Równowaga w montażu układów przeniesienia napędu

Równowaga w montażu układów napędowych

Podobnie jak wszystkie obszary produkcji w branży motoryzacyjnej, tak i zakłady montażowe układów napędowych muszą reagować na potrzeby związane z produkcją wielu modeli, szybko zmieniających się technologii oraz wahającego się popytu.

W celu zwiększenia dochodów, zakład produkcji układów przeniesienia napędu powinien usunąć wąskie gardła i skrócić czas przezbrajania maszyny.

W każdej operacji montażowej kluczem optymalnych osiągów jest wydajne rozproszenie zadań zautomatyzowanych i tych wykonywanych ręcznie. W idealnej sytuacji zadania przechodzą płynnie z jednego w drugie – nie występuje czas bezczynności ani nadmierne obciążenie na żadnym etapie procesu.

Jednakże na liniach produkcyjnych o długości przekraczającej ćwierć mili, które obejmują od 150 do 250 operacji dyskretnych, uzyskanie optymalnego zrównoważenia obciążeniem pracy może stanowić nie lada wyzwanie.

Identyfikacja wąskich gardeł

Wiele czynników może spowodować, że nawet dobrze zaprojektowana linia utraci równowagę produkcyjną. Przykładowo, zmiana prędkości linii lub żądań klienta dotyczących wielkości dziennej produkcji – lub zmiana rocznika modelu – mogą w nieproporcjonalny sposób wpłynąć na poszczególne stanowiska pracy. 

Oczywiście pierwszym krokiem do wyeliminowania nierównowagi obciążenia jest identyfikacja wąskich gardeł. Przez dekady analiza czasu produkcji była sprawdzoną metodą kontroli.

Podczas wielu lat spędzonych w zakładach produkcji układów przeniesienia napędu często brałem udział w analizach czasu produkcji, które polegały na obserwacji i wykorzystaniu stopera do gromadzenia danych. Takie działania mogą być onieśmielające dla pracowników na linii i wpływać na nawyki pracy podczas zbierania informacji.

Rezultat? Uzyskane dane niekoniecznie obrazują typową działalność operacyjną.

Dziś oprogramowanie do monitorowania pracy może działać w ukryciu i dostarczać informacji o stanie i tempie wykonywania zadań w czasie rzeczywistym, jak i przedstawiać dane o ogólnym czasie cyklu danego miejsca pracy. Dzięki tym danym menedżerowie ds. procesów w zakładzie mogą analizować i przypisywać zadania w bardziej skuteczny sposób.

Problem związany z kontrolą stref

Na późniejszym etapie pojawiają się zadania związane z zoptymalizowaniem linii tak, by była bardziej wydajna. W zakładach z konwencjonalną architekturą kontroli stref zrównoważenie linii może być przedsięwzięciem uciążliwym i kosztownym. 

W typowym przypadku każda strefa posiada tylko jeden sterownik PLC do kontrolowania danej sekcji przenośnika i powiązanych z nią wszystkich ręcznych stacji roboczych. Każda zautomatyzowana stacja robocza posiada własny sterownik PLC, wykorzystujący unikatową logikę do przypisanych mu funkcji, który jest połączony ze sterownikiem strefy.

W celu przepisania lub zmiany zadania manualnego inżynier ds. sterowania musi uzyskać i przeanalizować aktualny program sterownika PLC dla strefy, a następnie go zmodyfikować. W dalszej kolejności następuje zmiana hardware’u, debugowanie kodów, testowanie i walidacja.

Całkowity czas przeprogramowania i zrównoważenia linii może trwać nawet do dwóch tygodni – z mnóstwem pracy wykonywanej po godzinach lub w czasie weekendów, gdy obowiązują wyższe stawki płacowe.

Bardziej rozproszony system sterowania + konfiguracja systemu = większa elastyczność

Bardziej rozproszone podejście do sterowania na linii produkcyjnej to pierwszy krok do usprawnienia tego procesu. W przypadku wysoce rozproszonej architektury każda ręczna stacja robocza posiada własny sterownik PLC, który działa niezależnie od sterownika(ów) przenośnika. Każda zautomatyzowana stacja robocza również posiada sterownik PLC, wykonujący niezależną logikę dla wszystkich funkcji.

Taka bardziej rozproszona architektura otwiera drzwi narzędziom konfiguracyjnym, które pozwalają na zrównoważenie obciążenia ręcznych stacji roboczych bez potrzeby przeprogramowywania.

Jak to działa?

Po pierwsze każda ręczna i automatyczna stacja robocza musi posiadać taką samą podstawową strukturę sterownika PLC. Logika dla wszystkich stacji ręcznych jest dokładnie taka sama, a wszystkie funkcje dostępne są dla każdej ręcznej stacji roboczej. Z każdym nowo wybranym lub przepisanym zadaniem zmieniają się wyłącznie parametry, ponieważ definicje wszystkich możliwych zadań umieszczone są w standardowej bibliotece w pliku głównym.

Programowanie nie jest wymagane.

Konfigurowalna linia produkcji układów przeniesienia napędu może również posiadać stacje dedykowane do zadań specjalnych, które mogą być pomijane lub wykorzystywane zależnie od sekwencji budowy danej partii produktów. Możliwość wybierania lub pomijania całych stacji roboczych minimalizuje potrzebę zmiany hardware’u. 

Wykorzystując narzędzie do projektowania i konfiguracji, takie jak Production Performance Builder (PPB) firmy Rockwell Automation®, można zrównoważyć linię produkcji układów napędowych w bardzo krótkim czasie. W rzeczywistości linie mogą zostać przekonfigurowane podczas zaplanowanej pracy lub przerwy obiadowej.

Dla zakładów montujących układy przeniesienia napędu konfigurowalna linia oznacza niższe całkowite koszty operacyjne. W przypadku dostawców komponentów układów napędowych narzędzie do projektowania i konfiguracji pozwala uzyskać powtarzalność konstrukcji i odpowiednie dopasowanie wielkości produkcji od samego początku. 

Dowiedz się więcej o elastycznej produkcji i montażu układów przeniesienia napędu.

David Rimmell
Opublikowane 8 Styczeń 2018 Przez David Rimmell, Automotive Industry Consultant, Powertrain, Rockwell Automation
  • Kontakt:

Subskrybuj Nasz Newsletter

Rockwell Automation i nasi partnerzy dysponują wyjątkowym doświadczeniem z zakresu projektowania, wdrażania i konserwacji automatyki.

Subskrybuj

Poznaj ekonomiczne, przełomowe produkty, rozwiązania i narzędzia oraz innowacyjne technologie i usługi w naszym newsletter Automation Today.