Құрастырылмалы цехтар үшін қандай өндірістік желілер тиімді?

Өнеркәсіптік мақсаттар үшін құрастырылмалы цехтардың негізгі дизайнының артықшылықтары

Құрастырылмалы цех ғимараттарының модульді дизайны мен құрылымдық тиімділігі

Дайын бөлшекті цехтар құрылымдық тиімділікті қамтамасыз ету үшін модульдік жобалау концепциясын қолданады, олар стандартты құрылыс әдістерімен жетуге болмайтындай деңгейде болады. «I» түріндегі арқалықтар мен қабырға бөліктері сияқты болат бөлшектер зауыттарда плюс-минус 2 мм шамасындағы өте дәл мөлшерлермен жасалады. Бұл құрылыстың дәстүрлі әдістеріне қарағанда еңбек шығындарын шамамен 30-40 пайызға қысқартатын, орнату уақытын күрт қысқартуға мүмкіндік береді (Modular Building Institute, 2023). Бұл құрылымдар ішкі тіреуіш бағандардың қажетін болдырмайтын өздігінен тіреуішті clear span конструкциясына ие. Нәтижесінде 300 футке дейін созылатын ашық кеңістіктер пайда болады, бұл үлкен машиналардың қозғалуы үшін кең орын қажет ететін автомобильдерді жинау цехтары немесе ұшақ жасау қондырғылары сияқты орындар үшін идеалды.

Әртүрлі өндірістік қажеттіліктерге сәйкес компоновканың икемділігі мен түрлендіру мүмкіндігі

Ималы бағандар арасындағы қашықтық (әдетте 20–30 фут интервалмен) және орынын ауыстыруға болатын бөлгіш қабырғалар өндірушілерге айлар емес, апталар ішінде өндірістік аймақтарды қайта баптауға мүмкіндік береді. Зертханалық зерттеулер бір шатыр астында CNC өңдеуді, сапа бақылау зертханаларын және қоймаларды ұйымдастыратын аралас пайдаланылатын объектілер үшін дайындамалы цехтардың 92% кеңістікті пайдалану тиімділігіне жеткенін көрсетті.

Өндірістік желілерді болашақта кеңейту үшін масштабталуы мен икемділігі

Дайындамалы металл цехтардың модульдік құрылымы жұмыс істеу үзілісінсіз кезең-кезеңімен кеңеюіне мүмкіндік береді. Өндірушілер темірбетон ғимараттарға қарағанда 60% аз құрылымдық күшейтумен параллель өндірістік бөлімдерді немесе вертикальды орамаларды қоса алады. 2022 жылғы сараптама 78% өнеркәсіптік компаниялар дайындамалы конструкцияларды пайдаланып, бастапқы тұрғыныстану уақытынан кейін 18 ай ішінде өндірістік қуатын кеңейткенін көрсетті.

Операциялық тиімділікпен дайындамалы металл цехтардың дизайнын интеграциялау

Металл панельді қабырғалар изоляциясы R-30 шамасында болып, ескі кірпіштен жасалған ғимараттармен салыстырғанда жылыту мен салқындату шығындарын әлдеқайда төмендетеді. Қазіргі заманғы цехтар бүгінде бірнеше ақылды функциялармен жобалануда. Оларға кейіннен күн сәулесін пайдаланатын панельдерді орнатуға болатын шатырдағы орындар, автоматтандырылған жүйелерге қажет сымдарды жүргізу үшін алдын ала дайындалған каналдар, сонымен қатар сезімтал жабдықтардың жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін тербелісті сіңіретін едендер жатады. Бұл элементтердің барлығы біріккен кезде, өндірістік желілерге инвестиция қайтарымы өндірістің тиімділігі бойынша соңғы зерттеулерде мамандар бақылап отырғандай, әдеттегіден шамамен 15% жылдам орындалады.

Өндірістік желінің модульді құрылыс әдістерімен үйлесімділігі

Модульді құрылыс шығарылымның өндірістік объектілерінде тиімділікті қалай арттырады

Соңғы кездегі индустриялық инженерлік деректерге сүйенсек, модульді құрылыс көне құрылыс әдістерімен салыстырғанда өндірістік уақытты 40% дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Оның жұмыс істеу принципі шынында да өте тапқыр. Негізгі фундамент нақты объектіде дайындалса, модульдер басқа жерде, зауыттың бақыланатын жағдайларында жиналады. Кейбір алдыңғы қатарлы құрылыс компаниялары осы процестерді параллель жүргізу арқылы ауа-райына байланысты кешігулерді толығымен болдырмауға және материалдардың шамамен 20% қалдықсыз үнемдеуге мүмкіндік алатынын байқады. Мысалы, таза бөлмелердің ISO стандарттарына сай болуы қажет болатын электроника өндірісін алайық. Барлық құрылымды алдымен зауытта жинау — ауа сапасы мен дәл өлшемдерді тұрақты түрде бақылауға мүмкіндік береді, бұл дәстүрлі алаңдағы жұмыс үнемі қамтамасыз ете алмайды.

Жоғары көлемді алдын-ала дайындалған компоненттерді өндірудегі стандарттау мен масштабтау

Модульдік жобалау өндірістіктің электр желілері алдын ала орнатылған, тасымалдау кранының тірегі 2 мм дәлдікпен орнатылған және желдеткіш каналдары құрылымдық тіректерге дәл енгізілген біркелкі қабырға панельдерін жасауына мүмкіндік береді. Осы компоненттерді стандарттау автомобиль бөлшектері жасаушылар үшін өндіріс сызықтарын кеңейтуді жеңілдетеді. Олар сапаны бақылауды көп жоғалтпай бір зауыттан екіншісіне цехтың жиналымын көшіре алады. Өткен жылы Automotive Manufacturing Solutions хабарламасына сәйкес, көптеген зауыттар операцияларды басқа орынға көшіргенде шамамен 99,6% біркелкілікті сақтайды. Соңғы жылдардағы нақты мысалдарға назар аударсақ, барлығын орында құрастырудан фабрикативті модульдік жүйелерге өткен өндірушілер қателіктерді шамамен 31% төмендеткен.

Фабрикативті Цех Модульдерімен Жинау Сызығының Интеграциясы

Бүгінгі күнгі алдын-ала жиналған цехтардың жобалары өндірістік желілерді орнатуды едәуір жеңілдететін үш негізгі компонентті қамтиды. Біріншіден, 40 метрге дейін созылатын тіреуіш бағандарсыз ашық кеңістіктер бар, бұл машиналарды орнату кезінде тіреуіш бағандардың кедергі болмауын қамтамасыз етеді. Екіншіден, көптеген құрылымдарда қажет болған кезде техникалық қызмет көрсету бригадаларының сымдар мен құбырларға оңай қол жеткізуі үшін ауыстырылатын панельдері бар алдын-ала дайындалған коммуникациялық қазаншұңқырлар орнатылуда. Үшіншіден, роботтармен жұмыс істеу аймақтарына дәл келетіндіктен, бүгінгі күнде реттелетін ортаңғы деңгейдегі жүйелер стандартқа айналды. Бұл өндірушілер үшін не нәрсе білдіреді? Бұл демалыс уақытын әлдеқайда қысқартады деген сөз. Компаниялар жабық цехтардың ескі нұсқаларында үш апта бойы күткенге қарамастан, қазір толығымен жиналған жинақтау желісін тек 72 сағат ішінде қайта құра алады. Өндірістік талаптар тез дамып отырған сайын, мұндай икемділік барған сайын маңызды болып отыр.

Зерттеу жағдайы: Дайындалған цех жүйелерін пайдаланып автомобиль бөлшектерін өндіру

Еуропалық бірінші деңгейдегі автомобиль жеткізушісі модульді цех жүйесін енгізу арқылы өндірісті 30% жылдам ұлғайтты. 12 000 м² аудандық объектіде мыналар орнатылды:

Модульді конструкция штамптау престері мен желдету жүйелерін бір уақытта орнатуға мүмкіндік берді, бұл іске қосу графигін 19 апта қысқартты. Пайдаланудан кейінгі сауалнамалар операторлардың жұмыс үдерісінің эргономикасына қанағаттануының 94% құрады — бұрынғы ғимаратымен салыстырғанда 22% артық.

Дайындалған цех өндірістік желілеріндегі автоматтандыру мен роботтар

Алдын-ала жинақталатын құрылыс жұмыс үдерістерін жеңілдетудегі автоматтандырудың рөлі

Алдын-ала жинақталатын цехтарға келгенде, автоматтандыру тиімділік тұрғысынан істі бір деңгейге көтереді. Сондай-ақ қолжетімді жұмыс қателікке бейім болады, ал автоматтандырылған жүйелер миллиметрдің жартысынан кем дәлдікпен металл бөлшектерде қайталанатын операцияларды орындайды. Дәл осындай дәлдік аздаған ауытқулар да маңызды болып саналатын аэрокосмостық немесе автомобиль жасау сияқты салаларда үлкен маңызға ие. Бұл автоматтандырылған жұмыс үдерістерін өз операцияларына енгізген компаниялар өндіріс уақытын әдетте 30 пен 40 пайыз арасында төмендетеді. Соның ішінде ең жақсысы: олар әлі де сыртқы түрі мен қызметі тұрақты және сапалы өнімдерді алады, әсіресе үлкен партиялармен жұмыс істегенде.

Алдын-ала жинақталатын компоненттерді шығару кезіндегі робот-қолдар мен ақылды жүйелер

Қазіргі уақытта заманауи роботтар болат құрылыс арматураларын жинаудан бастап күрделі электр шкафтарын орнатуға дейінгі барлық міндеттерді атқарады. Алты осьті роботтық иықтар Интернет нәрселерінің сенсорларымен бірге жұмыс істегенде, бөлшектер дайындалған кезде сапа мәселелерін таба алады, ал есепке алу соңында ғана анықталады. Ерте анықтау уақыт пен ресурстарды үнемдейді. Автоматтандырылған бағытталған көліктер немесе AGV-лер өндірістік орындарда материалдардың қозғалу тәсілін де өзгертуде. Бұл ақылды көліктер қол еңбек шығындарын қатты төмендетеді, кейде үлкен өндірістік кәсіпорындарда оларды шамамен жартыға дейін төмендетеді, деп хабарлайды саланың есептері. Нақты үнемдеу цехтың жоспарлауы мен өндіріс көлемі сияқты факторларға байланысты.

Алдын-ала жинақталатын цех ортасында адам еңбегі мен автоматтандыруды теңестіру

Автоматтандыру сәл деңгейін арттырады, бірақ дизайндарды оптималдау мен жағдайлардан тыс жағдайлармен жұмыс істеу кезінде бізге адамның біліктілігі қажет болып қала береді. Ең жақсы тәсіл — екеуінің де дүниесін үйлестіру: роботтар болттарды 98 пайыз уақытта тұрақты бекіту сияқты қайталанбайтын қызықсыз жұмыстарды орындасын, ал білікті жұмысшылар күрделі бөлшектерді жинауға назар аударсын. Алдағы уақытта көптеген салалық хабарламалар 2028 жыл шамасында префабрикат цехтарының жұмысының шамамен үштен екісі автоматтандырылатынын болжайды. Бірақ адамдар толығымен жоғалмайды — олар сапа тексеруімен және машиналар әлі шеше алмайтын өзіндік инженерлік мәселелермен айналыса береді.

Префабрикат цехтардың салаға тән қолданылуы

Модульді цех ортасында ұшақ бөлшектерін шығару

Аэроғарыш саласындағы өндірісте префабрикаттар ±0,5 мм дәлдік сияқты қатаң допусстар мен ISO Class 8 стандартына сай таза ортаны сақтау қажет болған кезде ерекше тиімді. Мұндай цехтарда, ережеге сай, температураны 18-ден 22 градус Цельсий аралығында тұрақтандыру үшін шамамен 200 мм ПУБ (полиуретан толтырғыш) изоляциясы бар модульді қабырғалар пайдаланылады, бұл композиттік материалдарды күйдіру үшін маңызды. Шатыр конструкциялары қанат жинау кезінде қажет болатын 5 тонналық көтергіш крандарды көтеруге жарамды болат рамалар негізінде жасалады. 2023 жылы Авиациялық өндіріс ассоциациясының соңғы хабарламасына сәйкес, жоғарғы деңгейдегі 10 аэроғарыш қосымша өндірушілердің шамамен сегізі қозғалтқыш бөлшектерін жасау үшін префабрикаттық жиналмалы құрылыстарға көшті. Олар оның объектіні толығымен орнында салумен салыстырғанда іске қосу уақытын шамамен 40 пайыз қысқартатынын айтады.

Жиналмалы префабрикатты жоспарлаулардан пайда көрген электроника жинау желілері

Дайын панельді цехтар PCB жинау жұмыстарына арналған IPC-A-610H стандарттарын оңай қамтамасыз ету үшін қайта жобалана алады. Электр өткізбейтін эпоксидті еден мен модульді таза бөлме қабырғалары арқылы өндірушілер дәстүрлі ғимараттарға қарағанда SMT желісін көптеген рет тезірек қайта құрастыра алады. Басқа жерде жиі кездесетін бір айға жуық уақыттың орнына, барлығын тек үш күн ішінде дайындап алу мүмкіндігі туралы сөз болып отыр. Мұндай ғимараттардағы ауа алмасу жүйелері әрбір куб футтағы бөлшектер санын 1000-нан төмен ұстап, энергия шығынын шамамен 35% қысқартады. Семейландырылған микросхемаларды өндіру саласында мұндай тиімділік үлкен маңызға ие, бұл соңғы жылдары Flexible Manufacturing Spaces салалық есебінде атап өтілген.

Бағалы дайын панельді металл цех құрылымдарын қолданып ауыр техниканы жасау

Көпіршік тәрізді крандар жасаған кезде едендер шамамен 15 тонна/м² жүктеме көтеруі қажет. Осындай 300 мм композиттік панельдермен жиналған алдын-ала дайындалған цехтар әдеттегі бетонға қарағанда соққыларға төзімдірек болып шығады. ASTM C1550 стандарты бойынша жүргізілген сынақтар олардың қызмет ету мерзімі әдеттегіге қарағанда шамамен екі есе ұзақ екенін көрсетті. 2023 жылғы «Өнеркәсіптік құрылыс» есебіне сәйкес, мұндай ғимараттарда жиі 12 метрлік аралықты фермалар қолданылады, яғни өндіріс кезінде жұмыстың орын алуына кедергі жасайтын бағандар саны азаяды. Бұл конфигурация зауыттарға жабдықты жиі орын ауыстырмай-ақ бір мезгілде бірнеше 80 тонналық экскаваторлар жинауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар желдетуді де ұмытпау керек. Ең маңыздысы — ауа ағынының жылдамдығы сағатына 20 рет ауа алмасуын қамтамасыз ететіндей реттелуі керек, ондай кезде пайда болатын пайдалану түтіні OSHA шектеуінің 5 мг/м³ нормасынан аспайды, бұл жұмысшылардың смента бойы қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Алдын ала жасалған цехтар дегеніміз не?

Дайындалған цехтар — дәстүрлі құрылыс әдістеріне қарағанда жинау мен масштабтау уақытын қысқарту үшін зауыттан дайын модульдер мен компоненттерді пайдаланып салынатын өнеркәсіптік ғимараттар.

Дайын цехтар өндірушілерге қандай пайда әкеледі?

Олар құрылымдық тиімділікті, құрылыс уақытының қысқаруын, жоспарлаудағы икемділікті, еңбекке және материалдарға кететін шығындарды үнемдеуді қамтамасыз етеді және әртүрлі өндірістік қажеттіліктерге идеалды түрде сәйкес келеді.

Дайын цехтар жаңа технологияларды интеграциялай ала ма?

Иә, олар операциялық тиімділікті және технологиялық интеграцияны арттыру үшін күн сәулесі панельдерінің орындары, автоматтандырылған жүйе каналдары мен тербелісті жұтатын едендер сияқты ақылды функциялармен жобалануы мүмкін.

Дайын цехтар кеңейту үшін бейімделуі мүмкін бе?

Иә, модульді табиғаты олардың жұмысты тоқтатпай-ақ оңай кеңейуіне мүмкіндік береді және болашақта өсуіне ыңғайлы жағдай туғызады.

Қандай салалар дайын цехтарды пайдаланады?

Аэроғарыш, автомобиль, электроника жинау және ауыр машина жасау сияқты өнеркәсіптер өндірістік операциялар үшін алдын-ала жиналған цехтарды пайдаланады, өйткені олар тиімді және бейімдеуге келеді.