Hogyan lehet úgy tervezni, hogy később új termékhez, technológiához vagy kapacitáshoz könnyen módosítható legyen.

Mitől lesz valóban moduláris egy egyedi gép?

Egy egyedi gépet jellemzően egy konkrét feladatra, adott termékhez és meghatározott gyártási környezethez terveznek. A gyártási igények azonban ritkán maradnak változatlanok hosszú éveken keresztül. Új termékváltozat jelenhet meg, nőhet a szükséges kapacitás, változhat a technológia, vagy akár teljesen új folyamatot kell beilleszteni a meglévő rendszerbe.

Ilyenkor válik igazán fontossá, hogy a berendezés mennyire modulárisan készült.

A modularitás több, mint különálló gépegységek

Egy gép attól még nem feltétlenül moduláris, hogy több különálló egységből épül fel. A valódi modularitás azt jelenti, hogy ezek az egységek jól meghatározott mechanikai, villamos és vezérléstechnikai interfészeken keresztül kapcsolódnak egymáshoz.

Ha ezek az interfészek már a tervezés során tudatosan kialakításra kerülnek, egy későbbi módosítás nem feltétlenül igényli a teljes berendezés újratervezését.

Egy jól felépített rendszerben például egy adagoló, megmunkáló állomás, ellenőrző egység vagy robotcella önállóan is módosítható vagy cserélhető úgy, hogy a gép többi része csak minimális változtatást igényeljen.

A mechanikai kialakításnál kezdődik

A modularitás egyik alapja a megfelelő mechanikai struktúra. Szabványos rögzítési pontok, egységes gépvázak, könnyen cserélhető készülékek és jól hozzáférhető szerkezeti elemek jelentősen megkönnyíthetik a későbbi átalakításokat.

Ha például ugyanazon a berendezésen több különböző terméktípust kell kezelni, érdemes már az első konstrukciónál számolni gyorsan cserélhető megfogókkal, állítható vezetésekkel vagy cserélhető termékfelfogó készülékekkel.

Így egy új termék bevezetésekor nem feltétlenül új gépre, hanem csak egy új modulra vagy készülékre van szükség.

A villamos rendszernek is követnie kell a modularitást

A mechanikai modularitás önmagában kevés, ha minden új érzékelő vagy hajtás beépítése komoly villamos átalakítást igényel.

A megfelelően méretezett vezérlőszekrény, tartalék I/O-kapacitás, ipari kommunikációs hálózatok és szabványos csatlakozások lehetővé teszik, hogy egy későbbi bővítés lényegesen egyszerűbb legyen.

Már néhány előre betervezett tartalék csatlakozási pont vagy kommunikációs lehetőség is jelentős időt és költséget takaríthat meg egy későbbi fejlesztés során.

A szoftver is legyen moduláris

A korszerű gépeknél a modularitás egyre inkább a vezérlőprogram felépítésén múlik.

Ha a PLC-program, a robotprogramok és a kezelőfelület jól elkülönített funkcionális egységekből épülnek fel, egy új állomás vagy technológiai funkció könnyebben hozzáadható a rendszerhez.

Ezzel szemben egy nehezen átlátható, egymásra épülő programstruktúrában akár egy kisebb módosítás is váratlan következményekkel járhat.

A jól dokumentált és strukturált program ezért nemcsak a fejlesztés során előny, hanem a gép teljes életciklusa alatt értéket jelent.

Kapacitásbővítés új gép vásárlása nélkül

A modularitás egyik legnagyobb előnye, hogy lehetőséget teremthet a fokozatos kapacitásbővítésre.

Előfordulhat például, hogy egy projekt indulásakor elegendő egyetlen megmunkáló vagy szerelőállomás. Ha azonban később nő a termelési volumen, egy jól kialakított rendszerhez újabb párhuzamos állomás, robot vagy kiszolgálóegység kapcsolható.

Ez különösen olyan beruházásoknál előnyös, ahol a jövőbeni darabszám még bizonytalan. Nem szükséges már az első lépésben a maximális kapacitásra beruházni, ugyanakkor a későbbi növekedés lehetősége megmarad.

Felkészülés a még ismeretlen igényekre

Természetesen lehetetlen minden jövőbeni változást előre látni. A modularitás célja ezért nem az, hogy egy gép bármilyen feladatra átalakítható legyen.

Sokkal inkább arról van szó, hogy a reálisan várható változásokat már a tervezés kezdetén figyelembe vegyük.

Várható-e új termékváltozat? Növekedhet-e a kapacitás? Elképzelhető-e új ellenőrzési technológia beépítése? Automatizálható-e később egy jelenleg kézzel végzett művelet?

Az ilyen kérdésekre adott válaszok jelentősen befolyásolhatják a gép alapvető kialakítását.

A jó egyedi gép nemcsak a jelenlegi feladatra készül

Egy megfelelően megtervezett moduláris berendezés hosszabb életciklusú, könnyebben fejleszthető és sok esetben gazdaságosabban üzemeltethető.

A modularitás ugyanakkor nem feltétlenül jelent több alkatrészt vagy bonyolultabb konstrukciót. Sokkal inkább tudatos rendszertervezést jelent: szabványos interfészeket, átgondolt mechanikai kialakítást, bővíthető villamos rendszert és strukturált vezérlőszoftvert.

Az ipari vállalatok számára a pótalkatrész-készletezés folyamatos egyensúlykeresést jelent. Míg egy kritikus alkatrész hiánya jelentős állásidőt és termeléskiesést okozhat, a túlzott készletezés feleslegesen köti le a vállalat erőforrásait. A cél nem a lehető legnagyobb raktár kialakítása, hanem a megfelelő alkatrészek megfelelő mennyiségben történő rendelkezésre állása.

Milyen alkatrészekből érdemes tartalékot képezni?

Kritikus meghibásodást okozó alkatrészek

Érdemes készleten tartani azokat az elemeket, amelyek meghibásodása az egész berendezés vagy gyártósor leállását eredményezheti.

Ide tartozhatnak például:

• frekvenciaváltók,
• PLC-k és kommunikációs modulok,
• érzékelők,
• tápegységek,
• relék és kontaktorok,
• pneumatikus szelepek,
• csapágyak és tömítések.

A kiválasztás során célszerű figyelembe venni, hogy egy adott alkatrész kiesése mekkora termeléskiesést okozhat.

Hosszú szállítási idejű komponensek

Bizonyos alkatrészek beszerzési ideje akár több hét vagy hónap is lehet. Ezek esetében már egyetlen meghibásodás is jelentős állásidővel járhat. Különösen igaz ez:

• egyedi gyártású elemekre,
• speciális hajtásokra,
• ritka elektronikai komponensekre,
• régebbi gépekhez tartozó alkatrészekre.

Nagy igénybevételnek kitett kopóelemek

A rendszeresen cserélendő alkatrészek esetében indokolt a folyamatos készletszint fenntartása. Ilyenek lehetnek:

• szűrők,
• szíjak,
• láncok,
• tömítések,
• csapágyak,
• pneumatikus elemek.

Mi az, amiből felesleges túl sokat raktározni?

Általánosan elérhető szabványos alkatrészek

Számos komponens rövid határidővel beszerezhető, ezért ezekből általában nincs szükség túlzott készletezésre.

• csavarok,
• anyák,
• alátétek,
• szabványos profilok,
• általános villamos szerelési anyagok.

Gyorsan avuló elektronikai eszközök

A vezérléstechnika folyamatos fejlődése miatt bizonyos elektronikai alkatrészek évek alatt elavulhatnak vagy újabb generáció válthatja fel őket. A túl nagy készlet ilyen esetben jelentős tőkét köthet le, miközben az alkatrészek felhasználása bizonytalanná válhat.

Ritkán meghibásodó alkatrészek

Nem minden drága komponensből szükséges több darabot készleten tartani. Sok esetben elegendő a megbízható beszállítói háttér és egy előre kidolgozott beszerzési stratégia.

A készletezés alapja a kockázatelemzés

A pótalkatrész-készletezés során érdemes minden alkatrész esetében megvizsgálni:

• Mekkora kiesést okoz a meghibásodása?
• Mennyi a beszerzési ideje?
• Milyen gyakran szükséges cserélni?
• Van-e helyettesítő termék?
• Mekkora költséget jelent a termelés leállása?

A válaszok alapján sokkal hatékonyabb és gazdaságosabb készletstratégia alakítható ki.

Összegzés

A megfelelő pótalkatrész-stratégia nem a raktár méretéről, hanem a tudatos felkészülésről szól. Egy jól kialakított készlet jelentősen csökkentheti a váratlan állásidőket, miközben elkerülhető a felesleges tőkelekötés is