A kézi anyagmozgatás fárasztó és lassú: Hogyan tudják a gyártóüzemek alacsony költséggel modernizálni működésüket?

A gyártóüzemekben számos hatékonysági probléma nem a feldolgozó berendezésekből ered. Gyakran egy könnyen figyelmen kívül hagyott területen jelentkeznek: az anyagáramlásban.

Az alkatrészek a raktárból a munkaállomásokra, az összeszereléstől az ellenőrzésig, majd az ellenőrzéstől a szállításig mozognak. Egyszerűnek tűnhet, hogy csak tárgyakat kell áthelyezni egyik helyről a másikra, de ha a gyakoriság magas, a távolság hosszú, és a terhelés nagy, az anyagmozgatás rejtett akadályként jelentkezik a termelési ritmusban.

A kézi anyagmozgatás nemcsak lekötötte a dolgozók idejét, hanem megzavarja az általuk éppen folyamatban lévő munkát is. Ez különösen igaz a nehéz palettákra, anyagdobozokra és félig kész munkadarabokra. Amikor ezeket a feladatokat kézi kocsik, hordozás és hosszú várakozási idők segítségével végzik el, három probléma valószínűleg fellép:

Először is, a gyártási ritmus instabil lesz.

Az anyagok érkezése gyakran a személyzet ütemezésétől és attól függ, hogy milyen gyorsan reagál a helyszín.

Másodszor, a dolgozók munkaterhelése növekszik.
A többszöri anyagmozgatás, a hosszú távú sétálás, a lehajolás, a felemelés és az anyagok elhelyezése mind növeli a fáradtságot, és negatívan befolyásolhatja a helyszíni biztonságot is.

Harmadszor, a helyszíni vezetés kevesebb átláthatóságot nyújt.
Hol vannak az anyagok, befejeződött-e a feldolgozásuk, és át tudnak-e kerülni a következő folyamatra – mindezek olyan kérdések, amelyekre egyértelmű nyilvántartás szükséges. Rendszeres nyomon követés hiányában könnyen előfordulhat a várakozás, a felhalmozódás és a többszörös megerősítés.

Ezért az anyagáram optimalizálása nem csupán az emberek berendezésekkel való helyettesítését jelenti. A gyártási folyamat megváltoztatásáról van szó: a „munkások keresik az anyagokat, és az anyagok várakoznak az emberekre” helyett a „ritmus szerint mozgó anyagok és a folyamatokat aktívan összekapcsoló berendezések” irányába.

1. Az alacsony költségű automatizáció nem jelenti az alacsony színvonalú automatizációt

Amikor sok cég hallja az automatizáció szót, első reakciójuk a magas beruházás, a hosszú bevezetési időszak és a nehéz átalakítás.

A tényleges gyártás során azonban nem minden folyamat igényel egy bonyolult és drága teljes vonalátalakítást. Az anyagok szállítása, a munkaállomások összekapcsolása, az anyagdobozok ideiglenes tárolása és a félig kész termékek keringtetése különösen alkalmas az alacsony költségű automatizációs megközelítésre.

A költséghatékony automatizáció lényege nem az, hogy a rendszert a lehető legbonyolultabbá tegyük. Ehelyett a mechanikus szerkezetekkel megoldható problémákat mechanikus szerkezetekkel kell megoldani, míg a vezérlőrendszerrel koordinált feladatokat érzékelők, szoftverek és irányítórendszerek kezelnek.

Például anyagdobozok szállítása és pufferelése során hengerpályák, lejtős szerkezetek, pozicionáló mechanizmusok és moduláris munkaállomások segítségével részben gravitációs elv alapján mozgathatók az anyagok. Ez csökkenti a bonyolult meghajtók – például motorok és hengerek – szükségességét, valamint későbbi karbantartási nehézségeket is csökkent.

A költséghatékony automatizáció azonban nem jelenti azt, hogy egyáltalán nem használnak elektromos rendszereket. Amikor a rendszernek el kell döntenie, hogy egy munkaállomás teljesen betöltött-e, az anyagok elértek-e a szükséges tárolási időt, vagy egy AGV/AMR beléphet-e a dokkolási pontba, érzékelőkre és digitális rendszerekre van szükség.
Egy igazán hatékony megoldás gyakran a mechanikus szerkezetek, a gravitációs szállítás, a mobil robotok és az információs rendszerek kombinációja.

2. A kézi kezeléstől az automatikus folyamattá alakulás kulcsa a munkaállomások összekapcsolása

A hagyományos gyárakban az anyagok általában különálló szakaszokban mozognak.

A raktárt egy csoport dolgozó kezeli, az összeszerelést egy másik, az ellenőrzést egy harmadik, a szállítást pedig egy negyedik terület. Mindegyik folyamat önállóan is jól működhet, de a folyamatok közötti kapcsolat gyakran még mindig kézi kezelésen alapul.

Ennek eredményeként minden munkaállomás hatékonynak tűnhet, de az egész folyamat mégsem fut zavartalanul.

Az automatizált anyagáramlás értéke abban rejlik, hogy összeköti ezeket az elkülönült pontokat.

Egy teljes anyagáramlás-megoldás általában több részből áll:

Egy raktár az anyagok tárolására és pufferelésére.
Automatizált munkaállomások az anyagok szállítására, ideiglenes tárolására és visszajuttatására.
Görgős sínrendszerek vagy szállító szerkezetek anyagdobozok és raklapok alacsony ellenállású mozgatásához.
AMR-ek vagy AGV-k az egyes területek közötti automatikus szállításhoz.
Érzékelők és diszpécser rendszerek a munkaállomások állapotának azonosítására, a szállítási feladatok kiosztására és az anyagokkal kapcsolatos információk rögzítésére.

Ezáltal az anyagok már nem függenek attól, hogy valaki ideiglenesen kézzel mozgatja őket, hanem a megtervezett munkafolyamatnak megfelelően automatikusan belépnek a következő folyamatba.

Például egy mobil robot elszállíthatja az anyagokat a raktárból, és oda tudja szállítani őket a szerelőállomásra. A szerelés befejezése után a szállítóeszköz a következő folyamatra kerül. Az ellenőrzés vagy a keményedés után visszatér a raktárba, illetve a szállítási területre.
Ebben a folyamatban a dolgozók nem fordítanak nagy mennyiségű időt az anyagmozgatásra, hanem a szerelésre, ellenőrzésre, hibakeresésre és más, valóban értéket teremtő munkákra koncentrálhatnak.

3. A moduláris alumíniumprofilok alapvető fontosságúak a költséghatékony automatizáció számára

Ebben a típusú anyagáramlás-megoldásban az alumínium profil szerkezetek gyakran nagyon fontos szerepet játszanak.

Az ok egyszerű: a költséghatékony automatizálás nem egy egyszeri, rögzített projekt. A tényleges gyártóhelynek megfelelően folyamatosan módosítani kell.

Ma a munkaállomás magassága például 750 mm lehet. Holnap, ha más típusú anyagdobozt használnak, akkor az irányító szerkezetet esetleg módosítani kell.
Jelenleg az anyagellátás manuálisan történhet. Később, ha AMR-dokkolást vezetnek be, helyzetelemzésre és bevezetési térre is szükség lesz.
Ha jelenleg a termelési ütem nem magas, akkor egyszerű pufferelés is elegendő lehet. Amikor később nő a kapacitás, több görgős pálya, leállító mechanizmus és védő szerkezet szükséges.

Ha minden hegesztett acélvázakból készül, a későbbi módosítások költségesek lesznek.
Az ipari alumíniumprofilok azonban egyértelmű előnyöket kínálnak: könnyű szerkezet, nagy szilárdság, gyors telepítés és egyszerű beállítás. Ezeket sarokvasakkal, csatlakozókkal, kerekekkel, ajtópanelekkel, védőburkolatokkal, görgősínekkel és egyéb tartozékokkal együtt is lehet használni a gyors munkaállomás-, anyagraktár-, kocsi-, puffer-raktár- és automatizált berendezések vázának építéséhez.

Egy anyagáramlás-rendszerben az alumíniumprofilok nem csupán vázként szolgálnak. Az egész automatizálási felület részét képezik.

A termékek súlyát is el kell viselniük, miközben biztosítaniuk kell a pontos illesztést.
A telephely elrendezéséhez kell igazodniuk, ugyanakkor későbbi karbantartásuknak is egyszerűnek kell lennie.
Mechanikus szerkezetekkel együtt kell működniük, ugyanakkor helyet kell hagyniuk érzékelőknek, határvédelmi eszközöknek, leállítóknak, ajtópaneleknek, védőburkolatoknak és egyéb funkcióknak.

Ezért még egy látszólag egyszerű anyagraktár vagy munkaállomás is igényli a szerkezeti tervezés, a telephely ritmusa és az alkalmazási forgatókönyvek átfogó megértését.

4. A valódi hatékonyság-javulás a várakozások, a kezelés és a megszakítások csökkentéséből származik

Amikor sok cég automatizálást vezet be, gyakran csak a berendezésekre összpontosít: arra, hogy a kocsi elég gyorsan fut-e, a robotkar drága-e, vagy a szállítószalag elég hosszú-e.

A valós gyártási folyamatban azonban fontosabb, hogy a folyamat folyamatos legyen.

Egy jó anyagáramlás-megoldásnak a következőket kell elérnie:

Az anyagok nem halmozódnak fel.
A munkaállomások nem maradnak üresen várakozva.
A dolgozók nem hagyják ismételten munkahelyüket az anyagok mozgatására.
A rendszer ismeri minden szállító eszköz jelenlegi állapotát.
A berendezések stabilan kapcsolódhatnak egymáshoz, anélkül, hogy minden egyes alkalommal manuális beállításra lenne szükség.

Amint ezeket a problémákat megoldják, a gyártóhelyen bekövetkező változások nagyon nyilvánvalóvá válnak:

A dolgozók kevesebb fizikai energiát használnak fel, és egyenletesebben dolgoznak.
Az anyagáramlás átláthatóbbá válik, és a helyszíni vezetés egyszerűbbé válik.
A gyártási ritmus jobban szabályozhatóvá válik, és a várakozási idő csökken.
A jövőbeli bővítés is egyszerűbbé válik, nem kell minden alkalommal teljesen újraépíteni az egész rendszert.

Ez a low-cost automatizálás legértékesebb része. Célja nem egy nagyvállalati, teljesen embermentes gyártóüzem létrehozása egyetlen lépésben, hanem a legfájdalmasabb, leggyakoribb és legtöbb hulladékot eredményező folyamatokkal való kezdés.

Kezdjen egy anyagrakassal, egy munkaállomással, egy gördülőpálya-szakasszal vagy egy anyagmozgatási útvonallal.
Amint az anyagáramlás simává válik, a gyártóhely hatékonysága fokozatosan felszabadul.

5. A gyártás fejlesztése nem feltétlenül nagy projektekkel kezdődik

Sok kis- és közepes méretű gyártóvállalat számára a legpraktikusabb út az automatizálás felé nem az egyszerre történő teljes megvalósítás, hanem a fokozatos haladás.

1. lépés: Azonosítsa a helyszínen a leggyakoribb anyagmozgatási útvonalakat.
Mely anyagokat kell naponta átmozgatni? Mely munkaállomások várnak gyakran anyagra? Mely folyamatok igénylik a legtöbb munkaerőt?

2. lépés: Határozza meg, mely műveletek helyettesíthetők mechanikus szerkezetekkel.
Például a pufferelés, csúszás, irányítás, pozicionálás és ideiglenes tárolás gyakran elérhető gördülőpályákkal, alumíniumprofil munkaállomásokkal és egyszerű mechanizmusokkal.

3. lépés: Ezután értékelje, szükség van-e mobil robotokra vagy szállítórendszerekre.
Ha gyakori a kereszterületi kezelés, a távolság nagy, és a ritmus viszonylag stabil, akkor az összeköttetés érdekében AMR-eket, AGV-ket vagy szállítószelepeket lehet bevezetni.

4. lépés: Hagyjon helyet a jövőbeli bővítésre.
A munkaállomás magassága, az anyagdobozok mérete, a szenzorok rögzítési helyei, a védőajtók szerkezete és a karbantartási járatok mind előre figyelembe vehetők, hogy elkerüljék a későbbi ismételt módosításokat.

Az automatizálás nem egy adott személy helyettesítéséről szól. Arról van szó, hogy a gyártóhelyi műveleteket stabilabbá tesszük, felszabadítjuk a dolgozókat az ismétlődő kezelési feladatok alól, és világosabbá tesszük a gyártási ritmust.

Összegzés

A gyárakban az hatékonyság-javulás gyakran nem egy drága berendezésből ered, hanem a folyamat részleteinek újraszervezéséből.

Hogyan érkeznek be az anyagok, hogyan mozognak, hol állnak meg, mikor lépnek be a következő folyamatba, ki dönti el az állapotukat, és hogyan kapcsolódik össze a berendezés más berendezésekkel – ezek a látszólag hétköznapi kérdések döntik el, hogy a gyártóhely valóban hatékony-e.

A költséghatékony automatizálás értéke abban rejlik, hogy az anyagáramlást rugalmasabb, könnyebben módosítható és a gyártóhelyhez igazított módon teszi folyamatosabbá.

Az automatizált berendezések vázaihoz, szállítószalagokhoz, munkaállomások anyagrakodó állványaihoz, görgős pályaszerkezetekhez és ipari alumíniumprofil-alkalmazásokhoz a jövőbeni hangsúly nem csupán a szerkezetek építésén lesz, hanem azon is, hogy a szerkezetek valóban részt vegyenek a gyártási ritmusban, és integrálódjanak az intelligens gyártási környezetbe.