Dołącz do czytelników
Brak wyników

Z praktyki kierownika produkcji

4 listopada 2019

NR 53 (Październik 2019)

Inteligentna fabryka stolarki

0 33

Produkcja okien i drzwi została w wielu zakładach zautomatyzowana. Sterowane cyfrowo maszyny CNC współpracują ze sobą, wykonując określone cykle produkcyjne bez udziału człowieka. Teraz branżę czeka czwarta rewolucja technologiczna 
z wykorzystaniem inteligencji maszynowej, rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości, internetu rzeczy oraz druku 3D.

W branży stolarki automatyzacja w największym stopniu dotyczy produkcji okien z PCW. W wielu polskich zakładach praca ręczna została już ograniczona do minimum. Standardem stały się automatyczne piły, wielozadaniowe centra obróbcze i obróbczotnące, zgrzewarki czterogłowicowe, wielonarzędziowe oczyszczarki naroży, automatyczne cięcie listew przyszybowych. Najbardziej zaawansowane fabryki mają też zautomatyzowane przykręcanie wzmocnień, okuwanie ram, transport wewnętrzny oraz automatyczne magazyny ram i szyb. Ręcznie jeszcze podaje się profile do cięcia, obróbek i zgrzewania, wkłada wzmocnienia stalowe, montuje słupek, wciąga uszczelki i wykonuje szklenie.

Proces produkcji należy traktować jako całość i eliminować wąskie gardła. Powszechnie stosowane obecnie centra obróbcze bądź obróbczo-tnące bez problemu dostarczają odpowiednią ilość profili do zgrzewania czterogłowicowego. Do wydajności centrum obróbczego i zgrzewarki należy jednak dostosować pozostałe maszyny, organizację pracy oraz udrożnić transport wewnętrzny. W najbardziej zaawansowanych technologicznie fabrykach maszyny pracują w liniach produkcyjnych, które są rzadko przerywane. Do takich należą największe polskie zakłady produkujące okna PCW: Eko-Okna, Drutex, Dobroplast i Oknoplast.

Również w zakładach wykonujących konstrukcje aluminiowe automatyzacja przynosi konkretne korzyści. Przy małej produkcji stosuje się piły dwugłowicowe i trzyosiowe centra obróbcze, umożliwiające obróbkę trzech płaszczyzn. W większych zakładach wykorzystywane są w pełni zautomatyzowane dwunastoosiowe centra tnąco-obróbcze. Zamiast ciąć i obrabiać profile na pojedynczych maszynach, operator wkłada całą sztangę do wielozadaniowej maszyny sterowanej numerycznie i odbiera gotowe elementy do łączenia. Automatyzacja produkcji stolarki aluminiowej jest najbardziej zaawansowana w zakładzie Aluprof oraz w firmie Defor.

Produkcję stolarki drewnianej automatyzuje się najtrudniej. Na przykład wykonanie okna drewnianego wymaga przygotowania profili ramowych z klejonej kantówki. Materiał jest niestabilny pod względem wilgotności, nie ma stałych, powtarzalnych cech. Najczęściej automatyzuje się proces obróbki poprzez zastosowanie centrum obróbczego CNC, które profiluje kantówkę i wykonuje w niej otwory do łączenia ramiaków. Przy jednym zamocowaniu elementu w maszynie powstaje gotowy element ze wszystkimi niezbędnymi technologicznie frezowaniami. Wśród producentów okien drewnianych największym stopniem automatyzacji wyróżniają się fabryki Dovista, Pozbud, Fakro, Velux i Roto.

Jak podało niedawno Centrum Analiz Branżowych, w 2018 r. polskie firmy sprzedały za granicę blisko 5,5 mln okien i drzwi z PCW. To aż 1/3 światowego eksportu. Dzięki temu Polska została światowym liderem eksportu stolarki z tworzyw sztucznych. Dla utrzymania tej pozycji i dalszego rozwoju czołowe fabryki muszą nadal podnosić efektywność produkcji. Konkurencyjność wynikająca z niskich kosztów płacowych zaczyna się powoli wyczerpywać z powodu braku pracowników oraz wzrostu wynagrodzeń. Wzrost kosztów skutkować może spadkiem konkurencyjności polskiego przemysłu, zagrozić naszej pozycji czołowego eksportera stolarki i przeniesieniem części inwestycji do krajów o tańszej sile roboczej.

Dzisiejsza technologia i innowacyjne rozwiązania pozwalają na zautomatyzowanie nie tylko procesów cięcia i obróbek, ale również przekazywanie elementów na poszczególne stanowiska i ich segregację, a także w końcowym etapie kompletację zamówień.


Czwarta rewolucja przemysłowa


Obecnie przemysł podąża w kierunku organizacji produkcji, w której wszystkie procesy są zoptymalizowane i wzajemnie od siebie zależne. Dzięki zaawansowanym, inteligentnym powiązaniom zakłady osiągają maksimum wydajności i jakości, przy jak najmniejszym wykorzystaniu pracy ludzkiej. Najnowsze technologie pozwalają na dużą elastyczność produkcji oraz indywidualizację zamówień. Stwarzają możliwość przejścia do kolejnego etapu technologicznego rozwoju określanego jako czwarta rewolucja techniczna lub przemysł 4.0.

Termin „rewolucja przemysłowa” odnosi się do przełomowych osiągnięć technologicznych, które spowodowały znaczące przemiany w strukturze i organizacji produkcji. Pierwsza rewolucja rozpoczęła się w XVIII w. wskutek upowszechnienia napędu parowego w maszynach i pojazdach. Dało to impuls do powstania produkcji na skalę przemysłową i przyczyniło się do rozwoju transportu. Druga rewolucja przemysłowa odbyła się w drugiej połowie XIX i w początkach XX w. i była efektem wdrażania w fabrykach linii do produkcji seryjnej. Najbardziej znaną stworzył w 1913 r. Henry Ford. Trzecia rewolucja zaczęła się w latach 70. XX w. i wiąże się z upowszechnieniem komputerów, informatyzacją oraz automatyzacją przemysłu.

Obecnie wchodzimy w czwartą rewolucję przemysłową. Jej filary to tzw. internet rzeczy (IoT, Internet of Things) czy przemysłowy internet rzeczy (IIoT, Industrial Internet of Things), umożliwiające globalny dostęp do danych, urządzeń i maszyn, oraz „inteligencja maszynowa”, prowadząca do pełnej autonomizacji procesów produkcyjnych. „Inteligentne” fabryki mają umożliwić przeprowadzenie niemal całego procesu produkcyjnego z minimalnym udziałem ludzi. Ich samodzielna działalność obejmuje m.in. przetwarzanie materiałów na liniach produkcyjnych, komunikację między maszynami i produktami, automatyczny transport wewnętrzny, robotyzację procesów, zastosowanie technologii druku 3D, a także wykorzystanie chmury obliczeniowej do składowania i obróbki danych czy komunikację z klientami. Możliwa ma być także autonomiczna reakcja na zmiany rynkowe oraz dostosowanie produkcji do nowych potrzeb. Masową produkcję ma zastąpić masowa personalizacja, co oznacza znaczny wzrost elastyczności wytwarzania i zmianę modelu relacji producenta z konsumentem. Dzięki wizualizacji w rozszerzonej rzeczywistości klient ma szansę „zobaczenia” produktu w swoim domu, ma też większy wpływ na parametry zamawianego produktu. Spersonalizowane wyroby stają się lepiej dopasowane do jego życzeń. Standardowa masowa produkcja „na magazyn” zostaje wyparta przez jednostkową, spersonalizowaną.

 Zdj. 1. Robot do zgrzewania kształtowego okien PCW (Fot. Fimtec)

 

 Zdj. 2. Drutex – jeden z najbardziej zautomatyzowanych polskich zakładów produkujących stolarkę PCW (Fot. Drutex)

 

Czwarta rewolucja nie dzieje się nagle, zmiany te zachodzą stopniowo. Tak też jest w branży stolarki. Do zakładów wprowadzane są systemy zarządzania produkcją, które zbierają automatycznie dane podczas bieżącej eksploatacji. Następnie analizują i przedstawiają je osobom zarządzającym. Pozwala to na szybkie rozpoznanie odstępstw od zaplanowanego przebiegu procesu, analizować czas produkcji i indywidualnie go optymalizować. Z danych tych kierownictwo korzystać może na komputerze stacjonarnym, tablecie, laptopie bądź smartfonie.

Wkrótce system informatyczny będzie mógł zarządzać ludźmi i maszynami bez żadnej ingerencji kierownictwa fabryki, a ponadto samodzielnie reagować w przypadku sytuacji zagrażających wykonaniu planu czy też nadzorować obieg dokumentów i informacji w ramach firmy. Programy zarządzające korzystają z internetowej chmury, dzięki temu dane są dostępne dla każdego uprawnionego, niezależnie od miejsca, w którym on się znajduje.

Coraz więcej producentów decyduje się na usługi zdalnego serwisu, który jest możliwy dzięki połączeniu serwisanta z maszyną klienta poprzez internet. W ten sposób może diagnozować usterki oraz skorygować parametry pracy maszyny na odległość.


Przemysł 4.0 i roboty


Z...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 numerów czasopisma "Menedżer Produkcji"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • Dodatkowe dokumenty do pobrania i samodzielnej edycji
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy