Fakty i wyzwania
Sektor projektowania zakładów i budowy maszyn w Niemczech, do którego należy około 6500 firm zatrudniających około milion pracowników, generuje łączny obrót rzędu 240 mld EUR. Jest on zdominowany przez średnie przedsiębiorstwa. Małe przedsiębiorstwa zatrudniające mniej niż 100 pracowników i charakteryzujące się wskaźnikiem rotacji 12% stanowią w przybliżeniu 65% wszystkich przedsiębiorstw z sektora budowy maszyn. Przedsiębiorstwa zatrudniające od 100 do 500 pracowników stanowią około 30% przedsiębiorstw z sektora budowy maszyn. Generują one w przybliżeniu 35% obrotu całego sektora. Duże przedsiębiorstwa, które stanowią zaledwie 5% wszystkich przedsiębiorstw, generują ponad 50% obrotu całego sektora. Największymi firmami z sektora projektowania zakładów i budowy maszyn w Niemczech są Siemens AG, Robert Bosch GmbH, Thyssenkrupp AG, Linde AG, MAN SE, Krones AG i DMG Mori AG. Sektor ten jest bardzo zróżnicowany. Należą do niego przedsiębiorstwa zajmujące się budową maszyn do zastosowań ogólnych i specjalistycznych, projektowaniem zakładów, automatyką i robotyką, a także dostawcy i producenci elementów. Projektowanie zakładów i budowa maszyn to jeden z najważniejszych sektorów niemieckiej gospodarki, który odgrywa w niej kluczową rolę. Niemcy to jeden z największych producentów i eksporterów maszyn na świecie. Największym producentem maszyn są jednak Chiny. Zgodnie z Niemiecką federacją inżynierską (VDMA) Chiny w 2020 r. wyprzedziły Niemcy i stały się największym na świecie eksporterem maszyn.
Technologie Przemysłu 4.0, takie jak cyfryzacja i automatyzacja, wywierają ogromny wpływ na cały sektor. Przykładowo firma Siemens opracowała cyfrowy zakład produkcyjny, w którym wykorzystano nowoczesne technologie, takie jak Internet rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI) i uczenie maszynowe, do automatyzacji i optymalizacji produkcji. Obejmuje to inteligentne linie produkcyjne, systemy produkcyjne sterowane robotami i sieci czujników, które gromadzą i analizują dane w celu doskonalenia procesów produkcyjnych. Nowe materiały i procesy produkcyjne, takie jak wytwarzanie addytywne, również wywierają duży wpływ na budowę maszyn i systemów. Jako przykłady można podać lekką i zoptymalizowaną konstrukcję, szybkie prototypowanie, części zamienne na żądanie, niestandardowe produkty i optymalizację kosztów.
Dodatkowo kwestie społeczne, takie jak zrównoważony rozwój, gospodarka o obiegu zamkniętym, niedobór pracowników wykwalifikowanych i kryszys gospodarczy, wywierają ogromny wpływ na projektowanie zakładów i budowę maszyn. Zmiany demograficzne doprowadzą do znacznego niedoboru pracowników wykwalifikowanych, w tym inżynierów. Wielu inżynierów zbliża się do wieku emerytalnego, a liczba osób kończących studia inżynierskie spada.
Trendy w projektowaniu zakładów i budowie maszyn
Wskutek pandemii i innych kryzysów nastąpił szybki rozwój cyfryzacji, Przemysłu 4.0 i robotyki. Przyszłość należy do inteligentnego wytwarzania, ponieważ umożliwia ono znaczne zwiększenie efektywności, obniżenie kosztów, zwiększenie elastyczności, wzrost poziomu jakości i bezpieczeństwa, personalizację produktów i podniesienie poziomu zrównoważonego rozwoju.
Fabryki, zakłady i procesy produkcyjne planuje się przy użyciu ich cyfrowych modeli:
dzięki nim funkcjonowanie inteligentnej fabryki można zasymulować jeszcze przed jej wybudowaniem. Można również z łatwością monitorować zmiany w produkcji.
W projektowaniu zakładów i budowie maszyn coraz częściej stosuje się zautomatyzowane systemy magazynowania, transportery autonomiczne (AGV), roboty, maszyny połączone, czujniki, systemy cyberfizyczne, big data i sztuczną inteligencję.
Produkcja zgodnie z koncepcją lean i przepływ jednej sztuki:
W logistycznym przepływie podczas produkcji pracownik towarzyszy sztuce na poszczególnych etapach obróbki/przetwarzania aż do zakończenia procesu. To podejście sprawia, że procesy produkcyjne w sektorze budowie maszyn są efektywniejsze, elastyczniejsze i oszczędzają więcej zasobów.
Nowe materiały i procesy produkcyjne
Nowe materiały, takie jak kompozyty, pianki metalowe lub tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami, pozwalają na produkcję lżejszych, lecz trwałych elementów. Wytwarzanie addytywne umożliwia tworzenie kształtów o złożonej geometrii i zoptymalizowanych konstrukcji.
Plan subskrypcji dla parków maszynowych:
Zamiast inwestowania dużych kwot w zakup maszyn przedsiębiorstwa regularnie uiszczają opłaty abonamentowe za możliwość korzystania z maszyn i urządzeń, których potrzebują. Zaletami są m.in. niższe początkowe koszty inwestycji, elastyczność, dodatkowe usługi i dostęp do najnowocześniejszych technologii.
Zrównoważony rozwój i gospodarka o obiegu zamkniętym:
Celem Zielonego Ładu jest uczynienie europejskiego przemysłu bardziej przyjaznego środowisku i promowanie gospodarki o obiegu zamkniętym, a co za tym idzie promowanie zrównoważonych technologii produkcji i ograniczanie ilości odpadów i zanieczyszczenia. Niemiecka Ustawa o łańcuchach dostaw obliguje przedsiębiorstwa do przestrzegania praw człowieka i norm dotyczących ochrony środowiska w całym łańcuchu dostaw.
Niedobory umiejętności, adaptacyjne zespoły, nowe modele czasu pracy i wykorzystanie sztucznej inteligencji przekształcają świat pracy w przemyśle w ujęciu ogólnym, a w szczególności projektowanie zakładów i budowę maszyn. W związku z tym inżynierowie ze wszystkich branż są desperacko poszukiwani.
Trudne środowisko gospodarcze:
Recesja, inflacja, kryzysy, chińska konkurencja. Niektórymi sposobami radzenia sobie z tymi problemami są zbliżanie relacji z klientami, zwiększanie lojalności klientów oraz doskonalenie usług, co z kolei ma pozytywny wpływ na spójność łańcuchów dostaw i zarządzanie ryzykiem w tych łańcuchach.
Jakie są wymagania logistyczne?
Technologie Logistyki 4.0 stosuje się nawet częściej w projektowaniu zakładów i budowie maszyn. Celem jest tworzenie inteligentnych, cyfrowych i zautomatyzowanych fabryk z odpowiednimi logistyką i intralogistyką. W rezultacie coraz częściej stosuje się zautomatyzowane systemy magazynowania, takie jak magazyny obsługiwane wahadłowo, magazyny automatyczne, systemy regałów paletowych obsługiwane układnicami regałowymi, zautomatyzowane magazyny małych części (systemy AS/RS) itp. Sercem Intralogistyki 4.0 jest system zarządzania zapasami lub magazynem (IMS lub WMS). Poszczególne elementy magazynu, takie jak systemy magazynowania, transportery AGV, roboty, systemy kompletacji itp., są połączone ze sobą i z innymi częściami przedsiębiorstwa, np. z produkcją. Wszystkie procesy są optymalizowane poprzez gromadzenie dużych ilości danych i ich ocenianie przez AI. Do symulowania procesów magazynowych i zwiększania efektywności można używać modelu cyfrowego.
W projektowaniu zakładów i budowie maszyn system Kanban i systemy przepływu jednej sztuki wciąż stosuje się do optymalizowania produkcji, nawet jeśli pandemia spowodowała zwiększenie zapasów w obszarach buforowych. Obie zasady można wdrożyć w magazynie, na przykład z wykorzystaniem specjalnych regałów Kanban. W przypadku procesu z użyciem jednej sztuki bieżące procesy magazynowe analizuje się w celu określenia „wąskich gardeł”. Aby zapewnić ciągły przepływ materiałów, należy odpowiednio zaprojektować układ magazynu. Może to obejmować zmianę rozmieszczenia regałów półkowych i magazynowych, stanowisk pracy lub utworzenie określonych ścieżek przepływu. Zasady lean są wdrażane w celu zmniejszenia odpadów w magazynie. Obejmują one takie środki, jak unikanie sztaplowania materiałów, maksymalne skracanie czasów transportu oraz doskonalenie procesów roboczych. Oczywiście procesy magazynowania muszą być stale monitorowane i udoskonalane (słowo kluczowe: Kaizen), aby zoptymalizować przepływ materiałów i przepustowość.
Efektywny transport bliski małych części i części typu C jest szczególnie ważny w przedsiębiorstwach zajmujących się projektowaniem zakładów i budową maszyn. BITO oferuje regały półkowe i magazynowe oraz pojemniki do systemów Kanban, takie jak pojemniki do części typu C, które łączą w sobie zalety pojemników do transportu bliskiego i pojemników magazynowych otwieranych od przodu, a także pojemniki Euro o wymiarach modułowych. Autonomiczny transporter pojemników LEO locative firmy BITO jest szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem z perspektywy użytkowania w zautomatyzowanych procesach budowy maszyn ze względu na swoją elastyczność, montaż typu „plug & play”, łatwą obsługę, niskie koszty zakupu oraz zdecentralizowane sterowanie. Transporter LEO sprawia, że pracownicy nie muszą pokonywać pieszo dużych odległości ani nosić ciężkich ładunków.
Oczywiście BITO oferuje wiele innych rozwiązań magazynowych, takich jak systemy stacjonarnych i przepływowych regałów półkowych i magazynowych, systemy jedno- i wielopoziomowe oraz pojemniki do magazynowania, transportu i kompletacji zamówień.
