Przemysł 4.0 w fabrykach mebli – postęp jest widoczny

Przemysł 4.0 w fabrykach mebli – postęp jest widoczny

Rewolucja przemysłowa to proces, który tak naprawdę nigdy się nie kończy. Chodzi o to, żeby wciąż próbować, udoskonalać, usprawniać i optymalizować, iść do przodu. Jak to wygląda w polskich fabrykach mebli?

Przemysł meblarski potrzebuje dziś innowacyjnego podejścia nie tylko do procesu produkcyjnego, ale również do całego przepływu informacji w firmie, do ofertowania, projektowania, zrównoważonego i oszczędnego wykorzystywania zasobów materiałowych. Jest to jedyna skuteczna droga do zwiększenia produktywności i elastyczności, których wymaga współczesny rynek. Z jednej strony klienci oczekują produktów szytych na miarę, z drugiej – rosną koszty pracy i materiałów, które dzięki automatyzacji można bardziej optymalnie wykorzystać.

Otwartość i gotowość na inwestycje
Do skutecznego rozwijania Przemysłu 4.0 w przedsiębiorstwie konieczna jest nie tylko otwartość właścicieli firmy i gotowość na zmiany, ale przede wszystkim możliwość zrealizowania niezbędnych inwestycji, co – jak wiadomo – oznacza często wysokie koszty. To musi się opłacać, stąd niektórzy z dystansem podchodzą do ryzykownych przedsięwzięć.
– Wprowadzanie do branży meblarskiej Przemysłu 4.0 wiąże się z bardzo dużymi wydatkami inwestycyjnymi – podkreśla Piotr Domański, właściciel firmy AT Group, zajmującej się optymalizacją procesów m.in. w firmach meblarskich. – Dotyczy to zarówno maszyn i urządzeń, jak i oprogramowania w zakresie przygotowania dokumentacji technologicznej, połączonej bezpośrednio z systemami ERP, w obszarze zarządzania przedsiębiorstwem i produkcją. Uważam jednak, że w Polsce, w ostatnich latach nastąpił pod tym względem duży postęp.
Traktowanie takich inwestycji jako nierozerwalnej całości to podstawa powodzenia procesu automatyzacji. Jeszcze kilka lat temu wielu inwestorów kupowało maszyny i urządzenia do produkcji mebli, sugerując się w pierwszej kolejności ich możliwie jak najniższą ceną. W konsekwencji urządzenia te były bardzo ubogo wyposażone technicznie, również w zakresie sterowania. Inwestowano np. w czterostronne linie do okleinowania wąskich płaszczyzn, bez automatycznych urządzeń podawczych i odbiorczych, bez automatycznego przestawiania z jednego programu obróbczego na drugi, bez możliwości połączenia z zewnętrznym systemem informatycznym.
– W efekcie wydajność tych urządzeń nie była dostatecznie wykorzystywana i o wiele mniejsza od ich rzeczywistych możliwości technicznych – mówi Piotr Domański. – Obecnie świadomość jest większa. Coraz częściej spotykam się z ciekawymi rozwiązaniami w odwiedzanych zakładach. Chciałbym zwrócić uwagę jeszcze na jeden fakt. Kilka lat temu w zasadzie wszystkie urządzenia i maszyny do produkcji mebli produkowane były przez zachodnie firmy. Obecnie jest kilka firm polskich, które produkują centra obróbcze CNC nieodbiegające poziomem technicznym od oferty zachodniej.
Co do tego, że Przemysł 4.0 w przypadku branży meblarskiej jest konieczną drogą rozwoju, przedstawiciele firm nie mają wątpliwości. Szczególnie tych firm, które nastawione są na produkcję krótkich, personalizowanych serii, kierowanych do wymagających klientów.
– Jest to dla branży meblarskiej szansa, a dla dużych producentów wręcz konieczność – mówi Mariusz Sobociński, dyrektor działu IT & Analityków Biznesowych w firmie Nowy Styl. – Przy szerokiej ofercie i licznych zamówieniach płynny przepływ informacji jest kluczowy. Rozwiązania Przemysłu 4.0, które służą właśnie skutecznej wymianie informacji, bardzo widocznie przekładają się na efektywność pracy, a więc także efektywność kosztową.
– Przemysł 4.0 jest dużą szansą uzyskania oczekiwanych przez klienta terminów realizacji w zakresie wyrobów już opracowanych technologicznie lub skonstruowanych na zasadach konfiguratora wariantów – mówi Marek Sikorski, dyrektor produkcji w firmie MDD. – Dużym wyzwaniem jest szeroki zakres wyrobów nietypowych, gdzie w większości dokładność danych technologicznych będzie przeszkodą, z którą będzie się trzeba zmierzyć.

Pełna automatyzacja procesów
Firma Nowy Styl nad globalną koncepcją i technologią integracji systemów i maszyn zaczęła pracować już od 2013 r. Obecnie każde ulepszenie czy włączenie nowego elementu do platformy integracyjnej zaczyna się od prac koncepcyjnych, zmierzających w konkretnym celu, np. usprawnienia procesów produkcyjnych. Jedną z możliwości jest usprawnienie samego przepływu informacji dla istniejących maszyn i gniazd produkcyjnych, inną – zakup nowej maszyny.
– W drugim przypadku dobudowujemy zakres informacji związany z nową maszyną – mówi Mariusz Sobociński. – Dbamy też o to, by dostała wszelkie dane potrzebne do sprawnej pracy, czyli zautomatyzowania procesu produkcyjnego, oraz wygenerowała informacje konieczne dla kolejnych etapów prac i monitoringu. Dzięki ciągłej rozbudowie integracji systemów i maszyn oraz poprawie jakości modeli danych, możemy utrzymać szerokie portfolio produktowe. Mamy także możliwość indywidualnego podejścia do klienta, bez znaczących strat dla efektywności. To wciąż dodatkowy proces, ale można go optymalizować.
Zakład produkcyjny Nowego Stylu w Jaśle, otwarty oficjalnie w 2015 r., to inwestycja, która już w nazwie projektu miała informację o wysokim potencjale innowacyjnym. Linie technologiczne zostały tu zaprojektowane tak, aby umożliwić pełną elastyczność produkcji i minimalne czasy przezbrojeń. Produkcja prowadzona jest wyłącznie na podstawie złożonych zamówień klientów w systemie „just in time” – tylko to, co zostało zamówione. Fabryka umożliwia też realizację zamówień „szytych na miarę”. Główny proces produkcyjny jest w pełni zautomatyzowany i obsługiwany wyłącznie przez maszyny – od magazynowania i przygotowania materiałów, do rozkroju, aż do skompletowania gotowych komponentów mebla w jednym miejscu. Dodatkowo automatyka wspiera procesy pakowania oraz montażu. Jedną z najbardziej innowacyjnych technologii zastosowanych w nowej fabryce jest sposób okleinowania elementów krzywoliniowych za pomocą lasera. Technologia ta pozwala uzyskać wysokie rezultaty jakościowe oraz wytrzymałościowe w zakresie łączenia płyty z obrzeżem.
Ale tak naprawdę w Nowym Stylu koncepcja Przemysłu 4.0 zaczyna się już na etapie ofertowania. Dzięki temu dla niektórych produktów firma jest w stanie przyjąć zamówienie tak indywidualne jak to, które można by złożyć u prowadzącego niewielką pracownię stolarza.
– Obecnie inwestujemy w technologie informatyczne, które pozwolą nam jeszcze lepiej zarządzać informacjami w czasie rzeczywistym – informuje Mariusz Sobociński. – W naszej fabryce mebli wdrażamy drugą linię produkcyjną, zintegrowaną, podobnie jak pierwsza, z naszym systemem. W najbliższych latach planujemy dalszą rozbudowę platformy integracyjnej. Także każdą nową maszynę kupujemy z myślą o włączeniu jej do naszego systemu.

40 mln zł na inwestycje
Fabryka Mebli Biurowych MDD jest firmą produkującą głównie wyroby na zlecenie klienta. Od wielu lat specjalizuje się przede wszystkim w produkcji jednostkowej, co wymaga odpowiedniego dostosowania sposobu produkcji.
– Do niedawna wspomagaliśmy się, jak większość firm naszego przemysłu, optymalizacją partii produkcyjnych poprzez różnego rodzaju mechanizmy wyznaczania optymalnej partii, projektowaniem zapasów – mówi Marek Sikorski. – Zmienność produktów w zamówieniach oraz przyrastający w dużym tempie asortyment wymusza u nas jednak stopniowe odejście od tego typu mechanizmów na korzyść produkcji w systemie jednostkowym. Transformacja taka nie jest możliwa w krótkim czasie i bez znaczących zmian w parku maszynowym.
Firma MDD w ciągu ostatnich dwóch lat zakończyła dwa duże projekty inwestycyjne na kwotę ponad 40 mln zł. W znakomitej większości był to zakup nowych maszyn i urządzeń zorientowanych właśnie na produkcję jednostkową.
Inwestycje zostały zrealizowane w trzech głównych obszarach produkcyjnych. Pierwszy z nich to produkcja mebli skrzyniowych z płyt drewnopochodnych.
Tutaj jedną z kluczowych inwestycji było uruchomienie nowego wydziału rozkroju z najszybszym obecnie na świecie magazynem automatycznym płyt. Inwestycja ta była odpowiedzią na regularnie spadającą seryjność produkcji.
W przedsiębiorstwie udało się zintegrować nie tylko samą optymalizację rozkroju, ale również otrzymywać na bieżąco zwrotne informacje o postępie w realizacji planu i realnych czasach wykonania operacji na zleceniach produkcyjnych.
– W znacznym stopniu skróciliśmy czasy załadunku maszyn nowymi rodzajami dekorów oraz efektywnie zarządzamy resztami użytkowymi, które również w sposób automatyczny wykorzystywane są w kolejnych zamówieniach od następnych klientów – podkreśla Marek Sikorski. – W zakresie okleinowania wąskich płaszczyzn postawiliśmy na okleinowanie wodoodpornymi klejami PUR oraz pracę w systemie produkcji jednostkowej.
Zakupione rozwiązanie pozwala z jednej strony uzyskać wodoszczelną spoinę klejową, z drugiej – możliwość przezbrajania w luce pomiędzy kolejnymi elementami, które mogą być oklejane różnymi okleinami. Rozwiązanie jest zintegrowane z systemem ERP SAP, w którym, według algorytmów, tworzone są programy, raportuje również wykonane już elementy do systemu produkcyjnego.
W zakresie wiercenia i frezowania elementów z płyty wiórowej firma dysponuje nowymi wiertarkami przelotowymi i centrami obróbczymi, które korzystają z informacji zawartych w systemie ERP i raportują wykonanie zleceń.
MDD zainwestowało też w automatyzację produkcji metalowych elementów mebli. Pojawiły się dwa nowe lasery do rur z systemem optymalizacji zleceń produkcyjnych i nestingu na rurach, laser do blach, giętarki do drutu do 12 mm, centrum 5-osiowe do przygotowania form, roboty spawalnicze, lakiernia proszkowa pracująca w systemie ciągłym z kabiną do szybkiej zmiany kolorów oraz kabiną przejezdną przystosowaną do realizacji krótkich serii produkcyjnych.
Produkcję mebli miękkich znacznie usprawniły i zoptymalizowały dwa nowe cuttery do tkanin, w tym jednowarstwowy i wielowarstwowy z systemem optymalizacji materiałowej oraz fotodigitalizacją nowych wzorów.
Zainwestowano również w pierwszą w firmie wtryskarkę do elementów krzeseł, w tym siedzisk. Jak podkreśla dyrektor produkcji MDD, rozbudowa parku maszynowego w tych trzech obszarach była nastawiona na przyszłą realizację pojedynczej produkcji i krótkich serii.
– Unowocześnienie parku maszynowego w zakresie produkcji płytowej, metalowej i mebli miękkich pozwoliło na zaoferowanie naszym klientom nie tylko produktów ergonomicznie dopasowanych do każdego użytkownika, ale także w szerokiej gamie kolorystycznej i materiałowej dopasowanej indywidualnie do każdego wnętrza – dodaje Marek Sikorski.
W MDD stopniowo i z dużym zaangażowaniem wysokiej klasy specjalistów IT integruje się rozwiązania maszynowe z systemem ERP, którym w chwili obecnej jest SAP. Znakomita większość nowych urządzeń jest tu w tej chwili przygotowana na dwukierunkową współpracę pomiędzy systemami zarządzającymi produkcją a oprogramowaniem maszyn i urządzeń.
– Jest to jednak nadal zagadnienie złożone i wymaga sporego nakładu pracy zarówno po stronie systemu ERP, jak i dostosowań w zakresie sterowania maszyn – podkreśla Marek Sikorski. – Regułą jest również to, że systemy umożliwiające integrację maszyn są rozwiązaniami dodatkowo płatnymi, a ich koszt w niektórych przypadkach potrafi znacząco zwiększyć budżet projektu.

Innowacje nie tylko w dużych firmach
Przykładów firm, które, pomimo trudności, z powodzeniem wdrażają Przemysł 4.0, jest więcej. Automatyzację produkcji krok po kroku wprowadzają fabryki produkujące meble dla IKEA. Np. firma Mardom Pro, produkująca meble z drewna sosnowego, szuka pomysłów na optymalizację niemal w każdym aspekcie swojej działalności. Ma zespół ekspertów, projektujący m.in. pracę robotów, które w perspektywie czasu będą mogły zastąpić pracowników. Coraz mniej licznej obsługi wymaga tu zautomatyzowany tartak i automatyczne linie lakiernicze.
Optymalizacja produkcji i wprowadzanie elementów cyfryzacji to domena nie tylko dużych firm, zatrudniających co najmniej kilkaset osób. Małe i średniej wielkości przedsiębiorstwa z branży meblarskiej również chcą produkować więcej, szybciej, oszczędniej i dokładnie to, czego oczekują klienci. W jednej ze średniej wielkości firm meblarskich wprowadzono np. automatyczną linię do pakowania mebli. Na jej początku znajduje się urządzenie do pobierania i wycinania kartonów, które po wycięciu są automatycznie transportowane do linii pakowania i automatycznie składane. Istotnym elementem jest umieszczony na końcu linii robot, układający paczki z elementami na palety.
W innej firmie z kolei funkcjonuje gniazdo do cięcia płyt na formatki meblowe. Automatyczne podawanie płyty i odbiór formatek, automatyczny odbiór odpadów, ich rozdrabnianie i transport do kontenera, automatyczny odbiór resztek – całość obsługują dwie osoby, a czas cięcia pakietu siedmiu płyt to około 3,5 min.
Coraz więcej jest też bardzo małych, zatrudniających zaledwie kilka osób, firm, które np. dysponują programami CAD/CAM w zakresie projektowania i technologicznego przygotowania produkcji. W połączeniu ze sterowaniami pilarek lub centrów obróbczych, wykonują one produkty o wysokiej jakości w krótkich terminach.
– Wszystkie rozwiązania związane z wprowadzaniem produkcji 4.0 są bardzo kosztowne i aby zarobiły na siebie oraz przyniosły odpowiednie efekty finansowe, muszą być maksymalnie wykorzystywane, co nie zawsze się udaje – mówi Piotr Domański. – Nowoczesne maszyny i systemy informatyczne dają w planowaniu i realizacji produkcji bardzo duże możliwości od strony organizacyjnej, umożliwiając znaczne skrócenie czasu realizacji zleceń oraz zmniejszenie serii produkcyjnych, poprzez znaczne skrócenie czasów przygotowawczo-zakończeniowych. W dobrze zorganizowanych zakładach produkcji mebli seria na poziomie 100 mebli powinna przejść przez proces produkcji w granicach kilku godzin od jej rozpoczęcia. To też jest trudne, ale tu jest to problem mentalności ludzi planujących i zarządzających produkcją.

~TEKST: Beata Michalik