Cómo un gran fabricante de la industria automotriz implementa una solución para detección confiable de defectos de producto, elimina tiempos de inactividad y ensambla más vehículos con mayor calidad
Gracias a las soluciones de digitalización de Belden, un importante fabricante de automóviles se beneficia ahora de una detección confiable de defectos en los productos, además del retorno de la inversión que buscaba. Su solución de red elimina la latencia para dar soporte a los requisitos de detección de defectos de productos, al tiempo que prepara para el futuro la implementación de la Industria 4.0 para la eficiencia operativa.
Cliente
Ensamblar algunos de los vehículos más queridos y tecnológicamente avanzados del mundo -más de 420.000 cada año- significa que este fabricante de automóviles debe utilizar procesos y sistemas de fabricación igualmente avanzados.
Como resultado, se ha comprometido a invertir en mejoras que conduzcan a un montaje más rápido e inteligente de mejores vehículos, incluida la digitalización de los flujos de trabajo siempre que sea posible.
Por ejemplo, a medida que la empresa continúa su transformación digital, muchos de los más de 7.200 empleados de su planta utilizan herramientas inteligentes para realizar tareas de troquelado, mantenimiento de herramientas y matrices, soldadura de carrocerías, pintura, producción de plásticos y montaje de vehículos en su planta de 4,5 millones de pies cuadrados.
Reto
La planta sigue una filosofía de fabricación que persigue la eliminación total de residuos para lograr la mayor eficiencia posible y evitar la producción de productos defectuosos; sin embargo, el rendimiento en la primera pasada de los vehículos que salían de la línea era sólo del 70%. El exceso de reprocesado y los elevados gastos en chatarra aumentaban los costos de fabricación por vehículo y creaban importantes retrasos en la eficiencia.
Para resolver este problema, la planta se asoció con una empresa de servicios de ingeniería para implementar un sistema de detección por visión en línea que impidiera que la mala calidad llegara al final de la línea y aumentara el rendimiento en la primera pasada mediante la detección de defectos en los productos. El sistema captura imágenes de vídeo que los operarios pueden utilizar para evaluar la calidad y corregir posibles defectos.
Una vez implantado el sistema de detección de defectos en la red existente, surgieron problemas de latencia y ancho de banda debido a que el tráfico se multiplicó por varias veces. Como resultado, esta latencia provocó fallos en la red y tiempos de inactividad imprevistos con un coste aproximado de 22.000 dólares por minuto.
Aunque la planta invirtió en tecnología de detección de defectos del producto para mejorar el rendimiento de la primera pasada, el bajo rendimiento de su red le impidió obtener el retorno de la inversión esperado.
Colaboración y descubrimiento
El cliente ya había implementado los dispositivos de la marca Hirschmann de Belden y se puso en contacto con Belden para obtener más información sobre cómo avanzar en las mejoras de la red que permitirían recuperar la inversión en tecnología.
Normalmente, Belden lleva a cabo un Gemba walk para comprender plenamente los retos operativos clave dentro de las instalaciones; sin embargo, debido a que este proyecto se puso en marcha durante COVID-19 y la planta no permitía visitas de terceros, Belden no pudo llevar a cabo un Gemba walk tradicional. Comprometida con la búsqueda de otras formas de colaboración, Belden presentó la idea de un Gemba walk virtual. Aunque no fuera posible realizar una visita in situ, Belden tendría la oportunidad de comprender mejor el entorno de la planta y su funcionamiento.
El equipo de la planta explicó los retos, escenarios, sistemas y líneas de producción existentes, y compartieron planos y dibujos para revelar más sobre cómo estaba configurada la zona de montaje general. También compartieron los resultados de las evaluaciones internas de la eficacia general de los equipos (OEE) y las auditorías de tiempos de inactividad.
Para asegurarse de que la planta podía implantar su sistema de detección de defectos de productos, Belden colaboró no sólo con la planta, sino también con el proveedor del sistema de detección de defectos de productos para comprender los requisitos tecnológicos de todas las partes.
A través de estas conversaciones, valoraciones y evaluaciones, quedó claro que la introducción de nuevas señales de vídeo en la red OT existente desde el sistema de detección de defectos de productos creaba problemas de latencia.
Dado que la red OT existente de la planta había crecido de forma irregular y había experimentado una reconfiguración dinámica a lo largo de los años, no estaba diseñada para soportar este sistema de cámaras de visión. Ya tenía problemas para soportar los sistemas de herramientas inteligentes del equipo, que generan muchos datos que viajan a través de la red.
Belden analizó ideas y trazó opciones para el diseño de la red en función de sus objetivos, presupuesto y plazos. Para dar soporte a sus herramientas inteligentes y al sistema de detección de defectos de productos, la red necesitaba más ancho de banda y capas de redundancia, junto con visibilidad de la red y una gestión racionalizada. Además de las inversiones en tecnología actuales, Belden se asoció con ellos para comprender sus iniciativas más amplias de Industria 4.0 -inspección de visión en línea automatizada, supervisión remota y cambio a un modelo de mantenimiento predictivo para reducir la probabilidad de fallos y el tiempo de inactividad- y presentó opciones para preparar la red para el futuro para casos de uso avanzados.
En colaboración con el equipo de OT de la planta, Belden redactó su recomendación de diseño de red, recopiló una lista de materiales con los costes asociados y el posible retorno de la inversión, y presentó esta información al equipo de gestión de la planta. Los enfoques competidores propuestos por el equipo de TI se enfrentaron a la solución de Belden, comparándolos con un conjunto de requisitos rigurosos en cuanto a rendimiento, plazo de entrega y capacidades técnicas.
Tras una evaluación exhaustiva, Belden superó a la competencia al ofrecer la solución más funcional y completa. Con la experiencia en OT de Belden, el cliente estaba motivado para asociarse con Belden, ya que podría alcanzar sus objetivos de ROI para sus iniciativas más amplias de Industria 4.0. Además del valor y la experiencia, también era extremadamente importante tener un plazo de entrega corto para que el cliente implementara su solución de extremo a extremo dentro de su cronograma de proyecto y Belden los ayudó con un plazo de entrega más corto para cumplir con sus objetivos del proyecto.
Solución
Se implementó un nuevo diseño de red OT con nuevo hardware y software, que aumentó el ancho de banda y permitió que las señales de vídeo del sistema de detección de defectos del producto fluyeran libremente por la red junto con otros datos y controles operativos críticos.
Para dar vida a la red, Belden creó una solución basada en los requisitos de rendimiento específicos de la planta, las necesidades presupuestarias y la disponibilidad de productos, en plena pandemia. Esto permitió a la planta llevar adelante sus iniciativas sin tener que esperar semanas o meses en cada fase del proyecto. El trabajo en equipo y la colaboración constantes mantuvieron el proyecto en marcha y se aseguraron de que los retrasos en los materiales y las entregas no ralentizaran el progreso.
Con la nueva infraestructura de red instalada, la planta ya puede utilizar su nuevo sistema de detección de defectos en los productos y obtener la rentabilidad que esperaba de esta inversión. La red también mejora la redundancia, el tiempo de actividad, la facilidad de uso y la velocidad, ya que permite una comunicación más rápida y una mayor transferencia de datos para apoyar el mantenimiento predictivo y las herramientas inteligentes. Se han resuelto los problemas de inactividad, la latencia de la red ya no provoca interrupciones en la línea de producción y el sistema de detección de defectos del producto es totalmente funcional y mejora el rendimiento de la primera pasada.
Impacto y resultados
La solución preparada para el futuro que Belden implementó para este fabricante de automóviles le permite obtener un retorno de la inversión total en su tecnología de detección de defectos de productos y confiar en que la implementación de nuevas tecnologías será un proceso sin problemas y rentable en el futuro.
Después de ver el impacto positivo inmediato en la velocidad de la línea de montaje, el rendimiento de la primera pasada, el tiempo de actividad y el rendimiento, la planta decidió utilizar la misma arquitectura de red en su taller de pintura para admitir dispositivos de mantenimiento predictivo, como sensores de temperatura en motores de transportadores y ventiladores, un paso más para lograr sus iniciativas de Industria 4.0.
Gracias a la solución de red de Belden, la planta está logrando muchos de sus objetivos de rendimiento y transformación digital para el mantenimiento predictivo y la inspección de visión en línea. Al crear una red que le permite implementar con éxito la tecnología de detección de defectos del producto, la planta pudo aumentar significativamente su rendimiento de primera pasada por encima del 70%, reducir los costos de retrabajo / desecho y obtener un ROI completo.
El fabricante de automóviles informa de que su planta puede ahora ensamblar más vehículos en menos tiempo con un mayor nivel de calidad y sin preocuparse por el tiempo de inactividad de la red.
A medida que continúa digitalizando los flujos de trabajo, el fabricante utilizará este proyecto de mejora de la red como modelo para estandarizar la arquitectura de red de otras plantas en el futuro, incluidas tres ubicaciones más en Estados Unidos.
Belden se compromete a ayudar al cliente a documentar completamente su estado de red anterior y la solución recién implementada para ayudar a las plantas de otras ubicaciones a comprender mejor el proceso y mejorar sus propios procesos de producción e indicadores clave de rendimiento (KPI), como el rendimiento en la primera pasada y la reducción del tiempo de inactividad.