Crear una cuenta de estudianteEl desafío
Reframe Systems está revolucionando la construcción residencial al aplicar la automatización industrial y el diseño digital a una industria que no ha cambiado radicalmente en décadas. Fundada por antiguos ingenieros de robótica de Amazon, Reframe Systems combina la automatización robótica, los flujos de trabajo impulsados por software y el diseño digital para resolver los desafíos urgentes de vivienda, mano de obra y clima que enfrentan la industria de la construcción residencial y las comunidades de Nueva Inglaterra.
Al utilizar Onshape de PTC como base de sus flujos de trabajo de automatización personalizada y gemelos digitales de alta fidelidad, Reframe ha creado una plataforma de construcción integrada verticalmente que permite la iteración rápida, la personalización masiva y la producción sin papel, transformando la forma en que los desarrolladores y constructores ofrecen viviendas sostenibles y rentables a gran escala.
Resultados
- Capacidad anual de 500 hogares por microfábrica con una inversión de capital de solo 5 millones de dólares
- Tiempo de modelado de 3 a 4 veces más rápido para marcos de paredes con las funciones personalizadas de Onshape
- Reducción del tiempo de respuesta a los comentarios sobre el diseño de días a minutos
- Producción simplificada y sin papel con CAD nativo de la nube e instrucciones de trabajo digitales integradas
- Mayor agilidad de la fuerza laboral, lo que permite a los aprendices contribuir de manera significativa desde el primer día
Onshape no solo nos ayuda a modelar más rápido, sino que también nos permite construir de forma más inteligente. Es la base para ampliar la vivienda sostenible en todo el país.»
Llevar la automatización a una industria que envejece
El sector de la construcción de EE. UU. se enfrenta a un cambio radical. Con más del 40% de la mano de obra calificada de la construcción a punto de jubilarse en la próxima década y la continua escasez de viviendas, la industria se ve presionada para construir más rápido y con menos personas.
La misión de Reframe Systems es aplicar las mejores prácticas de industrialización, automatización, diseño digital y flujos de trabajo escalables a la construcción. Actualmente, la empresa se centra en los mercados de relleno y en los desarrolladores más pequeños (proyectos de 10 a 100 unidades) que requieren una producción flexible y localizada. En lugar de construir viviendas de talla única, la innovación de Reframe radica en su capacidad de adaptar los diseños a los requisitos locales de zonificación, sitio y código sin sacrificar la velocidad o la eficiencia.
«No venimos de la construcción. Por eso vimos la oportunidad de repensar todo el proceso», afirma Felipe Polido, cofundador y director de tecnología. «Preguntamos: ¿Por qué las casas no pueden construirse como productos: diseñarse digitalmente, fabricarse robóticamente y ensamblarse de forma rápida y limpia?»
La ventaja de la microfábrica
En el centro del modelo de Reframe se encuentra la microfábrica: compacta, de 50 000 metros cuadrados. pies. instalaciones de producción (aproximadamente del tamaño de una tienda de mejoras para el hogar y un centro de jardinería) que están diseñadas específicamente para servir a las áreas urbanas cercanas. Cada microfábrica requiere solo 5 millones de dólares en inversión de capital y puede producir hasta 500 000 pies cuadrados de entorno construido al año, lo que equivale a aproximadamente 500 hogares al año. Este modelo rentable permite a Reframe escalar rápidamente y, al mismo tiempo, mantener la calidad y la flexibilidad.
A diferencia de las fábricas modulares masivas y centralizadas, las microfábricas de Reframe están integradas en las comunidades a las que sirven. Esta proximidad ofrece varias ventajas:
- Mano de obra localizada: el mismo electricista que ensambla un panel en la fábrica puede ser el que lo instala in situ.
- Iteración más rápida: los ciclos de retroalimentación entre el diseño y la producción se producen en minutos, no en días ni semanas.
- Reducción del impacto ambiental: la producción local significa menos transporte por carretera, menos emisiones y una entrega más rápida.
«Nuestra visión a largo plazo es una microfábrica por cada cinco Home Depots del país», afirma Polido. «Son de bajo gasto de capital, flexibles y nos permiten llevar viviendas industrializadas a cualquier mercado».
Onshape como la base del hilo digital
Aunque Reframe Systems experimentó inicialmente con CAD de escritorio, el equipo se dio cuenta rápidamente de que necesitaba algo más que el BIM tradicional. El entorno CAD moderno de Onshape, en particular sus capacidades de automatización y funciones personalizadas, les ofrecía la fidelidad y la flexibilidad necesarias para crear un verdadero hilo digital.
«Con Onshape, no solo modelamos edificios, sino que codificamos la forma en que se construyen», afirma Ethan Keller, jefe de automatización del diseño. «Es la columna vertebral de nuestro hilo digital, que convierte los datos de diseño directamente en instrucciones de máquina, tareas de fábrica e incluso optimizaciones de IA basadas en la zonificación».
Con Onshape, nativo de la nube, Reframe crea modelos detallados que impulsan:
- Instrucciones de la máquina para cortar sierras y brazos robóticos
- Instrucciones de trabajo para la fábrica a través de su aplicación personalizada
- Optimización de la IA para el cumplimiento de la zonificación y la selección de materiales
Cada panel de pared está completamente definido en Onshape, incluidos los montantes, el revestimiento, las tuberías y los cortes eléctricos. Este modelo se convierte en la única fuente de verdad en el diseño, la fabricación y la instalación.
Creado en la nube, con tecnología de AWS
La base de Onshape en Amazon Web Services (AWS) brinda a Reframe la confiabilidad y seguridad de nivel empresarial que necesita para industrializar la construcción de viviendas. Si bien Onshape proporciona las capacidades de administración de datos y CAD que impulsan el hilo digital de Reframe, AWS garantiza que esas capacidades se entreguen con un tiempo de actividad comprobado, escalabilidad global y la misma infraestructura confiable en la que confían las empresas y agencias gubernamentales de Fortune 100.
«Onshape se ha establecido como pionera en el desarrollo de productos nativos de la nube, ya que ofrece capacidades CAD de nivel profesional y una gestión de datos integrada que está revolucionando la forma en que los equipos colaboran», afirma Mark Frost, de AWS. «Y al aprovechar la infraestructura global de AWS, Onshape ofrece una plataforma única que elimina las cargas de TI tradicionales y, al mismo tiempo, permite la colaboración en tiempo real».
Como Onshape se ejecuta completamente en la nube, Reframe puede lanzar nuevas microfábricas sin grandes gastos de TI, ayudar a los equipos distribuidos a colaborar en tiempo real y garantizar que todas las partes interesadas trabajen a partir de un modelo único y siempre actualizado. La combinación de la moderna plataforma CAD de Onshape y los resilientes servicios en la nube de AWS permite a Reframe expandirse con confianza, sabiendo que sus diseños y datos de producción permanecen seguros, accesibles y disponibles de forma continua.
Codificación de la automatización de la construcción con funciones personalizadas
Para optimizar su enfoque industrializado de la construcción, Reframe ha desarrollado un conjunto de FeatureScripts personalizados y herramientas de automatización dentro de Onshape que codifican su lógica de construcción y agilizan cada paso del diseño hasta la producción. Onshape permite a Reframe crear modelos altamente detallados y listos para su construcción de forma más rápida y con menos errores, lo que desbloquea tanto la escala como la flexibilidad.
«FeatureScript nos permite integrar nuestra lógica de construcción directamente en el sistema CAD», afirma Keller. «No se trata solo de modelar, sino de programar un edificio».
Así es como el equipo de Reframe está poniendo en práctica las capacidades de automatización de Onshape:
El enmarcado robótico de paredes reduce el tiempo de diseño en un 75%
Este FeatureScript personalizado genera un muro totalmente enmarcado en función del tipo de muro seleccionado, creando y colocando automáticamente todos los elementos estructurales (montantes, placas, revestimientos, cortes de plomería y más). Este proceso, que antes era manual y consumía mucho tiempo, ahora es de 3 a 4 veces más rápido, lo que reduce drásticamente el tiempo necesario para definir las estructuras de las paredes en todo un proyecto.
«Esta herramienta por sí sola redujo el tiempo de diseño del encuadre a una cuarta parte de lo que era», afirma Polido. «Y es solo uno de los docenas de guiones que estamos creando».
La lógica de fontanería estandarizada elimina los errores manuales
Reframe utiliza un script inteligente para colocar automáticamente los accesorios de plomería de una biblioteca de piezas estandarizada en función de las condiciones de diseño y las restricciones de diseño. Esto garantiza la coherencia en todos los proyectos, elimina los errores de colocación manual y permite a los modeladores centrarse en decisiones de diseño más complejas.
La toma de muestras automatizada ahorra tiempo & minimiza el riesgo
Otro FeatureScript se encarga de la colocación de los orificios para tuberías y conductos, cortando con precisión donde sea necesario según el diseño mecánico y los materiales involucrados. Al integrar esta lógica directamente en el modelo, Reframe elimina la necesidad de realizar mediciones manuales y reduce el riesgo de instalación sobre el terreno.
La conversión de datos CAD en sistemas de máquinas codifica la carpintería
El equipo de Reframe desarrolló una herramienta que convierte los datos CAD directamente en instrucciones de máquina para su sistema de sierra automatizado, similar al código G de las máquinas CNC. Esto reemplaza lo que normalmente requeriría un programador CNC dedicado y altamente calificado y permite que un equipo con menos experiencia fabrique piezas de alta precisión bajo demanda. «Con En esta configuración, hemos tomado lo que solía ser un trabajo especializado y lo hemos automatizado por completo», afirma Keller. «Estamos codificando la carpintería».
Cada una de estas herramientas personalizadas se incorpora a la estrategia de gemelos digitales más amplia de Reframe. Los modelos detallados creados en Onshape contienen metadatos que las herramientas posteriores, como el brazo robótico de encuadre, pueden utilizar para tomar decisiones y guiar la fabricación. Por ejemplo, los montantes están marcados con identificadores únicos que el robot escanea y utiliza para extraer las instrucciones de montaje directamente del modelo, lo que permite un montaje en pared totalmente automatizado.
«Estamos creando un sistema en el que el modelo no es solo un dibujo; es el cerebro de la fábrica», afirma Polido.
Con estas herramientas, Reframe convierte los bocetos en pisos completos de encuadre en cuestión de minutos.
«Lo que antes tomaba un día ahora lleva una hora», explica Keller. «Y una vez construido el modelo, nuestro brazo robótico de armazón puede ensamblar paredes utilizando solo los metadatos integrados en el modelo».
Al automatizar y codificar lo que antes eran pasos manuales y propensos a errores, Reframe impulsa una construcción coherente, escalable y personalizable.
Del modelo CAD al ensamblaje: sin papel ni registro
El proceso de diseño de Reframe es 100 por ciento digital, y cada tarea se asigna a través de una aplicación interna llamada Sidekick que conecta los modelos de Onshape con las instrucciones sobre el terreno. Los carpinteros utilizan tabletas para ver guías paso a paso en tiempo real vinculadas al modelo CAD en vivo, lo que garantiza la precisión y elimina la confusión.
Poniendo un ejemplo, Polido comparte: «Uno de nuestros carpinteros terminó una tarea en Sidekick, que es la aplicación de suelo que utilizamos, y observó que faltaba una llamada. Uno de nuestros diseñadores se dio cuenta y, básicamente, en nueve minutos actualizó los dibujos, los volvió a publicar y ya estaba en el suelo con la solución correcta».
«El circuito de retroalimentación es estrecho. Así es como nos movemos con rapidez y evitamos costosas modificaciones».
Ampliar la mano de obra calificada sin necesidad de más personas
La automatización ha permitido a Reframe reducir la cantidad de expertos altamente cualificados y experimentados que se requieren in situ, lo que permite a los aprendices y a los trabajadores en general gestionar gran parte del trabajo de ensamblaje. Los sistemas robóticos de la empresa asumen tareas de encuadre repetitivas y de alto riesgo, lo que permite a los profesionales cualificados centrarse en trabajos de valor añadido, como el acabado y las inspecciones.
Su fábrica del área de Boston produce de 3 a 5 paneles de pared por día y han construido más de 1,000 pies lineales de conjuntos de pared con asistencia robótica.
Mirando hacia el futuro
Con fábricas planificadas para Los Ángeles y más allá, el sistema escalable y repetible de Reframe permite a la empresa implementar rápidamente soluciones de viviendas industrializadas en los EE. UU., al tiempo que cumple con los requisitos de personalización locales y minimiza el impacto ambiental.
En el centro de todo está Onshape: la infraestructura central que impulsa la lógica, la automatización y la velocidad detrás del innovador sistema de Reframe.
«Onshape no solo nos ayuda a modelar más rápido, sino que también nos permite construir de forma más inteligente», afirma Keller. «Es nuestra base para ampliar la vivienda sostenible en todo el país».