Buňky s univerzálními stroji vs. specialisté: jednodušší je lepší
Výzkum ukazuje, že obrábění v buňkách s využitím univerzálních CNC obráběcích strojů nabízí značné výhody oproti špičkovým, specializovaným strojům, aniž by došlo ke ztrátě přesnosti nebo kvality obrobku.
Společnost Haas Automation již dlouho razí názor, že zákazníci, kteří investují do několika cenově dostupných CNC obráběcích strojů namísto do jednoho nebo dvou špičkových, specializovaných strojů, získají výhodu v podobě větší flexibility, nižší investice a provozních nákladů a samozřejmě také nižší ceny výsledného obrobku. Toto tvrzení bylo nedávno potvrzeno nezávislou studií o metodice tenkého obrábění, kterou provedla technická univerzita v německém Darmstadtu.
Nedávná zpráva technické univerzity demonstruje, že použití několika cenově dostupných CNC strojů uspořádaných do buněk může nabídnout podstatné výhody ve srovnání s použitím dražších specializovaných strojů nastavených pro operace obrábění typu „vše najednou“. Studii s názvem „Výroba v buňkách pro dosažení štíhlého obrábění“ vypracovali Stefan Seifermann, Jörg Böllhoff, Eberhard Abele a Joachim Metternich z univerzitního institutu řízení výroby, technologie a obráběcích nástrojů. Hlavním členem studijního týmu byl také Dr. Sven Bechtloff, který na univerzitě již nepůsobí.
Štíhlá výroba není pro všechny
Podnětem výzkumu byla vnímaná absence zásad štíhlé výroby (lean manufacturing) použitelných pro všestranné obráběcí operace ve výrobních firmách všech velikostí. I přes široké zavedení v odvětví montážního a výrobního průmyslu (typicky v sériové výrobě automobilů) se nepodařilo tyto zásady pracovních toků, jako klíčového prvku štíhlé výroby, často úspěšně přenést na operace obrábění, což je i důvod, proč se s nimi v Evropě setkáme pouze zřídka.
Výroba v buňkách je ve skutečnosti seskupení různorodých zařízení (v tomto případě CNC obráběcích strojů) zaměřených na výrobu skupin stejných součástí. Tento koncept zpravidla využívá uspořádání strojů do tvaru písmena U pro zlepšení pracovních toků a vyrovnání probíhajících prací s tempem, jakým zákazník odebírá daný produkt.
Pro demonstraci možných výhod byla ve výrobním závodě PTW Process Learning Factory (CiP) postavena výrobní linka s konfigurací do buňky. Linka využívající princip výroby typu „vše najednou“ byla složena ze dvou vysoce specializovaných obráběcích strojů: čtyřosého CNC horizontálního obráběcího centra s upínacím blokem a víceosého CNC automatického soustružnického centra.
Konfigurace konkurenční linky, obráběcí buňka, obsahovala dvě tříosá CNC obráběcí centra Haas Super Mini Mill 2 a dvouosý CNC soustruh Haas SL-10 a další dvě univerzální CNC obráběcí centra a jeden CNC soustruh od jiného výrobce. Zpráva uvádí, že celková investice do dvou strojů na lince využívající operace typu „vše najednou“ byla 780 000 eur, zatímco šestice CNC obráběcích strojů v konfiguraci linky uspořádané do buňky byla pouhých 340 000 eur, tzn., že vyžadovala ani ne polovinu částky potřebné k pořízení specializovaných strojů.
Výroba v řeči čísel
Také ekonomické srovnání provozu těchto dvou konfigurací výrobních linek (na základě výroby 2000 obrobků týdně s jedním pracovníkem u každé linky) přineslo překvapivé výsledky. Linka s operami tady má být asi operace, že? typu „vše najednou“ potřebovala 15 směn k výrobě 2000 obrobků. Doba nastavení trvala 35 minut, zatímco cena za jeden obrobek (bez materiálu) byla vypočítána na 3,95 eur. Při použití konfigurace obrábění v buňce však stačilo k dokončení 2000 identických obrobků pouhých 12,6 směny, doba nastavení byla zkrácena na 10 minut a obrobek stál pouhých 2,55 eur.
Při použití alternativního scénáře se dvěma pracovníky u linky využívající obrábění v buňce se cena obrobku nepatrně zvýšila na 3,10 eur vzhledem k dalším nákladům na práci (což je ale stále daleko méně než cena 3,95 eur za jednotku na lince s operacemi typu „vše najednou“), 12,6 směny se snížilo na 9,8 směny a doba nastavení se zkrátila z 10 na pouhých 7 minut.
Pokud srovnáme výkonnost na základě 15 směn, linka využívající operace typu „vše najednou“ vyrobí 2000 součástí, buňka s jedním pracovníkem vyrobí 2377 součástí (o 19 % více) a buňka s dvěma pracovníky vyrobí 3064 součástí (o 29 % více).
Ve všech případech studie zjistila, že byly dodrženy požadované normy kvality a přesnosti obrobků a že levnější, univerzální obráběcí stroje byly schopny vyrábět komponenty při splnění stejně přísných standardů jako specializované stroje.
Při porovnání různých přístupů by se měly rovněž zvážit budoucí náklady. V případě nutnosti rozšíření výrobní linky bude přidání nového stroje do buňky podstatně levnější, než přidání stroje do linky operací typu „vše najednou“, a to vzhledem k velmi rozdílné pořizovací ceně jednotlivých strojů.
512
.gif)
