Jesús Vidal Hernández

AUTOMATIZACIÓN DE ENSAYOS DE

CORTOCIRCUITO Y SOBRECORRIENTE

TRABAJO FINAL DE GRADO

Dirigido por el Dr. Angel Cid Pastor

Grado de Ingeniería Electrónica Industrial y Automática

Tarragona

2018

Información confidencial

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siguiente) del Trabajo Fin de Grado, han sido eliminadas de la versión íntegra del documento las

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Carrer Fusters, 54

43800 Valls, Tarragona

Telèfon: 977 61 71 00

Índice

1. Introducción al Proyecto ......................................................................................................... 1

1.1. Laboratorio de Lear Corporation................................................................................... 1

1.2. Introducción al Problema ................................................................................................ 2

1.3. Objetivos ........................................................................................................................... 4

2. Desarrollo del Proyecto ............................................................................................................ 5

3. Entregables ............................................................................................................................. 48

4. Planificación ............................................................................................................................ 49

5. Conclusiones del Proyecto ..................................................................................................... 50

6. Siguientes Pasos ...................................................................................................................... 51

Introducción al Proyecto

1

1. Introducción al Proyecto

Mi nombre es Jesús Vidal y he tenido la oportunidad de desarrollar este proyecto en el

Trainee program de Lear Corporation bajo el tutelaje de David Pérez Caelles ingeniero en

Lear y también, bajo el tutelaje de Ángel Cid por parte de la universidad Rovira i Virgili.

Antes de empezar con los objetivos del proyecto y en que consiste, veo necesaria la

introducción de un poco de contexto y del actual problema que nos ocupa.

1.1. Laboratorio de Lear Corporation

Mi proyecto ha estado desarrollado en y para el laboratorio de Lear en la parte de ensayos

ambientales. En el laboratorio trabajamos con los productos eléctricos y electrónicos que son

fabricados en Lear, como junction boxes, módulos electrónicos y smart junction boxes.

Nuestro objetivo es realizar validaciones las cuales consisten en una secuencia de test acorde

a unas normativas del cliente.

Realizamos estas validaciones durante la fase de diseño del producto para ayudar a su

desarrollo y una vez el diseño se ha finalizado y está siendo fabricado en nuestras fábricas,

para asegurar que tanto el diseño como el proceso de fabricación están cumpliendo todas

nuestras especificaciones.

Estas validaciones, consisten básicamente en llevar la muestra en condiciones extremas de

temperatura, estresarla mecánicamente mediante condiciones de vibración y simular

situaciones de sobre corriente.

Por lo tanto, podemos dividir estos ensayos en 3 grandes grupos, ensayos de temperatura, de

electricidad y mecánicos:

Figura 1. Esquema Tests del Laboratorio

Realizamos todos estos ensayos para asegurarnos de que nuestros productos funcionan

correctamente frente a las distintas condiciones (mecánicas o de temperatura) que nos

podemos encontrar en el coche durante su vida útil.

Envi

ron

me

nta

l Te

sts

Environmental

Stepped Temperature

Thermal Shock in air

Electrical

Short Circuit

Overcurrent

Mechanical

Vibration

Mechanical Shock

Introducción al Proyecto

2

Este año en el trainee program mi objetivo ha sido automatizar los ensayos que se encargan

de validar las protecciones eléctricas de estos productos con los que trabajamos,

Concretamente voy a automatizar los ensayos de Short circuit y Overcurrent. Pero, ¿Porque

queremos hacer esto? ¿Cuál es el problema?

1.2. Introducción al Problema

Para entender el problema, vamos a seguir el proceso de realización de un ensayo de Short

Circuit (Los dos tipos de ensayos son prácticamente iguales en procedimiento).

Paso 1: Montaje de set up de validación

Para empezar, estos ensayos se realizan manualmente por un técnico de laboratorio. Lo

primero que necesitamos es un set up de validación, es decir todos los equipos (fuente de

alimentación, cargas electrónicas…) que necesitamos para llevar a cabo la validación.

Paso 2: Conectar función que queremos validar

Los productos con los que trabajamos, tienen varias funciones que van conectadas en

nuestros coches a través de cables para poder controlar sus funciones, cada una de estas

funciones cuenta con un elemento de protección, así que la idea es conectar una de estas

funciones, solo una, a nuestro set up de validación para validarla.

Paso 3: Introducir parámetros de test

Seguidamente, introduciremos en un software genérico los parámetros del ensayo, en nuestro

caso podemos decir que queremos que pase por la función elegida 135% de su corriente

nominal durante 10 minutos.

Paso 4: Esperar la finalización del test

Los ensayos de una sola función pueden tardar varios minutos incluso horas dependiendo

del tipo de test y sus especificaciones.

Paso 5: Anotación de resultados

Simplemente anotar el resultado de tiempo y corriente finales del test.

Introducción al Proyecto

3

Estos son los 5 pasos, pero el proceso no ha terminado aquí, tenemos que repetir todos estos

pasos para todas y cada una de las funciones que tenemos en nuestro producto y depende del

cliente más de una vez para la misma función.

Figura 2. Proceso de Validación de un Test Short Circuit

¿El problema? Este tipo de ensayos no solo son monótonos y aburridos para el técnico,

también ocupan mucho tiempo, por ejemplo, para un módulo electrónico que tenga entre

100-120 salidas podemos tardar entre 3 y 4 semanas en validarlo, el problema sigue

creciendo dado que en cada proyecto hay que realizar estos ensayos para más de un módulo.

Otro de los problemas es el error humano. Es muy sencillo equivocarse conectando una

función o bien introduciendo los parámetros, es decir, puedes equivocarte y pasar 300 A por

una pista de 60 A. Normalmente la pista se rompería y habría que volver a realizar toda la

secuencia de test con un nuevo módulo.

Montaje del set up Conectar función

Introducir parámetros de

test

Esperar a que el test

finalice

Anotar resultados Repetir para X

funciones

Introducción al Proyecto

4

1.3. Objetivos

Es por esta razón que queremos automatizar estos ensayos de Short Circuit y Overcurrent.

Para optimizar nuestro plan de trabajo, para reducir el personal para este ensayo (al técnico

se le asignaran nuevas tareas) y en consecuencia para reducir los costes.

He dividido mi proyecto en 3 grandes partes que necesitaremos cumplir para automatizar el

proceso:

Figura 3. Fases del Proyecto

Primero de todo necesitaremos estudiar los diferentes tipos de test i productos

con los que trabajamos para los distintos clientes.

Seguidamente necesitaremos un set up de validación, y un sistema hardware

capaz de adaptarse a estos diferentes tipos de test y productos de la manera

más óptima posible.

Finalmente necesitaremos un software que controle este set up de validación

y sistema hardware.

Una vez explicados los objetivos, pasaremos a la fase del desarrollo del proyecto.

FULL AUTOMATION

Desarrollo del Proyecto

5

2. Desarrollo del Proyecto

Este capítulo que contiene el desarrollo del proyecto no ha estado publicado ya que contiene

información confidencial.

Entregables

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3. Entregables

Este ha sido el resultado final de mi proyecto en el Trainee program de Lear Corporation:

Figura 51. Set Up Validación Operativo

Un set up de validación completamente operativo y versátil capaz de adaptarse a los

diferentes productos y especificaciones de test en los que trabajamos. En conclusión, la

compañía ha recibido de mi parte después de este periodo de 9 meses:

Set up de validación y software.

Guía de usuario para la utilización del software.

Documentación del set up de validación y el software, para poder fabricar más set

ups y seguir mejorando el software.

Planificación

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4. Planificación

En este apartado mostrare el mi planificación de actividades respecto el tiempo. Queda

recalcar que la realización de estas actividades se ha ajustado en el tiempo previsto.

Tabla 14. Planificación Proyecto

Como vemos en la planificación, las primeras actividades fueron enfocadas al estudio del

proyecto y diseño del set up de validación y el contacto con proveedores. Para definir cuál

sería el proveedor y los materiales y componentes que necesitaríamos.

Finalmente, la gran parte del proyecto se ha centrado en el diseño del software, el cual, ha

ocupado un tiempo de desarrollo de noviembre hasta mayo teniendo en cuenta la fase de test

y mejoras.

Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic. Ene. Feb. Mar. Abr. May.

Estudio del Proyecto

Diseño set up de validación

Contacto con proveedores

Diseño arquitectura software

Desarrollo del software

Test y mejoras del software

Fabricación del set up

Conclusiones del Proyecto

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5. Conclusiones del Proyecto

Con la automatización de los ensayos de Short Circuit y Overcurrent, hemos obtenido un set

up el cual puede trabajar 24 h/día 7 días/semana lo que implica:

- No requerimos de un técnico supervisando y realizando el test manualmente.

- Solo tenemos que conectar las funciones del DUT y programar el software una vez

durante todo el test. Antes se tenía que hacer una vez por cada una de las funciones

a validar.

- He reducido el error humano y incrementado la confiabilidad.

- He incrementado la productividad de estos test en más de un 300%.

Estas conclusiones, definen lo siguiente:

- Hemos conseguido una optimización del plan de trabajo, ya que podemos realizar el

mismo test 3 veces más rápido.

- Optimización de los recursos humanos.

- Reducción de costes.

Por lo tanto, he conseguido que el laboratorio de Lear sea más competitivo.

Personalmente, lo que obtenido es:

- Experiencia de trabajo en un proyecto real en una de las empresas líder en el sector

de la automoción.

- Adquisición de nuevas habilidades:

o Programación en VisualStudio 2017 en aplicaciones que funcionan en tiempo

real.

o Programación de equipos: SCPI commands, tramas de bytes, instrucciones

propias de los mismos equipos.

o Bases de datos.

o Experiencia en programación de tramas CAN.

o Mejora de mis habilidades de presentación.

o Organización de los pasos a seguir en el proyecto en un tiempo determinado.

o Entender cómo funcionan los módulos electrónicos que tenemos en el coche

y como es su validación.

Siguientes Pasos

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6. Siguientes Pasos

Este proyecto no termina aquí, podemos seguir una serie de siguientes pasos para poder

mejorar-lo.

1. Estudiar nuevas oportunidades: Estudiar si podemos adaptar mi set up de validación para

realizar validaciones similares en otros productos o otros departamentos.

Una de las herramientas principales y versátiles es el sistema de multiplexado de

funciones, se podría utilizar este sistema y colocarlo en un set up con equipos

completamente diferentes para realizar otro tipo de validación.

2. Compartir el proyecto: Uno de los siguientes pasos más claros es compartir este proyecto

con los otros laboratorios de Lear con los mismos test.

3. Finalmente, un siguiente paso enfocado en el departamento en el que trabajo, es seguir

automatizando más procesos de validación para ser más competitivos en el mercado.