• Elastyczny system produkcyjny umożliwia szybkie i płynne przejście od wytwarzania jednego produktu do wytwarzania innego bez ponoszenia kosztów i związanych z tym dłuższych przestojów.
• System FMS warto wdrażać przede wszystkim w sytuacji, w której przedsiębiorstwo wytwarza różnicowy lub niestandardowy asortyment.
• Jedną z najistotniejszych korzyści z wdrożenia systemów elastycznej automatyzacji jest możliwość uzyskania podobnego poziomu efektywności produkcji małoseryjnej lub jednostkowej jak w przypadku produkcji wielkoseryjnej.

Produkować jak najwięcej i jak najszybciej, a do tego niewielkim kosztem. Mogłoby się wydawać, że dla przedsiębiorstwa produkcyjnego to najlepsza recepta na sukces. Dużo korzystniejsza z ekonomicznego punktu widzenia może się jednak okazać zmiana strategii produkcyjnej na taką, która pozwoli na szybkie dostosowywanie się do zmieniającego się często popytu rynkowego. 

Dla wielu zakładów produkcyjnych takie częste i szybkie zmiany popytu oznaczają bowiem spore kłopoty. Wiążą się one z koniecznością czasochłonnego przezbrojenia linii produkcyjnej.

– Chęć wytwarzania różnorodnych produktów w małych ilościach, z możliwością uwzględnienia zmian projektowych w ostatniej chwili w opłacalny sposób, spowodowała pojawienie się elastycznych systemów produkcyjnych – mówi Martin Huras, prezes zarządu firmy Huras.

Czym są elastyczne systemy produkcyjne?

Elastyczny system produkcyjny (flexible manufacturing system – FMS) najprościej można zdefiniować jako taką strategię produkcyjną, która umożliwia szybkie i płynne przejście od wytwarzania jednego produktu do wytwarzania innego bez ponoszenia kosztów i związanych z tym dłuższych przestojów. W takim systemie w ramach określonej linii technologicznej możliwa jest produkcja różnorodnego asortymentu w dowolnej ilości (także krótkich serii, a nawet jednostkowo), co nie wymaga przezbrajania maszyn.

O elastyczności można mówić zarówno w kontekście pojedynczego elementu, jak i całego systemu w danym zakładzie. Elastyczna maszyna czy gniazdo robocze jest w stanie realizować różne zadania zależnie od wytwarzanego asortymentu czy etapu produkcyjnego, na którym się znajduje. Z kolei elastyczność całej struktury oznacza łatwość i szybkość jej przekonfigurowania, możliwość zastąpienia jednego elementu systemu innym czy też zmianę relacji między poszczególnymi elementami systemu.

Według Martina Hurasa elastyczny system produkcyjny to metoda produkcji, która ma na celu łatwe dostosowanie się do zmian w rodzaju i ilości wytwarzanego produktu. Maszyny i systemy komputerowe można tak skonfigurować, aby wytwarzały różnorodne części i obsługiwały zmieniające się poziomy produkcji. 

Dlatego też FMS jest zaprojektowany z góry – aby można go było łatwo dostosować do zmian w rodzaju i ilości produkowanych towarów. Produkcja w elastycznym systemie jest w dużej mierze zautomatyzowana, co zmniejsza ogólne koszty pracy. System FMS jest jednak droższy w zaprojektowaniu i wdrożeniu niż system stały, wymaga też wykwalifikowanych techników.

– System FMS może obejmować konfigurację połączonych ze sobą stacji roboczych z terminalami komputerowymi, które przetwarzają kompleksowe tworzenie produktu. Funkcje mogą obejmować załadunek i rozładunek, obróbkę i montaż, przechowywanie, testowanie jakości i przetwarzanie danych – tłumaczy Martin Huras. – System można zaprogramować tak, aby uruchamiał partię jednego zestawu produktów w określonej ilości, a następnie automatycznie przełączał się na inny zestaw produktów w innej ilości.

Elastyczny system sterowania produkcją powinien zapewnić uzyskanie następujących efektów: 

• urozmaicenie asortymentu produkowanych wyrobów,
• skrócenie czasów przezbrojeń i czasu uruchomienia nowych wyrobów, 
• skrócenie cyklu produkcyjnego i zmniejszenie zapasów produkcji w toku,
• możliwość lepszego przystosowywania się do wymogów odbiorców (np. krótsze terminy dostaw, krótsze serie).

Kiedy stosować FMS?

Elastyczne systemy produkcyjne – choć z założenia mają przyczynić się do zwiększenia rentowności produkcji – nie w każdym zakładzie produkcyjnym będą w równym stopniu pożądane. Wciąż bowiem istnieją takie branże czy przedsiębiorstwa, dla których istotna jest wielkość produkcji jednej grupy produktów. Wówczas „wystarczająca” może okazać się optymalnie dostosowana, zautomatyzowana linia produkcyjna, która będzie wytwarzać duże partie tego samego asortymentu.

System typu FMS warto wdrażać przede wszystkim wtedy, gdy przedsiębiorstwo wytwarza mocno zróżnicowy lub często niestandardowy i zindywidualizowany asortyment. Taki system powinien być także koniecznością w bardzo konkurencyjnych branżach z szybko zmieniającym się popytem i wysokimi wymaganiami co do terminowości dostaw – w których nawet nieznaczny poślizg z dostosowaniem produkcji do zamówienia kończy się utratą klienta. Elastyczne systemy są zalecane także w tych obszarach, w których cykl życia produktu jest stosunkowo krótki.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Produkty

Elastyczne rozwiązania do prototypowania i rozwoju produktów

Przemysł inżynieryjny i produkcyjny funkcjonuje w coraz szybszym tempie ze względu na ciągłe dążenie do poprawy elastyczności ( i tym samym wydajności) procesów prototypowania i rozwoju produktów.

Zalety i wyzwania elastycznej produkcji

Największą korzyścią z wdrożenia systemów elastycznej automatyzacji jest uzyskanie podobnego poziomu efektywności produkcji małoseryjnej lub jednostkowej jak w przypadku produkcji wielkoseryjnej.

– Elastyczny system produkcyjny może poprawić wydajność i obniżyć koszty produkcji, które są kluczowymi zagadnieniami w procesie rozwoju biznesu. Skraca się wtedy przestojów, ponieważ linia produkcyjna nie musi być wyłączana w celu przygotowania do produkcji innego produktu – przekonuje Martin Huras. I dodaje, że elastyczna produkcja może być także kluczowym elementem strategii produkcji na zamówienie. Strategii, która umożliwia tworzenie produktów dostosowanych do indywidualnych potrzeb i utrzymywanie niskich zapasów.

Skracanie czasu wprowadzenia produktu na rynek i krótsze cykle produkcyjne to kolejne zalety elastycznej produkcji. Korzystnym efektem jest także ograniczenie ilości produktów na etapie produkcyjnym, a także zapasów, surowców i podzespołów w magazynie.

Wdrożenie FMS wiąże się jednak z pewnymi wyzwaniami i wadami. Taka elastyczność bowiem może oznaczać wyższe koszty początkowe. Zakup i instalacja specjalistycznego sprzętu, który umożliwia takie dostosowanie, może być bardziej kosztowna w porównaniu z tradycyjnymi systemami. 

Kolejnym wyzwaniem związanym z instalacją i eksploatacją FSM – na które zwraca uwagę Martin Huras – jest konieczność kontroli złożonej sieci urządzeń i czynności hali produkcyjnej takiego systemu.

– Wady elastycznych systemów produkcyjnych obejmują także dłuższy czas potrzebny na zaprojektowanie specyfikacji systemu dla różnych przyszłych potrzeb. Wyspecjalizowani technicy potrzebni do obsługi, monitorowania i konserwacji FMS dodatkowo zwiększają koszty – wymienia prezes firmy Huras. – Zwolennicy FMS utrzymują jednak, że wzrost automatyzacji zwykle skutkuje redukcją kosztów pracy netto.

Elastyczne systemy produkcyjne – początki

Koncepcję elastycznej produkcji opracował Jerome H. Lemelson (1923–1997). Ten amerykański inżynier przemysłowy i wynalazca na początku lat 50. złożył wiele powiązanych ze sobą patentów. Jego oryginalny projekt jest podstawą współczesnego systemu elastycznej produkcji. Opierał się na robotach, które zależnie od potrzeby w danym momencie mogły spawać, nitować, przenosić lub kontrolować wytwarzane towary.

Lemelson nie zbudował jednak fizycznie swojego systemu. Kiedy bowiem tworzył koncepcję nowego systemu produkcyjnego, możliwość jego stworzenia wciąż była poza zasięgiem. Ostatecznie pierwsze systemy FMS zadebiutowały w halach fabrycznych w Stanach Zjednoczonych i Europie pod koniec lat 60. XX w., a od lat 70. XX w. zaczęły się powoli rozprzestrzeniać.