Manipularea manuală a materialelor este obositoare și lentă: Cum pot moderniza uzinele de producție cu costuri reduse?

În atelierele de producție, multe probleme de eficiență nu provin de la echipamentele de procesare în sine. Acestea apar adesea într-o zonă ușor neglijată: fluxul de materiale.

Componentele se deplasează din depozit către posturile de lucru, de la asamblare către inspecție, apoi de la inspecție către expediere. Pare o simplă chestiune de mutare a obiectelor de la un loc la altul, dar, atunci când frecvența este ridicată, distanța este mare și sarcina este grea, manipularea materialelor devine un obstacol ascuns în ritmul producției.

Manipularea manuală nu doar că consumă timpul angajaților, ci și întrerupe activitatea pe care aceștia o desfășoară deja. Acest lucru este valabil în special pentru paletele grele, cutiile cu materiale și piesele semifabricate. Atunci când aceste sarcini se bazează pe cărucioare manuale, transport manual și așteptare pe perioade lungi de timp, este probabil să apară trei probleme:

În primul rând, ritmul producției devine instabil.

Momentul sosirii materialelor depinde adesea de programarea personalului și de viteza cu care echipa de la fața locului răspunde.

În al doilea rând, sarcina de muncă a angajaților crește.
Manipularea repetată, deplasarea pe distanțe lungi, încovoierea, ridicarea și așezarea materialelor cresc toate obosirea și pot afecta, de asemenea, siguranța la locul de muncă.

În al treilea rând, managementul la fața locului devine mai puțin transparent.
Unde se află materialele, dacă prelucrarea a fost finalizată și dacă pot trece la următorul proces sunt întrebări care necesită înregistrări clare. Fără o urmărire sistematică, pot apărea ușor situații de așteptare, acumulare și confirmare repetată.

Prin urmare, optimizarea fluxului de materiale nu constă pur și simplu în înlocuirea oamenilor cu echipamente. Este vorba despre transformarea procesului de producție dintr-unul în care 'oamenii caută materialele, iar materialele așteaptă oamenii' într-unul în care 'materialele se deplasează în ritm, iar echipamentele conectează proactiv procesele.'

1. Automatizarea de cost scăzut nu înseamnă automatizare de nivel scăzut

Când multe companii aud cuvântul 'automatizare', prima lor reacție este legată de investiții mari, cicluri lungi de implementare și modernizări dificile.

În realitatea producției, totuși, nu fiecare proces necesită o transformare completă complexă și costisitoare. Transferul materialelor, racordarea posturilor de lucru, tamponarea casetelor cu materiale și circulația produselor semifinite sunt deosebit de potrivite pentru o abordare de automatizare de cost scăzut.

Nucleul automatizării de cost redus nu constă în a face sistemul cât mai complicat posibil. În schimb, problemele care pot fi rezolvate cu structuri mecanice trebuie rezolvate cu structuri mecanice, în timp ce problemele care necesită coordonare de către un sistem de comandă trebuie gestionate cu ajutorul senzorilor, al software-ului și al sistemelor de distribuție.

De exemplu, în transportul și tamponarea casetelor cu materiale, pot fi utilizate benzi rulante, structuri înclinate, mecanisme de poziționare și posturi de lucru modulare pentru a permite deplasarea parțială a materialelor sub acțiunea gravitației. Aceasta reduce nevoia de actuatori complicați, cum ar fi motoarele și cilindrii, și scade, de asemenea, dificultatea ulterioară de întreținere.

Totuși, automatizarea de cost redus nu înseamnă renunțarea completă la sistemele electrice. Atunci când sistemul trebuie să determine dacă un post de lucru este complet încărcat, dacă materialele au trecut perioada de stocare necesară sau dacă un AGV/AMR poate intra în punctul de acoplare, sunt necesari senzori și sisteme digitale.
O soluție cu adevărat eficientă este adesea o combinație între structuri mecanice, transportul prin gravitație, roboții mobili și sistemele informatice.

2. De la manipularea manuală la fluxul automat – cheia constă în conectarea posturilor de lucru

În fabricile tradiționale, materialele se deplasează, de obicei, în etape separate.

Depozitul este gestionat de un grup de persoane, asamblarea de altul, inspecția de un al treilea, iar expedierea de o altă zonă. Fiecare proces poate funcționa normal în mod independent, dar legătura dintre procese depinde adesea încă de manipularea manuală.

Rezultatul este că fiecare post de lucru poate părea relativ eficient, dar întregul proces nu rulează, totuși, fără probleme.

Valoarea fluxului automatizat de materiale constă în conectarea acestor puncte izolate.

O soluție completă pentru fluxul de materiale include, de obicei, mai multe componente:

Un depozit pentru stocarea și tamponarea materialelor.
Posturi de lucru automate pentru livrarea materialelor, stocarea temporară și returnarea acestora.
Benzi rulante sau structuri de transport pentru deplasarea cu rezistență redusă a caselor de materiale și a paletelor.
AMR-uri sau AGV-uri pentru transport automat între diferite zone.
Sensoare și sisteme de distribuție pentru identificarea stării posturilor de lucru, atribuirea sarcinilor de transport și înregistrarea informațiilor despre materiale.

În acest fel, materialele nu mai depind de o persoană care le mută temporar manual. În schimb, acestea intră automat în următorul proces conform fluxului de lucru proiectat.

De exemplu, materialele pot fi preluate din depozit de un robot mobil și livrate la postul de asamblare. După finalizarea asamblării, suportul este mutat în următorul proces. După inspecție sau uscare, acesta se întoarce în depozit sau intră în zona de expediere.
În cadrul acestui proces, angajații nu mai petrec cantități mari de timp pe manipularea materialelor. Ei pot concentra eforturile asupra asamblării, inspecției, depanării și altor activități care creează cu adevărat valoare.

3. Profilele modulare din aluminiu reprezintă o bază importantă pentru automatizarea cu costuri reduse

În acest tip de soluție pentru fluxul de materiale, structurile din profil de aluminiu joacă adesea un rol foarte important.

Motivul este simplu: automatizarea cu cost redus nu este un proiect fix, o singură dată. Aceasta trebuie ajustată în mod continuu în funcție de locul real de producție.

Astăzi, înălțimea postului de lucru poate fi de 750 mm. Mâine, dacă se folosește o altă casetă pentru materiale, structura de ghidare poate necesita ajustări.
În prezent, alimentarea poate fi făcută manual. Mai târziu, dacă se adaugă acoplarea cu AMR, trebuie rezervat spațiu pentru poziționare și ghidare.
Dacă ritmul actual de producție nu este ridicat, o simplă tamponare poate fi suficientă. Când capacitatea crește ulterior, pot fi necesare mai multe benzi rulante, mecanisme de oprire și structuri de protecție.

Dacă totul este construit cu cadre din oțel sudate, modificările ulterioare vor fi costisitoare.
Profilele din aluminiu industriale oferă, totuși, avantaje clare: structură ușoară, rezistență ridicată, montare rapidă și reglare ușoară. Acestea pot fi utilizate, de asemenea, împreună cu suporturi unghiulare, conectoare, roți cu role, panouri pentru uși, protecții, șine pentru role și alte accesorii pentru a construi rapid posturi de lucru, rafturi pentru materiale, carucioare, rafturi tampon și cadre pentru echipamente de automatizare.

Pentru un sistem de flux de materiale, profilele din aluminiu nu sunt folosite doar pentru construirea unui cadru. Ele fac parte din întreaga interfață de automatizare.

Acestea trebuie să suporte greutatea mărfurilor, asigurând în același timp precizia acoplării.
Acestea trebuie să se adapteze la configurația spațiului, rămânând, totuși, ușor de întreținut ulterior.
Acestea trebuie să funcționeze împreună cu structurile mecanice, rezervând în același timp poziții pentru senzori, dispozitive limită, opritori, panouri pentru uși, protecții și alte funcții.

Prin urmare, chiar și un raft simplu pentru materiale sau un post de lucru, aparent banal, pune la încercare înțelegerea globală a proiectării structurale, a ritmului de pe amplasament și a scenariilor de utilizare.

4. O creștere reală a eficienței provine dintr-o așteptare mai scurtă, o manipulare mai redusă și mai puține întreruperi

Când multe companii implementează automatizarea, tind să se concentreze doar pe echipamentele în sine: dacă caruciorul rulează suficient de rapid, dacă brațul robotic este scump sau dacă banda rulantă este suficient de lungă.

În producția reală, totuși, ceea ce contează mai mult este continuitatea procesului.

O soluție bună de flux de materiale ar trebui să realizeze următoarele:

Materialele nu se acumulează.
Posturile de lucru nu rămân goale în așteptare.
Angajații nu părăsesc în mod repetat posturile lor pentru a muta materiale.
Sistemul cunoaște starea curentă a fiecărui transportator.
Echipamentele pot acționa în mod stabil împreună, în loc să depindă de ajustarea manuală de fiecare dată.

Odată ce aceste probleme sunt rezolvate, modificările de pe linia de producție devin foarte clare:

Angajații consumă mai puțină energie fizică și lucrează mai constant.
Fluxul de materiale devine mai clar, iar managementul pe teren devine mai ușor.
Ritmul de producție devine mai controlabil, iar timpul de așteptare se reduce.
Extinderea viitoare devine mai ușoară, fără a fi nevoie să se reconstruiască totul de la zero de fiecare dată.

Aceasta este, de asemenea, partea cea mai valoroasă a automatizării de cost redus. Nu vizează construirea dintr-o singură dată a unui atelier fără operatori de înaltă performanță, ci pornește de la procesele cele mai dureroase, cele mai frecvente și cele mai risipitoare.

Începeți cu un singur raft pentru materiale, o singură stație de lucru, o singură secțiune de bandă rulantă sau o singură rută de manipulare.
Odată ce fluxul de materiale devine fluent, eficiența site-ului de producție va fi eliberată treptat.

5. Modernizarea producției nu trebuie să înceapă cu proiecte mari

Pentru multe companii mici și mijlocii din domeniul producției, calea cea mai practică către automatizare nu constă în finalizarea întregului proces dintr-o singură dată, ci în avansarea pe etape.

Pasul 1: Identificați cele mai frecvente rute de manipulare de pe teren.
Ce materiale trebuie transferate în fiecare zi? La care posturi de lucru se așteaptă frecvent materialele? Care procese consumă cea mai multă forță de muncă?

Pasul 2: Determinați care acțiuni pot fi înlocuite cu structuri mecanice.
De exemplu, tamponarea, alunecarea, ghidarea, poziționarea și stocarea temporară pot fi adesea realizate prin benzi rulante, posturi de lucru din profiluri de aluminiu și mecanisme simple.

Pasul 3: Apoi evaluați dacă sunt necesari roboți mobili sau sisteme de transport.
Dacă manipularea între zone este frecventă, distanța este mare și ritmul este relativ stabil, se pot introduce AMR-uri, AGV-uri sau linii de transport pentru conectare.

Pasul 4: Rezervați spațiu pentru extinderea viitoare.
Înălțimea posturilor de lucru, dimensiunea caselor pentru materiale, pozițiile de montare ale senzorilor, structura ușilor de protecție și căile de acces pentru întreținere trebuie luate în considerare din timp, pentru a evita modificările repetitive ulterioare.

Automatizarea nu constă în înlocuirea unei anumite persoane. Ea are ca scop stabilizarea operațiunilor desfășurate pe teren, eliberarea angajaților de sarcinile repetitive de manipulare și clarificarea ritmului de producție.

Concluzie

În fabrici, îmbunătățirea eficienței provine adesea nu dintr-un singur echipament scump, ci din reorganizarea detaliilor procesului.

Modul în care ajung materialele, modul în care se deplasează, locul unde se opresc, momentul în care intră în următorul proces, persoana care determină starea lor și modul în care echipamentele se acuplează cu alte echipamente – aceste întrebări, aparent obișnuite, decid dacă locul de producție este cu adevărat eficient.

Valoarea automatizării la cost redus constă în asigurarea unui flux mai fluid al materialelor, într-un mod mai flexibil, reglabil și orientat către locul de producție.

Pentru cadrele echipamentelor de automatizare, liniile de transport, rafturile de materiale pentru posturile de lucru, structurile de benzi rulante și aplicațiile cu profile din aluminiu industrial, accentul viitor va fi pus nu doar pe construirea structurii, ci și pe faptul că aceasta să participe cu adevărat la ritmul producției și să devină parte integrantă a site-ului de fabricație inteligentă.