Airbus presenta la fábrica del futuro

El banco de pruebas Track &Trace del Industrial Internet Consortium proporcionará soluciones para la fabricación y el mantenimiento de productos críticos para la seguridad, como máquinas, vehículos, aviones y similares. En muchos de estos sectores, se utilizan cada vez más herramientas eléctricas industriales avanzadas. Para comprender mejor los escenarios de uso futuro de las herramientas eléctricas inteligentes en un entorno industrial, hablé con Sébastien Boria de Airbus. Sébastien es líder en tecnología mecatrónica de I + D para la fábrica de Airbus del futuro.

DIRK SLAMA Sébastien, estás trabajando en el proyecto Airbus Factory of the Future. Suena como una empresa muy ambiciosa. ¿Qué áreas cubre el proyecto?

SÉBASTIEN BORIA Actualmente hay más de 8.000 aviones Airbus en operación, con 15.276 pedidos de aviones registrados al 31 de enero de 2015. Cada avión es un producto complejo que consta de millones de piezas que deben ensamblarse a la perfección. Integrar técnicas de producción innovadoras es vital para nuestra productividad. Hoy en día, las maquetas digitales, las proyecciones láser en los cuerpos de las aeronaves y los entornos 3D complejos ya se han integrado completamente en nuestros procesos. Debido a que cada generación de nuestras líneas de fabricación tiene una vida útil de más de una década, Future Factory tiene que adoptar una perspectiva que va mucho más allá de un año. Aquí hay una variedad de consideraciones importantes, que incluyen exoesqueletos robóticos para ensamblaje, robots avanzados (de estándar a cobóticos), tecnología ALM, la meseta virtual y digitalización del piso de producción, producción integrada, etc. El objetivo es aprovechar las tecnologías de laboratorio emergentes que se pueden adaptar o madurar para mejorar nuestros procesos de fabricación.

Pero el enfoque de su propio trabajo es un poco más específico, ¿no es así?

Sí, me centro principalmente en la producción inteligente y la robótica avanzada. Estamos en el proceso de implementar un "taller inteligente" que utiliza herramientas de producción inteligentes y conectadas para agilizar los procesos y proporcionar procesos a prueba de errores para los talleres.

¿Puede dar un ejemplo concreto?

Seguro. Piense en los cientos de miles de pasos de proceso basados ​​en puntos que deben completarse para ensamblar una aeronave. Debido al gran volumen de pasos del proceso involucrados, no es posible tener una tarea individual para cada paso a nivel de celda de trabajo. En cambio, estos pasos del proceso deben gestionarse colectivamente como secuencias de proceso. La mayoría de las tareas de montaje implican un proceso de perforación, un proceso de verificación de puntos (es decir, medición) y un proceso de apriete. Estos procesos pueden involucrar múltiples etapas dentro de un takt, estar distribuidos en varias celdas de trabajo o líneas de ensamblaje, o incluso compartidos por varios operadores de producción. Por ejemplo, se utilizan diferentes parámetros de par y ángulo en diferentes fases del mismo proceso de apriete, en una única ubicación 3D, por ejemplo. Por lo tanto, si algo sale mal con uno de estos procesos, podría dar lugar a reparaciones específicas y costosas, simplemente porque la pieza no se encuentra en la celda de trabajo correcta en el taller. Por lo tanto, existe un enorme potencial para mejorar estos procesos haciendo que las herramientas de mano relevantes sean más inteligentes y conectadas, configurando dinámicamente las herramientas para la tarea específica en cuestión, por ejemplo.

Descripción general del banco de pruebas Track &Trace del Industrial Internet Consortium.

¿Qué tipo de herramienta está buscando específicamente?

Actualmente, nos enfocamos en procesos de perforación, apriete y medición de mano más inteligentes, ya sea a través de herramientas estándar con inteligencia incorporada o mediante inteligencia de computadora portátil incorporada en trajes de operador, como sistemas de cinturones, por ejemplo. Más adelante, también veremos la integración con robots y máquinas CNC utilizando el mismo diseño arquitectónico.

¿Y cómo es su solución?

Todo está vinculado a una plataforma que combina hardware y software especializados. En otras palabras, estamos utilizando una arquitectura que está vinculada a la inteligencia distribuida que está incrustada en todos los sistemas involucrados en nuestros procesos. En primer lugar, está la propia inteligencia de la herramienta. Las herramientas eléctricas de mano utilizadas en nuestro entorno de Future Factory deberán tener una unidad de control a bordo o al menos ser capaces de admitir controladores portátiles. Esto es importante para garantizar el procesamiento local de los datos de entrada del proceso, en combinación con sensores y actuadores integrados vinculados al proceso físico de la herramienta. Y aprovechando la conectividad inalámbrica en su mayor parte también, por supuesto.

¿Y qué hay de la integración de herramientas?

En el pasado, adoptamos un enfoque centralizado más tradicional, pero esto no es lo suficientemente eficiente para administrar sistemas heterogéneos en tiempo real, dado el imperativo de menores costos de infraestructura. Es por eso que ahora estamos analizando más de cerca las soluciones que funcionan como una combinación de herramientas interconectadas. Necesitamos transferir datos de un sistema a otro o realizar la sincronización relevante, pero solo cuando lo solicite la inteligencia local, o cuando sirva a un propósito para el proceso general. En otras palabras, no todas las herramientas están conectadas a un backend central todo el tiempo. Pero las herramientas pueden conectarse entre sí para intercambiar información e instrucciones. Esto resuelve muchos problemas, por ejemplo, si está trabajando dentro de un avión donde no hay una red inalámbrica disponible.

¿Cómo se realiza el seguimiento de las herramientas y se asigna la información de las herramientas a los datos de producción?

La localización en interiores es importante, al igual que la integración con datos de sistemas MES y PLM. También es importante conciliar automáticamente los datos de localización para herramientas y elementos de trabajo con datos PLM. La conciliación se solicita en base a varios valores de veracidad (ver ISO 15725) y dependiendo de la aplicación. Rastrear una herramienta en el taller o dentro de una celda de trabajo no es la misma tarea que rastrear la punta de una herramienta portátil de una posición a otra cuando se realizan procesos en una pieza individual. En el primer caso, la inexactitud en los datos de seguimiento puede corresponder a decenas de centímetros o incluso a metros, mientras que en el segundo caso, la inexactitud puede ser cuestión de décimas de milímetros. Una vez más, la integración del sistema debe tener en cuenta los comportamientos adaptativos basados ​​en el contexto para evitar errores y resultados de mala calidad.

¿Está integrando datos de localización con datos PLM 3D?

Bueno no exactamente. Hemos aprendido de la experiencia que los modelos de datos CAD / CAM que provienen directamente de la ingeniería a veces pueden ser demasiado detallados y precisos para nuestros propósitos. Por lo tanto, actualmente estamos desarrollando una capa intermedia que funciona con un conjunto de datos XML simplificado para datos geográficos. Esta capa ayuda a integrar las herramientas eléctricas con la capa 3D PLM. Además, no puede esperar que los trabajadores de la planta utilicen un entorno de modelado 3D completo para configurar su entorno de trabajo. Esto significa que necesitamos construir una aplicación de configuración más simple.

IoT empresarial

Este texto fue extraído del libro Enterprise IoT de Dirk Slama, Frank Puhlmann, Jim Morrish y Rishi M Bhatnagar (O'Reilly, 2015). Para obtener información sobre la perspectiva del proveedor de herramientas eléctricas industriales, lea la entrevista con Martin Doelfs de Rexroth en Enterprise IoT.

Libro:IoT empresarial

Parece que muchos tipos diferentes de equipos de producción y sistemas de TI tienen que interactuar y trabajar juntos. ¿Cómo se implementa esto en un entorno muy heterogéneo con una gran cantidad de proveedores diferentes?

La difusión es importante, al igual que un enfoque claro en las interfaces abiertas y la integración basada en interfaces. La apertura del software a través de una API es el principal habilitador de una integración eficiente. Por lo tanto, estamos definiendo interfaces neutrales basadas en estándares sólidos, que permitirán a nuestros propios ingenieros, así como a los proveedores y socios, desarrollar herramientas y aplicaciones que se ajusten a nuestro sistema general de soporte de taller. Debido al alto nivel de heterogeneidad que tenemos aquí, este tipo de enfoque integrador es fundamental para nuestro futuro sistema de producción.