Planificación digital ecológica en la nueva fábrica de coches eléctricos de Porsche

En septiembre de 2019, Porsche inauguró su fábrica más compleja hasta la fecha, destinada a producir su primer automóvil deportivo completamente eléctrico: el Taycan. La marca alemana se sirvió de la planificación digital de fábricas para erigir en Stuttgart, su ciudad natal, una planta de impacto cero en la cual unos sistemas de transporte sin conductor contribuyen a maximizar la flexibilidad.

Los desafíos a los que se enfrentó la planificación de la fábrica comenzaron con el emplazamiento en sí, ubicado en una escarpada zona urbana bordeada de frutales. “Estos huertos están protegidos —indica Till Moczarski, jefe de proyecto para la planificación digital de Porsche—. Están en un terreno elevado que atraviesa Stuttgart donde no puedes construir nada que sobresalga de las colinas en sí; de lo contrario, afectaría al flujo del aire en la hondonada”.

Estos impedimentos naturales a la construcción obligaron a Moczarski y a su equipo de planificación a ser creativos a la hora de proyectar la nueva planta de montaje en el distrito de Stuttgart conocido como Zuffenhausen. Las nuevas instalaciones debían incluir tres pisos y un sótano, donde se ubicarían todos los sistemas tecnológicos del edificio.

“Para evitar excedernos en costos y tiempos, terminamos levantando el edificio en paralelo con la ventilación y los sistemas de calefacción, aspersores y eléctrico, e incluso con los propios sistemas destinados al montaje de los vehículos —explica Moczarski, que apunta que al día siguiente de instalarse las placas calefactoras ya estaban en la obra los trabajadores encargados de las estructuras de acero—. Tuvimos que encargarnos de todo, de qué hacer, dónde y cuándo, por adelantado. No habríamos podido hacerlo sin salvaguarda digital: es imprescindible comprobar los conflictos por adelantado en un ordenador”.

No hay nada, ni robot industrial ni papelera, que no esté aprobado previamente en la pantalla de Moczarski. Hasta el último detalle de la fábrica está integrado en el modelo de planificación integrada de Autodesk Navisworks, creado por Moczarski mucho antes de que se colocara la piedra angular del edificio. Moczarski basó su modelo en una escena de Autodesk Revit, creada por la empresa de ingeniería arquitectónica RSE y en la que se muestran tanto el edificio como sus sistemas tecnológicos.

“Trabajando sobre el modelo, todos los diseñadores, proyectistas y proveedores hablan el mismo idioma: es como una especie de sinfonía en la que las personas se reúnen y todo va encajando —afirma Moczarski, a quien se le podría describir como el compositor y el director de la orquesta al mismo tiempo. Es alguien que aprecia la atención por los detalles y describe el modelo de coordinación como “exactamente igual al edificio real”.

Por poner un ejemplo: los proveedores envían diseños para elementos tales como los dispositivos de transporte en Autodesk Inventor. Estos han de coincidir en un 100 % con el edificio del modelo —creado con BIM en Autodesk Revit y AutoCAD— que utilizan los contratistas. Para evitar conflictos con el vehículo real de la cadena de montaje y con las diferentes máquinas de la fábrica, Moczarski reproduce todos los componentes, hasta el más pequeño, en el modelo. Mientras que siempre pueden eliminarse detalles si resultan ser innecesarios, añadirlos más adelante no es tan fácil. “El 90 % de los errores ocurren en la fase de planificación, y es ahí cuando hay que eliminarlos”, asevera.

Moczarski lleva desde 1997 trabajando asiduamente en 3D con aplicaciones de Autodesk. En sus inicios, transfería los dibujos de tinta que le enviaban los diseñadores a un dibujo 3D en un ordenador. Al preguntarle si aprendió a utilizar el software en la universidad, responde con un guiño: “Les enseñé yo”.

El mayor proyecto de construcción de Porsche

La nueva fábrica del Taycan es el proyecto de construcción de mayor escala de Porsche desde la fundación de la empresa en Stuttgart hace 70 años. El edificio, una nueva “fábrica dentro de una fábrica”, se construyó en apenas unos meses. La planta en la que se ubican las instalaciones de montaje es capaz de soportar casi tres toneladas por metro cuadrado en toda su extensión, y el techo sobrepasa los ocho metros. Los pilares miden algo más de un metro de ancho, y el aire se renueva por completo cuatro veces por hora en todo el edificio.

“Con 30 años de experiencia en el sector de la automoción, he tenido la oportunidad de dominar muchas cosas —afirma Albrecht Reimold, director de producción y logística de Porsche—. Pero el mayor desafío al que me he enfrentado ha sido integrar nuevas tecnologías y procesos en una nueva fábrica para maximizar resultados”.

En materia de procesos, las instalaciones se guían por metodologías de fabricación ágil. Y las nuevas tecnologías se refieren, principalmente, a los sistemas de transporte sin conductor que desplazan los coches por el interior de la fábrica, además de transportar herramientas y equipo de un punto a otro. No hay cadenas de montaje tradicionales en la fábrica del Taycan. La producción avanza en “cadenas flexibles” que pueden moverse por toda la fábrica. Se dirigen mediante códigos QR en el suelo y espejos instalados en pilares y muros, lo cual permite más flexibilidad tanto para la producción como para la arquitectura de las instalaciones.

Esto convierte a Porsche en uno de los primeros fabricantes de automóviles del mundo en introducir sistemas en serie de transporte sin conductor en el flujo de producción, con el consiguiente ahorro económico. “Es un paso de gigante hacia delante”, asegura Moczarski. La tecnología de cintas transportadoras garantiza un flujo de producción que ha dejado atrás la rigidez y puede responder a las exigencias de los recursos operativos. Moczarski describe la interacción de los sistemas de transporte sin conductor como un “salón de baile”. Los nuevos procesos se prueban en una simulación de realidad virtual con Autodesk VRED.

Fábrica 4.0: sostenible, flexible e inteligente

La fábrica está considerada además como de “impacto cero” medioambiental, de lo cual Porsche se enorgullece especialmente. Y no se trata solo del balance general de emisiones de dióxido de carbono: la fábrica se diseñó con un enfoque holístico a aspectos medioambientales que incluyen el consumo de recursos, la gestión de residuos y la movilidad en todo el centro. La fábrica cuenta además con un tejado verde y sistemas fotovoltaicos. La energía eléctrica procede de recursos renovables, y las centrales que generan energía eléctrica y térmica a base de biogás aportan calor y electricidad extra.

Moczarski disfruta enseñando la fábrica a la gente. Al final de su visita guiada, un robot que transporta material frena y pita. Moczarski aparta al grupo de visitantes y el robot reemprende su camino. La sala de montaje sigue funcionando, tal y como está planeado. Moczarski concluye: “Mucha gente subestima lo útil que es el modelo de coordinación digital de cara al futuro. No es solo la base de la planificación; nos acompañará a lo largo de toda la vida del edificio”.