Automatyzacja produkcji: od czego zacząć w małym zakładzie

Mail przychodzi w tym samym brzmieniu kilka razy w miesiącu: automatyzacja linii produkcyjnej od czego zacząć, budżet 80 tys. zł, zakład na dwanaście osób. Odpowiedź nie brzmi „kup robota”. Brzmi: znajdź jedno stanowisko, na którym człowiek powtarza tę samą czynność setki razy dziennie, policz jego godziny, a narzędzie wybierz na końcu. Poniżej ceny, terminy wdrożenia i formalności, o których pamięta się najrzadziej.

Co się opłaca automatyzować, a co lepiej zostawić ludziom

Automatyzacja zwraca się tam, gdzie czynność jest powtarzalna, opisywalna i długa w skali dnia. Pakowanie, etykietowanie, cięcie na wymiar, paletyzacja, podawanie detalu do prasy: człowiek robi to setki razy, a maszyna nie nudzi się po ósmej godzinie. Nie opłaca się automatyzować oceny wzrokowej przy zmiennym asortymencie, prac wykonywanych raz w tygodniu ani czynności, która i tak trwa dziesięć sekund.
Policz to na jednym stanowisku, zanim zadzwonisz do integratora. Osoba pakująca 100 sztuk na zmianę zużywa około trzech minut na sztukę, czyli pełne pięć godzin dziennie. Automat pakujący robi tę samą sztukę w 10–20 sekund, więc odzyskujesz nie tylko godziny, ale i moc na drugą zmianę bez zatrudniania kogokolwiek. Koszt pracownika produkcyjnego dla firmy to dziś 5,5–7,5 tys. zł miesięcznie z narzutami, czyli 66–90 tys. zł rocznie, i ta liczba jest mianownikiem w każdym rachunku zwrotu, jaki zrobisz.

Trzy ścieżki: sterownik PLC, maszyna CNC, robot

Sterownik PLC to najtańsze wejście i zwykle najlepszy pierwszy krok. Siemens S7-1200 z panelem HMI, czujnikami i szafą to 15–35 tys. zł razem z programem i montażem, a program integrator pisze w dwa do czterech tygodni. Sterownik przejmuje sekwencję: przenośnik podaje, czujnik potwierdza pozycję, siłownik dociska, piła tnie, licznik zapisuje sztukę. Ludzie zostają przy ustawianiu i kontroli, nie przy podawaniu.
Maszyna CNC ma sens tam, gdzie przerabiasz materiał: piła panelowa, frezarka, wypalarka plazmowa. Wejście to 80–200 tys. zł, ale wydajność rośnie kilkukrotnie, a powtarzalność wymiaru schodzi do dziesiątych części milimetra. Robot to droga trzecia i najdroższa. Cobot Universal Robots UR5e albo UR10e, stawiany bez klatki, to 120–200 tys. zł z chwytakiem i oprogramowaniem. Klasyczne ramię KUKA, ABB czy Fanuc z ogrodzeniem, kurtynami bezpieczeństwa i integracją zamyka się w 200–450 tys. zł. Używany robot bywa o połowę tańszy, tylko sprawdź dostępność części i wersję kontrolera.

Ile to kosztuje i kiedy się zwraca

Budżet pierwszego wdrożenia rozkłada się przewidywalnie: sprzęt 50–60 procent, program i inżynieria 25–35 procent, montaż, szkolenie i zabezpieczenia resztę. Stawka integratora automatyki to 150–250 zł za godzinę, a projekt małej celi mieści się w 80–200 godzinach. Dochodzi pozycja, o której zapominają prawie wszyscy: oprzyrządowanie pod konkretny detal, 5–20 tys. zł, bo maszyna kupiona bez niego nie zrobi twojego produktu.
Zwrot licz konserwatywnie, na godzinach, nie na obietnicach handlowca. Jeśli wdrożenie za 60 tys. zł zdejmuje z ludzi pół etatu, masz 33–45 tys. zł oszczędności rocznie i zwrot w 16–22 miesiące. Do 24 miesięcy projekt jest bezpieczny, powyżej 36 miesięcy ryzykowny, bo w tym czasie zmieni się asortyment. Na finansowaniu patrz na leasing z ratą rozłożoną na 48–60 miesięcy oraz na kredyt technologiczny z premią technologiczną BGK i konkursy Ścieżki SMART w programie FENG, gdzie dofinansowanie części inwestycyjnej sięga kilkudziesięciu procent kosztów kwalifikowanych.

Wdrożenie krok po kroku: od pomiarów do rozruchu

Pomiary, wybór stanowiska i umowa

Kolejność, która zmniejsza liczbę niespodzianek, wygląda tak. Krok pierwszy: tydzień pomiarów na hali, stoper i kartka, ile trwa każda operacja i ile razy dziennie się powtarza. Krok drugi: wybór jednego stanowiska, na którym odzyskasz minimum dwie godziny dziennie. Krok trzeci: zapytanie do trzech integratorów, zawsze z tym samym opisem detalu, wydajności i miejsca. Krok czwarty: umowa rozbita na etapy, z kryterium odbioru wyrażonym w liczbach, na przykład 240 sztuk na godzinę przy brakach poniżej jednego procenta.

Terminy, rozruch i odbiór

Harmonogram realny to 2–8 tygodni od podpisania do rozruchu przy prostym wdrożeniu PLC i 3–6 miesięcy przy celi robotowej, licząc dostawę sprzętu. Rozruch planuj na okres niskiego obłożenia, nie w szczycie sezonu. Stare stanowisko zostaw sprawne przez pierwszy miesiąc, żeby mieć gdzie wrócić w razie postoju. Odbiór rób na produkcji seryjnej i na trzech różnych partiach materiału, bo automat, który radzi sobie z blachą z pierwszej dostawy, potrafi stanąć na tej z drugiej.

Gdzie takie projekty się wywalają

Cztery rzeczy topią wdrożenia w małych zakładach. Pierwsza: brak człowieka od obsługi. Jedna osoba musi umieć przełączyć program na inny detal i wiedzieć, co zrobić po zadziałaniu wyłącznika bezpieczeństwa, więc wpisz dwa dni szkolenia do umowy. Druga: brak części zamiennych. Czujnik za 200 zł z dostawą na trzy dni zatrzymuje linię na trzy dni, więc komplet czujników i bezpieczników trzymaj w szafie od pierwszego dnia.
Trzecia: formalności. Wpięcie robota albo nowego sterowania w maszynę to zwykle modyfikacja istotna, po której potrzebna jest nowa ocena ryzyka według PN-EN ISO 12100, dobór poziomu bezpieczeństwa według PN-EN ISO 13849-1 i deklaracja zgodności na zespół maszyn. Integrator powinien dostarczyć te papiery ze sprzętem, a inspekcja pracy zapyta właśnie o nie. Czwarta: liczenie oszczędności na zwolnieniach. W zakładach, które znam, nikt po automatyzacji nie odchodzi: ci sami ludzie obsługują drugą zmianę albo kontrolę jakości, a zysk bierze się z przerobu, nie z listy płac.