El soporte de dirección: 5 fábricas aseguran la calidad

El papel fundamental del bastidor de dirección en la seguridad y precisión del vehículo

Cómo el soporte de dirección influye en la precisión y seguridad de la conducción

Los soportes de dirección toman lo que sucede cuando alguien gira el volante y realmente hacen que esos movimientos ocurran en la carretera, lo que afecta la precisión con que un automóvil sigue su trayectoria durante emergencias. Los coches que tienen sistemas bien ajustados se mantienen en el rumbo aproximadamente un 95 por ciento mejor cuando evitan obstáculos a gran velocidad en las autopistas. Cuando hay menos de medio milímetro de juego entre las partes, evita que las ruedas se muevan peligrosamente. Los componentes interiores hechos de aleaciones resistentes pueden soportar aumentos de presión de hasta 12 mil libras por pulgada cuadrada cuando golpean las aceras. Los dientes triturados con precisión duran más de veinticinco millones de movimientos de dirección antes de mostrar cualquier signo de desgaste, mucho más allá de lo que la mayoría de los automóviles experimentan en su vida. Todas estas especificaciones restrictivas significan que los conductores obtienen un control constante incluso cuando hacen cambios rápidos de carril o conducen en carreteras mojadas, algo que reduce las posibilidades de accidente en aproximadamente el 31 por ciento como lo muestra una investigación realizada por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras.

Integrar el bastidor de dirección con sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS)

Los soportes de dirección actuales funcionan como actuadores para los sistemas ADAS a través de esas conexiones rápidas CAN bus, haciendo alrededor de 200 ajustes pequeños cada segundo cuando el coche toma el control. Los sensores de par permiten que los conductores y los sistemas de asistencia para mantener el carril trabajen juntos sin problemas la mayor parte del tiempo. Y también hay estos embragues de seguridad que dan un golpe para que la gente pueda tomar el control si algo sale mal mientras ocurren emergencias de dirección. Cuando todo funciona bien, esta configuración reduce en la mitad los apagones inesperados del sistema durante situaciones complicadas de conducción. Los fabricantes de automóviles tienen que seguir reglas estrictas que requieren ajustes de calibración de centelleo cero sólo para asegurarse de que esas funciones de dirección automática de emergencia funcionen correctamente incluso cuando hace mucho calor o frío helado afuera. Todo esto significa que lo que solía ser simples partes pasivas en nuestros coches ahora se están convirtiendo en características de seguridad activa que en realidad comienzan a evitar colisiones por sí mismas cuando las cosas se vuelven realmente peligrosas en la carretera.

Tecnología R-EPS y producción estandarizada en 5 fábricas globales

Resumen de la tecnología y normas de producción de R-EPS (dirección asistida eléctrica en bastidor)

La dirección eléctrica de rack o R-EPS está básicamente reemplazando los viejos sistemas hidráulicos con motores eléctricos que ofrecen una precisión mucho mejor. Estamos hablando de una mejora de alrededor del 40% en la eficiencia energética aquí, además de que todo el sistema se siente más confiable y sensible, lo que es muy importante para los coches eléctricos hoy en día. Lo que hace que este sistema funcione tan bien es cómo se conecta directamente al propio bastidor de dirección. La ayuda variable proviene de esos conjuntos de tornillos de bolas de lujo que trabajan junto con unidades de control electrónico que tienen características de seguridad incorporadas. Los fabricantes se adhieren a estándares estrictos durante la producción, asegurándose de que las piezas se mecanicen dentro de tolerancias estrictas de aproximadamente ± 0,05 mm. También sellan todo correctamente con calificaciones IP67 para mantener fuera la suciedad y la humedad. Todos estos detalles significan que el sistema juega bien con las tecnologías ADAS y maneja diferentes superficies de la carretera sin problemas, algo que hemos visto repetidamente en nuestras pruebas durante el último año.

Enfoques de ingeniería específicos de fábrica para optimizar el rendimiento del bastidor de dirección

Los fabricantes de todo el mundo ajustan sus métodos para obtener el mejor rendimiento posible de la palanca de dirección en función de dónde operan. En Europa, las fábricas dependen en gran medida de la tecnología de alineación láser porque los coches allí necesitan manejar esos largos tramos de carretera a mayores velocidades. Mientras tanto, en toda América del Norte, las plantas han desarrollado tratamientos térmicos especiales que aumentan la resistencia de las piezas al desgaste, algo que en realidad mejora la durabilidad en aproximadamente un 40%. Las operaciones asiáticas se centran en crear unidades de control más pequeñas y más eficientes en el espacio, ya que las ciudades tienden a empaquetar tantos vehículos en espacios reducidos. Los equipos de todo el mundo también ajustan los sellos dependiendo de si están lidiando con temperaturas abrasadoras del desierto o aire salado cerca de las costas, todo mientras mantienen el movimiento bajo los 0.12 grados. Todas estas mejoras provienen de datos de pruebas en el mundo real recogidos continuamente durante todo el año de cientos de miles de vehículos en la carretera.

Ciclos de I+D y producción sincronizados en instalaciones globales

Las plataformas de desarrollo que integran diferentes funciones permiten a los equipos trabajar juntos al instante en todo el mundo, reduciendo el tiempo que se tarda en llevar nuevas ideas al mercado en alrededor de un 30 por ciento. Los ingenieros ahora pueden enviar modelos de prueba digitales a través de sistemas seguros en la nube para que puedan comprobar los productos al mismo tiempo, ya sea que estén en condiciones de congelación en el Ártico o climas tropicales cálidos. La forma en que se gestionan los horarios de producción también ha cambiado, con marcadores importantes de proyectos rastreados en tecnología blockchain para mantener todo alineado en unos cuatro días a pesar de las diferentes zonas horarias. Cuando los materiales llegan de manera diferente a lo esperado, los sistemas automatizados ajustan automáticamente las calibraciones del robot basándose en especificaciones estandarizadas para las piezas. Como resultado, los componentes de dirección fabricados en fábricas alemanas tienen características de par casi idénticas (dentro del 3% más o menos) y calidad de sonido como los fabricados a miles de kilómetros de distancia en fábricas de Brasil.

Lograr un 98,6% de fiabilidad del sistema mediante el ensamblaje estandarizado de R-EPS

Cuando se trata de mantener las cosas coherentes en todos los ámbitos, la estandarización juega un papel importante. Los sistemas de inspección óptica automatizada comprueban alrededor de 189 puntos de calidad diferentes para cada unidad producida. Los robots colaborativos que tenemos trabajando junto a los humanos pueden alcanzar especificaciones bastante impresionantes también, manejando alrededor de 0,4 Newton metros de par cuando los engranajes necesitan encajar correctamente. Al final de la línea, nuestras plataformas de prueba se mueven a través de aproximadamente 27 situaciones de conducción diferentes, desde maniobras básicas de estacionamiento hasta esos escenarios de evitación de emergencias difíciles que nadie quiere encontrar. Nuestros procesos de fabricación de R-EPS han estado funcionando con una increíble confiabilidad de 98.6% de primer paso de acuerdo con las recientes comprobaciones de cumplimiento de la norma ISO 26262. Mirando el panorama más amplio, el análisis predictivo nos ayuda a conectar los factores de producción diarios con objetivos de durabilidad a largo plazo que se extienden por más de 15 años. Este enfoque ha reducido las reclamaciones de garantía casi a la mitad en comparación con lo que vimos en 2023 según los informes internos de fabricación.

Control de calidad y excelencia en la fabricación de soportes de dirección de gran volumen

Protocolo de control de calidad unificado en las cinco plantas de fabricación

Cada instalación opera bajo el mismo sistema de gestión de calidad certificado ISO/TS 16949 que ayuda a mantener el rendimiento del bastidor de dirección uniforme en todo el mundo. Tenemos puntos de inspección digitales establecidos en toda la producción para verificar las dimensiones, y ejecutar pruebas estándar para asegurarnos de que todo cumple con los requisitos de presión y puede manejar el estrés repetido sin fallar. Tomemos nuestra planta asiática frente a nuestra fábrica europea por ejemplo, ambas se adhieren a exactamente los mismos procedimientos, algo que muestra en nuestros números también que alcanzamos alrededor del 99,2% de cumplimiento de las especificaciones basadas en las auditorías de la industria del año pasado. Toda la cadena de suministro también se rastrea, así que sabemos de dónde viene cada componente, desde los lotes originales de metal utilizados en la fabricación.

Control en tiempo real de la respuesta del par y la tolerancia a reacciones adversas

Los sensores integrados pueden detectar incluso las fuerzas de torsión más pequeñas en la escala de Newton-metro. Mientras tanto, esos micrómetros láser están escaneando cómo los engranajes se relacionan entre sí cada 17 milisegundos más o menos. Cuando los técnicos notan que el par comienza a variar más allá del plus o menos 3,5 por ciento, se les notifica inmediatamente y pueden intervenir para arreglar las cosas antes de que los problemas se intensifiquen. En la planta de fábrica, los paneles de control de procesos estadísticos rastrean los problemas de reacción y la suavidad con que todo gira a lo largo de todas las líneas de producción. Estos sistemas de control numérico se ajustan automáticamente cuando hay alguna desviación en la configuración de la herramienta. ¿Qué significa todo esto? Bueno, los fabricantes informan una caída de alrededor del 37 por ciento en los defectos relacionados con las tolerancias cuando se utilizan estas técnicas de monitoreo continuo en lugar de solo revisar las muestras ocasionalmente.

Estudio de caso: Reducción de las tasas de defectos en un 42% mediante análisis de calidad basados en IA

Los últimos sistemas de inspección óptica automatizada que utilizan redes neuronales convolucionales están cambiando el juego cuando se trata de encontrar defectos. Estas herramientas de visión por computadora pueden escanear literalmente miles de esas pequeñas formas de dientes en rack cada hora, detectando diferencias microscópicas que se escaparían completamente incluso al ojo humano más agudo. Tomemos por ejemplo una planta de fabricación importante donde los ingenieros entrenaron algoritmos de aprendizaje automático para mirar imágenes térmicas durante las pruebas de esfuerzo junto con registros de fallas antiguos. Lo que encontraron fue bastante sorprendente ciertas configuraciones de malla de engranajes estaban funcionando constantemente más caliente que otros. Una vez que los equipos de mantenimiento ajustaron esas áreas problemáticas basadas en lo que la IA detectó, los problemas de garantía cayeron drásticamente. La compañía informó una reducción de alrededor de un 40 por ciento en las reclamaciones sólo ocho meses después de implementar estos cambios.

Tendencia: Adopción del mantenimiento predictivo en las líneas de producción de bastidores de dirección

Los fabricantes de hoy se están volviendo a los análisis de vibración y sistemas de monitoreo de sonido para detectar cuando el equipo podría fallar antes de que realmente lo haga. Las vibraciones de las operaciones de brocheo y las fresadoras se envían a plataformas en la nube donde algoritmos inteligentes determinan cuánto durará la herramienta. Tomemos hornos de endurecimiento por ejemplo, que recogen ciertos patrones de frecuencia que señalan cuando el revestimiento refractario está empezando a desgastarse, alrededor de 85 a 90 por ciento de precisión la mayoría de las veces. Esto significa que los equipos de mantenimiento pueden programar reparaciones durante períodos de apagado regulares en lugar de lidiar con averías inesperadas. Las empresas que implementan este tipo de enfoques predictivos generalmente ven una caída de alrededor de un 4 por ciento en esos costosos paros no planificados cada año, además de que las piezas permanecen dentro de especificaciones más estrictas por más tiempo ya que todo se mantiene correctamente durante toda su vida útil.

Red de fábricas globales: estándares coherentes con adaptación localizada

Cumplimiento de la norma ISO/TS 16949 en todos los centros de fabricación regionales de bastidores de dirección

Las cinco instalaciones de producción están certificadas bajo ISO/TS 16949, que es más o menos el estándar de oro para el control de calidad en la industria automotriz. Lo que esto significa en realidad es que aplicamos exactamente los mismos controles de proceso en todas partes - desde el control de las materias primas hasta las pruebas finales de par en los componentes ensamblados. Todo se documenta digitalmente en nuestro sistema central para que cualquiera pueda rastrear lo que sucedió con cada lote de productos mientras pasan por la fabricación. También mantenemos las cosas muy ajustadas en cuanto a dimensiones, manteniéndonos dentro de más o menos 0,03 milímetros sin importar dónde se haga algo. Cada tres meses, los auditores independientes vienen a comprobar que estamos siguiendo todas las reglas sobre el mantenimiento del equipo y cómo rastreamos los defectos. Desde principios de 2023, este control regular nos ha ayudado a mantenernos muy por debajo del umbral de 300 partes por millón para defectos en todas nuestras ubicaciones.

Indicadores de calidad centralizados y ajustes de producción localizados

La compañía tiene un sistema de tablero de mando global que realiza un seguimiento de medidas de calidad importantes como los niveles de dureza de la superficie y las tolerancias de reacción, aplicando los mismos estándares de aprobación/desacuso en todo el mundo. Cuando se trata de adaptar productos a nivel regional, el foco se mantiene en las cosas que no afectan directamente el rendimiento. Por ejemplo, se necesitan revestimientos especiales en áreas donde el aire salado corroe las superficies, diferentes lubricantes funcionan mejor en desiertos calientes en comparación con los entornos árticos helados, y los diseños de viviendas se ajustan para adaptarse a cómo se construyen los vehículos en regiones específicas. Este enfoque mixto reduce los tiempos de espera de producción en aproximadamente un 27 por ciento, y las piezas aún funcionan juntas en diferentes modelos con alrededor de una compatibilidad del 99.1 por ciento. Las fábricas pueden asociarse con proveedores cercanos para componentes que no son de misión crítica, siempre y cuando todo venga de fábricas certificadas bajo estándares ISO y pase por las mismas pruebas de metal antes de ensamblarlos.

Sección de Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la función principal de un bastidor de dirección?

El papel principal del bastidor de dirección es convertir el movimiento de rotación del volante en movimiento lineal que guía las ruedas del vehículo, asegurando un control direccional preciso.

¿Cómo contribuye el apoyavira a la seguridad del vehículo?

Al minimizar el juego y mantener especificaciones ajustadas, el bastidor de dirección garantiza un control y una estabilidad constantes, reduciendo los riesgos de accidentes durante maniobras a alta velocidad y en superficies de carretera desafiantes.

¿Qué avances se han hecho con la tecnología R-EPS?

La tecnología R-EPS mejora la eficiencia energética y la fiabilidad al sustituir los sistemas hidráulicos tradicionales por motores eléctricos, mejorando la precisión y la capacidad de respuesta de los sistemas de dirección.

¿Cómo garantizan las fábricas mundiales una calidad constante del bastidor de dirección?

Las fábricas se adhieren a las normas ISO/TS 16949 y utilizan protocolos unificados para el control de calidad, y aplican puntos de referencia centralizados con ajustes localizados para lograr una calidad de producto consistente en todo el mundo.

¿Qué papel desempeña la analítica basada en IA en la fabricación?

Los análisis de calidad basados en IA ayudan a reducir los defectos al analizar patrones y detectar problemas temprano, lo que conduce a una reducción significativa de las reclamaciones de garantía y mejora de la confiabilidad del producto.