Image
17.10.2018 0 Comments

IKEA stavia plne automatickú fabriku

Automatizácia výroby kúpeľní v závode Flatline v Malackách je rozsiahly projekt pokračuje, ktorý pokračuje robotizáciou ďalších procesov.

Plne automatizovaná výroba je ambiciózny cieľ každého veľkovýrobcu a malacký závod IKEA Industry Flatline je už len krok od jeho naplnenia. „Výrobné procesy máme už dnes plne automatizované. Zostáva nám posledný proces – balenie. Ak úspešne dokončíme jeho robotizáciu, dosiahneme svoj cieľ: prvá ľudská ruka, ktorá sa dotkne nášho nábytku, bude ruka zákazníka,“ hovorí projektový manažér Anton Dvořák.

Takmer tri štvrtiny automatizačných technológií v závode nesie značku Siemens. Riadia výrobné systémy a starajú sa o ich vzájomnú komunikáciu i výmenu dát s ďalšími zariadeniami. Úrovňou automatizácie výroby sa malacký Flatline radí k technologickej špičke nábytkárskej výroby nielen v Európe, ale aj vo svete. 

Zrkadlá do kúpeľňových skriniek vkladajú roboty.

Prakticky nová fabrika
Všetko sa začalo v roku 2012, keď došlo k úplnej prestavbe závodu. Súvisela so zmenou výrobného sortimentu – v Malackách prešli z výroby kuchynského nábytku s laminovanou DTD na kúpeľňový nábytok a nábytkové predné plochy s vysokolesklými fóliami. „V rámci prestavby závodu sme nainštalovali takmer dvesto kamiónov nových technológií. Zároveň sme vybudovali novú výrobnú infraštruktúru, šlo vlastne o novú fabriku. To nám poskytlo jedinečnú príležitosť postaviť výrobné procesy v intenciách konceptu priemyslu 4.0,“ spomína A. Dvořák.

„Všetky zlepšenia, ktoré robíme sú v súlade s konceptom priemyslu 4.0.“
Anton Dvořák, projektový manažér

Zadanie nerátalo len s rozsiahlou výmenou technologických zariadení. Posunulo sa o kus ďalej: cieľom bolo automatizovať veľkosériovú výrobu a nasadenie digitálnych technológií malo zároveň závodu zabezpečiť dlhodobú ziskovosť a konkurencieschopnosť. Výnimočné je, že koncept automatizácie vytvoril priamo v Malackách domáci investičný tím, ktorý využil vlastné know-how i skúsenosti z ostatných závodov IKEA.

Virtuálne zrkadlo
Od roku 2013 sú výrobné linky plne automatizované a o ich logistiku sa stará automatizovaný logistický systém s digitalizovaných zberom a riadením dát. V digitálnom prostredí je tak vytvorená akýsi zrkadlová virtuálna fabrika. Funguje to zdanlivo jednoducho.

Podľa plánovanej úlohy si výrobná linka vyžiada od logistického systému potrebné dielce – „paletu“. Systém automaticky vyhľadá jej pozíciu a dopraví k linke. Po ukončení operácií linka odovzdá „paletu“ logistickému systému spolu s akousi virtuálnou „obálkou“ s digitálnymi údajmi. Ide o množstvo, sériu, rozmer, dodávateľa, technologické, kvalitatívne a výrobné údaje. Odtiaľ automaticky putuje „paleta“ k ďalšej linke... Tento proces pokračuje v celej mape výrobných procesov až po finalizáciu. Na konci vzniká nielen fyzický výrobok, ale aj jeho virtuálny obraz v podobe digitálnych dát o jeho výrobe.

Výrobné linky obsluhuje inteligentný logistický systém.

Štyri druhy dát
Kompabilitu všetkých zariadení koordinoval autor konceptu digitalizácie a zberu dát Peter Marcely: „pri zadávaní liniek dostali dodávatelia informáciu o preferovaných riadiacich systémoch i charakter dát, ktoré potrebujeme. Vedeli teda, aké snímače a meracie zariadenia majú nasadiť do konštrukcie.

V Malackách sa rozhodli dáta využiť nielen pri riadení výroby, ale aj na zvýšenie jej kvality a produktivity. S každým dielcom sa cez celú výrobu nesie séria údajov, ktoré presne identifikujú, za akých podmienok bol vyrobený. Dátová architektúra sa skladá z niekoľkých vzájomne prepojených celkov: výrobných, technologických, ekonomických dát a dát pre riadenie kvality.

„Čas nám potvrdil význam riadenia kvality pomocou pokrokových informačných technológií.“
Peter Marcely, autor konceptu digitalizácie a zberu dát

V rámci výrobných dát sledujeme, čo a v akom množstve sme vyrobili, koľko materiálu a času sme spotrebovali. Majster výroby na obrazovke vidí, ktorá linka aký dielec vyrába, kedy s výrobou začala, kedy má byť dokončená, ako dlho obsluha linku nastavovala a zároveň má informáciu, ako stojí s plnením plánu,“ vysvetľuje P. Marcely. Dáta hovoria o spotrebe materiálu a energie, časovom využití linky, posuvných rýchlostiach, prestávkach či prestojoch, teda aj o hodnote OEE (Overall Equipment Effectiveness) zariadení. Po doplnení režijných a mzdových nákladov a odpisov sú základom pre ekonomické kalkulácie.

Dôležitou oblasťou je aj riadenie kvality. Ide o údaje o počte vyrobených dielcov a koľko z nich bolo vyradených pre chyby. Meranie kvality podporujú aj technologické dáta o fyzikálnych hodnotách – tlakoch a teplotách pri výrobe, ale aj teplotách a vlhkosti v halách. K nich sa pridávajú informácie o spotrebe doskových materiálov, fóliách a lepidlách. Zo všetkých dát sa zároveň vytvárajú rôzne štatistiky, ktoré popisujú trendy vo výrobných, technologických i ekonomických procesoch.

Špička technológií
Projekt automatizácie a digitalizácie splnil všetky očakávania. „Procesy vieme lepšie merať a optimalizovať. Kontrolujeme náklady a máme štatistické dáta pre zlepšovanie kvality a efektivity. V prípade problémov sa môžeme vrátiť do histórie a nájsť parameter, ktorý zapríčinil chybu, aby sme sa jej v budúcnosti vyvarovali. Na základe dát lepšie plánujeme, rýchlejšie a kvalitnejšie sa rozhodujeme,“ hodnotí technologický manažér Michal Bocán. Aj P. Marcely je spokojný: „čas nám potvrdil význam riadenia kvality pomocou pokrokových informačných technológií v procesoch výroby nábytku.

„Na základe dát lepšie plánujeme, rýchlejšie a kvalitnejšie sa rozhodujeme.“
Michal Bocán, technologický manažér

Výber technológií a ich dodávateľov bol mimoriadne dôležitý. Základným kritériom bola komplexnosť dodávky, teda hardvéru aj softvéru. „Tendre sme robili s firmami, o ktorých sme vedeli, že majú kompetenciu pre takýto náročný projekt. Jednak svojou veľkosťou a tradíciou, ale aj vlastným softvérovým oddelením, schopným vytvárať aplikácie pre naše potreby,“ dopĺňa A. Dvořák.

Výrobné linky riadia systémy Simatic S7-300 a 400 a technológie Siemens sa starajú aj o výmenu dát pre OPC komunikáciu riadiacich systémov, zariadení a aplikácií. Pre riadenie výroby a kvality je dôležitý systém SCADA WinCC, ktorý slúži ako platforma pre integráciu dát. Každému oprávnenému užívateľovi zobrazuje na jednej z päťdesiatich webových stránok informácie, ktoré potrebuje. Týkajú sa výroby, technológie, plánovania, kvality i údržby.  

Robot v baliarni
Ďalším krokom bude optická detekcia defektov na nábytkových dielcoch. Sofistikované systémy by mali odhaliť definované neštandardné stavy – defekty. Napríklad prítomnosť alebo neprítomnosť vŕtania, výron lepidla, defekty na povrchu či na hranách dielcov a podobne. Vyvinúť systém na spracovanie obrazu nie je jednoduché, pretože si musí poradiť s vysokolesklými dielcami, ktoré sú navyše prekryté ochrannou plastovou fóliou.

Na robotizáciu čaká posledná výrobná fáza – balenie.

Ešte tvrdší oriešok je posledný proces – balenie. Z Malaciek expedujú kompletné balenia do obchodov IKEA v podobe, ako ich pozná každý zákazník. Okrem komponentov vyrobených priamo v Malackách do nich vkladajú rôzne skrutky, úchytky, kovania, lišty, výstuhy a výplne. „Proces balenia je síce digitalizovaný, ale manipulácia s dielcami sa zatiaľ robí ručne. Ak napríklad treba do balíka vložiť dvadsať prvkov, potom pri baliacej linke musí stáť dvadsať kolegov. Máme ambíciu tento monotónny proces robotizovať,“ hovorí A. Dvořák.

Automatizované výrobné procesy v malackom závode IKEA.

Robot v baliarni sa nezaobíde bez prvkov inteligencie, snímanie, výpočty a odovzdanie dát o dielcoch musí zvládnuť za 1 500 milisekundy. Zároveň musí vedieť manipulovať s predmetmi s geometricky stabilnými a definovanými tvarmi, ale aj s prvkami amorfných tvarov, napríklad igelitovými vreckami či rôzne ohnutými drobnými prvkami. Musí byť schopný poukladať ich s presnosťou plus mínus dvoch milimetrov do presne definovaného cieľa – pohybujúcej sa škatule. Jeden cyklus balenia by mal pritom zvládnuť do šesť sekúnd.

Momentálne pripravujeme pilotný projekt a ak sa podarí, automatizácia reťazca výrobných procesov sa uzavrie. Prakticky celá fabrika bude plne automatizovaná,“ uzatvára Ing. Dvořák. 

Foto: Maňo Štrauch

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Technológie

Elektromotory pomáhajú dýchať pacientom

16.09.2020 19:20

Rýchla reakcia závodu Siemens v českej Mohelnici pomohla piešťanskému EKOM-u zvládnuť štvornásobný nárast dopytu po kompresoroch do dýchacích prístrojov. Firma EKOM z Piešťan produkuje vysokovýkonné ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá