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Un nuevo concepto de línea de montaje para mejorar la producción

Fabricación más competitiva de los de los aviones del futuro

Redacción Interempresas19/10/2017
El mercado aeronáutico se encuentra en permanente crecimiento. Las necesidades de transporte de viajeros previstas para los próximos 20 años indican que se va a pasar de las más de 20.000 aeronaves comerciales actuales a más de 43.000 en 2036 (Fuente Airbus GMF 2017). Este incremento del número de aviones, unido a la aparición en el mercado de nuevos agentes competidores (p.ej. la irrupción de China en el mercado global como productor de unidades comerciales) exige la actualización de los conceptos de fabricación, principalmente en lo relativo a la Final Assembly Line, FAL, de los modelos más demandados.

Para solucionar este problema, el proyecto ACOOTAL (colaboración entre Airbus y Tecnalia dentro de la iniciativa Clean Sky 2) ha fijado como principal objetivo el diseño de un nuevo concepto de línea final de montaje en el que se integren de forma totalmente operativa las bases de Industria 4.0 en lo referente a la automatización, inteligencia y colaboración persona-máquina.

El nuevo concepto permitirá obtener un ahorro de un 30% del coste recurrente actual de las operaciones de montaje para una producción objetivo de 10 unidades fabricadas al mes (con opción de incrementar este valor) y consiguiendo un retorno de la inversión en un tiempo mínimo. Con estos retos será posible mantener el liderazgo de Airbus en producto y coste total operativo.

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La distribución de máquinas, equipos y personas y la incorporación de robótica avanzada y de tecnologías de automatización innovadoras suponen un concepto nuevo y eficiente de FAL.

Las tecnologías integradas en el nuevo concepto de línea de montaje suponen una nueva aproximación a las operaciones de ensamblaje de aviones. La distribución de máquinas, equipos y personas y principalmente la incorporación de robótica avanzada y de tecnologías de automatización innovadoras que se implantan por primera vez en las grandes FAL de montaje, incide en un concepto completamente novedoso y eficiente de FAL. El nuevo entorno incluye la aplicación de tecnologías de la información y de las comunicaciones, el procesamiento inteligente y la gestión segura, todo ello perfectamente integrado con las nuevas herramientas y equipos para incrementar la visibilidad de la situación y estado del montaje en tiempo real, permitiendo igualmente optimizar los procesos logísticos asociados.

Los sectores implicados son, en primer lugar, los fabricantes de aeronaves comerciales de medio tamaño y un único pasillo, como por ejemplo los aviones de la familia del A320. Es este tipo de aeronaves el que tiene una previsión de crecimiento de 25.000 nuevas unidades en los próximos 20 años (Fuente: Airbus GMF 2017).

Además, las necesidades presentadas requieren la participación activa de los integradores de soluciones de automatización y robótica, prestando especial atención a la programación rápida, el trabajo colaborativo y la integración con los sistemas de gestión de la producción. Como consecuencia, los fabricantes e integradores de robots, nuevos equipos flexibles de automatización, herramientas, sensores, etc. también se verán involucrados.

En tercer lugar, el sector que también se verá involucrado es el de proveedores de sistemas informáticos de control de la información, con acceso ubicuo, actualizado en tiempo real, y totalmente seguro frente a ataques externos, piratas industriales, etc.

El resultado final de ACOOTAL será un nuevo concepto de línea de montaje en serie de grandes sistemas muy complejos, como son los aviones, al que se han incorporado una adecuada combinación de tecnologías de automatización innovadoras, flujos de proceso adaptados y un correcto dimensionamiento y asignación de recursos humanos, todo ello partiendo de hoja en blanco aunque sin olvidar la experiencia anterior, y que supondrá el mantenimiento de la competitividad de las empresas aeronáuticas ante los nuevos retos previstos de aquí al 2036.

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Objetivo del proyecto ACOTAAL

El ensamblaje de las secciones de aviones y el ensamblaje final de las aeronaves, incluido el ensamblaje estructural, la instalación del sistema, la instalación y prueba de la cabina hoy en día, se realiza principalmente de forma manual o semiautomatizada, lo que también es válido para las actividades de apoyo, como la logística. Muchas de las actividades manuales implican tareas engorrosas que deben realizarse en condiciones no ergonómicas. Por otro lado, los sistemas de automatización actualmente en uso presentan algunas limitaciones notables para abordar la visión de Aircraft Factory of the Future (soluciones a medida complejas y grandes, tiempo de entrega prolongado, sistemas intensivos en capital y específicos del proceso). Como consecuencia de esta situación, en la práctica los sistemas de automatización se aplican solo a un número limitado de subconjuntos con geometría simple y fácil acceso.

En este contexto, el sector aeronáutico considera que la automatización de los procesos logísticos, la colaboración hombre-máquina en las estaciones de instalación y los procesos totalmente automatizados de montaje estructural, sistema y cabina deben investigarse integrando también las posibilidades para optimizar las cadenas de procesos y hacer que el estado actual del montaje transparente en cada momento.

El proyecto ACOTAAL responde a estas necesidades constituyendo un esfuerzo de investigación cuyo principal objetivo es desarrollar nuevos conceptos de automatización para el ensamblaje de secciones de aeronaves y el montaje final de aeronaves.

Trabajo realizado

De la cantidad total de actividades de producción que se realizan en las estaciones de ensamblaje de aeronaves dirigidas, se ha definido un conjunto de actividades representativas de producción e intralogística para cada una de las diferentes áreas de trabajo a fin de que el proyecto se enfoque más en la automatización conceptos a ser propuestos. Estos incluyen información sobre el entorno de producción y aeronaves para los conceptos de automatización como componentes de ensamblaje o sistemas a instalar, mapeo y agrupación de diferentes áreas de trabajo o aplicaciones, así como procesos de ensamblaje y descripción de medios tal como se están cumpliendo actualmente.

Y además del proyecto de la línea de ensamblaje final de Airbus (FAL), el proyecto también contempla el desarrollo de diversos conceptos de automatización para cabina interior (planta superior) y carga (planta inferior), así como para áreas de trabajo de raíz de ala, incorporando tecnologías habilitadoras avanzadas. Cada concepto de automatización incluye un conjunto de propuestas de sistemas de automatización individuales (IAS) además de los operadores necesarios para abordar todas las actividades de producción representativas del área de aplicación bajo análisis.

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