A fémmegmunkálással foglalkozó vállalatok számára az automatizálásban való szintlépés nem csak technikailag, de gazdaságilag is stratégiai jelentőségű. A CNC gép és ipari robot párosítása nagy lehetőség, de ha hiba csúszik a számításba, az rendkívül súlyos következményekkel is járhat az üzletmenetre, vagy a vállalkozás sorsára nézve.
Az irány mára egyértelmű
A fémmegmunkálás, ezen belül is a CNC megmunkálás világában rendkívül erős a verseny. A tökéletes minőség alapelvárás, az annak való megfelelés nem lehet kérdés. Sok esetben a munkadarabonkénti ár az, ami eldöntheti egy üzlet sorsát. És a különbség sokszor csak néhány fillér, ami a gyártás volumentét tekintve százmilliókat is jelenthet éves szinten. Éppen ezért az automatizálás azon ígérete, miszerint költség- és termelés hatékony gyártási megoldás, ráadásul megbízható és jól kalkulálható, nagyon vonzó a nagyvállalatoknak, és álomszerű a kisebb üzemeknek.
Az irány mára egyértelmű, a döntés meghozatalának idején mégis sok menedzser esik gondolkodóba. A kérdés jellemzően az, hogy a megfelelő pillanatban lépnek-e a gyártásautomatizálás útjára, illetve az, hogy nem romlik-e majd az ügyfelek számára oly kritikus minőség.
A legtöbb üzleti döntés, így az automatizálás esetén is igaz az, hogy jól átgondolt és terv szerint végrehajtott lépések sorozatával lehet a legjobb eredményt elérni. A forgácsolással kapcsolatos automatizálási döntés időbeli megfelelőségének felmérésére is léteznek olyan mérföldkövek, amik ellenőrzése, vagy elérése segítik a döntés meghozatalát és a megvalósítást.
A legfontosabb ilyen a megmunkálás folyamatának stabilitása. Enélkül ugyanis nem létezik megbízhatóan és rentábilisan működő automatizált robotcella.
A minőség a szabályozottság és folyamatbiztonság eredménye
Az automatizálás megvalósításával farkasszemet néző szinte minden vezetőnek vannak aggályai, a lehetséges problémákat tekintve. Ez annak ellenére van így, hogy a legtöbb ilyen folyamaton már átesett vállalat a minőség javulásáról számol be.
De még ezeknek az egyébként különböző profilú üzemeknek is van egy közös megfigyelésük. Ez pedig az, hogy forgácsolásnak, beleértve a készülékezést, a szerszámozást, a forgácstörést, a hűtést, megbízhatónak kell lennie.
Ahogy az ISO9001 sem közvetlenül a minőségről, hanem a folyamatok sztenderdizásáról szól, úgy az automatizálásnak is így kell történnie. Amint a folyamat szabályozott és irányított, a gyártási minőség is megfelelővé válik.
A gyártás beállításának kérdése
Az automatizálás velejárója a szabályozott következetesség.
Hasonlóan fontos az ellenőrzött és szabályozott munkadarabra való ráállás folyamatának kidolgozása. Jellemző félelem a tulajdonosok, termelési vezetők részéről, hogy a beállás folyamata bonyolultabb, hosszadalmasabb lesz automata cella esetén. Meglepetést szokott okozni a felismerés, hogy a jól szervezett és átgondolt folyamat következményeként ez a gyártási mellékidő lerövidül. Ennek oka, hogy a sztenderdizált folyamatban kevés a változó és emberi szubjektív tényező, amivel a műszaki és pénzügyi kalkulációk nem tudnak helyesen számolni.
Jellemző, hogy egy gépen dolgozó három ember a gyártás egyes körülményeit saját preferenciái szerint megváltoztatja. Máshová teszi az eszközöket, más sorrendben végez műveleteket, más módon mér, és eltérő technológiát alkalmaz a gyártás során.
De az is előfordul, hogy a gépeken dolgozó emberek, csak magukban bízva csak a saját programjaikat futtatják ugyanazon alkatrész megmunkálásához. Ez természetesen eltérő eredményhez is vezet.
Az automatizálás velejárója a szabályozott következetesség. Ebbe beletartozik a megfogás, a szerszámozás, a program és a forgácsolási technológia alkalmazása is. Ezek előírása kiveszi a rendszerből az operátorok ellen-produktivitását is.
Az emberi munkaerő által “táplált” CNC gépeken a termelés, vele együtt a nyereség is ingadozik a nem állandó körülmények és feltételek miatt. Az emberi tényező nagy befolyása lévén ez az ingadozás akár 30% is lehet, ami nagyon nehézzé és bizonytalanná teszi a megtérülési kalkulációkat, vagy a költségek kiszámítását. Az emberi tényező jelenléte és hatása a robotizált megmunkáló cellák esetében sem teljesen kizárt, de a miattuk történő termelési ingadozás 5% alatti.
Az automatizálás szükségességét remekül mutathatják azok a statisztikák, melyek az egyes operátorok műszakjaiban rögzített megmunkálási időket, beállási időket, gyártott és selejt alkatrészek számát mutatják.
Ha az eltérések nagyok az operátorok között, akkor eljött az automatizálás ideje.
“…a szokások, a feltételek és adott nap kínálta lehetőségek határozzák meg a gyártás menetét..”
A legtöbb üzem esetén a kézzel adagolt szerszámgépek kihasználtságát 65% körülire becsülik. Az automata cellák esetén ez a szám bizonyítottan 85% feletti. És bár a számok valódiak, a legtöbb felső vezető nehezen bízik bennük, és nem alapozza a döntést ezekre.
Kisszámú géppel dolgozó műhelyek gépeinek futás idejét könnyebb pontosan felmérni, és ez nem is szokott gondot okozni.
30 gép felett azonban ennek a számnak a meghatározása hatalmas feladat. A tapasztalat az, hogy az üzemben járva, a következetesen és szabályozottan dolgozó gépek száma éppen csak eléri a géppark egyharmadát. A többinél a szokások, a feltételek és adott nap kínálta lehetőségek határozzák meg a gyártás menetét.
A félelmek eredete
A nyolcvanas években számos automatizálást célzó próbálkozás kudarcot vallott. Ennek oka a tapasztalat hiánya, ami alatt inkább értek folyamatirányítási tapasztalatokat, mert a technikai tudás szintje a fejlett iparú országokban már akkor is figyelemre méltó volt.
Másik ok az alkatrész ellátottság hiánya volt. Akkoriban egy-egy alkatrész pótlása hónapokat is igénybe vehetett, ami a robotizáció létjogosultságának bukását eredményezte.
A gyártott méretek ellenőrzése és korrekciózása is az utóbbi 10 évben vált a gyakorlatban, tartósan megoldható feladattá.
Költségek és megtérülés
A szerszámgépek és ipari robotok gyors fejlődésen mennek keresztül, hogy lépést tudjanak tartani az ipari kihívásokkal. A beruházás megtérülésének szerepe azonban nem változott. Az üzemek tulajdonosai számára nagyon fontos, hogy pontos kalkulációk álljanak rendelkezésre a pénzügyi teljesítményt illetően.
Egy CNC szerszámgéppel összekötött robotcella megtérülésének kiszámításához nélkülözhetetlen a gyártott alkatrész piacának pontos ismerete, illetve magának a terméknek az ismerete. Ugyanis a gyártás direkt költségei és az alkatrész elkészítéséért elkérhető pénz összege kihagyhatatlan a képletből.
A cella megtérülésének kérdésében jelentős szerepet játszik az emberi erőforrás költsége. Amikor a CNC forgácsoló gépek adagolását ember végzi, jellemzően az emberszám gépenként és műszakonként legalább egy.
Egy automata cella esetén ez a harmada, vagy akár ennél is jobb arányú.
Az automatizálási beruházások megindítása mellett szóló érv az emberi munkaerő védelme is. Nehéz alkatrészek mozgatása, vagy az egészségre ártalmas környezet számításokba nehezen kimutatható, mégis döntő érv.
A szerszámgépek és robotok forgalmazói Magyarországon nem egyforma tapasztalatokkal rendelkeznek az automatizálás területén. A sikerrel kivitelezett projektek között is hatalmas különbségek lehetnek. Például a kobotok használata bár nem lebecsülendő, ezek a “cellák” nem egy kategória az ipari robotok mérőgépekkel, sorjázó és jelölő eszközökkel ellátott rendszerével. És itt nincs szó jobb, vagy rosszabb megoldásról. Egyszerűen más kávéház.
Az automatizálás szükségességét jelző körülmények, feltételek
- műszakok közötti teljesítmény ingadozás jelentős, ami gyors képzéssel nem megoldható
- az emberi szubjektivitás szerepe kezelhetetlen méretet ölt az üzemben
- a gépek kapacitásának kihasználtsága nem éri el a 70%-ot sem
- nincs humán erőforrás
- az automatizálás költsége nem éri el az emberi erőforrás másfél éves költségét
A fentiek közül ritkán van egyedül csak egy probléma. Ezek a legjellemzőbb, automatizálás felé terelő tényezők, melyek közül a legtöbb jelen van az automatizálásról való döntés idején.
Az automatizálás jövője
A robotizálás területén tevékenykedő mérnökök azt jósolják, hogy a következő nagy technológiai ugrás a robotok vizualizációját változtatja meg. A most dolgozó cellákban a robotok fix helyekről és helyekre rakják az alkatrészeket. Ha ezek a helyek nem megfelelőek, vagy az alkatrész nem az elvárható módon van előkészítve, a folyamat elakad.
A jövőben a robotok számára nem lesz szükség az alkatrészek ilyen pontos elhelyezésére, mert kamerákkal és szoftverekkel képes lesz az “ömlesztett” áru felvételére és pozicionálására is.
A technológia már a ‘80-as években is létezett, de akkor az optikai eszközök ára a mostani tízszerese volt, és nem volt meg a megfelelő szoftveres támogatás a hatékony ipari használathoz. Ez mára megváltozott, a feltételek rendelkezésre állnak.
A gépek és robotok piacán kialakult verseny felgyorsította a fejlődést és csökkentette az árakat. Ez teszi lehetővé a kisüzemek számára is a forgácsológépek automatizálását.
Az a szakmai tudás és technikai eszközök, amik tíz éve még nem léteztek, mára elérhetők és jelenlévők az iparban, ezzel beengedve számos automatizálási lehetőséget a forgácsoló üzemek ajtaján.
Szerző: Sipos Ádám
