Una tesis defendida en la CEU-UCH mejora el rendimiento de las líneas de fabricación de la planta de Ford en Almussafes

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La tesis de Eduardo García Magraner, gerente de Ingenierías de Body and Stamping de Ford, ha sido dirigida por el profesor de Ingeniería Informática de la CEU-UCH Nicolás Montes

Los miembros del tribunal junto al autor y al director de la tesis. De izquierda a derecha, Ubaldo Pineda, Nuria Rosillo, Eduardo García Magraner, Nicolás Montes y Luis Gracia Calandín.
Los miembros del tribunal junto al autor y al director de la tesis. De izquierda a derecha, Ubaldo Pineda, Nuria Rosillo, Eduardo García Magraner, Nicolás Montes y Luis Gracia Calandín.

El gerente de Ingeniería de Body and Stamping de Ford, Eduardo García Magraner, ha defendido en la Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia su tesis doctoral sobre el “Análisis de los sub-tiempos de ciclo técnico para la mejora del rendimiento de las líneas de fabricación”, bajo la dirección del profesor de Ingeniería Informática de esta Universidad, Nicolás Montes Sánchez. Según García Magraner, “la mejora del rendimiento de las líneas de producción en automoción pasa necesariamente por los sistemas de monitorización y control en tiempo real”. Por ello, su investigación, que ha merecido la máxima calificación académica por parte del tribunal, sienta las bases para el desarrollo de un sistema inteligente de mejora continua que permita, por un lado, monitorizar y controlar la línea de producción en factorías como la de Ford en Almussafes, y, por otro, proponer mejoras en su rendimiento.

Según García Magraner, autor de la investigación realizada de forma conjunta entre Ford y la CEU-UCH, “desde el origen de la producción lineal de Henry Ford y el famoso modelo-T hasta nuestros días, la industria del automóvil ha cambiado radicalmente sus procesos para permitir la individualización de los productos y responder a las exigencias de los clientes. Sin embargo, el ámbito científico no ha seguido el ritmo de la industria, produciendo un ‘gap’ importante entre las necesidades de producción y las respuestas que la ciencia da a los problemas industriales”. Por ello, en su investigación, el gerente de Ingeniería de Body and Stamping de Ford propone una mejora del modelo matemático de las líneas de producción de la factoría.

Orden de fabricación de modelos

Para validar el modelo diseñado en la tesis, se ha utilizado la línea de soldadura completa ubicada en la fábrica de Ford en Almussafes (Valencia). Esta línea es capaz de fabricar las 68 versiones diferentes de uno de los modelos de vehículos que fabrica Ford en la factoría valenciana. Los puntos de soldadura, ubicación en la carrocería, etc., varían en función de cada uno de ellos. Además, los modelos y el orden en el que se fabrican también son una variable a tener en cuenta, que depende de las demandas del mercado. “Mediante el uso del modelo real de la línea, esto es, para los 68 modelos actuales, hemos diseñado un simulador que permite evaluar cómo la producción varía en función de las demandas del mercado. En el caso más desfavorable, puede reducirse hasta un máximo de un 40% del valor promedio en función del orden de fabricación de los modelos. El simulador también nos permite realizar el análisis particularizado para cada modelo, mostrando un desbalanceo entre las estaciones y modelos e indicando posibles acciones de mejora”.

Tasa de producción y “patologías” de la línea

En el proceso de validación del modelo diseñado en la investigación, se aisló una unidad de soldadura para poder medir los tiempos de sub-ciclo, en este caso el movimiento del robot, el movimiento de la pinza de soldadura y la acción de soldadura, obteniendo la distribución probabilística del tiempo de cada tarea. “Los resultados de la simulación nos proporcionan la tasa de producción máxima, que coincide con la establecida por los ingenieros de la planta, explicando por qué no es posible alcanzar el ideal definido en el momento de la instalación de la línea”, destaca García Magraner.

La tesis también ha estudiado cómo afecta el deterioro de los componentes de las máquinas a la tasa de producción. Para ello se han seleccionado cinco patologías típicas de la línea de soldadura de Ford Almussafes, que son el agarrotamiento y la fatiga que se genera en la válvula proporcional que controla la presión de la pinza de soldadura; el deterioro del cilindro neumático que mueve la pinza; el deterioro del transformador que transmite la corriente eléctrica que produce la soldadura; una pérdida de presión; y una pérdida de velocidad del brazo robot. “Los resultados muestran cómo afecta cada una de las patologías a la producción, llegando a reducirla hasta en un 50% en el caso más desfavorable”.

Primera tesis financiada por Ford Almussafes

Según explica el director de la tesis, el profesor de Ingeniería Informática Nicolás Montes, subdirector del Instituto de Diseño, Innovación y Tecnología (IDIT) de la CEU-UCH, la tesis defendida por Eduardo García es la primera surgida y financiada desde la factoría Ford de Almussafes. El objetivo es que la colaboración con Ford en estas investigaciones se mantenga en el futuro, con el desarrollo de nuevas tesis doctorales en la misma línea, algunas de ellas ya avanzadas. “La investigación en colaboración con empresas como Ford nos permite validar modelos teóricos en situaciones reales de uso, por lo que podemos contribuir de forma más específica a las necesidades de mejora de producción de la industria, en este caso, la automovilística”, destaca Nicolás Montes.

La tesis de Eduardo García Magraner, titulada “Análisis de los sub-tiempos de ciclo técnico para la mejora del rendimiento de las líneas de fabricación”, ha sido defendida este mes de julio en el Palacio de Colomina, sede de la CEU-UCH en Valencia. Su trabajo investigador ha merecido la máxima calificación por parte del tribunal evaluador, formado por los doctores Luis Gracia Calandín, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Politécnica de Valencia; Ubaldo Augusto Pineda, de Ferrovial para Ford; y Nuria Rosillo Guerrero, del Departamento de Ciencias Físicas, Matemáticas y de la Computación de la CEU-UCH. Diversos directivos de Ford y de empresas colaboradoras de la factoría en Almussafes asistieron al acto de defensa de la tesis de García Magraner, en la CEU-UCH.