VOLKSWAGEN, KASSEL

La planta de Volkswagen en Kassel, Alemania es la planta más grande de producción de transmisión y engranajes del Grupo Volkswagen. Ellos hacen transmisiones, literalmente de principio a fin: desde fresar los engranajes hasta la transmisión final. 

 

EL RETO – DEFINIR LÍMITES MUCHO MÁS ESTRICTOS EN SUS PRUEBAS DE PASA/NO PASA, MEJORANDO LA CALIDAD Y DISMINUYENDO COSTOS

Las expectativas de los clientes con respecto a la durabilidad y el confort de los autos, camionetas y camiones van en aumento. Los fabricantes deben encontrar un punto de equilibrio para producir productos de alta calidad que sean rentables, no solo para el fabricante sino también para el cliente.

Los clientes quieren vehículos que funcionen bien y que se vean bien en ellos. Compararán precios y características hasta que encuentren el nivel de desempeño y calidad que están dispuestos a pagar.

En algunos vehículos, los fabricantes pueden gastar mucho dinero para asegurar un sonido en específico, en otros casos, los fabricantes buscarán el interior más silencioso que puedan obtener. Pero, como el Dr. Krohn menciona “Quizá quieras escuchar el motor del auto, pero no quieres escuchar la transmisión; es molesto para el cliente”. Y la mayoría de los conductores piensan lo mismo, pero no solo para el sonido de la transmisión sino también para la durabilidad. La transmisión es algo que simplemente debería de funcionar y con la tendencia de autos mucho más silenciosos, naturalmente no quieren escucharla.

“Quizá quieras escuchar el motor del auto, pero no quieres escuchar la transmisión, es molesto para el cliente” Dr. Nils Krohn, jefe de aseguramiento de la calidad acústica.

PRUEBAS PARA AUMENTAR LA PRODUCTIVIDAD

Los engranajes y transmisiones son máquinas hechas con límites de tolerancia. Sin embargo, las fallas (por ejemplo, mellas y ondulaciones en la superficie o el tejido) son inevitables y la tolerancia puede exceder el límite debido al desgaste de la herramienta. Y con un volumen tan alto de producción en el transcurso de un solo día, incluso un pequeño porcentaje de engranajes deficientes o transmisiones no completadas es un número sustancial que debe reducirse a un mínimo absoluto. Esto hace necesario realizar pruebas y encontrar las causas de los defectos y predecir la excedencia de tolerancia.

Como primera reacción se podría asumir que a medida que la complejidad, los requisitos de calidad y las expectativas de los clientes aumentan, los rigores de las pruebas y los rechazos de calidad de transmisión también aumentarían, pero eso solo tiene un poco de verdad. Es cierto que las pruebas se han vuelto mucho más rigurosas y mucho más definidas, pero la tasa de éxito de las transmisiones completadas es mejor de lo que solía ser hace 5 años. ¿Cómo consiguen aumentar las restricciones de las pruebas y tener mejores resultados al final de la línea?

LA SOLUCIÓN – IDENTIFICANDO LA RAÍZ DE LOS PROBLEMAS SE PUEDEN REDUCIR LOS FALLOS

La respuesta radica en realizar pruebas por las razones correctas, estableciendo un sistema de lazo de control cerrado e identificar problemas de forma más anticipada durante el proceso. Retrabajar un solo engranaje tomado de la línea de producción es una cosa, sacar un engranaje de una transmisión ensamblada es costoso, pero sacarlo de una transmisión de un vehículo terminado para fijar ese engranaje es costoso e inaceptable y si ese vehículo llego a un cliente, peor aún.

Las pruebas se enfocan principalmente en identificar problemas de durabilidad y asegurar la aceptación del cliente. Los problemas de durabilidad como mellas y ondulaciones superficiales o tejidos en engranajes pueden conducir a un fallo en una transmisión ensamblada. Y además de la fiabilidad esperada, existe la calidad y confort que los consumidores esperan y que asocian con la calidad del auto.

Y el resultado debe ser rentable. Según el Dr. Krohn, los engranajes y las transmisiones que funcionan perfectamente y producen ruido insignificante, son producibles, pero definitivamente no rentables. Al mismo tiempo, se podrían estar usando piezas que mejoren el funcionamiento pero que sean las fuentes de la vibración ruidosa. Pero ¿valdrían ese precio? En algún lugar intermedio son de confianza, discretas y asequibles. Es necesario seguir un camino en donde exista esa convergencia entre la durabilidad, el costo y la aceptación progresiva hacia el perfecto lado del espectro.

LAZO DE CONTROL Y DISCOM

Establecer un lazo de control con pruebas para cada familia de la transmisión es el elemento clave.

El lazo de control básico de Volkswagen consta de ciclos de prueba, comparaciones y evaluaciones, refinando los parámetros de prueba y volviendo a realizar las pruebas a lo largo de las etapas de desarrollo de la línea de producción. Las etapas son: un grupo preliminar, una serie previa y la línea de producción final.

Las pruebas son el elemento clave y es aquí en donde DISCOM entra en acción.

El equipo de pruebas de producción de DISCOM ha mantenido una estrecha relación de trabajo con Volkswagen durante muchos años. El software del sistema de análisis de DISCOM NVH se utiliza para probar engranajes al final de sus líneas de producción, así como para probar las transmisiones completadas al final de la línea.

La prueba de transmisión al final de la línea simula las condiciones del vehículo y utiliza un muestreo crónico de sincronización de orden, por lo que las fuentes de ruido de diferentes rotores dentro de la transmisión pueden separarse.

El sistema DISCOM consiste en una computadora industrial de última generación que ha sido mejorada por un panel frontal de adquisición de datos basado en USB, diseñado especialmente para DISCOM. Dos de los elementos clave del software del sistema de análisis DISCOM NVH que son particularmente beneficiosos para los grandes entornos de producción son una base de datos de parámetros y una base de datos de resultados. Debido al proceso de re-muestreo sincronizado de orden, es posible un análisis de una causa raíz de un defecto de producción. La base de datos de resultados y las herramientas asociadas en el sistema DISCOM ayudan a desarrollar predicciones sobre el desgaste de las herramientas y los problemas relacionados con la falta de compatibilidad de tolerancia.


DISCOM ha desarrollado y distribuido sistemas de análisis de calidad acústica utilizados en líneas de pruebas en la industria automotriz. Estos sistemas son muy respetados y utilizados en todo el mundo por las empresas en y alrededor de la industria del automóvil. Brüel & Kjær adquirió DISCOM el 26 de julio de 2016.


GRUPO PRELIMINAR – LÍNEA DE BASE Y CARACTERÍSTICAS

Al crear una nueva línea de producción, la primera tarea es producir el grupo preliminar de aproximadamente 20 transmisiones. El equipo del Dr. Krohn trabaja con el equipo de DISCOM para analizar datos y encontrar características de identificación. Aquí, es donde los engranajes y las transmisiones producidas serán puestos a prueba en la línea de producción con DISCOM NVH para formar una línea de base y comenzar a identificar las características pertinentes. Por ejemplo, una transmisión de siete marchas (6 adelante y 1 de reversa) normalmente cuenta con 700 características (dos rampas de velocidad por marcha, que funciona a 50 características por paso de prueba o rampa) identificados por el equipo de pruebas de producción de DISCOM (algunos ejemplos de características incluyen valores espectrales, valores de energía y pistas de orden).

Una vez que la línea de base preliminar es establecida, las transmisiones completas son colocadas en vehículos y son puestas a prueba usando un sistema de prueba móvil, buscando una correlación con los bancos de prueba. Los datos y la retroalimentación de la unidad se utilizan para refinar los límites de la prueba. Este es un proceso iterativo que conduce a un conjunto mucho más refinado de límites para el próximo viaje a través del banco de prueba al final de la línea.

PRE-SERIES – REFINAMIENTO Y CORRELACIÓN

El segundo paso en el proceso son las pre-series, durante esta etapa hubo un trabajo continuo con el equipo de DISCOM, en donde el principal objetivo es encontrar un subconjunto de esas características que son de relevancia específica para el modelo actual de transmisión y en donde los límites son más importantes. Al final, de estas 700 características, el equipo de Volkswagen identificará alrededor de 200 que son relevantes para el conjunto de engranajes y transmisión. Este proceso es una versión más refinada de la prueba al final de la línea de la pre-serie y de la prueba móvil, en donde seguirán ajustando parámetros y límites, buscando el mejor ajuste para la durabilidad, la aceptación del cliente y la rentabilidad.

LÍNEA DE PRODUCCIÓN – REFINAMIENTO CONTINUO

La línea de producción es solo el paso final en que las transmisiones producidas terminarán en vehículos destinados a la venta en el mercado. Sin embargo, en la práctica, la línea de producción es una larga etapa en el proceso de refinado de la prueba. Todos los datos de cada prueba de engranaje y transmisión, tanto de paso como de falla, se almacenan y están disponibles para su recuperación posterior, en cuestión de segundos. Esto ayuda a desarrollar predicciones sobre el desgaste de la herramienta (que conduce a ondulaciones superficiales y excedencia de tolerancia, etc.) e identifica la causa raíz de fallas que se pueden eliminar en el futuro.

RESULTADOS

Cuando los problemas de maquinaría y materiales pueden ser identificados en una etapa temprana del proceso, es posible lidiar con ellos sin gastar demasiado, entre más tarde surjan los problemas en el proceso de producción más costoso resulta resolverlos. Y por supuesto, el peor escenario es una transmisión de mala calidad colocada en un auto.

Los procedimientos de prueba, los sistemas y el software desarrollado y utilizado por Volkswagen y el equipo DISCOM no solo eliminan las transmisiones defectuosas, sino que mejoran la aceptación del cliente y la rentabilidad al detener la gran mayoría de los problemas antes de que puedan llegar a ser cada vez más caros y molestos para el usuario final.

 

 

PRODUCTOS

 

DISCOM Noise Analysis for transmissions, gearboxes, axles, electric motors and e-drivesCalidad acústica, sistema de prueba de fin de línea para transmisiones – incluidos los modelos de transmisión manual, automática y dual de embrague seco (DCT) – cajas de cambios, ejes, motores eléctricos y transmisores electrónicos.
DISCOM Noise Analysis for Gear TestEl análisis de ruido de DISCOM para pruebas de engranaje es un sistema de prueba completo de la calidad acústica al final de la línea para los engranajes. El sistema incluye transductores, hardware de adquisición de datos, software de análisis y bases de datos.

Referencia: Brüel & Kjaer. Customer Cases “End-of-line production testing at Volkswagen, Kassel” [documento en línea www.bksv.com acceso: julio de 2017].

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