Cómo se fabrican los vehículos de hoy

Continuamente oímos hablar del futuro de la automoción: vehículos autónomos, conectados, eléctricos y llenos de tecnología, IA y mucha más electrónica que mecánica.

Pero, ¿qué hay detrás de los procesos de fabricación de los coches del futuro?

Desde que Henry Ford pusiera de moda el automovilismo de masas con la fabricación de 15 millones de vehículos Modelo T y la implantación de las cadenas de producción, los procesos productivos han experimentado notables cambios.

Vamos hacia un modelo en el que la calidad importa más que la cantidad, con las nuevas legislaciones de transición energética como telón de fondo.

En medio de este escenario, es lógico que las industrias se pregunten continuamente por nuevas soluciones innovadoras y tecnológicas que ayuden a mejorar los tiempos de fabricación, la calidad los procesos, y, sobre todo, el diseño.

Si quieres conocer un poco más sobre las líneas de producción en el sector de la automoción, acompáñanos en este post…😎

Modelos de fabricación en el sector de la automoción

El sector de la automoción está basado en líneas de producción y cadenas de suministro complejas, que implican una alta innovación y tecnología.

Los componentes se fabrican en diferentes procesos productivos y por último se realiza el ensamblado de las piezas para la fabricación del vehículo terminado.

La esencia del negocio se basa en la maximización de la eficiencia y los estrictos controles de calidad para lograr resultados.

Partiendo de esta realidad, vemos que los modelos predominantes en la fabricación de vehículos son los siguientes:

• Fabricación en masa: se producen grandes cantidades de vehículos con el objetivo de minimizar los costes unitarios. Es la cadena de montaje más tradicional, para vehículos de gama media y baja, que permite optimizar los costes y tiempos de fabricación.

• Fabricación a medida: se trata de los modelos de producción basados en las especificaciones solicitadas por los clientes, que suele ser la línea habitual en la venta de vehículos de más alta gama.

• Fabricación Just InTime (JiT): se producen los componentes que forman parte de los vehículos y se ensamblan en el momento justo, evitando excesos y carencias. Es el modelo que fue propuesto por Toyota en 1938. De esta forma, se reducen los riesgos y el coste de mantenimiento, pudiendo mantener un bajo nivel de inventario. Este modelo es frecuentemente complementado por el modelo de aprovisionamiento logístico JIS (Just in Sequence).

• Fabricación flexible: los modelos de producción FMS se basan en el uso de tecnologías y procesos de ajuste rápido para adaptarse más fácilmente a los cambios en la demanda.

Estos modelos de fabricación no son incompatibles entre sí y suelen combinarse dentro de una misma industria para enfocar su sistema de producción.

Lo que es evidente es que el uso de las nuevas tecnologías y el control de los procesos de producción es determinante en cualquiera de ellos para obtener las máximas ventajas competitivas en la industria.

¿Cuánto se tarda en fabricar un vehículo?

El tiempo de fabricación de un vehículo se puede ver desde distintos enfoques.

• El tiempo de ensamblaje de las piezas

• Todo el proceso de producción de cada una de las piezas y componentes

• El período que se tarda desde que un cliente hace el pedido hasta que llega el coche al concesionario

Tiempo de ensamblaje

Si hablamos de ensamblaje por unidad y vehículos de fabricación en masa, sin especificaciones a medida, de acuerdo con el portal de compraventa de coches CarWow el tiempo medio para ensamblar un coche puede rondar actualmente las 15 horas, cuando hace algunas décadas el tiempo podía llegar a las 60 horas.

Las tecnologías avanzadas e innovadoras que la industria automotriz está implementando permiten reducir el período de ensamblaje de las piezas de un vehículo hasta unos niveles increíblemente reducidos. Tal es el caso de vehículos como el Tesla Modelo Y en China, cuya planta de producción permite sacar un vehículo de la cadena de montaje cada 40 segundos.

Tiempo de producción

En cambio, si hablamos del tiempo de producción del conjunto de piezas de un vehículo, las cifras pueden variar entre los 4 y 6 años, de acuerdo con Volvo.

Esto nos muestra la enorme complejidad de las cadenas de suministro y la importancia de la planificación de procesos y la previsión de la demanda para poder ofrecer resultados eficaces.

Tiempo desde el pedido hasta la entrega

El proceso de entrega del vehículo ensamblado y terminado puede oscilar entre los 4 y 6 meses. Todo dependerá de las especificaciones que éste tenga.

En esta línea, es determinante tener en cuenta que el ensamblaje de las piezas no implica la finalización total del producto, ni se tiene en cuenta la complejidad del proceso de logística y transporte.

¿Cómo se fabrican los vehículos en la actualidad? Las fases del proceso de producción

Aunque los procesos de producción de un coche pueden variar en los diferentes fabricantes, vamos a mostrarte cómo funciona un proceso de producción típico en el sector de la automoción.

Aquí hay que tener en cuenta que en la cadena de montaje tiene un enorme impacto el papel de los sistemas de automatización y la robótica industrial.

1. Diseño y desarrollo

Se llevaban a cabo los planos de la carrocería, el chasis, el motor, la transmisión y el resto de los componentes.

Es una fase de gran importancia en el proceso de creación del producto, y donde la inversión en I+D+i de la empresa de automoción es clave para el éxito.

Las nuevas tecnologías de Realidad Mixta como Uktena pueden incorporarse para el diseño de prototipos, proporcionando a los profesionales la asistencia que necesitan en cada fase del proceso para aprovechar el conocimiento acumulado de la empresa, adaptarse a los estándares de calidad y a las regulaciones del sector.

2. Pruebas virtuales

Una vez que se ha desarrollado el diseño del producto, se realizan pruebas virtuales de éste a través de soluciones de software de simulación para controlar su nivel de aerodinámica, seguridad y diseño.

Esta etapa permite optimizar los riesgos, detectando fallos y necesidades para mejorar el diseño del producto antes de que entre en producción.

3. Adquisición de materiales

La cadena de suministros es una parte esencial de la fabricación de coches. Hay que seleccionar los materiales más adecuados para cada pieza, con el objetivo de lograr el mejor rendimiento y durabilidad.

Asimismo, el control de la cadena suministros requiere tener en cuenta los tiempos y costes de fabricación de los componentes que harán posible el vehículo terminado.

4. Estampado en prensa

Utilizando una prensa robusta y potente, se fabrica cada una de las piezas que van a formar parte del conjunto del vehículo a partir de láminas de metal.

Para ello se desarrollan los troqueles o matrices, que permiten dar forma a la chapa metálica. La prensa realiza una presión sobre la chapa, forzándola por medio del troquel, hasta que tiene la forma deseada.

Aquí es muy importante también controlar las operaciones de corte de metal y la minimización del material sobrante.

5. Control de calidad

El control de calidad es una parte muy importante antes de llevar a cabo el proceso de ensamblaje. Es imprescindible verificar la calidad de cada pieza para comprobar que se corresponde con el diseño.

Dentro de las áreas que deben controlarse, se miden factores como sus dimensiones, forma, apariencia y nivel de resistencia a distintas variables.

6. Cortes y soldaduras

Durante esta fase del proceso, se eliminan los excesos de metal, se limpia cada uno de los elementos y se lleva a cabo la fusión de los bordes de las piezas.

Para ello, se utiliza el método de soldadura por puntos, donde se aplica una corriente eléctrica mediante electrodos para unir las piezas y se genera calor para fundir el metal y unir las piezas.

Otro de los métodos utilizados es el de soldadura por arco eléctrico, en el que se utiliza un electrodo para producir un arco eléctrico entre las piezas metálicas. Aquí se funde el metal en los puntos de unión y puede utilizarse material de relleno para reforzar la unión.

7. Pintura

Se trata de una etapa de gran relevancia, cuyo objetivo es garantizar la apariencia del vehículo, y asegurar su protección contra la corrosión y durabilidad.

Durante esta fase, se aplica una primera capa (llamada “primer”) en la que se intenta facilitar la adherencia de la pintura automotriz mediante la imprimación. En el siguiente paso se aplica la pintura base, que permitirá definir el color final del automóvil.

Por último, se aplica una pintura transparente o acabado, que dotará a la pintura del vehículo del brillo y capacidad de resistencia a la intemperie y los rayos UV que necesita.

8. Secado y curado

Una vez terminada la pintura del vehículo, se llevan a cabo dos procesos esenciales:

• Secado: la pintura del vehículo pasa de estado líquido a estado sólido, los solventes empiezan a evaporarse y dejan los pigmentos sólidos.

• Curado: este proceso permite el endurecimiento de la pintura automotriz.

9. Ensamblaje del chasis y montaje de la suspensión

A continuación, se instalan los amortiguadores y elementos necesarios para la seguridad de conducción y manejo del vehículo.

Después se lleva a cabo el montaje de la dirección y los frenos, se montan los discos y pinzas en el chasis, y se realiza el montaje del motor y la transmisión.

Durante esta parte del proceso, se realiza también la Instalación del sistema de escape y se conecta al motor. Por último, se instala el sistema eléctrico y el sistema de combustible.

10. Pruebas y ajustes

Las pruebas y ajustes son una etapa enormemente importante para asegurar el buen funcionamiento del vehículo.

Para ello se realizan pruebas de funcionamiento para el motor, transmisión, dirección y frenos para realizar cualquier ajuste para garantizar que el vehículo cumple con los estándares de calidad y seguridad.

11. Montaje de la carrocería

El siguiente paso es el montaje de la carrocería, lo que implica la instalación del techo, ventanas y todos los componentes exteriores, incluyendo el sistema de alumbrado del coche.

12. Pruebas de calidad

En este momento de la cadena de montaje, se llevan a cabo distintas pruebas de calidad, seguridad y funcionamiento óptimo para verificar que el conjunto del vehículo y cada uno de sus componentes cumple con los estándares de la marca y los requisitos legales.

13. Embalaje y envío

Por último, el vehículo sale de la línea de producción, se prepara y se envía a través de un cuidadoso proceso logístico para que el producto final llegue en perfectas condiciones al concesionario donde se ha solicitado el vehículo, o para su distribución.

Nuevas tecnologías que están transformando las empresas de la automoción

Hablar del sector de la automoción implica tener en cuenta que la IA, el Big Data, la Robótica, el Internet de las Cosas o la Realidad Virtual y Aumentada están jugando en los procesos de diseño, producción, logística y ventas.

La industria 4.0 ha tenido un impacto determinante en el sector de la automoción, transformando sus procesos para reducir los tiempos de fabricación y facilitar las operaciones logísticas y de almacén.

La integración de la IA ha revolucionado el control de calidad en la fabricación automotriz analizando datos en tiempo real, identificando patrones y anomalías en el proceso de producción. Esto permite una detección temprana de posibles defectos, mejorando significativamente la calidad del producto final y reduciendo los costos asociados con errores de fabricación.

Además, la IA ha demostrado ser una herramienta invaluable para la formación y capacitación de personal en las fábricas de automóviles. Mediante sistemas de IA, se pueden dar instrucciones detalladas y personalizadas sobre cómo realizar procesos específicos de producción sin necesidad de entrenamiento intensivo. Esto acelera la curva de aprendizaje de los empleados, aumenta la eficiencia operativa y reduce los costos asociados con la capacitación tradicional.

Si quieres conocer la forma en que Uktena podría ayudar a tu industria en este área, te invitamos a charlar con nosotros.