Témata
Reklama

Jak začlenit udržitelnost do průmyslové výroby

V dnešní době připojujeme výraz "udržitelnost" k nejrůznějším produktům i činnostem. Od ryb přes nábytek až po spotřebu energie a architekturu. Míníme tím uchování přírodních zdrojů a ochranu životního prostředí. Obrábění v průmyslové výrobě přitom určitou formu udržitelnosti sledovalo vždy. Obrobky v konkurenceschopných cenách a s vysokou kvalitou totiž umožňují výrobci dosáhnout zisku a udržet tak existenci své firmy.

Cílem současné iniciativy udržitelného obrábění je snižování spotřeby surovin, energie a odpadu v průběhu kompletního cyklu. (Zdroj: Seco Tools)

Snaha o zvyšování efektivity obráběcích procesů zajišťovala průběžný vývoj pokročilých obráběcích strojů, zlepšování vlastností nástrojů i celkovou optimalizaci systému obrábění. Specifické obráběcí strategie jako vysokorychlostní, vysokoposuvová, vysokovýkonná, nebo různé varianty adaptivního obrábění s využitím pokročilých softwarů jsou toho důkazem.

Cílem současné iniciativy udržitelného obrábění je snižování spotřeby surovin, energie a odpadu v průběhu kompletního cyklu. A to na úroveň, která bude minimálně v rovnováze s přípustným zatížením naší planety. Obecné diskuze o udržitelnosti se často soustřeďují na velké globální problémy spojené s životním prostředím, avšak pomíjejí základní faktory, jako jsou cena, náklady, spokojenost zákazníků, znalosti procesu a spolehlivost. Pravý úspěch udržitelnosti v oboru obrábění začíná u jednoduchých, přímočarých kroků a analýz.

Reklama
Reklama

Udržitelné ceny

Každá firma se snaží stanovit udržitelné ceny. Dostatečně vysoké, aby pokryly náklady a vytvořily zisk, a současně takové, aby neodradily zákazníky. Vyšší cenu lze stanovit, pokud zákazník vnímá, že mu produkt přináší něčím výjimečnou hodnotu. Je-li cena na trhu příliš nízká, zisk se snižuje, a pokud je nižší než náklady na výrobu, vznikají ztráty. Pak musejí ti, kdo produkt navrhují a obrábějí, najít způsob, jak jej vyrobit levněji, rychleji a lépe – snížit výrobní náklady a vytvořit udržitelný zisk.

Neviditelné náklady

V praxi není často snadné rozlišit, kde končí náklady a začíná zisk – skutečné náklady nejsou jasně zřetelné. Ve výpočtech chybí skryté, opomíjené nebo neznámé faktory. Obvykle to jsou neplánované výpadky výroby, zmetky a poškozené nástroje. Ty totiž nebývají považovány za reálné. „Neviditelnost“ některých nákladových faktorů bývá většinou záležitostí celé firmy. V udržitelné struktuře nákladů je třeba neviditelné zviditelnit – prozkoumat a vyhodnotit výrobní procesy, včetně celkové struktury a organizace toku činností a odhalit i skryté náklady.

Patrick De Vos, manažer obchodního rozvoje a vedoucí technického vzdělávání v rámci Seco Consultancy. (Zdroj: Seco Tools)

Spokojenost zákazníků

Zákazník chce vědět, kdy dostane své zboží a v jeho mysli začíná běžet dodací lhůta okamžikem objednání. Avšak dodací lhůta není jenom výrobní čas. Trvá-li obrábění tři týdny a administrativa dva týdny, je třeba poctivě deklarovat dodací lhůtu pět týdnů. Plnit cíle spolehlivosti dodacích termínů a udržovat spokojenost zákazníků musí být zásadní snahou každé výrobní firmy.

Odpady a přesnost údajů

Efektivní výroba snižuje na minimum plýtvání časem, energií i surovinami. Otázka vzniku odpadů při obrábění (třísky, olej a chladivo) je velice komplexní. Tradičně jsou odpady považovány za nevyhnutelný důsledek procesu – obtížně řešitelný, a proto málo dotýkaný.

Účinné snižování odpadů a šetření zdroji vyžaduje důkladnou znalost vlastností materiálu polotovarů i procesu obrábění. Je třeba provádět přesná měření procesních faktorů a stanovit konkrétní výsledky všech postupů. Nemá smysl používat zaokrouhlené hodnoty – ty brání určení přesných dopadů provedených změn. Pokud nějaký výrobní provoz tvrdí, že dosahuje účinnosti výroby „přes 60 procent“, znamená to 61 procent, nebo 95 procent? Obě hodnoty jsou vyšší než 60 procent. Jaký je tedy pravý stav věcí?

Diskuze o udržitelnosti se často soustřeďují na velké globální problémy spojené s životním prostředím, opomíjejí však základní faktory, jako jsou cena, náklady, spokojenost zákazníků, znalosti procesu a spolehlivost. (Zdroj: Seco Tools)

Výplaty a udržitelnost

Při analýze udržitelnosti ve vztahu ke globální ceně práce by neměl odhad produktivity práce zahrnovat mzdové náklady. Vzorec, kde se produktivita práce rovná obratu produkce minus náklady na zakoupené zboží a služby, to děleno počtem zaměstnanců, a ještě děleno jednotkou času, stanovuje produktivitu práce bez vlivu ceny práce. Umožňuje tedy porovnávat produktivitu práce napříč zeměmi i firmami s odlišnými platovými tarify. Ve vyspělé ekonomice však vždy vyžaduje udržitelnost produktivity investice do nových technologií a výrobních metod i trvalé vzdělávání výrobního personálu. Kvalifikovaní operátoři s univerzálními znalostmi dokážou rychle a správně reagovat a překonávat různé nedostatky či případná narušení ve výrobě.

Spolehlivý proces

Udržitelný obráběcí proces je spolehlivý a předvídatelný, s minimálními ztrátami energie. Nespolehlivý proces vede ke vzniku neshodných obrobků, a tedy k plýtvání surovinami, energií i lidskou prací, které byly na výrobu nepoužitelných produktů vynaloženy.

Z pohledu udržitelnosti je rozpracovanost (Work In Process – WIP) v podstatě plýtváním. Ekonomicky vzato, jde o ztrátu peněz, času i pracovního prostoru. Navíc existuje riziko, že dojde k poškození nedokončených obrobků během přesunů v rámci logistických operací. Z toho vyplývá, že by se měl každý výrobní provoz postarat o co nejsilnější potlačení úrovně rozpracovanosti.

Pravý úspěch udržitelnosti v oboru obrábění začíná u jednoduchých, přímočarých kroků a analýz. (Zdroj: Seco Tools)

Snižování spotřeby energie

Historicky platilo, že výroba neustále nacházela způsoby, jak dosahovat lepších výsledků s menším množstvím energie. Mnoho výrobních závodů dříve používalo stroje o výkonu 70 kW i více. Současné obráběcí stroje s výkonem 7 kW (10x menším) přesto mohou nabídnout vyšší produktivitu. Udržitelný obráběcí proces musí probíhat za minimální spotřeby energie na jednotku objemu odebraného materiálu. Snaha o snižování energetické spotřeby vede automaticky také k nižšímu plýtvání energií a provozu celkově přívětivějšímu k životnímu prostředí.

Zvyšování efektivity

Většinu strojem spotřebované energie nemá překvapivě na svědomí hlavní vřeteno. Pohony vřetena a os obvykle spotřebovávají kolem 30 % energie, chladicí systémy až 45 % a zbytek využívají čerpadla, transformátory, řídicí systém a další. Z toho plyne, že i když stroj právě neobrábí, spotřebovávají jeho pomocné systémy stále zhruba 2/3 celkového příkonu.

Efektivní využívání energie může významně zvýšit kapacitu výroby, a to při minimálním nárůstu celkové energetické spotřeby. Udržitelné obrábění necílí primárně na snížení spotřeby energie, ale na vyšší produktivitu při jejím vynakládání.

Závěr

Výrobní provozy se dlouhodobě snaží o dosažení ekonomické udržitelnosti obráběním vysoce kvalitních produktů s konkurenceschopnou cenou, které zajišťují jejich dlouhodobou existenci. Ekonomická udržitelnost je dána mnoha faktory. Obecně vzato jsou všechny z nich důležité, a přitom vlastně jednoduché. Jde především o poctivé a přesné vyhodnocení skutečného stavu a eliminaci ztrát ve všech aspektech výrobního procesu. Při snaze o dosažení ekonomické udržitelnosti však nesmějí současní výrobci ani na chvíli ztrácet ze zřetele komplexní otázky snižování dopadu výroby na životní prostředí a směřování k udržitelnosti v globálním smyslu.

Z původní statě „How Sustainability Applies to Manufacturing“ (k dispozici v anglické i české verzi zde) autora Patricka De Vose upravil Jan Matějíček, vedoucí technického vzdělávání Seco Tools CZ.

Seco Tools CZ

Reklama
Související články
Příručka pro technology: Ekonomika výroby a celková optimalizace

Obrábění kovů je technologický proces, který se využívá k výrobě obrobků zadaných rozměrů a tvarů, tolerance a kvality povrchu. Pro tento proces je příznačná aplikace mnoha různých nástrojů. Jsou však všechny tyto nástroje skutečně potřebné a jsou aplikovány tak, aby bylo využito jejich maximálního možného výkonu? V procesu obrábění kovů se vždy vyskytnou situace, které mohou být optimalizovány. Představují jistá úskalí znesnadňující dosažení konečného cíle, kterým je především hospodárný a efektivní výrobní proces.

Komplexní obrábění rotačních dílů

Následující článek poskytuje reference rakouského výrobce obráběcích strojů Emco u svých klíčových zákazníků. V dnešním vydáním přineseme pohled z laakirchenského závodu na výrobu rotačních dílů Miba Gleitlager Austria GmbH a v příštím vydání reportáž ze salcburské firmy MTE Metalltechnik Elsenhuber specializující se od kusové až po sériovou výrobu dílů a sestav.

Úspora času a nákladů s technologií MQL

Myšlenka snížit spotřebu chladicího maziva při obrábění není nová. Naopak - technologie minimálního množství maziva (MQL) byla popsána a zavedena již před 20 lety. Stejně jako v mnoha jiných případech, technologie musela projít dlouhou cestou vývoje.

Související články
Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

O všem rozhoduje stav řezné hrany

Doba životnosti břitových destiček, po kterou jsou schopné efektivního obrábění kovů s uspokojivou kvalitou obrobené plochy, má při současném vysokorychlostním soustružení ocelí přímou souvislost s neporušeností jejich řezné hrany. Tajemství úspěchu při soustružení v široké a značně různorodé aplikační oblasti P25 spočívá ve snížení rychlosti spojitého a dobře kontrolovatelného opotřebení a vyloučení nespojitého a často i nekontrolovatelného opotřebení. Pokud v důsledku nevhodného typu opotřebení dojde k poškození řezné hrany, má to za následek velmi rychlý rozvoj defektu, což se projeví nepřijatelnými rozměry nebo kvalitou obrobených součástí a vede ke ztrátě bezpečnosti obráběcího procesu.

Modulární závitník snižuje náklady na nástroje

Recept na úspěch modulárního závitníku spočívá v kombinaci hlavy se závitem ze slinutého karbidu s tuhou ocelovou stopkou. Spojení je konstruováno jako rozebiratelné. V praxi je tak možné zvýšit řeznou rychlost oproti závitníkům z ocele více než dvakrát a současně snížit náklady na nástroje o 50 %.

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

Názorové fórum odborníků

Na tomto místě budeme pravidelně přinášet názory odborníků k tématům, která se objeví v aktuálním vydání MM Průmyslového spektra. V dubnovém vydání jsme zástupcům vysokých škol a firem položili následující otázku:

EMO Hannover 2013, část 2 - MM Award Ocenění pro nejlepší exponáty

I v letošním roce proběhlo z iniciativy německých kolegů časopisu MM MaschinenMarkt udílení ocenění exponátům, které jsou něčím zajímavé a zaujaly odbornou porotu. Protože značky MM, VDW a EMO překročily hranice Německa a Evropy, nelze si dovolit přehlížet ocenění, které společně tyto značky zastřešují.

Komodita Machine Tool je japonskou jistotou. Jak dlouho?

Japonsko. U Evropana tato destinace stále vyvolává pocit neznáma a určitého tajemna. Je to země kruté historie ovlivněné přímo i nepřímo lidskými rozhodnutími, jenž zanechaly v celé řadě generací znatelný šrám projevující se uzavřeností a prvotní osobní nedůvěřivostí a i určité váhavosti projevující se například z obavy ze sdělení negativního názoru spoluřečníkovi, aby se případně necítil uražen. V komunitě Japonců jste pokaždé udivováni obrovskou vzájemnou úctou a respektem. Budiž jejich chování vzorem pro ostatní národy.

Step by step...but fast

Neexistuje mnoho komodit na světě, kde by výrobky, řekněme prvních TOP deseti firem, byly na tak podobně špičkové technické úrovni, jako je tomu v oblasti řezných nástrojů. Globalizace a fúze, jejíž jsme v poslední době svědky, hraje v těchto případech prim a pomáhá firmám těžit z celé řady výhod vyplývajících ze členství v nadnárodních korporacích. Od většího objemu financí do centralizovaného výzkumu a inovací, využívání dílčích know-how, přes snadnější přístup na trhy, kde jsou ostatní členové uskupení již dobře etablováni, až po upevňování vazeb se stávajícími a získávání nových zákazníků jenž reflektují jejich inovace a profesionální servisní služby vycházející z jejich globálního působení. Na druhou stranu však zákazníci nadnárodních koncernů mohou postrádat individuální přístup více se koncentrující na spokojenost konkrétního zákazníka v dané lokalitě a jsou "obětmi" dosažení každoročních nárůstů obratu, jenž stanovuje management působící na druhé polokouli světa. Pozitiva z globálního uskupení jsou bezesporu však převažující.

Nástroje pro čelní frézování

Čelní frézování představuje již od počátků velmi širokou aplikační oblast obrábění kovů. Frézování povrchů kolmých na osu rotace nástroje je stále velmi častým případem, a proto patří čelní frézy dlouhodobě k základnímu sortimentu obráběcích nástrojů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit