Manuālā materiālu pārvadāšana ir noguloša un lēna: kā ražošanas rūpnīcām modernizēties zemā izmaksu līmenī?

Ražošanas darbnīcās daudzas efektivitātes problēmas neparādās pašā apstrādes aprīkojumā. Tās bieži rodas viegli nepamanāmā vietā — materiālu plūsmā.

Detaļas pārvietojas no noliktavas uz darba stacijām, no montāžas uz pārbaudi un tad no pārbaudes uz piegādi. Tas var šķist vienkāršs priekšmets — lietu pārvietošana no vienas vietas uz otru, — taču, kad pārvadāšanas biežums ir augsts, attālums — liels un krava — smaga, materiālu pārvadāšana kļūst par slēptu šķērsli ražošanas ritmā.

Manuālā apstrāde ne tikai aizņem darbinieku laiku, bet arī traucē jau veicamās darbības. Tas ir īpaši spēkā smagām paletēm, materiālu kastēm un pusgatavotiem izstrādājumiem. Kad šādas darbības balstās uz manuāliem ratiņiem, pārnēsāšanu un ilgu gaidīšanu, var rasties trīs problēmas:

Pirmkārt, ražošanas ritms kļūst nestabils.

Materiālu piegāde bieži vien ir atkarīga no personāla grafika un no tā, cik ātri tiek reaģēts uz vietnes vajadzībām.

Otrkārt, darbinieku slodze palielinās.
Atkārtota materiālu apstrāde, garas gājieni, liešanās, pacelšana un novietošana visi palielina nogurumu un var arī ietekmēt drošību uz vietas.

Treškārt, vietnes vadība kļūst mazāk pārredzama.
Kur atrodas materiāli, vai apstrāde ir pabeigta un vai tos var pārvietot uz nākamo procesu — visas šīs ir jautājumi, uz kuriem nepieciešami skaidri ieraksti. Bez sistēmiskas sekotas gaidīšana, krāšanās un atkārtota apstiprināšana viegli var rasties.

Tāpēc materiālu plūsmas optimizācija nav vienkārši jautājums par cilvēku aizstāšanu ar aprīkojumu. Tā ir par ražošanas procesa pārveidošanu no 'cilvēkiem, kas meklē materiālus, un materiāliem, kas gaida cilvēkus' uz 'materiāliem, kas pārvietojas saskaņā ar ritmu, un aprīkojumu, kas aktīvi savieno procesus'.

1. Zema izmaksu automatizācija nenozīmē zemas līmeņa automatizāciju

Dažādām uzņēmumu grupām, dzirdot vārdu 'automatizācija', pirmā reakcija ir lielas ieguldījumu summas, ilgi ieviešanas cikli un grūti veicamās pārbūves.

Tomēr faktiskajā ražošanā ne katram procesam nepieciešama sarežģīta un dārga pilnas līnijas pārveidošana. Materiālu pārvadāšana, darbvietu savienošana, materiālu kastīšu buferēšana un pusfabrikātu apgrozība īpaši piemērota zema izmaksu automatizācijas pieejai.

Zemu izmaksu automatizācijas kodols nav izveidot sistēmu pēc iespējas sarežģītāku. Vismazāk, problēmas, ko var atrisināt ar mehāniskām konstrukcijām, jāatrisina ar mehāniskām konstrukcijām, bet tās problēmas, kurām nepieciešama vadības sistēmas koordinācija, jārisina ar sensoriem, programmatūru un dispečēšanas sistēmām.

Piemēram, materiālu kastīšu transportēšanā un buferēšanā var izmantot rullīšu ceļus, slīpas konstrukcijas, pozicionēšanas mehānismus un modulāras darbvietas, lai materiāli daļēji pārvietotos gravitācijas ietekmē. Tas samazina vajadzību pēc sarežģītiem darbinātājiem, piemēram, motoriem un cilindriem, kā arī samazina vēlākās apkopēs radītās grūtības.

Tomēr zemu izmaksu automatizācija nenozīmē pilnīgi neizmantot elektriskās sistēmas. Kad sistēmai ir jānosaka, vai darbvietā ir pilnībā iekrauts materiāls, vai materiāli ir pavadījuši nepieciešamo uzglabāšanas laiku vai vai AGV/AMR var iebraukt pie pievienošanās vietas, nepieciešami sensori un digitālās sistēmas.
Patiesi efektīvs risinājums bieži vien ir mehānisko struktūru, gravitācijas pārvadāšanas, mobilo robotu un informācijas sistēmu kombinācija.

2. No manuālās apstrādes līdz automātiskajai plūsmai galvenais ir darba staciju savienošana

Tradicionālās rūpnīcās materiāli parasti pārvietojas atsevišķos posmos.

Krātuvi pārvalda viena cilvēku grupa, montāžu — cita, pārbaudi — trešā un izsūtīšanu — vēl viena nodaļa. Katrs process var darboties normāli pašam par sevi, taču procesu savienošana bieži vien joprojām ir atkarīga no manuālās apstrādes.

Rezultātā katrs darba stends var šķist pietiekami efektīvs, tomēr visu procesu kopumā joprojām nevar nosaukt par gludu.

Automatizētās materiālu plūsmas vērtība ir šo izolēto punktu savienošanā.

Pilnīgs materiālu plūsmas risinājums parasti ietver vairākas daļas:

Krātuvi materiālu uzglabāšanai un buferēšanai.
Automatizētus darba stendus materiālu piegādei, pagaidu uzglabāšanai un atgriešanai.
Ritēnu joslas vai transportēšanas struktūras materiālu kastēm un palešām ar zemu pretestību kustībai.
AMR vai AGV automātiskai transportēšanai starp dažādām zonām.
Sensori un dispečēšanas sistēmas darbvietas statusa noteikšanai, transportēšanas uzdevumu piešķiršanai un materiālu informācijas reģistrēšanai.

Šādā veidā materiāli vairs nav atkarīgi no tā, ka kāds tos pagaidu kārtā pārvieto ar roku. Vietoj tam tie automātiski iekļūst nākamajā procesā saskaņā ar izstrādāto darbplūsmu.

Piemēram, materiālus var paņemt no krājumu telpas mobilais robots un nogādāt montāžas darbvietā. Pēc montāžas pabeigšanas nesējs tiek pārvietots uz nākamo procesu. Pēc pārbaudes vai sacietēšanas tas atgriežas krājumu telpā vai iekļūst piegādes zonā.
Šajā procesā darbinieki vairs nevelta lielu laiku materiālu pārvadāšanai. Viņi var koncentrēties uz montāžu, pārbaudi, kļūdu novēršanu un citiem darbiem, kas patiesībā rada vērtību.

3. Modulārie alumīnija profili ir svarīgs pamats zemaksas automatizācijai

Šāda veida materiālu plūsmas risinājumā alumīnija profila konstrukcijām bieži ir ļoti svarīga loma.

Iemesls ir vienkāršs: zemtas izmaksas automatizācija nav vienreizējs, fiksēts projekts. To nepārtraukti jāpielāgo reālajai ražošanas vietai.

Šodien darba vietas augstums var būt 750 mm. Rīt, ja tiek izmantota cita materiāla kaste, vadības struktūrai, iespējams, būs jāpielāgojas.
Pašlaik materiālu var piegādāt manuāli. Vēlāk, ja tiks pievienots AMR pieslēgums, jāparedz pozicionēšanas un ievadīšanas telpa.
Ja pašreizējais ražošanas ritms nav augsts, vienkāršs buferis var būt pietiekams. Kad vēlāk jauda palielināsies, var būt nepieciešami vairāk rullīšu ceļi, apstāšanās mehānismi un aizsardzības struktūras.

Ja viss tiek izgatavots no metinātiem tērauda rāmjiem, vēlākas izmaiņas izmaksās dārgi.
Rūpnieciskie alumīnija profili tomēr piedāvā skaidras priekšrocības: vieglu konstrukciju, augstu izturību, ātru uzstādīšanu un vieglu pielāgošanu. Tos var izmantot kopā ar stūra skavām, savienotājelementiem, riteņiem, durvju paneliem, aizsargiem, rullīšu ceļiem un citiem piederumiem, lai ātri izveidotu darba vietas, materiālu statīvus, ratiņus, starpposma statīvus un automatizācijas iekārtu rāmus.

Materiālu plūsmas sistēmai alumīnija profili tiek izmantoti ne tikai rāmu izveidošanai. Tie ir daļa no visas automatizācijas interfeisa.

Tiems jāiztur preču svars, vienlaikus nodrošinot precīzu savienošanu.
Tiems jāpielāgojas vietnes izkārtojumam, vienlaikus saglabājot vieglumu uzturēšanai vēlāk.
Tiems jādarbojas kopā ar mehāniskajām konstrukcijām, vienlaikus atstājot vietu sensoriem, robežierīcēm, apturētājiem, durvju paneliem, aizsargiem un citām funkcijām.

Tāpēc pat šķietami vienkāršs materiālu statīvs vai darbavietas rāmis faktiski pārbauda vispārējo izpratni par struktūras projektēšanu, vietnes ritmu un lietošanas scenārijiem.

4. Patiesais efektivitātes uzlabojums rodas, kad ir mazāk gaidīšanas, mazāk manipulāciju un mazāk pārtraukumu

Kad daudzas uzņēmuma ievieš automatizāciju, tās parasti koncentrējas tikai uz pašu aprīkojumu: vai ratiņš brauc pietiekami ātri, vai robotu roka ir dārga, vai vai transportiera līnija ir pietiekami gara.

Patiesajā ražošanā tomēr svarīgāk ir tas, vai process ir nepārtraukts.

Labi materiālu plūsmas risinājumam vajadzētu sasniegt šādus rezultātus:

Materiāli neuzkrājas.
Darbavietas neatslēdzas tukšas.
Darbinieki neatstāj savas darbvietas, lai atkārtoti pārvietotu materiālus.
Sistēma zina katras nesējvienības pašreizējo stāvokli.
Aprīkojums var stabili savienoties ar citu aprīkojumu, nevis katru reizi balstīties uz manuālu pielāgošanu.

Kad šīs problēmas ir atrisinātas, izmaiņas ražošanas vietā kļūst ļoti redzamas:

Darbinieki patērē mazāk fiziskas enerģijas un strādā vienmērīgāk.
Materiālu plūsma kļūst skaidrāka, un vietējā pārvaldība kļūst vieglāka.
Ražošanas ritms kļūst kontrolējamāks, un gaidīšanas laiks samazinās.
Nākotnes paplašināšana kļūst vieglāka, nevajag katru reizi no jauna uzbūvēt visu no paša sākuma.

Tas ir arī zemākās izmaksas automatizācijas vērtīgākais aspekts. Tā mērķis nav uzreiz izveidot augstas klases bezpilota darbnīcu. Vietoj tam tā sākas ar sāpīgākajiem, biežāk notiekošajiem un visvairāk resursus izšķiežošajiem procesiem.

Sāciet ar vienu materiālu statīvu, vienu darbavietu, vienu rullīšu ceļa posmu vai vienu transportēšanas maršrutu.
Kad materiālu plūsma kļūst gluda, ražošanas vietas efektivitāte pakāpeniski atbrīvojas.

5. Ražošanas modernizācija ne vienmēr jāsāk ar lieliem projektiem

Daudzām mazajām un vidējām ražošanas uzņēmumiem praktiskākais ceļš uz automatizāciju nav pabeigt visu vienā reizē, bet gan veikt to posmos.

1. solis: Identificējiet vietā biežāk izmantotos transportēšanas maršrutus.
Kuri materiāli jāpārvieto katru dienu? Pie kuru darbvietām bieži gaida materiālus? Kuri procesi patērē visvairāk darbaspēka?

2. solis: Nosakiet, kuras darbības var aizstāt ar mehāniskām konstrukcijām.
Piemēram, buferēšanu, slidināšanu, vadīšanu, pozicionēšanu un īslaicīgo uzglabāšanu bieži var nodrošināt ar rullīšu ceļiem, alumīnija profila darbvietām un vienkāršām mehānismiem.

3. solis: Pēc tam apsveriet, vai nepieciešami mobili roboti vai transportēšanas sistēmas.
Ja bieži notiek pārvadājumi starp dažādām zonām, attālums ir liels un ritms salīdzinoši stabils, savienojumam var ieviest AMR, AGV vai transportieru līnijas.

4. solis: Atstājiet vietu nākotnes paplašināšanai.
Darbvietas augstums, materiālu kastīšu izmēri, sensoru montāžas vietas, aizsargdurvju konstrukcijas un apkopējas ceļi jāapsver iepriekš, lai vēlāk izvairītos no atkārtotām pārveidām.

Automatizācija nav saistīta ar konkrētas personas aizstāšanu. Tā ir saistīta ar to, lai uz vietas notiekošās operācijas būtu stabilitākās, atbrīvotu darbiniekus no monotonas rokas darba un padarītu ražošanas ritmu skaidrāku.

Secinājums

Rūpnīcās efektivitātes uzlabošana bieži vien nenāk no viena dārga iekārtas gabala, bet gan no procesa sīkumiem atkārtotas organizācijas.

Kā materiāli nonāk uz vietas, kā tie pārvietojas, kur tie apstājas, kad tie iet uz nākamo procesu, kurš nosaka to statusu un kā iekārtas savienojas ar citām iekārtām – šie, šķietami parastie jautājumi, nosaka, vai ražošanas vieta patiesībā ir efektīva.

Zemas izmaksas automatizācijas vērtība ir padarīt materiālu plūsmu gludāku elastīgākā, pielāgojamākā un vietā orientētākā veidā.

Automatizācijas iekārtu rāmjiem, transportētājjoslām, darbvietu materiālu statīviem, rullīšu ceļa konstrukcijām un rūpnieciskajām alumīnija profila lietojumprogrammām nākotnes fokuss nebūs tikai struktūras izveide, bet arī tās patiesa iesaiste ražošanas ritmā, kļūstot par gudrās ražošanas vietas neatņemamu sastāvdaļu.