Lekcja 1 z 7
W trakcie

1. Zaawansowane technologie produkcyjne

koła zębate na tle schematu układu scalonego
© by Getty Images

Pierwsza transformacja dotyczy zaawansowania technologicznego, za którym przemawia szereg czynników:

  • postępujący wzrost kosztów pracy wynikający z faktu starzenia się społeczeństw oraz systematycznie rosnących wymagań jakościowych, kwalifikacji i wymagań pracowników
  • konieczność produkcji dużych serii przy jednoczesnym obniżeniu czasu projektowania, przygotowania produkcji oraz wytwarzania konkretnego produktu
  • umożliwienie produkcji małych serii o nietypowych cechach geometrycznych lub funkcjonalnych
  • konieczność konkurowania przedsiębiorstw na rynku globalnym
  • zwiększenie wydajności, niezawodności, czasu wykorzystania maszyn oraz minimalizacja przestojów (awarie maszyn lub konieczne przezbrojenia).

Na każdym etapie transformacji powinna zostać wykonana analiza aktualnego stanu, jednak przed jej opracowaniem należy zestawić wizję z realną strategią rozwoju przedsiębiorstwa. Zakres wraz charakterystyką wdrożonej technologii zależy od profilu produkcyjnego konkretnego przedsiębiorstwa, jednak nowoczesny przemysł podąża w kierunku rozwiązań elastycznych. Elastyczne systemy produkcyjne obejmują metody służące łatwemu dostosowywaniu do zmian rodzaju i liczby wytwarzanych produktów. Korzyści wynikające z zastosowania Flexible Manufacturing Systems to minimalizacja kosztów produkcji, zwiększona wydajność pracy maszyn, wyższa jakość produktu, poprawa niezawodności, zmniejszenie zapasów części, krótsze czasy realizacji i szybsza produkcja. Obecnie konfiguracja złożona jest najczęściej z centrów obróbczych CNC, robotów przemysłowych (lub współpracujących) oraz centralnego sterowania realizowanego przez komputer przemysłowy lub programowalny sterownik logiczny PLC.

Charakterystyka przemysłowych elastycznych systemów produkcyjnych

Typ systemu elastycznegoCharakterystyka
niezależna elastyczna maszyna (ang. Single Flexible Machine, SFM)jednostka produkcyjna zawierająca obrabiarkę CNC, uzupełniona przez systemy do manipulacji obrabianymi częściami
elastyczny system produkcyjny wielu maszyn (ang. Multi-Machine Flexible Manufacturing System, MMFMS)system złożony z grupy kilku niezależnych maszyn produkcyjnych, jako maszyn używa się głównie centr obróbczych oraz maszyn specjalizowanych, jako narzędzia manipulacji stosuje się roboty lub autonomiczne wózki samojezdne
elastyczne gniazdo produkcyjne (ang. Flexible Manufacturing Cell, FMC)system produkcyjny utworzony przez zgrupowanie kilku maszyn CNC przeznaczonych do obróbki pewnej grupy części o podobnej sekwencji operacji lub do określonego rodzaju zabiegów, FMC jest rozszerzeniem konfiguracji centrum obróbczego CNC
wielogniazdowe elastyczne systemy produkcyjne (ang. Multi-Cell Flexible Manufacturing Systems, MCFMS)zgrupowanie kilku komórek produkcyjnych i niezależnych elastycznych maszyn produkcyjnych ze zintegrowanym systemem transportu wewnętrznego

Takie podejście wymaga znajomości rynku w zakresie innowacyjnych maszyn, urządzeń, procesów technologicznych oraz prognoz rozwoju technologii. Wiedzę można zdobyć z wielu źródeł, m.in. ze stron internetowych dostawców rozwiązań, z targów branżowych, współpracy w zakresie badań naukowych z jednostkami badawczymi, w ramach doświadczeń wypracowanych na własnych prototypach maszyn lub dzięki badaniom działów R&D. Przyjęta strategia musi jednak odnosić się do rzeczywistych możliwości danego przedsiębiorstwa w zakresie przygotowania technologicznego, integratorskiego, poziomu technicznego pracowników oraz wypracowanych norm jakościowych produkcji. Wymienione czynniki są ściśle ze sobą powiązane i decydują o sukcesie późniejszych wdrożeń.

metalowe nakrętki
© by Getty Images

Kolejnym czynnikiem warunkującym poprawność i stabilność działania produkcji jest podejście do metod utrzymania ruchu. W nowo planowanych strategiach należy wykluczyć te oparte na czasie (w tym korekcyjne lub prewencyjne). Ciągłe lub okresowe monitorowanie stanu pracy maszyn i urządzeń jest możliwe w wyniku zastosowania metod utrzymania ruchu zależnych od stanu maszyny – np. (ang.) Condition-based MaintenancePredictive Maintenance, Predictive Testing and Inspection oraz podejścia Reliability-centered Maintenance. Najlepszym rozwiązaniem, na początkowym etapie jest wdrożenie predykcyjnego utrzymania ruchu, założonego w planie strategicznym rozwoju zakładu. Istnieje również możliwość wdrożenia proaktywnego podejścia, które stawia jednak znacznie większe wymagania. Poniżej porównujemy zastosowanie PdM i RCM, najpierw metoda Predictive Maintenance.

Charakterystyka programu predykcyjnego utrzymania ruchu maszyn i urządzeń

Podstawowe założeniaocena na podstawie pomiaru i przetwarzania sygnałów definiujących bieżący stan, głównym czynnikiem w podejmowaniu decyzji w zakresie naprawy lub wymiany części jest pogorszenie się parametrów pracy (nie liczba godzin pracy) zdefiniowane jako przekroczenie dopuszczalnych limitów przyjętych do oceny
Zaletyprzedłużenie żywotności maszyny (zmniejszenie liczby planowanych remontów, kosztownych uszkodzeń wtórnych i poważnych wypadków), redukcja kosztów operacyjnych (identyfikacja wadliwych podzespołów we wstępnej fazie rozwoju uszkodzenia), skrócenie czasu i kosztów napraw, bezpieczeństwo w miejscu pracy, oszczędność energii, eliminacja katastrofalnych awarii, zwiększenie wskaźnika jakości produktu, identyfikacja słabych punktów maszyn i urządzeń
Wadypotrzeba ciągłego szkolenia pracowników (operatorów, diagnostów i pracowników administracyjnych), konieczność przeprowadzenia kompleksowej analizy systemu (punkty pomiarowe, opracowanie procedur diagnostycznych, identyfikacja symptomów, przegląd norm) w celu określenia dopuszczalnych progów monitorowanych wartości, wymóg zakupu aparatury kontrolno-pomiarowej, potrzeba opracowania procedur rozwiązywania problemów w czasie przestojów i napraw
Zastosowanielinie produkcyjne i komórki produkcyjne (postój jednej maszyny zakłóca działania całego procesu produkcyjnego), maszyny i urządzenia krytyczne oraz ogólnego przeznaczenia, procesy o wysokich wymaganiach jakościowych

Kolejna tabela omawia podejście typu Reliability-centered Maintenance.

Charakterystyka proaktywnego programu utrzymania ruchu maszyn i urządzeń

Podstawowe założeniazapewnia kompleksowe podejście do problemu eksploatacji, kombinacja wszystkich programów serwisowych, obejmuje śledzenie awarii w celu zidentyfikowania źródła, a następnie eliminacji efektów i przyczyn (strojenie oraz przeprojektowanie), wymaga ścisłej współpracy wielu działów technicznych (m.in. pomiędzy wykonawcami i użytkownikami końcowymi), dopuszczalne zmiany konstrukcji lub konfiguracji diagnozowanych obiektów (w celu zwiększenia wydajności, wydłużenia czasu pracy bez awarii i eliminacji źródeł częstych usterek)
Zaletyumożliwia ciągłe doskonalenie konstrukcji maszyn i urządzeń, integracja zaawansowanych systemów kontroli produkcji i narzędzi poprawy jakości (zmiany na poziomie produkcji i zarządzania), usprawnienie przebiegu procesów przemysłowych, połączenie wiedzy operatorów maszyn i diagnostów (podział obowiązków wynikający z lepszego zarządzania pracownikami), szeroki asortyment używanego wyposażenia oraz oprogramowania (wyspecjalizowane jednostki i systemy kombinowane budowane w oparciu o integrację tradycyjnych systemów kontroli, SCADA oraz do zarządzania danymi procesowymi)
Wadypotrzeba ciągłego szkolenia pracowników (operatorów, diagnostów i pracowników administracyjnych), generowanie wysokich kosztów oraz konieczności opracowania specjalnych procedur (w odniesieniu do napraw, czynności konserwacyjnych, identyfikacji ścieżki pomiarowej, słabych punktów, a także analizy RCA), koncepcja wciąż w fazie rozwoju (z niskim udziałem wdrożeń)
Zastosowaniezakłady produkcyjne o ściśle zdefiniowanym profilu produkcyjnym, wysoki poziom automatyzacji produkcji, zakup specjalistycznych maszyn od stałych dostawców (ze względu na konieczność przeprojektowania, rekonfiguracji i modyfikacji algorytmu działania na wyraźne żądanie odbiorcy)
Skip to content