Niezależna próba zastosowania rozwiązania w praktyce: tak ekonomiczne są rozwiązania Karakuri/LCA

Podczas gdy koncern motoryzacyjny Toyota szkoli co roku w Japonii ok. 400 wykwalifikowanych pracowników w zakresie rozwiązań Karakuri/LCA (= Low Cost Automation), ta wyjątkowa metoda Lean Production nie jest u nas jeszcze zbyt rozpowszechniona. 

Rozwiązania Karakuri/LCA to konstrukcje automatyzacyjne, w których w większości rezygnuje się z zasilania elektrycznego, czujników, układów sterowania i programowania, opierając się głównie na zasadach grawitacji i mechaniki. Rozwiązaniem Karakuri/LCA można w wielu przypadkach zastąpić tradycyjne systemy automatyzacyjne, a także znacznie zmniejszyć koszty. „Jednak dotychczas brakowało badań potwierdzających opłacalność rozwiązań Karakuri/LCA, które zostałyby przeprowadzone przez niezależną jednostkę. Jako uniwersytet cieszymy się prawdziwą niezależnością, dlatego podjęliśmy się tego zadania”, wyjaśnia prof. dr inż. Volker Ahrens. Ahrens jest kierownikiem katedry zarządzania produkcją na NORDAKADEMIE Hochschule der Wirtschaft (pol. Akademia Północna, Wyższa Szkoła Ekonomii), gdzie prowadzi badania i wykłada o rozwiązaniach Karakuri/LCA. W ramach projektu praktycznego, któremu patronuje, sześciu studentów inżynierii przemysłowej postanowiło na podstawie nasz system modułowy Lean Production przeprowadzić tego rodzaju badania.

Dwa sposoby na realizację zadania automatyzacyjnego

Właściwym celem projektu było porównanie dwóch sposobów realizacji poniższego zadania automatyzacyjnego: Przetransportowanie pojemnika (typu KLT) z przekładnią o wadze 6 kg nad przeszkodą o wysokości 2 m i długości 3 m. Największym wyzwaniem było amortyzowanie i wyhamowanie przesuwanych ładunków. W tym celu zaprojektowano w całości klasyczny system automatyzacyjny z podnośnikiem i taśmą podajnikową wyposażonymi w elektryczny podnośnik oraz rozwiązanie Karakuri/LCA, przy czym wykonano jedynie to ostatnie. „Okazało się, że standardowe rozwiązanie będzie znacznie droższe, dlatego jego budowa byłaby nieopłacalna”, dodaje Finnja Kietzke, członkini zespołu projektowego. Dzięki zaprojektowaniu obu rozwiązań na podstawie komponenty item udało się w bardzo realistyczny sposób porównać koszty obu przedsięwzięć. Ostatecznie obliczenia kosztów materiałowych i osobowych wykazały oszczędność 40% na korzyść rozwiązań Karakuri/LCA. „To ma duże znaczenie”, podkreśla profesor Ahrens. „Oczywiście trzeba w tym miejscu dodać, że każda konstrukcja jest inna. Dlatego wartości nie można przenieść 1:1 na każde zadanie automatyzacyjne. Ale ten rząd wielkości daje dużo do myślenia”.

W porównaniu do tradycyjnych systemów automatyzacyjnych obliczenia kosztów materiałowych i osobowych wykazały oszczędność 40% na korzyść rozwiązań Karakuri/LCA.

Transport realizowany przez rozwiązanie Karakuri/LCA rozpoczyna się od wejścia pracownika na rampę, która opuszcza się pod wpływem jego ciężaru. Poprzez przeniesienie siły przeciwwaga przesuwa się do góry za pomocą linki. Jednocześnie wózek na pojemnik zjeżdża w dół. Teraz pracownik musi jedynie wcisnąć pojemnik na wózek i zejść z rampy. Podobnie jak w przypadku windy, wózek z pojemnikiem przesuwa się do góry. Następnie należy przenieść pojemnik przez przeszkodę do wieży, aby przetransportować go na dół. Tutaj pojemnik przesuwany jest do przodu po nachylonej powierzchni i listwie rolkowej. Tego rodzaju konstrukcję można nazwać „mostem Karakuri/LCA”. Na koniec pojemnik dojeżdża za pomocą linki i przeciwwagi na docelowe miejsce. Tutaj jest wyhamowywany przez dwa uchwyty ze stoperami, dzięki czemu nie wyjeżdża poza jednostkę przyjmującą.

Produkty, oprogramowanie do projektowania i treści internetowe item to szybszy sposób na dotarcie do celu

Aby rozwiązania Karakuri/LCA można było pokazywać na targach, muszą być łatwe w demontażu. Właśnie to umożliwia prosta technika łączenia typowa dla systemu profili rurowych D30. System składa się z łącznie 4 części i w 2 osoby można go w łatwy sposób złożyć i zdemontować. Elementy item okazały się strzałem w dziesiątkę: „Słyszeliśmy kiedyś na prezentacji o rozwiązaniach Karakuri/LCA, ale przed realizacją tego projektu nie mieliśmy z nimi styczności. Dzięki komponentom item realizacja całego projektu była intuicyjna. Mogliśmy bez konieczności przeprowadzenia szkoleń natychmiast zacząć montaż”, dodaje Hans Böhme, jeden ze studentów należących do zespołu projektowego. Jego kolega, Malte Wörmer, podkreśla pozytywne doświadczenia przy uczeniu się: „Praca przy projekcie odbywała się zgodnie z regułą Learning by Doing i była świetną zabawą”. Do projektowania dużej części urządzenia użyto programu item Engineeringtool, co znacznie przyspieszyło pracę. Oprócz katalogu produktów systemu modułowego Lean Production użyteczne były również filmy na temat rozwiązań Karakuri/LCA oraz item Engineeringtool dostępne na kanale YouTube item .

Rozwiązania Karakuri/LCA to prosta innowacja, która ogranicza się do minimum i jest nieskomplikowana pod kątem technicznym, wytrzymała i nie wymaga serwisowania.

Dla klasyfikacji Lean Production ogólnie oraz rozwiązań Karakuri/LCA w szczególności bardzo dużo wnosi charakterystyka tego systemu jako „łatwej innowacji”, jaką zaproponował profesor Ahrens. W tym kontekście „łatwa” oznacza również „nieskomplikowana” i „użyteczna”. Łatwą innowację cechuje to, że ogranicza się do minimum i jest nieskomplikowana pod kątem technicznym, wytrzymała i nie wymaga serwisowania. Nie powinno się jednak utożsamiać rozwiązań Karakuri/LCA z Lean Production, ponieważ w tym przypadku chodzi o najbardziej wymagający przykład odchudzonej produkcji. W celu wdrożenia zasad Lean Production warto użyć innych rozwiązań np. odchudzonych środków produkcji. W przeciwieństwie do standardowego rozwiązania automatyzacyjnego systemy Karakuri/LCA są łatwiejsze do wdrożenia, w związku z tym również bardziej ekonomiczne. Duży potencjał ma również połączenie obu przykładów systemów automatyzacyjnych, czyli tzw. hybrydowe rozwiązania Karakuri/LCA: „Jedno drugiego nie wyklucza. Jedną część można wyposażyć w standardowy system automatyzacji, a drugą w mechaniczny. W ten sposób można obniżyć koszty”, podkreśla profesor Ahrens.

Interesują Cię ciekawostki i nowości świata produkcji lean? W takim razie mamy coś dla Ciebie: Zapisz się do blogowego newslettera item, wykorzystując do tego baner w prawym górnym rogu!