Výrobní zařízení na konci životnosti PODTITULEK: Ekonomický a ekologický potenciál Při změně výrobního programu se často stává, že u montážních zařízení dochází k jejich nedostatečné flexibilitě, a tudíž již nejsou dále použitelné. Vzhledem k tomu, že se jedná o nákladná zařízení investičního...
Výrobní zařízení na konci životnosti
PODTITULEK: Ekonomický a ekologický potenciál
Při změně výrobního programu se často stává, že u montážních zařízení dochází k jejich nedostatečné flexibilitě, a tudíž již nejsou dále použitelné. Vzhledem k tomu, že se jedná o nákladná zařízení investičního charakteru, která z technického hlediska nejsou ještě na konci životnosti, je potřeba najít optimální cestu k jejich zhodnocení.
Výrobci technického spotřebního zboží musejí v krátkém čase přicházet na trh s nabídkou nových typů zboží, což klade nároky na flexibilitu výrobního zařízení. Jejich pružnost spočívá v přizpůsobení se změnám vyráběných variant a množství produkce. Montážní a manipulační technika pro sériovou a hromadnou výrobu zaujímá v oblasti produktů zvláštní postavení.
Konstrukce výrobních zařízení pro sériovou výrobu je většinou řešena modulárním principem. Zařízení se sestávají z platformy osazené montážními moduly (roboty), manipulátory, dopravníky, senzory apod. Využití těchto zařízení v sobě skrývá velký ekonomický potenciál, stupeň zhodnocení se pohybuje mezi 35 až 50 %. Zhodnocení montážních zařízení a manipulační techniky, (výrobních linek), popřípadě jejich návrat zpět do materiálového cyklu, lze podle technického stavu v zásadě uskutečnit několika cestami.
Tři varianty
První variantou je znovupoužití zařízení. Tento proces lze uskutečnit s poměrně vysokou mírou návratnosti, je však možný jen u zařízení, které jsou obnovy schopné, například ty, které skončily svou životnost z důvodu morálního zastarání (obráběcí stroje, montážní linky, apod.). Celé zařízení, nebo jeho moduly se po renovaci a modernizaci dostávají zpět k uživatelům na trhu použitých výrobků - na sekundárním trhu.
Další proces, znovupoužití komponentů, lze uskutečnit pomocí prostředků demontáže použitelných komponentů zařízení. U těchto komponentů je však nutné přezkoušet jejich funkčnost, délku další životnosti a vhodnost pro další použití. Po přezkoušení jejich funkčnosti a renovaci je možné komponenty využít opět ve výrobě, nebo jako náhradní díly.
Třetí možností je recyklace materiálů. Ta zařízení a jejich komponenty, které nelze ani po renovaci znovupoužít, lze využít jako zdroj surovin vhodnou materiálovou recyklací. Pro tuto skupinu výrobků je tedy nevhodnějším způsobem zhodnocení pomocí rozebrání a roztřídění materiálů a následné recyklace.
Jak je z uvedeného popisu zřejmé, možnosti návratu zařízení na konci jeho užitnosti se vzájemně překrývají, takže mezi nimi nelze stanovit přesnou hranici. Využití, popřípadě recyklace konkrétního zařízení spočívá v kombinaci obnovy jeho funkčnosti a návratu zpět k uživateli do výrobního procesu (pokud to jeho stav umožňuje); znovupoužití jeho komponentů, buď přímo ve výrobě, nebo v servisních pracovištích a nakonec v recyklaci materiálů.
Mezi subjekty podílejícími se na využití investičních zařízení po konci jejich životnosti by kromě vlastního uživatele zařízení a recyklačních firem neměl chybět výrobce montážního zařízení, a také podniky zabývající se demontáží, renovací a modernizací.
Cesta jak znovu použít moduly a komponenty montážních zařízení není jednoduchá, a nepříznivě ji ovlivňuje hned několik faktorů:
[*] chybějící zkušenosti s použitím komponentů,
[*] nedostatečná technická dokumentace zařízení,
[*] nevyčíslitelné statistické údaje o využitelných ekonomických a technických rezervách komponentů,
[*] chybějící koncept sekundárního trhu.
Technicko-ekonomické předpoklady
Předpokladem pro znovupoužití komponentů montážních a manipulačních zařízení je znalost technického stavu zařízení, opotřebení komponentů, a také potřebného procesu zpracování. Na základě těchto informací lze odvodit náklady vynaložené na tento proces, nalézt skutečnou způsobilost k dalšímu využití a stanovit optimální proces využití.
K prognóze nákladů je nutné započítat náklady na údržbu zařízení, generální opravu a modernizaci. Prognóza výnosů vyplývá ze zvolené recyklační strategie a poptávky na sekundárním trhu.
Při hodnocení alternativy využití zařízení cestou recyklace materiálů je nutné zvážit, o jaké materiály jde, jejich kombinaci a možnosti recyklačního procesu; při hodnocení alternativy dalšího použití komponentů a modulů je významným faktorem jejich zbytková hodnota.
Pro stanovení zbytkové hodnoty komponentů je nutné zjistit rezervy dalšího možného opotřebení a spolehlivost komponentů. Moduly a komponenty v konkrétním zařízení nejsou - vzhledem k jejich funkci - zatěžovány rovnoměrně a mají různé stupně opotřebení. Na tomto základě je možné je zařadit do několika kategorií.
Základní tři kategorie komponentů jsou:
[*] Jednotky s převažujícím pasivním opotřebením. Tyto jednotky s pasivním opotřebením jsou všechny díly, které nejsou dynamicky namáhané. Příkladem jsou rámy, kryty apod.
[*] Jednotky s převažujícím statisticky stanovitelným funkčním opotřebením. K nim patří díly, které jsou dynamicky namáhané. U materiálů těchto jednotek se po určitém počtu cyklů projevuje únava materiálu, kterou lze statistickými prostředky stanovit. Příkladem jsou ventily, lože nebo senzory. Tyto jednotky se dále rozdělují na komponenty se známou spolehlivostí - u každého z těchto komponentů je možné statisticky stanovit funkci spolehlivosti komponentu, a na jednotky s nejistým chováním z hlediska spolehlivosti.
[*] Jednotky s morálním opotřebením. Jejich použitelnost je limitována dobou jejich výroby, jejich technologickým zastaráním. Typickými zástupci této skupiny jsou řídicí systémy. Inovační cykly řídicích systémů se neustále zkracují, což vede k potřebě nahradit zastaralé systémy technicky vyspělejšími.
Na základě komplexního technicko-ekonomického zhodnocení se potom může provést výběr optimální varianty zhodnocení pro každý modul, popřípadě komponent. Rozhodujícím kritériem pro opětné nasazení komponentu v renovovaném zařízením je maximální možná technická spolehlivost. Konečné rozhodnutí pro alternativu znovupoužití zařízení, nebo jeho komponentů, renovace a modernizace, nebo materiálové recyklace však závisí na nákladech zvoleného procesu při zajištění zmíněné spolehlivosti. Toto hodnocení musí být provedeno v rovině komponentů, modulů, stejně jako celého zařízení a musí zahrnovat veškeré náklady, včetně nákladů na demontáž a remontáž.
Proces hodnocení
Pro proces hodnocení a nalezení optimální strategie využití montážních zařízení je nutné zvážit kritéria z těchto tří oblastí: technická kritéria - např. spolehlivost systému, ekologická kritéria - např. nebezpečné materiály; kombinace materiálů a konečně ekonomická kritéria - např. zbytková hodnota komponentů či recyklační náklady.
Pro provedení podrobné analýzy uvažovaného zařízení a možných renovačních, modernizačních a recyklačních alternativ je nutné získat technické informace od výrobce zařízení, od uživatele (servis, údržba) a o sekundárním trhu. Tyto poznatky, vzhledem k datu výroby zařízení, mnohdy není možné v uspokojivém měřítku získat. Nedostatek informací pak nepříznivě ovlivňuje stupeň využití zařízení.
V posledních letech se tendence konstrukce montážních zařízení významně ubírá směrem modulárního řešení, což dále zvyšuje možnost prodloužení doby životnosti tohoto investičního zařízení. Dochází ke standardizaci, montážní zařízení (výrobní linky) se sestávají zhruba ze 70-80 % ze standardních modulů a pouze 20-30 % zaujímá vlastní konstrukce jednotlivých výrobců.
Pro budoucí zvyšování využití potenciálu výrobního zařízení po skončení životnosti se naskýtá možnost spolupráce s výrobci tohoto zařízení. Vhodnými způsoby financování nového zařízení formou leasingu, popřípadě pronájmu, je možné zajistit po skončení doby užitnosti výrobního zařízení jeho zpětné převzetí výrobcem. Tato koncepce má ty výhody, že výrobce je vybaven vhodnými nástroji pro zhodnocení, informacemi o konstrukci a metodami k přezkoušení modulů a komponentů pro další použití. Tím je možné zvýšit procento dalšího využití, snížit nároky na spotřebu surovin a omezit tak dopad na životní prostředí.
Robert Hanus,
Ústav strojírenské technologie, ČVUT FS
FOTO JAROMÍR SLOŽIL
