Technologia automatyzacji jako nieodzowny atrybut XXI wieku jest wykorzystywana jednym z najważniejszych obszarów gospodarki, którą stanowi przemysł. W obecnym czasie w przedsiębiorstwach produkcyjnych wzrasta zapotrzebowanie na automatykę. W skład systemów automatycznych wchodzą urządzenia montażowe, transportowe, magazynujące produkty oraz linie montażowe. Wykorzystuje się je do produkcji seryjnej i masowej w różnych branżach np. motoryzacja, produkcja kosmetyków, branża spożywcza, lotnictwo, produkcja medykamentów i przyrządów medycznych, przemysł blaszany.
Czym są linie produkcyjne?
Linia produkcyjna jest to zespół maszyn zestawionych ze sobą i funkcjonujących jako zintegrowana całość czyli ciąg technologiczny. Innymi zamiennie stosowanymi określeniami linii produkcyjnej są: maszyna zespolona, zintegrowany system produkcyjny, sprzęt roboczy.
Może on składać się ze stanowisk ręcznych, zautomatyzowanych lub zrobotyzowanych, które ulokowane są według kolejności działań wykonywanego procesu produkcyjnego. Często są też połączone ze sobą różnymi rodzajami środków transportu. Ilość stanowisk jest zależna od potrzeb oraz wytwarzanego detalu lub zespołu.
Dzięki zaawansowanym liniom produkcyjnym praca jest wydajniejsza koszty inwestycji szybko się zwracają. Podstawą działania procesu wytwarzania jest cykl produkcyjny. Polega on na przejściu każdego produktu przez określone stanowisko pracy w procesie wytwarzania. Do każdego stanowiska pracowniczego przypisane są odpowiednie czynności i określony czas ich wykonania. Efekt końcowy linii produkcyjnej może polegać na przetwarzaniu, obróbce, transporcie, czy pakowaniu.
Cechy charakterystyczne linii produkcyjnej:
- linie tworzone są dzięki odpowiedniemu rozłożeniu maszyn w przestrzeni
- produkcja jest częściowo lub całościowo zautomatyzowana
- praca linii jest zintegrowana i zespolona przez nadrzędny system sterowania
- maszyny transportu bliskiego służą do integracji autonomicznych maszyn
- na całej linii stosowane są ochronne elementy bezpieczeństwa
- dzięki funkcjonującym na linii stanowiskom kontrolno – pomiarowym sprawdzone zostają materiały, półprodukty i gotowe wyroby
Jakie czynniki są najważniejsze przy rozmieszczeniu stanowisk na linii produkcyjnej?
Każde przedsiębiorstwo dąży osiągnięcia jak największych możliwych efektów wytworzonych produktów oraz zysku z ich sprzedaży. Tworzą więc lub modyfikują linie produkcyjną, dla zwiększenia jej wydajności i wynikających z niej korzyści finansowych. Przy budowie linii produkcyjnej sprawą niezwykle ważną jest rozmieszczenie znajdujących się przy niej stanowisk.
Czynniki decydujące o rozmieszczeniu stanowisk na linii produkcyjnej:
- Dostęp do powierzchni
Maszyny i urządzenia znajdujące się na stanowiskach powinny być rozmieszczone według ustaleń i instrukcji producenta. Ich ustawienie musi być bezpieczne dla zdrowia pracowników. Należy zrobić to tak, aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia maszyny, hali produkcyjnej, a przede wszystkim wypadku z uszczerbkiem zdrowia użytkujących ją osób. Także drogi ewakuacyjne trzeba zaplanować prawidłowo.
- Struktura produkcyjna
Konieczne jest określenie rodzaju struktury odpowiedniego dla danej produkcji. Obecnie popularne jest tworzenie linii produkcyjnych w zgodzie ze światowymi standardami, według metody lean manufacturing. Jest to metoda szczupłego zarządzania produkcją oparta na tworzeniu gniazd produkcyjnych. Gniazdo produkcyjne (ang. work cell) stanowi logiczny układ zasobów i procesów pozwalający na zwiększenie wydajności i zmniejszenie marnotrawstw. Jeśli ludzie, materiały i sprzęty rozmieszczone są na hali w oszczędny sposób, produkcja jest bardziej wydajna i efektywna. Możliwy jest wtedy płynny przepływ materiałów na linii produkcyjnej. Logika rozmieszczenia komórek roboczych zdecydowanie przyczynia się do zmniejszenia błędów w produkcji.
Ze względu na organizację gniazda produkcyjne dzielą się na:
- gniazdo produkcyjne ułożone technologicznie
Stanowiska produkcyjne umieszczone są obok siebie ze względu na podobieństwo technologiczne wykonywanych operacji i jednorodność technologiczną maszyn.
- gniazdo produkcyjne ułożone przedmiotowo
Tutaj ważniejszą rolę gra cykl produkcyjny zwany też strumieniem wartości produktu. Na stanowiskach pracy wytwarza się po kolei każdą część elementu produktowego lub jedną sztukę produktu. Po przejściu każdego etapu otrzymujemy gotowy produkt. Takie zorganizowanie pracy eliminuje zbędny transport.
W każdej z dwóch struktur organizacyjnych na jedno gniazdo produkcyjne zazwyczaj składa się z więcej niż jedno stanowisko.
- Rodzaje i kolejność operacji technologicznych
Trzeba określić, jakie czynności będą wykonywane na danym stanowisku. Ważna jest też kolejność, w jakiej mają być wykonane, aby otrzymać odpowiedni produkt. Konieczne jest również ustalenie sposobu przekazywania wyrobów.
- Jednokierunkowy przepływ procesów produkcyjnych
Przy projektowaniu stanowisk powinno być uwzględnione zachowanie ciągłości i postępu procesu produkcji. Slow chart (powolny wykres) musi być opracowany tak, aby nie następowało wsteczne oddziaływanie na produkty już wykonane. Takie zachowanie jest często stosowane w procesie produkcji ciągnionej. Oszczędza się w ten sposób miejsce i czas potrzebny na produkcję poprzez likwidację pól odkładczych oraz magazynów pośrednich. Należy wtedy trzymać się ścieżki krytycznej.
- Maksymalizacja przekazywań bezpośrednich i efektywności pracowników
Proces optymalizacji produkcji polega też na skracaniu dróg transportowych. Likwidowane są stanowiska nieergonomiczne wymuszające pozycje ciała, które eliminuje się, by praca była bardziej efektywna i komfortowa. Krótsza droga transportowa produktu oszczędza też czas potrzebny na jego dostarczenie. Popularna jest metodyka SMED, która polega na skróceniu czasu przezbrojeń maszyn i urządzeń poprzez stosowanie odpowiednich zestawów narzędzi i technik.