Tecnología de medición de fabricación en la fábrica inteligente

Como Fabricante de bombas Wilo Al planificar su fábrica inteligente digital y sostenible, el control de calidad se ha reposicionado estratégicamente: hoy, gracias a la tecnología de medición de la producción suministrada por Klostermann, actúa de forma preventiva y los residuos de producción se han reducido a cero.

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Con 30 m de longitud, no puede pasarse por alto en Wilopark, la sede del Grupo Wilo en Dortmund: la planta de hidrógeno H2Powerplant, que convierte la electricidad generada por el sol, el viento y el agua en hidrógeno verde mediante electrólisis. La solución de sistema que la empresa instaló como planta piloto el año pasado puede almacenar 520 kg de hidrógeno, y ahora también sirve a los clientes como base para ofertas de redes de suministro de energía autónomas, descentralizadas y regenerativas. «La sostenibilidad siempre se ha practicado en toda la empresa. Para nosotros, la sostenibilidad y la gestión de la calidad son responsabilidad de un solo departamento, porque ambos solo funcionan de manera integral», explica Tim Schirmers, director de calidad de la planta de Wilo en Dortmund. «Desde el punto de vista del producto, esto comienza con el desarrollo y continúa desde la producción hasta el reciclaje. Además, las tolerancias de los componentes individuales en todo el flujo de valor, independientemente de si se trata de componentes electrónicos, metálicos o plásticos, son cada vez más estrictas, de modo que las bombas y los sistemas de bombeo, en última instancia, logran una mayor eficiencia energética».

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Schirmers continúa: «Como resultado, no teníamos ninguna duda de que queríamos centrar la tecnología de medición y gestión de la calidad por completo en la sostenibilidad y la digitalización al planificar la nueva fábrica inteligente. La nueva fábrica nos ha brindado oportunidades completamente nuevas: pasar de la pura reacción a la garantía de calidad preventiva y pasar a la gestión de la confiabilidad».

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Por lo tanto, la gestión de la calidad participó desde el principio en la planificación de la fábrica inteligente y desarrolló una nueva estrategia que hace uso de la digitalización: la tecnología de medición ahora también se está trasladando a la línea de producción. Los empleados de producción miden las tolerancias. Todos los dispositivos de medición, tanto en la sala de medición como en la producción, envían sus datos a servidores centrales o a la nube de Wilo. El objetivo: dejar claro en una fase temprana cuando los procesos de producción se están yendo de las manos. Una vez establecida esta estrategia, el equipo de Schirmers comenzó a implementarla: «En el pasado, ya hemos trabajado en asociación con Klostermann trabajaron juntos y la empresa pudo ganar la licitación», dice Schirmers.

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El proveedor de servicios integrales de tecnología de medición 3D con sede en Remscheid entregó la primera máquina de medición a Wilo hace más de 30 años y, recientemente, incluso puso en marcha su nueva máquina número 1000 en Wilo. «La proximidad a Klostermann es muy útil para nosotros: cuando necesitamos ayuda (ya sea con las implementaciones, la formación, la creación de programas, las reparaciones, los dispositivos de medición o incluso las tareas de medición de la nómina), los expertos de Klostermann siempre están disponibles rápidamente. Incluso nos ayudan in situ en caso de escasez imprevista de personal. Este paquete global hace que la colaboración sea muy eficiente», afirma Schirmers. «Además, a lo largo de los años, Klostermann ha desarrollado un profundo conocimiento de nuestros requisitos y procesos».

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Para Schirmers era importante integrar estrechamente la tecnología de medición de la fábrica inteligente con la tecnología de medición de la sala de medición. Esto significaba que los nuevos dispositivos de medición para el taller debían funcionar con WM Quartis, el software de medición de Wenzel. Porque Wilo también ha confiado en Wenzel durante mucho tiempo en la sala de medición. Por ello, Wilo optó por las máquinas de medición por coordenadas del fabricante de Wiesthal. La elección se hizo por tres SF 55, diseñadas para el entorno de producción directa. «También queríamos tener tres máquinas de medición por coordenadas de Wenzel en el taller para garantizar la coherencia y, por lo tanto, la comparabilidad de los datos», afirma Schirmers. «Por lo tanto, podemos enviar los datos de la sala de medición, es decir, los datos de medición y los programas de medición, a las máquinas inmediatamente después de la producción. La estandarización también tiene la ventaja de que el trabajador de la fabricación puede pasar a otra máquina de medición de coordenadas en un abrir y cerrar de ojos, en un momento en el que tenemos un pico de actividad».

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Los sistemas de sujeción flexibles de Witte se han implementado como dispositivos de medición: «Ahora el trabajador inserta un componente, selecciona un programa de medición con solo pulsar un botón y la máquina hace lo que debe hacer. Además, recibimos datos de medición y pruebas de calidad constante», explica Schirmers.

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Klostermann también dio un nuevo impulso a la tecnología de medición de fabricación de Wilo al integrar el dispositivo de pruebas Equator de Renishaw en el panorama de la tecnología de medición: «Ya habíamos comprado dos ecuadores directamente a Renishaw para probar piezas de trabajo, pero no sabíamos realmente cómo aprovechar su potencial», recuerda Schirmers. «Como parte de la planificación de la fábrica inteligente, Klostermann nos dio la idea de hacer funcionar el Equator con WM Quartis en lugar de utilizar el software de Renishaw. Esto significa que también en este caso pudimos estandarizar aún más. Para nosotros, esto prácticamente cambió las reglas del juego, ya que ahora podemos definir los puntos de medición (es decir, las tolerancias de forma y posición) desde la sala de medición, lo que debería comprobarse con el ecuador en relación con el IO/NIO. Para ello, el trabajador extrae una muestra fija de la línea y la prueba con el ecuador; esto solo lleva tres minutos. «Basándose en estas ventajas, Wilo licitó tres Ecuador más.

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Antes de implementar el nuevo concepto de medición, Klostermann probó minuciosamente la situación en sus propias máquinas de medición en cuatro series de pruebas en sus instalaciones de Remscheid. Preguntas como: ¿Se puede implementar el concepto en absoluto? ¿También podremos realizar un análisis del sistema de medición (MSA) para que los valores sean fiables y reproducibles?

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Las tarjetas de control almacenadas ahora indican a los trabajadores de la fábrica inteligente si las tolerancias de los componentes se están agotando a través de la interfaz del software de medición WM Quartis en las máquinas de medición de coordenadas de Wenzel y mediante los dispositivos de prueba de Renishaw. Si no se toman medidas a tiempo durante la producción, el equipo de Schirmers recibirá una notificación por correo electrónico a través de varias cascadas de escalamiento integradas. Schirmers: «Como resultado de las tendencias, siempre vamos un paso por delante y podemos decidir: ¿es necesario corregir una máquina de fabricación? ¿Hay que llevar a cabo tareas de mantenimiento? Sin embargo, en el pasado, solo podíamos reaccionar si los componentes de NIO ya existían».

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El flujo digital de información sobre los resultados de las mediciones y las pruebas implica no solo el control de calidad, sino también al gerente de producción y a la ingeniería, quienes pueden adaptar el diseño de los componentes en caso de problemas frecuentes. Compañeros de otras plantas de Wilo, para quienes la planta de Dortmund, como proveedor de servicios, también tiene acceso a los datos de calidad a través de la nube.

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«Las tolerancias son cada vez más estrictas, las cantidades aumentan. Hoy en día, la integración de esta tecnología en los procesos de fabricación está dando sus frutos: hemos conseguido ser más rápidos y eficaces en la tecnología de medición y ensayo», resume Schirmers. «Como resultado, hemos aumentado la calidad de los productos, aumentado la estabilidad de los procesos de producción y reducido en un 50% los residuos que enviamos a nuestro centro de reciclaje. Por supuesto, esto contribuye a nuestra estrategia de sostenibilidad, ya que, gracias a la estrecha supervisión de los procesos mediante tecnología de medición, podemos corregir los procesos de producción con mucha más rapidez, por ejemplo, en el procesamiento CNC o el moldeo por inyección. Nuestras cifras clave lo demuestran: tenemos que desechar menos, reciclar menos y lograr una mayor satisfacción de los clientes».

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Otras plantas de Wilo ahora también están interesadas en el concepto de gestión de calidad de la fábrica inteligente: los colegas de la nueva fábrica de alta tecnología de Changzhou (China) ya han mostrado su interés por la solución. Y en Wilopark, en Dortmund, ya están trabajando en el uso de la inteligencia artificial (IA) para evaluar los resultados de las mediciones y las pruebas, con la ayuda de estudiantes de la Universidad Técnica de Dortmund. Schirmers: «Las pruebas iniciales fueron muy prometedoras».

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Texto: Sabine Koll/Publicado en Quality Engineering 04/2023

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