A rugalmasság döntő előny egy olyan időszakban, amelyet a magas termékindividualizálás, a kereslet ingadozása, az intenzív verseny és a változó (kereskedelmi) politikai előírások jellemeznek.
Az agilis termelési rendszerek a kis- és középvállalkozások számára látszólag kihívásokat jelentenek, mivel a középvállalatok gyakran korlátozott erőforrásokkal gazdálkodnak, és mégis versenyképesek kell maradniuk. A rugalmasság azonban nem „luxus” a nagyvállalatok számára, hanem stratégiai szükségszerűség – különösen akkor, amikor a haszonkulcsok szűkösek és a darabszámok alacsonyak. Kulcsszerepet játszik ebben a logisztika.
A Fraunhofer IWU és IPA intézetek egy módszertant dolgoztak ki, amely segíti a vállalatokat egy strukturált folyamaton keresztül a rugalmas termelés lehetőségeinek értékelésében és fokozatos megvalósításában – még nagyobb beruházások nélkül is. Sok esetben a meglévő erőforrások (gépek, berendezések, folyamatok, munkavállalói képesítések) továbbra is felhasználhatók.
Moduláris és mobil komponensek segítenek abban, hogy a gépparkot különböző termékekhez alkalmazzuk, és szükség esetén költséghatékonyan bővítsük vagy csökkentsük (skálázhatóság). Számos iparágban már gyorsan megvalósítható megoldásokat fejlesztettek ki tipikus kiindulási helyzetekre. Olyan megoldások, amelyek igény szerint különböző vállalati méretekhez skálázhatók és iparágakhoz alkalmazhatók.
Példa javítóüzem: Egy vonali koncepció leváltása egy skálázható termelési rendszerre, magasan elhelyezett raktárral való ellátással.
A klasszikus gyártósorok, amelyek szalagszerű ellátással és fix, rövid ciklusidőkkel működnek, gyorsan elérik határaikat – amikor olyan gyártási programról van szó, amely nemcsak sok variációt (különböző alkatrészeket) „sűrít” egy ciklusba, hanem különböző gyártási sorrendeket is megkövetel. Ha emellett különösen nagy alkatrészeket is el kell helyezni, a vonal koncepciójának előnyei, mint a (többnyire) azonos termékek magas darabszámú előállítása rövid gyártási idő alatt, ellentétes irányba fordulnak: túl merev ahhoz, hogy nagyobb variabilitást engedjen meg, és sok területet igényel az ellátási logisztika számára – minden szükséges alkatrészt egy többé-kevésbé fix közbenső tárolóhelyről egy meghatározott pontra kell eljuttatni a vonalon.
Ez a megállapítás különösen érvényes a javítóüzemekre, amelyek legfeljebb két méter hosszúságú és szélességű alkatrészeket kezelnek. Ha a javítási portfólió olyan termékeket tartalmaz, amelyeket több modellgeneráción keresztül gyártottak, akkor a felújítandó vagy cserélendő alkatrészek tárolási kapacitásának igénye különösen magas. Ha pedig csak elavult szállítástechnika áll rendelkezésre, itt az ideje, hogy érdemes automatizálási megoldásokon gondolkodni.
A Fraunhofer IWU projektcsapatának fő megközelítési pontja így a logisztika volt, egy automatizált, többszintes magasraktárral. Célja az anyagáramlás rugalmasságának növelése, a termelési állomások közvetlen összekapcsolása a raktárral, valamint különböző alkatrésszámok és darabszámok hatékony kezelése volt. A Siemens Plant Simulation anyagáramlási szimuláció segítségével különböző forgatókönyveket modelleztek, és kulcsfontosságú mutatókat, mint a teljesítmény, átfutási idő és a raktárkezelő berendezések (automatizált szállítórendszerek a be- és kihelyezéshez) kihasználtságát értékelték. A szimuláció azt mutatta, hogy egy automatizált, többszintes magasraktárral rendelkező logisztikai koncepció mind a megkövetelt teljesítménymutatókat teljesíti, mind pedig skálázható és rugalmasan reagál a változó termelési követelményekre. Olyan kihívásokat, mint a variánsokkal kapcsolatos egyedi folyamat sorrendek, figyelembe vettek a modellben, és a magasraktár teljesítménymutatóit, mint a teljesítmény, átfutási idők, kihasználtság és puffertartalékok optimalizálták.
Példa repülőgépek ajtajára: új anyag- és gyártási koncepcióval a gyártási időt több mint húszszorosára csökkenteni.
Az utasszállító repülőgépek ajtóinak gyártása túlnyomórészt kézi munka. Számos közbenső lépés szükséges a különböző anyagok közvetlen érintkezésének elkerülésére, mivel ez korróziót okozhat. Ha az alumínium, titán és duroplasztok helyett főként hőre lágyuló szénszál-erősített műanyagokat (CFK) használnak, amelyeket elválasztó rétegek nélkül automatizáltan lehet hegeszteni, akkor lényegesen gyorsabbá válik a folyamat – az ajtószerkezet gyártási ideje 110 óráról mindössze 4 órára csökken. Ezt a Fraunhofer IWU, Fraunhofer LBF, Trelleborg és Airbus Helicopters közös kutatási projektje mutatta be.
A rövidebb szerelési időkhöz egy kulcs a különböző repülőgéptípusok moduláris felépítése is. A projektcsapat a különböző ajtómodellek alkatrészeire összpontosított, amelyeket egységesíteni lehet. Ide tartozik például a keresztgerenda. A kutatók egy teljesen automatikus szerelősort terveztek a legelterjedtebb modellekhez, és olyan berendezéseket, valamint feszítőelemeket fejlesztettek ki, amelyek alkalmasak az ellenálláshegesztési és ultrahangos hegesztési technológiákhoz.
Az IWU csapata szimulálta az új szerelővonal összes technikai és gazdasági aspektusát – amelyek általában kölcsönösen feltételezik egymást. A legfontosabb technikai értékelési kritériumok közé tartozik a termék és a gyártási folyamat komplexitása, az automatizálási lehetőségek és kockázatok, figyelembe véve a rugalmasságot és a változtathatóságot, valamint a különböző egyedi automatizálások láncában a teljes berendezés rendelkezésre állása.
Eredmény: Minden technikai, logisztikai és gazdasági szempont figyelembevételével a legújabb fejlesztésű automatizálási megoldást meg kell valósítani.
Példa AutoLog: hatékony komissiózás nagy darabszámok esetén a vezető nélküli szállító rendszereknek köszönhetően, amelyek robotokat látnak el alkatrészekkel.
A hatékony kommissionálási folyamatok elengedhetetlenek a just-in-time termeléshez, különösen a nagy variációs sokféleség és a nagy, nehéz alkatrészek esetében. A klasszikus automatizálás ezen a területen gyakran rugalmatlan, drága és nehezen skálázható.
A dinamikus kommissionálás ezzel szemben egy „áru-a-robothoz” elvet követ, és önjáró szállítórendszereket (FTS) valamint egy telephelyhez közeli raktárat használ a magas rugalmasság és a változatosság érdekében. A skálázás a robotcellák és az FTS-flotta egyszerű bővítésével történik, miközben a targoncaforgalom teljesen leválik. Az AutoLog szoftvermegoldás, amely a Fraunhofer IWU és a Volkswagen AG közös fejlesztése, lehetővé teszi a Volkswagen Szlovákiában az ilyen cellák konfigurálását és irányítását önkiszolgáló módon, és optimalizálja a folyamatokat intelligens algoritmusokkal. Az AutoLog lehetővé teszi a robotcellák kezdeti tervezését, irányítja a robotokat, a biztonsági technológiát és az FTS-t, minimalizálja a várakozási időket, és integrálja a hibaanalízishez szükséges eszközöket. A virtuális üzembe helyezés az AutoLog és a Siemens Plant Simulation-ban lévő szimulációs modell közötti szoftver-a-hurok szimuláción keresztül történik. Ez lehetővé teszi az új telepítési konfigurációk korai értékelését még a működésük megkezdése előtt.
Kapcsolat:
