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Landaben

Los algoritmos se abren paso en Volkswagen Navarra

Poco a poco, sin grandes cambios pero inexorablemente, la industria 4.0 se va haciendo realidad en la factoría de Landaben. Una transformación que mejora o, en algunos casos, sustituye la labor humana mediante la eficiencia robótica

Los algoritmos se abren paso en Volkswagen Navarra
Los algoritmos se abren paso en Volkswagen Navarra
Actualizado el 21/03/2021 a las 06:00
La presentación en marzo de 2019 de la Digital Production Platform (DPP), la nube especializada en la industria del automóvil fruto del acuerdo entre el gigante automovilístico alemán Volkswagen y Amazon, no fue el punto de partida para la factoría de Landaben en lo relativo a la industria 4.0. La planta navarra llevaba tiempo avanzando por su cuenta con distintos proyectos que llegó a mostrar hace dos años durante un curso sobre la industria 4.0. Allí exhibió varios ejemplos prácticos de estas tecnologías puestos en marcha antes de que la marca anunciara su apuesta por la nube de Amazon.
Por aquel curso pasaron 751 profesionales de distintas disciplinas ajenos a la empresa, por iniciativa conjunta con la Fundación Industrial Navarra, pero también asistieron 938 empleados de la propia fábrica. Son más de una docena de proyectos, desarrollados en colaboración con otras compañías externas, repartidos por toda la fábrica para poner en práctica algunas de las aplicaciones de las tecnologías relacionadas con la industria 4.0, como la inteligencia artificial, el autoaprendizaje automatizado (machine learning) o el análisis de macrodatos (big data).
Algunos de los ejemplos más vistosos son el túnel automatizado de detección de defectos de pintura, el cabezal robotizado con un emisor de alta frecuencia para medir el espesor de la capas de imprimación de las carrocerías, el registro en tiempo real de los pares de apriete de los atornilladores en montaje o el sistema de gestión inteligente de rutas logísticas. Todos ellos han sido concebidos y llevados a la realidad para lograr ahorros contantes y sonantes en las cuentas de la empresa, ya que nunca se da luz verde a ningún proyecto que no vaya a obtener un retorno a la inversión en el plazo de un año.
Diseño inteligente de las rutas logísticas
 

El montaje de un coche requiere la instalación de multitud de pequeñas piezas, componentes, embellecedores, cables y revestimientos textiles y plásticos, un trabajo dividido entre cientos de trabajadores repartidos a lo largo de una serpenteante cadena que ocupa toda una nave. Si a ello se le suma los cientos de variaciones posibles del vehículo según equipamiento, opciones y gama da una idea del embrollo que supone ir distribuyendo todos los elementos necesarios que acaban vistiendo tanto el interior como el exterior de cada unidad fabricada.
Resultaría físicamente imposible que en cada puesto de trabajo se almacenaran todas las piezas necesarias para una producción diaria, por lo que es necesario ir reponiéndolas a lo largo de la jornada conforme se van montando. Esa es la labor que desarrollan los empleados de logística, encargados de anticiparse antes de que se agoten y diseñar la ruta de entrega de qué piezas y a qué puntos de la cadena deben depositarse. “Hasta hace poco era un proceso completamente manual que dependía de la habilidad y experiencia del trabajador”, explica Héctor Moreu Otal, jefe de planificación de IT de producción y producto.
Uno de los desarrollos relacionados con la industria 4.0 ha consistido en un nuevo sistema automático que controla de forma precisa el consumo de las piezas en la cadena. “Sabemos qué elementos va a necesitar cada tacto (como se denomina a cada subdivisión del trabajo en montaje) y en qué posición de la cadena está el coche que los va a necesitar. Todo eso se muestra en una pantalla, que también informa al trabajador logístico de qué piezas se van a acabar antes y le propone una solución en cuanto a su entrega y en qué orden hacerlo”, detalla Moreu.
Ojos electrónicos para no pasar ni un solo defecto
 

Visitar las naves de pintura y tratamiento anticorrosión de Volkswagen Navarra da idea de hacia dónde se dirigen las fábricas del futuro. A la vista de un profano, sorprende comprobar que haya tan pocas personas en su inmenso interior. Los grandes espacios tenuemente iluminados y ocupados por cientos de carrocerías de coches, que circulan automáticamente sobre un sistema de rieles sin ninguna supervisión humana, suponen un presagio de lo que se avecina. Solo unos pocos técnicos, que aparecen y desaparecen entre la maquinaria, supervisan el funcionamiento de los sistemas yendo de un sitio a otro con un ordenador portátil en la mano como instrumento de trabajo.
En medio de una de las diáfanas plantas donde se almacenan temporalmente las carrocerías tras el tratamiento anticorrosión se ha colocado el túnel automatizado de detección de defectos de pintura. Una amplia carpa azul alberga las 36 cámaras que tienen 18 segundos para sacar las 9.000 fotografías que se lanzan a cada carrocería, ya pintada y barnizada, para encontrar hasta la más mínima imperfección sobre su superficie. Cuatro arcos equipados con 300.000 leds, que pasan por encima de cada vehículo en un proceso que dura en total 42 segundos, varían la intensidad de su iluminación en función del color para lograr el contraste ideal con el que localizar las taras.
Las pequeñas imperfecciones surgen durante el pintado y barnizado en forma de “descolgados”, que es como denomina Arturo Resano Lázaro, gerente de planificación de lanzamientos, a las gotas de pintura sobrante que se escurren hacia abajo, o de “hervidos”, burbujillas solidificadas que se crean durante el horneado de las carrocerías para curar la pintura y el barniz. Hasta que se implantó el túnel de detección, los operarios empleaban la tercera parte de su jornada en esta revisión visual de los fallos, una labor que exigía una gran concentración y cuyos resultados dependían de la fatiga y el estado anímico del trabajador, según explica Luis Bacaicoa Fernández, jefe de producción de pintura. Ahora, gracias al procesado automatizado de las 9.000 fotos mediante algoritmos matemáticos, una pantalla con una imagen esquemática del coche muestra al empleado, en caso de haberla, dónde está exactamente la deficiencia para que sea corregida.
POSIBLES CAUSAS
Resano destaca que el sistema se ha ido perfeccionando para descartar gran parte de los falsos positivos que aparecían inicialmente. Así, de 6,9 aparentes defectos que se localizaban tras la implantación del túnel se ha pasado a 1,1. El sistema también aporta la ventaja de registrar estadísticamente las taras estéticas, algo que anteriormente era imposible, y relacionarlas con todos los factores que podrían influir con su aparición, como la temperatura o la humedad, para evitarlos.
El gerente de planificación de lanzamientos reconoce que están valorando ir un paso más allá, de cara al futuro, para “la automatización de los retrabajos”. La idea es que un robot recibiera las coordenadas del defecto para repararlo autónomamente, con lo que ya no sería necesaria la intervención humana en esta parte del proceso productivo. En cuanto a la posibilidad de trasladar este sistema a otras plantas del grupo Volkswagen, Resano reconoce que su propia eficiencia complica justificar su implantación, ya que, cuantos menos defectos aparecen sobre la superficie el coche, algo a lo que contribuye este túnel, menos argumentable es la inversión necesaria.
Pintura y barniz en las cantidades exactas
 

Volkswagen ofrece en sus vehículos una garantía de doce años contra la corrosión y de tres años en la pintura, un compromiso que exige un minucioso control del proceso productivo. Las carrocerías metálicas desnudas, una vez ensambladas, pasan por un baño de desengrase antes de aplicarles una capa de fosfatado, que protege al metal de la corrosión y le da cierta rugosidad para que se adhiera la pintura. Luego se aplica el color y posteriormente el barniz para proteger y dar brillo. El espesor de cada una de estos recubrimientos, en milésimas de milímetro, debe alcanzar un mínimo para evitar cualquier problema posterior, por lo que es necesario realizar una cata entre todos los coches producidos para asegurar que se están fijando las cantidades adecuadas. “Esta labor se hacía anteriormente tras aplicar cada una de las capas con una tecnología obsoleta”, reconoce Arturo Resano Lázaro, gerente de planificación de lanzamientos de la factoría de Landaben.
En colaboración con la empresa navarra Das Nano, se ha implantado un sistema completamente robotizado con un cabezal dotado un emisor de radio de muy alta frecuencia, en el orden de los terahertzios, que hace las mediciones cuando la carrocería está fosfatada, pintada y barnizada, de una sola vez. Esta tecnología permite medir simultáneamente el espesor de la tres capas para detectar cualquier desviación “a tiempo de corregirla”.
El nuevo sistema, que además permite registrar en una base de datos los espesores aplicados, también proporciona la ventaja de dosificar mejor los productos para emplearlos en la cantidad exacta, lo que se traduce en ahorro económico y beneficios medioambientales. Aunque cada capa es de solo unas pocas milésimas de milímetro, en cientos de miles de coches producidos al año se utilizan grandes cantidades de materiales. “Con esta tecnología, podemos adaptar los parámetros para ajustar los espesores y ahorrar en pinturas y barnices. Se puso en marcha en julio con una inversión de 1,1 millones de euros, pero proporciona un ahorro anual de 360.000 euros”, explica Resano.
A la espera de una verdadera red 5G
 

Pese a que los usos de la industria 4.0 ya son una realidad cotidiana en Volkswagen Navarra, los responsables del departamento de Tecnologías de la Información (IT) sostienen que su verdadero potencial no se desatará hasta que se despliegue una verdadera red 5G y se desarrollen dispositivos industriales compatibles. “Todavía falta realizar la subasta de frecuencias, que esperamos que se resuelva en verano”, señala Ana Amatriain Ruiz, gerente de IT, que recuerda que la comercialización de los actuales servicios 5G en realidad se tratarían de versiones mejoradas de la actual red 4G.
Pero incluso aunque hubiera una red tupida de 5G, el elevado coste de los dispositivos para aprovecharla los hacen prohibitivos para los costes que se manejan en la industria. “Los fabricantes de chips 5G obtienen mucho más margen con los teléfonos inteligentes, por lo que habrá que esperar a que, poco a poco, la masificación reduzca el precio”, explica Amatriain.
Una vez que ambos factores confluyan, la red 5G y los dispositivos de interconexión compatible a bajo precio, la gerente de IT en Volkswagen Navarra no alberga dudas de que se desarrollarán aplicaciones “ahora impensables”. También se abrirá la veda a la colaboración con proveedores externos, como los suministradores de los robots que se emplean en chapistería para montar las carrocerías. “Nosotros podríamos darles acceso a los datos procedentes de la fabricación para que ellos los emplearan en mejorar y perfeccionar sus productos”, explica.
Claro que, al igual que sucede actualmente con los datos personales en las redes sociales, los permisos para ceder y aprovechar toda esa información desde y hacia los proveedores serán claves, según admite la gerente de IT. En la industria auxiliar existe el temor de que la capacidad de presión que ya tienen las grandes marcas termine derivando en una relación aún más desequilibrada.
Inspeccionando los aprietes de los tornillos
 

El primer proyecto abordado por Volkswagen Navarra relacionado con los macrodatos (big data) fue el análisis de los 2,5 millones de aprietes de tornillos que se realizan semanalmente en la fábrica cuando funciona a tres turnos. Legalmente, los fabricantes de coches están obligados a almacenar durante quince años algunos de los parámetros de fabricación de cada coche, entre los que se incluyen los pares de apriete, por si fuera necesario hacer una investigación pericial en el caso de un accidente de tráfico.
Sin embargo, todos esa información no se aprovechaba en la mejora del proceso productivo debido a la imposibilidad de abordarla por su enorme volumen, algo que actualmente ha cambiado gracias a la iniciativa puesta en marcha hace dos años en la fábrica de Landaben, según explica Héctor Moreu Otal, jefe de planificación de IT (Tecnologías de la Información) de producción y producto. “Decidimos meter todos esos datos en un proyecto de big data local para mostrar en tiempo real qué estaba pasando”, relata Ana Amatriain Ruiz, gerente de IT.
Gracias a ese proyecto, se puede detectar cualquier desviación “instantáneamente” y no es necesario esperar al fin de turno para analizar las incidencias de la jornada, lo que obligaba a hacer retrabajos posteriormente: “Los mandos pueden hacer consultas a demanda y si un valor sale de la media, salta una alerta”.
El sistema también ayuda a identificar si hay un problema mecánico en un atornillador o si se trata de un fallo humano. Desde que se implantó, se han ido mejorando los algoritmos que analizan los macrodatos para añadir nuevas funcionalidades según los intereses de los mandos que utilizan esta herramienta. “Ahora estamos pensando desarrollarlo en la Digital Production Platform (DPP). Otras fábricas ya nos han mostrado su interés”, comenta Amatriain en referencia a la nube especializada en la industria del automóvil creada entre el grupo Volkswagen y Amazon.
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