Las gafas ‘inteligentes’ de Google son una de las tecnologías que está explorando BMW para aumentar su eficiencia productiva
Ya llega la cuarta revolución industrial. Eso es por lo menos lo que pensaba el gobierno alemán cuando acuñó el término 'Industria 4.0' para referirse no solo al aumento de la automatización industrial, sino también a los sistemas ciber-físicos, el Internet de las cosas (IoT) y el creciente vínculo entre los mundos físico y virtual en la producción. El grupo BMW ha tomado un papel activo en la promoción de la Industria 4.0 a través de su involucración en algunos de los proyectos de investigación del gobierno alemán en esta área. Estos incluyen los sistemas de producción ciber-físicos (CyPros), que pretenden aumentar la productividad y la flexibilidad a través de la integración de sistemas inteligentes en las fábricas y ReApp, que promueve soluciones de automatización flexibles basadas en robots.
Saskia Essbauer, portavoz de producción de BMW, explica la estrategia de la marca en lo referente a la Industria 4.0: “Los mundos digital y físico cada vez están más cerca, surgen nuevas oportunidades que permiten a las personas cooperar más. En BMW reconocemos anticipadamente las oportunidades que la Industria 4.0 puede proporcionar y por ello participamos en los proyectos de investigación del gobierno.
“En el ámbito de estos proyectos, muchos de nuestros socios de investigación e industriales están trabajando en nuevos temas innovadores y probando las ventajas de su aplicación en la vida real. Pero todavía tenemos que mejorar nuestros esfuerzos y desarrollar aplicaciones específicas de relevancia práctica, así como definir estándares industriales”.
Para garantizar que la empresa pueda innovar rápidamente en esta área, ha establecido un rango de proyectos tecnológicos internos en diversas plantas en Alemania y EEUU. Uno de los ejemplos más recientes y futuristas es el uso de las gafas Google Glass en su centro de análisis en la planta de Spartanburg, en Carolina del Sur. La realidad aumentada, la tecnología de vestir, se utiliza actualmente en la producción de vehículos pre-serie de BMW que sirven como prototipos y que permiten a la empresas descubrir defectos antes de iniciar la producción en serie.
Esto contrasta con el método anterior, donde los probadores tenían que desplazarse entre el vehículo y la terminal de computador estacionaria. Si tenemos en cuenta que hay que realizar unas 25 pruebas individuales en cada coche, se trataba de una pérdida de tiempo considerable.
El proyecto Google Glass comenzó hace un año y actualmente está en fase piloto. Actualmente la tecnología solo se utiliza en los vehículos pre-serie, pero BMW dice que los resultados son prometedores y que está considerando su implementación en el ensamblado final de los vehículos en serie.
Cámaras para mayor claridad
Google Glass no es el único proyecto de Industria 4.0 de BMW que se centra en el uso de cámaras en el control de calidad para eliminar el tiempo que dedican los empleados a desplazarse entre estaciones de trabajo. En Landshut, Alemania, se ha implementado un proyecto piloto que conlleva un sistema de detección de gestos basado en cámaras. Este sistema permite a los trabajadores comprobar la calidad de los parachoques entre el taller de pintura y el ensamblado de una manera fiable y eficiente que garantiza la máxima precisión.
“Para alcanzar un nivel de precisión del 100%, se registra cualquier desvío del objetivo en un sistema y se evalúa", nos indica Essbauer. “Anteriormente los trabajadores tenían que documentar el resultado de cada componente que habían comprobado en una estación de trabajo. Esta forma de trabajar consume un tiempo muy valioso, especialmente cuando el PC debe montarse directamente en el banco de pruebas y los trabajadores tienen que caminar a otra estación de trabajo para introducir los datos. Si aparecen varios fallos en diferentes posiciones al mismo tiempo, la documentación es más compleja y los trabajadores tienen que recordar varios detalles con mucha precisión”.
“Los trabajadores han respondido muy positivamente a la nueva tecnología”, declara Essbauer. “El sistema de control de gestos es sencillo y fácil de comprender y se puede aplicar intuitivamente, sin necesidad de formación adicional. Los empleados ya no tienen que caminar a otras estaciones de trabajo y por lo tanto se pueden concentrar mejor en su tarea. Otras ventajas incluyen la aceleración del proceso de pruebas, la entrada de datos más precisa, la no interrupción del flujo de trabajo y el hecho de que nuestros empleados no tienen que utilizar equipos adicionales como gafas o micrófonos”.
Gestión inteligente de la energía
El control de la calidad es clave para cualquier fabricante y uno de los aspectos centrales de la Industria 4.0, pero Essbauer quiere destacar también el papel fundamental que juegan los trabajadores y cómo los proyectos de BMW benefician a los empleados: “Estamos trabajando con ‘grandes datos’ para mejorar la eficiencia energética de nuestras plantas en Spartanburg y Leipzig en Alemania, también estamos desarrollando aplicaciones de comunicación móvil para ayudar a los trabajadores de producción”, nos dice. “Los principales objetivos son mejorar la calidad y aliviar la carga de los trabajadores de las plantas, por ejemplo, mediante la mejora de la ergonomía en el puesto de trabajo”.
El enfoque en los ‘grandes datos’ sobre la eficiencia de la energía que menciona Essbauer se alcanza mediante la introducción de sistemas de datos inteligentes de gestión de la energía (iEMDS) que se están utilizando en fase de pruebas en Spartanburg en la producción de los modelos BMW X. El sistema se basa en electrómetros inteligentes que miden constantemente el consumo de energía en las instalaciones de producción y los robots para incluirlos en la red central de ‘grandes datos’ de la empresa. Spartanburg ha instalado ahora sensores inteligentes en más de 80 unidades de equipos de producción y robots.
El sistema también se ha aplicado en las plantas de Leipzig, Regensburg, Múnich y Landshut en Alemania y hay planes para implementarlo en más plantas de la red global de producción de BMW. Actualmente hay proyectos en marcha en 30 localizaciones en 14 países. “BMW se beneficiará de la reducción en el consumo de energía, una mayor fiabilidad en la producción y una mayor calidad de producto gracias a la implementación de iEMDS en las fábricas”, indica Essbauer.
BMW prevé que ahorrará 25 millones de euros (30 millones de dólares) en costes de energía durante la próxima década gracias a la implementación de iEMDS. La empresa indica que el sistema ya ha resultado en un ahorro total de energía demás de 100.000 kWh durante el año que ha estado en funcionamiento.
Por una mejor ergonomía
BMW también está llevando a cabo proyectos de ergonomía relacionados con la Industria 4.0. A mediados de 2014, la marca presentó su ‘funda para dedo’ flexible que protege a los empleados contra esfuerzos excesivos en las articulaciones de los pulgares mientras realizan determinadas funciones de ensamblado. La iniciativa se encuentra en fase piloto en la planta de Múnich en Alemania.
Esta iniciativa se ha desarrollado en colaboración con el departamento de ergonomía de la universidad técnica de Múnich y cada funda para dedo es un artículo único diseñado y personalizado para la forma y tamaño de la mano del trabajador mediante impresoras 3D. “En las primeras pruebas prácticas la respuesta de los trabajadores ha sido muy positiva”, nos dice Essbauer. “Actualmente estamos analizando cómo estas asistencias durante el ensamblado se pueden aplicar a herramientas estándar en otras áreas de producción”.
Una vez más, como fábrica pionera de BMW, Spartanburg se ha convertido en la primera instalación de producción automotriz en implementar la cooperación entre robot y humano en la producción en serie. La instalación de robots colaborativos en la planta ha aligerado la carga de trabajo del personal de la línea de ensamblado a la vez que garantiza la máxima calidad de producción.
“La implementación exitosa de una cooperación ergonómicamente optimizada entre robot y humano en la producción en serie es un gran paso adelante en el futuro de la ingeniería automotriz y el mundo de la Industria 4.0.
– Saskia Essbauer, BMW
Hombre y máquina trabajando en equipo
“En el ensamblado de puertas las personas y los robots trabajan mano a mano, sin una barrera de protección, en un único equipo”, explica Essbauer. “Cuatro robots colaborativos equipan los interiores de las puertas de los modelos X3 de BMW con aislamiento de ruido y humedad. En primer lugar se coloca la lámina con el cordón adhesivo y los trabajadores de la línea de ensamblado lo presionan ligeramente. Antes de introducir este nuevo sistema, los trabajadores realizaban el proceso de fijación con un rodillo manual. Ahora son los sistemas con cabezales de rodillo en los brazos de los robots los que realizan esta intensa tarea que requiere gran precisión. El sellado protege contra la humedad los sistemas electrónicos de la puerta y de todo el interior del vehículo”.
El trabajo preliminar para esta aplicación futurista de robots colaboradores lo realiza el equipo de gestión de innovación en la producción en el centro de investigación e innovación de BMW en Múnich. El desarrollo ha durado dos años y se ha llevado a cabo en colaboración con Universal Robots de Dinamarca.
Según Essbauer, BMW decidió introducir los robots de ensamblado en la planta por motivos de ergonomía, pero la seguridad siempre es una prioridad. “La automatización es una forma de asistir a los trabajadores en tareas sencillas, muy repetitivas y que requieren una fuerza considerable”, nos dice. “La interacción directa entre hombre y máquina requiere los máximos estándares de seguridad ya que los robots se colocan directamente en el entorno de los trabajadores sin dispositivos de protección”.
Nos explica cómo trabajan los robots: “Funcionan a bajas velocidades dentro de los entornos definidos y se detienen inmediatamente si los sensores detectan un obstáculo en su camino. Gracias al proceso completamente automatizado, se puede medir exactamente la fuerza de rodillo en el proceso de fijación. Como resultado, se puede controlar permanentemente la calidad de procesado. En caso de que se interrumpa inesperadamente el proceso de trabajo del robot, el trabajador realiza el proceso de fijación manualmente, como medio de confirmación”.
BMW está evaluando aplicaciones futuras de los robots colaborativos en el ensamblado, y ya se está planificando la extensión de este proyecto concreto a las demás plantas de la red de producción. “La implementación exitosa de una cooperación ergonómicamente optimizada entre robot y humano en la producción en serie es un gran paso adelante en el futuro de la ingeniería automotriz y el mundo de la Industria 4.0", concluye Essbauer.
