Los coches son un lujo para algunos, un sueño para los más fanáticos del mundo del motor. Para todos ellos, además de para aquellos que sientan curiosidad, aquí vamos a ver cómo es una fábrica de coches por dentro, una de esas fábricas de lujos, de sueños para algunos.
Un paseo por estas factorías que, aunque hayamos visto imágenes de sus interiores, aún siguen siendo misteriosas en algunos aspectos, y muchas cosas no aparecen en lo que se deja ver frecuentemente…
Equipo de dibujo
El diseño de un coche es un proceso complejo y multidisciplinario que involucra a ingenieros, diseñadores industriales, y expertos en diversas áreas. Más aún si se trata de un modelo nuevo, que no se basa en una generación anterior. Desde la concepción de una idea hasta la producción en serie, este proceso abarca una serie de etapas y emplea una variedad de herramientas y tecnologías. Y puede durar meses.
- Briefing: todo comienza con una reunión entre las personas implicadas para el proyecto, donde se establecen los objetivos del vehículo, como el segmento de mercado, características técnicas, presupuesto y plazo de lanzamiento. También se estudian los vehículos similares existentes para identificar fortalezas, debilidades y oportunidades.
- Diseño conceptual: los diseñadores crean bocetos a mano o utilizando software CAD para expresar las primeras ideas sobre la forma, proporciones y estilo del vehículo. Se construyen modelos a escala para visualizar el diseño en tres dimensiones y evaluar las proporciones y la estética.
- Diseño en 3D: se utilizan programas CAD avanzados para crear modelos 3D detallados del vehículo, tanto del exterior como del interior. Una vez tenemos el diseño en CAD, se realizan simulaciones por ordenador para analizar el comportamiento aerodinámico, estructural y de seguridad del vehículo. También se emplearán túneles de viento con modelos a escala, y bancos de pruebas como la Dyno, es decir, modelos de motor con un solo cilindro para comenzar a probar su funcionamiento.
- Modelo de arcilla: en esta etapa se construye un modelo a tamaño real del vehículo utilizando arcilla para refinar las superficies y evaluar las proporciones. Esto servirá para ver el impacto que causa el diseño en un grupo de personas seleccionado, proporcionando un feedback para modificar algunos detalles si hiciera falta.
Entre el software más empleado tenemos programas como SolidWorks, Autodesk AutoCAD, Alias, CATIA, ANSYS, Abaqus, Fluent, etc. También se pueden emplear otras técnicas más nuevas para el prototipado rápido como la impresión 3D.
Equipo de desarrollo e ingeniería: Prototipo, primeras pruebas y planificación de la producción
Ahora es cuando llega se construye un prototipo funcional para realizar pruebas de conducción y evaluar el rendimiento, la comodidad y la seguridad. En función de estas primeras pruebas se realizan ajustes al diseño en función de los resultados de las pruebas. Aquí el equipo de pruebas trabajará mano a mano con el equipo de diseño e ingeniería para tratar de pulir todos los problemas o detalles a mejorar de cara a la producción en masa y el producto final.
Gracias a todo este trabajo se podrá corregir el diseño inicial, simplificar y abaratar la producción, y obtener un mejor producto final. Además, podrá sentar las bases para futuras generaciones de ese mismo modelo, ya que todo ello servirá como base, y tan solo habrá que modificar el diseño, y las motorizaciones.
Por otro lado, es importante planificar cómo debe ser la producción para que resulte lo más productiva, eficiente y barata posible. Para ello, se estudian todos los componentes o elementos que componen el coche, tanto del interior, como del exterior, así como el motor. Y se determinarán proveedores de materias primas o piezas ya fabricadas, es decir, qué se fabricará en casa o se comprará a proveedores, además de planificar los pasos y procedimientos de la cadena de montaje. Es importante también elegir los materiales que se van a utilizar, como el acero, aluminio, fibra de carbono, plástico, composites, etc.
Montaje manual vs cadena de montaje
La producción de coches ha evolucionado significativamente a lo largo de los años, pasando de métodos artesanales a sistemas de producción en masa altamente eficientes y con cada vez más automatismos y robots. Pese a eso, aún existen algunas marcas de lujo o de coches más artesanales que siguen usando métodos más manuales, sin demasiadas máquinas. Por ejemplo, marcas como las de algunos súper-deportivos o como Rolls Royce, etc., donde todo se mima mucho más y se hacen por encargo a gusto del cliente.
Fabricar de forma manual permite crear mayor exclusividad en cada unidad construida, y cuidar mucho más los acabados y detalles. Pero también cuesta bastante más, tiene una baja producción o se tienen que esperar largos periodos de tiempo para conseguir el coche, etc. En cambio, en las cadenas de montaje más industrializadas, en las que me centraré aquí, todo es mucho más rápido, permite producir unidades en masa, reducir costes y conseguir mayor homogeneidad en los acabados. Sin embargo, permite menor personalización.
También hay que decir que no solo se construyen algunas marcas y modelos de forma más manual por ser más exclusivos, también se hace por el bajo número de unidades que se lanzan, lo que haría demasiado costoso invertir y mantener una gran factoría como las de producción masiva…
Proveedores del material de inventario y Almacén
El almacén de una fábrica de coches es una de las partes más importantes, donde llegan a diario camiones cargados de piezas necesarias para la fabricación y donde se almacenan otras miles de ellas para mantener un suministro constante con todo lo que se compra a los proveedores y así garantizar que la cadena de producción no se detenga. Allí puede haber desde partes electrónicas, hasta planchas de metal, pasando por tuercas, etc.
Estos almacenes son bastante grandes y complejos, muchos usan sistemas de automatización de almacenamiento y recuperación para optimizar su gestión, como los AS/RS. También se deben mantener unas condiciones de temperatura y humedad adecuadas para evitar que se estropeen los componentes almacenados más sensibles.
La gestión del inventario en una fábrica de automóviles se basa en principios de eficiencia y precisión. Los sistemas de gestión de almacenes (WMS) son fundamentales para el control de las existencias, la planificación y anticipación de la demanda, la gestión de los proveedores, control de calidad para detectar lotes de piezas defectuosas y descartarlos, evitar la obsolescencia o desperdicio, etc. Para esta gestión se pueden emplear varios métodos, como el famoso Just-in-Time por el que operan la mayoría de las fábricas.
Los almacenes son piezas de ingeniería muy complejas, con sistemas de identificación RFID, robots móviles autónomos o AMR, y ahora también con la llegada del IoT y la IA, para la industria 4.0.
Zona de estampado y corte
La fabricación de los componentes de un automóvil combina varias técnicas para conseguir todos los componentes que se necesitan, y en muchos casos pueden no encontrarse dentro de la misma factoría que fabrica los coches, sino en otra fábrica independiente perteneciente a la marca o de un tercero que usan como proveedor.
En esta sección se fabrican todos los elementos o piezas básicas que se emplearán para el vehículo mediante métodos de estampado en planchas de metal para la carrocería, o curvando metales para crear estructuras para el chasis, etc. También puede haber procesos de fundición y forjado si es necesario para partes como el bloque motor, etc. Las máquinas de mecanizado CNC (fresado, taladrado, torneado, corte,…) también son bastante populares para fabricar desde tuercas y tornillos, hasta engranajes, pasando por otros elementos como ejes, a partir de bloques de metal que se «esculpen».
La fabricación aditiva para los plásticos e incluso para los metales también son cada vez más frecuentes, usando impresoras 3D para producir piezas que son demasiado complejas para ser fabricadas por mecanizado. Otros procesos empleados pueden ser los de inyección, moldes, extrusión, temple, tratamientos superficiales como el pulido, imprimaciones para que mejore la adherencia de la pintura, el anodizado, el galvanizado mediante baños químicos, electroforesis, limpieza y desengrase, etc.
Las piezas fabricadas se ensamblan para formar componentes más grandes y complejos (p.e.: pistones, puertas, capó, escape,…). Este proceso puede ser manual o automatizado, utilizando robots y herramientas especiales. Así mismo, en cada etapa del proceso de fabricación, se realizan inspecciones de calidad para garantizar que las piezas cumplan con las especificaciones. Se utilizan herramientas de medición y equipos de prueba para verificar dimensiones, tolerancias y propiedades materiales.
Zona de ensamblaje y soldadura del chasis-carrocería
Otra de las zonas más destacadas de una fábrica de coches es en la que se ensambla el chasis y la carrocería, además de interiores y demás elementos necesarios,. Para estos procesos se suele usar una combinación de robots y personal. Los robots se suelen encargar de las tareas más repetitivas, como las soldaduras por puntos o láser, el atornillado, etc.
Los robots también se suelen encargar del proceso de pintura, mediante baños en piscinas del chasis íntegro o pulverizando partes. Sea como sea, se dará una capa base de pintura, y luego una capa de color, así como un barniz o capa que protege y da brillo en los acabados que no son mate. Todo esto se hace bajo el principio del aplicado de partículas de pintura cargadas y chasis unidos también a una carga, para evitar desperdicio de pintura y que se reparta más uniformemente.
Los operarios, en cambio, se encargarán de unir otras partes como las puertas, el interior, vidrios, capó, puerta del maletero, parachoques, el cableado y electrónica del coche, uniones de sellado para evitar la entrada de agua, etc. También se montarán otros sistemas como la suspensión, frenos, ruedas, etc.
Zona de montaje del motor
Mientras tanto, en otra fábrica o en la misma, pero en distinta zona, se ensambla la mecánica del vehículo, es decir, el motor, la transmisión y caja de cambios, etc. Este proceso sí que suele hacerse más por personas en cadenas de montaje en la que cada operario se encarga de una tarea o parte, mediante un trabajo repetitivo y con las herramientas adecuadas y calibradas para dar la fuerza y precisión necesaria.
Para este proceso se realizan los siguientes pasos:
- Ensamblaje del bloque motor: se inicia con el bloque del motor, que es la base sobre la que se ensamblarán los demás componentes. También se instalará el cigüeñal, que convierte el movimiento lineal de los pistones en movimiento rotatorio, se instala en el bloque y se alinea con precisión. Luego las bielas se conectan al cigüeñal por un extremo y a los pistones por el otro. Los pistones se introducen en los cilindros del bloque.
- Culata y válvulas: se coloca una junta de culata entre el bloque y la culata para garantizar un sellado hermético. También se montan las culatas o uniones del bloque, las válvulas de admisión y escape, los árboles de levas, etc., todo unido de forma correcta con pernos.
- Sistema de lubricación: también se comienzan a instalar otros elementos esenciales, como la bomba de aceite y los conductos del aceite.
- Sistema de enfriamiento: después se instala la bomba de agua, encargada de hacer circular el líquido refrigerante por el motor y otros elementos necesarios como el termostato, y circuito del refrigerante.
- Sistema de admisión y escape: siguiendo con el proceso, ahora se conecta el colector de admisión al motor, por donde entra el aire y el combustible. También se conecta el colector de escape al motor, por donde salen los gases de combustión.
- Sistemas auxiliares: luego vendrán otros sistemas auxiliares como el distribuidor de combustible, inyectores, caja de cambios y transmisión, etc.
- Pruebas: se realizarán pruebas básicas para comprobar la estanqueidad y que no existan fugas de aceite o refrigerante, que también se agregará al motor. Incluso se puede encender para probar que funciona correctamente. Luego se somete a una limpieza final para eliminar residuos o grasas.
Zona de ensamblaje general
En una de las últimas etapas de la fábrica, la que está más próxima al final, ya que estas fábricas son como el recorrido de IKEA, pasando por distintas etapas, ahora se montará el motor en el chasis y se atornillará. Para mover la unidad pesada se emplea una grúa operada por una persona, y luego se realizarán los ajustes y atornillado correspondiente.
Al final de todo, se colocan las ruedas o neumáticos. Y el coche ya estará listo para salir de la cadena de montaje…
Prueba y conservación
El coche suele caer ahora en manos de otro trabajador que se encarga de arrancarlo previamente haber llenado un porcentaje del tanque de combustible, probar que todo funciona correctamente ahora que está integrado, y lo saca a dar una vuelta para finalmente aparcarlo en una gran zona junto a la fábrica donde se disponen todos los coches terminados. Algunas partidas también pueden probarse de forma más profunda para descartar problemas de fabricación en lotes, certificar y conseguir cumplir con las normas y estándares para vender el vehículo, como los crash tests de Euro NCAP, etc.
Transporte
Una vez se demandan modelos de este coche, se montarán en un camión para enviarlos a donde se necesite. Durante este viaje, se les ponen a los coches unos tacos en las suspensiones (que habrá que retirar, ya que algunos no lo hacen y el cliente no se da cuenta, creyendo al principio que pueda tratarse de un problema de rigidez o dureza de las suspensiones…) para que no se muevan demasiado durante el proyecto, además de ser adecuadamente anclados al camión para asegurarlos. Así llegarán hasta los distintos concesionarios. Y, en caso de ir para otros mercados más alejados, también se pueden enviar en trayecto marítimo, en grandes cargueros.
En función de la demanda de cada momento, la fábrica se adaptará al ritmo de producción necesario, ya que no es bueno tener demasiado stock, ni tampoco hacer esperar demasiado a los clientes que quieren comprar un coche. Por tanto, siempre hay un feedback con la fábrica. Incluso cuando el coche ya está en manos del propietario final, también se pueden detectar fallos de fábrica que no se han conocido antes, y por los que muchos fabricantes se ven obligados a arreglar el problema y hacerse cargo de los costes.
Curiosidades
Ese aroma característico que invade el interior de un coche recién salido de fábrica es una mezcla compleja de compuestos orgánicos volátiles (COV). Y, aunque puede ser extremadamente agradable, lo cierto es que los COV no son demasiado convenientes para la salud respiratoria, por lo que se aconseja ventilar bien el coche. Estos COV provienen de los plásticos usados, las pinturas, los textiles, así como pegamentos o adhesivos que se puedan haber empleado para el ensamblaje del interior.
Además, es posible que junto con el olor también te hayas percatado de otra cosa, y es de una grasa espera que a veces puede salir por algunos orificios de la carrocería, como por ciertos agujeros de las puertas, etc. Pues bien, esto no es ningún problema, simplemente es una protección anticorrosiva que le suelen añadir, y que con el calor o con el tiempo, pueden ir saliendo. Se pueden limpiar sin problema usando jabón o desengrasante, no se trata de ninguna fuga ni nada roto, así que, tranquilo…
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