¿Por qué un buen componente es bueno y un mal componente es malo? A fin de abrir esta caja negra, FIASA decidió asociarse con Bühler en 2018. Juntas, las dos empresas están desarrollando un sistema inteligente de gestión de la instalación de fundición (SmartCMS) que reúne la información de todos los dispositivos periféricos en un único sistema.
Junio 2019
¿Por qué un buen componente es bueno y un mal componente es malo? Jens Hunke está centrado en mejorar el entendimiento y los procesos de monitoreo de las instalaciones de fundición a presión. Su fundición, FIASA, situada en el norte de España, se ha convertido en pionera en el campo de la Industria 4.0 al equipar una instalación de fundición con SmartCMS (sistema inteligente de gestión de la instalación de fundición) junto con Bühler.
"La industria del automóvil es un mercado en el que los costes tienen una gran importancia. El éxito depende principalmente de los bajos costes de los procesos", afirma Jens Hunke. El CEO de Fundiciones Inyectadas Alavesas, S.A. (FIASA) conoce la importancia de mantener bajo control los procesos y los costes en la fundición. Durante más de 46 años, su empresa, situada en las verdes colinas del País Vasco, ha suministrado directa e indirectamente componentes de tren de accionamiento prácticamente a todas las marcas de automóviles europeos. Especialmente en la situación actual, en la que la industria del automóvil se encuentra en estado de agitación, resulta esencial para los proveedores ofrecer una amplia gama de servicios y prepararse para el futuro.
"El reto consiste en averiguar la dirección que va a tomar el mercado", declara Hunke. Después de todo, un menor número de automóviles con motores de combustión significa menos piezas de fundición para el tren de accionamiento. En tiempos como este, FIASA va a invertir en una nueva instalación de fundición a presión. No obstante, no se trata de una instalación de fundición a presión cualquiera, la nueva instalación debe establecer parámetros de referencia en términos de eficiencia global del equipo (OEE), es decir, la disponibilidad, el rendimiento y la calidad. "Podemos ganar cuotas de mercado mediante la optimización de nuestra OEE", explica Hunke. Existen dos motivos por los que la OEE no es simplemente del 100 por cien: los funcionamientos defectuosos y los desechos, ambos derivados de que no todos los procesos sean transparentes en la actualidad.
A fin de abrir esta caja negra, FIASA decidió asociarse con Bühler en 2018. Juntas, las dos empresas están desarrollando un sistema inteligente de gestión de la instalación de fundición (SmartCMS) que reúne la información de todos los dispositivos periféricos en un único sistema.
SmartCMS es más que un control de instalación de fundición. Constituye los cimientos para la gestión inteligente de instalaciones de fundición a presión al completo, incluida la conectividad a servicios de Internet. "La petición de Bühler para que participásemos en el proyecto como cliente de la versión beta proporcionó la oportunidad perfecta", afirma Hunke. Naturalmente los especialistas en TI podrían desarrollar un control de instalación de fundición. La diferencia crucial es que, en Bühler, son los ingenieros de aplicaciones quienes definen las funciones y no los especialistas en TI. "Lo que destaca de Bühler es que la empresa es al mismo tiempo fabricante de máquinas y un líder tecnológico en ingeniería de aplicaciones", afirma Hunke.
Ambos socios del proyecto tenían en mente el mismo objetivo desde el principio: una mayor disponibilidad y menores tasas de desechos en la producción de FIASA. Juntos, querían recoger impresiones a fin de optimizar el SmartCMS. "Era muy importante que Bühler y FIASA tuviesen el mismo enfoque, que es impulsar la iniciativa de la Industria 4.0", subraya Oliver Walter, jefe de proyecto en Bühler. Ambas partes estaban listas para trabajar gradualmente hacia una solución ideal en ciclos de desarrollo de dos semanas mientras mantenían una comunicación estrecha. Gracias a la proximidad geográfica entre España y Suiza, el equipo celebraba reuniones mensuales para actualizar periódicamente la hoja de ruta en base a las necesidades de FIASA.
FIASA tenía requisitos muy estrictos para la nueva instalación de fundición. A fin de garantizar la trazabilidad integral de todo el proceso hasta las diferentes piezas de fundición, FIASA integró una máquina de granallado en la instalación de fundición para el acabado de superficies. Puesto que no existe una ruta de transporte manual entre la instalación de fundición y el proceso de granallado, es imposible que se mezclen datos de otras piezas de fundición. Con la marcación final dentro de la instalación de fundición con códigos de matriz de datos, similares a los códigos de barras de los supermercados, ahora es posible identificar el componente de forma única y revincularlo a sus datos de proceso de producción. "Nuestro objetivo era una solución de producción aislada que nos permitiese fundir, estampar, granallar y verificar el componente así como identificarlo mediante la matriz de datos", afirma Hunke. Esto permite a FIASA garantizar la transparencia en lo que respecta al origen y la producción de componentes para clientes.
No obstante, la trazabilidad alcanzada ofrece el mayor beneficio para FIASA de forma interna. "Queremos entender qué datos son cruciales para una buena pieza de fundición", explica Hunke. La combinación de esta instalación de fundición de fundición compleja con SmartCMS es donde la cuestión se pone interesante: desde el momento de la inyección, hasta el ajuste de la máquina de fundición y la temperatura de la cuba de refrigeración, pueden consultarse todos los parámetros de proceso en cualquier momento. "SmartCMS recopila y guarda datos de todos los dispositivos periféricos dentro de la instalación de fundición y nos ofrece información sobre el programa de fundición para componentes concretos", afirma Hunke.
Esto significa que el sistema puede identificar los motivos de rechazo y prevenirlos posiblemente por completo. Si los empleados de control de calidad detectan un componente malo en la máquina de rayos X, los operadores del sistema pueden comprobar la matriz de datos para ver si se ha desviado un parámetro de proceso, lo que les permite mantener un mejor control sobre los parámetros en el futuro. Después de todo, cuanto más tarde se descubre un componente malo en la cadena de producción, mayores son los costes que genera en los posteriores procesos.
El objetivo es descubrir componentes malos mucho antes de que lleguen al control de calidad. "SmartCMS ayuda a nuestros clientes a recopilar datos de calidad y definir ventanas de parámetros que garanticen componentes de elevada calidad", afirma Walter.
La instalación de fundición ha estado funcionando en las instalaciones de FIASA desde primavera de 2019, ofreciendo las primeras perspectivas. SmartCMS es un panel táctil sencillo que actúa como centro de control o como el cerebro de la instalación de fundición, por así decirlo. Los operadores del sistema pueden ver una gran parte de los datos de proceso de los diferentes dispositivos periféricos por primera vez en una ubicación central.
"El acceso a estos datos requiere una estrecha colaboración con todos los socios que han suministrado una parte de los dispositivos periféricos", afirma Walter. A fin de aprovechar la información de los datos recopilados, el equipo de ingeniería de Bühler instaló aún más sensores en la instalación de fundición. El resultado es una enorme cantidad de datos: todos los días se recopilan 1,42 gigabytes y se ponen a disposición en la plataforma IoT Bühler Insights.
Para los fundidores a presión, esta enorme cantidad de datos significa más formación. Una vez han aprendido los fundamentos del sistema, los empleados pueden trabajar aplicando un enfoque más orientado y eficiente. Deja de ser necesaria una verificación manual, y pueden poner en marcha o detener la instalación de fundición al completo desde una ubicación central, además de confirmar mensajes o modificar parámetros. La variedad de datos no solo confiere mayor transparencia a los procesos, también ayuda a entender el desgaste. El peor enemigo de la disponibilidad son los funcionamientos defectuosos no planificados que fuerzan tiempos muertos de la instalación de fundición. "Por el contrario, si la instalación de fundición dice 'funcionamiento defectuoso inminente' gracias a SmartCMS, podemos completar el mantenimiento o la subsanación de averías necesarios durante una pausa planificada", explica Hunke.
Esto aumenta la disponibilidad al mismo tiempo que reduce el coste de las diferentes piezas de fundición.
Jens Hunke, CEO de Fundiciones Inyectadas Alavesas, S.A. (FIASA)
Gracias a la combinación de todos los datos, SmartCMS es la plataforma perfecta para poner en marcha servicios digitales con análisis de datos.
En el futuro, seremos capaces de aplicar algoritmos para integrar inteligencia artificial en el sistema.
Oliver Walter, Jefe de proyecto en Bühler
En última instancia, la instalación de fundición debería ser capaz de optimizarse a sí misma e identificar de forma autónoma los mejores parámetros de producción para cada producto. Los primeros servicios específicos, como un servicio digital para el mantenimiento predictivo, ya están en el mercado.
Con la nueva instalación de fundición a presión y su capacidad de conectividad, FIASA ha realizado una importante inversión hacia la Industria 4.0. Jens Hunke está convencido de que tan solo puede beneficiarse de utilizar SmartCMS.
"Como la mayor parte de proveedores de la industria del automóvil, estamos buscando mercados de venta alternativos", afirma. "Cuando se trata de competencia en cuanto a los procesos y el material en la electrificación del tren de accionamiento, las empresas que produzcan los componentes más ligeros de la forma más efectiva en cuanto a los costes serán las que venzan. Creo que en el futuro los usuarios de SmartCMS también serán capaces de sustituir otras tecnologías, como las piezas forjadas o las chapas".
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