Gniazdo produkcyjne – czym jest?

Właściwie rozplanowane gniazda produkcyjne pozwalają na realizację zleceń produkcyjnych mniejszym nakładem czasu i pracy. Wyjaśniamy, jak planować stanowiska robocze i dlaczego jest to ważne dla Twojej firmy.

Czego dowiesz się z tego artykułu?

Wdrożenie produkcji gniazdowej może poprawić komunikację i współpracę w zakładzie oraz zwiększyć efektywność. Przeczytaj:

• Na czym polega gniazdowa organizacja pracy?
• Kiedy i jak planować gniazda produkcyjne?
• Jakie funkcje powinien posiadać system ERP, aby wspierać produkcję gniazdową?

Czym jest gniazdo produkcyjne?

Już w latach 40. ubiegłego wieku dostrzeżono, że gniazdowa produkcja pozwala na wyeliminowanie zbędnych czynności z operacji technologicznych. Pionierem takiego systemu był system TPS (Toyota Production System), który sprowadzał poszczególne etapy produkcji i zasady działania linii montażowej do tego, co technicznie musi zostać zrobione. Bez transportu, bez uzupełniania zapasów i bez przestojów.

Osią, wokół której obraca się produkcja gniazdowa, jest gniazdo produkcyjne (ang. work cell). Jest to układ stanowisk lub maszyn, zorganizowany wokół przepływu konkretnego produktu lub rodziny produktów. Zamiast transportować półprodukty między kolejnymi działami, firma po prostu lokuje różne stanowiska pracy blisko siebie tak, aby przepływ pracy był maksymalnie płynny. Gniazda produkcyjne są podstawą filozofii Lean Manufacturing.

W odróżnieniu od klasycznej organizacji produkcji, która zakłada, że poszczególne rodzaje maszyn znajdują się obok siebie, gniazda produkcyjne opierają się na wysokiej wydajności i ciągłości procesów. W zależności od przyjętej filozofii gniazda produkcyjne dzieli się na:

• technologiczne – grupują maszyny i urządzenia według rodzaju wykonywanych operacji technologicznych, na przykład obróbki metali jak frezarki, tokarki i wiertarki,
• przedmiotowe – obejmują wszystkie maszyny potrzebne do ukończenia procesu technologicznego, na przykład złożenia pralki.

Dlaczego produkcja gniazdowa ma sens?

Produkcja gniazdowa (w szczególności układ gniazd przedmiotowych) przynosi szereg korzyści:

1. ograniczasz zbędny ruch, niepotrzebny transport, oczekiwanie czy tworzenie się dużych zapasów w toku,
2. ustawienie wszystkich potrzebnych maszyn bezpośrednio obok siebie lub w określonej sekwencji umożliwia ciągły przepływ pojedynczych sztuk (tzw. one-piece flow), eliminując konieczność przemieszczania dużych partii produktów pomiędzy odległymi działami zakładu,
3. kompaktowe układy stanowisk wymagają mniejszej powierzchni produkcyjnej oraz pozwalają znacząco ograniczyć ilość zapasów w toku i gotowych wyrobów,
4. operatorzy pracują w bliskim sąsiedztwie i obsługują określone rodziny produktów, co ułatwia natychmiastowe wykrywanie błędów oraz utrzymanie rygorystycznych standardów jakości
5. zrobotyzowane gniazda produkcyjne wyposażone są w fizyczne osłony i bariery bezpieczeństwa, dzięki czemu zautomatyzowane ramiona mogą pracować z maksymalną prędkością bez stwarzania zagrożenia dla ludzi
6. gniazda produkcyjne można szybko rekonfigurować lub dostosowywać do zmieniającego się popytu, asortymentu produktów czy tempa produkcji niezbędnego do terminowej realizacji zamówień.

Gniazdowa organizacja pracy łączy zalety produkcji potokowej i niepotokowej zestawiając stałą kolejność operacji z dużą elastycznością. Pomimo wielu zalet warto wskazać, że ta forma organizacji produkcji boryka się również z wyzwaniami. Największe spośród nich to wysokie koszty przezbrojeń oraz konieczność skoordynowania pracy różnych grup maszyn.

Kiedy potrzebujesz gniazda produkcyjnego?

Wybór produkcji gniazdowej nie będzie idealnym wyborem w każdym przedsiębiorstwie. Zanim się na nią zdecydujesz, upewnij się, że produkty przechodzą podobną marszrutę, a popyt na nie jest powtarzalny. Ważne, aby poszczególne operacje można ustawić blisko siebie, a czasy pracy poszczególnych maszyn da się zbalansować.

Kluczowe znaczenie ma też to, czy materiał można zasilać podczas pracy gniazda, a kontrola jakości może być przeprowadzana w czasie rzeczywistym na każdym etapie, a nie dopiero po zakończeniu produkcji. Kiedy w takim razie gniazda produkcyjne nie będą dobrym rozwiązaniem?

• marszruta technologiczna poszczególnych elementów jest w znacznej mierze inna,
• maszyny nie pozwalają na szybkie dostosowanie do bieżących potrzeb,
• popyt na wytwarzanie określonej części jest niestabilny,
• nie jest możliwe realizowanie produkcji w sposób ciągły z uwagi na przestoje wymagane na innych etapach.

W praktyce organizacja gniazdowa produkcji jest chętnie wybierana w takich branżach jak meblarstwo, automotive, AGD/RTV, przemysł maszynowy, przemysł spożywczy. Koszt inwestycji w gniazda produkcyjne nie jest niski. Zanim się na nie zdecydujesz, przeanalizuj swój model produkcyjny.

Jak wygląda projektowanie gniazda produkcyjnego?

Projektowanie gniazd produkcyjnych należy rozpocząć od wyboru produktów i procesów, które da się zorganizować poprzez grupowanie komórek. Zlokalizuj wyroby, które mają podobną marszrutę (np. obudowy pralek i lodówek). Zmierz czas niezbędny do ukończenia poszczególnych etapów procesu. Sprawdź poziom zapasów międzyoperacyjnych. Znaczenie mają nawet takie aspekty jak czas przemieszczania się operatorów między stanowiskami i czas niezbędny do oceny jakości wyrobu na danym etapie.

Kluczową rolę w efektywnej produkcji odgrywa płynność produkcji. Jeśli na danym etapie pojawia się wąskie gardło, należy najpierw je usunąć. W przeciwnym razie cały proces automatyzacji produkcji nie będzie działał prawidłowo, ale koszty operacyjne zmiany i tak będą duże.

Czy każdy produkt nadaje się do produkcji gniazdowej?

Zastosowanie produkcji gniazdowej wymaga oceny podobieństw różnych rodzajów materiałów. Zwróć szczególną uwagę na płynność zamówień. Popyt na materiały musi być podobny. Podobieństwo technologiczne określa liczba wspólnych operacji. Im punktów stycznych jest więcej, tym większą korzyść przyniesie gniazdo.

Sprawdź wymagania jakościowe dla każdego produktu oraz czas cyklu pracy. Sumaryczne obciążenie gniazda pracą nie może też przekroczyć wartości granicznej. Jeśli maszyny zgodnie ze specyfikacją producenta mogą pracować maksymalnie 12 godzin bez przerwy, nie możesz w ramach gniazda wydłużyć go do 15 godzin. Każda z maszyn tworzących gniazdo może mieć też inną awaryjność. Upewnij się, że ich serwisy prowadzone są z odpowiednią częstotliwością, aby nie doszło do nagłego zatrzymania produkcji.

W jaki sposób system ERP wspiera organizację stanowisk roboczych w modelu gniazdowym?

Wyzwania związane z wprowadzeniem produkcji gniazdowej łatwiej będzie Ci pokonać, jeśli wdrożysz w swojej firmie system ERP. Przyjrzyjmy się, jakie funkcje oprogramowania są kluczowe na przykładzie systemu HermesSQL.

Zwróć uwagę, czy system ERP wspiera różne rodzaje produkcji, w tym model dyskretny, procesowy, mieszany, na zamówienie lub na magazyn. Dzięki temu możesz łatwo dostosować go do wymagań branży. W branży produkcyjnej istotna jest też współpraca z oprogramowaniem CAD/CAM. HermesSQL wykorzystuje możliwości SigmaNEST.

Równie ważna jest skalowalność. Obsługa wielu zakładów i fabryk, różnych stref geograficznych, także regulacji celnych i podatkowych zapewnia zgodność z prawem przy złożonej działalności, w tym prowadzonej za granicą.

Ważny jest też moduł produkcyjny. Do funkcji zapewniających elastyczność i efektywność można zaliczyć m.in.:

• obsługę BOM-ów, kalkulacji i planów produkcji,
• harmonogramowanie z wykresem Gantta,
• kontrolę jakości,
• monitorowanie dostępnych zasobów.

Wprowadzenie gniazd produkcyjnych wymaga precyzyjnego skorelowania ze sobą wielu procesów. Dlatego warto, aby ERP wspierał personalizację poprzez przyjazny system rozszerzeń i interfejs API do obsługi aplikacji zewnętrznych. Zaawansowana automatyzacja tworzy przemysł 4.0 i sprzyja cyfrowej transformacji.