Jakie obszary w Twojej firmie wymagają optymalizacji?

Jakie obszary w Twojej firmie wymagają optymalizacji?

Autor: Claudio Tornati, prezes zarządu TEKNIKA S.A.

Optymalizacja ma na celu ograniczenie kosztów lub czasu produkcji. Z  kolei o ograniczeniu kosztów mówimy wówczas, gdy uda się zmniejszyć zużycie materiałowe, ale także np. zredukować liczbę osób obsługujących linię czy gniazdo produkcyjne (automatyzacja), ograniczyć odpady produkcyjne czy produkcję wyrobów nie spełniających norm jakości.  W produkcji mebli wszystkie te obszary są dziś niezwykle istotne i wymagają poprawy, aby sprostać konkurencyjności, dlatego tak często mówimy o optymalizacji, nie wskazując na konkretne procesy, ale identyfikując wszystkie błędy wymagające poprawy w danym zakładzie. Z tego wynika, że optymalizacja to słowo klucz, jednak nabiera indywidualnego znaczenia w obliczu konkretnej firmy meblarskiej.

Optymalizacja kosztów pracy

Na przykład w kępińskim zagłębiu meblowym największym wyzwaniem w procesach optymalizacji jest właśnie ograniczenie liczby pracowników koniecznych do obsługi gniazda czy linii produkcyjnej, ponieważ podaż pracowników jest w tym regionie znacznie mniejsza niż ilość miejsc pracy dla fachowców. Nic więc dziwnego, że to właśnie do zakładu tapicerskiego w Kępnie trafił pierwszy robot Comau, którego ramiona zastępują pracę ludzką. Ktoś mógłby powiedzieć, że zakup drogiego robota to nie optymalizacja, lecz spory wydatek. Tymczasem taka inwestycja może zwrócić się już po 12 miesiącach.

Optymalizacja miejsca

Kiedy zakład stolarki w ciągu 25 lat rozwoju w polskiej gospodarce rynkowej przemienia się w duże przedsiębiorstwo, problemem, który się pojawia jest kwestia … miejsca do rozwoju. Oczywistym jest dążenie do utrzymania jednej lokalizacji dla zakładu produkcyjnego, jak i zaplecza biurowego, a przez to optymalizacja kosztów logistycznych. Co jednak, gdy wokoło zakładu brakuje miejsca na dalszą rozbudowę hal a budowanie zakładu na oddalonej działce, nawet jeśli obejmie ją strefa ekonomiczna, zmniejsza opłacalność inwestycji? Wówczas warto pomyśleć o procesie optymalizacji miejsca. Firma TEKNIKA przeprowadza takie procesy analizując dotychczasowy układ maszyn pracujących w zakładzie. Często są to maszyny, które z powodzeniem można zastąpić nie tylko bardziej wydajnymi, ale także kilka maszyn zastąpić jednym – wielofunkcyjnym centrum obróbczym. O optymalizacji miejsca mówimy również w sytuacji zastąpienia pilarki formatowej czy prasy poziomej jej wersją pionową, zajmującą znacznie mniej miejsca w zakładzie.

Optymalizacja surowca

Kolejnym ważnym obszarem optymalizacji są oczywiście koszty surowcowe, czyli dążenie do zminimalizowania zużycia płyt, drewna, obrzeży, zszywek tapicerskich, klejów, lakierów. Tu ogromną pracę wykonali włoscy producenci maszyn i urządzeń, jak Biesse, poprzez wprowadzenie nowatorskich systemów nestingu, które optymalizują rozkrój płyty w celu otrzymania z niej jak największej ilości formatek, nawet przy nietypowych, krzywoliniowych kształtach. Z kolei w urządzeniach lakierniczych niezwykle istotne są nowoczesne technologie, które precyzyjnie aplikują lakier tylko tam, gdzie jest formatka, oszczędzając jego zużycie. Dodatkowo specjaliści w tej dziedzinie, tak jak CEFLA, wciąż optymalizują kwestie odzysku lakieru, nie mówiąc już o tym, co należałoby zamknąć w obszarze „optymalizacji ekologicznej”.

 

Optymalizacja ekologiczna

Dbałość o ekologię to z jednej strony wymóg prawny i moralny, ale też ogromny koszt dla zakładów. Wybierając odpowiednie technologie można go jednak przekuć w sukces i oszczędności. Mam tu na myśli choćby wykorzystanie odpadów. Spalanie odpadów w zakładach meblowych zamiast być problemem, może stanowić źródło zielonej energii. Firma Kanita, producent mebli tapicerowanych z Olkusza, zdecydował się na zakup dwóch automatycznych, bezobsługowych kotłów firmy Uniconfort, które pyły i wióry powstające w procesie produkcji zamieniły w energię do ogrzewania zakładu i suszarni.

Przykłady rozwiązań w poszczególnych typach procesów optymalizacji: 

1. Optymalizacja kosztów ekologicznych 

Automatyczna kotłownia na odpady, spala pyły i wióry o frakcji do 5 mm. Kocioł Uniconfort Quadro 30 to stalowy bojler z trzema obiegami o mocy termicznej wyjściowej 257.700 Kcal/h. Zaletą rozwiązania oferowanego przez Uniconfort jest stabilna i trwała konstrukcja kotła, która pośrednio również przekłada się na sprawność i parametry techniczne urządzenia. Cała komora spalania jest pokryta warstwą materiału ogniotrwałego o grubości 100-200 mm, odpornego na wysokie temperatury, o wysokiej zawartości tlenku glinu, aby otrzymać optymalną temperaturę i ulepszyć proces spalania. Duża pojemność komory gwarantuje ponadto niskie obciążenie termiczne. Płaszcz wodny działa niczym chłodnica: nawilża ściany i jednocześnie jest doskonałym magazynem energii. Warto podkreślić, że komora zaopatrzona jest w boczne kolektory do rozprowadzania powietrza wtórnego spalania.  Wybierając kocioł do swojego zakładu punktem wyjścia powinny być nie tylko dane dotyczące jego efektywności energetycznej, ale przede wszystkim dopuszczanych do spalania odpadów. Pod uwagę bierzemy ich rodzaj oraz dokładne parametry, np. wartość kaloryczną, gęstość paliwa, a także jego wielkość: czy będą to np. odpady kawałkowe czy drobne frakcje uzyskane w rębaku. W ten sposób potrafimy dobrać najbardziej efektywny kocioł, z którego powstanie zielona energia. Najważniejszą rolę w całej instalacji odgrywa niewątpliwie palenisko. W przypadku tej instalacji jest to model z nachylonym rusztem CMT Quadro, wykonany z grubej stali. Nachylona podstawa rusztu ułatwia przemieszczanie popiołu w kierunku zespołu do automatycznego opróżniania paleniska.   

Nad prawidłowością procesu spalania czuwa system sterowania (PLC) z sondą lambda do automatycznej kontroli spalania. Służy on do wprowadzania podstawowych parametrów sterowania, ale przede wszystkim do kontroli zasilania paliwem zgodnie z zapotrzebowaniem w odniesieniu do wymaganej energii na zróżnicowanych poziomach. W ten sposób odbywa się kontrola i regulacja powietrza do spalania pierwotnego, wtórnego i trzeciego, a także  kontrola i regulacja wyciągania dymu z utrzymywaniem stałego ciśnienia wewnątrz komory spalania, poprzez ciągły pomiar próżniomierzem i regulację, zarządzane falownikiem. Kocioł Uniconfort wyposażony jest w system cyrkulacji dymu zarządzany automatycznie przez PLC, który pozwala na zwiększenie mocy termicznej powstającej w trakcie procesu spalania oraz redukuje emisje gazów. To, co stanowi istotny czynnik wyróżniający ofertę kotłów Uniconfort wobec innych oferowanych zakładom stosującym w produkcji drewno i płyty drewnopochodne, jest również multi-cyklon do wychwytywania cząstek stałych z mieszaniny gazowej po spalaniu. Prócz aspektów ekologicznych cieszy nas również bezobsługowość nowej kotłowni. Dzięki temu potencjał pracowników jest wykorzystywany na innych stanowiskach pracy. 

 

2.Optymalizacja miejsca – uniwersalizacja

Wiertarka pionowa Brema EKO 2.1 firmy Biesse, dzięki wyposażeniu w ośmiomiejscowy magazynek narzędziowy, umożliwia wykonanie w jednym przejściu frezowania, wiercenia, nutowania, klejenia i montażu kołków bez konieczności przezbrajania maszyny. W wielu zakładach stolarskich wszystkie te operacje wykonywane są na osobnych stanowiskach obróbczych. Wymagają zatem kilku maszyn, zajmujących wiele miejsca w zakładzie i obsługi przez kilku pracowników. Wprowadzając w ich miejsce jedną uniwersalną wiertarkę Brema EKO 2.1 możemy oszczędzić miejsce w hali, ale również zapobiec niepożądanym uszkodzeniom przy przeładunku formatek na kolejne maszyny do obróbki.

Konstrukcja wiertarki pozwala na obróbkę formatek w pozycji pionowej. Dzięki temu zajmuje ona o 50 proc. mniej powierzchni w porównaniu z innymi urządzeniami o podobnych funkcjach, ale jest również idealnym rozwiązaniem w przypadku obróbki formatek, które charakteryzują się bardzo delikatnym wykończeniem powierzchni, np. lakierowanych czy uszlachetnionych cennym fornirem.

Formatki są utrzymywane w odpowiedniej pozycji przez dwa zaciski wyposażone dodatkowo w system detekcji grubości panela. To dzięki niemu maszyna wykonuje korektę błędów w czasie rzeczywistym, a co za tym idzie bezbłędne wykonanie operacji w osi Z. Dokładność obróbki i korektę w osi Y zapewnia natomiast górny sensor odczytujący wysokość formatki, składający się z dwóch fotokomórek. Skaner laserowy wykrywa koniec wprowadzanego do maszyny elementu i kompensuje błędy wymiarowe w odniesieniu do obróbki w osi X.

 

3. Optymalizacja zużycia surowców – nesting

Producenci mebli, jeszcze zanim sprzężono maszyny stolarskie z „mózgiem” komputera, starali się tak rozłożyć formatki na arkuszu płyty, by jak najbardziej zaoszczędzić materiał. Dziś zadanie to jest znacznie prostsze dzięki maszynom sterowanym numerycznie, które wyposażone w odpowiednie oprogramowanie i zastosowany algorytmom, dokonują optymalizacji rozkroju. Ich wyższość polega na możliwości pobierania dodatkowych informacji z różnych baz danych, np. złożonych zamówień od klientów czy stanów magazynowych zakładu. Głowica wiertarska z 17 wrzecionami zamontowanymi w nowym centrum Rover A G FT pracuje z maksymalną prędkością obrotową nawet 6000 rpm i jest bezstopniowo regulowana przez falownik. Szybką zmianę narzędzi, bez konieczności zatrzymania maszyny, umożliwia magazynek rewolwerowy z 16 zasobnikami, zamontowany na jednostce obróbczej osi X. Elektrowrzeciona wyposażone są w uchwyty typu ISO 30 lub HSK F 63. To wszystko czyni tę maszynę nie tylko centrum obróbczym do rozkroju, lecz także nawiercania otworów czy frezowania krawędzi. Stąd prócz formatowania, nawierceń pod łączniki czy gniazda elementów korpusu mebla kuchennego wykonanego z płyt wiórowych, maszyna może również frezować, grawerować czy zaoblać kształty frontów meblowych z MDF czy sklejki. Rover A G FT jest tak skonstruowany, że operacje załadunku i rozładunku odbywają się w tym samym czasie. Jest to moment, w którym maszyna skupia się już na obróbce nowych elementów, a w tym czasie operator może bezpiecznie wyjąć gotowe elementy ze stacji rozładunkowej. Podawanie płyt odbywa się automatycznie przy pomocy przenośników podciśnieniowych, co gwarantuje nie tylko bezpieczeństwo, ale także brak uszkodzeń płyty podczas załadunku. Jeszcze w trakcie, gdy maszyna obrabia pozostałe płyty, gotowe elementy są automatycznie etykietowane kodem kreskowym.

Problemem wielu centrów obróbczych jest to, że ich producenci nie nadążają za zmianami w zakresie rozwoju systemów operacyjnych, co stanowi poważny problem w procesach integracji maszyn z komputerami projektantów mebli czy działu rozwoju produktu. W przypadku maszyn Biesse, takich jak Rover, mamy do czynienia z autorskim systemem Biesseworks, niezwykle zaawansowanym i wybiegającym w przyszłość, jednak bazującym na popularnym systemie operacyjnym Windows. Do tego graficzny interfejs tego oprogramowania jest niezwykle przyjazny i intuicyjny dla operatora maszyny. Łatwo integruje się z programami do projektowania, umożliwiając import plików typu CAD z rozszerzeniem DXF i CID3. Biesseworks ma także bardziej zaawansowane możliwości w zakresie symulacji 3D toru narzędzia, orientacyjnego obliczenia czasu obróbki danego zadania itp. Zaletą tego systemu jest jego modułowość i możliwość rozbudowy np. o system BiesseNest, który umożliwia przekształcenie w zadanie optymalizacji rozkroju nawet najbardziej skomplikowanych kształtów. Z kolei BiesseCabinet to świetny moduł dedykowany producentom szaf, który w prosty sposób pomaga zarządzać rozmieszczeniem wyposażenia garderoby: np. wieszaków, półek, szuflad czy drzwi.