Electrolux začíná s plánováním 3D továren a toku materiálu

Výrobní závody po celém světě

Společnost Electrolux AB se sídlem ve švédském Stockholmu prodává spotřebiče pro domácnost a komerční použití ve 150 zemích po celém světě. Společnost má přibližně 58 000 zaměstnanců a 46 výrobních závodů. Vyvíjí a vyrábí výrobky mnoha značek: Electrolux, Grand Cuisine, AEG, Zanussi, Frigidaire a Westinghouse.

V roce 1996 společnost získala německou značku AEG od společnosti Daimler Benz spolu s několika dalšími divizemi. Tímto způsobem se součástí Electroluxu stala i továrna ve městě Rothenburg ob der Tauber založená v roce 1964, která i dnes vyrábí pro evropský trh 600 000 kamen a 1 400 000 sporáků ročně. „Velmi nám záleží na tom, aby byla při vývoji a výrobě zachována specifika každé značky,“ říká Bernd Ebert, ředitel globálního výrobního inženýringu – příprava jídla ve společnosti Electrolux. Ebert zajišťuje, že veškeré továrny na výrobu kuchyňských spotřebičů Electrolux budou postupovat podle jednotných procesů a systémů.

Vysoká priorita plánování virtuální továrny

V rámci komplexní strategie pro digitalizaci všech oblastí podniku má švédský výrobce připraveno 11 projektů pro digitální výrobu. Ebert převzal odpovědnost za dva globální projekty s nejvyšší prioritou. Jejich cílem je vytvořit digitální dvojčata všech výrobních závodů: V projektu virtuální výroby byl použit pokročilý plánovací nástroj, díky kterému bylo možné ověřovat výrobky v rané fázi návrhu a vyvíjet je tak, aby byla jejich výroba a montáž co nejjednodušší. Montážní úkony a pohyby lze například plánovat a optimalizovat v trojrozměrném prostoru tak, aby nedošlo ke kolizím. K tomu je však potřeba vyvinout trojrozměrná rozvržení továren, což je úkol druhého projektu. Rozvržení budou vytvořena pomocí standardního nástroje pro plánování továren, který dokáže provádět simulace závodu a toku materiálu a optimalizovat jejich kapacitu a efektivitu.

Globální aplikace pro digitální výrobu

Výběr softwaru začal v roce 2010, plánování 3D továren však nabízelo pouze několik z nich. Malý specializovaný tým vedený Ebertem úzce spolupracoval s IT oddělením ve Stockholmu. Společnost Electrolux si v roce 2012 jako svou aplikaci pro správu životního cyklu výrobků (PLM) vybrala Teamcenter od společnosti Siemens Digital Industries Software. Získala navíc příležitost vyzkoušet si předběžnou verzi softwaru pro tvorbu 3D rozvržení Návrh linky.

Společnost Siemens mohla využít původní data ze závodu a předvést, jak se software dokáže vypořádat s problémy ze skutečného provozu. V roce 2016 si společnost vybrala modul Návrh linky spolu s řešeními Tecnomatix®, například s řešením Process Simulate. Hlavním důvodem byla úzká integrace Teamcenteru: „Všechny prostředky vytvořené v modulu Návrh linky můžeme uložit jako knihovny v Teamcenteru, spravovat je a zpřístupnit je všem uživatelům na celém světě,“ vysvětluje Ebert. „Tímto způsobem můžeme uchovat celou softwarovou a hardwarovou infrastrukturu a školicí materiály a stavět na již existujících znalostech v Teamcenteru.“ Hlavním cílem bylo podpořit spolupráci při vývoji výrobků a vytvořit globální společné prostředí pro plánování továren a optimalizaci toků materiálů.

Zavádění po pilotním projektu

V pilotním projektu, který se uskutečnil v Rothenburgu v roce 2016, absolvovali zaměstnanci školení od společnosti Siemens a pomocí modulu Návrh linky vyvinuli novou montážní linku a linku pro automatizovanou montáž pouzder.

V aplikaci Process Simulate byly provedeny ergonomické studie a pomocí simulací byly optimalizovány délky pracovních cyklů. „Řešení Tecnomatix a Teamcenter se nám velmi osvědčila,“ tvrdí projektový manažer Ebert. „Podařilo se nám navíc získat cenné zkušenosti pro celosvětové nasazení.“

Hlavní tým vyškolil odborníky pro každé ze tří softwarových řešení, aby mohli poskytovat podporu zaměstnancům na různých místech. Systémové oblasti vytvořené pomocí modulu Návrh linky, například dopravníky, výtahy nebo modely vozíků pro přepravu materiálu, je možné parametrizovat. „Používáním stejných 3D modelů a scénářů po celém světě ušetříme spoustu práce,“ říká Ebert. „Po úpravě parametrů je lze používat na různých místech. Díky tomu se přibližujeme našemu cíli – standardizaci procesů a systémů různých výrobních linek, ať už se jedná o vaření, mytí nádobí, sušení či chlazení – a to ve všech regionech USA, Jižní Ameriky, Asie, Tichomoří a Evropy.“

„Se zkušenostmi z pilotního projektu provádíme standardizaci po celém světě ve vlnách, přičemž součástí každé z nich je intenzivní školení zaměstnanců na jednom místě,“ říká Ebert. „Pro naše hlavní projekty jsme vybrali čtyři místa, kde soustředíme naše největší investice.“

Projekt Anderson, Jižní Karolína

V Andersonu v Jižní Karolíně bude vystavěna zcela nová továrna na chladničky, kde se do poloviny roku 2019 má soustředit veškerá americká výroba. Díky vyšší úrovní automatizace bude ušetřeno 30 procent lidské práce. V aplikaci Tecnomatix bylo naplánováno mnoho procesů, které utvářejí nový koncept automatizace továrny a jsou nutné k zajištění obrovských investic.

Velmi časově náročnou oblastí výroby je továrna na zpěňování stěn chladniček. Vše závisí na dobách procesů v této továrně. Aby se podařilo eliminovat slabá místa na první pokus, celý proces byl namapován a simulován jako jednotný celek. „Zohlednili jsme mnoho detailů, například různé materiály a modely,“ říká Ebert. „To vše bylo časově velmi náročné, ale stálo to za to.“ Díky přesným výsledkům modulu Plant Simulation se podařilo eliminovat velké mezisklady a tím ušetřit přibližně 2 miliony dolarů – na 5000 chladniček nyní stačí jediný dopravník a jediný sklad.

Po procesu zpěňování se montážní procesy větví na čtyři linky. Zde byly naplánovány, simulovány a optimalizovány trasy pro dopravu materiálu se všemi zakoupenými součástmi z kusovníků pro 30 modelů modulárního návrhu. „Zaměstnanec společnosti Siemens vytvořil základy pro trasy. Mezitím však náš vlastní zaměstnanec vylepšil tok materiálů tak, že již dosahuje naší cílové efektivity,“ říká Ebert.

Díky modulu Process Simulate se zaměstnancům podařilo naplánovat také robotické buňky, které nahrazují ruční procesy. „Ačkoliv tyto buňky neobsahují všechny detaily, můžeme s velkou jistotou říci, zda budeme potřebovat jednoho nebo tři roboty,“ říká Ebert. Velká spolehlivost plánování souvisí i s dostupností scénářů a videí ve 3D.

„Pro velké investice je potřeba nabídnout vysokou míru jistoty,“ tvrdí Ebert. „Díky skvělým možnostem vizualizace v aplikaci Tecnomatix mohu vedení ukázat ranou fázi plánování, což přidává na věrohodnosti. 3D technologie pomáhají ověřovat koncepty a také výběr dodavatelů automatizačních řešení a nabízí nám nové poznatky.“

Koncepce nasazování po celém světě

První projekty prokázaly, že nástroje Tecnomatix a Teamcenter lze použít k řešení úkolů a dosahování cílů. Zaměstnanci se však s výkonnými nástroji potýkají pravidelně. „Potřebujeme odborníky, kteří v našem globálním týmu zaujmou nové role,“ říká Ebert. „Pro úspěšnou standardizaci je nutné definovat všechna témata centrálně.“ V Evropě se navíc chystají další velké projekty.

„Skutečná továrna je pro experimenty příliš drahá,“ říká Ebert s odkazem na profesora Dr. Hans-Jürgena Warneckeho, známého vědce a bývalého prezidenta společnosti Fraunhofer Gesellschaft v Německu. „Pro testování nových konceptů máme k dispozici efektivní simulační nástroje umožňující minimalizovat odstávky.“