Linia produkcyjna – co to?

Linia produkcyjna to zestaw sekwencyjnych operacji ustanowionych w fabryce. Operacje te mają na celu:

• montaż elementów, by wytworzyć gotowy artykuł,
• obróbkę materiału w celu wytworzenia produktu końcowego nadającego się do konsumpcji.

Proces produkcyjny polega na rozbiciu produkcji towaru na etapy, które są wykonywane we wcześniej określonej kolejności. Każdy kolejny etap przetwórczy dodaje wartości do produktu. Rozbicie procesu produkcji na mniejsze etapy obniża koszty pracy, ponieważ niewykwalifikowani pracownicy są szkoleni do wykonywania określonych zadań.

Każdy proces produkcyjny jest wcześniej odpowiednio zaprojektowany przez multidyscyplinarne zespoły przy użyciu odpowiednich narzędzi. W ten sposób zapewniony jest wysoki poziom jakości, produktywności oraz płynność działania linii.

Historia powstania linii produkcyjnej

Opisując historię linii produkcyjnej, nie sposób pominąć Henry’ego Forda. To w jego zakładach 1 grudnia 1913 powstała pierwsza linia montażowa, na której montowano samochód osobowy Ford T. Samo przerzucenie się ze starych rzemieślniczych zasad na nowe reguły było niezwykle trudne:

• początkowo pracownicy nie potrafili ze sobą współpracować, przez co bezustannie dochodziło do przestojów;
• zmiany okupione były wieloma pomyłkami;
• załoga potrzebowała gruntownego przeszkolenia;
• każde stanowisko wymagało przedefiniowania procesu produkcyjnego.

Na szczęście starania te zakończyły się powodzeniem już rok później. Po dwunastu miesiącach eksperymentowania i uczenia się na własnych błędach, czas montażu pojazdu został zredukowany z dwunastu godzin do zaledwie półtorej godziny. Na dodatek, czas produkcji kół zamachowych skrócono z 20 do 5 minut, a montaż podwozia z ponad 12 godzin do 1,5.

Wprowadzenie produkcji masowej spowodowało, że w latach dwudziestych aż 90% wszystkich samochodów jeżdżących po świecie wyjechało z fabryki Forda. Sama automatyzacja produkcji całkowicie zmieniła świat. W jaki sposób?

Zmiany, jakie nastąpiły po wprowadzeniu maszyn produkcyjnych

1. Duża część zadań w fabrykach została oddelegowana wyspecjalizowanym maszynom. Dlatego resztę prac rozdzielono pomiędzy niewykwalifikowanych lub średnio wykwalifikowanych pracowników. Do tej pory pracę przy produkcji wykonywali robotnicy wysoko wykwalifikowani.
2. Wzrost wielkości firm produkcyjnych wymusił utworzenie hierarchii kierowników i menedżerów.
3. Rosnąca złożoność działalności sprzyjała zatrudnianiu pracowników szczebla kierowniczego, którzy specjalizowali się w takich obszarach jak księgowość, inżynieria, badania i rozwój, zasoby ludzkie, informatyka, dystrybucja, marketing i sprzedaż.
4. Rozkwitła wymiana handlowa, a wzrost gospodarczy ruszył z kopyta.
5. Rozpoczęła się era pełnej globalizacji. Sprzyjał jej międzynarodowy podział pracy, w tym outsourcing. W ten sposób produkcję można było zlecać do krajów nieuprzemysłowionych, po stawkach niższych niż w krajach rozwiniętych.

Linia montażowa obecnie

Współczesna linia produkcyjna jest coraz mniej zależna od czynnika ludzkiego, gdyż coraz więcej czynności jest wykonywanych przez maszyny. Te tworzą zespolony kombinat, który jest nadzorowany przez jeden centralny mechanizm. Pracownicy wykonują tylko niektóre czynności lub jedynie zarządzają i nadzorują pracę maszyn.

W porównaniu z początkami linii produkcyjnej, zmienił się też charakter jej użytkowania. Nie jest wykorzystywana tylko w formule samego tworzenia, czyli produkcji. Coraz częściej wykorzystuje się podajniki linii w transporcie lub pakowaniu gotowych elementów.
Ponadto współczesne linie produkcyjne posiadają:

• częściowo zautomatyzowaną produkcję,
• nadrzędny system sterowania integrujący i zespalający pracę na linii,
• integrację automatycznych maszyn przez maszyny transportu bliskiego,
• ochronne elementy bezpieczeństwa na całej swojej długości,
• a także stanowisko kontrolne lub pomiarowe, gdzie sprawdzane są materiały, półprodukty i wyroby gotowe.

Co więcej, wraz z modernizacją linii produkcyjnych, wzrosła ich elastyczność. Pojawiła się możliwość wymiany układów sterowania, dołączania kolejnych elementów czy samego wydłużania linii. Dodatkowo zadania pracowników fabryk coraz częściej są wykonywane przez wyspecjalizowane roboty. Dzięki temu warunki pracy ludzi stają się lżejsze, a wydajność fabryk rośnie. Czy kiedyś roboty całkowicie zastąpią niewykwalifikowany personel?

Automatyzacja linii produkcyjnych to przyszłość przemysłu

Pandemia SARS-CoV-2 zweryfikowała niezawodność i dostępność operatorów linii produkcyjnych. Z tego powodu wzrosło tempo automatyzacji procesów produkcyjnych. Dodatkowo trend automatyzowania motywowany jest precyzją i dokładnością wykonania, czasem cyklu, systemami zautomatyzowanej kontroli u źródła oraz łatwością sterowania parametrami wytwórczymi. Modernizacja linii produkcyjnych w celu automatyzacji produkcji (i nie tylko) powinna odbywać się według ściśle określonego procesu. Jeżeli chcesz poznać dobre praktyki w procesie modernizacji linii produkcyjnej, to przeczytaj ten tekst.

Rodzaje maszyn i przyrządów w ciągach produkcyjnych

1. Urządzenia pomiarowe

Ten rodzaj maszyn służy do selekcjonowania detali pod kątem zadanych wartości. W przypadku niespełnienia zdefiniowanych kryteriów, wyrób klasyfikowany jest jako NOK. Większość z nich opiera się na systemach wizyjnych czy miernikach laserowych, ale można znaleźć odstępstwa od tej reguły. Przykładami są: głowice pomiarowe, tensometryczne pomiary wagi, termometry czy higroskopy. Uzależnione jest to od zapotrzebowania, gdyż urządzenia pomiarowe sprawdzają różne właściwości produktów i półproduktów:

• wymiary,
• wagę,
• ilość,
• objętość,
• przejrzystość,
• grubość,
• kształt, chropowatość, twardość i wiele innych.

2. Stanowiska kontroli jakości

Maszynę do kontroli jakości spotkać można na każdym etapie pracy linii produkcyjnej. Ich zadaniem jest wykrywanie wad badanych detali. Mogą testować zarówno elementy składowe produktu, jak i jego finalną formę. W trakcie procesu produkcyjnego sprawdzane są różne parametry wyrobów, np.:

• zgodność z modelem 3D, np. dzięki systemom wizyjnym;
• szczelność, co zapewniają dedykowane przemysłowe stanowiska kontroli szczelności;
• czy nie zawierają ciał obcych, do czego służą wykrywacze metali czy detektory rentgenowskie;
• czy zawierają wszystkie wymagane elementy.

Oczywiście, każdy element niespełniający kryteriów jakości jest kategoryzowany jako NOK. Warto nadmienić, że nie każdy test jakości jest możliwy do zrealizowania za pomocą automatycznej maszyny kontroli jakości. Niektóre czynności, np. w małych fabrykach rzemieślniczych, nadal najlepiej wykonuje człowiek.

3. Maszyny do obróbki ubytkowej i bezubytkowej

Są to maszyny, których zadaniem jest nadanie obrabianemu materiałowi określonego kształtu. Pożądany efekt można uzyskać za pomocą maszyn do obróbki ubytkowej i bezubytkowej.

Proces obróbki ubytkowej polega na kształtowaniu materiału poprzez usuwanie jego nadmiaru (mechanicznie lub chemicznie). Maszyny wykorzystujące ten rodzaj obróbki to m.in.: piły, frezarki, tokarki, szlifierki, wiertarki, strugarki czy dłutownice. Więcej o maszynach do obróbki ubytkowej dowiesz się z tego artykułu.

Natomiast obróbka bezubytkowa, zwana również plastyczną, polega na wywieraniu na materiale sił, które przekraczają jego granicę plastyczności. Skutkiem takiego działania jest trwałe odkształcenie obrabianego materiału. Do tych maszyn obróbczych można zaliczyć: wyoblarki, prasy do tłoczenia i kucia, walcarki, maszyny do ciągnienia. Niekiedy obróbka plastyczna wymaga użycia wysokich temperatur.