Tecnología revolucionaria de recolección de datos impulsa velocidad, precisión, escalabilidad y seguridad en Roush Yates Engines

En el mundo de las carreras de autos, el tiempo y la precisión están críticamente entrelazados, impulsados por segundos. No sorprende que Roush Yates Engines (RYE) de Mooresville, N.C. y su división de manufactura, Roush Yates Manufacturing Solutions (RYMS), estén ancladas por este credo, que a su vez influye en cómo evalúa y decide las formas óptimas de aprovechar la tecnología para sus operaciones de manufactura de clase mundial. Así que, cuando RYE exploró formas de mejorar la precisión, integridad y rendimiento de sus datos de medición, la decisión de desplegar DataSure 4.0, una solución de adquisición de datos desarrollada por The L.S. Starrett Co., Athol, Mass., se redujo a – lo adivinaste – segundos.

Contexto: Motores de alto rendimiento

RYE es el constructor exclusivo de motores de Ford Performance para los niveles superiores de NASCAR, incluyendo la NASCAR Cup y Xfinity Series, así como el IMSA Michelin Pilot Challenge. Además, RYMS es una organización de manufactura de piezas CNC con experiencia en mecanizado multi-eje de piezas metálicas y plásticas con geometrías complejas. La producción interna de RYMS incluye piezas mecanizadas para los programas Ford FR9 V8 NASCAR, Ford Mustang 5.2L V8 y otras aplicaciones de deportes de motor, así como para aeroespacial, defensa y otras industrias.

El sistema de gestión de calidad de RYMS está certificado AS9100 Rev D e ISO 9001, así como cumplimiento de Tráfico Internacional de Armas (ITAR) y Certificación de Modelo de Madurez de Ciberseguridad (CMMC).

Necesidad de integridad de datos

Para ayudar a lograr sus metas de rendimiento y empresa, RYE eligió herramientas de medición y sistemas de metrología Starrett para asegurar que las especificaciones de diseño críticas se cumplan al nivel esperado y requerido por ingeniería. Deportes de motor, defensa, aeroespacial y manufactura médica requieren estándares estrictos para lograr calidad consistente. Añada requisitos complejos para piezas de alto rendimiento y confiables, y los procesos de prueba y medición son aún más demandantes.

RYE tiene dos laboratorios de calidad con las herramientas necesarias para medir e inspeccionar una amplia variedad de piezas que se manufacturan y suministran para sus motores de carreras así como para clientes externos.

La integridad de datos es una parte vital de la precisión en manufactura. Si los datos de medición tomados de galgas se registran, transmiten o registran incorrectamente, pueden ocurrir varios problemas. Las piezas pueden desecharse, el rendimiento del producto puede sufrir, mano de obra de producción y tiempo de máquina pueden perderse y se gastará tiempo excesivo registrando datos manualmente, lo que también aumenta el potencial de error. Además, ninguno de los datos puede ser documentado oficialmente o verificado para SPC y trazable para requisitos de cliente sin un sistema automatizado confiable – uno que pueda capturar los datos de medición para cumplir manufactura nivel Industry 4.0 y hacerlo disponible para integración con otros datos de planta.

Implementación de DataSure 4.0

Entendiendo esto y la necesidad de lograr máxima integridad de datos, RYE revisó su proceso de inspección y adquisición de datos con Starrett, un desarrollador de sistemas de recolección de datos para aplicaciones de medición de control de calidad. Starrett analizó el proceso convencional de recolección de datos de RYE y determinó que RYE se beneficiaría de la última tecnología de adquisición de datos – su sistema DataSure 4.0 (DS4).

«Consistentemente buscamos formas de mejorar y expeditar nuestro proceso de recolección de datos», dijo Alex Marothy, técnico de control de calidad/programador y líder de automatización en RYE. «Mecanizadores e inspectores escribían algunas mediciones en hojas de registro, que luego necesitaban ser ingresadas en hojas de cálculo en una computadora, tomando tiempo y posiblemente llevando a errores, ya que los operadores pueden leer mal galgas o escribir valores incorrectos».

Buscando migrar más hacia automatización digital confiable y sin fisuras y aprovechar sus datos más eficientemente en todas sus instalaciones, RYE dio a Starrett la luz verde para iniciar DS4 a mediados de 2020. RYE optó por implementar DS4 lentamente, comenzando con una aplicación de fixture de indicador digital múltiple diseñada para inspección de motor.

«DataSure 4.0 (DS4) es el primer sistema inalámbrico que hemos usado para recopilar datos en nuestra planta de manufactura vía inspección en proceso, así que queríamos empezar pequeño, verificar resultados y construir confianza con nuestro equipo», dijo Todd English, vicepresidente, alianzas estratégicas y marketing en RYE.

RYE tiene dos instalaciones de manufactura de 80.000 pies² (7.432 m²) en Mooresville, con la aplicación DS4 corriendo en un área de mecanizado CNC de 40.000 pies² (3.716 m²), transmitiendo datos aproximadamente 200' (61 m). En esta área hay al menos 15 máquinas CNC, así que ruido y señales son omnipresentes, pero a pesar de la distancia y potencial interferencia ambiental, DS4 opera suavemente vía un gateway remoto y una antena.

Marothy describió cómo se desarrolló el plan para desplegar DS4 en el sistema de fixture de motor. «Previamente, ingenieros usaban un sistema de fixture de ocho indicadores dial. El nuevo plan era utilizar ocho indicadores digitales electrónicos Starrett W2900-01 junto con DS4 para atribuir y organizar ambos valores a ese indicador específico para simplificar entrada y revisión de datos».

Resultados impresionantes

Los resultados de aplicar DS4 al fixture de motor fueron impresionantes. «Comparado con nuestra metodología anterior, mejoramos sustancialmente nuestra precisión y tiempo de recolección de datos, pero más importante, los datos fueron transferidos digitalmente», dijo Marothy. «El sistema DS4 eliminó efectivamente las lecturas de galga escritas a mano y la transcripción de valores a hojas de cálculo».

RYE también evaluó DS4 vía ahorro de mano de obra determinando cuántos segundos se ahorraban por medición. «Encontramos que DS4 ahorraba ocho a 10 segundos por medición, y hacemos varios miles de mediciones por día, ahorrando así más de siete horas de mano de obra cada día», dijo Marothy. La Gerente de Producción de RYMS, Jennifer LaFever, señaló otros beneficios relacionados con sistemas. «Practicamos mejora continua en RYE a través de nuestro programa Kaizen, al que DS4 contribuye vía su capacidad para ayudarnos a ser más rápidos, precisos y eficientes».

Tecnología inalámbrica avanzada y seguridad

El DS4 opera en la última tecnología de redes inalámbricas, que usa frecuencias de radio de onda corta para interconectar teléfonos celulares, computadoras y dispositivos electrónicos inalámbricos, permitiendo velocidad mucho mayor, mayor ancho de banda y mayor alcance para mayor rendimiento de datos. El alcance de DS4 es 10 a 20 veces el de cualquier sistema de recolección de datos en el mercado, según Starrett, capaz de transmitir datos literalmente cientos de yardas, incluso más de una milla, lo que es ideal en operaciones de manufactura grandes o múltiples instalaciones.

DS4 presenta tasas de bits más altas y una conexión de alta velocidad de menos de 50 ms de tiempo de viaje de datos y tiene una red de latencia ultra-baja que permite procesar altos volúmenes de datos sin demora, incluso a capacidad completa. Los usuarios de DS4 pueden usar múltiples gateways remotos y repetidores, que sirven como puntos centrales o distribuidos para recolección de datos, versus sistemas convencionales que tienen solo un gateway.

DS4 está construido sobre una plataforma inalámbrica propietaria segura. Los datos transportados son encriptados usando un enfoque multi-capa que previene acceso externo a los datos, ya sea pasivo o activo. «Mantenemos datos de nuestras piezas físicas en nuestra red bajo estricta seguridad para cumplir requisitos CMMC e ITAR y estamos plenamente confiados de que DS4 cumple los criterios», dijo LaFever.

Expansión futura

Con DS4, una nueva topología de red puede configurarse para situaciones simples o complejas y gateways remotos distribuidos también pueden utilizarse. Los datos se transmiten desde galgas que tienen transmisores de radio integrados o nodos finales montados externamente a gateways, y es operable en plataformas móviles Android o iOS y computadoras basadas en Windows, incluyendo laptops, PCs de escritorio, thin clients y servidores. Los componentes repetidor y puente de DS4 pueden conectarse directamente a PLCs y otro equipo de automatización serial de alta velocidad para recolección de datos en tiempo real u operación remota de máquina.

DS4 es compatible con todas las galgas digitales electrónicas Starrett, así como galgas electrónicas de otros fabricantes, y funciona con galgas con capacidad inalámbrica, como calibradores Starrett W798, micrómetros W733.1 e indicadores W2900. También es compatible vía galgas electrónicas de Starrett y otros fabricantes de herramientas montando externamente Nodos Finales DataSure de Starrett en las galgas.

Reconociendo el impacto positivo que DS4 hizo en su operación de manufactura, RYE tiene planes mayores para recolección de datos. «En última instancia, queremos aprovechar aún más DS4 integrándolo en nuestro sistema ERP para una solución de datos de extremo a extremo completa que ayude a nuestra organización a moverse más agresivamente hacia una fábrica digital Industry 4.0», dijo English. RYMS también expandirá DS4 a otras aplicaciones industriales – particularmente en aeroespacial, médica y defensa – ampliando el uso de DS4 en todas sus operaciones de galgado en mecanizado CNC.

¿Cómo sabrá RYE cuando DS4 alcance su máximo potencial en la organización? «Lo sabremos funcionando por las victorias dentro y fuera de la pista», dijo Marothy.

Para información sobre Roush Yates Engines, visite www.roushyatesmfg.com o llame al 704-662-7165. Para información sobre The L.S. Starrett Co., visite www.starrett.com o llame al 978-249-3551.