El montaje modular, una
alternativa a la cadena de montaje convencional
P-Lab, el laboratorio donde se
crea la producción del futuro
Nuevas herramientas para
mejorar la calidad y la productividad, vehículos sin conductor y drones que
facilitan la logística
Con la factoría inteligente, Audi está consiguiendo que su sistema de
producción se adapte al futuro. En esta factoría, la creación y conexión
inteligente de grandes volúmenes de datos facilitará la transmisión de
información y, por tanto, una producción altamente flexible e inteligente. Un
método de producción que podría derivar hacia un proceso de montaje modular, de
acuerdo con un concepto radicalmente nuevo. Además de este importante proyecto,
Audi esta desarrollando muchos otros para la producción del futuro, desde la
aplicación de gafas de realidad virtual hasta la impresión 3D sobre metal.
Montaje modular
La complejidad en la
producción del automóvil está aumentando. Las nuevas necesidades del mercado,
las expectativas de los clientes y los marcos legales cada vez requieren más
versiones diferentes de los vehículos así como tecnologías innovadoras. Esto significa
que los tiempos fijos en la cadena de montaje se están volviendo menos
eficientes. Cuanto más crece el número de derivados y variaciones, más difícil
se hace controlar esta gran complejidad e integrar nuevas rutinas en un proceso
secuencial rígido.
Audi trata de responder a este
desafío y desarrollar un principio completamente nuevo: el montaje modular. Con
este método, centros de trabajo más pequeños y separados permiten unas rutinas
de trabajo altamente flexibles, tanto en términos de tiempo como de espacio.
Entre estos centros de trabajo, unos sistemas de transporte sin conductor se
encargan de llevar los coches en construcción y las piezas que se requieren. Un
ordenador central controla de forma precisa estos sistemas de transporte sin
conductor y reconoce las necesidades de cada centro de trabajo individualmente,
lo que asegura un flujo regular. Audi estima que el montaje modular, que ya ha
comenzado a utilizarse en fase de pruebas en la planta de Györ, Hungría,
mejorará la productividad en un 20 por ciento con relación a las cadenas de
montaje actuales.
El Centro Técnico para los
Sistemas de Asistencia a la Producción
El departamento de Audi de
Desarrollo de Tecnología para los Sistemas de Asistencia a la Producción está
creando los nuevos sistemas de transporte sin conductor que requiere el montaje
modular. Este departamento ha desarrollado dos tipos de vehículos sin
conductor: uno de ellos se mueve controlado por un ordenador, el otro lo hace
de forma autónoma en una ruta definida. Tres detectores láser hacen posible que
los transportes sin conductor se orienten por sí mismos, reconozcan y eviten
situaciones potencialmente críticas. Audi ha desarrollado el software de
navegación por sí misma basado en el de software de automoción.
La tarea principal del Centro
Técnico para los Sistemas de Asistencia a la Producción es trabajar en nuevas
tecnologías ya desde las primeras etapas de desarrollo. Además de en los
transportes sin conductor, también trabaja en otros cuatro proyectos que
comprenden la coordinación segura entre humanos y máquinas cuando trabajan en
el mismo espacio, las mesas de montaje con funciones asistidas y dos
innovadores robots: un brazo flexible para sujeción y robot ligero especial.
El brazo robot flexible,
inspirado en la lengua del camaleón, permite que pueda sujetar piezas de
diferentes formas y tamaños. Consiste en una superficie elástica que envuelve
la pieza y mantiene la presión mediante aire comprimido y la tensión de un
muelle. El brazo puede colocar directamente la pieza o entregársela a un
operario y, como no tiene bordes afilados, es adecuada para las piezas más
delicadas. El robot ligero (18,4 kg) aporta flexibilidad al proceso de
producción porque, colocado bajo el bastidor que transporta el coche en la
cadena de montaje, atornilla los paneles inferiores del coche y se adapta a la
configuración que tiene cada modelo.
El Laboratorio de Producción
Audi
El Laboratorio de Producción
Audi, abreviadamente P-Lab, desarrolla y da asistencia a proyectos innovadores
para los procesos de producción, generalmente a partir de una primera idea.
Actualmente, el departamento tiene cinco empleados fijos que ya han contribuido
a la creación de innovaciones con vistas a la aplicación en serie, como la
impresión 3D sobre metal, la cooperación entre humanos y robots, los sistemas
de transporte sin conductor y el uso de realidad aumentada.
Los proyectos en curso
actualmente en el P-Lab incluyen dos relacionados con los macrodatos. Uno de
ellos está dirigido al reconocimiento temprano de errores durante la colocación
de tornillos y tuercas. Dado que cada coche tiene más de 1.000 de estos
elementos, en la planta de Ingolstadt se aprietan unos 500 millones de ellos al
año. Un porcentaje muy pequeño no se enroscan con la suavidad necesaria y, cuando
se presenta este problema, para garantizar la calidad los destornilladores
neumáticos o eléctricos se paran. Esto ocurre generalmente en los dos segundos
siguientes a comenzar el proceso. Mediante el análisis de los datos sobre el
apriete de los tornillos, ahora se puede predecir –con una probabilidad muy
alta– un eventual fallo en sólo 0,3 s. El otro proyecto se centra en el flujo
de componentes. Permite reemplazar extensas hojas de cálculo por un sistema
visual de formas y colores que simplifica la logística.
Otro de los objetos
principales del Laboratorio de Producción de Audi son las gafas con datos, que
pueden proporcionar una asistencia a los empleados en la producción, a los
planificadores y a los ingenieros de las fábricas del futuro, mediante realidad
asistida, aumentada y virtual. Con las gafas de realidad asistida es posible
ver, por ejemplo, información gráfica y de texto sobre los pasos para montar un
motor en concreto. Las de realidad aumentada combinan las imágenes reales con
el equivalente a una proyección holográfica; de esa forma es posible ver, por
ejemplo, un robot de soldadura que realmente no está ahí y determinar la
colocación de varios de ellos para que no interfieran entre sí. Con las gafas
de realidad virtual, como ocurre en un juego, varios trabajadores pueden
interactuar en el mismo espacio virtual y examinar un centro de montaje para
detectar un eventual problema.
Fabricación de Herramientas
Actualmente hay varios
proyectos en desarrollo en la división Fabricación de Herramientas de Audi. La
estructura de las herramientas de prensado incluye ahora muchos componentes de
aluminio y plástico. Esto reduce el peso de estas herramientas –que hasta ahora
han llegado hasta 45 toneladas– de media en un 20 por ciento y en algunos casos
en un 40 por ciento. Así, sin ningún efecto en la calidad de la pieza, las
operaciones de prensado (de 9 a 18 por minuto) aumentan una o dos por minuto.
La energía necesaria para las operaciones de prensado y para el transporte
durante el cambio de herramientas disminuye alrededor de un 10 por ciento.
La fase de estampación, donde
se aplican estas herramientas, utiliza la tecnología de medición más avanzada.
El objetivo es conseguir una cadena de datos completa para cada lámina de metal
que comience ya con los proveedores del acero o el aluminio, otra forma en la
que Audi mejora su precisión. Dentro de Fabricación de Herramientas, en
Ingolstadt, y con el objetivo de garantizar la calidad de los coches
terminados, las partes que lo componen se unen como datos en un ordenador,
mucho antes del inicio de la producción. El llamado proceso de ensamblaje
virtual, basado en mediciones ópticas exactas, ahorra tiempo y trabajo.
Otra área de trabajo en
Fabricación de Herramientas Audi es el mantenimiento remoto. Como proveedor
central de soporte, el portal de mantenimiento remoto supervisa un gran volumen
de equipamiento en las plantas de Audi en todo el mundo. Si ocurre un problema
técnico en cualquiera de esas plantas, los expertos pueden acceder a la
maquinaria a través de una conexión segura y prestar ayuda online.
Audi crea valiosas sinergias
en su centro de nueva creación para la impresión 3D sobre metal. Durante la
planificación de la producción, los especialistas de este departamento y los
del centro técnico de fundición trabajan intensamente en la impresión sobre
metal. A medio plazo, esta tecnología tiene el potencial para estar firmemente
establecida de cara a su aplicación en serie. Mediante el fundido por láser, el
polvo metálico se procesa para crear piezas complejas de aluminio y acero,
imposibles de fabricar de otra manera. Audi ya está fabricando piezas para
herramientas de producción en serie con impresoras 3D sobre metal. En el
futuro, es posible que haya componentes impresos para modelos que se fabriquen
en series pequeñas.
Logística
El trabajo de logística es
asegurar que los materiales necesarios para la fabricación están siempre
disponibles con puntualidad, máxima calidad y flexibilidad. En el departamento
de logística, Audi está trabajando en la aplicación de nuevos sistemas
autónomos de transporte que se guían mediante escáneres láser. En el Centro de
Logística, junto a la planta de Audi en Ingolstadt, se están realizando pruebas
con estos transportes autónomos como carretillas elevadoras y carros guiados;
se espera que, en 2017, comience su funcionamiento en serie.
Los drones de transporte
pueden complementar a estos nuevos sistemas de transporte ya que son capaces de
llevar en poco tiempo piezas que se requieran con urgencia a los centros de
montaje. Recientemente, Audi ha llevado a cabo vuelos de prueba satisfactorios
en la planta de Ingolstadt durante un día en el que no se trabajaba, ya que la
seguridad es una prioridad. Seguirán pruebas adicionales durante el
funcionamiento normal de la producción.
Los macrodatos tienen un
potencial especialmente grande en el campo de la logística. En la planta de
Audi en Neckarsulm, un equipo interdisciplinar ha comenzado ahora a conectar
datos de todas las áreas relevantes para la logística con objeto de
analizarlos, desde los proveedores y los transportistas hasta la cadena de
valor completa en la producción. Una de las primeras aplicaciones se dirige a
asegurar que las compañías de transporte contratadas por Audi recojan el coche
de la planta en el momento en que están terminados. Esto reduce el tiempo de
espera de los coches, así como la necesidad de espacio para tenerlos aparcados.
La logística es una actividad
fascinante y la nueva aplicación “Audi Logistic Challenge” permite a los no
especialistas experimentar con sus funciones clave. La propia Audi ha
desarrollado este juego para smartphones y tablets. “Audi Logistic Challenge”
está disponible para descarga de forma gratuita en App Store (iOS) y Play Store
(Android).
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