Linia produkcyjna

Linia produkcyjna
Polecane artykuły
Proces technologiczny Marszruta Dobra praktyka produkcyjna Projektowanie eksperymentów Utrzymanie ruchu Produkcja seryjna Cykl produkcyjny Muda SMED

Linia produkcyjna – zespół maszyn zestawionych ze sobą i są sterowanych, tak aby funkcjonowały jako zintegrowana całość. Jest to również zespół stanowisk ręcznych ustawionych według kolejności operacji wykonywanego procesu technologicznego. Ilość stanowisk w linii produkcyjnej zależy od potrzeb oraz wytwarzanego detalu lub zespołu. Każdy wytwarzany produkt musi przejść przez określone stanowisko pracy w procesie produkcyjnym, w określonym czasie na wykonanie czynności, przypisanych do stanowiska pracowniczego. Ta aktywność to cykl produkcyjny. Efekt końcowy linii produkcyjnej może być związany z: przetwarzaniem, obróbką, transportem, pakowaniem itd. Zamiennie, w literaturze a także żargonie stosuje się następujące określenia:

• zespół maszyn
• zestaw maszyn
• maszyna zespolona
• zintegrowany system produkcyjny
• sprzęt roboczy

Linia produkcyjna powinna zawierać trzy podstawowe kwestie:

1. Jakość (jej utrzymanie przy każdym wyrobie)
2. Wydajność (produkowanie jak największej ilości)
3. Bezpieczeństwo (zarówno ludzi jak i środowiska pracy)

TL;DR

Linia produkcyjna to zespół maszyn i stanowisk ręcznych, które działają jako zintegrowana całość w celu produkcji produktów. Została wynaleziona przez koncern Ford'a i jest powszechnie stosowana we wszystkich dużych firmach produkcyjnych. Linie produkcyjne mają wiele zalet, takich jak wysoka wydajność i wszechstronność, ale także ograniczenia, takie jak koszty i brak elastyczności. Inne podejścia do linii produkcyjnych to automatyzacja i integracja.

Historia

Została ona wynaleziona i zastosowana po raz pierwszy przez koncern Ford’a. To Henry Ford zapoczątkował proces produkcji masowej. Model T, jest pierwszym seryjnie produkowanym autem. W najlepszym momencie produkcji każdy egzemplarz był gotowy co 93 minuty - tak było w kilkunastu fabrykach tego auta na świecie. Robotnicy stali przy taśmie montażowej i odpowiedzialni byli za konkretną czynność, np. montaż silnika. Przez bramy zakładów co trzy minuty wyjeżdżał nowy pojazd i każdy był takiej samej jakości a co najważniejsze tańszy od poprzedniego. Wszystko przez masowość całego procesu, zorganizowanie prac w fabryce oraz współpracę kooperantów. Od chwili ich wynalezienia i pierwszego uruchomienia linie te znalazły zastosowanie we wszystkich dużych firmach produkcyjnych, produkujących serie detali lub zespołów.

Cechy charakterystyczne

Można wymienić kilka cech charakterystycznych dla linii produkcyjnej:

• maszyny rozłożone są przestrzennie tak, aby tworzyły linie
• produkcja jest częściowo lub całościowo zautomatyzowana
• nadrzędny system sterowania integruje i zespala pracę na linii
• integracja autonomicznych maszyn przez maszyny transportu bliskiego
• zastosowanie ochronnych elementów bezpieczeństwa na całej linii
• na linii funkcjonują stanowiska kontrolno - pomiarowe, dzięki którym sprawdza się materiały, półprodukty i wyroby gotowe

Typy i rodzaje

Budowa linii produkcyjnej jest uzależniona od ilości produkowanych detali. Analizując procesy produkcyjne, można wyróżnić kilka podstawowych typów działań wytwórczych. Oto podstawowe typy produkcji:

• produkcja jednostkowa – wykonanie pojedynczego produktu (np. budowa domu),
• produkcja małoseryjna – praca rzemieślnicza, wytwarzane jest kilka podobnych do siebie produktów,
• produkcja seryjna – wytwarzane są duże serie powtarzalnych produktów,
• produkcja masowa – oznacza wytwarzanie dużej liczby identycznych produktów,
• produkcja ciągła – to np. rafinacja ropy naftowej czy produkcja papieru.

Rodzaje linii produkcyjnych: Według branż:

• dla przemysłu spożywczego
• dla przemysłu motoryzacyjnego
• dla przemysłu elektronicznego
• dla przemysłu maszynowego

Według celu:

• Dla transportu bliskiego
• Dla montażu zespołów z detali, dla pakowania materiałów lub detali
• Dla produkcji wytwarzania i obróbki detali z zastosowaniem różnych technologii, takich jak: spawanie, zgrzewanie, ukosowanie blach, gratowanie, polerowanie, nakładanie powłok.

Według przepisów dopuszczenia do użytkowania:

• Linie produkcyjne nowe wytworzone w UE
• Linie produkcyjne nowe i stare wytworzone w UE
• Linie produkcyjne modernizowane zainstalowane w UE
• Linie produkcyjne stare zainstalowane w UE przed wprowadzeniem dyrektyw NP

Modernizacja

Linie produkcyjne które są eksploatowane mogą podlegać modernizacji: Mała modernizacja: pozostaje stary wyrób. Zmiany konstrukcyjne związane z dostosowaniem do minimalnych wymagań BHP przez zastosowanie dodatkowych środków ochrony. Głęboka modernizacja: powstaje nowy wyrób. Zmiany w konstrukcji:

• wymiana układów napędowych
• wymiana układów sterowania
• dodanie dodatkowych maszyn
• dotyczące podwyższenia wydajności i jakości wytwarzania lub zakresu zastosowania

Cykl życia linii:

1. Projektowanie
2. Wytwarzanie
3. Wprowadzenie do obrotu
4. Wprowadzenie do użytkowania
5. Eksploatacja

Bezpieczeństwo

Przy ocenie bezpieczeństwa linii produkcyjnych należy obowiązkowo przeprowadzić analizę ryzyka technicznego. Przy ocenie tego ryzyka można rozważyć zagrożenia pochodzenia:

• Mechanicznego
• Elektrycznego
• Termicznego
• Od układu sterowania

Czynniki decydujące o rozmieszczeniu stanowisk na linii produkcyjnej

W momencie gdy przedsiębiorstwo planuje otworzyć lub zmodyfikować linie produkcyjną, która ma przynieść największe możliwe efekty, zmuszone jest przeanalizować czynniki wpływające na rozmieszczenie stanowisk. Powinno wziąć pod uwagę takie aspekty jak:

• Dostęp do powierzchni

Maszyny i urządzenia znajdujące się na stanowiskach muszą być rozmieszczone w taki sposób jak określa to producent. Maszyny powinny być rozmieszczone tak by ryzyko dla bezpieczeństwa i zdrowia pracowników było zminimalizowane. Należy pamiętać aby prawidłowo zaplanować drogi ewakuacyjne. Przejścia między maszynami a innymi urządzeniami lub ścianami przeznaczone tylko do obsługi tych urządzeń powinny mieć szerokość co najmniej 0,75 m, natomiast jeżeli w przejściach tych odbywa się ruch dwukierunkowy, ich szerokość powinna wynosić co najmniej 1 m. Wysokość pomieszczeń pracy, w których nie występują czynniki uciążliwe lub szkodliwe dla zdrowia, powinna być nie mniejsza niż: 3 m – jeżeli przebywają w nich więcej niż 4 osoby, 2,5 m - jeżeli przebywa w nich nie więcej niż 4 pracowników i na każdego z nich przypada co najmniej 15 m³ wolnej objętości pomieszczenia, w pomieszczeniu usługowym lub produkcyjnym drobnej wytwórczości, mieszczącym się w budynku mieszkalnym, jeżeli na każdego pracownika przypada co najmniej 15 m³ wolnej objętości pomieszczenia, 2,2 m – w dyżurkach, portierniach, kantorach, kioskach ulicznych, dworcowych i in., a także w pomieszczeniu usytuowanym na antresoli otwartej do większego pomieszczenia. Wysokość pomieszczeń pracy, w których występują czynniki uciążliwe lub szkodliwe dla zdrowia, powinna być nie mniejsza niż 3,3 m. Na każdego z pracowników jednocześnie zatrudnionych w danym pomieszczeniu pracy powinno przypadać co najmniej 13 m wolnej objętości pomieszczenia. Wolna powierzchnia podłogi (nie zajęta przez urządzenia techniczne, sprzęt itp.) przypadająca na każdego z pracowników jednocześnie zatrudnionych w danym pomieszczeniu pracy nie powinna być mniejsza niż 2 m².

• Struktura produkcyjna

Należy określić jaki rodzaj struktury będzie odpowiadał danej produkcji. Czy będzie to specjalizacja technologiczna (gdzie procesy produkcyjne są w znacznym stopniu do siebie zbliżone, w takim gnieździe znajdują się maszyny jednorodne technologicznie) albo przedmiotowa (w tym gnieździe znajdują się wszystkie niezbędne maszyny potrzebne do wykonania danego cyklu produkcyjnego).

• Rodzaje i kolejność operacji technologicznych

Należy zdefiniować czynności jakie mają być wykonywane na danym stanowisku oraz określić w jakiej kolejności powinny być wykonywane dane operacje by otrzymać odpowiedni produkt. Należy zastanowić się również nad sposobem przekazywania wyrobów.

• Jednokierunkowy przepływ procesów produkcyjnych

Stanowiska powinny być zaprojektowane tak aby zapewnić ciągłość i postęp procesu produkcji. Slow chart musi być opracowany w ten sposób by nie następowało wsteczne oddziaływanie na produkcje już wykonana. Bardzo często stosuje się takie zachowanie przy produkcji tzw. ciągnionej odchudzając w ten sposób produkcje, likwidując pola odkładcze, magazyny pośrednie. Konieczne jest trzymanie się ścieżki krytycznej.

• Maksymalizacja przekazywań bezpośrednich i efektywności pracowników

Istotnym czynnikiem optymalizacji procesu produkcji jest skracanie dróg transportowych, likwidacja stanowisk nieergonomicznych, na których panuje wymuszenie pozycji ciała, które eliminujemy poprzez stosowanie metod jak np. OWAS. Krótsza droga i optymalna pozycja ciała pozwala pracownikom na efektywniejszą prace. Metody te często łączą się tzw. Metodyka SMED, która jest zestawem narzędzi i techniki powodujących skrócenie czasu przezbrojeń maszyn i urządzeń.

Linia produkcyjna - przykłady

• Linia produkcyjna do produkcji samochodów – jest to zespół maszyn i stanowisk ręcznych ustawionych w kolejności operacji technologicznych, aby wytworzyć samochodu. Linia ta składa się z różnych stanowisk, w tym montażu silnika, montażu skrzyni biegów, montażu zawieszenia, składania karoserii itp.
• Linia produkcyjna do produkcji butów – jest to zespół maszyn i stanowisk ręcznych ustawionych w kolejności operacji technologicznych, aby wytworzyć parę butów. Linia ta składa się z różnych stanowisk, w tym szycia cholewki, składania dolnej części buta, składania i klejenia sznurowadeł, składania i klejenia obcasa itp.
• Linia produkcyjna do produkcji lodów – jest to zespół maszyn i stanowisk ręcznych ustawionych w kolejności operacji technologicznych, aby wytworzyć lody. Linia ta składa się z różnych stanowisk, w tym mieszania składników, mieszania i mrożenia masy lodowej, napełniania puszek, zamykania puszek, umieszczania puszek w kartony itp.

Linia produkcyjna - mocne strony

Linia produkcyjna posiada wiele zalet, które sprawiają, że jest ona tak powszechnie stosowana w wielu gałęziach przemysłu.

• Przede wszystkim, linie produkcyjne są bardzo wydajne. Pracownicy pracujący na danym stanowisku wykonują tę samą czynność za każdym razem, co pozwala na bardzo dokładne wykonanie produktu w krótkim czasie.
• Linie produkcyjne są również bardzo wygodne w użyciu, ponieważ minimalizują konieczność zmiany czynności lub powtarzania tych samych czynności na różnych stanowiskach.
• Linia produkcyjna minimalizuje również nieprawidłowości i błędy, ponieważ każdy produkt jest kontrolowany na każdym stanowisku pracy.
• Linie produkcyjne są również niezwykle wszechstronne i pozwalają wytwarzać wiele różnych produktów, ponieważ składają się z zespołu maszyn, stanowisk ręcznych i innych elementów.
• Linie produkcyjne są również bardzo ekonomiczne, ponieważ są w stanie wytworzyć duże ilości produktów w krótkim czasie.

Linia produkcyjna - ograniczenia

Linia produkcyjna ma wiele ograniczeń i słabych stron, które obejmują:

• Koszty: Linie produkcyjne są dość kosztowne w zakupie, instalacji i utrzymaniu. Jeśli na linii produkcyjnej występuje awaria lub usterka, koszty naprawy mogą być wysokie.
• Sztywny asortyment: Linie produkcyjne są zazwyczaj przeznaczone do wytwarzania jednego lub kilku produktów w określony sposób. Oznacza to, że linię produkcyjną trudno jest zmodyfikować, aby wytwarzać inne produkty, co mniej elastyczne możliwości produkcyjne.
• Pracownicy: Linie produkcyjne wymagają odpowiedniego przeszkolenia pracowników, aby zapewnić płynność produkcyjną. Oznacza to, że pracownicy muszą pozostać na stałe w jednym miejscu i muszą monitorować linię produkcyjną, aby upewnić się, że wszystko działa prawidłowo.
• Przestoje: Jeśli linię produkcyjną nie przestrzega się i nie jest ona odpowiednio konserwowana, może dojść do awarii. Przestoje produkcyjne mogą prowadzić do zakłóceń w dostawach produktów i pogorszenia jakości.
• Środowisko: Linie produkcyjne wytwarzają często duże ilości odpadów i emisji, które mogą szkodliwie wpływać na środowisko.

Linia produkcyjna - inne związane podejścia

Inne metody lub podejścia do linii produkcyjnej obejmują:

• Automatyzację – proces, który zastępuje ludzi maszynami i systemami sterowania w celu poprawy wydajności i jakości produkcji. Automatyzacja zmniejsza czas potrzebny na produkcję, zmniejsza zużycie zasobów i zapewnia wyższą jakość produktu.
• Integrację – proces, w którym wszystkie elementy linii produkcyjnej są połączone, aby umożliwić wzajemne przekazywanie informacji.

Bibliografia

• Borkowski S. (2008). Zarządzanie produkcją: systemy produkcyjne, Humanitas, Sosnowiec
• Cechowicz R., Danilczuk W. (2014). Analiza konfiguracji linii produkcyjnych na podstawie modeli symulacyjnych, "Katedra Organizacji Przedsiębiorstwa, Politechnika Lubelska"
• Klimkiewicz M., Kosieradzka A., Pająk E. (2014). Zarządzanie produkcją i usługami, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa
• Kozłowski R., Liwowski B. (2011). Podstawowe zagadnienia zarządzania produkcją, Wolters Kluwer, Warszawa
• Lewandowski J., Skołud B., Plint D. (2014). Organizacja systemów produkcyjnych, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa
• Matusek M. (2012). Doskonalenie przepływu materiałów w u-kształtnej linii montażowej, "Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej"
• Rogowski A. (2010). Podstawy organizacji i zarządzania w przedsiębiorstwie, CeDeWu.pl, Warszawa
• Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. Dz.U. 1997 nr 129 poz. 844

Autor: Karolina Ryjak, Magdalena Pietruszka