Print

Aplikace principů štíhlé výroby v továrně budoucnosti

-- 13.03.2020

Dnešní výrobní podniky procházejí významným vývojem/revolucí, protože technologie Průmysl 4.0 je velmi rychle implementována v mnoha průmyslových odvětvích. Tato technologie vytváří základ pro vizi výroby nové generace známou jako továrna budoucnosti (Factory of the Future). Továrna budoucnosti představuje inteligentní, flexibilní a vysoce agilní výrobní prostředí, které operátorům v provozech i vedením podniků poskytuje podrobné informace v reálném čase, aby tak byly maximalizovány hodnoty a výkon každého stroje či výrobní jednotky.

Ačkoli továrna budoucnosti může znít jako vznešený koncept, základy pro realizaci této vize jsou již nějakou dobu známy a v praxi implementovány. Jedním z rozhodujících východisek na cestě k továrně budoucnosti je koncepce a praxe štíhlé výroby. Štíhlá výroba, která byla vyvinuta před desítkami let jako metoda ke zvýšení produktivity, klade důraz na odstranění zdrojů plýtvání, na implementaci procesů kontinuálního zlepšování (CIP) a na zefektivnění toku materiálu, lidí a informací, a to jak v rámci jednotlivých výrobních linek, tak napříč výrobními podniky.

Tyto technologie jsou vyvíjeny tak, aby dosahovaly podobných a v zásadě paralelních cílů, k nimž patří zlepšování komunikace, automatizované zachycování reálných a historických výrobních dat a používání inteligentní technologie ke zvýšení produktivity, propustnosti a kvality při současném snížení nebo eliminaci ztrátového času, energie a zdrojů.

Výrobci a provozovatelé zařízení začali oceňovat přínos, který tyto technologie nabízejí jejich podnikatelským záměrům. Nejlepší způsob, jak maximalizovat potenciál, jejž tato technologie nabízí, je investovat a posílit uplatňování myšlení a principů štíhlé výroby na způsoby, které řeší plýtvání a chyby v rámci provozních činností, jinak totiž riskují ztrátu času a cenných zdrojů kvůli technologii, která jim sama o sobě opravdu nepomůže realizovat vlastní továrnu budoucnosti.

Hodnota a dopad zásad štíhlé výroby

Štíhlá výroba se ukázala jako výkonný a základní soubor zásad a procesů, které pomáhají výrobcům stát se produktivnějšími, obratnějšími a schopnějšími dodávat zboží nejvyšší kvality při řízení vlastních nákladů a udržení konkurenceschopnosti.

Štíhlá výroba poskytuje systematický způsob identifikace plýtvání a jeho neustálého odstraňování. Na své nejzákladnější úrovni je štíhlá výroba něčím, co táhne celou výrobu, a je poháněna poptávkou zákazníků nebo trhu. Štíhlá výroba optimalizuje veškerý tok podniku v reakci na tuto poptávku: tok materiálu, lidí a informací.

Organizace, které jsou úspěšné při uplatňování principů štíhlé výroby, investovaly čas a zdroje, aby porozuměly tomu, jak materiály a informace putují jejich výrobními procesy. Zaměřují se na lokalizaci, kde i nadále mohou ve svých pracovních postupech vystopovat jeden nebo i více ze sedmi typů plýtvání; tento typ je obvykle identifikován odborníky na problematiku zásad štíhlé výroby:

  • nadprodukce
  • čekání (operátora nebo stroje)
  • zmetkovost – vady a odchylky
  • zbytečné pohyby (operátora nebo stroje)
  • nadměrné zásoby
  • neefektivní procesy
  • zbytečné přesuny

Štíhlá výroba jde ruku v ruce s vizí stojící za továrnou budoucnosti

Abyste našli a specifikovali zdroje vašeho plýtvání, potřebujete ty správné informace. A  právě v továrně budoucnosti je to Technologie 4.0, jež výrazně zvyšuje a obohacuje hustotu informací o výrobních systémech. V továrně budoucnosti lze vše propojit, od jednotlivých součástí stroje s vestavěnými čidly a inteligencí přes komunikační architekturu na úrovni strojů a podniků až po cloudové řešení.

Sofistikovaný software shromažďuje, přenáší a zpracovává data způsobem, jenž poskytuje jak transparentnost výroby, tak i využitelné odpovědi na otázky týkající se úzkých míst výroby, neefektivních pracovních toků a zařízení vyžadujících preventivní údržbu.

Technologie Průmysl 4.0, jako je tato, umožňuje výrobcům přístup k životně důležitým informacím o pracovním toku použitelnějším a sledovatelnějším způsobem v reálném čase. Například data o stavu motorů nebo o opotřebení ložisek získaná v reálném čase mohou být zpracována mnohem rychleji, čímž je možné zabránit neplánovaným prostojům nebo poškození strojů.

Spolu s daty v reálném čase lze shromažďovat a analyzovat historická a trendová data z mnohem širšího rozsahu vstupů. Tato data mohou být automaticky shromažďována a sestavována podle principů štíhlé výroby za účelem získání hlubšího a soudržnějšího obrazu o výkonnosti výrobních systémů, díky kterému určíme oblasti, v nichž je třeba provádět procesy neustálého zlepšování.

„Osvobozený“ personál se může věnovat práci s vyšší přidanou hodnotou

Další klíčovou výhodou, již tato technologie nabízí, je schopnost uvolnit lidi, kteří jsou za normálních okolností pověřeni monitorováním a sestavováním dat v souvislosti s principy štíhlé výroby; tato data pak musejí vykazovat v rámci celého podniku. V mnoha podnicích s vyzrálou praxí štíhlé výroby je jednou z hlavních povinností zaměstnanců vyplňovat reporty a zveřejňovat je na kanban tabulích, aby výrobní týmy mohly tato data kontrolovat a přijímat správná rozhodnutí o aktuálním průběhu výroby.

Nyní jsou nabízeny pokročilé komunikační systémy, které mnohem přesněji a rychleji automatizují většinu této práce. Tyto interaktivní komunikační platformy zpracovávají a vizualizují výrobní data v reálném čase s tím, že je lze jednoduše propojit s IT aplikacemi, jako je plánování výroby, správa dat ohledně kvality, následně je rozesílat e-mailovou poštou v rámci podniku a tímto způsobem všem poskytovat informace tvořící základ pro rozhodování a zlepšování procesů.

Díky těmto nástrojům je možné osvobodit tzv. sběrače dat a tvůrce reportů od časově náročné a nezáživné práce a nasměrovat je k dokončování důležitějších úloh, jako je implementace skutečných procesů neustálého zlepšování, takže jde o zvyšování efektivity versus pouhé podávání zpráv o tom, co se aktuálně děje.

Štíhlá výroba a technologie Průmysl 4.0

Jednou z hlavních výzev, kterým mnoho společností čelí na cestě vedoucí k továrně budoucnosti, je inteligentní správa obrovského objemu dat, což tyto systémy mohou nabídnout. Společnosti, jež usilují o upgrade svých výrobních systémů, včetně rozmístění nových čidel a inteligentního propojení všech strojů a zařízení, zjistí, že nemají k dispozici žádný způsob, jak rozpoznat, jaké funkce nebo procesní místa musejí měřit, aby mohly plně využívat všech svých investic do takovýchto technologií.

Je nezbytné, aby organizace, které dělají další krok směrem k továrně budoucnosti, měly řádně zavedenu metodiku štíhlé výroby, a to ještě než začnou investovat do technologií. Pokud nerozumějí tomu, jak mohou pomocí principů štíhlé výroby řídit proces zlepšování v rámci svého podnikání, riskují, že špatná data znásobí náklady na investice do technologií, aniž by bylo dosaženo měřitelného zlepšení výkonu nebo návratnosti investice.

Může být velmi snadné (ale i škodlivé) vstoupit a investovat značné množství peněz, než si organizace uvědomí potřebu podrobně se zaměřit na procesy a metodiku štíhlé výroby. Nejprve je proto nutno vybudovat pevné základy principů štíhlé výroby a teprve pak investovat významnější částky do technologií.

Například pokud podnik monitoruje výstup výroby nebo prostoje na výrobní lince a zjistí se, že linka bývá v odstávce po dobu 20 až 25 minut každý týden, jen to, že někde přidáte nová čidla nebo provedete upgrade ovládací platformy, vás nemusí nutně vést k indikaci zdroje přetrvávajících prostojů. Místo toho aplikujte čidla, abyste byli schopni sbírat správná data; poté data nasdílejte těm správným jednotlivcům, kteří je analyzují a vyhodnotí. Je třeba si uvědomit, že žádná technologie sama o sobě není samospásná.

Nový technologický nástroj, který zavádějí průmysloví dodavatelé, jako je Bosch Rexroth, může pomoci dosáhnout tohoto zdokonaleného toku informací. Tyto nástroje, jež se běžně nazývají brány i4.0 nebo brány IoT (Internetu věcí), jsou navrženy tak, aby agregovaly celou řadu strojních dat a poskytovaly inteligentní metodiky pro prezentaci těchto dat; takto lze provést analýzu na vyšší úrovni. Tyto brány mohou být tvořeny ze samostatných systémů nebo mohou být integrovány do platforem PLC; jsou schopny snímat data z PLC, pohonů strojů a čidel monitorujících širokou škálu aktuálních stavů, v nichž se nacházejí sledovaná zařízení a výrobní linky.

Prostřednictvím těchto bran může management podniku identifikovat problémové oblasti, které by normálním lidským pozorováním a vyhodnocováním štíhlého procesu a štíhlé pracovní buňky nemusely být zachyceny (zahrnuto je vše – od úrovně pokojové teploty, vlhkosti, hladiny hluku a vibrací a dalších vstupů), a tyto údaje prezentovat analytickým systémům vyšší úrovně takovým způsobem, aby mohly být účinněji studovány. Tyto brány jsou dostatečně sofistikované, aby umožnily řízení parametrů nebo kvality produktu pomocí nástrojů strojového učení s cílem porovnat podobné aplikace v podniku; dokonce dovolují přístup a použití cloud computingu k porovnání výkonnostních faktorů napříč různými podniky z jakékoli lokality na světě.

Přestože se zdá, že výrobci těchto nástrojů jsou nadšeni množstvím dat, při disciplinovaném používání štíhlých procesů je možné zajistit, aby tyto systémy zachytily správná data a pomohly provozovatelům zařízení najít hlavní příčinu prostojů a další zdroje plýtvání nebo nízké kvality. V konečném důsledku může být také možné získat užitečná data o správném druhu investice do technologie, která eliminuje ztrátový čas, ovšem za předpokladu, že technologie je ve skutečnosti zdrojem problému.

Technologie rozšiřuje možnosti omezit zdroje plýtvání v rámci manuálních výrobních procesů

Jednou z výrobních oblastí, které byly významně transformovány pomocí principů štíhlé výroby, jsou manuální montážní a výrobní systémy. Štíhlé procesy pomáhají řešit mnoho ze sedmi druhů plýtvání, které současně znemožňují efektivní manuální výrobu, včetně známých problémů, k nimž patří čekání, vady a odchylky, zbytečné pohyby a držení zásob zboží na skladě.

Toto je oblast, kde dochází ke kombinaci principů štíhlé výroby a technologií továrny budoucnosti, tak aby manuální a hybridní (kombinace manuální a automatizované) pracovní buňky dosahovaly nových úrovní účinnosti a flexibility. Způsob dopravy obrobků a komponent do pracovních buněk může být efektivnějším způsobem zautomatizován s využitím flexibilních dopravníkových systémů vybavených čtečkami čárových kódů nebo štítků RFID; záměrem je udržení stabilního, inteligentně uspořádaného toku materiálu do pracovních stanic dle aktuální potřeby pro dosažení maximální ergonomické účinnosti.

Implementací inteligentních pracovních stanic v oblasti manuální montáže a začleněním interaktivních digitálních průvodců montáže a systémů vidění lze potenciálně realizovat některé další progresivní kroky ke snižování tvorby zmetků. Asistenční systémy mohou být naprogramovány tak, aby zobrazovaly všechny potřebné informace ve vybraném jazyce pracovníka a aby automaticky došlo k jejich překonfigurování tak, aby odpovídaly vytvářené součásti.

Použití programovatelných utahovacích nástrojů, které dokumentují velikost točivého momentu aplikovaného na každý utažený šroub, u nichž může být nastaveno automatické překonfigurování velikosti točivého momentu a utažení na základě montované součásti (včetně zaznamenávání těchto dat), může rovněž přispět ke snížení rizika tvorby zmetků a následných oprav.

Pomocí těchto nástrojů mohou být minimalizovány prostoje a zbytečné úsilí díky omezení nutného zácviku nebo podpory/dohledu nad novými zaměstnanci. Představují rovněž výkonné nástroje pro zlepšení konečné kvality každého sestavovaného produktu. Novější systémy jsou dostatečně chytré, aby asistovaly a sledovaly každý krok procesu montáže, včetně upozornění pracovníků, když hrozí, že provedou nějaký chybný úkon.

Inteligentní montážní asistenční systémy mohou pomoci zajistit, aby správná součást byla vytažena ze správné přihrádky, což zabrání časovým a pohybovým ztrátám a také sníží objem vyrobených zmetků a odchylek. A protože tyto nástroje sledují a vykazují dobu montáže každé pracovní buňky, poskytují výkonný nástroj, jenž pomáhá řešit takt linky a určuje, jaké kroky lze podniknout, aby se zkrátila doba čekání.

Digitalizace štíhlé výroby pro plynulý nástup továrny budoucnosti

Technologie představená pro vytvoření továrny budoucnosti může pomoci usnadnit některé základní pojmy štíhlé výroby: snížit plýtvání na všech úrovních a vylepšit tok materiálů, lidí a zejména informací.

Je však důležité si uvědomit, že technologie sama o sobě není schopna implementovat procesy štíhlé výroby. V mnoha ohledech, pokud podnik nebo organizace plně neinvestuje do principů a procesů štíhlé výroby, může docházet k tomu, že investice do technologie bude představovat jen další druh plýtvání. Společnosti musejí neustále rozvíjet následující tři základní prvky, aby mohly co nejefektivněji využívat výhody pramenící z pořízené technologie:

  • Závazek uplatňovat principy a postupy štíhlé výroby s cílem identifikovat zdroje plýtvání a jejich hlavní příčiny.
  • Mít zavedeny fungující procesy neustálého zlepšování, které poskytují zřetelné mechanismy zpětné vazby v celém podniku, takže vstupy a pozorování od všech zaměstnanců – manažerů linek, pracovníků z výroby, údržby atd. – jsou zachyceny a vyhodnocovány průběžně v kontextu zlepšování výrobního procesu.
  • Agilní metodika pro implementaci změn na základě výstupů získaných z procesů neustálého zlepšování a štíhlé výroby, jež zajišťuje, že jsou v praxi realizovány všechny zlepšovací návrhy, které byly schváleny.

S příchodem systémů továrny budoucnosti je vlastní proaktivita podniku rozhodujícím faktorem: data a trendy získané v reálném čase a z historie, které systémy poskytují, budou schopny poskytnout odpověď na otázky, jak zvýšit produktivitu, snížit plýtvání a pružněji reagovat na změny tržních podmínek.

Uplatněním principů štíhlé výroby, jež pomáhají porozumět procesu, a prostřednictvím nástroje neustálého zlepšování a rovněž pomocí proaktivní metodiky pro implementaci potřebných změn lze investovat do správných technologií a inteligentně jít vstříc továrně budoucnosti.

Thomas Brown je obchodní technik útvaru Assembly a i4.0 Technology. Rodney Rusk je obchodní vedoucí útvaru i4.0 ve společnosti Bosch Rexroth Corp.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

FORMY a PLASTY 2020
2020-10-07 - 2020-10-08
Místo: Brno
Výrobný manažment
2020-10-13 - 2020-10-14
Místo: Holiday Inn Žilina
ÚDRŽBA 2020 - „Efektivnost aplikace Průmyslu 4.0 do managementu údržby“
2020-10-14 - 2020-10-15
Místo: Konferenční centrum AV, zámek Liblice
Konference kvality 2020
2020-10-22 - 2020-10-22
Místo: Praha

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Vyskočilova 1561/4a
14000 Praha 4
tel. +420739552216

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2020 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI