Käsitsi materjalide käsitlemine on väsitav ja aeglane: kuidas tootmisettevõtted saavad odavalt moderniseeruda?

Tööstuslikus tootmisel ei pärine paljud efektiivsuse probleemid sageli töötlemise seadmetest ise. Nad ilmnevad sageli lihtsalt üle vaadatavas piirkonnas: materiavoolus.

Detailid liiguvad laost töökohale, montaazhilt kontrollile ja seejärel kontrollilt saatmisele. See võib näida lihtsat asja – esemete liigutamist ühest kohast teise – kuid kui sagedus on kõrge, kaugus pikk ja koorma raske, muutub materjalide käsitlemine peidetud takistuseks tootmisritmikus.

Käsitsi käsitsemine ei võta ainult töötajate aega, vaid katkestab ka nende juba tehtavat tööd. See kehtib eriti raskete paletide, materjalikastide ja pooltoodete kohta. Kui need ülesanded sõltuvad käsitsi tõukuritest, kandmisest ja pikkadest ootamisperioodidest, võivad tekkida kolm probleemi:

Esiteks muutub tootmisrütm ebastabiilseks.

Materjalide saabumine sõltub sageli personali ajastusest ja sellest, kui kiiresti kohal reageeritakse.

Teiseks suureneb töötajate koormus.
Korduv käsitsemine, pikkade vahemaade läbimine jalgsi, painutamine, materjalide tõstmine ja asetamine suurendavad kõik väsimust ja võivad mõjutada ka kohaliku ohutust.

Kolmandaks muutub kohalik juhtimine vähem läbipaistvaks.
Kus materjalid asuvad, kas töötlemine on lõpetatud ja kas neid saab edasi viia järgmisesse protsessi – kõik need küsimused nõuavad selgeid registreerimisi. Süsteemse jälgimiseta võivad lihtsalt tekkida ootamine, kuhjumine ja korduv kinnitus.

Seega ei ole materjalivoo optimeerimine lihtsalt inimeste asendamine seadmetega. See tähendab tootmisprotsessi muutmist olukorrast „inimesed otsivad materjale ja materjalid ootavad inimesi“ olukorrasse, kus „materjalid liiguvad rütmis ja seadmed ühendavad protsesse proaktiivselt.“

1. Madala maksumusega automaatika ei tähenda madala tasemega automaatikat

Paljude ettevõtete esimene reaktsioon sõnale automaatika on suur investeering, pikk rakendusperiood ja keeruline renoveerimine.

Tegelikus tootmises ei vaja aga iga protsess keerulist ja kallist täispõhjalikku teisendust. Materjalide edastamine, töökohaga ühendamine, materjalikastide ajutine hoiustamine ja pooltoodete ringlus on eriti sobilikud madala maksumusega automaatika lähenemisele.

Madala kuluga automaatika tuum ei ole süsteemi võimalikult keerukaks muutmine. Pigem tuleks mehaaniliste struktuuridega lahendatavad probleemid lahendada mehaaniliste struktuuridega, samas kui kontrollisüsteemi koordineerimist nõudvad küsimused tuleb lahendada andurite, tarkvara ja juhtimissüsteemide abil.

Näiteks materjalikastide edastamise ja ajutise ladustamise puhul saab kasutada rulliradasid, kaldstruktuure, positsioneerimismehhanisme ja moodulipõhiseid töökohti, et materjalid liiguksid osaliselt gravitatsiooni mõjul. See vähendab keerukate aktuaatorite, näiteks mootorite ja silindrite, vajadust ning alandab ka hilisemat hoolduslikkust.

Kuid madala kuluga automaatika ei tähenda elektrisüsteemide täielikku puudumist. Kui süsteem peab kindlaks tegema, kas töökoht on täielikult täidetud, kas materjalid on täitnud nõutava ladustusaja või kas AGV/AMR saab sõita dokkimiskohale, on vajalikud andurid ja digitaalsüsteemid.
Tõeliselt tõhus lahendus on sageli mehaaniliste konstruktsioonide, gravitatsioonilise transpordi, mobiilsete robotite ja informaatikasüsteemide kombinatsioon.

2. Käsitsi käsitsemiselt automaatsesse voolu – võtmeks on töökohtade ühendamine

Traditsioonilistes tehastes liiguvad materjalid tavaliselt eraldi etappides.

Ladu haldab üks inimeste rühm, montaaž teine, kontroll kolmas ja saatmine veel üks eraldi osakond. Iga protsess võib omaette normaalselt toimida, kuid protsesside vaheline ühendus sõltub sageli ikka veel käsitsi käsitsemisest.

Selle tulemusena võib iga töökoht näida suhteliselt tõhusana, kuid kogu protsess ei tööta siiski sujuvalt.

Automaatse materjalivoo väärtus seisneb nende eraldatud punktide ühendamises.

Täielik materjalivoo lahendus koosneb tavaliselt mitmest osast:

Ladu materjalide hoiustamiseks ja ajutiseks puhverdamiseks.
Automaatsed töökohtade materjalide tarnimiseks, ajutiseks hoiustamiseks ja tagasitoomiseks.
Rullirajad või transportstruktuurid materjalikastide ja paletite väikese takistusega liikumiseks.
AMR-id või AGV-d automaatseks transpordiks erinevate alade vahel.
Sensorid ja juhtimissüsteemid töökohtade oleku tuvastamiseks, transporditööde määramiseks ja materjali teabe registreerimiseks.

Selle tulemusena ei sõltu materjalid enam sellest, et keegi liigutab neid ajutiselt käsitsi, vaid nad liiguvad automaatselt järgmisele protsessietapile etteantud töövoogu järgi.

Näiteks võib mobiilne robot võtta materjali ladustust ja kohale toimetada montaažitöökohale. Pärast monteerimise lõpetamist viiakse kandja järgmisele protsessietapile. Pärast kontrolli või kõvendamist tagastatakse see ladustusse või suunatakse saadetise alasse.
Selle protsessi käigus ei kuluta töötajad enam palju aega materjalide käsitlemisel, vaid saavad keskenduda monteerimisele, kontrollile, seadistamisele ja muudele tegelikult väärtust loovatele ülesannetele.

3. Modulaarsed alumiiniumprofiliid on oluline alus madala kuluga automatiseerimisele

Sellise materjalivoolu lahenduse puhul mängivad alumiiniumprofiilid sageli väga olulist rolli.

Põhjus on lihtne: odav automaatika ei ole ühekordne fikseeritud projekt. Seda tuleb pidevalt kohandada tegeliku tootmispaiga tingimustele.

Täna võib töökoja kõrgus olla 750 mm. Homseks võib teise materjalikasti kasutamisel juhtiva struktuuri kohandada vajada.
Hetkel võib toitmine toimuda käsitsi. Hiljem, kui lisatakse AMR-i dokkimine, tuleb ette näha paigutus- ja sissejuhtimisruum.
Kui praegune tootmisteemperatuur pole kõrge, võib lihtne puhverdamine olla piisav. Kui võimsus hiljem suureneb, võib olla vaja rohkem rulliradasid, peatuse mehanisme ja kaitsestruktuure.

Kui kõik ehitatakse keevitatud terasraamidest, siis hilisemad muudatused lähevad kalliks.
Tööstuslikud alumiiniumprofiliid, siiski, pakuvad selgeid eeliseid: kerge konstruktsioon, kõrge tugevus, kiire paigaldus ja lihtne regulaarne kohandamine. Neid saab kasutada ka nurkliitmete, ühendustega, rattaga jalatugedega, uksplaadidega, kaitseplaatidega, rulliradadega ja muude lisaseadmetega, et kiiresti kokku panna töökohtade, materjaliraamatu, kergete sõidukite, ajutiste ladustusraamatu ja automaatse varustuse raamistikud.

Materjalivoolusüsteemi puhul ei kasutata alumiiniumprofileid ainult raami ehitamiseks. Nad on osa täielikust automaatsest liidest.

Nad peavad kandma kaupade kaalu, samal ajal tagades dokkimise täpsuse.
Nad peavad kohanduma paigalduskoha plaanile, samas jäädes hilisemaks hooldamiseks lihtsasti ligipääsetavaks.
Nad peavad töötama mehaaniliste konstruktsioonidega ning reserveerima kohad sensoritele, piiriseadmetele, pidurdusseadmetele, uksplaatidele, kaitsele ja muudele funktsioonidele.

Seetõttu isegi näiliselt lihtne materjaliraamat või töökoht kontrollib tegelikult struktuurilise disaini, paigalduskoha rütmide ja rakendussituatsioonide üldist mõistmist.

4. Tegelik tõhususe paraneb vähema ootamise, vähema käsitlemisega ja vähemate katkestustega

Paljud ettevõtted rakendavad automaatikat, keskendudes sageli ainult seadmetele ise: kas korraldusauto sõidab piisavalt kiiresti, kas robotkäsi on kallis või kas transpordilind on piisavalt pikk.

Tegelikus tootmises on aga olulisem, kas protsess on pidev.

Hea materjalivoolu lahendus peaks saavutama järgmist:

Materjalid ei kogune kokku.
Töökohad ei ole tühi.
Töötajad ei lähe korduvalt oma töökohalt materjalide liigutamiseks.
Süsteem teab iga kandja praegust olekut.
Seadmed saavad stabiilselt ühenduda teiste seadmetega, mitte sõltuda iga kord manuaalsest kohandamisest.

Kui need probleemid on lahendatud, muutub tootmisalal toimuv väga selgeks:

Töötajad kulutavad vähem füüsilist energiat ja töötavad stabiilsemalt.
Materjalivool muutub selgemaks ja kohapealne juhtimine lihtsamaks.
Tootmisrütmi saab paremini reguleerida ja ootamise aeg väheneb.
Tulevased laiendused muutuvad lihtsamaks, ilma et iga kord tuleks kõik alustada nullist.

See on ka madala kuluga automatiseerimise kõige väärtuslikum osa. Eesmärk ei ole ühe korraga ehitada kõrgtehnoloogiline inimeseta töökoda, vaid alustada kõige valu- ja kõige sagedasemate ning kõige suurema jäätme tekitavate protsessidega.

Alustage ühe materjaliraamuga, ühe töökohaga, ühe rulliraja lõiguga või ühe transportimismarsruudiga.
Kui materjalivool muutub sujuvaks, siis tootmiskoha efektiivsus avaneb järk-järgult.

5. Tootmise moderniseerimine ei pea alustama suurtest projektidest

Paljude väikeste ja keskmise suurusega tootmisettevõtete jaoks ei ole praktikas automatisatsiooni kõige sobivam tee ühekordne täielik elluviimine, vaid etappide kaupa tegutsemine.

Etapp 1: tuvastage kohapealsed kõige sagedasemad transportimismarsruudid.
Milliseid materjale tuleb iga päev üle kanda? Millised töökohad ootavad sageli materjale? Millised protsessid nõuavad kõige rohkem tööjõudu?

Samm 2: Määrake kindlaks, milliseid toiminguid saab asendada mehaaniliste konstruktsioonidega.
Näiteks saab sageli saavutada ajutise ladustamise, libistamise, juhtimise, positsioneerimise ja ajutise hoiustamise rulliradade, alumiiniumprofiilistest töökohtadest ja lihtsatest mehhanismidest.

Samm 3: Seejärel kaaluge, kas on vajalikud mobiilsed robotid või transpordisüsteemid.
Kui risttsoonide vahelist materjalitöötlust teostatakse sageli, on kaugus suur ja tsükkel suhteliselt stabiilne, siis saab ühenduse loomiseks kasutada AMR-id (autonoomseid mobiilseid robotid), AGV-id (autonoomseid juhtimata sõidukeid) või konveerijooned.

Samm 4: Reserveerige tulevaseks laiendamiseks ruumi.
Töökoha kõrgus, materjalikastete suurus, sensorite paigaldusasukohad, kaitseukste konstruktsioon ja hooldusläbilaskeid tuleb ette näha, et hiljem mitte korduvalt muuta.

Automaatika ei ole mõeldud konkreetse inimese asendamiseks. Selle eesmärk on muuta tootmispaiga tegevus stabiilsemaks, vabastada töötajad korduvatest käsitlusülesannetest ja selgemaks muuta tootmisrütmi.

Kohustuslik väljaandmine

Tehastes tuleb tõhususe parandamine sageli mitte ühest kallist seadmest, vaid protsessi üksikasjade uuesti korraldamisest.

Kuidas materjalid saabuvad, kuidas nad liiguvad, kus nad peatuvad, millal nad sisenevad järgmisesse protsessi, kes määrab nende staatuse ja kuidas seadmed ühenduvad teiste seadmetega – need näiliselt tavalised küsimused otsustavad, kas tootmispaik on tegelikult tõhus.

Madala kuluga automaatsuse väärtus seisneb materjalivoo sujuvamas tagamises kergemini kohandatava, paindlikuma ja tootmispaigale orienteeritumana viisil.

Automaatse varustuse raamide, konveerorite liinide, töökohtade materjaliraamatu, rulliradade konstruktsioonide ja tööstusliku alumiiniumprofiiliga rakenduste puhul on tulevikus tähelepanu keskmes mitte ainult konstruktsiooni ehitamine, vaid ka selle tegelik osalemine tootmisrütmis ning selle muutmine osaks nutikast tootmisalast.