La mayor planta de camiones de Mercedes-Benz está probando nuevas tecnologías de producción para convertirse en su principal planta de fabricación de vehículos comerciales pesados
Gerald Jank, jefe de la planta de Wörth y de producción en Mercedes-Benz Trucks, tiene mucho que decir acerca del reto de producir una gran variedad de modelos en producción en serie mientras se desarrollan nuevos sistemas y procesos de fabricación en la planta.
"En primer lugar está la necesidad de flexibilidad", comienza. "Los mercados de camiones son muy volátiles. Mientras que nuestros principales mercados de automóviles pueden fluctuar un 5-10%, nuestros principales mercados de camiones fluctúan un 15-20%, por lo que necesitan de una producción flexible. En Wörth podemos ajustar nuestra producción en un rango de 60 a 120.000 unidades anuales. Para ello utilizamos tres etapas diferentes en la operación de producción.
"En primer lugar usamos cuentas de horas flexibles para los trabajadores. Durante los periodos con mucha demanda perciben parte de las horas trabajadas, y se 'deposita' el resto del tiempo en una cuanta para cuando caiga la demanda".
"También tenemos tiempos de ciclo muy flexibles para poder alargar o acortar las cadencias operativas para equilibrar la producción y satisfacer la demanda. Si es necesario, también podemos traer a contratistas externos cuando la demanda es muy alta".
"Nuestra red de producción es muy flexible, de manera que podemos alternar la producción entre plantas para satisfacer la demanda en ciertos mercados. Esto optimiza la utilización de la capacidad productiva".
Jank también destaca el enfoque 'a medida' en la construcción de camiones, incluso en los principales modelos de producción en serie: "Ofrecemos una gran cantidad de opciones en los siete principales modelos que producimos", afirma. "Ofrecemos por ejemplo 400 colores diferentes, 18 distancias entre ejes diferentes y 200 combinaciones de combustible. Así que tratamos de ofrecer a cada cliente la mejor solución para su negocio, con un producto de calidad superior. La calidad es un valor clave en nuestra planta y algo que no comprometemos. La calidad significa fiabilidad para nuestros vehículos".
También es esencial una fuerte cadena de suministro, señala Jank: "Para ofrecer esta variedad de opciones se requiere un gran número de piezas, y una red de proveedores y gestión de la cadena de suministro muy fuertes. Hemos combinado la gestión de la calidad, el desarrollo de proveedores y la logística en una función que gestiona toda la cadena de suministro. Utilizamos unos 1.000 proveedores de Alemania y del extranjero. La distancia media de los proveedores a la planta es de 350 km y más de 500 camiones traen piezas a la planta cada día.
"Nuestra estrategia de suministro es tanto just-in-sequence como just-in-time y recibimos entregas directas a la línea de producción desde plantas hermanas y proveedores. También contamos con un parque de proveedores en el lugar. La logística interna también es muy importante, ya que hay más de 1.000 ubicaciones en la planta a las que hay que entregar piezas".
El equipo de Worth está probando dos robots de servicio avanzados Jank también resalta la importancia de desarrollar y seguir una filosofía de base dentro de la planta. "Estamos implementando nuestro Sistema Operativo de Camiones (TOS) y nuestra meta es tener procesos simples y estables en toda la planta", revela. "Esto significa entender el flujo de operaciones e implantar procesos muy transparentes. Tenemos una 'caja de herramientas' de métodos y sistemas (just-in-time, estandarización, mejora continua, etc.), pero también hay una filosofía que se aplica en todos los niveles de la organización. Para lograr esto tenemos que demostrar esta filosofía; la alta dirección debe ser un modelo de conducta, y también nuestra formación y gestión de la zona de producción. Aquí, los jefes de sección y operarios de línea miran a sencillos indicadores clave de rendimiento, y determinan si hay algún problema y cómo debería abordarse. Esto proporciona una comprensión común sobre lo que sucede en la planta y donde se pueden realizar mejoras".
La automatización es una parte importante de la búsqueda de eficiencia y calidad en la producción. "La tecnología es muy importante para ser capaz de lidiar con la complejidad de la producción y mantener altos niveles de calidad", coincide Jank. "Tenemos un taller altamente automatizado con robots de soldadura, AGVs para transportar las cabinas entre secciones y un sistema de control de calidad automatizado. Hemos iniciado también un nuevo proyecto que utiliza robots colaborativos más pequeños para mejorar las condiciones de trabajo".
Al ser preguntado sobre los mayores retos para las operaciones de producción, Jank responde: "Hay varios retos diferentes que están interconectados. Nos encontramos en una fase de transición en esta planta; Wörth seguirá siendo la mayor planta de camiones de la red de Mercedes-Benz, pero los volúmenes no aumentarán. Esta planta se convertirá en el centro de competencia para toda la red de producción. Esto significa que si se lanza un nuevo producto, se desarrollarán aquí los procesos de producción relacionados. Una vez estén totalmente probados y desarrollados, podrán transferirse a otras plantas de la red. Muchas de las cosas sobre las que hemos discutido y que se están desarrollando aquí se utilizarán en otras plantas.
"También tenemos una enorme operación CKD, y contamos con gran capacidad y experiencia. Estamos desarrollando nuestros procesos CKD aquí y ayudando también a otras plantas a producir camiones mediante operaciones CKD".
"Aumentar el cruce de componentes es importante y Wörth jugará un papel clave en su desarrollo. Así que juntando todos los elementos, es un gran reto funcionar como una planta de producción y un centro de desarrollo que lidera la red de producción".
Proyecto del robot de servicioDado que la planta no tiene taller de prensa, todos los paneles cortados y conformados se suministran al taller de carrocería de Wörth desde otras plantas de Daimler o proveedores externos. En el área de montaje de puertas, las bisagras y las puertas se unen a las cabinas BIW (carrocería en blanco) antes del pintado. Puede parecer una tarea relativamente simple pero es crítica para la seguridad, y como tal la colocación y fijación de las puertas y bisagras pasa por un proceso de cuatro etapas. Hasta hace poco ha sido una operación totalmente manual, pero el proceso se consideraba ineficiente, por lo que se ha automatizado la etapa final de apriete de par.
El equipo de Worth está probando la utilización de dos robots de servicio más pequeños suministrados por Kuka, para realizar el procedimiento de apriete final. Se trata de unidades ligeras de siete ejes muy avanzadas, con cableado y sensores internos, que ocupan muy poco espacio en la linea. Las cabinas, con las puertas y bisagras fijadas, avanzan por la línea con la parte delantera de la cabina a 90° con respecto a la dirección de desplazamiento. Esto expone los puntos de montaje de las bisagras a los dos robots, que luego tocan una serie de puntos de referencia en la cabina para calibrar y orientar el posicionamiento del destornillador Torx. Después se procede a apretar cada tornillo en una secuencia específica. Toda esta operación se puede monitorizar de forma automática y almacenar los datos para futuras referencias.
El movimiento de cada robot parece casi humano en su destreza al posicionar el destornillador en la cabeza del tornillo. Están diseñados para operar en proximidad a los trabajadores humanos y los sensores detectan cualquier contacto inesperado, haciendo que el robot se detenga hasta que la zona de trabajo esté despejada y sea seguro continuar. Estos robots sofisticados son sorprendentemente fáciles de programar. Se pueden instalar en modo de aprendizaje permitiendo que un trabajador humano mueva manualmente el brazo del robot mediante una serie de movimientos requeridos para realizar la tarea. El robot "recordará" estos movimientos y los reproducirá de forma exacta. Gerald Jank señala que estos robots más pequeños son más fáciles de programar que los de tipo industrial más grandes utilizados en otras zonas del taller de carrocería.
Al ser preguntado sobre otras aplicaciones para este tipo de automatización colaborativa, el Dr. Ingo Ettischer, director de producción, dice que están estudiando la operación de sellado de los bajos en el taller de pintura, dado que puede ser ergonómicamente exigente para los trabajadores.
La automatización es un elemento claveLa automatización es un elemento clave para que Mercedes-Benz pueda ofrecer a sus clientes el gran número de variantes de vehículos necesarios para satisfacer la demanda del mercado. El taller de carrocería que produce las cabinas BIW está totalmente automatizada, con más de 250 celdas de robot de soldadura Kuka que pueden producir 550 variantes de cabina. Cada robot de soldadura está programado para realizar hasta 230 operaciones de soldadura diferentes, con 130 AGVs que mueven las cabinas entre celdas. Cada cabina está montada sobre un portador adaptable que puede acomodar cualquier variante producida. Con tal número de variantes construidas todo el equipamiento está diseñado para ser flexible.
"Nuestra red de producción es también muy flexible, de modo que podemos alternar la producción entre plantas para satisfacer la demanda en ciertos mercados. Esto optimiza el uso de la capacidad de producción". - Gerald Jank, Mercedes-Benz Trucks
Todas las cabinas BIW finalizadas pasan por un control de calidad en línea automatizado. Dos robots elevan las cabinas a una línea adyacente donde robots equipados con sistemas de visión realizan en 120 segundos la comprobación y medida de 100 puntos de la carrocería de la cabina. Un equipo supervisa los resultados desde una sala de control de calidad adyacente. Cualquier cabina fuera de las ajustadas tolerancias se retira de la línea y se somete a investigación y medición detallada adicionales utilizando un CMM y un sistema sin contacto 'Eagle Eye' de Zeiss para identificar el área del problema. El gerente de taller es también responsable del área de control de calidad con el fin de proporcionar continuidad.
Reducir el uso de papelLa Industria 4.0 es un tema muy presente en el desarrollo de procesos en todas las secciones de la planta. Se trata de la gestión eficiente de grandes cantidades de datos, e ir hacia un sistema que no use papel es parte de ello. Un ejemplo es la línea de montaje de cabinas, donde en la actualidad se producen diariamente 50.000 listas de comprobación en papel entre todos los procesos de producción, que a su vez han de escanearse para que se puedan guardar como archivos digitales. Aunque las listas de papel son aún muy utilizadas en las operaciones de fabricación de vehículos, sobre todo porque son un proceso relativamente simple y fácilmente transferible, crean problemas adicionales como la adición de 46 minutos al tiempo de montaje de cada camión, resultantes de que el operario traslade, compruebe, certifique, recopile y guarde los documentos.
En Wörth están trabajando en un proyecto en el que los trabajadores de la línea de montaje utilizan tablets y pequeños dispositivos móviles para comprobar y certificar las operaciones, eliminando la necesidad de alejarse la cabina e imprimir certificaciones. Todos los datos sobre el vehículo, operación, trabajador, etc., se guardan y almacenan automáticamente para futuras referencias. El único elemento en papel es la hoja de especificaciones del vehículo, que acompaña al vehículo a través de cada sección de montaje.
Los trabajadores de la línea de montaje utilizan tablets y pequeños dispositivos móviles para comprobar y certificar las operaciones Acelerando el programa de producciónEste proyecto es parte de un programa en toda la planta para mejorar radicalmente la eficiencia de la gestión de datos. En la planta de Wörth la complejidad de la programación de la producción se ve agravada por el gran número de variantes producidas, necesitando el actual sistema informático hasta seis horas para procesar el programa producción de un solo día. Jank explica que se está desarrollando un nuevo sistema informático que lo reducirá a tan sólo una hora, con el objetivo de implantarlo a principios de 2017.
También hay que destacar la logística de línea, con la creación de kits de piezas para las operaciones de montaje. Jank comenta sobre lo que él llama 'gestión de residuos'; no los subproductos de fabricación, sino la reducción de las operaciones que no agregan valor. Un ejemplo sencillo de esto es la creación de kits y una mejor presentación de la piezas para reducir drásticamente la distancia caminada y la manipulación de piezas por los operarios de montaje. Como resultado, las operaciones que no agregan valor se han reducido en un 15%.
El desarrollo de los kits y la presentación de piezas se ha basado en las numerosas sugerencias de los equipos de montaje, pero el requisito adicional de la creación de kits ha añadido presión a los equipos de logística de planta. Se ha destinado una gran cantidad de desarrollo a las operaciones de picking y entrega de piezas. Los equipos de logística utilizan un sistema de 'selección por luz' para asegurar la selección de las correctas piezas secuenciadas. Se han rediseñado los pasillos de piezas para permitir un alcance más fácil de los componentes y un flujo eficiente de la operación de picking. Los AGVs en espera reciben los carros llenos para su transporte a la línea.
Jank explica que, además de todos los proyectos ya ejecutados, todavía están descubriendo lo que se puede lograr a través de la Industria 4.0, y esto significa que la filosofía de base mencionada anteriormente está siendo continuamente adaptada y desarrollada para mantener el ritmo. También señala que aunque la escala de los proyectos parece grande, son parte de una estrategia muy estructurada, con un enfoque muy metódico de llevar cada proyecto a buen término antes de comenzar con el siguiente.
