Tecnologías de la Industria 4.0 que transforman la fabricación de automóviles

La industria automotriz está experimentando un cambio transformacional masivo hacia la próxima generación de movilidad. Desde el rápido crecimiento de los vehículos eléctricos (EV) hasta la proliferación de vehículos definidos por software, la transformación de la industria requiere rápidos avances tecnológicos, mayores plataformas informáticas escalables y nuevos modelos de negocio sobre cómo los fabricantes y proveedores trabajarán juntos.

Contra la cortina, Industria 4.0 permite una mayor productividad y calidad en la fabricación de automóviles. A 2022 McKinsey & Company arartículo afirmó que “los fabricantes de industrias como la automotriz y la electrónica, que se acercan al punto de inflexión de la adopción digital, están logrando cambios aún más rápidos y sostenibles a través de la Industria 4.0”.

El Estudio de proveedores automotrices de Deloitte 2023 también identificó oportunidades dentro de la industria para optimizar los costos operativos e introducir eficiencias, señalando que "los proveedores también pueden intentar realizar inversiones críticas en tecnología y automatización que desbloquearán procesos de fabricación aún más eficientes y sentarán las bases para la competitividad a largo plazo".

En la industria automotriz, aprovechar las tecnologías de fabricación avanzadas, como la inteligencia artificial (IA), la automatización, la robótica, la simulación, el gemelo digital y otras, permite a los fabricantes ofrecer productos diferenciados a escala con eficiencia, agilidad y velocidad.

Impulsar la excelencia en la fabricación de automóviles en las primeras etapas del ciclo de vida del producto

En Flex, utilizamos tecnologías de la Industria 4.0, como el modelado y la simulación, en las primeras etapas del ciclo de vida del producto para garantizar que nuestros clientes automotrices puedan tener la seguridad de una mayor eficiencia y un menor riesgo en el futuro cuando produzcan a escala. Por ejemplo, dentro del diseño para la fabricación (DfM), el modelado y la simulación se utilizan para determinar cómo lograr el mayor rendimiento con los tiempos de ciclo más rápidos mucho antes de que un producto llegue a la etapa de fabricación. La orientación de DfM ayuda a las empresas a garantizar que los diseños de productos sean fabricables, eliminando desperdicios y cuellos de botella y maximizando el rendimiento del producto.

Otro gran beneficio de la simulación en la industria automotriz se produce durante el proceso de aprobación de piezas de producción (PPAP), que es un proceso estricto y documentado que garantiza que los productos entregados a los clientes cumplan con sus requisitos de rendimiento, calidad y entrega. En Flex, utilizamos la simulación para acelerar este proceso, construyendo flujos de producción en software de forma iterativa hasta que podamos estar seguros de que tenemos la capacidad y capacidades necesarias antes de construir productos en la vida real.

Este enfoque ahorra meses de tiempo y recursos, lo que permite a los fabricantes de automóviles acelerar la movilidad de próxima generación manteniendo la calidad, la seguridad y la resiliencia. También podemos agilizar la producción en serie al recopilar información temprana en el análisis de efectos y modos de falla del proceso (PFMEA). Al simular líneas y procesos de producción, podemos identificar rápidamente áreas de mayor riesgo y cuellos de botella clave y luego desarrollar e implementar estrategias de mitigación de riesgos por adelantado.

Aplicación de IA para mejorar la eficiencia y la calidad

Desde la optimización de la línea de fábrica hasta el mantenimiento predictivo y la detección de anomalías, la IA ofrece muchos beneficios a los procesos de fabricación. La IA puede ayudar a recopilar, analizar y detectar problemas en las máquinas en la fábrica antes de que ocurran. Con importantes datos ascendentes de las máquinas conectadas, los modelos de IA pueden predecir cuándo podría ocurrir un evento adverso, lo que permite a los fabricantes prevenir fallas y mitigar el tiempo de inactividad.

Por ejemplo, en Flex, aplicamos IA en una línea que tenía dos condensadores casi idénticos. La única diferencia entre los dos componentes eran las válvulas, lo que dificultaba al ojo humano detectar anomalías. Esta era un área crítica de preocupación porque si se usaba el condensador incorrecto, el producto no funcionaría.

Mediante el uso de datos visuales e inteligencia artificial, nuestros sistemas pudieron identificar si un empleado colocó los componentes en el lugar correcto y brindar soluciones para solucionar problemas en tiempo real. Esto se tradujo en un mayor rendimiento y rendimiento, y permitió al Flex reducir los desechos al identificar problemas antes de que una pieza se enviara a otro paso de la línea.

Gemelos digitales y retroalimentación de circuito cerrado para la innovación de procesos

Los gemelos digitales, que representan sistemas ciberfísicos donde la información fluye entre la simulación y el mundo físico, permiten el siguiente nivel de optimización en el diseño de productos y los procesos de fabricación. Este enfoque de circuito cerrado permite modelar con precisión, garantizar la calidad y optimizar procesos de fabricación complejos en la industria automotriz, donde la seguridad y la confiabilidad son primordiales. En un mundo cada vez más caótico, los gemelos digitales también permiten a los fabricantes comprender rápidamente el verdadero riesgo y los impactos de las disrupciones.

Por ejemplo, los fabricantes de automóviles pueden simular el flujo de línea para comprender el efecto potencial de la escasez y otros desafíos, y luego identificar alternativas y optimizaciones para limitar el impacto. Esto ayuda a acelerar el proceso de cambio y valida los cambios antes de su implementación, lo que genera ahorros de costos y tiempo.

La transformación de la fabricación de automóviles está en marcha

En casa de Flex Centro estratégico de fabricación de automóviles recientemente ampliado. En Guadalajara, México, se aprovechan las herramientas de simulación para ayudar a los clientes del sector automotriz a diseñar, construir y entregar productos de alta calidad a escala y más rápido. La simulación ha ayudado a la fábrica a identificar la mejor configuración de línea para requisitos específicos de productos y procesos, así como a crear diferentes escenarios de optimización del espacio para proyectos nuevos y actuales.

La simulación también nos ayuda a identificar características y procesos críticos para definir controles de garantía de calidad y lograr cero defectos, así como a determinar qué proceso de industrialización se adapta mejor a los requisitos del producto para maximizar la calidad y la productividad. Finalmente, a menudo utilizamos la simulación como una etapa complementaria en DfM para validar la capacidad de fabricación de los productos y sugerir mejoras de diseño a los clientes antes de que los productos pasen a la producción a gran escala. Con un proyecto de computación automotriz altamente complejo, pudimos duplicar nuestra producción y al mismo tiempo optimizar los costos.

Para tener éxito en la nueva era actual de movilidad y aceleración tecnológica, los fabricantes de automóviles deben navegar en un panorama empresarial dinámico para llevar las innovaciones al mercado de forma más rápida, fiable y sostenible.

Las tecnologías de la Industria 4.0, como la automatización, la simulación y el gemelo digital, ofrecen importantes ventajas competitivas a los fabricantes, permitiéndoles no solo sobrevivir a los desafíos actuales, sino también prosperar y desempeñar un papel activo en la definición de la próxima generación de movilidad.