sábado, 17 de diciembre de 2016

LEAN avanzado: Visión artificial + robots para apoyar la flexibilidad y calidad que exigirá la Industria 4.0


Estimad@s Clientes y/o amantes del LEAN:


En otros escritos he insistido en que la nueva Cadena de Valor que se tiene que introducir en la Industria 4.0 debe ser tan flexible como para poder hacerse todo lo que pidan los Clientes (Mass Customization ), pero con los costes de la fase pre-LEAN de Mass Production

En la actual fase de concienciación/transición hacia el nuevo paradigma de la Industria 4.0 no hay mucha literatura sobre cómo resolver, a nivel de fábrica, los sobrecostes derivados de los constantes cambios/Set-up´s que hay que hacer en las diferentes instalaciones productivas para admitir lotes unitarios, o lo que es lo mismo, producción mezclada pieza a pieza

Porque, claro, como todos los que trabajamos en el LEAN sabemos, cuando aplicamos SMED hay dos fases típicas: la fase organizativa y la fase donde hay que aplicar ya medidas técnicas de  medio/alto coste……si vamos a aplicar medidas de medio/alto coste ( porque la Industria 4.0 nos exige tiempos de cambio prácticamente iguales a cero ), estaremos rompiendo el primer supuesto del concepto de Mass Customization: fabricar con costes de Mass Producción  

Pongamos otro caso: todos sabemos que el ciclo de una fábrica de automóviles es del orden de 1 min.: eso quiere decir que cualquier operación que se le haga al coche, por ejemplo montar el parabrisas, se debe poder hacer en un tiempo máximo de 1 min; pero claro, si detrás del coche al que le acabamos de poner el parabrisas viene otro modelo diferente, la solución clásica es cambiar el útil y colocar, vía robot, el nuevo parabrisas….si viene detrás otro coche diferente, nuevo cambio de útil, etc.: todo ello , en menos de 1 min

El caso anterior no solo supone tiempo perdido en cambio de útiles sino multiplicar el número de útiles

Si esto lo extendemos al proceso de producción de cualquier fábrica actual, tendríamos: meter productos diferentes, exige ya no solo SMED´s con altos niveles de automatización sino infinidad de útiles a pie de cada estación de montaje…………muchos útiles, mucho coste……de nuevo, ……ya no hacemos la Mass Customization al coste de la Mass Production

Por otro lado, pero no menos importante, la detección/corrección de defectos de calidad se convierte en un tema crítico, porque al haber tantos productos diferentes circulando por la misma línea, las posibilidades de errores se multiplican     

Planteado el problema, no permitiré que esto nos deje deprimidos; vamos hacia las posibles soluciones:

Vamos a insistir un poco más en el salto cuántico que supone en las fábricas unir la tecnología visión + robots, y nada mejor que ilustrarlo con algunos ejemplos:


Célula de rebarbado sin útiles



El robot no necesita utillaje de posicionamiento
Tiene una cámara que reconoce la pieza
El robot se coge la pieza y “empieza el baile”
Las diferentes máquinas de la célula son simples como la vida misma ( y, por tanto, baratas ) porque es el robot el que pone la pieza en diferentes posiciones para hacer lo que la pieza necesite, con el ángulo que sea preciso
Lecciones aprendidas: la combinación robot más visión hace que :
                -No hagan falta útiles
                -Las máquinas de la célula sean extremadamente simples
Más información en la página web de Cofundi:


Robot + cámara para detectar variaciones de una pieza a la siguiente, antes de empezar la operación:



Visión/foto antes de que el robot ensamble la rueda, lo que permite cambiar instantáneamente el programa del robot para que se adapte a las diferentes tolerancias de cada coche:


                                         https://www.youtube.com/watch?v=6YZKxs3f7io


Control de calidad por visión artificial:


                                                      Control: Altura de los dientes


                          Controles: Diámetro de circunferencia, Número de dientes correctos
                                      https://www.youtube.com/watch?v=lzFdjOtyJFI


Sistema integral de Control de calidad en Ford Almusafes, mediante una mezcla preciosa de visión artificial + robot cartesiaso, tipo gantry
El sistema de inspección completo consta de :
                -Un subsistema de 12 cámaras que detecta los defectos en la totalidad de la superficie del vehículo
                -Localiza los defectos y los clasifica en menos de 10 seg.
                -Una estructura de robot cartesianso, tipo gantry, que trasporta el subsistema de iluminación que realiza un barrido completo sobre el vehículo
                -Un subsistema de visualización de los defectos detectados, mediante pantallas de plasma, que aporta la clasificación de los defectos, así como su importancia y gravedad
                -Esta información es clave, cara al pulido posterior, realizada mediante operarios especializados  


                                                   Subsistema de visión con 12 cámaras


Un robot cartesiano que transporta el sistema de iluminación, barriendo el vehículo completo

Nota importante: esta estación de inspección integral trabaja sin operarios



        Pantallas de plasma, con información y clasificación de los defectos, en estaciones de pulido

Podéis ver la información que , sobre este tema, da Ford, en el link:



Por último, solo como curiosidad, podemos ver en este videoclip cómo un robot realiza, con la mayor delicadeza posible, esta preciosa figura: 



                                          https://www.youtube.com/watch?v=o6ISSXFjHiQ





Que disfrutéis cada hora del fin de semana

Un cordial saludo
Alvaro Ballesteros












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