Laseri automaatika lehtmetallitöökodades: kus see vähendab tööjõu ja seadistusaja

Laseri automaatika lehtmetallitöökodades: kus see vähendab tööjõu ja seadistusaja

Lehtmetallitöötlemisel mõjuvad kohaletoimetamise, paigutuse ja tööde vahetamisega kaotatud iga minut tarnimisele, kuludele ja projektijuhtimisele. Laseri automaatika aitab projektijuhtidel vähendada sõltuvust inimtööjõust, lühendada seadistusaja ja teha tootmisgraafikuid ennustatavamaks. See artikkel uurib, kus automaatika loob suurimad tulemused laserlõike töövoogudes ning kuidas töökodad saavad suurendada läbitungit ilma kvaliteedi või paindlikkuse ohverdamiseta.

Projektijuhtide jaoks on praktiline küsimus harva see, kas automatiseerimine näeb töökohas muljetavaldav välja. Tegelik küsimus on see, kas see eemaldab konkreetseid kitsendusi, mis takistavad tööde ajalise täitmise.

Seetõttu tuleks laseri automatiseerimist vaadata pigem operatsioonilise tööriistana kui tehnoloogiatrendina. Projektipõhises keskkonnas tuleneb väärtus voolu stabiilsuse tagamisest, graafiku riskide vähendamisest ja tootmise vähendatud sõltuvusest mõnede kogenud operaatortest.

Kus laserlõikes tegelikult kulutatakse tööjõudu

Paljud tootmisgrupid alahinnavad seda, kui palju otseselt ja kaudselt tööjõudu on seotud laserlõikeüksusega. Nad keskenduvad masina tööajale, kuid projektide viivitused tulenevad sageli toetustegevustest, mida ei ole OEE-näidikute paneelil lihtne näha.

Tavalised tööjõuressursi kulutajad on:

• lehtede manuaalne paigaldamine ja joondamine;
• mitme ülesande materjalide ettevalmistamine;
• programmi valik ja seadistuste kontrollimine;
• detailide väljatõmbamine ja sortimine;
• lõikejääkide ja jäätmete eemaldamine;
• vigade parandamine, mis on põhjustatud segatud detailidest või vale materjali kasutamisest;
• lasermasina ootelolek lühikeste tellimuste vahel.

Kõrgelt mitmekesiste, väikese ja keskmise mahuga tootmistes neid probleeme kiiresti kordub. Laser võib tehniliselt olla saadaval, kuid planeerimislikult siiski halvasti toimida, sest iga ülesehitus sõltub operaatoriga tehtavast sekkumisest. Projekti juhtidele, kes peavad täitma tähtaegu lõike-, painutus-, keevitus- ja montaažietappides, teeb see allaharudes ebastabiilsed edastused.

Laseri automaatika mõju on kõige tugevam, kui see käsitleb just neid mitte-lõikekaotusi. Just seal on tavaliselt peidetud tööajad ja seadistusajad.

Automaatne materjali sisendamine ja väljastamine: kiiraim teekond vähendada manuaalset sõltuvust

Kõigi automaatikatasemete hulgas annab automaatne materjali sisendamine ja väljastamine tavaliselt selgeima operatsioonilise kasu. See vähendab forkliiftide kasutamist, parandab ohutust lehtmetallide käsitsemisel ja võimaldab masinal pidevalt töötada vähem katkestustega.

Projektijuhtidele ei ole selle väärtus mitte ainult tööjõu vähenemine isikukoguses, vaid ka ootamisaja kaotamine. Masin, mis suudab materjali automaatselt püüda, paigutada ja välja tuua, on vähem tõenäoline, et jääb vahepesadesse ootama, eriti teisel smäil, ööpäevases ajavahemikus või tööjõu puuduse korral.

See on veel tähtsam seal, kus tellimuste struktuur on ebavõrdne. Kliimatööde, korpuste, põllumajandusmasinatega, elektrikappide või lepingutootmisega tegelevad töökohad seisavad sageli silmitsi kiirete väikeste tellimustega ja planeeritud tootmisseriidega. Automaatne materjali sisestamine aitab selle muutlikkusega toime tulla, sest tellimusi saab järjestada ühtlasemalt ja nende vahel on vähem käsitsi sekkumisi.

Siiski ei saa iga töökoda sama tulemust. Kasu sõltub materjalide segust ja tellimuste struktuurist. Kui töökoda töötleb erineva suurusega lehtmetalle, tundlikke pindu või sageli jääke, peab automaatse süsteemi suutma selle keerukuse korraldada. Muidu võib masin ikka nõuda liialt palju operaatori parandusi, et saavutada oodatud tööjõu kokkuhoid.

Vahetuse vähendamine on tähtsam kui pealkirjas mainitud lõikekiirus

Projektiteemad tõmbavad sageli tähelepanu seadmete võrdlemisele maksimaalse lõikekiiruse alusel. Tegelikult mõjutab paljude lehtmetallitöötluste puhul nädalas toodetud kogust rohkem seadistus- ja vahetusaeg kui tipptaseme lõikejõudlus.

Laseri automaatika parandab seda mitmel viisil:

• programmijuhtimisega materjalihaldus vähendab käsitööd tööde vahel;
• integreeritud tööde järjekord lühendab pausse nestide vahel;
• automaatne sooriku või parameetrite haldus võib mõnes süsteemis vähendada seadistusvigasid;
• digitaalne tööde jälgimine muudab segatud tootmise järjestamise segaduseta lihtsamaks;
• detailide käsitlemise automaatika vähendab masina peatamise vajadust detailide väljatõmbamiseks.

Projektijuhtide jaoks on peamiseks eelisena ajakava kokkutõmbumine. Kui töökoda teeb palju lühikesi tellimusi, siis mõne minuti võtmisega iga seadistusest saab taastada rohkem tootlikku võimsust kui piiratud tootmiskiiruse parandamisega. See muutub eriti oluliseks siis, kui laser on kitsendatud toimingute – näiteks pressipuristus- või keevitusseadmete – ees. Täpsem lõikeüksus tähendab, et alljärgnevad osakonnad saavad tööd stabiilsemas rütmis, mis vähendab kogu projekti ulatuses kiiret reageerimist probleemidele.

See täpsus on sageli väärtuslikum kui lihtsalt masina kasutusaste, sest see parandab tähtaegade järgimist.

Paigutusautomaatika aitab, kuid ainult siis, kui see on seotud tegelike tootmistingimustega

Paigutusprogrammidega seotud arutlused keskenduvad sageli materjalikulude vähendamisele, kuid projektide elluviimise vaatepunktist võivad nende mõju tööjõukuludele ja seadistustele olla sama olulised. Paremad paigutused vähendavad lehtede vahetuste arvu, parandavad tellimuste rühmitamist ja võimaldavad iseseisvat või vaid vähe järelvalvet nõudvat tootmist.

Siiski just siin teevad paljud töökohad planeerimisvigu: nad optimeerivad nesti, kuid mitte selle ümber olevat töövoogu.

Kõrgelt efektiivne nest paberil võib tekitada probleeme, kui see segab kiireid ja mittetähtsaid osi, keerukaks sortimise või saadab vale järjekorra järgmisele tootmisoperatsioonile. Mõnel juhul annab veidi vähem materjalieffektiivne nest paremaid projektitulemusi, kuna see lihtsustab osade identifitseerimist, lühendab üleandmise aega ja toetab tegelikku ehitusgraafikut.

Laseri automaatika toimib kõige paremini siis, kui nestimine on seotud MES-iga, ERP-iga või vähemalt rangede tootmisplaneerimissüsteemiga. Selle ühenduseta võib automaatika kiirendada valeid prioriteete. Projekti juhtidele on see oluline eristus. Eesmärk pole automaatselt toimuv liikumine ise. Eesmärk on kontrollitud vool, mis vastab tarneaegadele.

Osade sortimine on sageli peidetud kitsendus pärast lõike

Paljud poed parandavad lehtmetallide paigaldamist, kuid kaotavad siiski aega materjali laadimisel ja sorteerimisel. See on tavaline kõrgelt segatud tootmisümbrikutes, kus lõikekavas on mitu erinevat detailinumbrit, erinevaid tellijaid või etappide kaupa koostamiseks mõeldud komplektid.

Kui töötajad kulutavad liiga palju aega pärast lõikamist detailide tuvastamisele, eraldamisele ja liigutamisele, kaob osa automaatse paigaldamisega saavutatud tööjõu eelisest. Seetõttu tuleb sorteerimisele automaatika planeerimisel pöörata rohkem tähelepanu.

Tootmismahust sõltuvalt sobiv lahendus võib ulatuda lihtsatest konveierpõhistest eemaldamislahendustest kuni keerukamate robotitega detailide valimise ja paigutamiseni. Vajaliku keerukuse määrab detailide suurus, paksusvahemik, lõikekvaliteedi nõuded ning see, kas detailid on skeletita või mikrokaartidega. Väikesed ja keerukad komponendid on raskem automatiseerida kui suured korduvad detailid, seega sõltub ärijuhtum rakendusest.

Projektijuhtidele peaks küsimus olema lihtne: kus ootab lõigatud materjal kõige pikem aeg enne järgmist väärtuse lisamise etappi? Kui vastus on „laseri peal või selle läheduses“, siis materjali väljatõmbamine ja sortimine piiravad tõenäoliselt läbilaskevõimet rohkem kui ise lõikekiirus.

Millised automaatika muutused puudutavad personali ja tootmisruumi riski

On kaasav esitada laseri automaatikat otsest tööjõu vähenemise vahendina. Praktikas on reaalne kasu aga pigem tööjõu ümberjaotus ja riskide vähendamine.

Enamik lehtmetallitootmisi vajab automaatsete süsteemide juures ikka kvalifitseeritud töötajaid. Erinevus seisneb selles, et nende aeg liigub korduvast käsitlemisest üle järelevalve, erandite haldamise, kvaliteedikontrolli ja tootmisgraafiku koordineerimise poole. See on oluline tööturu kontekstis, kus kogenumate masinatöötajate värbamine ja säilitamine on raske.

Projektijuhtidele vähendab see muudatus mitmeid elluviimisriske:

• väiksem sõltuvus ühest operaatorest, kes tagab laseri tõhusa töö;
• vähem viivitusi, mida põhjustab töötaja puudumine või töögraafiku lüke;
• stabiilsem väljund üleajatöö või mitte tööaegadel;
• väiksem tõenäosus käsitsi lehtede liigutamisel tekkinud kahjustustest;
• parem järjepidevus tööde järjestamisel.

Kuid automaatika kaasab ka uusi juhtimisnõudeid. Hoolduskorral muutub tähtsuseks suurem rangekus. Materjalide ettevalmistus peab olema täpsem. Programmide andmevigade korral mõjutatakse suuremat väljundit lühema aja jooksul. Kui tootmisruumis puudub protsessikontroll, võib automaatika organisatsioonilisi nõrkusi pigem suurendada kui lahendada.

Kus laseri automaatika tõenäoliselt kõige rohkem tasub

Mitte iga põhitoote tootmisettevõte ei peaks automaatselt sama palju. Kõige tugevamad tagasitulemused ilmnevad tavaliselt keskkonnas, kus on järgmiste tingimuste kombinatsioon:

• sagedane töötajate vahetus vahetuste vahel;
• suur masina ooteloleku aeg tööde vahel;
• kasvav tellimuste maht ilma vastava tööjõu saadavuseta;
• korduv materjalide käsitlemine standardsete lehtmete ümber.
• surve rõhku töötada täielikult automaatselt või osaliselt järelvalvetega tootmisrežiimis;
• korduvad tarneprobleemid, mille põhjustab lõikeüksuse ülekoormatus;
• mitu allavoolus asuvat protsessi ootab laseritulemust.

Selle vastandina võib olukord olla nõrgem siis, kui tellimused on äärmiselt kohandatud, materjalivool on halvasti korraldatud või allavoolus asuvad kitsarääsud määravad kogu läbipõikaja. Kui painutusvõimsus, keevitusjärjekorrad või inspektsioonide viivitused on tegelikud kitsarääsud, ei pruugi laseri automatiseerimine üksi kogu projektikäigu läbilaskevõimet nii palju parandada, kui eeldati.

See on levinud kapitaliplaanimise viga. Tiimid investeerivad kõige silmatorkavamasse ülesvoolus asuvasse tehnoloogiasse, ilma et kontrolliks, kas see lahendab tegelikku ajakava kaotuspunkti.

Rakendamisega seotud probleemid, mis mõjutavad projekti edu

Projekti elluviimise vaatenurgast ei ole laseri automatiseerimise paigaldus lihtsalt masina ostmine. See on töövoogude ülestruktureerimine. Süsteemi tehniline sobivus on oluline, kuid samuti on olulised ruumilahendus, materjalilogistika, tarkvaraintegratsioon ja õpe.

Enne edasi liikumist peavad projektijuhtidele tavaliselt olema selged vastused mõnele operatiivsele küsimusele:

• Kas praegune põrandakava toetab automaatselt lehtede ladustamist, laadimisrute ja mahalaadimiszoone?
• Kas süsteem suudab töödelda töökoha tegelikku lehtede suuruste, paksuste ja materjalide sega?
• Kuidas haldada jääke ilma käsitsi kõrvaltööde loomiseta?
• Mis taseme integreerimine on võimalik planeerimisprogrammide ja tootmisstaatuse jälgimisega?
• Mida juhtub, kui detail tõuseb üles, leht laaditakse topelt või muutub järjekorraprioriteet vahetult töövahetuse ajal?
• Kas hooldustugi on kohalikult saadaval ja kas varuosade tarneaeg on aktsepteeritav?

Need küsimused on sageli otsustavamad kui brošüüride tehnilised andmed. Töökohad, kes automaatika abil edu saavutavad, valmistavad protsessi tavaliselt masina ümber ette. Töökohad, kes automaatikaga raskusi kogevad, ootavad sageli, et seadmed kompenseeriksid nõrka planeerimiskultuuri.

Praktiline viis automaatika hindamiseks ilma ROI liialdamiseta

Projektijuhtide jaoks kõige usaldusväärsem hindamismeetod on ajakaotuse kaardistamine ühe täieliku tootmistsükli vältel, mitte ainult tööjõu säästmise hinnang. Vaadeldakse tegelikke minutite arvu, mille jooksul oodatakse materjali, laaditakse, vahetatakse tootmistüüpe, tühjendatakse detailid, eemaldatakse jäätmed ja parandatakse graafikuvigu. Seejärel tuvastatakse, millised neist kaotustest automaatika suudab püsivalt kõrvaldada.

Reaalne ärijuhtum peaks sisaldama:

• praegust masina seismisaja pikkust ridade vahel;
• operaatori tööaega, mille ta kulutab käsitsemisele mitte lõikele;
• teise smaldi või mittevalve all toimiva tootmise võimaluse mõju graafikule;
• alljärgnevaid saavutusi stabiilsema detailide voogu tõttu;
• hooldus- ja koolitusnõudeid;
• toote segus muutumisel tekkivat riski liiga vähe kasutada.

See lähenemine viib parematele otsustele kui laiad väited nutikast tootmisest. Lehtmetallide töötlemisel loob laserite automaatne juhtimine suurima väärtuse siis, kui see eemaldab korduvaid katkestusi ja tagab tootmisgraafiku usaldusväärsuse. See on eriti oluline projektipõhises tootmises, kus üks viivitav lõikejärk võib mõjutada ostu-, töötlemis-, montaaži- ja saatmisprotsesse.

Kõige paremaid tulemusi saavad poodid ei ole alati need, kus on kõige täiustatum automaatne juhtimine. Sageli on need poodid, kus automaatse juhtimise tase vastab tööde segule, tööjõu reaalsustele ja projektide tähtaegadele. Selle kontekstis on laserite automaatne juhtimine vähem inimeste asendamisega seotud ja rohkem seotud lõikeprotsessi loomisega, mis käitub ennustatavalt tegelike tootmistingimuste all.