Nova tecnologia de coleta de dados garante velocidade, precisão, escalabilidade e segurança

No mundo do automobilismo, tempo e precisão estão interligados de forma crítica, impulsionados por segundos. Não surpreendentemente, a Roush Yates Engines (RYE) de Mooresville, N.C. e sua divisão de manufatura, Roush Yates Manufacturing Solutions (RYMS), são ancoradas por esse credo, que por sua vez influencia como avalia e decide as melhores maneiras de alavancar a tecnologia para seu mundo operações de fabricação de classe. Assim, quando a RYE explorou maneiras de melhorar a precisão, integridade e rendimento de seus dados de medição, a decisão de implantar o DataSure 4.0, uma solução de aquisição de dados desenvolvida pela The L.S. Starrett Co., Athol, Massachusetts, se resumia a – você adivinhou – segundos.

A RYE é a fabricante de motores exclusiva da Ford Performance para os níveis mais altos da NASCAR, incluindo a NASCAR Cup e a Xfinity Series, bem como o IMSA Michelin Pilot Challenge. Além disso, a RYMS é uma organização de fabricação de peças CNC com experiência em usinagem multi-eixos de peças metálicas e plásticas com geometrias complexas. A produção interna da RYMS inclui peças usinadas para os programas Ford FR9 V8 NASCAR, Ford Mustang 5.2L V8 e outras aplicações de automobilismo, bem como para as indústrias aeroespacial, de defesa e outras.

O sistema de gestão de qualidade da RYMS é certificado AS9100 Rev D e ISO 9001, bem como compatível com Tráfego Internacional de Armas (ITAR) e Certificação de Modelo de Maturidade de Segurança Cibernética (CMMC).

Para ajudar a atingir seus objetivos de desempenho e da empresa, a RYE escolheu as ferramentas de medição e sistemas de metrologia da Starrett para garantir que as especificações críticas do projeto sejam atendidas no nível esperado e exigido pela engenharia. Automobilismo, defesa, aeroespacial e fabricação médica exigem padrões rigorosos para alcançar qualidade consistente. Adicione requisitos complexos para peças confiáveis ​​e de alto desempenho, e os processos de teste e medição são ainda mais exigentes.

A RYE possui dois laboratórios de qualidade com as ferramentas necessárias para medir e inspecionar uma ampla variedade de peças fabricadas e fornecidas para seus motores de corrida, bem como para clientes externos.

A integridade dos dados é uma parte vital da precisão na fabricação. Se os dados de medição obtidos dos medidores forem registrados, transmitidos ou registrados incorretamente, vários problemas podem ocorrer. As peças podem ser descartadas, o desempenho do produto pode ser prejudicado, o trabalho de produção e o tempo da máquina podem ser perdidos e um tempo excessivo será gasto registrando dados manualmente, o que também aumenta o potencial de erro. Além disso, nenhum dos dados pode ser oficialmente documentado ou verificado para SPC e rastreável para os requisitos do cliente sem um sistema automatizado confiável – um que possa capturar os dados de medição para atender à fabricação no nível da Indústria 4.0 e disponibilizá-los para integração com outros dados da planta.

Compreendendo isso e a necessidade de alcançar a máxima integridade dos dados, a RYE revisou seu processo de inspeção e aquisição de dados com a Starrett, desenvolvedora de sistemas de coleta de dados para aplicações de medição de controle de qualidade. Starrett analisou o processo convencional de coleta de dados do RYE e determinou que o RYE se beneficiaria da mais recente tecnologia de aquisição de dados – seu sistema DataSure 4.0 (DS4).

“Estamos constantemente procurando maneiras de melhorar e agilizar nosso processo de coleta de dados”, disse Alex Marothy, técnico/programador de controle de qualidade e líder de automação da RYE. “Os maquinistas e inspetores estavam anotando algumas medidas em folhas de registro, que então precisavam ser digitadas em planilhas em um computador, levando tempo e possivelmente levando a erros, pois os operadores podem interpretar mal os medidores ou anotar valores incorretos.”

Procurando migrar mais para uma automação digital confiável e contínua e alavancar seus dados com mais eficiência em todas as suas instalações, a RYE deu à Starrett o aceno para iniciar o DS4 em meados de 2020. A RYE optou por implementar o DS4 lentamente, começando com um dispositivo de aplicação de vários indicadores digitais projetado para inspeção de motores.

“O DataSure 4.0 (DS4) é o primeiro sistema sem fio que já usamos para coletar dados em nosso chão de fábrica por meio de inspeção durante o processo, então queríamos começar pequeno, verificar os resultados e criar confiança com nossa equipe”, disse Todd English, vice-presidente de parcerias estratégicas e marketing da RYE.

RYE tem dois 80.000 pés ² (7.432 m ² ) de fabricação em Mooresville, com o aplicativo DS4 sendo executado em uma área de 40.000 pés ² (3.716 m ² ) Área de usinagem CNC, transmitindo dados de aproximadamente 200' (61 m). Nesta área existem pelo menos 15 máquinas CNC, portanto o ruído e os sinais são onipresentes, mas apesar da distância e da potencial interferência do ambiente, o DS4 opera sem problemas através de um gateway remoto e uma antena.

Marothy descreveu como o plano para implantar o DS4 no sistema de fixação do motor se desenvolveu. “Anteriormente, os engenheiros usavam um sistema de fixação do indicador de oito mostradores. O novo plano era utilizar oito indicadores digitais eletrônicos Starrett W2900-01 junto com o DS4 para atribuir e organizar ambos os valores a esse indicador específico para simplificar a entrada e revisão de dados.”

Os resultados da aplicação do DS4 na fixação do motor foram impressionantes. “Em comparação com nossa metodologia anterior, melhoramos substancialmente nossa precisão e tempo de coleta de dados, mas, mais importante, os dados foram transferidos digitalmente”, disse Marothy. “O sistema DS4 eliminou efetivamente as leituras manuscritas do medidor e a transcrição de valores em planilhas.”

A RYE também avaliou o DS4 por meio da economia de mão de obra, determinando quantos segundos foram economizados por medição. “Descobrimos que o DS4 economizou de oito a 10 segundos por medição e estamos fazendo vários milhares de medições por dia, economizando mais de sete horas de trabalho todos os dias”, disse Marothy. A gerente de produção da RYMS, Jennifer LaFever, apontou outros benefícios relacionados aos sistemas. “Praticamos a melhoria contínua na RYE por meio de nosso programa Kaizen, para o qual o DS4 contribui por meio de sua capacidade de nos ajudar a ser mais rápidos, precisos e eficientes.”

O DS4 opera com a mais recente tecnologia de rede sem fio, que usa frequências de rádio de ondas curtas para interconectar telefones celulares, computadores e dispositivos eletrônicos sem fio, permitindo velocidade muito mais rápida, maior largura de banda e maior alcance para maior taxa de transferência de dados. O alcance do DS4 é de 10 a 20 vezes o de qualquer sistema de coleta de dados no mercado, de acordo com Starrett, capaz de transmitir dados literalmente centenas de metros, até mesmo mais de uma milha, o que é ideal em operações de fabricação maiores ou em várias instalações.

O DS4 apresenta taxas de bits mais altas e uma conexão de alta velocidade com menos de 50 ms de tempo de viagem de dados e possui uma rede de latência ultrabaixa que permite que grandes volumes de dados sejam processados ​​sem atraso, mesmo com capacidade total. Os usuários do DS4 podem usar vários gateways e repetidores remotos, que servem como pontos centrais ou distribuídos para coleta de dados, em comparação aos sistemas convencionais que possuem apenas um gateway.

O DS4 é construído em uma plataforma sem fio proprietária e segura. Os dados transportados são criptografados usando uma abordagem de várias camadas que impede o acesso externo aos dados, seja passivo ou ativo. “Mantemos os dados de nossas partes físicas em nossa rede sob estrita segurança para atender aos requisitos CMMC e ITAR e estamos totalmente confiantes de que o DS4 atende aos critérios”, disse LaFever.

Com o DS4, uma nova topologia de rede pode ser configurada para situações simples ou complexas e gateways remotos distribuídos também podem ser utilizados. Os dados são transmitidos de medidores que possuem transmissores de rádio integrados ou nós finais montados externamente para gateways e são operáveis ​​em plataformas móveis Android ou iOS e computadores baseados em Windows, incluindo laptops, PCs desktop, PCs thin client e servidores. Componentes de ponte e repetidor DS4 podem se conectar diretamente a PLCs e outros equipamentos de automação serial de alta velocidade para coleta de dados em tempo real ou operação remota da máquina.

O DS4 é compatível com todos os medidores digitais eletrônicos Starrett, assim como medidores eletrônicos de outros fabricantes de ferramentas, e funciona com medidores com capacidade sem fio, como Paquímetros Starrett W798, Micrômetros W733.1 e Indicadores W2900. Também é compatível com os medidores eletrônicos Starrett e outros fabricantes de ferramentas, montando externamente os nós DataSure da Starrett nos medidores.

Reconhecendo o impacto positivo que o DS4 causou em sua operação de fabricação, a RYE tem planos maiores para coleta de dados. “Em última análise, queremos alavancar ainda mais o DS4, integrando-o ao nosso sistema ERP para uma solução de dados completa de ponta a ponta para ajudar nossa organização a se mover de forma mais agressiva em direção a uma fábrica digital da Indústria 4.0”, disse English. A RYMS também expandirá o DS4 para outras aplicações da indústria - particularmente na indústria aeroespacial, médica e de defesa - ampliando o uso do DS4 em todas as suas operações de medição em usinagem CNC.

Como a RYE saberá quando o DS4 atingir seu potencial máximo na organização? “Sabemos que está funcionando pelas vitórias dentro e fora da pista”, disse Marothy.

Para obter informações sobre os motores Roush Yates, visite www.roushyatesmfg.com ou ligue para 704-662-7165. Para obter informações sobre o L.S. Starrett Co., visite www.starrett.com ou ligue para 978-249-3551.