O abordare practică pentru controlul pierderilor din cadrul proceselor de producţie

Scule

de Ion Tampu

O abordare practică pentru controlul pierderilor din cadrul proceselor de producţie

Producătorii de piese şi subansamble caută permanent căi de mărire a productivităţii şi a eficienţei. În zilele noastre, aceste eforturi implică frecvent utilizarea unor programe avansate care conţin termeni tehnici şi se bazează pe cloud computing, producţia bazată pe date, sisteme ciber-fizice şi Industry 4.0. Aceste iniţiative avansate sunt concepte excelente care pot genera rezultate impresionante. Cu toate acestea, realităţile din producţie interferează cu implementarea unor planuri atât de ambiţioase, iar o realitate critică este prezenţa pierderilor/ rebuturilor necontrolabile în procesul de fabricaţie.

Înainte de a discuta despre digitalizare şi optimizare, este necesar ca producătorii să examineze toate procesele, să identifice unde apar pierderile şi să dezvolte metode de reducere sau eliminare a acestora. Controlul pierderilor este primul pas în pregătirea companiilor producătoare de piese şi subansamble pentru adoptarea strategiilor de prelucrare inteligente sofisticate.

Fig. 1

  • Figura 1 – Imaginea completă a tuturor elementelor, modul în care se raportează şi cum interacţionează într-o unitate de producţie (model şi concept NEXT STEP).

Bazele economiei producţiei

Producţia constă într -o serie de procese de transformare. O unitate de producţie transformă materia primă în piese sau semifabricate finite sau semifinite cu ajutorul unor serii de operaţii de transformare individuale, cum ar fi forjarea, sudarea sau prelucrarea pe maşini-unelte. Fiecare operaţie cuprinde un număr de elemente individuale de proces. Elementele de bază ale prelucrării pe maşini-unelte, de exemplu, includ: scule de aşchiere, maşina-unealtă, sistemele de fixare şi lichidul de răcire. Toate aceste elemente formează un sistem de prelucrare care are suportul echipamentelor şi componentelor din sistemul de producţie cu care relaţionează.

Funcţiile de planificare, programare şi economia producţiei încadrează sistemul de producţie şi formează un mediu de producţie. Elementul-cheie al mediului de producţie sunt oamenii. Cu toate că în zilele noastre, unităţile de producţie utilizează pe scară largă computere, roboţi şi tehnologii avansate, oamenii sunt cei care controlează mediul de fabricaţie în totalitate.

Procesul de prelucrare se bazează pe detalii tehnice ale aplicaţiilor în ceea ce priveşte alegerea sculelor, condiţiile de aşchiere, programarea, materialul semifabricatului şi sistemele de fi xare. Alte detalii-cheie includ cerinţele volumului de producţie şi calitatea reperelor finite.

Conectarea detaliilor tehnice ale aplicaţiilor cu preocupările economice duce la economia producţiei. Obiectivul ştiinţei economia producţiei este echilibrarea tuturor factorilor implicaţi. În timp ce elementele tehnice produc rezultatele dorite în termeni de calitate a reperului fi nit, cantitate şi interval de timp, toate operaţiile trebuie executate la un cost care să permită creşterea afacerii.

Fig. 2

  • Figura 2

Obţinerea echilibrului între producţia finală şi costuri se realizează în trei etape. Prima etapă reprezintă stabilirea unui proces de prelucrare fiabil. Este esenţială reducerea la minimum a evenimentelor neprevăzute, cum ar fi ruperea sculelor, formarea necontrolată a aşchiilor şi distrugerea semifabricatului. Unitatea de producţie stabileşte fiabilitatea operaţională prin alegerea sculelor a căror capacitate de încărcare întruneşte sau depăşeşte încărcările mecanice, termice, chimice şi tribologice generate în timpul procesului de prelucrare.

Etapa a doua constă în atingerea unui echilibru al economiei producţiei, prin alegerea unor condiţii de aşchiere care reflectă constrângerile şi limitările impuse procesului de prelucrare de situaţia existentă în unitatea de producţie. Capabilităţile teoretice ale unei scule de aşchiere sunt largi. Dar realitatea din unitatea de producţie restrânge aria efectivă a parametrilor aplicaţiei de prelucrare.

De exemplu, capabilităţile şi performanţele unei scule variază în funcţie de puterea care poate fi furnizată de maşina-unealtă şi aplicată sculei; de caracteristicile de prelucrabilitate ale semifabricatului; de configuraţia unui segment care este predispus la apariţia vibraţiilor. Chiar dacă există o plajă largă de condiţii de aşchiere care în teorie sunt fiabile, în condiţiile reale din unitatea de producţie, constrângerile şi limitările vor restrânge plaja de parametri în care riscul de apariţie a problemelor este minim.

Aplicarea unor parametri de aşchiere din afara constrângerilor specifice situaţiei şi aplicaţiei va avea consecinţe economice negative, inclusiv costuri ridicate şi productivitate scăzută. Aproximativ 90 la sută din problemele apărute în timpul procesului de prelucrare se datorează nerespectării constrângerilor reale din unitatea de producţie impuse procesului de aşchiere.

Atunci când condiţiile de aşchiere nu depăşesc constrângerile impuse de realităţile din unităţile de producţie, operaţiile sunt sigure din perspectiva tehnică. Cu toate acestea, nu toate combinaţiile de condiţii de aşchiere sigure din perspectivă tehnică vor produce acelaşi rezultat economic. Modificarea condiţiilor de aşchiere duce la modificarea costului procesului de prelucrare. Adoptarea unor condiţii de aşchiere mai agresive, dar totuşi sigure din punct de vedere tehnic va duce la mărirea numărului de repere prelucrate în unitatea de timp, dar până la un anumit punct în care productivitatea vă scădea, deoarece parametrii de aşchiere agresivi vor conduce la o durată scurtă de viaţă a sculei. Costul de producţie va creşte şi datorită creşterii timpului necesar pentru schimbarea sculelor uzate.

Cea de-a treia etapă în obţinerea unui echilibru al economiei producţiei implică determinarea unei combinaţii optime de parametri de aşchiere pentru situaţia reală existentă. Este foarte importantă luarea în consideraţie a tuturor parametrilor operaţiei de prelucrare pentru stabilirea unui interval de lucru în care parametrii de aşchiere asigură obţinerea nivelului dorit de productivitate şi economie.

Efectul pierderilor în economia producţiei

Din păcate, metodele ştiinţific elegante de echilibrare a economiei producţiei stau la mâna pierderilor din sistemul de producţie. Pierderile vor distruge echilibrul şi acest lucru se poate întâmpla în mai multe feluri. De exemplu, este o pierdere inutilă de energie şi putere atunci când o maşină-unealtă de 60 kW va fi folosită în operaţii de aşchiere care necesită maximum 15 kW. O altă situaţie: atunci când piesa prelucrată finită nu îndeplineşte nivelul de calitate cerut, banii şi timpul investit în procesul de producţie sunt pierderi datorită rezultatului final obţinut inacceptabil. Similar, prelucrarea unor piese care depăşesc nivelul de calitate cerut reprezintă pierderi, deoarece calitatea ridicată obţinută măreşte costurile.

Mai puţin evidentă şi mai puţin înţeleasă este situaţia în care resursele intelectuale sunt prea puţin utilizate sau sunt utilizate necorespunzător. Anumite categorii de personal din cadrul unei companii pot avea cunoştinţele şi deprinderile care să ajute la atingere obiectivelor companiei, dar din diferite motive, ce pot varia de la slaba comunicare la politicile interne ale companiei, aceste cunoştinţe şi deprinderi nu sunt utilizate şi astfel reprezintă o pierdere.

Instrumente de reducere a pierderilor

După ce pierderea a fost identificată şi categorisită, o unitate de producţie poate crea un plan de reducere şi eliminare a pierderilor. Există o gamă largă de instrumente care să permită unităţilor de producţie să identifice, să cuantifice şi să reducă pierderile. De exemplu, analiza utilizării sculelor, manipularea şi deteriorarea lor pot evidenţia zonele cu probleme.

Astfel de analize au arătat că, în unele cazuri, un procent de 20-30 la sută din sculele clasificate de lucrători ca fiind uzate sunt, de fapt, perfect viabile - durata de viaţă rămasă neutilizată este o pierdere. Stabilirea unor criterii clare de evaluare a sculelor uzate şi comunicarea acestor standarde lucrătorilor din producţie vor reduce semnificativ durata de viaţă pierdută a sculelor.

Similar, analiza timpilor neproductivi ai maşinii-unealte (timpi morţi) cuantifică timpul petrecut cu reglarea, programarea şi schimbarea sculelor. Aceste analize indică faptul că 50-60 la sută din timpul în care maşina nu produce este evitabil printr-o mai bună înţelegere, execuţie şi coordonare a activităţilor neproductive care consumă timp, dar sunt necesare, inevitabile.

Utilizarea programelor de supraveghere, de pregătire şi a interviurilor poate ajuta la descoperirea unor informaţii utile referitoare la problemele de personal care duc la pierderi intelectuale, precum şi la descoperirea nivelurilor reale neutilizate de cunoştinţe şi aptitudini. Astfel, angajaţii îşi pot îndeplini atribuţiile de serviciu la un nivel ridicat de calitate şi pot creşte productivitatea personalului.

Fig. 3

  • Figura 3

Astfel, există o combinaţie între parametrii de aşchiere care va echilibra productivitatea (numărul de repere în unitate de timp) cu costurile de producţie. Figura 3 arată relaţiile dintre parametrii de aşchiere, productivitate, costul cu sculele şi costul orei de prelucrare (costul maşinii-unealtă). Graficul se concentrează doar pe elementele care variază în funcţie de parametrii de aşchiere – costul cu materialele, administraţia, organizarea logistică şi ingineria, de exemplu, nu sunt incluse în acest grafic. Condiţiile cele mai agresive se regăsesc în dreapta graficului, iar productivitatea cea mai mare, în partea superioară a lui. Zona albastră din mijlocul graficului indică aria în care parametrii de aşchiere aplicaţi au ca rezultat un echilibru între productivitate (număr mare de repere) şi economie (costuri mici).

Fig. 4

  • Figura 4

Coordonarea activităţilor care aduc plus-valoare, care permit creşterea valorii adăugate, dar şi a celor nedorite

La începutul secolului XX, inginerul american Fredrick Taylor a studiat operaţiile din unităţile de producţie şi a propus ca activităţile de îmbunătăţire a productivităţii să fi e axate pe eliminarea oricăror activităţi din procesul de fabricaţie care nu adaugă valoare suplimentară produsului final. Instrucţiunile proceselor de producţie moderne „lean” urmăresc acelaşi stil de gândire.

În timpul operaţiilor de prelucrare, singura activitate care adaugă cu adevărat valoare suplimentară este cea în care scula aşchiază efectiv semifabricatul şi produce aşchii. Celelalte activităţi, cum ar fi încărcarea şi fixarea semifabricatului, sunt definite ca activităţi care permit creşterea valorii adăugate, nu participă direct la adăugarea valorii suplimentare reperului prelucrat, dar permit îndeplinirea activităţilor care adaugă efectiv valoare suplimentară.

Al treilea grup de activităţi din cadrul procesului de fabricaţie sunt activităţile nedorite. Aceste activităţi nu adaugă valoare suplimentară şi nici nu permit creşterea valorii adăugate, în schimb, consumă resurse fără să aducă beneficii. Sunt pur şi simplu pierderi. Depistarea şi rezolvarea problemelor sunt un exemplu de activitate nedorită. Dacă un proces de fabricaţie este bine conceput şi implementat de la început, atunci nu vor apărea probleme şi nu se va cheltui timp pentru rezolvarea lor.

Atunci când pierderile sunt eliminate, economia producţiei teoretice devine economia producţiei practice. În acest punct, orice progres al economiei producţiei poate conduce direct la succesul companiei. Cu toate acestea, este necesară precauţia în efortul de a elimina orice ocazie de apariţie a unei pierderi. Este foarte importantă cuantificarea beneficiilor obţinute prin reducerea activităţilor nedorite. Eliminarea totală a unor activităţi nedorite poate implica investiţii atât de mari, încât din perspectiva economică este mai bine ca aceste activităţi nedorite să fie acceptate, total sau parţial, şi să facă parte din procesul de fabricaţie. Astfel de decizii se fac în urma unor analize cantitative semnificative, precum şi în urma unor discuţii interne care să stabilească cum vor influenţa aceste decizii obiectivele şi filozofia companiei.

Fig. 5

  • Figura 5 – Vedere generală cu activităţile care adaugă valoare suplimentară (orange), activităţile care permit creşterea valorii adăugate (albastru) şi activităţile nedorite (roşu). Factorul uman (gri) este factorul-cheie care permite atingerea unor niveluri superioare de performanţă în cadrul procesului de fabricaţie.

Concluzii

În trecut, activităţile nedorite erau acceptate ca parte integrantă a procesului de fabricaţie şi nu erau considerate un factor perturbant semnificativ pentru echilibrul economiei producţiei. În prezent, atenţia este concentrată pe eliminarea sau reducerea activităţilor nedorite. Obiectivul planificării este eliminarea activităţilor nedorite, reducerea activităţilor care permit creşterea valorii adăugate şi optimizarea activităţilor care adaugă valoare suplimentară. (figura 5)


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.