Electrolux wdraża projektowanie układu fabryki w 3D i planowanie przepływu materiałów na poziomie globalnym

Rozproszone po świecie zakłady produkcyjne

Firma Electrolux AB z siedzibą w Sztokholmie sprzedaje urządzenia AGD oraz sprzęty do zastosowań komercyjnych w 150 krajach świata. Ponad 58 tysięcy pracowników i 46 placówek produkcyjnych odpowiada za rozwój i wytwarzanie produktów różnych marek: oprócz marki Electrolux szczególnym uznaniem cieszy się Grand Cuisine, AEG, Zanussi, Frigidaire oraz Westinghouse.

W 1996 roku przedsiębiorstwo nabyło niemiecką markę AEG od firmy Daimler Benz wraz z licznymi dywizjami oraz oddziałami grupy. To właśnie w ten sposób zbudowana w 1964 roku fabryka w mieście Rothenburg ob der Tauber przeszła pod skrzydła firmy Electrolux i co roku produkuje 600 tysięcy płyt grzewczych i 1 400 000 kuchenek przeznaczonych na rynek europejski. − Przywiązujemy ogromną wagę do uwzględnienia wszystkich charakterystycznych cech poszczególnych marek w procesach rozwoju i produkcji − podkreśla Bernd Ebert, dyrektor ds. globalnej inżynierii produkcji sprzętów kuchennych w firmie Electrolux. Ebert pracuje w Rothenburgu i dba o to, aby wszystkie fabryki produkujące sprzęty kuchenne marki Electrolux wykorzystywały spójne procesy oraz systemy.

Duże znaczenie wirtualnego zaplanowania układu fabryki

W ramach kompleksowej strategii digitalizacji, która obejmuje wszystkie obszary działalności, szwedzka firma prowadzi 11 projektów dotyczących cyfrowego wytwarzania. Ebert wziął na siebie odpowiedzialność za dwa globalne projekty, którym przypisano najwyższy priorytet. Ich celem jest stworzenie „cyfrowych bliźniaków” wszystkich zakładów produkcyjnych: W projekcie skupionym na wirtualnej produkcji wybrano narzędzie do zaawansowanego planowania, które posłuży wczesnej weryfikacji projektów łatwych w produkcji i montażu. Sekwencje montażu i ruchy maszyn będą na przykład planowane i optymalizowane w trzech wymiarach, aby zapobiec kolizjom. Najpierw konieczne będzie jednak stworzenie trójwymiarowego układu fabryki, co stanowi główny cel drugiego projektu. Układy powstaną przy użyciu standardowego narzędzia do planowania zakładu, które pozwala na symulację jej działania oraz przepływu materiałów w oparciu o dane 2D w celu optymalizacji przepustowości i wydajności.

Globalna platforma cyfrowej produkcji

Proces wyboru oprogramowania rozpoczął się już w 2010 roku, kiedy jeszcze niewiele firm korzystało z rozbudowanych rozwiązań do planowania układu fabryki w 3D. Ebert kierował niewielkim, wyspecjalizowanym zespołem, który ściśle współpracował z działem IT firmy zlokalizowanym w Sztokholmie. W 2012 roku wdrożono rozwiązanie Teamcenter od firmy Siemens Digital Industries Software i stało się ono strategiczną platformą zarządzania cyklem życia produktu (PLM) w firmie Electrolux. Dyskusje dotyczące przyszłej strategii umożliwiły firmie testy nowej wersji oprogramowania Line Designer jeszcze przed jego oficjalnym wydaniem, w ramach programu wczesnego wdrożenia.

Siemens mógł tym samym wykorzystać oryginalne dane i przygotować demonstrację oprogramowania opartą na rzeczywistych przykładach i problemach. Ostatecznie w 2016 roku wybór padł na oprogramowanie Line Desginer w połączeniu z rozwiązaniami z portfolio Tecnomatix® (między innymi Process Simulate). Głównym powodem tej decyzji były korzyści zapewnione przez ścisłą integrację tych rozwiązań z oprogramowaniem Teamcenter: – Możemy zapisać wszystkie zasoby przygotowane w Line Designer w postaci bibliotek w Teamcenter, zarządzać nimi i udostępniać je użytkownikom na całym świecie – tłumaczy Ebert. – W ten sposób zachowujemy całą infrastrukturę oprogramowania i sprzętu, wraz z materiałami szkoleniowymi, i możemy rozszerzać obecne wykorzystanie Teamcenter. Zgodnie z oczekiwaniami projekt miał pozwolić na ścisłą integrację procesów rozwoju produktu i stworzenie jednolitej, globalnej platformy do planowania układu fabryk oraz optymalizacji przepływu materiałów.

Strategia rozwoju po zakończeniu pilotażu

Podczas projektu pilotażowego prowadzonego w 2016 roku w Rothenburgu pracownicy wzięli udział w szkoleniach przygotowanych przez firmę Siemens i z pomocą oprogramowania Line Designer stworzyli między innymi nową linię montażową oraz zautomatyzowaną linię do montażu obudowy.

Rozwiązanie Process Simulate posłużyło do badań dotyczących ergonomii, a czas trwania cyklu udało się zoptymalizować dzięki symulacjom. – Oprogramowanie Tecnomatix oraz Teamcenter sprawdziło się doskonale – zaznacza Ebert, który pełnił rolę kierownika projektu. – Zdobyliśmy również cenne doświadczenie, które przydało się na etapie globalnego wdrożenia.

W skład głównego zespołu wchodzą dziś wyszkoleni specjaliści ds. opisywanych trzech rozwiązań, którzy mogą zaoferować wsparcie pracownikom z innych lokalizacji. Stworzone w Line Designer elementy systemu, na przykład podajniki, podnośniki, modele wózków transportowych oraz inne urządzenia, można odpowiednio sparametryzować. – Udostępniając modele 3D i scenariusze pracy osobom z całego świata, oszczędzamy sobie mnóstwo pracy – sądzi Ebert. – Wystarczy dopasować parametry do określonych potrzeb, aby wykorzystać informacje ponownie. W ten sposób stale zbliżamy się do oczekiwanego poziomu standaryzacji procesów i systemów w ramach wszystkich linii produktowych – kuchenek, pralek, zmywarek, suszarek, lodówek i zamrażarek – oraz wszystkich regionów – USA, Ameryki Płd., Azji i Pacyfiku i Europy.

– Na podstawie doświadczeń zdobytych podczas projektu pilotażowego przygotowaliśmy etapową strategię wdrożenia globalnego, która obejmowała intensywne szkolenia dla pracowników w każdym zakładzie – dodaje Ebert. – Aby zagwarantować powodzenie naszych głównych projektów, na początek wybraliśmy cztery lokalizacje, które charakteryzują się wysokim poziomem inwestycji.

Project Anderson, Karolina Południowa

Jeden z projektów dotyczył budowy nowej fabryki lodówek w mieście Anderson (Karolina Południowa). Do połowy 2019 roku to właśnie tam ma skupiać się produkcja lodówek w Ameryce. Większa automatyzacja pozwoliłaby ograniczyć prace manualne nawet o 30%. Oprogramowanie Tecnomatix posłużyło do zaplanowania wielu procesów i stworzenia nowej koncepcji automatyzacji, która pozwoliła na poprawne zaplanowanie fabryki już za pierwszym podejściem i zagwarantowała bezpieczeństwo ogromnej inwestycji.

Jednym z najbardziej czasochłonnych elementów produkcji jest stacja pianowania ścianek lodówki w celu ich utwardzenia. Wszystkie wcześniejsze i kolejne działania zależą od czasu trwania tego procesu. Aby poprawnie zaprojektować ten wrażliwy etap już za pierwszym razem, proces odpowiednio zmapowano i zasymulowano. – Musieliśmy uwzględnić wiele szczegółów, na przykład różne materiały i różne modele – podkreśla Ebert. – Odzwierciedlenie ich wszystkich było bardzo czasochłonne, ale praca się opłaciła. Dokładne wyniki uzyskane za pośrednictwem Plant Simulation pozwoliły wyeliminować szerokie marginesy bezpieczeństwa, co przełożyło się na oszczędność około 2 milionów dolarów – w fabryce znajduje się jeden podajnik taśmowy i jeden magazyn wysokiego składowania na 5 tysięcy lodówek.

Po etapie pianowania procesy montażu rozgałęziają się na cztery linie. Udało się zaplanować, zasymulować i zoptymalizować wszystkie ścieżki przepływu materiałów dotyczące 30 modułowych projektów – są one przekazywane z samochodów dostawczych na linie produkcyjne. – Podstawy dotyczące ścieżek przepływu materiałów przygotował ekspert z firmy Siemens. Za codzienne usprawnianie przepływu jest dziś odpowiedzialny już wewnętrzny pracownik firmy i udało nam się osiągnąć założenia dotyczące wydajności – opowiada Ebert.

Przy pomocy Process Simulate pracownicy zaplanowali również stacje pracy robotów, które przejmą część manualnych procesów. – Nawet jeśli stanowiska nie są jeszcze szczegółowo zaplanowane, możemy z dużą dozą pewności stwierdzić, czy będziemy potrzebować jednego, a może trzech robotów – tłumaczy Ebert. Rzetelnie opracowane plany można przekazać kadrze zarządzającej w formie scenariuszy 3D oraz filmów wideo.

– Duże inwestycje wymagają siły perswazji – twierdzi Ebert. – Sprawne funkcje wizualizacji dostępne w oprogramowaniu Tecnomatix pozwalają mi zaprezentować plany kadrze zarządzającej już na wczesnym etapie prac, co uwiarygadnia prowadzone przez nas procesy. Technologie 3D pomagają zweryfikować koncepcje złożeń, a także wybrać dostawców rozwiązań do automatyzacji dzięki informacjom, do których nie mieliśmy wcześniej dostępu.

Globalne wdrożenie koncepcji

Początkowe projekty udowodniły, że narzędzia Tecnomatix i Teamcenter mogą z powodzeniem posłużyć do osiągnięcia wyznaczonych celów. Pracownicy korzystają z tych rozbudowanych rozwiązań na co dzień. – Potrzebujemy specjalistów, którzy podejmą się nowych zadań w globalnym zespole – zaznacza Ebert. – Powodzenie standaryzacji zależy bowiem od centralnego opisu każdej kwestii. Electrolux planuje już kolejne duże projekty w Europie.

– Fabryka jest zbyt cenna, aby wykorzystywać ją do eksperymentów – podkreśla Ebert, nawiązując do słów prof. dr. Hansa-Jürgena Warneckego, znanego naukowca oraz byłego przewodniczącego niemieckiego Towarzystwa Fraunhofera. – Chcąc przetestować nowe koncepcje, możemy skorzystać ze skutecznych narzędzi do symulacji, które pozwalają nam wyeliminować przestoje w produkcji.