DCOP-based Approaches

F

euchtwangen, en la región alemana de Franconia, es la planta más importante de

Rehau AG en cuanto a la producción

de piezas de plástico para el automó- vil. Los productos incluyen compo- nentes externos como parachoques y revestimientos para el chasis que más tarde se suministran a multitud de fabricantes de automóviles de renombre.

Rehau tiene reputación por ser el

principal transformador de políme- ros y se ha convertido en un impor- tante socio de sistemas en este sec- tor desde que produjera la primera pieza de plástico para el VW Beetle en 1951. Sus últimos productos son los paragolpes y los revestimientos de chasis para las partes delantera y trasera del actual Mercedes-Benz

Clase E en producción.

Rehau desarrolla estos componen-

tes conjuntamente con el fabricante de automóviles de Stuttgart, pero el know-how del especialista en polímeros no se limita exclusiva- mente a la faceta de desarrollo: en producción y logística, Rehau aplica conceptos innovadores basados en la identificación por radiofrecuencia (RFID), desde el moldeo por inyec- ción hasta la expedición.

En RFID, se usan pequeños chips de memoria conectados a antenas y adheridos a etiquetas de identifica- ción confeccionadas en papel. Los datos en estos transpondedores se pueden leer sin contacto a distan- cias de hasta cinco metros usando lectores de RFID. El truco: estos chips inalámbricos obtienen la ener- gía necesaria del campo electro- magnético recibido en sus antenas, por lo que no requieren tener sus propias baterías.

Aunque la tecnología RFID ya se ha venido usando en la industria desde hace más de 25 años, solo el uso de la banda UHF (frecuencia ultra alta) y del estándar EPC glo- bal han permitido el desarrollo de las llamadas etiquetas inteligentes, transpondedores de bajo coste que proporcionan suficiente volumen de almacenamiento, con una capa- cidad de memoria de 96 bits, para la identificación unívoca a nivel mundial de productos de todo tipo. Mientras que los transpondedores convencionales se retiraban del producto al finalizar su fabrica- ción para poder reutilizarse de nuevo, por su comparativamente alto precio, estas etiquetas inteli- gentes permanecen en el producto y, por lo tanto, pueden utilizarse más allá del propio proceso de producción.

n Lectores de mano Simatic RF610M RFID de Siemens usados para los pedidos al almacén intermedio. n

Las estaciones de procesamiento manual están equipadas con antenas RFID de la familia Simatic RF600.

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Sistemas RFID

Uso de RFID en la etapa de moldeo por inyección

Rehau comenzó a in-

troducir RFID en sus propios procesos de producción y logística en el año 2006. La pro- ducción de los paracho- ques para la Clase E ya está en marcha y utiliza RFID a lo largo de casi toda la cadena produc- tiva para controlar la producción y para las subsiguientes localiza- ción y trazabilidad. In- mediatamente después de la fabricación, un dispensador de etique-

tas RFID hecho por Bluhm Systeme aplica una etiqueta inalámbrica (etiqueta inteligente) a las molduras de inyección recién producidas. Estos transpondedores RFID de bajo coste van impresos, codificados y aplicados a cada dispositivo. Para el control de calidad, una unidad de rechazo de tags en mal estado retira las etiquetas defectuosas in- mediatamente y sin interrumpir el proceso. El parachoques se retira de la instalación de moldeo por inyec- ción mediante un robot y se coloca inmediatamente en la posición del dispensador para que este pueda aplicarle la etiqueta. El dispensador, colocado en posición invertida, apli- ca sutilmente la etiqueta inteligente desde abajo, mediante un suave soplido (procedimiento conocido como tamp-blow), sin dañar la su- perficie del producto.

En Rehau, los aplicadores de eti- quetas RFID graban el chip de RFID con un código único e imprimen en la cara vista del papel del transpon- dedor información de texto plano y códigos de barras con el fin de poder efectuar su identificación fuera de la fábrica. Sin embargo, el número de pieza almacenado en el chip RFID es de mucha mayor importancia para el especialista en plásticos, ya que transforma lo que hasta ahora era solo un artículo producido en masa en un producto totalmente individualizado. En la base de datos centralizada para la producción de

Rehau, hay un preciso registro de

datos para cada pieza, que contiene toda la información tanto sobre la configuración prevista, como del progreso de la producción y la cali- dad de cada parachoques.

Después del procedimiento de moldeo por inyección, el paragolpes pasa por el taller de pintura. El re- gistro de datos se complementa aquí con la variante de color deseada, de las que existen aproximadamente unas 300. A parte de los datos reales del producto, se registran igualmente las máquinas y los equipos utilizados en su producción: esto permite que se puedan encontrar y corregir las causas de posibles fallos. Este cruce de datos RFID con otras informa- ciones es una clave esencial para el logro de los objetivos de calidad.

Al inspeccionar la aplicación de la pintura, por ejemplo, se almacena el resultado de dicha comprobación en el registro de datos de todos los parachoques por medio de reconoci- miento vocal. Los trabajadores de la línea colocan cada parachoques bajo una banda luminosa, comprueban el resultado del moldeo por inyec- ción y de la pintura, y registran la inspección diciendo ¡OK! a través de sus auriculares. Gracias a las etique- tas RFID y a las antenas y lectores existentes en cada estación de ins- pección, esta evaluación se asigna automáticamente al producto en cuestión –y no se requiere el registro manual del parachoques mediante

un escáner de código de barras portátil.

Para poder mantener la velocidad de entrega necesaria, se llevan a cabo los primeras pasos de producción en Re-

hau aún antes de que

se haya recibido ningún pedido concreto. Sin embargo, para las ope- raciones posteriores, se asigna el parachoques a un vehículo específico. No puede existir ningún error desde esta etapa si se quiere que la fiabi- lidad de entrega no se vea afectada. Por esta razón, se utiliza RFID no solo para recopilar datos de calidad, sino también para con- trolar activamente los procesos en el proceso de montaje. Primero se solicitan las partes frontal, posterior y laterales necesarias para un vehí- culo a los almacenes intermedios. Se registran aquí los transpondedo- res de RFID no mediante antenas fijas sino con lectores móviles que comparan inmediatamente el di- seño técnico y la variante de color del parachoques con el pedido de la fábrica de Daimler en Sindelfingen, para evitar salidas incorrectas desde el almacén.

Montaje en función del pedido

En los siguientes pasos de montaje, hasta 200 componentes se encuen- tran ya unidos, desde las luces de niebla hasta los sensores de apar- camiento. Todo esto se lleva a cabo individualmente para cada para- golpes, ya que, por ejemplo, se fijan diferentes soportes para la placa de matrícula del vehículo dependien- do del país de destino del mismo. Para ayudar al personal de la línea, cada estación de trabajo tiene an- tenas RFID que leen las etiquetas inalámbricas de los parachoques de forma automática. Con este código, el pedido correspondiente apare- cerá en la pantalla o será usado inmediatamente para controlar la máquina. Hay otras medidas para asegurar la calidad, en función de la estación de trabajo: al montar los fa-

n Tras la última inspección, se almacenan los paragolpes para ser suministrados en la secuencia adecuada –RFID controla el orden de la secuencia.

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ros, por ejemplo, se usa un diferente número de tornillos dependiendo de la versión del paragolpes.

Combinando los sensores exis- tentes en el útil de atornillado con los códigos de RFID, no se libera la pieza para un procesa- miento posterior hasta que no se hayan colocado correctamente en su lugar los tornillos necesarios. Después de la inspección final, hay que poner en el orden correcto los parachoques para alimentar just-in-

sequence los portacargas antes que

los retire el transportista. RFID ga- rantiza la salida automática desde el sistema de gestión de mercancías de

Rehau, y la fidelidad a la secuencia

de entrega con el objetivo de evitar demoras costosas en la planta de

Daimler en Sindelfingen. Los chips

inalámbricos también se utilizan para la carga automática de las piezas de plástico por el transpor- tista. Sin embargo, antes de que los parachoques salgan de la planta de

Rehau, se inutilizan de forma per-

manente los transpondedores RFID.

300 puntos de lectura RFID instalados

En las plantas en Feuchtwangen y Brake (donde se ha instalado un sistema similar), Rehau ha monta- do en total cerca de 300 puntos de lectura RFID, convirtiéndose en el mayor usuario de RFID UHF en Alemania. Los especialistas en IT de

Rehau se decidieron por el sistema

RFID Simatic RF600 de Siemens. Los componentes de este sistema se caracterizan por su idoneidad para el uso en aplicaciones indus- triales, ya que combinan una alta velocidad de adquisición con un especialmente resistente diseño de los dispositivos. Se usa un número diferente de antenas en función de la complejidad de la instalación. Los lectores RFID reenvían los datos registrados en el transpondedor al software de control de la producción creado por Rehau. Esto crea paso a paso un perfil completo del produc- to y lo almacena en la base de datos. Los dispositivos de mano Simatic RF610M utilizados para la puesta en servicio también son Siemens.

Finalmente, en las expedicio-

nes, dos sistemas Simatic RF600 funcionan en paralelo. La razón: mientras que un lector asegura la secuencia de carga correcta a través de su integración con IT, el segundo dispositivo supervisa el muelle de carga automáticamente. Dado que los controladores Simatic S7, también de Siemens, tienen que acceder también a los datos RFID,

Rehau utiliza el middleware RFID

Simatic RF-Manager que puede hacer que la información de lectura esté también disponible para la capa de control.

La instalación en Feuchtwangen ha estado en operación productiva desde febrero de 2009, con hasta 2.900 parachoques entregados dia- riamente a Daimler.

Importantes ventajas y potencial adicional

Los beneficios del uso de RFID ya no se cuestionan en Rehau. El re- gistro completamente automático de cada pieza permite a la compa- ñía producir piezas individuales de acuerdo a las especificaciones de los clientes en lugar de una pro- ducción en masa estandarizada. Dado que los lectores de RFID identifican las piezas de trabajo sin necesidad de operaciones manua- les por parte de los operarios, los empleados pueden concentrarse en las tareas de montaje o de inspec- ción. Por tanto, la solución RFID fue plenamente aceptada ya desde el inicio y demuestra su fortaleza

especialmente en el control de la producción. Las diferentes variantes en la posición de las máquinas y equipos de producción hacen que sea imposible que los códigos de ba- rras puedan lograr un nivel similar de automatización. Las ventajas de la tecnología RFID al no necesitar ni el contacto ni la línea de visión directa son particularmente eviden- tes en este caso.

No obstante, lo importante es mantener los altos estándares de ca- lidad de Rehau: suministrar la pieza adecuada, perfectamente hecha, en el momento exacto, en el camión correcto, siempre. La comprobación transparente de la producción y de la logística se lleva a cabo gracias a las etiquetas RFID. Y en caso de que un producto defectuoso fuese detectado gracias a la ins- pección interna, el problema pue- de resolverse rápidamente gracias a los datos registrados por RFID.

Rehau ya tiene planes para equi-

par otras líneas de producción con RFID. Incluso nuevos procesos, como el transporte interno de mer- cancías, pueden ser mejorados por medio de RFID. En el futuro, estos pequeños chips de RFID van a desempeñar un papel cada vez más importante en Rehau, y no solo en la planta de Feuchtwangen.

David de Francisco Responsable del negocio de Identificación Industrial Siemens

n En la expedición de mercancías, dos lectores RFID se encargan de la grabación en los paragolpes para permitir el funcionamiento autónomo del muelle de carga y del control de la secuencia.

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Sistemas de monitorización

In document Distributed Target Engagement in Large-scale Mobile Sensor Networks (Page 44-52)