Zdolność adaptacji - kluczowa w rozwoju biznesu

W niespokojnych czasach sukces odnoszą organizacje posiadające zdolność przystosowania się, kierowane przez liderów z wizją. Czy te same cechy, które pozwalają sprawnie forsować zmiany w biurach sprawdzają się również na hali produkcyjnej?

Jest jedno słowo, które doskonale opisuje stan rzeczy w ostatnich latach. Tym słowem jest VUCA – akronim używany do określenia otoczenia, które jest zmienne (ang. Volatile), niepewne (Uncertain), złożone (Complex) i niejednoznaczne (Ambiguous). Nieprawdopodobny splot globalnych kryzysów przyniósł rynkom niemożliwe do przewidzenia wstrząsy i zmusił firmy do bezprecedensowych wysiłków w radzeniu sobie z efektem ciągłych zmian. Z uwagi na rosnącą z dnia na dzień współzależność procesów i zjawisk na świecie, nasilać się będzie prawdopodobnie skala tego efektu i jego wpływ na przedsiębiorstwa.

Przyszłość zdominowaną przez wstrząsy jedni mogą postrzegać jako zagrożenie, inni jako szansę na umocnienie pozycji – wszystko jest kwestią perspektywy. Twórcy nowych idei w obszarze zarządzania i kultury organizacyjnej oferują recepty na pomyślny rozwój biznesu w warunkach VUCA, wymagające odpowiedniego dostosowania zespołów i zmiany sposobu myślenia. Jeśli mamy zapanować nad dramatycznymi zmianami w dzisiejszym otoczeniu biznesowym, musimy wykazać się zdolnością do dostosowania się nie tylko na poziomie zarządzania firmą, ale także na poziomie samej organizacji produkcji. Nasza przyszłość w warunkach VUCA zależy od maszyn i linii produkcyjnych, które muszą być równie elastyczne i zdolne do adaptacji, co najlepsi menedżerowie.

Wichry zmian

Przez większą część swojej historii produkcja przemysłowa opierała się na wydajności i korzyściach skali. Można było przez lata doskonale prosperować, oferując niewielką gamę produktów – wystarczyło zwiększać skalę produkcji i poprawiać wydajność. W dobie handlu elektronicznego konsumenci oczekują jednak coraz szybszych dostaw i coraz bardziej spersonalizowanych produktów. Media społecznościowe lansują ciągle nowe trendy, stąd coraz częstsze są nagłe zmiany popytu. Do tego doszły skutki pandemii. Zamówienia składane przez uwięzionych w domach konsumentów przyspieszyły gwałtownie, praktycznie z dnia na dzień, rozwój handlu internetowego. Sprzedaż online i bezpośrednio do konsumenta (D2C) wzrosła dwu- i trzykrotnie, a firmy, aby przetrwać, musiały z miejsca zmienić swoje modele biznesowe.

Obecnie, mimo ponownego otwarcia sklepów, odsetek konsumentów, którzy kupują większość lub wszystkie swoje produkty w Internecie, pozostaje wysoki. Zachowania konsumentów zmieniły się i nie ma już od tego odwrotu. Jednak zachowania konsumentów nie są jedynym obszarem, w którym niedawne kryzysy doprowadziły do wzmocnienia istniejących trendów. Dramatyczny globalny wpływ lokalnych blokad i zamknięcia portów uwydatnił ryzyko zakłóceń w łańcuchu dostaw i przyspieszył trend w kierunku repatriacji produkcji (reshoring) i przenoszenia jej do krajów sąsiednich (nearshoring). Wzrosła skala konfliktów geopolitycznych, które wpływają na koszty paliwa i transportu, a zmiany klimatyczne zachęcają do wysiłków na rzecz zrównoważonego rozwoju.

VUCA - Zmienność, niepewność, złożoność i dwuznaczność

Akronim VUCA opisuje czynniki kształtujące dzisiejsze środowisko biznesowe. Zmiany rynkowe, które kiedyś były stopniowe i przewidywalne, są teraz nagłe i nieoczekiwane. Zmiany paradygmatu technologicznego, które kiedyś zdarzały się raz na pokolenie, teraz następują co kilka lat. Systemy są coraz bardziej wzajemnie ze sobą powiązane i coraz trudniej jest oddzielić przyczynę od skutku.

Wizja, zrozumienie, klarowność i zdolność do adaptacji

Najlepszym sposobem radzenia sobie z dylematem jest przekształcenie zagrożenia w szansę. Problem, jakim jest VUCA zawiera zarazem przesłanki jego rozwiązania: w czasach zawirowań sukces odnoszą liderzy, którzy potrafią wykazać się wizją, zrozumieniem, klarownością i zdolnością do adaptacji. Te same cechy potrzebne są również systemom produkcyjnym i zespołom, które je tworzą. Aby utrzymać wydajność i rentowność, producenci i konstruktorzy maszyn potrzebują partnera w dziedzinie automatyzacji, który podziela ich wizję, rozumie ich problemy i oferuje jasną ścieżkę rozwoju.

Od statków towarowych po jachty wyścigowe

Mówiąc metaforycznie, produkcja masowa jest jak statek towarowy - doskonały w przemieszczaniu dużych ilości produktów w linii prostej, ale niezdolny do szybkiej zmiany kursu, gdy wymaga tego sytuacja. A szybkie zmiany są właśnie tym, z czym dzisiejsze systemy produkcyjne muszą sobie poradzić. Wymagania konsumentów spowodowały rewolucyjne zmiany w zakresie zróżnicowania i dostosowywania produktów. Strategie D2C i zrównoważony rozwój wymagają częstych zmian formatu opakowania i materiałów. Rozmiary partii kurczą się, a zmiany następują w coraz krótszych odstępach czasu. Różnym produktom odpowiadają różne wymagania, natomiast konwencjonalne linie są zaprojektowane do realizacji procesów w sztywno ustalonej kolejności. Technologia serwonapędów może zapewnić pewną elastyczność, ale w efekcie coraz częstszych zmian, przestoje związane z czyszczeniem i przezbrajaniem redukują ogólną efektywność sprzętu (OEE) i zmniejszają marże zysku.  

Aby zachować konkurencyjną pozycję na swoich rynkach, dzisiejsi producenci potrzebują czegoś więcej – metody, która umożliwi:

• Wprowadzanie nowych produktów na rynek, kiedy jest na nie największy popyt 
• Dostosowanie i personalizację produktów na hali produkcyjnej, bez konieczności zewnętrznego przepakowywania 
• Równoczesną produkcję mieszanych partii na tej samej linii

Wykonanie tych zadań wymaga zdolności do szybkiego dostosowania się do wszystkich rodzajów zmian – między innymi w wielkości partii, formacie produktu, materiałach opakowaniowych i układzie grup – przy jak najmniejszym czasie przestoju i zakresie interwencji ręcznych. Zamiast ogromnych statków towarowych, dzisiejsze środowisko produkcyjne VUCA wymaga dynamicznych, zaawansowanych technologicznie jachtów wyścigowych, zdolnych do pokonywania wszelkich nieprzewidzianych przeszkód pojawiających się na ich drodze. Innymi słowy, potrzebna jest produkcja adaptacyjna.

Co to jest produkcja adaptacyjna?

Aby sprostać szybkim zmianom charakterystycznym dla dzisiejszych rynków, systemy produkcyjne potrzebują nowego zestawu środków. Odpowiednie połączenie najnowocześniejszych technologii automatyzacji zapewnia synergię, która jest źródłem niezwykłej mocy – mocy adaptacji. Rozwiązania adaptacyjne pozwalają producentom zachować rentowność mimo coraz większego zróżnicowania produktów, umożliwiając przezbrojenie praktycznie bez przerywania produkcji, przy minimalnych przestojach. Modułowa struktura i możliwość dołączania nowych modułów na zasadzie „plug-and-play” zapewniają szybki czas wprowadzania na rynek nowych produktów. Produkcję można łatwo zwiększać bez powiększania w tej samej proporcji zajmowanej przestrzeni, a wprowadzanie nowych produktów nie wymaga angażowania za każdym razem na nowo konstruktorów.

Kluczowe Technologie

Odpowiednie połączenie najnowocześniejszych technologii automatyzacji wyposaża systemy produkcyjne w niespotykane dotąd możliwości adaptacji.

Mechatroniczny transport produktów jako podstawa adaptacji. Systemy mechatroniczne umożliwiają ciągłą kontrolę ruchu każdego produktu w dynamicznym procesie produkcyjnym. Synchronizowany ruch wózków ze zmiennym rozstawem pozwala przewozić produkty o dowolnym kształcie. Elektromagnetyczne urządzenia przekierowujące dzielą i łączą strumienie produktów przy pełnej prędkości. Modułowe segmenty zapewniają nieograniczone możliwości tworzenia układów oraz łatwe skalowanie i rekonfigurację.

Robotyka i systemy wizji maszynowej – koordynacja oko-ręka. Dzięki doskonałej synchronizacji oświetlenia i przechwytywania obrazu systemy wizji maszynowej wykrywają kształt i orientację transportowanych produktów. System dostosowuje ruchy robotów i odstępy między wózkami, umożliwiając wykonywanie wysoce precyzyjnych operacji przetwarzania i przenoszenia w trakcie ruchu odbywającego się z dużą prędkością.

Symulacja i cyfrowe bliźniaki – tu wszystko ma swój początek. Produkcja adaptacyjna rozpoczyna się od projektowania opartego na symulacji. Projektowanie takie pozwala zobaczyć system w działaniu, przetestować możliwość realizacji i wizualizować jego potencjał – i to bez ponoszenia jakichkolwiek nakładów na sprzęt. Ta sama symulacja służy później do weryfikacji poprawności projektu dla potrzeb analizy porównawczej jakości działania. W całym okresie eksploatacji maszyny cyfrowy bliźniak umożliwia doskonalenie i weryfikację procesów w trybie offline przed ich wdrożeniem na hali produkcyjnej.

Jedna rzecz zmienia wszystko

Konwencjonalna linia produkcyjna to zazwyczaj szereg różnych maszyn, takich jak nalewarka, zakręcarka, czy etykieciarka. Przedzielają je układy załadunkowe i odbioru, a pomiędzy nimi produkty są przenoszone za pomocą różnych mechanicznych systemów przenośników. Rozwiązanie adaptacyjne zastępuje te mechaniczne przenośniki mechatronicznym systemem transportu produktów – systemem track, takim jak SuperTrak i ACOPOStrak firmy B&R, lub systemem lewitacji magnetycznej, takim jak ACOPOS 6D.

Ruch każdego produktu jest sterowany niezależnie i płynnie na całej linii produkcyjnej, produkty nie muszą przechodzić kolejno przez wszystkie systemy i czekać bezproduktywnie na swoją kolej w buforach. Ta jedna różnica ma ogromny wpływ na możliwości całej linii. Zamiast dostosowywać produkty do sztywnej sekwencji procesów, obecnie sama sekwencja jest dostosowywana do potrzeb wynikających z właściwości produktu. Wymagania dotyczące każdej nowej partii można uwzględniać na bieżąco, bez kosztownych przestojów związanych z przezbrojeniem.

Możliwe staje się wytwarzanie małych partii – nawet ograniczonych do pojedynczych wyrobów – po cenach jednostkowych porównywalnych z produkcją masową. Każdy produkt może mieć inny kształt i rozmiar i każdy może podążać własną ścieżką do stacji przetwarzania wymaganych do jego obróbki. Przetwarzanie zsynchronizowane ściśle w oparciu o tę mechatroniczną podstawę i doskonale rozpisane na poszczególne czynności zapewnia radykalną poprawę wszystkich trzech czynników decydujących o ogólnej efektywności sprzętu (OEE): dostępności, wydajności i jakości.

Produkcja adaptacyjna pomnaża OEE

DOSTĘPNOŚĆ

• Całkowite lub niemal całkowite wyeliminowanie przestojów związanych z przezbrojeniem 
• Indywidualna kontrola tolerancji błędów 
• Automatyczne pomijanie wadliwie działających stacji

WYDAJNOŚĆ

• Produktywność bez kompromisów: żadnych przestojów na torze, żadnych przerw w ruchu 
• Intensywność przetwarzania: bez straty czasu w transporcie i obsłudze 
• Przetwarzanie równoległe: zwielokrotniamy wydajność, a nie zajmowaną przestrzeń 

JAKOŚĆ

• Ściślejsza synchronizacja umożliwia ustalanie bardziej rygorystycznych tolerancji 
• Kontrola jakości na linii produkcyjnej i wczesne usuwanie usterek 
• Większa odporność na awarie pozwala zmniejszyć ilość odpadów 

Czołowi producenci operują już kategoriami produkcji adaptacyjnej

Producenci operujący na tych rynkach, na których sama produktywność nie jest już gwarancją sukcesu, podejmują inwestycje zwiększające możliwości adaptacyjne. Aby uzyskać maksymalny zwrot z tych inwestycji i zapewnić opłacalność dostosowania do potrzeb klienta i personalizacji, muszą osiągnąć zdolność adaptacji bez uszczerbku dla OEE. W tym celu dokonują oceny całkowitego kosztu posiadania swoich aktywów produkcyjnych – nie tylko wydatków kapitałowych – z uwzględnieniem złożonego zestawu czynników.

Podjęcie decyzji poprzedzone jest rozważeniem następujących kwestii:

Jak bardzo zbliżony jest koszt jednostkowy w małych partiach do kosztu w produkcji masowej?
Jaka jest najmniejsza ilość zamówienia, którą można wyprodukować z zyskiem?
Czy można wprowadzić nowy produkt na rynek w czasie umożliwiającym skorzystanie z pierwszej fali popytu?
Czy można na tyle zwiększyć wydajność, aby sprostać nowemu zapotrzebowaniu przy wykorzystaniu aktualnie posiadanej powierzchni produkcyjnej?

Takie dylematy rozstrzygane są w coraz większej liczbie branż. Prym wiodą pakowane towary konsumenckie, w przypadku których wiele firm dodaje linie adaptacyjne przeznaczone specjalnie do realizacji zamówień handlu internetowego. Firmy farmaceutyczne i producenci wyrobów medycznych przekonują się, że adaptacyjne rozwiązania produkcyjne pozwalają zwiększyć intensywność produkcji i uzyskać większą wydajność z ograniczonej powierzchni hal produkcyjnych (ppm/m2). Co więcej, rozwiązania te są w stanie w wyjątkowy sposób zmniejszyć ilość odpadów i zapewnić pełną identyfikowalność produktu.

Inne branże, na przykład produkcja akumulatorów do pojazdów elektrycznych, korzystają ze zwiększenia wydajności i mocy produkcyjnych nawet bez częstych zmian partii. W tym przypadku rozwiązania adaptacyjne pomagają producentom szybko reagować na zapotrzebowanie rynkowe i błyskawicznie zwiększać produktywność przy ograniczonym lub zerowym wpływie na wielkość wykorzystywanej powierzchni.

Repatriacja produkcji i ochrona przed skutkami pandemii

Produkcja adaptacyjna ułatwia repatriację produkcji i przenoszenie jej do krajów sąsiednich, a także zrównoważony rozwój. Zamiast dużej scentralizowanej fabryki wyspecjalizowanej w jednej linii produktów, firmy mogą posiadać wysoce elastyczne zakłady regionalne zdolne do wytwarzania wielu produktów. Zmniejsza to koszty wysyłki i magazynowania, a zwłaszcza zużycie energii. Zamiast produkować za granicą i pokrywać koszty długiego, drogiego transportu kontenerowego, producenci adaptacyjni wolą przyjmować niestandardowe zamówienia z krótkim terminem realizacji.

Zautomatyzowane przezbrajanie eliminuje wiele brudnych, żmudnych i niebezpiecznych prac wykonywanych ręcznie. Ma to również inną zaletę, dostrzegalną zwłaszcza w okresie pandemii: adaptacyjne systemy produkcyjne są w stanie działać nawet wtedy, gdy ograniczenia uniemożliwiają pracownikom pracę w fabryce lub gdy brak siły roboczej spowodowany jest jakąkolwiek inną przyczyną.

Innowacyjni producenci maszyn już budują adaptacyjne systemy produkcji

Konieczność dostosowania się do nowych wymagań konsumentów sprawia, że producenci sami stawiają nowe wymagania swoim dostawcom urządzeń. Cykle życia produktów są coraz krótsze, a ulotne trendy pojawiają się i znikają, dlatego producenci muszą w porę wprowadzać nowe produkty na rynek, aby skorzystać z największej fali popytu. Konstruktorzy maszyn muszą stale wracać do etapu projektowania.

Nie dotyczy to, oczywiście, tych spośród nich, którzy odkryli już niezwykłą zdolność maszyn adaptacyjnych do radzenia sobie z problemem często zmieniających się wymagań. Firmy te wiedzą jednak, że budowanie rozwiązań adaptacyjnych wymaga czegoś więcej niż tylko wyposażenia w najnowsze standardy Przemysłowego Internetu Rzeczy. Dopóki maszyny będą postrzegane w kategoriach sztywnej sekwencji procesów, częste przezbrajanie będzie nadal problemem. Wytwarzanie adaptacyjne wymaga bardziej fundamentalnej zmiany w myśleniu o tym, jak rzeczy są produkowane, montowane i pakowane. Ci, którzy już takiej zmiany dokonali potrafią pozbyć się niepotrzebnych ograniczeń, spojrzeć na swoje procesy świeżym okiem i dostrzec w nich nowy, ogromny potencjał. Właśnie w tym miejscu odpowiedni partner w dziedzinie automatyzacji może być nieocenionym źródłem informacji, może zapoczątkować wspomnianą transformację myślową, udzielać wskazówek oraz zapewnić wsparcie w procesie wspólnego rozwoju, który obejmuje wszystkie dyscypliny inżynieryjne.​

Trzy etapy realizacji rozwiązania adaptacyjnego

Etap 1: Kontrola stanu faktycznego

Czy nasza linia produkcyjna jest szeregiem wysp oddzielonych urządzeniami załadunku i odbioru oraz etapami czasochłonnego przekazywania produktów między systemami przenośników? Czy etapy przetwarzania składają się na sztywną sekwencję, której tempo wyznacza najwolniejsza stacja? B&R uczy, jak postrzegać proces z perspektywy poszczególnych produktów – jako sieć stacji przetwórczych, które mogą być odwiedzane w dowolnej kolejności. A może klient jest nadal zainteresowany przede wszystkim wielkością produkcji? B&R pomaga rozwiązać problemy związane z przezbrajaniem poprzez zastąpienie określonego systemu mechanicznego technologią track. Nie zawsze trzeba wymyślać całą linię od nowa – B&R nie proponuje inwestycji niepotrzebnych, nieuzasadnionych autentycznymi racjami biznesowymi.

Etap 2: Czas współtworzenia

Adaptacyjne rozwiązania produkcyjne łączą w sobie niektóre z najbardziej zaawansowanych technologii automatyzacji. B&R ułatwia zarządzanie tą złożonością, oferując narzędzia do projektowania systemu, wizualizacji jego działania i testowania rozwiązań. Pozwala określić możliwy zysk z inwestycji. W większości przypadków nie jest to kwestia punktowych przyrostów, ale radykalnej poprawy w zakresie dyspozycyjności, wydajności i zajmowanej przestrzeni.

Etap 3: Czerpanie korzyści

Symulacja umożliwia sprawdzenie możliwości wykonania i wizualizację potencjalnych efektów przed zainwestowaniem w sprzęt. Ale to nie wszystko: producenci maszyn mogą następnie wykorzystać symulację opracowaną wspólnie z B&R do analizy porównawczej jakości działania i weryfikacji poprawności projektu na użytek swoich klientów.

Nieoceniony partner w zakresie produkcji adaptacyjnej

W otoczeniu zdominowanym przez zmienność, niepewność, złożoność i niejednoznaczność, dzisiejsze systemy produkcyjne muszą radzić sobie ze zmianami o niespotykanym dotąd natężeniu. Producenci i konstruktorzy maszyn na całym świecie odkrywają potencjał produkcji adaptacyjnej, pozwalający przekształcić VUCA z zagrożenia w szansę zyskania przewagi konkurencyjnej. Mając za sobą B&R jako partnera w dziedzinie automatyzacji, korzystają z technologii, wiedzy i wsparcia, które pozwolą im stawić czoła wichrom zmian i pomyślnie pożeglować w świat produkcji adaptacyjnej.


Źródło: B&R