System montażowy dostosowany do potrzeb

© Fraunhofer IAO

Udostępnij:

 

Co roku wzorcowa fabryka Instytutu Fraunhofer IAO prezentuje około 1500 odwiedzającym ją gościom różnorodne ręczne systemy montażowe, które sama projektuje i testuje. Instytut opracował mechanizm doboru systemu montażowego, który ma za zadanie pomóc przedsiębiorcom w wyborze odpowiedniego rozwiązania. 

Chociaż na rynku dostępnych jest wiele systemów montażowych, większość firm do wszystkich swoich produktów stara się wykorzystać jeden standardowy system. Jednak w trakcie montażu różnych elementów pojawiają się wielorakie zadania. Poza tym systemy różnią się wymaganiami inwestycyjnymi, wydajnością, właściwościami oraz poziomem automatyzacji.



Ciągłe poszukiwanie możliwości redukcji kosztów produkcyjnych powoduje, że także przy wyborze systemów związanych z montażem zwraca się dużą uwagę na ich ekonomiczność. Planując przyszłość zakładu produkcyjnego, należy odpowiedzieć na pytanie, jakie rozwiązania dla montażu stacjonarnego okażą się trafne w kontekście zwiększających się wymagań co do zdolności przemieszczania oraz w jaki sposób można oszczędnie produkować/montować. Patrząc na firmy odnoszące sukcesy, można zauważyć, że stosują one różne, dostosowane do indywidualnych zadań produkcyjnych hybrydowe systemy montażowe.

Optymalne dostosowanie do procesu
Hybrydowe systemy montażowe charakteryzują się kombinacją procesów ręcznych i potencjalnie zautomatyzowanych lub procesami łańcuchowymi. Raz wybrany system montażowy jest często stosowany przez cały okres produkcji danego elementu, a zatem powinien być optymalnie dopasowany do procesu produkcyjnego [1].

W większości firm wykorzystuje się tylko jeden lub dwa rożne systemy hybrydowe, mimo że zadania montażowe wymagają większej ich liczby. Ze względu na coraz krótsze cykle życia i rozwoju produktów planiści ds. montażu znajdują się pod znaczną presją czasu. Wybór odpowiedniego systemu montażowego musi nastąpić w możliwie jak najkrótszym czasie. Dlatego w przeszłości w większym stopniu koncentrowano się na już użytkowanych układach niż doborze opartym na potrzebach. Instytut Fraunhofer IAO opracował mechanizm doboru systemu montażowego, który ma na celu wsparcie osób odpowiedzialnych za optymalne dopasowanie hybrydowego systemu montażowego.



Wysoki stopień elastyczności
Hybrydowe systemy montażowe wykazują często niski stopień automatyzacji, jednak dzięki możliwości dowolnego doboru liczby pracowników cechują się wysokim stopniem elastyczności. Systemy hybrydowe w dużej mierze rezygnują z automatycznego transportu i podajników materiałów, które wymagają dużych nakładów inwestycyjnych. Niektóre czynności montażowe można w pełni lub częściowo zautomatyzować w stosunkowo prosty i niedrogi sposób. Firmy często skupiają się tylko na kilku rodzajach systemów montażowych, jednak np. grupy produktów wytwarzane w danej firmie znacznie różnią się od siebie pod względem wielkości partii. Efektywna koncepcja montażu opracowana dla elementów wytwarzanych w dużych partiach jest zazwyczaj nierentowna dla produkcji małoseryjnej.

Główne różnice między systemami dotyczą wysokości inwestycji, przebiegu procesu i poziomu automatyzacji. Jeśli ograniczona powierzchnia umożliwia pełny montaż i dostawę części, a wymagana liczba sztuk pozostaje w zasięgu możliwości danego stanowiska roboczego, to takie jednostkowe stanowisko, charakteryzujące się najniższym możliwym nakładem pracy oraz brakiem wymogu jej synchronizacji, stanowi właściwy wybór. Pracownik dokonuje pełnego montażu produktu na konkretnym siedzącym/stojącym stanowisku roboczym w sposób niezależny.

Jeżeli do montażu produktu potrzeba więcej pracowników, a tym samym więcej stanowisk roboczych, to alternatywę stanowi cechujący się niskimi kosztami inwestycyjnymi niezespolony i niezharmonizowany system montażu seryjnego. Pracownicy pracują wyłącznie na swoich stanowiskach i często są oddzieleni od siebie dużymi buforami. Znaczne zapasy, absorbującą obsługę i długie czasy realizacji tego systemu można uzasadnić tylko w fazie rozruchu nowego produktu.

Liniowe lub taśmowe systemy montażowe charakteryzują się wzajemnym czasowym zharmonizowaniem poszczególnych stanowisk roboczych, na co pozwala przepływ produktu w trakcie procesu montażu.

Elastycznie połączony montaż liniowy o najwyższym stopniu automatyzacji
Niezintegrowana linia montażowa ma zdefiniowany początek i koniec. Zastosowanie małych buforów między stanowiskami roboczymi skutkuje niskimi zapasami i krótkim czasem realizacji zadania. Produkt przeznaczony do montażu może być transportowany przez system bezpośrednio na taśmie produkcyjnej, ale również za pomocą nośników dla montowanych przedmiotów.

Najwyższy stopień automatyzacji – z kodowanymi nośnikami dla montowanych przedmiotów, automatycznymi podajnikami dla podzespołów i półautomatycznym procesem montażowym – cechuje elastycznie połączony system montażu taśmowego. Ze względu na kształt i przepływ materiału zwany także „linią carrée” (fr. prostokątną). System ten w porównaniu do innych wymaga największych nakładów inwestycyjnych.

Obecnie prawdopodobnie najbardziej popularnym systemem montażowym jest koncepcja One-Piece-Flow, znana również jako U-Line lub „chaku-chaku-line”. Charakteryzuje się tym, że pracownik zawsze przenosi tylko jedną część z określonego stanowiska roboczego do kolejnego. Koncepcja ta jest bardzo opłacalna, ponieważ w zależności od wielkości portfela zamówień można w niej wykorzystać różną liczbę pracowników, a tym samym zagwarantować ich wysoką wydajność.

Mniej rozpowszechniony system, oparty na przestawnym stole obrotowym, bazuje na zasadzie One-Set-Flow. Polega na tym, że komplet części montuje się i transportuje w nośniku przeznaczonym dla montowanego elementu. Pojedynczy etap realizacji lub krok montażowy zawsze dotyczy kompletu części, zanim jeszcze rozpocznie się kolejny etap procesu. Dlatego też zasada ta jest nazywana montażem kompletów. Ma ona tę zaletę, że część czasu pomocniczego przypada na cały zestaw części, a nie na każdą część z osobna [2]. Rozdysponowanie materiału na wiele stanowisk roboczych to optymalny i wygodny sposób jego dostarczenia.

Ilustracja 3 przedstawia cechy charakterystyczne i właściwości proponowanych hybrydowych systemów montażowych. Stanowią one podstawę rachunku ekonomicznego, ale są także istotne w doborze odpowiedniego systemu montażowego.

Inwestycje w systemy montażowe zmierzają w kierunku od montażu pełnego przez U-Linie i One-Set-Flow aż po zintegrowany system montażu taśmowego. Uzasadnione jest ogólne stwierdzenie dotyczące wszystkich systemów, że są one coraz bardziej przystosowane do konkretnego produktu lub w coraz wyższym stopniu automatyczne i dlatego trudniejsze w adaptacji lub wymagają częstszego przezbrajania.

Wyzwanie – trudna do przewidzenia wielkość serii
System U-Line można na przykład w bardzo elastyczny sposób wykorzystywać ze zmienną liczbą pracowników. W przypadku połączonych systemów taśmowych każde stanowisko pracy musi zostać obsadzone jednym pracownikiem, aby system mógł funkcjonować. Dla długich i średnich cykli procesowych oznacza to niemal zawsze przestoje i mniejsze wykorzystanie pracowników. W systemie U-Linie przy długich i średnich cyklach pracownik przechodzi do kolejnego stanowiska montażowego, analogiczne jak w przypadku systemu One-Set-Flow, a zatem zostaje wykorzystany w sposób efektywny. Zakłady produkcyjne od dziesięcioleci zmagające się z coraz krótszymi cyklami życia produktów, mniejszą liczbą sztuk w serii i coraz trudniej przewidywalną wielkością sprzedaży narażone są na szereg zmian rynkowych, co utrudnia zaplanowanie ekonomicznego montażu [3]. Z tego wynika także nacisk na przenoszenie produkcji do krajów o mniejszych kosztach pracowniczych [4].

Zmiany w otoczeniu produkcyjnym zwiększają znaczenie sensownego planowania i wyboru najbardziej ekonomicznego systemu montażowego, a więc szybkiego zwrotu kosztów inwestycji. Poszukiwane są inteligentne rozwiązania, które umożliwią opłacalny montaż, a duży wybór hybrydowych systemów montażowych oferuje wystarczające możliwości, aby te wymagania spełnić.

LITERATURA
[1] H.-J. Bullinger: Systematische Montageplanung – Handbuch für die Praxis (REFA). Monachium, Hanser-Verlag 1986.
[2] B. Lotter: Montage in der industriellen Produktion. Berlin, Springer-Verlag 2006.
[3] A. Pohl: Leapfrogging bei technologischen Innovationen. Dissertation, Uniwersytet w Trewirze. Wiesbaden, Gabler-Verlag 1996.
[4] G. Lay, C. Dreher, S. Kinkel: Produktionsinnovationserhebung 1. Internet: www.isi.fhg.de/pi/dokumente/pi1.pdf. Fraunhofer-Institut ISI, Karlsruhe, październik 2004.

 

Udostępnij:

Drukuj



Oliver Scholtz




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również