La transformación digital optimiza las plantas de los fabricantes y los proveedores de automóviles
Con el fin de optimizar los costes de puesta en marcha y asegurar el nivel de calidad necesario desde el primer vehículo producido, cada proceso debe estar perfectamente planificado desde el inicio. La digitalización del desarrollo del producto y el proceso de producción, además de la consistencia y el uso estandarizado de datos durante todo el ciclo de vida, hacen que la complejidad sea manejable. Con la transformación digital de procesos, los fabricantes pueden acelerar la planificación y responder más rápidamente a los retos de la Industria 4.0.
Con el fin de optimizar los costes de puesta en marcha y asegurar el nivel de calidad necesario desde el primer vehículo producido, cada proceso debe estar perfectamente planificado desde el inicio. La digitalización del desarrollo del producto y el proceso de producción, además de la consistencia y el uso estandarizado de datos durante todo el ciclo de vida, hacen que la complejidad sea manejable. Con la transformación digital de procesos, los fabricantes pueden acelerar la planificación y responder más rápidamente a los retos de la Industria 4.0.
Los procesos de fabricación independientes se deben abordar de manera holística con el fin de conectarlos entre sí. Siemens ha identificado los cuatro pilares que una estrategia de digitalización debe cubrir. El primer pilar es un flujo de datos coherente, desde el diseño del producto a través de la planificación de la producción y la ingeniería hasta su ejecución y servicio. En este sentido, la integración de los proveedores en la cadena de valor es un aspecto clave.
Los procesos de fabricación independientes se deben abordar de manera holística con el fin de conectarlos entre sí
El segundo pilar es el Gemelo Digital, que es una representación digital del producto real y su planta de producción, que se crea para el proceso de desarrollo virtual que se ejecuta en paralelo. El Gemelo Digital busca, por ejemplo, conocer cuando se alcanza el pico de producción una vez que la línea de fabricación se ha puesto en marcha. De este modo, se consigue que el proceso completo se simule en el mundo digital. El Gemelo Digital también proporciona la información que está incorporada en el diseño de otros modelos de coche y aumenta la flexibilidad de la planta.
El tercer pilar es la "transparencia de la fábrica". Hay indicadores clave de rendimiento que se pueden utilizar para realizar mejoras, llevar a cabo análisis de datos, o introducir procedimientos de mantenimiento predictivo. El cuarto pilar es la integración horizontal y vertical. Toda la planta está conectada mediante comunicación Ethernet, y la fabricación y los mundos IT están estrechamente interconectados.
El mayor reto a la hora de realizar una transformación digital está en pasar del uso de soluciones individuales a una cadena de procesos estandarizados. Product Lifecycle Management (PLM) debe relacionarse con Manufacturing Operations Management (MOM) y necesitan compartir datos comunes. También debe quedar claro qué datos se necesitan y cuándo, dónde y cómo se puede acceder a ellos. La integración coherente de los datos es la única manera de aprovechar todas las ventajas de la digitalización. La estandarización de los procesos e interfaces es un requisito esencial.
Siemens ha desarrollado una cartera de productos que ya permite interconectar las partes clave del ciclo de vida de los productos y sistemas de producción y apoyar digitalmente todo su proceso de valor añadido. Esta plataforma de software integrado y sistemas de automatización es conocida como Digital Enterprise Suite.
La plataforma engloba Product Lifecycle Management (PLM) para el diseño, planificación y simulación, Totally Integrated Automation (TIA) para la ingeniería de producción, y Manufacturing Execution System / Manufactu-
El Gemelo Digital es una representación digital del producto real y su planta de producción
ring Operations Management (MES/MOM) para la continuidad de la producción. Además, combina el ciclo de vida y el análisis de datos (Mindsphere -la nube IOT abierta basada en sistema operativo de Siemens). Teamcenter, por su parte, se utiliza como plataforma de colaboración. La base de datos compartida hace posible recoger datos muy rápidamente desde el desarrollo del producto hasta el diseño de fabricación e incluso adaptar rápidamente las operaciones de fabricación cuando se realizan cambios en el diseño del producto.
Simulación de flexibilidad
Los fabricantes Premium suelen producir en lotes relativamente pequeños y la flexibilidad en sus líneas de fabricación es particularmente importante para ellos. Volvo, por ejemplo, quería hacer una variedad de modelos de vehículos en una sola línea. La compañía usó Process Simulate para planificar el proceso BIW, las líneas de ensamblaje final y el proceso de pintura. La herramienta de PLM se encargó de la simulación exacta de las diferentes células de soldadura en la carrocería, por ejemplo. Los programas que se configuran y se prueban sin conexión y se adaptan durante el uso productivo pueden ser generados por Process Simulate.
De esta manera, las líneas de fabricación existentes pueden ser modernizadas para producir nuevos modelos dentro de un tiempo extremadamente corto. El equipo consiguió adaptar la línea de montaje de carrocería en la fábrica de Torslanda en Suecia dentro de las 24 horas de parada de producción durante el fin de semana. La compañía utiliza Teamcenter para crear un entorno en el cual tanto el Departamento de Desarrollo de Productos como el equipo de fabricación pueden trabajar juntos. El equipo de fabricación puede acceder constantemente a los cambios del producto y pueden modificar de forma inmediata los cambios de proceso necesarios. Tecnomatix genera automáticamente la documentación de ingeniería en sólo el 10% del tiempo que sería necesario durante el proceso de generación manual.
La digital ‘shopfloor’
La nueva planta de montaje de Audi ilustra que el paso hacia la digitalización completa ya no es inabordable. Cuando se construyó la planta, en Neckarsulm, Alema-
nia, los principales puntos de interés fueron: reducción de costes de ingeniería, ahorro de energía, aumento de la disponibilidad y ahorro de costes. Audi logró estos objetivos con una plataforma de automatización uniforme: el TIA Portal de Siemens fue el punto clave de esta estrategia. Tanto programación como parametrización, diagnóstico y visualización se pueden implementar en una plataforma de automatización uniforme y estándar. Los costes de ingeniería, por ejemplo, se redujeron en torno a un 10% mediante TIA Portal. A diferencia de antes, cada sistema único de control proporciona ahora información detallada de diagnóstico para el sistema de control de nivel superior sin necesidad de programación adicional.
Los tiempos de acceso al sistema pueden ser reducidos, gracias a los distintos módulos del programa de base de datos compartida. Además, la dirección de producción puede identificar el estado de los componentes de la planta de forma anticipada y tomar medidas preventivas si se detectan valores erróneos. La disponibilidad en el montaje final alcanzó más del 99% mediante el uso de la TIA Portal.
Las aplicaciones de análisis de big data les permiten buscar a través de grandes volúmenes de datos de operaciones de producción para descubrir patrones o vínculos. Estos les proporcionan resultados que se pueden utilizar como base para tomar decisiones más precisas dentro de un corto periodo de tiempo. Mindsphere es la plataforma IOT basada en nube de Siemens que conecta las operaciones de producción real con el mundo virtual y ofrece una oportunidad a los servicios digitales. Mindsphere proporciona un entorno industrial seguro para el uso de diversas aplicaciones de analítica, tanto si están desarrollados por Siemens, terceros, o incluso por los propios clientes.
Como plataforma principal, Teamcenter permite la normalización de datos y una máxima transparencia en todos los niveles
Audi logró sus objetivos gracias al TIA Portal de Siemens, plataforma de automatización uniforme