De modelado manual a diseño de marcos de acero basado en datos
Overview
Cada proyecto parte en el modelo de análisis estructural y, cuando este queda resuelto, los perfiles, las posiciones de las barras y los tipos de unión ya están definidos. Todo eso había que volver a ingresarlo a mano en Tekla Structures: de 3 a 5 días por marco, además de modelar cada unión una por una y configurar cada plano desde cero.
El cliente migró a un almacenamiento centralizado de proyectos, con una base de datos detrás e integraciones con su ERP y otros sistemas de negocio. Trabajamos en ambos lados de ese enlace: la base de datos y la REST API que entregan los datos del análisis, y el plugin de Tekla Structures que convierte ese JSON en un modelo físico: generación del marco, uniones automáticas y planos de conjunto típicos.
El traspaso entre análisis y detallamiento dejó de ser manual. El modelo físico en Tekla se genera a partir de los mismos datos con los que ya trabajan el ERP y el resto de la empresa, por lo que coincide con el análisis por construcción, y una revisión de diseño se resuelve volviendo a ejecutar el generador en vez de remodelar.
Antecedentes
El cliente diseña y fabrica edificios con estructura de acero. La ingeniería parte en el software de análisis estructural: el marco se resuelve ahí, y el modelo analítico ya contiene los perfiles, las posiciones de los nodos y el tipo de unión en cada nodo. El detallamiento se hacía luego en Tekla Structures, donde el equipo tenía buenas librerías y modeladores con experiencia, pero el modelo se reconstruía desde cero en cada proyecto y cualquier revisión de diseño obligaba a empezar esa reconstrucción de nuevo.
Problema
Los datos ya existían – solo que no estaban conectados
El cuello de botella nunca fue la velocidad de modelado, sino la brecha entre el modelo analítico y el modelo de detallamiento: datos de ingeniería ya validados se volvían a digitar a mano, lo que es lento, propenso a errores y rompe el vínculo con el análisis apenas algo cambia.
Los perfiles y las posiciones de las barras se reingresaban manualmente, nodo por nodo.
Las uniones se modelaban una a una, aunque el análisis ya indicaba el tipo de unión.
Cada revisión del análisis implicaba rehacer el modelo y los planos.
Nada vinculaba el modelo de detallamiento con los datos de proyecto que usaba el ERP.
Análisis
El cliente ya estaba consolidando sus proyectos en un solo almacenamiento, con el ERP y otros sistemas conectados a él, así que el trabajo se dividió con claridad en dos mitades: un contrato JSON confiable para el modelo analítico, servido por la base de datos de proyectos y su REST API, y una aplicación en Tekla capaz de construir a partir de él. Definimos el contenido del JSON desde el inicio (ejes y geometría del marco, perfiles y posiciones de las barras, tipo de unión por nodo, más las convenciones de nombres y marcas que necesita producción), para que cada proyecto se genere desde una única fuente de verdad versionada.
Solución
Desarrollamos un plugin de Tekla Structures que consume el JSON del análisis desde la plataforma del cliente y construye el marco de punta a punta. Los ingenieros se quedan en el modelo analítico; el modelo físico pasa a ser un reflejo determinista de ese modelo y no una interpretación manual.
Leer el modelo analítico
El plugin solicita el JSON del proyecto al almacenamiento central a través de su REST API: ejes, geometría del marco, perfiles y posiciones de las barras, y el tipo de unión en cada nodo.
Generar el marco
Columnas, vigas de techo, correas y arriostramientos se crean como elementos físicos con los perfiles y las posiciones tomados del análisis, respetando la distancia entre marcos, la pendiente de techo y las reglas de disposición.
Aplicar las uniones automáticamente
Cada tipo de unión del análisis se mapea a un componente de Tekla – placas base, uniones de alero y de cumbrera, cartelas de arriostramiento – y se aplica por regla con las planchas, pernos y soldaduras correctas.
Asignar atributos y marcas
Nombres, prefijos, marcas de conjunto y materiales se completan desde los datos de origen, de modo que las piezas salen del modelo tal como las esperan fabricación y el ERP.
Emitir el set de planos
Los planos de conjunto típicos y los planos generales se generan desde plantillas una vez que el modelo está completo.
Cómo funciona
Con el marco modelado y las uniones aplicadas, la producción de planos es la segunda mitad de la automatización. El plugin emite el set desde plantillas preparadas: planos de conjunto para los conjuntos típicos y los planos generales, con ejes, cotas y marcas ya ubicados, reduciendo a segundos lo que antes tomaba de 1 a 2 días de trabajo de dibujo.
Vista general 3D
Vista de conjunto del marco completo, generada a partir de los datos del análisis.
Planos de conjunto típicos
Conjuntos de columnas, vigas de techo y arriostramientos emitidos desde plantillas, con planchas, pernos, soldaduras y marcas de piezas.
Planos de columnas y vigas
Con ejes de grilla, cotas y marcas de los elementos.
Secciones longitudinales y transversales
Generadas automáticamente con las anotaciones correspondientes.
Resultado
Los ingenieros ya no reconstruyen el marco a mano una vez terminado el análisis. Trabajan en el modelo analítico, y el plugin de Tekla convierte esos datos en un modelo detallado con sus uniones y un set completo de planos.
El marco, sus uniones y sus planos se generan a partir del JSON del análisis; un cambio de diseño se aplica actualizando los datos y volviendo a ejecutar el generador.
El modelo analítico es la única fuente de verdad: el modelo de Tekla coincide con él por construcción, sin transferencia manual de datos de por medio.
Las uniones se aplican por regla en vez de modelarse nodo por nodo, y los atributos y marcas provienen directamente de los datos de origen.
El modelo de detallamiento se conecta directamente al almacenamiento central, de modo que la base de datos de proyectos, el ERP y producción trabajan con los mismos datos.
~90%
Reducción en el tiempo de modelado inicial
~80%
Mayor velocidad en la producción de planos
0
Discrepancias entre el modelo de análisis y el de detallamiento
Tecnologías
Tekla Open API
C#
.NET
REST API
PostgreSQL
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