En este caso de estudio, le mostraremos cómo MBFZ toolcraft GmbH utilizó el software de simulación de taller de producción Visual Components para desarrollar un sistema robótico para el ensamblaje automatizado para un fabricante de muebles de baño y crear la primera planta de producción de "tamaño de lote 1" .
Beneficios clave:
- Mayor rendimiento de producción sin sacrificar la calidad
- Automatización de tareas monótonas.
- El análisis de viabilidad y los tiempos de ciclo optimizados cuantifican los beneficios económicos
La primera línea de producción para “Batch Size 1” en la industria del mueble
El cliente típico de hoy quiere, por un lado, productos individuales y, por otro, precios bajos. Sin embargo, estos dos objetivos parecen contradecirse: la diversidad de deseos de los clientes conduce a una gran variabilidad de los productos y, por tanto, a una mayor complejidad de la producción. Sin embargo, existe una solución: producción en masa personalizada o personalización en masa .
La tendencia hacia la producción en masa personalizada no sólo es evidente en la industria del automóvil, donde los clientes tienen desde hace tiempo innumerables opciones para elegir, sino también en el mercado del mueble. Esto es especialmente cierto en el caso de los muebles de baño, que a menudo deben instalarse en un espacio reducido y donde se ofrece una amplia gama de dimensiones, colores y superficies. Además, las condiciones técnicas, es decir, el número, la forma y el tamaño de los fregaderos, así como el número y el diseño de los sifones, añaden una mayor complejidad.
La mayoría de los fabricantes de muebles se verían abrumados por la tarea de convertir sus operaciones o instalaciones de producción en una producción en masa personalizada por su cuenta . Pero, afortunadamente, existen especialistas para este tipo de tareas, como la empresa MBFZ toolcraft GmbH de Georgensgmünd, en el sur de Alemania. La empresa es pionera en tecnologías de vanguardia como soluciones robóticas individuales llave en mano . MBFZ toolcraft GmbH, que ha recibido varios premios a su excelencia, se fundó en 1989 y hoy emplea a unas 400 personas. Además, entre sus clientes se encuentran líderes del mercado de la industria de semiconductores, aeroespacial, tecnología médica, industria óptica, maquinaria especial, así como deportes de motor y automoción.
Requerido por el cliente: Producción con “tamaño de lote 1”
Para satisfacer las demandas del mercado de una producción en masa a medida, un renombrado fabricante de muebles de baño encargó a MBFZ toolcraft GmbH que desarrollara un sistema de robot para el montaje automatizado de cajones para muebles de baño. Por ello, los cajones, con o sin sifón, debían ser de distintos tamaños, desde el cajón más pequeño con 170 mm hasta el más grande con 1450 mm.
El fabricante de muebles también requirió la producción de una amplia gama de variantes con selección individual de materiales y colores con el “tamaño de lote 1” ; es decir, debería ser posible fabricar cada mueble como un producto hecho a medida, si fuera necesario. Con la moderna tecnología de producción, incluso el tamaño de lote 1 puede resultar rentable para el fabricante y asequible para el cliente.
Antes de la automatización, el montaje de los cajones se realizaba manualmente con herramientas manuales; Los marcos de los cajones se presionaron contra el suelo mediante una prensa neumática. La nueva fábrica fue diseñada para permitir una producción en dos turnos; se trataba de facilitar procesos manuales y automatizar actividades monótonas .
La línea de producción se planificó de forma totalmente virtual con el software de simulación del taller de producción, Visual Components.
A petición del cliente, se llevó a cabo un estudio de viabilidad y una visualización durante la fase de concepto. MBFZ toolcraft GmbH utilizó para ello el software de planificación y simulación de fábrica de Visual Components . Con Visual Components, la empresa utiliza un sistema ideal, ya que con software de simulación de fábrica 3D de la empresa finlandesa diseñar, simular, optimizar y validar sistemas de producción personalizados.
En el sistema recientemente diseñado, los datos de los componentes se registran y procesan mediante un escáner después de colocarlos en una cinta transportadora. Un robot lleva los componentes individuales a una estación de montaje automática, donde se atornillan o prensan. A continuación, el robot coloca los cajones completamente ensamblados en una cinta transportadora y los transporta a una estación donde se retiran, recogen o almacenan manualmente.
La particularidad de este proyecto: Se trata de la primera fábrica de producción “tamaño de lote 1” en la fabricación de muebles . Por tanto, la planificación, implementación y construcción de la fábrica tomó aproximadamente un año y tres meses.
La biblioteca de componentes de Visual Components Factory facilita la planificación
Uno de los desafíos fue que la línea de montaje requiere tecnología de sensores y una monitorización compleja, ya que los componentes deben colocarse en una relación precisa entre sí. Para garantizar una flexibilidad total, era necesario implementar el manejo de todas las variantes de componentes con un único sistema de agarre flexible . Además, fue necesario desarrollar e integrar en la línea de producción una prensa de montaje totalmente automatizada.
El punto de partida a la hora de planificar un sistema de este tipo suele ser un plano 2D. Sobre la base de este diseño, los componentes de la fábrica, como el sistema transportador, la prensa de montaje, el robot y las pinzas, se ensamblan para formar una línea de producción. MBFZ toolcraft GmbH utilizó la biblioteca proporcionada por Visual Components ; si una máquina específica no estaba disponible en la biblioteca, se creaba a partir de un modelo CAD existente y se insertaba en la biblioteca. Visual Components tiene interfaces para todos los principales sistemas CAD.
La simulación 3D facilita el diseño de la línea de producción
Las soluciones de Visual Components jugaron un papel clave en el éxito del proyecto . En primer lugar, se planteó y visualizó virtualmente toda la fábrica. El modelo virtual se utilizó para asegurar la viabilidad básica del concepto solicitado por el cliente.
Las dimensiones exactas de los componentes de fábrica se almacenan en la biblioteca del software de simulación del taller de producción, Visual Components. Esto permitió realizar pruebas muy sencillas en el modelo virtual para determinar el alcance del robot y la accesibilidad de todas las áreas de trabajo. Finalmente, facilitó el posicionamiento de la prensa de montaje, robot y transportadores.
Los tiempos del ciclo de producción se han optimizado con el software de simulación del taller de producción.
La biblioteca de componentes visuales también contiene otros atributos importantes, como parámetros de movimiento del robot , que se pueden utilizar para realizar simulaciones precisas de tiempo y movimiento . Como resultado, todo el sistema podría optimizarse determinando los tiempos de ciclo mínimos posibles en el modelo virtual. De este modo, la empresa pudo demostrar el beneficio económico del sistema para el cliente.
Gracias a Visual Components no sólo fue posible determinar la viabilidad técnica y cuantificar el beneficio económico; El modelo creado con Visual Components también hizo mucho más fácil ilustrar el sistema y la secuencia de producción al empleado responsable del cliente, el fabricante de muebles.
La visualización con componentes visuales ilustra incluso sistemas complejos
“Utilizamos soluciones de Visual Components en nuestra empresa para todos los proyectos que requieren visualización y análisis de viabilidad. »
MBFZ toolcraft GmbH valora especialmente el hecho de que los pasos del proceso, incluso en sistemas complejos, se puedan visualizar y presentar fácilmente a "personas no técnicas".
“La elaboración de presupuestos y precios también se simplifica significativamente porque podemos configurar todo el sistema digitalmente de antemano.
» “También planeamos utilizar Visual Components para simular procesos en otras áreas de experiencia en fabricación, p.
fabricación y mecanizado aditivos, fabricación de moldes y moldeo por inyección de plástico, así como control de calidad automatizado. »
Una situación beneficiosa para todos
De este modo, MBFZ toolcraft GmbH y Visual Components ayudaron al fabricante de muebles de baño a cumplir los deseos de sus clientes de productos individuales pero asequibles. Como efecto secundario agradable, cabe señalar que se pudo aumentar el rendimiento de la producción manteniendo la misma calidad, y que muchas tareas monótonas ahora las realizan robots : ¡ una situación beneficiosa para todos los interesados!
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