Na czym polega automatyzacja linii produkcyjnej?

Automatyzacja linii produkcyjnej to proces, w którym tradycyjne, ręczne operacje są zastępowane przez maszyny i technologie, co prowadzi do zwiększenia wydajności oraz redukcji kosztów produkcji. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych systemów, takich jak roboty przemysłowe i oprogramowanie do zarządzania, możliwe jest minimalizowanie błędów ludzkich oraz poprawa jakości wytwarzanych produktów.

Automatyzacja linii produkcyjnej – jak się do niej przygotować?

Przygotowanie do automatyzacji linii produkcyjnej to proces wymagający przemyślanej strategii, analizy i planowania. Oto kroki, które mogą pomóc w przygotowaniu się do automatyzacji:

1. Analiza potrzeb i celów

• Identyfikacja procesów do automatyzacji. Pierwszym  i kluczowym krokiem w przygotowaniu automatyzacji linii produkcyjnej jest identyfikacja procesów, które najbardziej skorzystają na zautomatyzowaniu. Warto przy tym zwrócić uwagę na czas trwania, kluczowe etapy, zasoby oraz potencjalne zagrożenia. Dobrą praktyką jest przygotowywanie dokładnej mapy procesów pracy, aby dobrze zaplanować zoptymalizowanie automatyzacji.
•  Zdefiniowanie kosztów i korzyści. Na początkowym etapie należy również przeprowadzić dokładną analizę kosztów związanych z automatyzacją (np. zakup maszyn, koszty wdrożenia, konserwacja) oraz potencjalnych oszczędności i korzyści dzięki zastosowaniu automatyzacji. (zwiększona wydajność, redukcja błędów, mniejsze zużycie materiałów).
• Zdefiniowanie celów: Ustalenie, co przedsiębiorstwo chce osiągnąć dzięki automatyzacji  jest równie ważnym etapem początkowym. Wspólnie z klientem na początku współpracy ustalamy, jakie są jego potrzeby i cele. (np. redukcja przestojów, zmniejszenie liczby błędów, poprawa jakości). Ważne jest dostosowanie celów do indywidualnych potrzeb przedsiębiorstwa.

2. Ocena stanu obecnego

• Ocena aktualnych procesów produkcyjnych: Istotnym krokiem jest dokładna analiza istniejących procesów produkcyjnych. Należy zidentyfikować obszary, które mogą być zautomatyzowane, oraz te, które wymagają poprawy. Ważne jest również zrozumienie ograniczeń i problemów występujących obecnie w procesie produkcji. Przeanalizowanie obecnych procesów powinno identyfikując ich mocne i słabe strony.
• Ocena infrastruktury technologicznej: Kolejnym krokiem jest sprawdzenie,  czy obecna infrastruktura (np. systemy IT, maszyny) jest gotowa na wdrożenie automatyzacji. Najlepiej rozpocząć automatyzację od procesów, które są powtarzalne i nie wymagają zaawansowanego podejmowania decyzji, takich jak pakowanie, transport wewnętrzny czy montaż.

3. Badanie rynku i wybór technologii

• Wybór odpowiednich technologii: Kolejnym etapem jest wybór technologii, które najlepiej odpowiadają zidentyfikowanym potrzebom i celom. Może to obejmować systemy SCADA do nadzorowania i kontrolowania procesów, roboty do wykonywania różnych zadań produkcyjnych, systemy zarządzania produkcją (MES), czujniki IoT, itp.

4. Planowanie projektu automatyzacji

• Stworzenie szczegółowego planu wdrożenia: Ważnym i niezbędnym krokiem, jaki ma miejsce podczas naszych projektów w Konrem jest określenie harmonogramu działań, budżetu oraz zasobów ludzkich potrzebnych do realizacji projektu.
• Zintegrowane sterowanie: Należy zadbać o to, aby nowe systemy automatyki mogły komunikować się z istniejącymi maszynami i oprogramowaniem, co pozwoli na płynne zarządzanie całą linią produkcyjną.
• Przygotowanie specyfikacji technicznej: Kolejnym krokiem jest przygotowanie specyfikacji technicznej maszyn i layoutu linii produkcyjnej. Powinna ona zawierać m.in. dokumentację techniczną maszyn i urządzeń, ich rozmieszczenie na hali produkcyjnej i połączenia komponentów.
• Testowanie: Zamiast wdrażać automatyzację od razu na całej linii, warto to robić etapowo, zaczynając od testów pilotażowych na wybranych procesach. Pozwoli to na lepszą identyfikację problemów i ich szybkie rozwiązanie. Przeprowadzenie testów pilotażowych na małej skali, aby ocenić działanie systemów w praktyce jest zawsze konieczne działanie przed finalnym wdrożeniem.

5. Wdrożenie nowej linii produkcyjnej

• Montaż i instalacja linii produkcyjnej. Końcowym etapem jest montaż mechaniczny urządzeń i maszyn oraz instalacja elektryczna, a następnie uruchomienie linii produkcyjnej. Niezbędne jest, aby wszystkie działania wykonywali wyszkoleni inżynierzy z odpowiednimi uprawnieniami.

6. Szkolenie personelu

• Edukacja pracowników Automatyzacja zmienia specyfikę pracy, dlatego ważne jest, aby pracownicy zostali przeszkoleni w obsłudze nowych maszyn i technologii. Obejmuje to zarówno operatorów, jak i techników serwisowych. Dlatego niezbędne jest przygotowanie szkolenia dla pracowników, aby mogli efektywnie obsługiwać nowe systemy.
• Zmiana kultury organizacyjnej: Automatyzacja może budzić obawy związane z utratą pracy, więc warto skupić się na edukacji pracowników i komunikowaniu korzyści płynących z automatyzacji (np. przeniesienie na bardziej wartościowe zadania). Warto przygotować plan na ewentualną zmianę ról pracowników w związku z automatyzacją.

7. Monitorowanie i optymalizacja wydajności:

• Utrzymanie i obserwacja. Automatyzacja wymaga ciągłego monitorowania wskaźników wydajności (KPI), takich jak czas cyklu, liczba awarii czy zużycie energii. Po wdrożeniu linii produkcyjnej należy stale monitorować efektywność automatyzacji. Po zebraniu danych zawsze dokonujemy niezbędnych optymalizacji i usuwamy ewentualne awarie oraz wprowadzamy usprawnienia.

 8. Aspekty prawne i bezpieczeństwo

• Przestrzeganie przepisów: Zautomatyzowana linia produkcyjna musi spełniać lokalne i międzynarodowe normy bezpieczeństwa (np. CE w Europie). Regularnie przeprowadzamy  audyty bezpieczeństwa projektów, które zrealizowaliśmy dla naszych klientów.
• Bezpieczeństwo pracowników: Automatyzacja może wiązać się z nowymi zagrożeniami, dlatego ważne jest wdrożenie odpowiednich środków ochrony, takich jak bariery bezpieczeństwa, systemy wizyjne oraz regularne szkolenia z zakresu BHP.

9. Zarządzanie zmianą

•  Planowanie zmiany: Wdrożenie automatyzacji to zmiana o charakterze strategicznym, więc ważne jest, aby miała ona wsparcie na wszystkich poziomach organizacji. W naszej organizacji staramy się na bieżąco przekazywać informacje o zmianach wszystkim zainteresowanym stronom w organizacji.
• Zaangażowanie zespołu: Zaangażowanie zespołu na wczesnym etapie może pomóc lepiej przygotować organizację na przejście przez proces automatyzacji. Z pewnością ważne jest również zapewnienie pracownikom wsparcia i zaplecza technicznego i technologicznego, aby ułatwić im adaptację do nowych warunków pracy.

Przygotowanie do automatyzacji linii produkcyjnej to długotrwały proces, który wymaga starannego planowania i zaangażowania całej organizacji. Ważne jest, aby wszystkie kroki były dobrze przemyślane i dostosowane do specyfiki danej produkcji.

Rodzaje automatyzacji procesów produkcyjnych

Automatyzacja w przemyśle obejmuje różnorodne systemy i technologie, które mają na celu zwiększenie efektywności, poprawę jakości oraz redukcję kosztów. Oto najczęściej stosowane rodzaje automatyzacji:

1. Automatyzacja linii produkcyjnych

Zautomatyzowane linie produkcyjne wykorzystują maszyny i roboty do wykonywania powtarzalnych zadań, takich jak montaż, pakowanie czy paletyzacja. Przykłady obejmują zautomatyzowane systemy w fabrykach motoryzacyjnych i elektroniki, które zwiększają wydajność produkcji.

2. Systemy kontroli jakości

Automatyzacja procesów kontroli jakości za pomocą czujników i systemów wizyjnych pozwala na bieżące monitorowanie produktów i wykrywanie wad. Dzięki temu można szybko reagować na problemy, co znacząco poprawia jakość produkcji.

3. Robotyzacja

Zastosowanie robotów do wykonywania różnych zadań, takich jak spawanie, malowanie czy pakowanie, zwiększa wydajność oraz redukuje błędy. Roboty są wykorzystywane w wielu branżach, w tym w przemyśle motoryzacyjnym i elektronicznym, gdzie wykonują zadania w trudnych lub niebezpiecznych warunkach.

4. Automatyzacja procesów pomocniczych

Obejmuje automatyzację procesów wspierających główne operacje produkcyjne, takich jak zarządzanie magazynem, transport wewnętrzny oraz administracja. Wykorzystuje się tu różne technologie, takie jak systemy SCADA, które monitorują i zarządzają procesami.

5. Automatyzacja zintegrowana

Integracja różnych systemów automatyzacji w jedną całość, co pozwala na lepsze zarządzanie i kontrolowanie procesów produkcyjnych. Przykłady to systemy ERP, które łączą zarządzanie produkcją z innymi aspektami działalności firmy.

6. Automatyzacja oprogramowania (RPA)

Automatyzacja procesów biznesowych za pomocą oprogramowania, które wykonuje rutynowe zadania, takie jak wprowadzanie danych czy generowanie raportów. RPA (Robotic Process Automation) zwiększa efektywność i redukuje błędy w administracji i zarządzaniu. Te rodzaje automatyzacji przyczyniają się do zwiększenia konkurencyjności przedsiębiorstw, poprawiając ich wydajność i jakość produkcji. Więcej na temat rodzajów automatyzacji pisaliśmy w naszym poprzednim artykule. Sprawdź tutaj.

Automatyzacja a robotyzacja procesów produkcyjnych

Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych są blisko powiązane, ale odnoszą się do różnych aspektów usprawniania procesów przemysłowych. Obie mają na celu zwiększenie wydajności, redukcję kosztów oraz poprawę jakości produkcji, jednak ich podejście i technologia są różne. Poniżej szczegółowe porównanie.

1. Automatyzacja procesów produkcyjnych

Automatyzacja polega na wdrażaniu maszyn, systemów i technologii w celu wykonywania procesów produkcyjnych bez (lub z minimalnym) udziału człowieka. Obejmuje szeroki zakres działań od prostych, powtarzalnych operacji po złożone systemy zarządzania produkcją.

Cechy automatyzacji:

• Procesy sterowane maszynowo: Automatyzacja może obejmować zarówno proste mechanizmy, jak i zaawansowane systemy komputerowe, które sterują produkcją.
• Powtarzalność i wydajność: Automatyzacja pozwala na szybkie wykonywanie tych samych operacji z dużą dokładnością.
• Programowalność: Procesy są programowane– zmiana procesu wymaga często zmiany całych maszyn lub systemów bowiem zastosowanie danej maszyny się nie zmienia. Procesy są programowalne, jednak w zakresie, na który pozwala wykorzystane urządzenie. Zmiana zastosowania danego urządzenia najczęściej będzie wymagała ponownego zaprojektowania.
• Przykłady: Taśmy produkcyjne, systemy pakowania, automatyczne przenośniki.

Zastosowanie:

• Przemysł masowy: Automatyzacja jest często stosowana w produkcji dużych ilości tego samego produktu (np. przemysł samochodowy, elektroniczny, spożywczy).
• Optymalizacja procesów: Automatyzacja może dotyczyć wielu elementów produkcji, od przetwarzania surowców po kontrolę jakości.

2. Robotyzacja procesów produkcyjnych

Robotyzacja jest specyficzną formą automatyzacji, która obejmuje wykorzystanie robotów przemysłowych do wykonywania zadań fizycznych, często złożonych i wymagających wysokiej precyzji. Roboty są bardziej elastyczne od tradycyjnych maszyn, ponieważ mogą być łatwo zaprogramowane do różnych zadań.

Cechy robotyzacji:

• Elastyczność: Roboty przemysłowe mogą wykonywać wiele różnych operacji dzięki programowalnym ramionom, sensorom i algorytmom. Ich zastosowanie może się zmieniać bez konieczności zakupu nowego sprzętu.
• Złożone zadania: Roboty są w stanie wykonywać zadania wymagające dużej precyzji i powtarzalności, które mogą być trudne do zautomatyzowania przy użyciu tradycyjnych maszyn.
• Interakcja z otoczeniem: Roboty mogą reagować na zmienne warunki w otoczeniu, np. dostosowując się do nieregularnych kształtów lub zmieniających się warunków produkcji.
• Rodzaje robotów: Ramiona robotyczne, roboty mobilne, roboty współpracujące (koboty).

Zastosowanie:

• Przemysł motoryzacyjny: Spawanie, montaż, malowanie samochodów.
• Przemysł elektroniczny: Montaż precyzyjnych komponentów.
• Logistyka i magazynowanie: Roboty transportowe i sortujące.

Główne różnice między automatyzacją a robotyzacją

Wspólne korzyści automatyzacji i robotyzacji

• Zwiększenie wydajności: Oba podejścia prowadzą do wyższej wydajności produkcji dzięki zredukowaniu udziału człowieka i minimalizacji przestojów.
• Lepsza jakość: Automatyzacja i robotyzacja redukują liczbę błędów wynikających z czynników ludzkich, co poprawia jakość produktów.
• Redukcja kosztów: Chociaż początkowa inwestycja w technologie może być wysoka, automatyzacja i robotyzacja obniżają koszty produkcji w dłuższej perspektywie dzięki efektywności i zmniejszeniu kosztów pracy.
• Bezpieczeństwo: Zastosowanie robotów i automatycznych maszyn zmniejsza ryzyko wypadków i urazów w miejscach pracy.

Przykłady zastosowania automatyzacji i robotyzacji w przemyśle:

• Automatyzacja w przemyśle spożywczym: Linia do automatycznego pakowania żywności, gdzie maszyny wykonują wszystkie etapy, od napełniania opakowań po etykietowanie.
• Robotyzacja w przemyśle motoryzacyjnym: Roboty spawalnicze stosowane na liniach montażowych do złożonych zadań wymagających wysokiej precyzji i bezpieczeństwa.

 Automatyzacja produkcji – korzyści

Automatyzacja produkcji przynosi wiele korzyści zarówno na poziomie operacyjnym, jak i strategicznym. Wdrożenie nowoczesnych technologii pozwala firmom zwiększać efektywność, obniżać koszty oraz podnosić jakość produktów. Oto najważniejsze korzyści automatyzacji produkcji:

1. Zwiększona wydajność i efektywność

• Szybsze tempo produkcji: Automatyzacja pozwala na zwiększenie tempa produkcji, eliminując przestoje i zwiększając stabilność procesów. Roboty i maszyny mogą pracować bez przerwy, co znacząco podnosi wydajność w porównaniu do pracy ludzi
• Nieprzerwana praca: Automatyzacja pozwala na produkcję 24/7 bez przerw, co zwiększa ogólną produktywność, szczególnie w przypadku produkcji masowej.

2. Lepsza jakość i powtarzalność

• Eliminacja błędów ludzkich: Automatyczne systemy działają zgodnie z zaprogramowanymi parametrami, co minimalizuje ryzyko błędów i odchyleń w procesie produkcyjnym.
• Stała jakość produktów: Maszyny mogą utrzymywać tę samą jakość na każdym etapie produkcji, zapewniając spójność wyrobów, co jest szczególnie ważne w produkcji seryjnej. Ponadto zautomatyzowane procesy gwarantują wysoką precyzję i powtarzalność. Dzięki temu jakość wyrobów jest bardziej stabilna i zgodna ze standardami.

3. Redukcja kosztów produkcji

• Oszczędność na kosztach pracy: Automatyzacja może zastąpić lub wspomagać pracowników w monotonnych i powtarzalnych zadaniach, co prowadzi do redukcji kosztów związanych z zatrudnieniem i szkoleniem. Mimo wysokich kosztów inwestycyjnych, automatyzacja pozwala na długoterminowe zmniejszenie kosztów produkcji. Obniżają się koszty pracy, materiałów i energii, a także koszty związane z wadami i reklamacjami.
• Mniejsze zużycie materiałów: Precyzyjne systemy automatyzacji mogą zmniejszyć ilość odpadów i nadmierne zużycie surowców, co przekłada się na obniżenie kosztów materiałowych.

4. Zwiększone bezpieczeństwo

• Zmniejszenie ryzyka wypadków: Roboty przejmują zadania niebezpieczne lub szkodliwe dla ludzkiego zdrowia, takie jak prace w wysokich temperaturach, przy ciężkich ładunkach czy w zapylonym środowisku. Eliminuje to ryzyko wypadków i chorób zawodowych.
• Ochrona zdrowia pracowników: Pracownicy nie muszą wykonywać monotonnych, fizycznie wyczerpujących lub niebezpiecznych zadań, co poprawia ich komfort pracy i redukuje problemy zdrowotne związane z ergonomią.

5. Lepsze zarządzanie zasobami i czasem

• Optymalizacja procesów: Automatyzacja pozwala na lepsze zarządzanie procesami produkcyjnymi, co prowadzi do optymalizacji wykorzystania zasobów, takich jak energia, materiały i czas.
• Monitorowanie w czasie rzeczywistym: Zautomatyzowane systemy mogą być połączone z oprogramowaniem do monitorowania i analizy, co pozwala na bieżące śledzenie wydajności maszyn i całego procesu produkcyjnego.

6. Elastyczność w produkcji

• Szybkie dostosowanie do zmian: Zautomatyzowane linie mogą być szybko przestawiane na nowe modele, co zwiększa elastyczność w reagowaniu na zmiany popytu i trendy rynkowe. Roboty łatwo dostosowują się do nowych zadań. Pozwala to na szybkie przestawienie linii produkcyjnej na nowy produkt lub zmianę procesu bez potrzeby gruntownych modyfikacji maszyn.
• Produkcja na żądanie: Dzięki automatyzacji można szybko reagować na zmieniające się potrzeby rynku i elastycznie dostosować się do produkcji krótkich serii lub spersonalizowanych produktów.

7. Poprawa konkurencyjności

• Skrócenie czasu wprowadzenia produktu na rynek: Automatyzacja przyspiesza procesy projektowania, produkcji i testowania, co pozwala szybciej wprowadzać nowe produkty na rynek.
• Zwiększona innowacyjność: Automatyzacja daje możliwość wprowadzania nowych technologii i innowacyjnych rozwiązań, co pozwala firmom lepiej konkurować w dynamicznym środowisku rynkowym.

8. Kontrola nad produkcją i dane w czasie rzeczywistym

• Zarządzanie i analiza danych: Zautomatyzowane systemy zbierają dane w czasie rzeczywistym, co umożliwia monitorowanie wydajności, prognozowanie awarii maszyn (konserwacja predykcyjna) oraz optymalizację procesu produkcji na bieżąco.
• Wskaźniki KPI: Automatyzacja pozwala na precyzyjne śledzenie wskaźników wydajności produkcji (KPI), co umożliwia szybsze reagowanie na problemy i lepsze zarządzanie procesami.

9. Oszczędność energii

• Zoptymalizowane procesy energetyczne: Zautomatyzowane maszyny i systemy mogą być zaprogramowane tak, aby zużywać mniej energii, co obniża koszty operacyjne i wspiera cele zrównoważonego rozwoju.

10. Lepsze wykorzystanie kapitału ludzkiego

• Przekierowanie pracowników do bardziej wartościowych zadań: Automatyzacja pozwala na odciążenie pracowników od powtarzalnych zadań, co daje możliwość ich przesunięcia do bardziej zaawansowanych ról, np. w zakresie nadzoru, analizy danych, projektowania czy optymalizacji procesów.
• Podnoszenie kwalifikacji: Wprowadzenie automatyzacji sprzyja rozwojowi nowych kompetencji pracowników związanych z obsługą, konserwacją i programowaniem maszyn oraz systemów automatyki.

11. Poprawa wizerunku firmy

• Wdrożenie nowoczesnych technologii automatyki przemysłowej poprawia wizerunek firmy jako innowacyjnej i nowoczesnej. To ważny czynnik budowania przewagi konkurencyjnej.

Więcej na temat automatyzacji produkcji pisaliśmy tutaj.

Automatyzacja produkcji przynosi liczne korzyści, w tym zwiększenie wydajności, poprawę jakości, redukcję kosztów oraz podniesienie bezpieczeństwa i elastyczności produkcji. W efekcie przedsiębiorstwa stają się bardziej konkurencyjne, mogą szybciej reagować na potrzeby rynku oraz lepiej zarządzać swoimi zasobami.