الإجابة المباشرة: تبدأ أتمتة تصنيع القنوات من مرحلة التشكيل. يحدد درفلة الصفائح استدارة المنتج، وتتحكم الاستدارة في جميع مراحل التجميع اللاحقة. يُعد تشكيل الأطراف محطة منفصلة بدورة وأدوات خاصة بها. عادةً ما يحدد معدل تغيير الإنتاج، الذي يعتمد على مزيج الأقطار والسماكات، جدوى أتمتة خط الإنتاج، لذا يُنصح بدراسة هذه العوامل الثلاثة قبل اختيار المعدات.
لمن هذا: تمت كتابة هذا الدليل لمديري الإنتاج ومهندسي العمليات في مجال تصنيع القنوات الذين يقومون بتحديد نطاق مشروع الأتمتة، وللأشخاص الذين سيديرون الخط الناتج.
مجال العمل يشمل ذلك عمليات الدرفلة، وتشكيل الأطراف، والتغيير باعتبارها القيود التي تحدد نطاق الأتمتة. ولا يشمل تصميم القنوات، أو معايير التوصيل، أو أعمال التجميع والتركيب اللاحقة.
ترث صناعة قنوات التكييف والتهوية كل ما ينتجه الدرفلة
يتم إنتاج غلاف القناة عن طريق دحرجة قطعة مسطحة إلى أسطوانة. ويُعتمد في كل مرحلة لاحقة على درجة استدارة ومحاذاة اللحامات الناتجة عن عملية الدرفلة. وتفترض عمليات إغلاق اللحامات، والشفاه، والدعامات، والوصلات، أن يكون الغلاف شبه دائري بما يكفي ليتناسب مع الأدوات المستخدمة لاحقًا.
لهذا السبب، عادةً ما تتعثر دراسة الأتمتة التي تبدأ عند اللحام أو التجميع. فالتفاوت الذي تحاول الدراسة استيعابه قد نشأ سابقًا، عند الدرفلة، ولا يوجد تعويض لاحق رخيص مثل إنتاج غلاف متجانس من البداية. في اللقطات المرجعية لهذا الدليل، تُدرفل قطعة خام لتشكيل غلاف على آلة ذات أربع أسطوانات، ويخرج الشكل من تلك الآلة مُحددًا مسبقًا. لذا، يُعد تصنيع قنوات التكييف والتهوية أسهل عمليةً للأتمتة عندما يكون الغلاف الخارج من مرحلة الدرفلة متجانسًا بالفعل.
إن عملية التشكيل النهائي هي محطة مستقلة بإيقاعها الخاص
يُعدّ تشكيل الحافة أو الخرزة أو الوصلة في نهاية الغلاف عمليةً منفصلةً تتطلب أدواتٍ وتثبيتاتٍ ودورةً مختلفة. تُظهر اللقطات المرجعية غلافًا مثبتًا بينما تقوم أسطوانةٌ بتشكيل الحافة في نهايته، وهي آلةٌ مختلفةٌ وإيقاعٌ مختلفٌ عن خطوة الدرفلة التي أنتجت الغلاف.
تعامل مع الأمر بهذه الطريقة في الخطة. خصص تقديرًا لدورة تشكيل الأطراف، وقائمة تغييرات أدوات خاصة بها، وفترة احتياطية خاصة بها. غالبًا ما تكتشف خطوط الإنتاج التي تحسب دورة واحدة مدمجة للتشكيل عدم التوافق كعمل قيد التنفيذ يتراكم بين المحطتين. لهذا السبب، تُحسب تكلفة EVST للمحطتين بشكل منفصل، بما في ذلك قوائم تغييرات الأدوات الخاصة بكل منهما.
عادةً ما يكون التغيير هو العائق الحقيقي.
تُعدّ أعمال مجاري الهواء مجالًا متعدد الأقطار والسماكات. ويُحدّد عدد الأحجام المختلفة في الطلبية النموذجية، ومدى تكرار تبديلها، مقدار الوقت المُخصّص للإنتاج ومقدار الوقت المُخصّص للتغيير. وقد تبدو أنظمة التشغيل الآلي التي تفترض إنتاج كميات كبيرة من حجم واحد ممتازة في العرض، ولكنها مُخيبة للآمال في الواقع العملي.
حدد كمية المزيج قبل اختيار المعدات. دوّن الأقطار والسماكات التي تم إنتاجها فعليًا خلال فترة زمنية نموذجية، واحسب عدد عمليات تغيير الإنتاج التي سيفرضها هذا المزيج، وقدّر وقت تغيير الأدوات لكل منها. يُعد هذا العدد أهم رقم في الدراسة، ويمكن الحصول عليه من سجلات الإنتاج الحالية بدلًا من تقدير المورد.
تُحدد شركة EVST نطاق مشاريع خطوط مجاري الهواء من هذا المزيج، لأن الأتمتة التي تناسب نطاقًا ضيقًا ومتكررًا من الأحجام لا تناسب نطاقًا واسعًا قائمًا على الطلبات. وتُناقش منطق التسلسل المماثل لمنتجات الألواح الطويلة في مواد قبول قطع الألواح الطويلة. وفقًا لـ ISO 12100: 2010يتم تطبيق تقليل المخاطر بعد تحديد المهمة ومخاطرها، ولهذا السبب يتم التعامل مع تغييرات الأدوات المتكررة على أنها نشاط مصمم بدلاً من كونها انقطاعًا غير مخطط له.
جدول القرار: مزيج الإنتاج والأتمتة التي يدعمها
يوضح الجدول نطاق العمل، وليس المعدات. فوجود ورشتين بنفس الآلات ولكن بخلطات مختلفة سيبرر مستويات ربط مختلفة تماماً.
| مزيج الإنتاج | نطاق الأتمتة الذي يناسب عادةً | ما الذي يجب التحقق منه أولاً؟ |
|---|---|---|
| أقطار قليلة، مسافات طويلة، سماكة ثابتة | الدرفلة المتصلة والتشكيل النهائي مع تخزين مؤقت محدود | عمر الأدوات، وثبات الاستدارة خلال دورة تشغيل كاملة، وحمل المشغل |
| أقطار متعددة، مسافات قصيرة | قم بأتمتة المحطات بشكل منفصل مع وجود مخازن مؤقتة بينها. | وقت تغيير الأدوات لكل محطة وكيفية تجهيزها وتخزينها |
| نطاق واسع من السماكة | ابدأ بأتمتة عملية الدرفلة، مع الحفاظ على مرونة تشكيل الأطراف. | قدرة الماكينة عند أسوأ سماكة وارتدادها عبر النطاق |
| أحجام فريدة حسب الطلب | مساعدة شبه آلية، وليست خطًا متصلًا | الجهد المبذول في الإعداد لكل وحدة، والمكان الذي يضيف فيه المشغل أكبر قيمة. |
| لم يتم قياس الخليط بعد | انتظر القرار | استخرج الأقطار والسماكات وعدد مرات التغيير من سجلات الإنتاج |
التعامل مع العمل وحمايته وشكله
تتعامل محطات التشكيل مع قطع خام وأغلفة كبيرة الحجم وخفيفة الوزن نسبيًا، ويصعب الإمساك بها. لذا، تُعدّ المناولة جزءًا أساسيًا من نطاق الأتمتة: كيفية تقديم القطعة الخام، وكيفية إزالة الغلاف المُشكّل، ومكان انتظار القطع غير المُشكّلة. غالبًا ما تُحدّد هذه القرارات تصميم المحطة أكثر من الآلات نفسها.
يتبع ذلك خطر الآلات ISO 12100: 2010والتي تحدد تحديد المخاطر، وتقديرها، وتقييمها، والحد منها. وعند استخدام الروبوتات للتحميل أو النقل، إسو شنومكس-شنومكس: شنومكس يتناول متطلبات التكامل والتشغيل والصيانة والتفكيك لتطبيقات وخلايا الروبوت.
خطط لهذه العمليات بالتزامن مع تسلسل التشكيل. سيتم تجاوز خط الإنتاج الآمن الذي يصعب تحميله من قبل المشغلين؛ أما خط الإنتاج المريح وغير المحمي فسيتم إيقافه عند التدقيق. يتم تصميم الحل الأمثل في مرحلة التخطيط.
المعالجة والتخزين المؤقت والحالات التي لا يزال المشغل يضيف فيها قيمة
تتميز القوالب والأغلفة المشكلة بحجمها الكبير ووزنها الخفيف نسبيًا، كما أنها سهلة التشوه إذا تم الإمساك بها في غير موضعها الصحيح. هذا المزيج يجعل التعامل معها تحديًا تصميميًا وليس مجرد فكرة ثانوية. قد لا يكون نظام الشفط أو التثبيت المناسب للقوالب المسطحة مجديًا مع الأغلفة الملفوفة، وقد تتسبب أداة النقل المناسبة للأسطوانات الصلبة في إتلاف الأسطوانات الرقيقة.
تستحقّ الفواصل نفس القدر من الاهتمام. فنظرًا لأنّ عمليتيّ الدرفلة والتشكيل النهائيّتين تعملان بوتيرة مختلفة وتتبادلان في أوقات متباينة، فإنّ المساحة بينهما تمتصّ هذا التباين. ويُعدّ تحديد حجم هذه المساحة قرارًا تخطيطيًا: فإذا كانت صغيرة جدًا، يتوقّف خطّ الإنتاج عند كلّ تغيير، وإذا كانت كبيرة جدًا، يمتلئ أرضية المصنع بأعمال غير مكتملة تُخفي مشاكل الجودة إلى وقت لاحق.
يظلّ المشغلون ذوي قيمة كبيرة في ورش تصنيع مجاري الهواء، وينبغي أن يحدد نطاق الأتمتة موضعهم. فتقييم حالة المواد، وإجراء الفحوصات الأولية بعد تغيير المنتج، والتعامل مع المقاسات غير التقليدية، كلها مهام يكون فيها المشغل أسرع وأكثر موثوقية من حلول الأتمتة الثابتة. وعادةً ما تتفوق الخطة التي تُؤتمت المهام الأساسية المتكررة وتُبقي على دور المشغلين في التقييم على تلك التي تحاول أتمتة كل شيء. إسو شنومكس-شنومكس: شنومكستنطبق المتطلبات على تطبيق الروبوت والخلية، ولهذا السبب يتم تحديد أي روبوت يتم إدخاله للتحميل في تصنيع قنوات التكييف والتهوية جنبًا إلى جنب مع طريقة المناولة التي يخدمها.
عمليات فحص الجودة التي تخص خطوة التشكيل
تتضمن عملية التشكيل معايير قبول خاصة بها، والإجابة عليها مبكراً تمنع حدوث خلافات لاحقاً. الاستدارة والقطر من أبرز هذه المعايير. أما معايير أخرى أقل وضوحاً، وغالباً ما تكون أكثر تعقيداً، فهي استقامة حافة اللحام، وتناسق الارتداد عبر نطاق السماكة، ومدى قابلية تكرار الشكل النهائي الناتج عن محطة التشكيل بما يكفي لطريقة التوصيل اللاحقة.
حدد كيفية قياس هذه العناصر قبل وصول المعدات. يُعد استخدام مقياس بسيط وقابل للتكرار في كل عملية تشغيل أولية بعد التغيير أكثر فائدة من القياس الدقيق الذي يتم إجراؤه من حين لآخر، لأن نمط العطل في مجاري الهواء عادةً ما يكون انحرافًا بعد الإعداد وليس عطلًا في جزء واحد.
سجّل النتيجة مقابل الحجم والسماكة، وليس فقط مقابل وقت التغيير. على مدار بضعة أشهر، يجيب هذا السجل على السؤال الذي بدأت به دراسة الأتمتة: ما هي الأحجام الثابتة، وما هي الأحجام التي تستغرق وقتًا أطول، وبالتالي ما هو الجزء من المزيج الذي يجب تصميم الأتمتة حوله. وفقًا لـ ISO 12100: 2010يتم اختيار التدابير الوقائية للآلة كما هي مستخدمة، ولهذا السبب يتم التخطيط للقياس والفحوصات الأولية مع المحطة بدلاً من إضافتها إليها.
ترتيب مراحل المشروع بحيث تغطي الخطوة الأولى تكلفتها بنفسها
نادراً ما تقوم ورش تصنيع مجاري الهواء بأتمتة كل شيء دفعة واحدة، وهذا غير مستحب. التسلسل الأمثل يبدأ بالخطوة التي تُحدث أكبر قدر من التباين في المراحل اللاحقة، ثم يثبت التحسن من خلال نتائج أولية مُقاسة، وبعد ذلك فقط يتم ربط المحطات ببعضها.
في معظم ورش العمل، تكون الخطوة الأولى هي الدرفلة، لأن استدارة الهيكل تُورث لجميع الأجزاء اللاحقة. عادةً ما يُقلل تثبيت الهيكل من وقت التجميع وإعادة العمل عند التوصيل، وكلاهما يصبح واضحًا في غضون أسابيع بدلًا من فصول السنة. هذه الوضوحية مهمة، لأنها تُموّل الخطوة الثانية.
الخطوة الثانية عادةً هي تشكيل الأطراف، وتُعامل كمحطة مستقلة بأدواتها وآليات التخزين المؤقت الخاصة بها. أما ربط الخطين فيأتي ثالثًا، وذلك فقط عندما يسمح مزيج الأحجام بذلك. عادةً ما ينتهي المطاف بالورشة التي تربط الخطين مبكرًا، قبل فهم نمط التغيير، بخط إنتاج سريع لحجم واحد وغير عملي لبقية الأحجام.
استمر في إجراء القياسات خلال الخطوات الثلاث. السجل نفسه الذي برر الاستثمار الأول، أي مقارنة الأحجام بالإنتاج المستقر ووقت التغيير، هو ما يحدد جدوى الخطوة الثالثة من الأساس. كما أن المشروع الذي يحتفظ بأدلته الخاصة يسهل الدفاع عنه عند تغير مزيج الطلبات، وعند التساؤل عن سبب تحديد نطاق خط الإنتاج بهذه الطريقة. تخطط شركة EVST مشاريع مجاري الهواء بهذا التسلسل، بحيث يُموّل التحسين المقاس الأول الخطوة التالية.
الأسئلة المتكررة
لماذا لا نبدأ الأتمتة في محطة اللحام أو التجميع؟
لأن التباين الذي يواجه التجميع صعوبة فيه ينشأ أثناء التشكيل. وعادةً ما يؤدي تثبيت الاستدارة والشكل النهائي أولاً إلى تقليل العمل اللاحق بشكل أكبر من أتمتة المحطة اللاحقة.
هل تتطلب أتمتة عملية الدرفلة أتمتة عملية تشكيل الأطراف في الوقت نفسه؟
لا، وغالباً ما يكون ذلك غير مناسب. فلكل منهما دورات مختلفة وأنماط تغيير أدوات مختلفة، لذا فإنّ تخزينهما مؤقتاً وأتمتتهما بالتتابع غالباً ما يكون المسار الأقل مخاطرة.
ما هي البيانات التي نحتاجها قبل طلب اقتراح خط؟
مزيج القطر والسماكة على مدى فترة تمثيلية، وعدد عمليات التغيير التي تجبر على الخلط، ونمط الوردية، ومساحة الأرضية المتاحة، وطريقة التعامل مع القطع الخام والأغلفة النهائية.
كيف يؤثر مزيج الأحجام على حالة استرداد التكاليف؟
يُحوّل المزيج الضيق والمتكرر سرعة الآلة إلى إنتاجية. بينما يُحوّل المزيج الواسع والمُوجّه بالطلبات وقت التغيير إلى إنتاجية. وقد يكون استخدام نفس المعدات في مصنع ورفضها في مصنع آخر لهذا السبب وحده.
مدخلات المشروع لمراجعة الطلب
أرسل ما يلي، وسيتم مراجعة نطاق التشكيل مقابل مزيج الطلبات الفعلي الخاص بك:
- نطاق قطر القناة وسماكة الصفيحة التي تنتجها
- مزيج طلبات تمثيلي مع عدد عمليات التغيير التي يفرضها
- نمط المناوبة ومخرجات التيار لكل مناوبة
- مساحة الأرضية المتاحة وكيفية التعامل مع القوالب الخام والقوالب الجاهزة
- نوع الوصلة المنتجة عند نهاية القناة
أرسل قطر القناة ونطاق سماكتها، ومزيجًا نموذجيًا للطلبات مع عدد مرات التغيير، ونمط الورديات، ومساحة الأرضية المتاحة وطريقة المناولة، ونوع الوصلة التي تنتجها. هذه المعلومات كافية لمراجعة أي جزء من عملية التشكيل يستحق الأتمتة أولًا. للمزيد من المعلومات: حلول أنظمة اللحام الآلي, قبول قص الصفائح, حدود مسار الأسطوانة للحام والقطع.