Hazme un favor y habla inglés sobre coches.
◎Antecedentes
Henry Ford comenzó a producir el automóvil Modelo T. Basado en su diseño original del Modelo A construido en 1903, el Modelo T tardó cinco años en desarrollarse. Su creación marcó el comienzo de la línea de montaje de producción en masa tal como la conocemos hoy. Esta idea revolucionaria se basa en el concepto de simplemente ensamblar piezas intercambiables. Antes de esta época, los carruajes y buggies se fabricaban a mano en pequeños lotes por artesanos expertos, que rara vez reproducían alguna pieza en particular. El diseño innovador de Ford redujo la cantidad de piezas necesarias y la cantidad de ensambladores capacitados en la operación de ensamblaje, lo que le dio a Ford una gran ventaja sobre la competencia.
La primera incursión de Ford en el ensamblaje de automóviles del Modelo A fue construir el vehículo completo en un banco de ensamblaje, generalmente con un solo ensamblador que ensamblaba todo el vehículo en un solo lugar. Este hombre hace lo mismo una y otra vez en su mesa de montaje estacionaria. Para aumentar la eficiencia, Ford envía piezas a cada estación de trabajo según sea necesario. Así, cada ensamblador tarda aproximadamente 8,5 horas en completar su tarea de montaje. Cuando se desarrolló el Modelo T, Ford había decidido utilizar múltiples estaciones de ensamblaje, con ensambladores moviéndose de una estación a otra, cada uno realizando una función específica. Al familiarizar completamente a cada trabajador con una tarea específica, este proceso redujo el tiempo de montaje de 8,5 horas a sólo 2,5 minutos por ensamblador.
Ford pronto se dio cuenta de que caminar de un stand a otro era una pérdida de tiempo y creaba atascos en el proceso de producción cuando los trabajadores más rápidos superaban a los más lentos. En Detroit, en 1913, resolvió este problema introduciendo la primera línea de montaje móvil, una cinta transportadora que movía vehículos a través de ensambladores estacionarios. Al eliminar la necesidad de que los trabajadores se muevan entre estaciones de trabajo, Ford redujo las tareas de ensamblaje de 2,5 minutos a menos de 2 minutos por trabajador. Los transportadores de ensamblaje móviles ahora pueden rastrear a los trabajadores estacionarios; La primera línea transportadora consta de barras metálicas a las que se unen las ruedas. Las barras de metal están unidas a una correa que se enrolla a lo largo de la fábrica y luego debajo del piso, de regreso a donde comenzó. La reducción de la mano de obra necesaria para ensamblar un automóvil ha llamado la atención de los ensambladores de automóviles de todo el mundo. La producción en masa de Ford impulsó la industria automotriz durante casi 50 años y finalmente fue adoptada por casi todos los demás fabricantes industriales. Aunque los avances tecnológicos han dado lugar a muchas mejoras en las operaciones modernas de ensamblaje de automóviles, el concepto básico de los trabajadores estacionarios que instalan piezas en los vehículos cuando pasan por sus estaciones de trabajo no ha cambiado significativamente a lo largo de los años.
◎Materias primas
Si bien la mayor parte de un automóvil es acero en bruto, los productos derivados del petróleo (plásticos y etileno) representan una proporción cada vez mayor de las autopartes. Los materiales ligeros derivados del petróleo hacen que algunos modelos sean un 30% más ligeros. A medida que los precios de los combustibles fósiles sigan aumentando, la preferencia por vehículos más ligeros y de menor consumo de combustible será aún más pronunciada.
◎Diseño
Por lo general, se necesitan de tres a cinco años para lanzar un nuevo modelo desde el inicio hasta el ensamblaje. La idea detrás del desarrollo de nuevos modelos es responder a necesidades y preferencias públicas insatisfechas. Tratar de predecir qué tipo de automóviles querrá conducir el público dentro de cinco años no es una tarea fácil, pero las compañías automotrices han diseñado con éxito automóviles que atraen a las masas. Con la ayuda de equipos de diseño asistido por computadora, los diseñadores desarrollan dibujos conceptuales básicos que les ayudan a visualizar cómo se verá el vehículo propuesto. A partir de esta simulación, construyen modelos de arcilla que pueden ser estudiados por expertos en modelismo que probablemente sean receptivos al público familiar. Los ingenieros aerodinámicos también revisan modelos, estudian parámetros de flujo de aire y realizan estudios de viabilidad para pruebas de choque. Sólo después de que todos los modelos hayan sido revisados y aceptados, los diseñadores de herramientas podrán comenzar a construir las herramientas para fabricar las piezas del nuevo modelo.
◎Proceso de Fabricación
Ingredientes
La planta de ensamblaje de automóviles es solo la última etapa en el proceso de fabricación de automóviles, porque aquí, Las piezas de más de 4.000 proveedores externos, incluidos proveedores de piezas propiedad de la empresa, se reúnen para su montaje, a menudo por camión o ferrocarril. A una zona se transportan aquellas piezas que se utilizarán en el chasis, mientras que en otra zona se descargan las que conformarán la carrocería.
Chasis
Un automóvil o camión típico se construye desde cero. El bastidor es la base de la carrocería del automóvil y todas las piezas de montaje posteriores comienzan desde el bastidor. El marco se coloca en la línea de montaje y se sujeta a la cinta transportadora para evitar que se mueva a medida que avanza a lo largo de la línea de montaje.
Desde aquí, el bastidor del automóvil pasa al área de ensamblaje de componentes, donde se instalan secuencialmente la suspensión delantera y trasera completa, el tanque de combustible, el eje y eje de transmisión trasero, la caja de cambios, los componentes de la caja de dirección, los tambores de las ruedas y el sistema de frenos.
Las operaciones fuera de línea en esta etapa de producción hacen coincidir el motor del vehículo con la transmisión. Los trabajadores utilizan brazos robóticos para instalar estos componentes pesados en el compartimento del motor del bastidor. Una vez instalados el motor y la transmisión, un trabajador instala el radiador y otro lo atornilla en su lugar. Debido a la naturaleza de estos componentes pesados, el robot articulado realiza todas las operaciones de elevación y manipulación, mientras que los ensambladores utilizan llaves neumáticas para atornillar los componentes en su lugar. Un cuidadoso estudio económico de cada tarea de montaje proporciona a los operarios del montaje las herramientas más seguras y eficientes.
Carrocería
Normalmente, la parte del suelo es el componente más grande de la carrocería, al que luego se soldarán o atornillarán numerosos paneles y soportes. A medida que avanza a lo largo de la línea de montaje, sujeto por abrazaderas, se completa la capa exterior del automóvil. En primer lugar, los paneles laterales izquierdo y derecho se separan automáticamente del contenedor preparado y se colocan en la placa inferior, donde se fijan con abrazaderas de posicionamiento y se sueldan.
Los montantes de las puertas delanteras y traseras, el techo y los paneles laterales de la carrocería se montan de la misma forma. El montaje de carrocerías de automóviles en este proceso facilita el uso de robots, ya que los brazos articulados pueden introducir fácilmente varios soportes y paneles de componentes en la placa base y completar una gran cantidad de operaciones de soldadura en un cierto período de tiempo con una precisión inigualable. por cualquier trabajador manual Ninguna de las dos cosas puede lograrse. El robot puede recoger y cargar paneles de techo de 90,8 kilogramos (200 libras) y colocarlos con precisión en la posición de soldadura correcta, con variaciones de tolerancia dentro de 0,001 pulgadas. Además, los robots pueden tolerar los humos, las chispas de soldadura y los gases generados durante la producción.
A medida que la carrocería sale del área de soldadura aislada de la línea de montaje, se instalan posteriormente los componentes de la carrocería, incluidas puertas, tapa del maletero, panel del capó, guardabarros, tapa del maletero y refuerzos del parachoques completamente ensamblados. Mientras que los robots ayudan a los trabajadores a colocar estas piezas en la carrocería, los trabajadores utilizan herramientas de asistencia neumática para proporcionar el ajuste adecuado para la mayoría de las funciones atornilladas.
Pigmentos
Antes de pintar, la carrocería del automóvil debe pasar por estrictos procedimientos de inspección y la carrocería se opera en blanco. La carcasa exterior del vehículo pasa a través de una habitación blanca brillante, donde los inspectores visuales limpian completamente la carcasa exterior con un paño empapado en aceite de alto brillo. Bajo una luz, este aceite permite al inspector ver cualquier defecto en los paneles de chapa de la carrocería. Un mecánico de carrocerías cualificado puede reparar golpes, abolladuras y cualquier otro defecto directamente en la línea de producción. Una vez que la carcasa ha sido inspeccionada y reparada por completo, un transportador de ensamblaje transporta la carcasa a una estación de limpieza donde se remoja y se limpia de cualquier resto de aceite, polvo y contaminantes.
Cuando la caja sale de la estación de limpieza, pasa por una cámara de secado y luego se somete a un baño de imprimación, un baño de imprimación cargada electrostáticamente (llamado E-coat) que se cubre con imprimación en todos los rincones del interior. y fuera de la carrocería. Este revestimiento sirve como superficie base a la que se adhiere la capa superior de pintura coloreada.
Después del tanque de electroforesis, la tripa se seca nuevamente en una pequeña cámara y luego se somete a la operación de pintado final. En la mayoría de las plantas de ensamblaje de automóviles actuales, las carrocerías son pintadas por robots que están programados para aplicar la cantidad exacta de pintura en el área correcta en el tiempo correcto. Se ha invertido una gran cantidad de investigación y programación en el proceso dinámico de la pintura robótica para garantizar el fino acabado "húmedo" que esperamos. Nuestros robots pintores, que aplican pintura a mano con pinceles, han recorrido un largo camino desde el primer Modelo T de Ford.
Una vez que la carcasa está completamente cubierta con la imprimación de pintura de color 1 V y la capa superior transparente, una cinta transportadora transfiere la carcasa a un horno donde la pintura cura a temperaturas superiores a 275 grados Fahrenheit (135 grados Celsius). ). Una vez que la carcasa esté fuera del área de pintura, es hora de ensamblar el interior.
Ensamblaje interior
La carcasa pintada pasa a través del área de ensamblaje interior, donde los trabajadores ensamblan todos los sistemas de instrumentación y cableado, paneles de instrumentos, luces interiores, asientos, puertas y paneles decorativos, techo interior, radio, parlantes, todos los vidrios excepto el parabrisas del automóvil, la columna de dirección y el volante, sellos de la carrocería, techo de vinilo, pedales de freno y acelerador, alfombras y paneles de parachoques delantero y trasero.
A continuación, un robot equipado con una ventosa retira el parabrisas del contenedor de envío, aplica un sellador de poliuretano alrededor del perímetro del vidrio y lo coloca en el marco del parabrisas de la carrocería.
El robot también recoge asientos y paneles tapizados y los transporta al vehículo para comodidad y eficiencia de los operadores de montaje. Después de pasar esta sección, pruebe el agua en el gabinete para garantizar que los paneles de la puerta, el vidrio y los burletes encajen correctamente. Ahora está listo para acoplarse con el chasis.
Acoplamiento
El transportador de ensamblaje del chasis y el transportador de carrocería se encuentran en esta etapa de producción. A medida que el chasis pasa a través del transportador de carrocería, la carcasa se levanta automáticamente de las abrazaderas del transportador y se coloca en el bastidor del vehículo. Los trabajadores de montaje, algunos en el suelo y otros en los fosos de trabajo debajo de las cintas transportadoras, atornillaron las carrocerías a los marcos. Una vez que se produce el acoplamiento, el automóvil comienza a recibir piezas de acabado finales, baterías, neumáticos, anticongelante y gasolina.
El vehículo ya está listo para arrancar. Desde aquí, se conduce a una estación de inspección fuera de línea, donde se inspecciona su motor, se verifican sus luces y bocina, se equilibran sus neumáticos y se verifica su sistema de carga. Cualquier defecto descubierto en esta etapa requiere que el automóvil se envíe a un área central de reparación, generalmente ubicada cerca del final de la línea de producción. Durante esta fase, un equipo de solucionadores de problemas capacitados analiza y soluciona cualquier problema. Cuando el vehículo pasa la revisión final, se le etiqueta el precio y se envía a un área de preparación donde espera el envío a su destino.
Gestión de Calidad
Todas las piezas del coche se producen en otros lugares. Esto significa que las miles de piezas que componen un automóvil deben fabricarse, probarse, empaquetarse y enviarse a la planta de ensamblaje, a menudo el mismo día en que se utilizan. Esto requiere mucha planificación. Para hacer esto, la mayoría de los fabricantes de automóviles exigen que los proveedores externos de repuestos sometan sus repuestos a pruebas rigurosas y auditorías de inspección, similares a las utilizadas por las plantas de ensamblaje. De esta manera, las plantas de ensamblaje pueden esperar que los productos que lleguen a sus muelles de recepción estén aprobados por el Control Estadístico de Procesos (SPC) y estén libres de defectos.
Una vez que las piezas de un automóvil comienzan a ensamblarse en una fábrica de automóviles, los expertos en control de producción pueden rastrear el progreso de cada prototipo de automóvil a través de un número de identificación del vehículo (VIN) asignado al inicio de la línea de producción. En muchas plantas de ensamblaje más avanzadas, se adjunta un pequeño transpondedor de radiofrecuencia al chasis y al chasis. Esta unidad de envío transporta la información VIN y monitorea su progreso durante el montaje. Saber qué operaciones ha realizado un vehículo, hacia dónde se dirige y cuándo debe llegar a la siguiente estación de montaje permite a los responsables de producción controlar electrónicamente la secuencia de fabricación. A lo largo del proceso de ensamblaje, las estaciones de auditoría de calidad rastrean información importante sobre la integridad de los diversos componentes funcionales del vehículo.
Esta idea surge de los cambios en el pensamiento sobre el control de calidad a lo largo de los años. Anteriormente, el control de calidad se consideraba un proceso de inspección final que sólo intentaba encontrar defectos una vez construido el automóvil. Por el contrario, hoy en día la calidad se considera un proceso integrado en el diseño del automóvil, así como en su proceso de ensamblaje. De esta manera, los operadores de montaje pueden detener el transportador si un trabajador descubre un defecto. Luego se pueden hacer correcciones o inspeccionar el suministro para determinar si todo el lote de componentes está defectuoso. Las retiradas de vehículos son caras y los fabricantes hacen todo lo posible para garantizar la integridad de sus productos antes de entregarlos a los clientes. Una vez ensamblado el vehículo, se realiza un proceso de verificación al final de la línea de ensamblaje para verificar auditorías de calidad en varios puntos de inspección durante todo el proceso de ensamblaje. Esta auditoría final prueba la correcta instalación de paneles; chirridos y traqueteos; componentes eléctricos y alineación del motor, chasis y ruedas; En muchas plantas de ensamblaje, los vehículos se retiran periódicamente de la línea de revisión y se someten a pruebas funcionales exhaustivas. Hoy en día, se hacen todos los esfuerzos posibles para garantizar la calidad y confiabilidad de los productos ensamblados.
◎Futuro
El desarrollo de vehículos eléctricos se deberá más a la innovadora ingeniería solar y aeroespacial y a la avanzada tecnología de satélites y radares que al diseño y fabricación de automóviles tradicionales. Los vehículos eléctricos no tienen motor, sistema de escape, transmisión, silenciador, radiador ni bujías. No requiere ni tuning ni gasolina verdaderamente revolucionaria. En cambio, su potencia provendrá de un motor de corriente alterna (CA), un diseño sin escobillas capaz de girar hasta 20.000 rpm. Las baterías que alimentarán estos motores procederán de celdas de alto rendimiento capaces de producir más de 100 kilovatios de electricidad. Además, a diferencia de las baterías de plomo-ácido del pasado y del presente, las baterías del futuro serán ambientalmente seguras y reciclables. El sistema de frenos del vehículo integrará un inversor de energía que convierte la energía CC nuevamente al sistema de batería una vez que se suelta el acelerador, actuando así como un generador para el sistema de batería incluso si el automóvil se conduce durante mucho tiempo en el futuro.
El crecimiento en el uso de automóviles y la creciente resistencia a la construcción de carreteras han congestionado y obsoleto nuestro sistema de carreteras. Pero la nueva tecnología electrónica de circuitos integrados para automóviles pronto hará posible que los automóviles circulen por carreteras congestionadas e incluso conduzcan solos. Entregar el funcionamiento de nuestros automóviles a las computadoras significa que las computadoras recopilarán información sobre la congestión de la carretera y encontrarán la ruta más rápida a un destino determinado, haciendo un mejor uso del espacio limitado de la carretera. Los coches eléctricos están surgiendo gracias a una rara combinación de entorno y capacidad. g. La creciente intolerancia a la contaminación, junto con extraordinarios avances tecnológicos, transformará los patrones de transporte global y nos llevará al siglo XXI.