Fábricas inteligentes: una mirada a las técnicas de fabricación avanzadas de Boeing

Las etiquetas de herramientas inteligentes, las interfaces de usuario digitales y los dispositivos de medición inalámbricos son algunos ejemplos de tecnologías inteligentes implementadas en las fábricas de Boeing.

Las fábricas inteligentes de Boeing en todo el mundo están adoptando numerosas técnicas de fabricación avanzadas para fortalecer y optimizar sus sistemas de producción. Desde dispositivos de medición avanzados hasta etiquetas de herramientas digitales, Boeing tiene como objetivo mejorar la eficiencia del trabajo mediante el empleo de técnicas inteligentes en sus procesos de fabricación y prueba de aeronaves. Al igual que los hogares inteligentes, las fábricas inteligentes ofrecen equipos automatizados, procesos controlados y entornos de trabajo más seguros para el personal.

El uso de tecnología inteligente no solo ofrece productos de calidad, sino que también garantiza la seguridad del personal. Según el vicepresidente de fabricación y seguridad de la división Boeing Commercial Airplanes, Scott Stocker,

"Boeing está adoptando múltiples técnicas de fabricación avanzadas para fortalecer nuestros sistemas de producción y cumplir con nuestros compromisos con la calidad y seguridad del producto".

Los equipos de fabricación y cumplimiento de Boeing utilizan etiquetas inteligentes para buscar inventario disponible o extraviado. Además, las aplicaciones de herramientas digitales conectadas a etiquetas inteligentes en toda la fábrica miden el consumo y emiten nuevos pedidos justo a tiempo para un reemplazo. Las divisiones de producción y herramientas de Boeing garantizan que los técnicos siempre tengan herramientas a mano para trabajar.

El tiempo perdido debido a la falta de herramientas supone un tiempo y un coste tremendos para la empresa. Como tal, el monitoreo continuo del consumo de los equipos asegura la disponibilidad de todos los equipos cuando se necesitan. Las aplicaciones digitales también evitan la necesidad de repuestos que ocupan espacio de almacenamiento (y piso).

La instalación de Boeing Sheffield en South Yorkshire, Inglaterra, es la primera en utilizar un sistema de gestión de operaciones. La interfaz de usuario intuitiva de última generación maximiza la eficiencia de los operadores al proporcionar datos de rendimiento de la máquina en vivo al equipo de ingeniería industrial. El tiempo de inactividad se reduce significativamente mediante la programación de procesos posteriores en una línea de producción continua. Según Stocker,

"Mantener una conciencia constante del entorno de fabricación permite que nuestros equipos trabajen de manera segura y eficiente y nos ayuda a mitigar los tiempos de inactividad y estabilizar el proceso de producción".

Los sistemas avanzados son capaces de avisar a los equipos a cargo cuando se requiere atención. Por ejemplo, un dispositivo de etiqueta inteligente conectado a la interfaz de usuario avanzada notificará a la persona responsable si el nuevo pedido no se cumple a tiempo. Los sensores inteligentes conectados a las máquinas envían datos de rendimiento al panel de control.

Los operadores pueden monitorear el tablero en tiempo real para evitar demoras en la producción. Los indicadores de lubricación pueden notificar a los técnicos que se requiere la calibración de la máquina. De manera similar, los sensores ambientales buscan constantemente variaciones en la temperatura, la humedad, la vibración y el ruido. Los resultados de tales sensores indican la salud y la eficiencia del sistema en funcionamiento.

Las interfaces de usuario inteligentes también predicen los cuellos de botella de producción con mucha anticipación para alertar a los equipos sobre posibles demoras y acciones correctivas. Si bien los técnicos pueden anular casi todos los sistemas automatizados, las interfaces inteligentes y los equipos correspondientes optimizan la eficiencia del trabajo.

La fábrica inteligente de Boeing permite a los técnicos obtener medidas de las alas de los aviones sin tener que subirse al avión. Los técnicos utilizan dispositivos inalámbricos que realizan de forma automática y precisa el análisis dimensional de los componentes de gran tamaño del fuselaje. Se requieren mediciones y análisis dimensionales en múltiples etapas durante el ensamblaje de la aeronave.

El Internet industrial de las cosas (IoT) conecta objetos físicos, incluidos equipos y herramientas de fabricación, a sistemas de control automatizados. Los sistemas de control almacenan, procesan y calculan grandes cantidades de datos para predecir los próximos procesos. La información se introduce en el sistema de producción para proporcionar acciones y desviaciones normales (si las hay) casi en tiempo real.

Los técnicos aprovechan el sistema en vivo para programar sus objetivos de producción diarios. Con información precisa sobre los recursos (materiales, máquinas y humanos), los técnicos pueden lograr sus objetivos de producción diarios con poca o ninguna desviación. Jonathan Vance, miembro técnico asociado de Boeing que ha trabajado para integrar sistemas electrónicos integrados e inalámbricos en Boeing desde 2008, comentó:

"A través de la conectividad IoT, obtenemos información que podemos usar. Los equipos de ingeniería, TI y análisis de datos confían en la plataforma IoT para la conectividad que les permite recopilar datos en tiempo real y obtener información sobre los procesos de fabricación. Conectando cientos de piezas de automatización equipos de fabricación, loT ayuda a informar decisiones más inteligentes sobre el uso de equipos y agilizar las actividades de mantenimiento".

La conectividad Bluetooth y la identificación por radiofrecuencia (RFID) han mejorado significativamente la eficiencia y la seguridad de los procesos de producción en Boeing. Dentro de los grandes centros de fabricación, como la línea de ensamblaje de aviones comerciales de Boeing, los técnicos pueden trabajar en alturas o en espacios reducidos. Una aplicación inteligente conecta una etiqueta RFID en el arnés de seguridad de un pintor de librea de aviones a un tablero digital en el piso de producción.

La etiqueta digital alerta al individuo y a los compañeros de equipo si se detecta un arnés desconectado o no asegurado. El tablero digital no solo identifica el problema, sino que también proporciona una o más acciones correctivas para reanudar el trabajo seguro. Si el usuario no realiza la acción correctiva, el sistema puede entrar en un modo seguro para evitar consecuencias adversas.

Según Jonathan Vance,

"Las tecnologías RFID se utilizan en más de 25 instalaciones de Boeing para monitorear el inventario o etiquetar cualquier cantidad de elementos de producción, incluidas las plantillas de ensamblaje, las piezas o las cajas de herramientas. Puede levantar un edificio en particular, obtener una vista panorámica de la fábrica y ver exactamente dónde se encuentran los activos etiquetados, dijo. En Boeing South Carolina, los compañeros de equipo están probando nuevos usos de etiquetas RFID para rastrear las ubicaciones de las herramientas manuales en el amplio sitio donde se construye el 787 Dreamliner".

Las herramientas habilitadas digitalmente permiten a Boeing impulsar la precisión, la eficiencia y la previsibilidad en sus procesos de fabricación. Dado que cada proceso depende del anterior, la estabilidad de la producción es crucial para un proyecto exitoso.

En uno de los sitios de fabricación en St. Charles, Missouri, los mecánicos de piso usan llaves dinamométricas digitales habilitadas para Bluetooth para instalar sujetadores en varios kits de guía. Las llaves digitales tienen tolerancias mucho más estrictas y requieren menos recalibraciones. La herramienta también registra cada medición y envía los datos al sistema de producción. Según Jonathan Vance,

"Esta capacidad adicional nos permite usar el hilo digital para verificar el trabajo de forma sistemática y también afecta el control de ciclo cerrado en nuestros procesos de fabricación".

Estos bucles de datos son esenciales para la calidad de la producción en los centros de fabricación avanzados de Boeing, ya que los hilos de datos conectan a los equipos de ingeniería y fabricación y garantizan que todos tengan la información que necesitan en tiempo real.

¿Qué piensa sobre las técnicas de fabricación inteligente implementadas en las fábricas de Boeing en todo el mundo? Cuentanos en la sección de comentarios.

Escritor - Omar es un entusiasta de la aviación que tiene un Ph.D. en Ingeniería Aeroespacial. Con numerosos años de experiencia técnica y de investigación en su haber, Omar tiene como objetivo centrarse en las prácticas de aviación basadas en la investigación. Además del trabajo, a Omar le apasiona viajar, visitar sitios de aviación y observar aviones. Con sede en Vancouver, Canadá