OKUMA OTEVŘELA DALŠÍ CHYTROU TOVÁRNU
V květnu 2017 otevřel přední japonský výrobce obráběcích strojů Okuma v městě Oguchi, kde rovněž sídlí vedení firmy, další chytrou továrnu Dream Site 2 (DS2). Toto nové zařízení slouží především k výrobě komponent do menších a středně velkých soustruhů a brusek. V závodě je umístěno 61 obráběcích strojů vlastní značky a implementovány principy internetu věcí (IoT). Nový systém plánování výroby, pokročilé metody vizualizace, okamžité zpracování dat a automatizace, kterou zajišťují nejmodernější roboty, umožňují zkombinovat dříve nemožné – nízkoobjemovou výrobu s produktivitou, které se dosahuje u hromadné výroby.
Všichni výrobci dnes čelí stále zvyšujícímu se tlaku na poptávku po vysoce individualizovaných produktech. Avšak, s nárůstem customizace se snižuje produktivita. Tento problém se silně dotýká i společnosti Okuma, která je sama jednak výrobcem, ale současně i dodavatelem výrobních zařízení. V roce 2013 společnost otevřela vlastní kompletně automatizovanou továrnu Dream Site 1 (DS1) na výrobu víceúčelových strojů a středně velkých a velkých soustruhů. Díky tomuto závodu se Okumě podařilo výrazně snížit výrobní časy a současně i podstatně zvýšit produktivitu.
HROMADNÁ CUSTOMIZACE
Společnost Okuma navázala na zkušenosti získané z provozování továrny Dream Site 1 a investovala dalších 8 mil. eur do ještě intenzivnějšího posílení plně automatizované výroby vysoce diversifikovaných produktových mixů v malých objemech. Cíl byl jednoznačný: splnit si vlastní požadavky na specifickou výrobu velkého množství produktů.
Tato investice se vyplatila: závod Dream Site 2 dosáhl ještě vyššího stupně automatizace než DS1. Nepřetržitý tok materiálu zajišťuje označení všech komponent identifikačními tagy, které umožňují v každém okamžiku přesně identifikovat jejich lokaci a místo určení. Díky tomu mohou strojní operátoři i pracovníci v oddělení logistiky rychle reagovat a předávat instrukce, jak dále nakládat s jednotlivými komponentami. K přepravě materiálu i obrobků se zde používají automatické bezobslužné vozíky (Automated Guided Vehicles – AGV), díky nimž ze závodu již téměř úplně vymizela ruční manipulace s materiálem a výrazně se snížily prostoje během seřizování strojů.
V současnosti je závod DS2 schopen fungovat zcela bezobslužně 72 hodin. Ještě nedávno se považovalo využití robotů pro různorodé, avšak současně maloobjemové zakázky za problematické. Díky konsolidaci výrobních postupů je DS2 schopen využívat roboty i v plně bezobslužném režimu výroby. Systém plánování výroby (PPS) – vylepšená verze systému, který funguje v závodě DS1 – významně zkrátil dodací lhůty a umožňuje Okumě okamžitě reagovat na změny v požadavcích na výrobu a plně vycházet zákazníkům vstříc.
VIRTUÁLNÍ VÝROBA
Hlavním znakem práce v DS2 je zakládání co největšího počtu výrobních kroků najednou. Základním nástrojem, který toto umožňuje, je 3D virtuální monitoring od Okumy. Jedná se o aplikaci, která dovoluje vytvářet vysoce přesné třírozměrné simulace obrábění, jež se generují na základě přesné specifikace obráběcího stroje, na kterém se má daná součást obrábět. Operátoři vědí dopředu, zdali bude obrobek vyroben přesně, bez chyb a kolizí a podle plánu. Nákladné opravy a případné odstávky stroje se tedy eliminují ještě dříve, než se vůbec začne obrábět.
EFEKTIVNĚJŠÍ ROZVRŽENÍ VÝROBNÍHO ZÁVODU
DS2 se rozkládá na ploše 11 000 m2 a je rozdělen do čtyř hlavních částí. V části věnované výrobě malých komponent se nepřetržitě obrábí velké množství různých, převážně rotačních obrobků s průměrem menším než 30 mm – například příruby a rozdělovače. Tyto komponenty se obrábějí na pětiosém vertikálním obráběcím centru Okuma MU-4000V a na víceúčelovém stroji MULTUS U4000. Obráběcí stroje jsou součástí bezobslužných robotických výrobních buněk (Flexible Manufacturing Cell – FMC). Toto uspořádání umožňuje jednak nepřetržitou výrobu, ale také automatizované upínání a výměnu nástrojů. Výměnu obrobků rovněž zajišťuje robot. Díky bezobslužným vozíkům (AGV) zde nejsou potřeba žádné vysokozdvižné vozíky a výrazně se zkracuje doba přepravy mezi jednotlivými obráběcími stroji, poněvadž jak materiál, tak i obrobené díly se přepravují plně automaticky.
Výrobní sekce přesných dílů je věnována vysoce přesnému obrábění hlavních nebo vedlejších vřeten, přírub apod. Teplota je v této části výroby udržována na konstantních 21 °C s povolenou odchylkou ±1 °C. To jsou ideální podmínky pro brusky Okuma GP-47N, za kterých dosahují maximálních kvalit povrchů bez teplotních deformací.
Obrábění středně velkých komponent, jakými jsou vřeteníky a koníky, se provádí na čtyřech horizontálních centrech Okuma MA-600HII a třech MB-8000H. A to je místo, kde se automatizace zaskvěla v celé své šíři: výrobu zde řídí vyspělý flexibilní produkční systém (FPS), jehož součástí jsou systém FMS a roboty, několik AGV vozíků pro manipulaci s materiálem a obrobenými dílci a automatizovaný paletový skladovací systém pro skladování hotových komponent. Veškeré procesy – od založení materiálu přes upínání obrobků, obrábění až po odstraňování otřepů a mytí – jsou kompletně automatizovány a fungují v plně bezobslužném režimu 24/7.
Poslední část je věnována obrábění velkých komponent, jakými jsou lože, saně a další díly podobné velikosti. Zde jsou zapojeny tři z velkých portálových center Okuma MCR- BIII a velká povrchová bruska. Tři z těchto velkých strojů jsou začleněny do FMS. Čas zakládání a vykládání se výrazně zkracuje díky použití automatického upínání a stejně tak bezobslužnému utažení před dokončením.
TOVÁRNA, JEŽ SE STÁLE UČÍ
Celé uspořádání výrobního závodu DS2 se vizualizuje na centrálních obrazovkách a také na příručních tabletových počítačích s nainstalovaným programem pro monitoring závodu (Factory Monitor). Tato aplikace umožňuje vizualizaci celého závodu a podrobně ukazuje status výroby každé výrobní buňky a obráběcího stroje. Data z obrábění lze zobrazovat a analyzovat v reálném čase, takže veškeré případné problémy či výpadky ve výrobě lze okamžitě nejen identifikovat, ale i řešit. Software shromažďuje a ukládá data, jako jsou informace o chodu stroje, prostojích nebo alarmy. Výsledkem je továrna, která se učí a vyvíjí na každodenní bázi. Každá další výrobní směna je tedy vždy o něco lepší než ta předchozí.
Celé zařízení se vytápí a chladí s využitím geotermální energie. Podobně jako DS1 také DS2 má vnější stěny obloženy solárními panely s izolačními vlastnostmi, využívá LED osvětlení, ovládání vzduchového kompresoru a tepelná čerpadla. Tato opatření vedla ke snížení nákladů na energie až o 30 %.
DS2 – SPLNĚNÝ SEN
Společnost Okuma je s provozem závodu DS2 velice spokojená. Od května, kdy bylo toto zařízení spuštěno, Okuma zvýšila produktivitu vlastní výroby o 30 % a podařilo se tak zkrátit dodací lhůty strojů. Tím se ovšem aktivity Okumy nekončí. Pokračovat budou investice především do vylepšení systému IoT pro výrobu. V plánu je ale i rozšíření stávajícího DS2. Přibude zde montážní hala, a tím se z DS2 stane plně samostatný start-to-finish výrobní závod, jakým je i DS1. Vedení Okumy již ale začíná snít zcela nový sen. Je o třetím výrobním závodě Dream Site, jenž by opět posunul laťku chytré výroby ještě o něco výš.
Společnost Okuma si dobře uvědomuje, že se její zákazníci dostávají do úzkých ve stejném místě, jako ona sama. Tím kritickým bodem je tlak na široké spektrum produktů vyráběných v malých sériích. Proto Okuma využívá pro své zákazníky know-how, které sama získala ze zkušeností s vlastními továrnami DS1 a DS2. Řešení pro chytré továrny od Okumy jsou navržena tak, aby posílila celé plánování i samotnou výrobu s využitím stejných vizualizačních prostředků a nástrojů zpracování dat, jaké Okuma nasadila ve svých vlastních provozech. „Smart Factory Solutions“ budou mít svoji evropskou premiéru na letošním veletrhu EMO v Hannoveru.
Andrea Cejnarová