Rankinis medžiagų tvarkymas yra nuovargis ir lėtas: kaip gamybos įmonės gali modernizuotis mažomis išlaidomis?

Gamybos dirbtuvėse daugelis efektyvumo problemų kyla ne iš apdirbimo įrangos, o iš lengvai praleidžiamos vietos – medžiagų srautų.

Detalės juda iš sandėlio į darbo vietas, iš surinkimo į patikrinimą, o tada iš patikrinimo į siuntimą. Tai atrodo kaip paprastas daiktų perkėlimas iš vienos vietos į kitą, tačiau esant dideliam dažniui, ilgam atstumui ir sunkiam kroviniui medžiagų tvarkymas tampa paslėptu kliūtimi gamybos ritme.

Rankinis krovimas ne tik užima darbuotojų laiką, bet ir trukdo jiems atlikti jau pradėtus darbus. Tai ypač aktualu sunkiems paletėms, medžiagų dėžėms ir pusiau pagamintiems gamybos gaminiams. Kai šios užduotys remiasi rankiniais vežimėliais, nešiojimu ir ilgu laukimu, labai tikėtina, kad įvyks trys problemos:

Pirma, gamybos ritmas tampa nestabilus.

Medžiagų pristatymo laikas dažnai priklauso nuo darbuotojų grafiko ir to, kaip greitai reaguojama į vietos poreikius.

Antra, darbuotojų darbo našumas didėja.
Kartotinis krovinio kėlimas, ilgos įstumiamosios kelionės, lenkimasis, krovinio kėlimas ir padėjimas visi padidina nuovargį ir taip pat gali turėti įtakos saugai darbo vietoje.

Trečia, vietos valdymas tampa mažiau skaidrus.
Kur yra medžiagos, ar jų apdorojimas jau baigtas ir ar jos gali būti perduotos kitam procesui – tai visi klausimai, kuriems reikia aiškių įrašų. Be sisteminio sekimo lengvai gali kilti laukimo, kaupimosi ir kartotinio patvirtinimo problemos.

Todėl medžiagų srauto optimizavimas – tai ne tik žmonių pakeitimas įranga. Tai reiškia gamybos proceso keitimą nuo „žmonės ieško medžiagų, o medžiagos laukia žmonių“ prie „medžiagos juda pagal ritmą, o įranga aktyviai sujungia procesus“.

1. Žemakainė automatizacija nereiškia žemo lygio automatizacijos

Kai daugelis įmonių išgirsta žodį „automatizacija“, jų pirma reakcija yra didelės investicijos, ilgi įdiegimo ciklai ir sudėtingas modernizavimas.

Iš tikrųjų gamyboje ne kiekvienas procesas reikalauja sudėtingos ir brangios visos linijos transformacijos. Medžiagų perdavimas, darbo vietų sujungimas, medžiagų dėžių laikymo talpyklos ir pusgaminių cirkuliacija ypač tinka žemakainei automatizacijos strategijai.

Žemos kainos automatizacijos pagrindas yra ne sistemą padaryti kuo sudėtingesnę. Vietoje to mechaninėmis konstrukcijomis turėtų būti sprendžiami tie uždaviniai, kuriuos galima išspręsti naudojant mechanines konstrukcijas, o uždaviniai, kurie privalo būti koordinuojami valdymo sistema, turi būti sprendžiami naudojant jutiklius, programinę įrangą ir valdymo sistemas.

Pavyzdžiui, medžiagų dėžių pervežimo ir laikymo metu galima naudoti ritininį kelį, nuolaidžias konstrukcijas, pozicionavimo mechanizmus ir modulius darbo vietų blokus, kad dalis medžiagų judėtų dėl gravitacinės jėgos. Tai sumažina sudėtingų veikiklių, pvz., variklių ir cilindrų, poreikį ir taip pat palengvina vėlesnį techninį aptarnavimą.

Tačiau žemos kainos automatizacija nereiškia, kad visiškai nenaudojama elektros įranga. Kai sistemoje reikia nustatyti, ar darbo vieta pilnai užpildyta, ar medžiagos jau praleido reikiamą laukimo laiką, ar AGV/AMR gali įvažiuoti į prijungimo tašką, reikia jutiklių ir skaitmeninių sistemų.
Tikrai veiksminga sprendimo priemonė dažnai yra mechaninių konstrukcijų, gravitacinio pervežimo, mobiliosiomis robotais ir informacinėmis sistemomis kombinacija.

2. Nuo rankinio krovimo iki automatinio srauto raktas – darbo vietų sujungimas

Tradicinėse gamyklose medžiagos dažniausiai juda atskirais etapais.

Sandėlis valdomas vienos žmonių grupės, surinkimas – kitos, patikrinimas – trečiosios, o išsiuntimui skirta dar viena atskira zona. Kiekvienas procesas gali veikti normaliai atskirai, tačiau procesų tarpusavio ryšys dažnai vis dar priklauso nuo rankinio krovimo.

Todėl kiekviena darbo vieta gali atrodyti pakankamai veiksminga, tačiau visas procesas vis dar nevyksta sklandžiai.

Automatinio medžiagų srauto vertė – šių izoliuotų taškų sujungime.

Visas medžiagų srauto sprendimas paprastai apima kelias dalis:

Sandėlį medžiagų saugojimui ir laikinam kaupimui.
Automatizuotas darbo vietas medžiagų pristatymui, laikinam saugojimui ir grąžinimui.
Riedlės bėgeliai arba pervežimo konstrukcijos medžiagų dėžėms ir paletėms judėti mažu pasipriešinimu.
Autonominiai mobilieji robotai (AMR) arba automatiniai valdomi transportavimo prietaisai (AGV) automatiniam pervežimui tarp skirtingų zonų.
Jutikliai ir dispečerizavimo sistemos darbo vietos būklies nustatymui, pervežimo užduočių priskyrimui ir medžiagų informacijos registravimui.

Šiuo būdu medžiagos daugiau nebereikia laikinai perkelti ranka. Vietoje to jos automatiškai patenka į kitą procesą pagal suprojektuotą darbo eigą.

Pavyzdžiui, medžiagas iš sandėlio gali paimti mobilusis robotas ir pristatyti į surinkimo darbo vietą. Surinkus gaminį, vežėjas perkeliamas į kitą procesą. Po patikrinimo ar sukietėjimo jis grįžta į sandėlį arba patenka į išsiuntimo zoną.
Šio proceso metu darbuotojai daugiau nebeatlieka ilgų medžiagų pervežimo užduočių. Jie gali sutelkti dėmesį į surinkimą, patikrinimą, derinimą ir kitus tikrąją vertę kuriančius veiksmus.

3. Moduliniai aliuminio profiliai yra svarbus žemo kainos automatizacijos pagrindas

Šio tipo medžiagų srauto sprendime aliuminio profilio konstrukcijos dažnai vaidina labai svarbų vaidmenį.

Priežastis paprasta: nebrangi automatizacija nėra vienkartinis, nekintamas projektas. Ji turi būti nuolat pritaikoma pagal faktinę gamybos vietą.

Šiandien darbo stotelės aukštis gali būti 750 mm. Rytoj, jei bus naudojama kitokia medžiagų dėžė, nukreipimo konstrukcija gali reikėti pritaikyti.
Šiuo metu tiekimas gali būti atliekamas rankiniu būdu. Vėliau, jei bus įdiegtas AMR (autonominio judėjimo robotų) prijungimas, reikės užtikrinti tikslaus pozicionavimo ir įvedimo erdvę.
Jei dabartinis gamybos ritmas nėra aukštas, paprastas laikinas kaupiamasis sprendimas gali būti pakankamas. Kai vėliau padidės gamybos pajėgumai, gali prireikti daugiau riedulinių takelių, sustabdymo mechanizmų ir apsauginių konstrukcijų.

Jei viskas bus sukonstruota iš suvirintų plieninių rėmų, vėlesni pakeitimai kainuos brangiai.
Pramoniniai aliuminio profiliai tačiau siūlo akivaizdžius pranašumus: lengva konstrukcija, didelis stiprumas, greitas montavimas ir paprastas reguliavimas. Juos taip pat galima naudoti kartu su kampiniais skliaustais, jungtukais, ratukais, durų plokštėmis, apsauginėmis pertvaromis, rituliuojamaisiais bėgeliais ir kitais priedais, kad greitai būtų sukurti darbo vietos, medžiagų lentynos, vežimėliai, laikinosios lentynos ir automatizuotos įrangos rėmai.

Medžiagų srauto sistemai aliuminio profiliai naudojami ne tik rėmams gaminti. Jie yra visos automatizavimo sąsajos dalis.

Jie turi nešti krovinių svorį, tuo pat metu užtikrindami tikslų sujungimą.
Jie turi prisitaikyti prie objekto išdėstymo, tačiau vėliau likti lengvai prieinami techninėms prižiūrėjimo operacijoms.
Jie turi derėti su mechaninėmis konstrukcijomis, taip pat palikti vietos jutikliams, ribotuvams, stabdymo įtaisams, durų plokštėms, apsaugoms ir kitoms funkcijoms.

Todėl net atrodytų paprasta medžiagų lentyna ar darbo vieta iš tikrųjų tikrina bendrą struktūrinio dizaino, objekto ritmo ir taikymo scenarijų supratimą.

4. Tikroji efektyvumo gerinimo galimybė kyla iš mažesnio laukimo, mažesnio medžiagų tvarkymo ir mažiau pertraukčių

Kai daugelis įmonių įdiegia automatizavimą, jos dažniausiai sutelkia dėmesį tik į pačią įrangą: ar vežimėlis važiuoja pakankamai greitai, ar robotizuota ranka yra brangi, ar konvejerinė linija yra pakankamai ilga.

Tačiau tikrojoje gamyboje svarbiau yra tai, ar procesas yra nuolatinis.

Gerą medžiagų judėjimo sprendimą turėtų būti galima apibūdinti šiais punktais:

Medžiagos nesikaupia.
Darbo vietos nepraleidžia laiko tuščios.
Darbuotojai nesikartoja keliauti nuo savo darbo vietų medžiagoms perkelti.
Sistema žino kiekvieno vežimo priemonės dabartinę būseną.
Įranga gali patikimai jungtis su kita įranga, o ne kiekvieną kartą reikalauti rankinio sureguliavimo.

Kai šios problemos išsprendžiamos, pokyčiai gamybos vietoje tampa labai akivaizdūs:

Darbuotojai sunaudoja mažiau fizinės energijos ir dirba nuoseklesniu tempu.
Medžiagų srautas tampa aiškesnis, o vietos valdymas – lengvesnis.
Gamintojo ritmas tampa labiau kontroliuojamas, o laukimo laikas sumažėja.
Būsimas plėtojimas tampa lengvesnis, nereikia kiekvieną kartą visko pradėti iš naujo.

Tai taip pat yra žemų sąnaudų automatizacijos vertingiausia dalis. Ji nesiekiama vienu metu sukurti aukšto lygio bežmogiškos gamybos patalpų. Vietoje to pradedama nuo skausmingiausių, dažniausiai pasitaikančių ir didžiausias sąnaugas sukeliančių procesų.

Pradėkite nuo vieno medžiagų stovo, vienos darbo vietos, vieno ritininio kelio ar vieno pervežimo maršruto.
Kai medžiagų srautas tampa sklandus, gamybos vietos efektyvumas pamažu atsiskleidžia.

5. Gamybos modernizavimas neprivalo prasidėti dideliais projektais

Daugelio mažųjų ir vidutinių gamybos įmonių praktiškiausias kelias į automatizaciją nėra viską įvykdyti vienu metu, o eiti etapais.

1 žingsnis: Nustatykite dažniausiai naudojamus pervežimo maršrutus vietoje.
Kurie medžiagai kasdien turi būti perduodami? Prie kurių darbo vietų dažnai laukiamas medžiagų tiekimas? Kurie procesai sunaudoja daugiausia darbo jėgos?

Žingsnis 2: Nustatykite, kurias veiksmas galima pakeisti mechaninėmis konstrukcijomis.
Pavyzdžiui, laikinas saugojimas, slydimo, nukreipimo, pozicionavimo ir laikino saugojimo funkcijos dažnai gali būti realizuotos naudojant ritininį kelį, aliuminio profilio darbo vietas ir paprastas mechanizmus.

Žingsnis 3: Tada įvertinkite, ar reikia mobilių robotų ar pervežimo sistemų.
Jei dažnai vyksta kryžminis zonų pervežimas, atstumai ilgi ir ciklas santykinai pastovus, jungčiai galima įdiegti autonomiškus mobilius robotus (AMR), automobilius be vairuotojo (AGV) arba juostos pervežimo linijas.

Žingsnis 4: Palikite vietos ateities plėtrai.
Darbo vietos aukštis, medžiagų dėžių dydis, jutiklių montavimo vietos, apsauginių durų konstrukcijos ir techninės priežiūros takeliai turėtų būti numatyti iš anksto, kad vėliau nebūtų reikalingų pakartotinių pakeitimų.

Automatizacija – tai ne konkrečios asmens pakeitimas. Tai – vietos veiklos stabilizavimas, darbuotojų išlaisvinimas nuo pakartotinio rankinio apdorojimo ir gamybos ritmo aiškinimas.

Išvada

Gamyklose našumo didinimas dažnai kyla ne iš vieno brangaus įrenginio, o iš proceso detalių perorganizavimo.

Kaip medžiagos atvyksta, kaip jos juda, kur sustoja, kada patenka į kitą procesą, kas nustato jų būseną ir kaip įranga sąveikauja su kita įranga – šie, atrodytų, paprasti klausimai lemia, ar gamybos vieta iš tikrųjų yra efektyvi.

Žemos kainos automatizacijos vertė – užtikrinti sklandesnį medžiagų srautą lankstesniu, lankstiau reguliuojamu ir vietos specifiku pritaikytu būdu.

Automatizavimo įrangos rėmams, perduodamosioms linijoms, darbo vietų medžiagų lentynoms, ritinėlių takų konstrukcijoms ir pramoniniams aliuminio profiliams skirtose aplikacijose būsimoji kryptis bus ne tik statyti konstrukcijas, bet ir padaryti taip, kad konstrukcijos tikrai dalyvautų gamybos ritme bei taptų išmintinės gamybos vietos dalimi.