Gniazda produkcyjne – definicja i znaczenie w organizacji produkcji

W obszarach produkcji zdarza się czerpać nomenklaturę ze świata przyrody – ludzie harują jak woły, są pracowici jak pszczółki lub ruszają się jak muchy w smole. Zdarzają się szczyty produkcyjne, a nawet demontaże w dziuplach (choć taka lokalizacja obszarów działalności uznawana jest za nielegalną). Dzisiaj też będzie powiązanie z naturą, napiszemy trochę o gniazdach, a konkretnie o gniazdach produkcyjnych.

Definicja gniazda produkcyjnego

Gniazdo produkcyjne to zespół maszyn, stanowisk, procesów i personelu obsługi usytuowanych obok siebie i zorganizowanych w taki sposób, aby produkcja przebiegała w sposób efektywny. Ta cecha jest szczególnie istotna  i decyduje o sposobie organizacji gniazd produkcyjnych. Ułożenie gniazd produkcyjnych może być zgodne procesem technologicznym wytwarzania, grupując stanowiska o podobnych operacjach wyrobu lub zgodne ze strukturą przedmiotową wyrobu, ułatwiając przepływ jednej sztuki produktu i minimalizując zbędny transport. Najlepszym rozwiązaniem jest, gdy udaje się połączyć obydwa sposoby tzn. grupując podobne maszyny zgodnie z przepływem procesu produkcji. Pojęcie gniazda produkcyjnego często występuje we wszelkich metodykach zarządzania produkcją, np. lean manufacturing czy kaizen, i jest ściśle związane z eliminacją marnotrawstwa oraz efektywnością procesów.

Przeczytaj również:

Odrobinę lżej o optymalizacji procesów produkcyjnych

Zrozumienie zasad Lean Manufacturing czyli odchudzanie produkcji

Organizacja gniazd produkcyjnych na przykładach

Przykład organizacji gniazd produkcyjnych pod kątem podobieństwa operacji – każdy etap jest osobnym gniazdem roboczym:

Źródło: grafika – opracowanie autora, zdjęcia – Microsoft Office

Przykład organizacji gniazd zgodnie z przepływem procesu gdzie wszystkie operacje są wykonywane w jednym gnieździe:

Źródło: grafika – opracowanie autora, zdjęcia – Microsoft Office

Organizacja gniazd produkcyjnych pod kątem podobieństwa operacji

Maszyny i urządzenia w większości zakładów produkcyjnych wymagają zapewnienia odpowiedniej infrastruktury technicznej – zasilania w energię elektryczną, instalacji sprężonego powietrza, odbioru ciepła, dostarczania surowca, tłumienia hałasu, przeciwpożarowe, itp., itd. Większość z tej infrastruktury jest często na stałe wbudowana w konstrukcję hal produkcyjnych. W związku z tym zazwyczaj gniazda produkcyjne tworzone są poprzez grupowanie urządzeń pod kątem podobieństwa wykonywanych operacji technologicznych, tworzy się wydziały produkcyjne, np. spawalnie, gdzie realizowane są tylko operacje spawania, malarnie z komorami lakierniczymi, wtryskownie z wtryskarkami do tworzyw.

Każdy z takich wydziałów grupuje gniazda o podobnych typach maszyn wymagających określonej infrastruktury niepotrzebnej w innych obszarach oraz personelu wyspecjalizowanego w obsłudze takich urządzeń. Z ekonomicznego punktu widzenia takie rozwiązanie jest korzystne pod kątem kosztów obsługi, budowy i utrzymania infrastruktury oraz przy konieczności zmiany produkowanego asortymentu.  Wykwalifikowany personel do obsługi określonego typu urządzeń ma wszystkie maszyny blisko siebie, nie traci czasu na przemieszczanie się po halach produkcyjnych, można zapewnić specjalistyczną infrastrukturę tylko w miejscu gdzie jest potrzebna, np. dodatkową instalację PPOŻ, a gdy zmienia się produkowany asortyment to nie trzeba dopasowywać konfiguracji gniazd produkcyjnych do nowego procesu technologicznego. Wadą takiej organizacji jest konieczność zapewnienia transportu pomiędzy gniazdami produkcyjnymi oraz trudniejsze planowanie produkcji, gdyż każde gniazdo ma swoje własne tempo wytwarzania, a ograniczenia mogą się nakładać tylko częściowo.

Organizacja gniazd produkcyjnych zgodnie z przepływem procesu

Organizacja gniazd produkcyjnych zgodnie z przepływem procesu sprawdza się przede wszystkim w produkcji wielkoseryjnej i masowej, w zakładach o niskiej zmienności procesu technologicznego oraz w zakładach o niskim wskaźniku oprzyrządowania. Podstawową zaletą takich gniazd produkcyjnych jest eliminacja lub maksymalne ograniczenie transportu wewnętrznego. Dzięki temu ułatwione jest wprowadzanie automatyzacji w obszarze wytwarzania poprzez instalację wszelkiej maści robotów lub przenośników. Planowanie produkcji także jest prostsze ponieważ wydajność całego gniazda jest dopasowana do najwolniejszego stanowiska. Do wad tego typu gniazd produkcyjnych zaliczyć należy przede wszystkim problem ze zmianą konfiguracji, gdy zmienia się produkowany asortyment. Jeśli zmiana technologii wymaga jedynie pominięcia jakiejś operacji, to można jeszcze zminimalizować problem, ale gdy konieczna jest np. zmiana kolejności operacji lub dołożenie dodatkowych, to zazwyczaj dyskwalifikuje ten rodzaj organizacji. Jeśli, jak w pokazanych wcześniej przykładach, pomiędzy operację spawania i malowania konieczne byłoby wstawienie operacji np. hartowania, to bardzo trudno rozbudować gniazdo o piec hartowniczy, ponieważ wymaga on nie tylko miejsca, ale jeszcze odpowiednego zasilania, wyciągów spalin i oparów oraz instalacji PPOŻ ze względu na zwiększone obciążenie ogniowe. Nie wspominam nawet o zmianach wymogów BHP w takim gnieździe, gdzie pojawiają się nowe czynniki obciążenia stanowiska pracy, a personel wymaga dodatkowych szkoleń. Jeżeli większość produkowanych artykułów wymaga hartowania, to każde gniazdo może być wyposażone w taki piec, personel będzie przeszkolony, zasilanie i inne instalacje doprowadzone, a w przypadku, gdy raz na jakiś czas trafi się zlecenie niewymagające hartowania, to operację można pominąć i piec nie będzie używany. Nie jest jednak ekonomiczne instalowanie pieca do każdego gniazda, jeśli tylko niektóre wyroby takiej operacji wymagają.

Mieszana organizacja gniazd produkcyjnych

Możliwe (i często stosowane) jest organizowanie gniazd produkcyjnych w sposób „mieszany”, czyli grupując stanowiska tak, aby zapewniały realizację części procesu i uwzględniały zadania dla kolejnych etapów produkcji, np. tworząc gniazdo z urządzeń do wycinania elementów stalowych, spawania i obróbki mechanicznej oraz kolejne gniazdo do malowania i montażu końcowego.

Jak wspomniałem podstawowym kryterium przy wyborze rodzaju gniazd jest efektywność organizacji pracy. Mowa nie tylko o aspektach finansowych, chociaż każdy z wymienionych dalej czynników w ostateczności przekłada się na finanse w przedsiębiorstwie. Należy brać pod uwagę także ryzyko błędów wytwórczych, punkty kontroli wyrobu, które wymagają przerwania procesu na sprawdzenie poprawności wykonania. Awaryjność zasobów także może mieć istotne znaczenie, przy gniazdach ułożonych według procesu, awaria jednej maszyny wyłącza całe gniazdo, przy grupowaniu pod kątem typu maszyn tylko zmniejsza wydajność gniazda. Jeżeli zmiany produkowanego asortymentu następują często to rekonfiguracja gniazd roboczych i zmiana ustawień maszyn jest stratą czasu, która będzie miała bardzo istotne znaczenie.

Przeczytaj również: SMED – ograniczenie strat związanych z przezbrajaniem maszyn

Jak systemy IT mogą pomóc w lepszej organizacji pracy produkcji?

Nowoczesne systemy zarządzania przedsiębiorstwem jak DSR 4FACTORY pomagają śledzić i analizować wspomniane finansowe aspekty organizacji gniazd produkcyjnych. A informacja o rzeczywistych kosztach jest już połową drogi do sukcesu przedsiębiorstwa produkcyjnego – umożliwia optymalizację procesów, zwiększanie zysku,  planowanie rozwoju i uzyskanie przewagi konkurencyjnej na rynku. Narzędzia wspomagające zaplanowanie produkcji (APS 4FACTORY) oraz rejestrację jej wykonania (SFC 4FACTORY) pomagają usprawnić organizację, zapewniając płynny przepływ komponentów od surowca do wyrobu gotowego i zwiększyć wydajność produkcji.

Autor: Waldemar Ścigała

Konsultant ERP 4FACTORY