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Fabricación más con menos

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Mientras que la impulsión para el rendimiento energético aumenta, los fabricantes autos están escudriñando cada proceso del pie de máquina

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La industria fabril del automovil es un usuario masivo de la energía. La industria de los E.E.U.U. solamente consume 800 trillón Btus por año, según estimaciones por el Ministerio de los E.E.U.U. de Energía (GAMA). En su uso de energía del `que evaluaba en el caso automotor Study', de la cadena de suministro la GAMA indicó que el 12% de energía automotora de la fabricación es consumido por OEMs durante la asamblea, mientras que el 88% de consumo de energía ocurre en la cadena de suministro. Desarrollar procesos más económicos de energía es por lo tanto vital importante a medida que los costes energéticos continúan levantándose.

La “energía conservadora a través de procesos, de tecnologías, y de productos más eficientes es la manera más rápida al uso de una energía más baja en la fabricación automotora en el próximo trimestre,” dijo la GAMA. “Mientras que muchas instalaciones industriales se modernizan hoy y relativamente eficiente, sigue habiendo las oportunidades significativas reducir demanda energética vía la innovación y el R&D.”

Se entiende bien que la energía está perdida durante el proceso de fabricación a través del calor residual y de las piezas rechazadas que necesitan tratar de nuevo, pero el mirar de cerca las etapas dominantes de la producción automotora revela un número de áreas donde el rendimiento energético puede ser mejorado. Un buen ejemplo es materiales y proceso componente. La soldadura, por ejemplo, se puede realzar para reducir el consumo de energía y para mejorar volúmenes de la producción.

Los sistemas están disponibles ahora recoger y analizar datos sobre el consumo de energía real y por lo tanto cómo los procesos de fabricación se pueden mejorar para entregar ahorros. Por ejemplo, las máquinas del CNC de Bosch Rexroth incluyen el software de la supervisión que da visibilidad en uso de la energía, y estos datos también alimentan en los usos elegantes del diseño que pueden influenciar cómo se desarrollan los procesos de producción.

Bernd Enser, vice presidente, automotor global, en la compañía de electrónica Sanmina dice: “La impulsión para la mejora en rendimiento energético ha crecido correcta a través del sector automotor y también a los surtidores rio abajo. Los procesos de gran energía de la consumición necesitan a veces el cambio espectacular así como la evolución continua. Un ejemplo de esto en la cadena de suministro automotora miente en la fabricación componente del semiconductor.”

Enser continúa: “Las instalaciones de la fabricación de la producción del semiconductor son consumidores de gran energía. Compañías en esta industria invertida en el nuevo equipo, instalaciones consolidadas y ejecutada una intervención de energía anual junto con un programa de la supervisión y de la reducción. Confían a las metas anuales como industria y hacen planes para reducir continuamente el consumo de energía para alcanzar esas metas.”

Cuál está claro a todos los fabricantes automotores es que sus instalaciones tienen que alterar radicalmente si son llegar a ser más económicas de energía. Un número de tecnologías se están convirtiendo para entregar la fábrica del smart del `que puede entender el flujo de trabajo actual y modificar sus procesos de fabricación para alcanzar ahorros de la energía grandes.

El centrarse en paintshops

El paintshop es responsable de las emisiones más altas de los compuestos orgánicos volátiles (VOC) y del CO2, y de consumir el 50% de la energía usada en una planta automotora típica. El paintshop por lo tanto ha sido el foco de mucha atención cuando el rendimiento energético y la producción se consideran en la combinación.

Algunas de las instalaciones más avanzadas del paintshop han sido desarrolladas hoy por Dürr. La compañía tiene una iniciativa del `Eco+Paintshop por el que todos los sistemas y productos “estén combinados en un concepto holístico, sostenible que se centre constantemente en eficacia en todas las secciones del proceso de pintura”. Un portavoz para Dürr explica las ventajas de su equipo de EcoDryScrubber: “Esta tecnología, que hace la recirculación del aire en la cabina de la pintura posible, reduce el consumo de energía anual de un paintshop completamente automatizado por el hasta 16m KVH. Al mismo tiempo, las emisiones de CO2 son reducidas por hasta 5.200 toneladas.”

EcoDryScrubber, que ofrece en más de 70 líneas de pintura por todo el mundo, reduce el consumo de energía en la cabina de la pintura por el hasta 60% y utiliza el polvo de la piedra caliza para separar el rociado (con pulverizador); el contrario a los sistemas mojados convencionales de la separación, ningún lodo de la pintura se produce. Cuando el polvo de la piedra caliza alcanza un grado definido de saturación, se substituye automáticamente y puede ser reutilizado en molinos del cemento. Este nivel de integración del sistema y del proceso se está adoptando a la derecha a través de la industria fabril del automovil.

El acercamiento holístico de Dürr se ha ampliado para incluir la CA de Eco+Speed y de EcoSmart. El anterior se basa a condición que para los niveles del rendimiento energético, la producción se debe integrar para incluir subsistemas, con la últimas toma y circulación de aire que controlan. Además, la energía del `a pedido ' es posible controlar los volúmenes de aire fresco y de extractor dependientes en el número de cuerpos de coche en el horno. El resultado es una circulación de aire proceso-optimizada y redujo así el consumo de energía durante tiempos o fluctuaciones de la rotura en la utilización de capacidad.

Innovación de proceso

En un informe reciente en continuidad, la sociedad del Reino Unido de los fabricantes del motor y los comerciantes (SMMT) contornearon cómo un vehículo-fabricante está abordando la necesidad creciente de procesos de ser mucho más económico de energía. En 2013, Toyota identificó la reutilización del líquido refrigerador que trabajaba a máquina inútil de la limalla de aluminio como medio para la reducción de consecuencias para el medio ambiente. El OEM por lo tanto ejecutó un sistema adicional de la filtración para recuperar y para volver el líquido refrigerador inútil directamente a las líneas que trabajaban a máquina del bloque y de la cabeza de motor.

Según el SMMT: “Consecuentemente, la consumición del líquido refrigerador fue reducida por el 38%, bajando el agua del maquillaje del líquido refrigerador por 5.5% y el volumen del tratamiento de aguas residuales por el 11%.” Toyota también alcanzó una reducción de costes en materias primas y costes de elaboración de el 15%. “Otras iniciativas similares del equipo del mantenimiento el logro y están siendo reconocidos por Toyota eco-kaizen concesiones y mostrado a los pares y a los directores de compañía,” dijo el SMMT.

Éste es apenas un ejemplo de donde una compañía ha identificado un dren claro de la energía y ha desarrollado un nuevo proceso para combatirlo. Entendiendo la parte que la energía hace en cada primario y el subproceso es crítico para todos los fabricantes automotores de hoy, no sólo para lograr eficacia de largo plazo de la producción pero para seguir siendo competitivo. Con la producción global la continuación aumentar, desarrollando estos sistemas económicos de energía es un imperativo comercial que ningún fabricante puede no hacer caso.

Mike Lomax, cabeza de la gestión del proyecto en Bosch Rexroth, dice: Los “usuarios finales deben entender que el precio más bajo del título para una máquina puede no ser la solución más rentable a largo plazo. La energía necesitó producir cada componente puede ser más alta con un OEM que otro. Esto no se puede calcular simplemente mirando la energía instalada de la máquina en el kilovatio, multiplicar por el tiempo en marcha y dividir por la tarifa de producción, pues los pequeños cambios al proceso pueden reducir dramáticamente uso de energía por componente.”

Todd Montpas, automotor y pone un neumático al encargado del desarrollo de mercado, automatización de Rockwell comenta: “Cuando los OEM comienzan a desarrollar sus procesos estándar, la energía es siempre uno de los criterios de diseño. Incluyen varios factores en sus cálculos incluyendo los motores económicos de energía, la energía del dato-centro y el uso de la energía. Éstas ahora son toda la parte de las consideraciones del proceso de diseño, y ese conocimiento y supervisión crecientes es una mejora a partir hace de diez años.”

Los conceptos y el uso práctico de la industria 4.0 también están influenciando el desarrollo de los procesos de fabricación económicos de energía, pues Enser de Sanmina explica: Los “cambios en el equipo de producción están proporcionando conceptos de la industria 4.0, tales como características ahorros de energía e interfaces de M2M, permitiendo que los ingenieros de la producción diseñen los procesos de producción que son mucho más flexibles. Esto permite a la gerencia de máquinas en grupos del racimo optimizar rendimiento energético. También permite que las subdivisiones de máquinas sean puestas en el modo espera, el reordenar de los planes de fabricación para optimizar rendimiento energético total y el reajuste completo del proceso de producción para aprovecharse de nuevas capacidades del equipo.”

Él concluye: “Hoy, los ingenieros de proceso de producción se centran no apenas en rendimiento de procesamiento, calidad y la capacidad de repetición pero también en rendimiento energético.”

Fabricación dinámica

los sistemas Cyber-físicos (CPS) permiten que los procesos de fabricación sean optimizados caso por caso a través de la red entera del valor. Por otra parte, algo que requiriendo una parada, los sistemas se pueden optimizar continuamente durante la producción en términos de su consumo del recurso y de energía o reducción de sus emisiones.

En el ambiente de fabricación, el CPS abarca las máquinas, los sistemas elegantes del almacenaje y las instalaciones de producción capaces autónomo de intercambiar la información, de accionar acciones y de controlarse independientemente. Esto facilita mejoras fundamentales a los procesos industriales implicados en la fabricación, ingeniería, uso material y cadena de suministro y gerencia del ciclo vital.

Las “tiendas de la prensa han sido siempre usuarios significativos de la energía dentro de las instalaciones de producción automotoras,” dice Estuardo Moran, director empresarial automotor BRITÁNICO del sector, industria de Siemens. Los “motores económicos de energía de Siemens combinaron con la línea avanzada simulación de la prensa y los componentes mecánicos optimizados pueden crear hasta una gota del 40% en el consumo de energía total de las líneas. Por otra parte, aumentos de la eficacia de la producción hasta el 20%.

“Ahorros futuros inteligentes de las promesas del software del planeamiento y de la automatización de el hasta 50% alisando los movimientos de las robustezas de la fabricación en bodyshop y asamblea.”

En su gravamen del papel el rendimiento energético juega en la industria fabril del automovil de los E.E.U.U., la GAMA concluida: De “rendimiento energético integración en diseño del proceso y de vehículo es una prioridad. Hay varias maneras que los procesos se podrían condensar o reajustar para quitar ineficacias. En las partes frontales, cuando se diseñan los vehículos, las consideraciones de la energía-eficacia podrían ser mejor integradas en métodos de diseño. Algunos conceptos de diseño que podrían ser considerados incluyen la consolidación de piezas y los componentes, diseño para la reutilización y la recuperación de piezas y/o de materiales, el uso de las formas netas, y los vehículos que requieren pocos pasos del proceso fabricar.”

¿Tan qué del futuro? Maria Burgoon, el encargado del desarrollo de mercado, la producción sostenible, la producción de energía y la gerencia de energía, automatización de Rockwell predice: “Durante la década próxima, presiones del precio forzará a las compañías a conducir ineficacias de sus actividades para permanecer competitivo. Para seguir siendo competitivo, nada se puede aislar más; una empresa conectada será crucial para el crecimiento del negocio.

“Este tipo de ambiente puede permitir a las compañías correlacionar electricidad, el vapor, el agua, el etc y demostrar la vuelta en energía al beneficio del producto - donde las cosas se están haciendo lo más eficientemente posible con la conversión más alta. Esta conectividad hace los datos de la recogida y de supervisión más fáciles, y da a compañías automotoras una mirada más clara en su proceso y maneras de producción de manejar mejor uso de energía.”

La adopción de la gerencia del ciclo vital de producto (PLM) ha alcanzado un nivel de madurez que ahora entrega ventajas verdaderas. Desde un punto de vista de la producción, esto detalló la comprensión de cada proceso de producción y de la pieza que los juegos de la energía permiten al sector industrial automotor desarrollar constantemente sus procesos.

De hecho, PLM está a punto de moverse enteramente a un nuevo nivel de gracias de la integración y de la penetración al Internet de las cosas (IoT) que encontrarán su manera en cada proceso de la máquina a través de la planta. La energía entonces se convierte en un componente que se puede manejar con control exacto. Las fábricas del smart del `del futuro serán los ambientes flúidos que cambian para cubrir demanda y para manejar por lo tanto eficientemente su consumo de energía.

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