V sodobni proizvodnji ni pomembna samo zmogljivost posameznega CNC stroja, temveč predvsem učinkovitost celotnega strojnega parka. Stroji lahko velik del razpoložljivega časa izgubijo zaradi menjave obdelovancev, nastavitev, čakanja na operaterja ali neusklajenega načrtovanja proizvodnje.
Z uporabo prilagodljivega koncepta proizvodnje (FMC – Flexible Manufacturing Concept) in centraliziranega sistema za upravljanje proizvodnih nalog JMS (Job Management System) je mogoče stroje, robote, vpenjalne sisteme in proizvodna naročila povezati v usklajen proizvodni sistem.
Cilj takšnega pristopa je boljša izraba obstoječe opreme, manj zastojev ter večja prilagodljivost proizvodnje.
Štirje temelji prilagodljive proizvodnje
Koncept FMC temelji na štirih medsebojno povezanih področjih:
- standardizaciji vpenjalnih sistemov in palet,
- organizaciji informacij in proizvodnih procesov,
- avtomatizaciji strege CNC strojev,
- integraciji oziroma usklajenem delovanju celotnega strojnega parka.
Pomembno je, da avtomatizacija ni obravnavana samo kot dodajanje robota posameznemu stroju. Celoten proizvodni proces mora biti organiziran tako, da se lahko hitro prilagaja različnim naročilom in spremembam v proizvodnji.
Standardizirano vpenjanje kot osnova
Pomemben del prilagodljive proizvodnje predstavljajo modularni in standardizirani vpenjalni sistemi. Mednje sodijo sistemi ničelne točke, palete, adapterske palete, prijemala in različni nosilci obdelovancev.
Standardizacija omogoča pripravo obdelovancev zunaj CNC stroja ter hitro in ponovljivo menjavo med posameznimi proizvodnimi operacijami.
S tem se zmanjšajo časi nastavitev in zastojev stroja. Hkrati je mogoče isti koncept vpenjanja uporabljati na različnih strojih in v različnih fazah proizvodnega procesa.
Centralno upravljanje proizvodnje z JMS
Pri večjem številu strojev in proizvodnih naročil postane pomembno tudi učinkovito upravljanje informacij.
Sistem JMS predstavlja osrednjo platformo za načrtovanje, razporejanje in spremljanje proizvodnih nalog. Omogoča pregled nad stanjem strojev, naročili in potekom proizvodnje.
Za posamezen izdelek je mogoče določiti tehnološki postopek, sistem pa lahko proizvodne naloge razporeja na razpoložljive stroje, ki izpolnjujejo potrebne pogoje za izvedbo posamezne operacije.
Tako se proizvodnja ne prilagaja več samo posameznemu stroju, temveč se razpoložljive zmogljivosti strojnega parka uporabljajo bolj usklajeno.
Avtomatizirana strega CNC strojev
Naslednji korak predstavlja robotska avtomatizacija. Robot lahko skrbi za nalaganje in razkladanje obdelovancev oziroma palet ter oskrbuje enega ali več strojev.
Takšna rešitev omogoča daljše obdobje samostojnega delovanja CNC strojev in zmanjšuje potrebo po ročnem posluževanju.
Posebej zanimiva je avtomatizacija strojnega parka, kjer en robotski sistem povezuje več različnih obdelovalnih strojev. Posamezni obdelovanec se lahko glede na tehnološki postopek premika med različnimi stroji in proizvodnimi operacijami.
Od avtomatiziranega stroja do avtomatizirane delavnice
Pri klasični avtomatizaciji je običajno v središču posamezen CNC stroj, robot pa skrbi predvsem za njegovo oskrbo.
Centralno upravljana avtomatizacija koncept razširi na celoten strojni park. JMS koordinira proizvodne naloge, robotski sistemi skrbijo za transport in menjavo obdelovancev, CNC stroji pa izvajajo posamezne tehnološke operacije.
Sistem se lahko poveže tudi z višjimi informacijskimi sistemi, kot je ERP.
Na ta način nastane povezana proizvodna struktura:
ERP → JMS → avtomatizacija → CNC stroji
Takšen pristop omogoča večjo prilagodljivost pri spreminjanju proizvodnih prioritet in boljši pregled nad celotnim proizvodnim procesom.
Boljša izraba strojev in višji OEE
Eden pomembnejših kazalnikov učinkovitosti proizvodne opreme je OEE (Overall Equipment Effectiveness).
Na njegovo vrednost vplivajo razpoložljivost strojev, njihova zmogljivost in kakovost proizvodnje.
Z avtomatizacijo in centralnim upravljanjem proizvodnje lahko zmanjšamo čas, ko stroji čakajo na obdelovance ali operaterja. Boljša organizacija proizvodnih nalog pomaga tudi pri zmanjševanju nepotrebnih prekinitev in izboljšanju izrabe razpoložljivih kapacitet.
S spremljanjem proizvodnje v realnem času je mogoče hitreje prepoznati tudi ozka grla in druge težave v proizvodnem procesu.
Komu je takšna rešitev namenjena?
FMC in centralno upravljanje proizvodnih nalog nista namenjena samo velikim serijskim proizvodnjam.
Takšen pristop je lahko posebej zanimiv za podjetja, ki izdelujejo manjše in srednje serije ter veliko različnih izdelkov. V teh okoljih se proizvodne zahteve pogosto spreminjajo, zato sta prilagodljivost in hitro razporejanje proizvodnje še posebej pomembna.
Rešitve so primerne za različna proizvodna okolja, med drugim za orodjarstvo, precizno obdelavo, avtomobilsko in letalsko industrijo, medicinsko industrijo ter podizvajalsko proizvodnjo.
Uporabne so tudi za podjetja, ki izdelujejo prototipe ali prilagojene komponente in se vsakodnevno srečujejo z različnimi proizvodnimi nalogami.
Postopna avtomatizacija strojnega parka
Optimizacije strojnega parka ni treba izvesti v enem koraku. Prednost modularnega pristopa je možnost postopnega razvoja sistema.
Prvi korak je lahko standardizacija vpenjanja in organizacija proizvodnih procesov. Sledi avtomatizacija posameznega CNC stroja ali proizvodne celice. Kasneje je mogoče povezati več strojev ter dodati centralno upravljanje proizvodnih nalog.
Tako lahko avtomatizacija raste skupaj s potrebami podjetja in postopoma povezuje vse večji del proizvodnje.
Od posameznih strojev do povezane proizvodnje
Optimizacija strojnega parka pomeni več kot samo nakup hitrejšega stroja ali robota. Največji potencial se skriva v povezovanju strojev, avtomatizacije, vpenjalnih sistemov in informacij v usklajen proizvodni proces.
Prilagodljivi koncept proizvodnje FMC in sistem JMS omogočata boljši pregled nad proizvodnjo, učinkovitejšo uporabo razpoložljivih kapacitet ter hitrejše prilagajanje spremembam naročil.
Rezultat je strojni park, ki lahko deluje bolj povezano, prilagodljivo in učinkovito – z boljšim izkoristkom obstoječih proizvodnih zmogljivosti.