Usprawnienie organizacji i przebiegu procesu produkcyjnego szaf, optymalizacja rozkroju, w przedsiębiorstwie ZPAS S.A. w Nowej Rudzie Engineering thesis

Usprawnienie organizacji i przebiegu procesu produkcyjnego szaf, optymalizacja rozkroju, w przedsiębiorstwie ZPAS S.A. w Nowej Rudzie

Improving the Organization and Flow of the Production Process of Cabinets and Cutting Optimization at ZPAS S.A. in Nowa Ruda

Praca dotyczy usprawnienia organizacji i przebiegu procesu produkcyjnego szaf w przedsiębiorstwie ZPAS S.A. w Nowej Rudzie, ze szczególnym uwzględnieniem optymalizacji rozkroju blach na wykrawarce CNC TRUMPF TruPunch 5000. W części teoretycznej przedstawiono rolę logistyki produkcji, znaczenie przygotowania produkcji oraz rozwój narzędzi cyfrowych wspierających procesy wytwórcze, w tym sztucznej inteligencji i koncepcji cyfrowych bliźniaków. Część badawcza opiera się na danych rzeczywistych z okresu styczeń–październik i obejmuje analizę zużycia 122 pozycji materiałowych, kosztów zakupu oraz poziomu odpadu materiałowego. Średni odpad w badanym okresie wyniósł 26,739%, co uzasadniło skoncentrowanie badań na materiałach o największym wolumenie zużycia.
W ramach studium przypadku wybrano blachę Magnelis 2000×1000×1, wykorzystywaną do produkcji ścian szaf. Porównano wariant bazowy z wariantem usprawnienia polegającym na zmianie formatu arkusza na 2000×800×1. Zmiana ta pozwoliła znacząco ograniczyć odpad (ok. 28,9% → ok. 11%) oraz wykazała istotny potencjał oszczędności materiałowych i kosztowych. Jednocześnie wykazano, że wdrożenie usprawnienia wymaga korekty strategii obróbki poprzez repozycję i zmianę kolejności operacji w związku z ograniczeniami stref zacisku. W pracy zaproponowano także kierunki dalszej cyfryzacji: wykorzystanie cyfrowego bliźniaka TruPunch 5000 do przewidywania czasu wykonania i ryzyka zatrzymań oraz zastosowanie AI do grupowania programów pod kątem narzędzi w celu ograniczenia przezbrojeń, a także do poprawy wiarygodności ewidencji materiałowej. Dodatkowo przeprowadzono analizę scenariuszową wskazującą, że redukcja średniego odpadu do 20% mogłaby przynieść znaczące oszczędności przy zachowaniu stabilności procesu, pod warunkiem powiązania decyzji o rozkroju z weryfikacją wykonalności programu.

This thesis focuses on improving the organization and performance of the cabinet manufacturing process in ZPAS S.A. (Nowa Ruda), with particular emphasis on sheet metal nesting optimization on a TRUMPF TruPunch 5000 CNC punching machine. The theoretical part discusses production logistics, the role of production preparation, and the increasing importance of digital tools supporting manufacturing processes, including artificial intelligence and digital twin concepts. The research part is based on real production data collected from January to October and includes an analysis of material consumption for 122 sheet types, purchase costs, and the level of material scrap. The average scrap rate in the analyzed period reached 26.739%, which justified focusing on the materials with the highest consumption volume.
A case study was carried out for Magnelis sheet 2000×1000×1, used to produce cabinet side panels. The baseline variant was compared with an improvement variant based on changing the sheet format to 2000×800×1. The modification significantly reduced scrap (approx. 28.9% → approx. 11%) and demonstrated substantial material and cost-saving potential. At the same time, the study showed that implementation requires an adjustment of the machining strategy through repositioning and a modified operation sequence due to clamp-zone constraints. The thesis also proposes further digitalization directions: using a TruPunch 5000 digital twin to better estimate machining time and downtime risk, and applying AI to group programs by tool similarity to reduce changeovers, as well as to improve the reliability of material inventory records. In addition, a scenario analysis indicates that reducing the average scrap rate to 20% could generate significant savings while maintaining process stability, provided that nesting decisions are combined with feasibility verification supported by digital tools.

CNC, Wykrawarka, Cyfrowy bliźniak, Sztuczna Inteligencja, Odpad materiałowy, Nesting

CNC, Punching machine, Digital Twin, Artificial Intelligence, Material Waste, Nesting