La trans­for­ma­ción di­gi­tal op­ti­mi­za las plan­tas de los fa­bri­can­tes y los pro­vee­do­res de au­to­mó­vi­les

Automática e Instrumentación - - TIEMPO REAL - Fran­cis­co Vi­lla­ver­de Ló­pez Res­pon­sa­ble del sec­tor del au­to­mó­vil de Sie­mens Es­pa­ña

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

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