Tecnologia Revolucionária de Coleta de Dados Aumenta Velocidade, Precisão, Escalabilidade e Segurança na Roush Yates Engines

No mundo das corridas automotivas, tempo e precisão estão criticamente entrelaçados, 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 este credo, que por sua vez influencia como avalia e decide as maneiras ideais de alavancar tecnologia para suas operações de manufatura de classe mundial. Então, quando a RYE explorou maneiras de melhorar a precisão, integridade e vazão de seus dados de medição, a decisão de implantar DataSure 4.0, uma solução de aquisição de dados desenvolvida pela The L.S. Starrett Co., Athol, Mass., resumiu-se a – você adivinhou – segundos.

A RYE é a construtora exclusiva de motores da Ford Performance para os níveis superiores da NASCAR, incluindo NASCAR Cup e Xfinity Series, bem como IMSA Michelin Pilot Challenge. Além disso, a RYMS é uma organização de manufatura de peças CNC com expertise em usinagem multi-eixo de peças de metal e plástico com geometrias complexas. A produção interna da RYMS inclui peças usinadas para programas Ford FR9 V8 NASCAR, Ford Mustang 5.2L V8, e outras aplicações de automobilismo, bem como para aeroespacial, defesa e outras indústrias.

O sistema de gestão de qualidade da RYMS é certificado AS9100 Rev D & ISO 9001, bem como compatível com International Traffic in Arms (ITAR) e Cybersecurity Maturity Model Certification (CMMC).

Para ajudar a atingir seus objetivos de performance e empresa, a RYE escolheu ferramentas de medição e sistemas de metrologia Starrett para garantir que especificações críticas de design estão sendo atendidas no nível esperado e exigido pela engenharia. Automobilismo, defesa, aeroespacial e manufatura médica requerem padrões rigorosos para alcançar qualidade consistente. Adicione requisitos complexos para peças de alta performance e confiáveis, e os processos de teste e medição são ainda mais exigentes.

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

Integridade de dados é uma parte vital da precisão na manufatura. Se os dados de medição tirados de gabaritos são registrados, transmitidos ou logados incorretamente, vários problemas podem ocorrer. Peças podem ser sucateadas, performance do produto pode sofrer, mão de obra de produção e tempo de máquina podem ser perdidos e tempo excessivo será gasto logando dados manualmente, o que também aumenta o potencial de erro. Além disso, nenhum dos dados pode ser oficialmente documentado ou verificado para CEP e rastreável para requisitos de cliente sem um sistema automatizado confiável – um que possa capturar os dados de medição para atender manufatura nível Industry 4.0 e torná-la disponível para integração com outros dados da planta.

Entendendo isso e a necessidade de alcançar integridade de dados de topo, 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. A Starrett analisou o processo convencional de coleta de dados da RYE e determinou que a RYE se beneficiaria da mais recente tecnologia de aquisição de dados – seu sistema DataSure 4.0 (DS4).

"Estamos consistentemente procurando maneiras de melhorar e agilizar nosso processo de coleta de dados", disse Alex Marothy, técnico de controle de qualidade/programador e líder de automação na RYE. "Torneiros e inspetores estavam escrevendo algumas medições em folhas de log, que então precisavam ser digitadas em planilhas em um computador, consumindo tempo e possivelmente levando a erros, pois operadores podem ler gabaritos incorretamente ou escrever valores incorretos."

Buscando migrar mais para automação digital confiável e integrada e alavancar seus dados mais eficientemente através de suas instalações, a RYE deu à Starrett o sinal verde para iniciar DS4 em meados de 2020. A RYE optou por implementar DS4 lentamente, começando com uma aplicação de fixture de múltiplos indicadores digitais projetada para inspeção de motor.

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

A RYE tem duas instalações de manufatura de 80.000 pés² (7.432 m²) em Mooresville, com a aplicação DS4 rodando em uma área de usinagem CNC de 40.000 pés² (3.716 m²), transmitindo dados aproximadamente 200' (61 m). Nesta área há pelo menos 15 máquinas CNC, então ruído e sinais são onipresentes, mas apesar da distância e potencial interferência ambiente, DS4 opera suavemente via gateway remoto e uma antena.

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

Os resultados da aplicação do DS4 no fixture de motor foram impressionantes. "Comparado à 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 efetivamente eliminou leituras de gabarito escritas à mão e a transcrição de valores para planilhas."

A RYE também avaliou DS4 via economia de mão de obra determinando quantos segundos eram salvos por medição. "Descobrimos que DS4 salvou oito a 10 segundos por medição, e estamos fazendo vários milhares de medições por dia, assim economizando mais de sete horas de mão de obra todos os dias", disse Marothy. A Gerente de Produção da RYMS, Jennifer LaFever, apontou outros benefícios relacionados a sistemas. "Praticamos melhoria contínua na RYE através de nosso programa Kaizen, ao qual DS4 contribui via sua capacidade de nos ajudar a ser mais rápidos, precisos e eficientes."

O DS4 opera na mais recente tecnologia de rede sem fio, que usa frequências de rádio de onda curta para interconectar celulares, computadores e dispositivos eletrônicos sem fio, permitindo velocidade muito maior, largura de banda maior e alcance mais longo para maior vazão de dados. O alcance do DS4 é 10 a 20 vezes o de qualquer sistema de coleta de dados no mercado, segundo a Starrett, capaz de transmitir dados literalmente centenas de jardas, até mais de uma milha, o que é ideal em operações de manufatura maiores ou múltiplas instalações.

DS4 apresenta taxas de bits mais altas e conexão de alta velocidade de menos de 50 ms de tempo de viagem de dados e tem uma rede de latência ultra-baixa que permite volumes altos de dados serem processados sem atraso, mesmo em capacidade total. Usuários de DS4 podem usar múltiplos gateways remotos e repetidores, que servem como pontos centrais ou distribuídos para coleta de dados, versus sistemas convencionais que têm apenas um gateway.

DS4 é construído em uma plataforma sem fio proprietária segura. Dados transportados são criptografados usando uma abordagem multicamadas que previne acesso externo aos dados, seja passivo ou ativo. "Mantemos dados de nossas peças físicas em nossa rede sob segurança rigorosa para atender requisitos CMMC e ITAR e estamos totalmente confiantes que DS4 atende aos critérios", disse LaFever.

Com DS4, uma nova topologia de rede pode ser configurada para situações simples ou complexas e gateways remotos distribuídos também podem ser utilizados. Dados são transmitidos de gabaritos que têm transmissores de rádio embutidos ou nós finais montados externamente para gateways, e é operável em plataformas móveis Android ou iOS e computadores baseados em Windows, incluindo laptops, desktop PCs, thin clients e servidores. Componentes repetidor e bridge do DS4 podem conectar diretamente a CLPs e outros equipamentos de automação serial de alta velocidade para coleta de dados em tempo real ou operação remota de máquina.

DS4 é compatível com todos os gabaritos digitais eletrônicos Starrett, bem como gabaritos eletrônicos de outros fabricantes de ferramentas, e funciona com gabaritos com capacidade sem fio, como Paquímetros Starrett W798, Micrômetros W733.1 e Indicadores W2900. Também é compatível via gabaritos eletrônicos da Starrett e outros fabricantes de ferramentas montando externamente Nós Finais DataSure da Starrett nos gabaritos.

Reconhecendo o impacto positivo que DS4 fez em sua operação de manufatura, a RYE tem planos maiores para coleta de dados. "Em última análise, queremos alavancar ainda mais DS4 integrando-o em nosso sistema ERP para uma solução de dados ponta a ponta completa para ajudar nossa organização a mover-se mais agressivamente em direção a uma fábrica digital Industry 4.0", disse English. A RYMS também expandirá DS4 para outras aplicações da indústria – particularmente em aeroespacial, médica e defesa – ampliando o uso de DS4 através de todas as suas operações de gabarito em usinagem CNC.

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

Para informações sobre Roush Yates Engines, visite www.roushyatesmfg.com ou ligue 704-662-7165. Para informações sobre The L.S. Starrett Co., visite www.starrett.com ou ligue 978-249-3551.