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RFID en la industria automotriz: el Caso Hammer

RFID en la industria automotriz: el Caso Hammer

Estudio de caso 2: Hummer Plant

En 2002, la demanda del modelo Hummer H2 de AM GENERAL – un vehículo utilitario deportivo versión 4 ruedas muy popular entre los integrantes de las fuerzas armada de los EE.UU. – fue tan grande que la empresa tuvo que luchar mucho para mantener el ritmo de producción. La compañía necesitó aumentar la producción en un 25%.

Problema Nº1:

La planta industrial Hummer, construida a partir de una U.T.E. con la firma General Motors, fue diseñada para operar con un mayor grado de eficiencia que las automotrices convencionales. Esto significaba menor cantidad de trabajo de inventario manual. Debido a que la planta de AM General en Mishawaka, Indiana, fue instalada en un lugar situado a varias horas de viaje de la mayoría de los centros industriales autopartistas de los EE.UU., cuyas bases de operaciones se levantaban cerca de Detroit, Michigan, la empresa no podía contar con el apoyo de sus proveedores para cumplir con las entregas a tiempo.

En las automotrices convencionales, partes tales como tableros de instrumentos, puertas, asientos, techos, etc se almacenan en los depósitos de la fábrica de acuerdo con las entregas en virtud del cronograma habitualmente fijado, las cuales no necesariamente se guían por la demanda existente. Las plantas confían en un sistema de tracción electrónica, una serie de cables sobrecalentados y eléctricos para, así, conectar la fábrica con el área de depósito. Los trabajadores en las líneas de montaje habitualmente se comunican con los depósitos con sólo oprimir un botón para renovar las existencias. Sin embargo, en ciertas oportunidades, el ritmo de producción disminuye por causa de señales que se pierden o demoras que surgen. Ya sea para aumentar la producción o introducir nuevas marcas o modelos, año tras año, se recurre a los servicios de contratistas o electricistas para mejorar la estructura de ingeniería de los cables lo cual implica un costoso proceso que, a menudo, se extiende durante varias semanas.



Soluciones:

AM General encontró otra solución. La empresa había implementado un sistema activo RFID de localización en tiempo real cuando la planta se abrió por primera vez en 2002. Esta tecnología se ha empleado para identificar automáticamente aquellas partes que debían reponerse y enviarse al piso de ventas a medida que aumentaba la producción de 148 a más de 200 vehículos por día.
El concepto para la planta de AM General fue crear un proceso de fabricación más eficaz donde existiera menos inventario y donde las entregas fueran calculadas de manera tal que satisfagan la demanda existente. Así, Hummer buscaba una tecnología que colaborara con la operación de la planta en un “entorno inteligente y eficaz”. Este entorno debía ser más rápido, más productivo y que no llegara a malgastar un excesivo porcentaje del espacio físico valioso con un innecesario excedente de accesorios y repuestos. Al mismo tiempo, el equipo de trabajo de Hummer deseaba disponer de una tecnología que permitiera a la planta aumentar o disminuir la producción en cualquier momento y orientarse a nuevas marcas y modelos anuales con mayor rapidez.
Hummer reconsideró las tecnologías que utilizaba en las otras plantas de montaje que operaban en su socio GM. La mayoría de las plantas confiaban en el sistema de tracción electrónica que se caracterizaba por su dificultad para reconfigurar los nuevos modelos. Hummer visitó algunas plantas de GM, tales como la automotriz CAMI Automotive, una U.T,E. constituida en Ontario, Canadá, entre Suzuki y GM que produce el Chevy Equinox, y que ya había implementado los sistemas RFID, ya sea en etiquetas pasivas o etiquetas activas (que funcionaban a batería). Pero algunos de estos sistemas se adoptaron a un costo elevado. Otros, tales como el implementado por la nueva planta Grand River de GM, situada en Lansing, Michigan, que fabrica el Cadillac CTS, funcionaban bien pero presentaban emisiones de elevada potencia que emanaban de las etiquetas. La preocupación de Hummer residía en que pudiera provocar algún tipo de interferencia con otros dispositivos RF en la planta de AM General. “Algunos de estos sistemas emitían señales de interferencia tan tremendas” sostenía Hummer “que temía que llegara a estropear otras comunicaciones inalámbricas que ya teníamos en la planta”.

Tecnología utilizada:
Durante la etapa de búsqueda de una tecnología apta para sus necesidades, los responsables de Hummer visitaron las instalaciones de trenes motores que GM tenía en Toledo, Ohio. Esta planta empleaba un sistema inalámbrico de localización de partes en tiempo real que, en 2002, fue personalizado según los requisitos de la planta a través de la intervención de WhereNet Corp, una empresa cuya casa matriz se encuentra en Santa Clara, California, que brinda servicio integrado inalámbrico de localización e infraestructura de comunicación. El sistema RFID de WhereNet funcionaba bien con el  programa Cimplicity de GE Fanuc, un software standard de monitoreo y control que ya se empleaba en la mayoría de las plantas de GM. Este programa informa datos de rastreo de vehículos, pedidos de partes y otra información en una base de datos a la que los gerentes de planta pueden acceder y analizar.
Por lo general, para poder conectar ese tipo de sistema, debería tenerse una serie de cables y desniveles y pulsadores en todo el lugar. Aparentemente con WhereNet, los responsables buscaron los dispositivos de apertura de portones de garajes. Estos pueden conectarse a imanes, pudiendo ser remitidos a cualquier lugar a lo largo de la línea de montaje.

Sin embargo, surgieron algunas preocupaciones con respecto a la interferencia. Las etiquetas de WhereNet funcionaban con tan baja potencia, que apenas alcanzaba los 2 milivatios, que las señales de radio no interferían con ninguna otra clase de comunicaciones inalámbricas situada en la planta de tren de motores de GM.
Todo el equipo de AM General trabajaba con WhereNet para personalizar una solución RFID inalámbrica que serviría de ayuda para que AM General alcanzara sus objetivos de mantener un ritmo bajo de trabajo de inventario manual mientras se satisface la demanda de producción. La infraestructura inicial consistía en una serie de 33 antenas WhereLAN que se montaban cada 45 metros en columnas de edificios en todas la planta, a unos 7 a 9 metros, alejadas de la puerta de la fábrica. Estas antenas tienen una frecuencia de lectura de 90 a 150 metros, en el interior, y hasta 300 metros en el exterior. La antena WhereLAN funciona de acuerdo con dos normas – la ANSI 371.1 y la IEEE 802.11b ó 802.11g, más conocida como WiFi. Las antenas actúan como ambos lectores de ubicación para aquellas etiquetas que son distribuidas a los vehículos en todos los sectores de la planta y ubican puntos de acceso para conectarse con los operadores móviles de horquillas para comunicarles información importante acerca de cuáles son las partes o accesorios que deben reponerse de inmediato.
AM General instaló dos aplicaciones inalámbricas distintas que utilizaban el hardware y software de WhereNet como medio de ayuda para que la planta alcance sus objetivos. La primera aplicación fue diseñada para racionalizar la reposición de las partes y accesorios. Aproximadamente 480 soportes colgantes WhereCall (es decir, los pulsadores de apertura de portones de garajes)  fueron remitidos a las estaciones de montaje en todos los sectores de la fábrica, desde el área de montaje general a pintura y ajuste.
Cuando un oficial ensamblador necesita más partes, oprime el soporte (botón) colgante que transmite un número identificatorio particular a una frecuencia de 2.4 a 2.483 GHz hacia las antenas WhereNet. La señal es posteriormente procesada por el Sistema Inalámbrico de Reposición de Partes WhereCall de WhereNet. Se trata de un programa de software que confirma la realización de un pedido válido y envía la llamada al sistema de inventario de GM. Cada número identificatorio está asociado a un número de parte, localización de la dársena y ubicación del usuario. El tiempo de envío de datos también queda registrado. Este programa comunica, por ejemplo, que la parte nº 123, en la operación 10, tiene que ser repuesta con un paquete standard de 50. los operadores de horquilla ven cómo aparecen estos pedidos en sus computadoras y cumplen con los mismos a medida que van surgiendo.


AM General puede rastrear vehículo desde la etapa de montaje general hasta el pintado y ajuste final con el uso de etiquetas  WhereTags.

Los soportes colgantes WhereCall son magnéticos y pueden ser enviados sobre un estante o partes de acero elevadas, es decir, en cualquier lugar que sea conveniente para el oficial ensamblador. El soporte colgante posee un display visual con un modo de tiempo que le indica al operador cuánto tiempo ha transcurrido desde la última vez que solicitó la reposición de partes para evitar confusión o duplicación de pedidos. Gary Latham, director de marketing industrial de WhereNet, manifestó que la empresa alcanzó una exactitud de casi el 100% al recibir esa señal. “Nuestra tecnología es muy madura”, afirma Latham. “He ahí el porqué funciona muy bien en entornos industriales”.
Los gerentes pueden analizar los datos utilizando programa Cimplicity de GE Fanuc, para comprobar cuánto tiempo transcurría entre el pedido y entrega de las partes de forma tal que pudiera equilibrarse la carga horaria a través del taller y que los vehículos montacargas pudiesen ser estratégicamente ubicados para ahorrar tiempo
La segunda aplicación que WhereNet desarrolló para la planta industrial de AM General se relaciona con el rastreo de vehículos con etiquetas WhereTags desde el área de montaje general hasta el área de pintado y ajuste final. Las etiquetas son parte del Sistema de Localización en Tiempo Real creado por WhereNet. Se procede a unir cada etiqueta a un número de identificación vehicular (Vehicle Identification Number (VIN) y montarla al lado de un portador vehicular (un responsable de los vehículos a medida que éstos se desplazan a lo largo de una cinta transportadora lineal desde una estación de montaje a otra estación de montaje. Las etiquetas, periódicamente, emiten números identificatorios particulares de 32 bits a lectores con el objeto de precisar la ubicación de cada vehículo en el proceso de montaje. Los supervisores pueden analizar los datos que se recolectan en cada vehículo a través del proceso de montaje en su totalidad para poder determinar qué trabajos real cada estación.

Esto posibilita que, al realizarse el inventario oportuno, se tenga conocimiento de qué tipos de autos están acercándose. Podría indicar la llegada de 6 camiones que necesitan una reparación de sus asientos. De esta forma, el personal técnico sabe cuántos asientos de cuero se necesitan retirar de la línea de existencia, qué clase de asientos de cueros, en la estación de montaje correcta y en el momento apropiado.
Simultáneamente, el sistema WhereTag permite a AM General ejercer un mejor control de calidad de aquellos vehículos que salen de la línea. Si, en alguna oportunidad, surgiera una inquietud sobre la calidad de una parte ofrecida por algún proveedor, los números VIN pueden ser rastreados para calcular qué vehículos se adaptaron con esa parte en particular. La información proveniente de los lectores es importada en una base de datos que queda integrada al programa del software. Así, los gerentes pueden analizar los datos e identificar vehículos que necesitan ser señalados o inspeccionados antes de que salgan de la planta.

Problema Nº 2:

Hechos ocasionados por la permanente adherencia de la etiqueta en los vehículos.

Soluciones:

AM General no necesita colocar las etiquetas en los vehículos permanentemente. Las razones se fundamentan en la privacidad así como en el derroche. Algunos grupos defensores de la privacidad han formulado preguntas sobre la etiqueta de dejar etiquetas RFID en los vehículos una vez que han salido de la línea de montaje. Ahora, en su lugar, las etiquetas son adaptadas al dispositivo portador del vehículo que implica un recorte en el derroche de gastos pues las etiquetas pueden reutilizarse.

Problema Nº3:

Obstrucciones durante el proceso de producción y durante la producción de los modelos más nuevos.

Soluciones:

El sistema RFID de monitoreo vehicular sirve de ayuda para que AM General efectúe un análisis acerca de las obstrucciones respecto de dónde se ubican los backups durante el proceso de producción. La planta fabrica no sólo vehículos utilitarios sino modelos más nuevos que incluyen camiones deportivos utilitarios. A menudo, estos camiones requieren que las tuercas de las ruedas o de los pedales del freno sean ajustados al chasis vehicular con distintos pares torsores, o niveles de rotación. Los vehículos no dejan la estación o la planta salvo que los niveles del par torsor sean exactos para cada marca y modelo. Si alguna de las estaciones de montaje están haciendo backups debido a estas características adicionales, los recursos pueden ser desplazados con facilidad, pudiéndose abrir nuevas estaciones o cambiar la orientación habitual de los vehículos involucrados. Esta medida ayuda a los integrantes del equipo a tomar decisiones en términos de ahorro de tiempo, eficacia, eliminación de gastos innecesarios y, además, sirve de garantía para que los clientes reciban un buen producto.


Los botones WhereCall  ayudan a los operarios a pedir más partes cuando las necesitan.

Problema Nº4:

Al implementarse el sistema RFID, uno de los primeros problemas surgió pues el sistema fue diseñado antes de que hubiera concluido la construcción de la planta.

Solución:

Los estantes que contienen partes, las cintas transportadoras y otra maquinaria interferían con las señales de radio provenientes de las antenas. El problema fue finalmente resuelto reinstalando y reposicionando algunas de las antenas.

Retorno de la inversión

Resulta sumamente difícil calcular el retorno de inversión en términos de dólares puedes el sistema RFID fue instalado muy poco tiempo después de que la planta comenzara a funcionar. Hummer considera que el sistema se paga solo. WhereNet no divulgaría el costo del sistema incorporado a la planta de AM General, pero estructuras de RFID similares por lo general presentan un costo que oscila entre cientos de miles a un millón de dólares. Esta cifra depende del tamaño de las instalaciones y del número de antenas que se necesitan.
Hummer sostiene que la firma ahorra dinero cada vez que se experimenta un cambio en alguno de sus modelos o cada vez que lanza un nuevo producto al mercado. En abril de 2005, al cambiarse el modelo 2004 por el 2005, la empresa también lanzaba el nuevo SUT y efectuaba algunas mejoras en el modelo. La parte debió acomodar 150 nuevas partes. En las automotrices tradicionales, debió apelarse a los servicios de contratistas y electricistas para hacer funcionar nuevos cables eléctricos que provenían de estaciones de montaje y se dirigían depósito y viceversa. Este proceso de re-mecanización por lo general demora de 2 semanas y 1 mes en concluir. El sistema de reposición de partes WhereNet ayudó a que la planta reduzca ese lapso de tiempo a una mera fracción. “Todo lo que necesitábamos era adquirir 150 botones más de WhereNet y hacer que nuestra gente los instalara en el piso” declara AM General. “Ellos pudieron implementarse durante un fin de semana”.
Si bien AM General esperaba emplear el sistema RFID para introducir nuevas marcas, la empresa rápidamente descubrió que la capacidad para incrementar la producción resultó ser un beneficio adicional. Cuando el consumidor demanda que el modelo Hummer H2 estaba superando la capacidad de producción de la firma, la compañía fácilmente aumentó la producción manteniendo la planta en funcionamiento durante dos turnos de 10 horas por semana y sábado por medio.

La tecnología RFID sirvió de ayuda para que AM General lograra administrar el flujo de producción del modelo Hummer H2, eliminar el derroche de tener a mano partes y accesorios innecesarios que, sin embargo, ocupaban demasiado espacio físico en el piso de la fábrica así como mantener la calidad permitiendo que la compañía hiciera un rastreo de partes defectuosas y garantizar la reposición de partes necesarias en la forma más apropiada. “Por lo que vemos, el sistema de pagará solo dentro de 6 a 9 meses” dice AM General. “Incluso, hoy en día, no podríamos operar si no tuviéramos esta tecnología en términos de costo y administración de inventario y de conservación de partes en la línea de montaje. En última instancia, nos ayuda a conservar bajo el costo de fabricación de nuestros vehículos”.

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