La fabricación de puertas para aviones de pasajeros es principalmente manual. La montaje de las estructuras de las puertas con sus conexiones atornilladas y remachadas es especialmente laboriosa. Se requieren muchos pasos intermedios para evitar el contacto directo de diferentes materiales, lo que lleva a la corrosión. Si en lugar de aluminio, titanio y plásticos duros se utilizan principalmente materiales compuestos de fibra de carbono termoplásticos (CFK) que se pueden soldar automáticamente sin capas separadoras, el proceso es mucho más rápido: el tiempo de fabricación para la estructura de la puerta se reduce de 110 a solo 4 horas. Esto lo demuestra un proyecto de investigación de Fraunhofer IWU, Fraunhofer LBF, Trelleborg y Airbus Helicopters.
Una clave para tiempos de montaje más cortos radica también en la construcción modular para diferentes variantes de puertas de avión. El equipo del proyecto se dedicó a buscar componentes en diferentes modelos de puertas que pudieran estandarizarse. Se encontró, por ejemplo, en el travesaño. Los investigadores diseñaron una línea de montaje totalmente automática para los modelos más comunes y desarrollaron dispositivos y elementos de sujeción adecuados para las tecnologías de unión de soldadura por resistencia y soldadura ultrasónica.
De la manufactura al proceso de producción industrial cronometrado
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Dr. Rayk Fritzsche, líder del proyecto en Fraunhofer IWU: «Junto con los colegas de Airbus, examinamos todas las estructuras de las puertas para ajustar las geometrías para una sujeción y unión automática. Como resultado, pudimos reorganizar y automatizar completamente los pasos de montaje. Así, solo se requiere una fracción del tiempo de ciclo anterior.» Solo se necesita trabajo manual para la instalación del mecanismo de bloqueo.
Ahora se prevén dos líneas de montaje o unión prácticamente idénticas, para que en caso de fallo de una línea haya capacidad de reemplazo disponible (redundancia). Cada 10 puertas pueden ser agrupadas en un lote como resultado de varias medidas de estandarización, antes de que al final del turno la línea se adapte automáticamente para la siguiente serie de modelos. En relación con la capacidad de 4,000 puertas por año, el nuevo concepto de material y producción genera un efecto de escala significativo.
¿Vale la pena la inversión en nuevas instalaciones de producción también 'en el balance final'?
Maxi Grobis del equipo de planificación de fábricas, simulación y evaluación de IWU simuló todos los aspectos técnicos y económicos de la nueva línea de montaje, que generalmente se condicionan mutuamente. Los criterios de evaluación técnica más importantes incluyen la complejidad del producto y del proceso de producción, las oportunidades y riesgos de automatización también desde la perspectiva de flexibilidad y capacidad de cambio, o la disponibilidad general de la planta en una cadena de diferentes automatizaciones individuales.
Una automatización por el mero hecho de automatizar no era una opción. Grobis enfatiza: «Para que una solución pudiera salir de una sola pieza, consideramos todo el proceso de producción y montaje de la puerta y lo trasladamos a una contabilidad de costos dinámica. Lo que funciona técnicamente, debe ser coherente también en términos de costos de adquisición, tarifas horarias de máquinas, costos de mantenimiento, costos de energía, inmovilización de capital y depreciación. Solo mostrar el potencial de ahorro en costos laborales o a través de tiempos de ciclo más cortos sería demasiado simplista.» El resultado es claro.
Teniendo en cuenta todos los criterios técnicos, logísticos y económicos, se debería implementar la nueva solución de automatización desarrollada. Grobis está especialmente orgulloso de que con su enfoque de simulación integrado también pudo reducir los tiempos de planificación en alrededor de un cuarto: quien considera la economía desde el principio, se ahorra bucles de cambio innecesarios ya en la planificación.
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