Index of /rozprawy2/11510

Pełen tekst

(1)AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE WYDZIAŁ ODLEWNICTWA KATEDRA INŻYNIERII PROCESÓW ODLEWNICZYCH. Rozprawa doktorska. „Wsparcie procesu technologicznego w odlewni poprzez zapewnienie odpowiednich kompetencji kluczowych pracowników”. mgr inż. Katarzyna Róża Liszka Promotor - dr hab. inż. Rafał Dańko, prof. AGH Promotor pomocniczy - dr inż. Paweł Malinowski. Kraków, 2019.

(2) Podziękowania W pierwszej kolejności pragnę serdecznie podziękować ŚP. prof. dr hab. inż. Józefowi Szczepanowi Suchemu, pod którego kierunkiem rozpoczęłam badania nad tematem pracy. Panie Profesorze, dziękuję za życzliwość, zaufanie, wsparcie oraz cenne wskazówki. Chciałabym wyrazić głęboką wdzięczność Panu mgr inż. Tadeuszowi Franaszkowi - Prezesowi Stowarzyszenia Technicznego Odlewników Polskich, za umożliwienie realizacji studiów doktoranckich na Wydziale Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej oraz przygotowanie niniejszej pracy doktorskiej. Równocześnie serdecznie dziękuję obecnemu promotorowi dr. hab. inż. Rafałowi Dańko prof. nadzw. AGH, za opiekę merytoryczną, dzięki której możliwa była dalsza realizacja pracy, jak również promotorowi pomocniczemu dr inż. Pawłowi Malinowskiemu, za cenne uwagi i sugestie oraz zaangażowanie. Pragnę podziękować także Pani dr inż. Katarzynie Klimkiewicz, za okazaną życzliwość i nieocenioną pomoc udzieloną w trakcie przygotowania pracy w części dotyczącej Zarządzania Zasobami Ludzkimi oraz dr hab. inż. Jerzemu Zychowi, prof. nadzw. AGH za merytoryczne wsparcie przy przygotowaniu części empirycznej pracy związanej z tematyką wad odlewów. Szczególne wyrazy wdzięczności składam Zarządom Odlewni oraz ich pracownikom, za przychylność, przekazaną wiedzę oraz umożliwienie przeprowadzenia badań właściwych i udostępnianie wszelkich niezbędnych dokumentów, bez których nie możliwa byłaby realizacja niniejszej pracy. Dziękuję też wszystkim tym, którzy byli mi życzliwi i pomocni: Kolegom i Koleżankom z przemysłu i Wydziału Odlewnictwa AGH oraz wielu innym osobom, z którymi miałam okazję współpracować. Chciałabym również podziękować mojej Rodzinie: Rodzicom, Teściom, mojemu Mężowi oraz Córce za okazane wsparcie i wiarę w moje możliwości. W szczególności dziękuję mojej Córce Oliwii za wyrozumiałość i cierpliwość przez kilka ostatnich lat, podczas których praca zawodowa i realizacja pracy doktorskiej zajmowała większość mojego czasu.. 2.

(3) Wsparcie procesu technologicznego w odlewni poprzez zapewnienie odpowiednich kompetencji kluczowych pracowników. Streszczenie Przemysł odlewniczy jest istotnym elementem gospodarki, od którego zależne są inne nowoczesne gałęzie gospodarki. Jakość oferowanych przez niego wyrobów determinowana jest wykorzystywanymi technologiami, ale przede wszystkim kompetencjami zatrudnianego personelu. Mając na uwadze nowy trend w zarządzaniu zasobami ludzkimi traktujący kompetencje pracowników za najważniejsze aktywa przeprowadzono badania zmierzające do opracowania wystandaryzowanych profili kompetencyjnych kluczowych stanowisk pracy w odlewni i wskazanie wpływu posiadanych przez nich kompetencji na jakość wyrobu końcowego. W ramach pracy wykonano szereg badań, w tym m.in obserwacje rynku pracy, obserwacje bezpośrednie stanowisk pracy, wywiady ustrukturyzowane i analizy zarejestrowanych w odlewniach niezgodności. Wyniki badań wskazały stanowisko technologa odlewnika oraz formierza ręcznego za kluczowe stanowiska w odlewniach produkujących odlewy formowane w masach piaskowych. Jakość świadczonej pracy na tych stanowiskach przekłada się bezpośrednio na jakość wyrobu finalnego i koszty produkcji. Analiza niezgodności w odlewniach pozwoliła na wskazanie najczęstszych wad będących konsekwencją ich pracy, a w rezultacie na wskazanie istotnych z punktu widzenia jakości odlewu kompetencji stanowiskowych. Stworzone w wyniku badań wystandaryzowane profile kompetencyjne stanowią bazę dla indywidualnych profili kompetencyjnych wykorzystywanych w konkretnych odlewniach oraz podstawy do przygotowania dedykowanych programów szkoleń stanowiskowych.. Supporting technological process in the foundry by providing appropriate competencies of key employees Abstract Foundry industry is an important part of the economy, on which the other branches of economy depend on. The quality of its products is determined by use newest technologies but most of all competencies of working staff. In regard to a new trend in Human Resources Management considering employees’ competences as the most important assets, thorough research has been conducted to create a standardized competence profile for key positions in foundry and show the impact of their competences on the quality of final product. An array of research was done within the thesis, including observation of labour market, direct observation of key positions in foundries, structured interviews and analysis of registered defects in foundries. Results of the research have shown technologist and moulder as key positions in foundries producing castings using forming in moulding sands. The quality of the work on these positions transfers directly on to the quality of the final product and costs of production. Analysis of defects in foundries allowed to show the most frequent defects which were the consequence of their work and showed the most crucial competencies on the analysed positions relevant in terms of casting quality. As a result of the research standardized competency profiles were created. They are the core for individual competency profiles used in foundries and they are also the base for preparing dedicated programmes for on-job training.. 3.

(4) Spis treści. WPROWADZENIE .................................................................................................................... 6 Uzasadnienie wyboru tematu .................................................................................................. 6 1. CHARAKTERYSTYKA BRANŻY ODLEWNICZEJ W POLSCE I NA ŚWIECIE ....... 8 1.1 Odlewnictwo w gospodarce światowej ............................................................................ 8 1.2 Produkcja odlewów w Polsce ......................................................................................... 13 1.3 Odlewnictwo wobec Przemysłu 4.0 ............................................................................... 17 2. PROCES PRODUKCYJNY A POTRZEBY STANOWISKOWE W ODLEWNI .......... 20 2.1 Proces produkcji w odlewni............................................................................................ 20 2.1.1 Proces produkcyjny w odlewni żeliwa .................................................................... 28 2.2 Rola biura technologicznego (projektowego) w odlewni ............................................... 33 2.3 Potrzeby kadrowe branży odlewniczej – popyt na kadrę odlewniczą ............................ 36 3. KSZTAŁCENIE KADRY NA POTRZEBY BRANŻY ODLEWNICZEJ ...................... 40 3.1 Zawody odlewnicze w polskiej kwalifikacji zawodów .................................................. 40 3.2 Polskie szkolnictwo zawodowe i średnie ....................................................................... 41 3.3 Inne formy kształcenia zawodowego.............................................................................. 48 3.4 Polskie szkolnictwo wyższe ........................................................................................... 49 3.5 Kształcenie kadry odlewniczej w Niemczech ................................................................ 53 4. ISTOTA ZARZĄDZANIA ZASOBAMI LUDZKIMI W OPARCIU O KOMPETENCJE 58 4.1 Kapitał ludzki w przedsiębiorstwie ................................................................................ 58 4.2 Rola zarządzania kompetencjami w zarządzaniu organizacją i zarządzaniu zasobami ludzkimi ................................................................................................................................ 59 4.3 Definicja kompetencji..................................................................................................... 65 4.4 Identyfikacja i opis kompetencji ..................................................................................... 70 4.5 Pomiar kompetencji ........................................................................................................ 76 4.6 Rozwój kompetencji ....................................................................................................... 83 5. CEL I TEZA BADAWCZA PRACY ................................................................................ 86 6. METODYKA BADAŃ ..................................................................................................... 87 7. BADANIA WŁASNE ....................................................................................................... 92 7.1 Badania wstępne ............................................................................................................. 92 7.1.1 Badanie potrzeb kadrowych w odlewniach oraz podejścia przedsiębiorstw odlewniczych do procesu ZZL – badanie ankietowe ....................................................... 92 7.1.2 Analiza wad odlewów z uwzględnieniem etapów produkcji odpowiedzialnych za ich powstanie .................................................................................................................. 104 7.1.3 Badania ofert pracy na stanowisku technolog odlewnik (inżynier odlewnik) i formierz ........................................................................................................................ 108 7.1.4 Analiza dostępnych dokumentów określających kompetencje i kwalifikacje kluczowych stanowisk pracy w odlewni ........................................................................ 108 7.2 Charakterystyka kluczowych zawodów w odlewni ...................................................... 108 7.2.1 Technolog odlewnik (inżynier odlewnik) – charakterystyka zawodu ................... 108 7.2.2 Formierz odlewnik – charakterystyka zawodu ...................................................... 119 7.3 Badania kompetencji kluczowych pracowników na przykładzie wybranych odlewni 126 7.3.1 Odlewnia A (przedsiębiorstwo duże) .................................................................... 128 7.3.2 Odlewnia B (przedsiębiorstwo średnie)................................................................ 137 7.3.3 Odlewnia C (przedsiębiorstwo duże)..................................................................... 148 7.3.4 Odlewnia D (przedsiębiorstwo średnie) ................................................................ 159 4.

(5) 7.4 Rola wpływu stopnia zagęszczenia masy formierskiej na jej właściwości .................. 169 7.5 Analiza wyników .......................................................................................................... 176 7.5.1 Formierz ręczny ..................................................................................................... 179 7.5.2 Technolog odlewnik (Inżynier odlewnik) ............................................................. 196 8. PODSUMOWANIE I WNIOSKI.................................................................................... 214 9. SPIS RYSUNKÓW ......................................................................................................... 217 10. SPIS TABEL ................................................................................................................... 219 11. LITERATURA ................................................................................................................ 221 12. ZAŁĄCZNIKI ................................................................................................................. 228 Załącznik nr 1 - Ankieta dotycząca zapotrzebowanie na pracowników, podejście do ZZL .. 228 Załącznik nr 2 - Zestawienie wad odlewów, przyczyn i miejsc ich powstania ...................... 228 Załącznik nr 3 – Kwestionariusz wywiadu z pracownikiem na stanow. formierz ręczny ..... 228 Załącznik nr 4 - Kwestionariusz wywiadu z przełożonym formierza ręcznego ..................... 228 Załącznik nr 5 - Kwestionariusz wywiadu z pracownikiem na stanow. technolog odlewnik 228 Załącznik nr 6 - Kwestionariusz wywiadu z przełożonym technologa odlewnika ................ 228 Załącznik nr 7 – Analiza wyników wywiadu ustrukturyzowanego z pracownikami na stanowisku formierza ręcznego .......................................................................................... 228 Załącznik 8 - Analiza wyników wywiadu ustrukturyzowanego z pracownikami na stanowisku przełożonego formierza ręcznego ....................................................................................... 228 Załącznik 9 – Analiza wyników wywiadu ustrukturyzowanego z pracownikami na stanowisku technolog odlewnik ............................................................................................................. 228 Załącznik 10 - Analiza wyników wywiadu ustrukturyzowanego z pracownikami na stanowisku przełożonego technologa odlewnika................................................................ 228 Załącznik nr 11 - Wybrane niezgodności zarejestrowane w Odlewni A w 2018 r. ............... 228 Załącznik nr 12 - Wybrane niezgodności zarejestrowane w Odlewni C w 2018 r................. 228 Załącznik nr 13 - Analiza pracy formierza ręcznego w Odlewni A ....................................... 228 Załącznik nr 14 - Analiza pracy formierza ręcznego w Odlewni B ....................................... 228 Załącznik nr 15 - Analiza pracy technologa odlewnika w Odlewni A ................................... 228 Załącznik nr 16 - Analiza pracy technologa odlewnika w Odlewni B ................................... 228 Załącznik nr 17 - Analiza pracy technologa odlewnika w Odlewni C ................................... 228 Załącznik nr 18 - Analiza pracy technologa odlewnika w Odlewni D ................................... 228. 5.

(6) WPROWADZENIE Uzasadnienie wyboru tematu Obserwowany od lat stały wzrost produkcji odlewów, stosowanie coraz bardziej zaawansowanych. technologii. odlewniczych,. podniesienie. wymagań. jakościowych. odlewów oraz dopasowanie produkcji do nowego trendu Industry 4.0. ma odzwierciedlenie we wzroście zapotrzebowania na wykwalifikowaną kadrę odlewniczą. Jednocześnie ograniczone kształcenie w zawodach odlewniczych zarówno na szczeblu zawodowym i średnim oraz deprecjacja szkolnictwa zawodowego na rzecz szkolnictwa ogólnego powoduje znaczące braki na rynku pracy odpowiednio wykwalifikowanych na potrzeby sektora odlewniczego pracowników. Sytuacja ta narzuca często konieczność zatrudniania pracowników nieprzygotowanych lub niedostatecznie przygotowanych do pracy w odlewni. Przemysł odlewniczy jest istotnym elementem gospodarki, od którego zależne są inne nowoczesne gałęzie gospodarki. Jakość oferowanych przez niego wyrobów determinowana jest nie tylko wykorzystywanymi technologiami, ale przede wszystkim kompetencjami zatrudnianego personelu. Przeświadczenie, że pracownik i posiadane przez niego kompetencje stanowią najważniejsze z aktywów przedsiębiorstwa jest obecnie bardzo rozpowszechnione zarówno w literaturze jak i praktyce zarządzania. Wynika to z nowej roli kapitału ludzkiego w organizacji będącej konsekwencją przekształcenia gospodarki w kierunku gospodarki opartej na wiedzy [1]. Sytuacja ta sprzyja wykorzystaniu w procesie zarządzania zasobami ludzkimi koncepcji opartej na kompetencjach. Takie podejście do zarządzania ludźmi umożliwia weryfikację istotnych kompetencji na danych stanowiskach pracy, dopasowanie ich do stosowanych technologii i w oparciu o nie kształtowanie wymagań rekrutacyjnych, planów szkoleniowych oraz ścieżek rozwoju pracowników, co w konsekwencji służy doskonaleniu procesu produkcyjnego. Podłożem. do. przeprowadzenia. badań. był. wzrost. zapotrzebowania. na. wykwalifikowaną kadrę odlewniczą odpowiedzialną za opracowanie technologii odlewniczej, i jednocześnie przekonanie, że kompetencje pracowników mają w tym zakresie decydujący wpływ na jakość wykonanej przez nich pracy.. 6.

(7) W niniejszej rozprawie doktorskiej podjęto próbę opracowania, wystandaryzowanego opisu stanowiska pracy dla kluczowych stanowisk w odlewni, co wymagało identyfikacji zestawu istotnych, z punktu widzenia realizacji procesu, kompetencji. Warto zauważyć, że do tej pory nie prowadzono prac badawczych zmierzających do zweryfikowania kompetencji technologa odlewnika (inżyniera odlewnika) i formierza ręcznego oraz zestawienia ich z wymaganiami jakie stawia polski przemysł. Niniejsza dysertacja ma charakter interdyscyplinarny. Integruje dwa istotne procesy: proces wytwarzania odlewów oraz zarządzania zasobami ludzkimi. Zawarte w niej treści przedstawione zostały w sposób pozwalający na właściwy odbiór pracy zarówno przez specjalistów odlewnictwa oraz specjalistów Human Resources (HR). Z punktu widzenia użyteczności badań duże znaczenie ma zwiększenie efektywności procesów odlewniczych, poprzez zapewnienie odpowiednich kompetencji pracowników, co wpływa na uzyskanie konkurencyjności na rynku krajowym i zagranicznym. Przedstawione w pracy wyniki badań oparte na analizie prowadzonych procesów wytwórczych w polskich odlewniach oraz pracy zatrudnionych w nich pracowników spełniają kryterium użyteczności dla gospodarki.. 7.

(8) 1. CHARAKTERYSTYKA BRANŻY ODLEWNICZEJ W POLSCE I NA ŚWIECIE 1.1 Odlewnictwo w gospodarce światowej Odlewnictwo jest gałęzią przemysłu wiążącą metalurgię z technologią kształtowania i wytwarzania części maszyn i urządzeń [2]. Duże znaczenie odlewnictwa w gospodarce światowej wynika z powiązania tej branży z innymi czołowymi branżami produkcyjnymi tj. motoryzacja, przemysł zbrojeniowy, lotniczy itp., będącymi odbiorcami gotowych odlewów, stanowiących komponenty dla wykonania wyrobów finalnych. Odlewnictwo traktowane jest jako część przemysłu metalurgicznego i przemysłu produkującego wyroby metalowe, obok hutnictwa, kuźnictwa i branży konstrukcji spawanych. Branże te różnią się przede wszystkim odmiennymi technologiami wytwarzania. W przypadku odlewnictwa wyrobem finalnym jest odlew, powstały przez napełnienie formy ciekłym metalem. Analiza światowej gospodarki oraz jej tendencji rozwojowych pokazuje na stale zwiększający się udział odlewnictwa jako techniki wytwarzania wyrobów metalowych. Tendencja ta ma głównie związek z globalnym wzrostem uprzemysłowienia, poszukiwaniem najbardziej efektywnych rozwiązań wyrobów końcowych, coraz większą świadomością konieczności ochrony środowiska naturalnego jak również ograniczaniem zużycia energii elektrycznej. Odlewy znajdują zatem zastosowanie w motoryzacji, przemyśle okrętowym oraz od jakiegoś czasu również jako elementy składowe elektrowni konwencjonalnych, turbin parowych czy elektrowni wiatrowych. Świadczy to o szerokich możliwościach branży odlewniczej zarówno w kwestii stosowanych stopów odlewniczych i stosowanych technologii wytarzania odlewów oraz o jej interdyscyplinarnym charakterze, co w rezultacie stawia ją jako strategiczną branżę dla wielu gałęzi przemysłu [3]. Analiza światowej produkcji odlewów na przestrzeni ostatnich 17 lat wskazuje tendencję wzrostową. Od 2000 roku produkcja odlewów wzrosła o 70% i obecnie wynosi 109,9 mln ton odlewów. W tym okresie jedyny spadek produkcji, będący wynikiem kryzysu gospodarczego, zanotowano w 2009 roku. Światowy przemysł odlewniczy powrócił już w 2011 roku do poziomu produkcji sprzed recesji i z roku na rok notuje wzrost. Od okresu kryzysu. 8.

(9) gospodarczego globalna produkcja wzrosła aż o 37%. Tendencje w zakresie produkcji odlewów na świecie przedstawia rys.1.. Rys. 1. Zmiany wielkości produkcji odlewów na świecie w latach 2000-2017 [4,5,6,7,8]. W zakresie produkcji odlewów ze stopów żelaza obserwujemy analogicznie jak dla ogólnej produkcji odlewów, wzrost produkcji, ze znacznym spadkiem produkcji odlewów w okresie kryzysu gospodarczego. W latach 2014 – 2016 produkcja odlewów żeliwnych odnotowała jednak niewielki spadek 0,7 % w 2014, 0,4% w 2015 i 1,1% w 2016 roku. W 2017 roku produkcja odlewów ze stopów żelaza wzrosła w stosunku do roku poprzedniego o 5,2% i wynosi 87,5 mln ton. Produkcja odlewów ze stopów żelaza w stosunku do 2000 roku wzrosła o 61%. Wielkości produkcji odlewów ze stopów żelaza na przestrzeni lat 2000 – 2017 przedstawia rys.2.. Rys. 2. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów żelaza na świecie w latach 2000-2017 [4,5,6,7,8]. 9.

(10) Analizując produkcję odlewów ze stopów metali nieżelaznych, począwszy od 2000 roku obserwowany jest nieustanny wzrost produkcji (wyjątek stanowią 2008 i 2009 rok – czas recesji). W 2017 roku produkcja odlewów z metali nieżelaznych była ponad dwa razy większa niż w 2000 roku, wzrosła bowiem o 114% i wynosi 22,1 mln ton. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych prezentuje rys.3.. Rys. 3. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych na świecie w latach 2000-2017 [4, 5, 6, 7, 8]. Rozpatrując udział poszczególnych tworzyw odlewniczych w całkowitej produkcji odlewów należy wyróżnić żeliwo szare, żeliwo sferoidalne, żeliwo ciągliwe, staliwo oraz metale nieżelazne, w tym stopy aluminium, miedzi, cynku, magnezu i pozostałe stopy metali nieżelaznych. W globalnej produkcji odlewów od wielu lat największy udział stanowi żeliwo szare, którego produkcja w 2017 roku wyniosła – 49 mln ton, co stanowiło 44,7% ogólnej produkcji odlewów. Od lat wzrasta stosunkowo udział produkcji odlewów z żeliwa sferoidalnego i obecnie wynosi 26,4 mln ton, co przekłada się na 24,1% udziału w produkcji odlewów ogółem. Produkcja odlewów staliwnych od lat jest na stałym poziomie. W 2017 roku odlewy staliwne stanowiły 10,3% produkcji globalnej odlewów, przy produkcji 0,76 mln ton odlewów.. 10.

(11) Produkcja odlewów z metali nieżelaznych stanowi 20,2% całkowitej produkcji odlewów, w tym najliczniejszą grupę stanowią odlewy ze stopów aluminium. Udział poszczególnych rodzajów tworzyw w globalnej produkcji odlewów przedstawia rys.4.. Rys. 4. Udział poszczególnych rodzajów tworzyw odlewniczych w produkcji odlewów ogółem w 2017 roku [8]. Zdecydowanym liderem w produkcji odlewów od lat są Chiny, których produkcja w 2017 roku stanowiła 45 % produkcji globalnej. Drugą pozycję w klasyfikacji zajmują Indie z produkcją na poziomie 12,06 mln ton odlewów.. Odnotowały one wzrost produkcji. stosunku do roku 2014 o 20% i tym samym prześcignęły USA. Trzecie miejsce w rankingu zajmują USA z produkcją 9,67 mln ton odlewów. Do czołowych krajów produkujących odlewy niezmiennie od wielu lat należą również Niemcy (5,48 mln ton), Japonia (5,45 mln ton), Rosja (4,23 mln ton), Korea (2,54 ml ton), Włochy (2,24 mln ton) i Brazylia (2,22 mln ton). Od 2015 roku w pierwszej dziesiątce znajduje się również Meksyk, z produkcją na poziome 2,90 mln ton. Polska niezmiennie zajmuje 16 pozycję w klasyfikacji przy produkcji odlewów wynoszącej 1 036 500 ton. Sytuację tą prezentuje rys.5.. 11.

(12) Rys. 5. Wielkość produkcji odlewów w czołowych krajach świata w 2017 roku [8]. Według dostępnych danych za 2017 rok, określa się, że na świecie funkcjonuje ok. 45 331 odlewni. Ponad połowa odlewni ulokowana jest w Chinach (26000), co znajduje odzwierciedlenie w wielkości produkcji odlewów. Tabela 1. prezentuje liczbę odlewni w czołowych krajach świata. Tabela 1. Liczba odlewni w czołowych krajach świata w 2017 roku [8] Kraj. Odlewnie żeliwa. Staliwa. metali nieżelaznych. RAZEM. 14000. 4000. 8000. 26000. Indie. -. -. -. 4600. USA. 617. 341. 977. 1935. Niemcy. 192. 45. 337. 574. Japonia**. -. -. -. 1612. Rosja*. -. -. -. 1140. Meksyk. -. -. -. 800. Korea. 550. -. 100. 650. Włochy. 139. 37. 862. 1038. Brazylia. 452. 153. 565. 1170. Turcja. 441. 105. 386. 932. Francja. -. -. -. 380. Ukraina. -. -. -. -. 46. 29. 52. 127. Tajwan. -. -. -. -. Polska. 180. 35. 240. 455. Chiny*. Hiszpania. *dane za 2016 rok, **dane za 2015 rok. 12.

(13) Analizując dane z 10 wiodących światowych producentów odlewów największą wydajnością charakteryzują się odlewnie niemieckie (9550 ton/odlewnię) i amerykańskie (5000 ton/odlewnię). Wydajność chińskich odlewni wynosi zaledwie 1900 ton/odlewnię. Na tle wiodących krajów wydajność polskich odlewni jest na zadawalającym poziome i wynosi 2280 ton/odlewnię. Zestawienie wydajności w krajach wiodących przedstawiono na rys.6.. Rys. 6. Wydajność produkcji w 10 czołowych krajach świata w 2017 roku [8]. 1.2 Produkcja odlewów w Polsce Odlewnictwo w Polsce, jako istotny dostawca wyrobów i komponentów, jest niezastąpione dla wielu branż oraz sektorów gospodarki, w tym nowoczesnego przemysłu maszynowego, motoryzacyjnego i lotniczego. Ciągły rozwój, unowocześnianie wyrobów oraz stosowanie coraz bardziej innowacyjnych technologii produkcji wpływa na wzrost jego konkurencyjności na rynku europejskim i światowym oraz systematycznemu zwiększaniu eksportu. Polska od wielu lat zajmuje 16 pozycję wśród światowych producentów odlewów (1% globalnej produkcji) oraz 8 pozycję wśród europejskich producentów odlewów (5% produkcji europejskiej produkcji) przy produkcji 1 036 500 ton odlewów rocznie (2017r.).. 13.

(14) Na przestrzeni lat 2000 – 2008 produkcja odlewów wykazywała tendencję wzrostową i w 2008 roku była większa o 28% w stosunku do roku 2000. Kryzys gospodarczy spowodował niewielki spadek produkcji odlewów w latach 2009 – 2010, do poziomu 903, 4 tys. ton rocznie. Pomimo strat jakie przyniósł kryzys, produkcja odlewów już w 2011 roku przewyższyła produkcję sprzed kryzysu (2008r.) i systematycznie rosła do 2014 roku, osiągając poziom 1061, 9 tys. ton. Od 2015 roku zanotowano niewielki spadek wielkości produkcji o ok. 1,2 %. W 2017 roku produkcja odlewów ponownie spadła w stosunku do roku poprzedniego o 1,2 % i wyniosła 1036,5 tys. ton. Zmiany wielkości produkcji w latach 2000 – 2017 prezentuj rys.7.. Rys. 7. Zmiany wielkości produkcji odlewów w Polsce w latach 2000-2017 [4,8]. W całkowitej produkcji odlewów w Polsce największy udział mają odlewy ze stopów żelaza szarego – 46,3% i odlewy ze stopów aluminium - 31,8%.. Produkcja odlewów. staliwnych wynosi tylko 4,8 % produkcji ogółem, a produkcja odlewów z żeliwa sferoidalnego 15,4% produkcji ogółem. Najmniejszy odsetek w produkcji odlewów ogółem stanowią odlewy z cynku, miedzi i pozostałych stopów metali nieżelaznych – łącznie 1,7%. Udział poszczególnych tworzyw w produkcji odlewów w Polsce szczegółowo prezentuje rys.8.. 14.

(15) Rys. 8. Udział tworzyw w produkcji odlewów w Polsce w 2017 roku (%) [8]. W 2017 produkcja odlewów z stopów żelaza była niższa o 1,6 % w stosunku do roku poprzedniego i wyniosła 640 tys. ton. Analizując produkcję odlewów z żeliwa na przestrzeni lat 2000 – 2017 (rys.9), można stwierdzić, że pomimo kilku spadków, produkcja odlewów żeliwnych w stosunku do roku 2000 wzrosła o 3%, a w ostatnich czterech latach wykazuje tendencję spadkową.. Rys. 9. Zmiany wielkości produkcji odlewów z żeliwa w Polsce w latach 2000-2017 [4,7,8]. 15.

(16) Produkcja odlewów staliwnych wyniosła w 2017 roku 50 tys. ton, co oznaczało spadek o 1% w stosunku do roku 2016. W latach 2000 – 2017 najwyższą wartość produkcji odnotowano w roku 2008 – 68,2 tys. ton, a najniższą w 2010 roku – 47 tys. ton, będącą wynikiem kryzysu gospodarczego. Po okresie recesji produkcja odlewów staliwnych w Polsce systematycznie rosłą, a od 2014 roku utrzymuje się na stałym poziomie. Zmiany wielkości produkcji odlewów staliwnych w latach 2000-2017 ukazuje rys.10.. Rys. 10. Zmiany wielkości produkcji odlewów staliwnych w Polsce w latach 2000-2017 [4]. Całkowita produkcja odlewów ze stopów metali nieżelaznych, w tym głównie ze stopów aluminium w 2017 roku wyniosła 346,5 tys. ton i była niższa zaledwie o 0,5% w stosunku do roku poprzedniego. W analizowanym okresie (2000 – 2017) produkcja odlewów ze stopów metali nieżelaznych wykazuje zdecydowanie tendencję wzrostową, o czym świadczy ponad 4-krotny wzrost produkcji w stosunku do roku 2000. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych przedstawia poniższy rys.11.. 16.

(17) Rys. 11. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych w Polsce w latach 2000-2017 [4, 7, 8]. Szacuje się, że produkcja odlewów w Polsce realizowana jest przez 400 odlewni (rys.12), w tym 94,5% należących do sektora MŚP. Zaledwie 5,5% odlewni w Polsce stanowią odlewnie zatrudniające powyżej 250 osób.. Rys. 12. Szacunkowa liczba odlewni w latach 2005-2017 wg wielkości odlewni [4, 9, 10]. 1.3 Odlewnictwo wobec Przemysłu 4.0 Obecnie przemysł stoi u progu czwartej rewolucji przemysłowej nazywanej jako Przemysł 4.0, Industrie 4.0 czy Industry 4.0, zakładającej pełną automatyzację procesów produkcyjnych oraz pozwalającej na powszechny dostęp do danych i maszyn. Takie podejście wymaga 17.

(18) cyfryzacji czyli przejścia z analogowego sposobu gromadzenia danych na cyfrowy, dając możliwość połączenia dwóch światów wirtualnego i fizycznego, jednocześnie wykorzystując coraz to nowsze materiały i technologie. W perspektywie dłuższej niż 10 lat eksperci przewidują rozwój sztucznej inteligencji i „maszyn głęboko uczących się”, które mogą przejąć funkcje wymagające myślenia, co wyeliminuje niektóre zawody dotychczas wykonywane przez ludzi [11]. Badanie stopnia automatyzacji firm w Polsce, przeprowadzone w 2016 roku wskazały, że tylko 15% polskich fabryk jest w pełni zautomatyzowanych a 76% badanych wskazało na częściową automatyzacje. Zaledwie w 6% z nich wprowadza ideę Przemysłu 4.0. Oznacza to, że polski przemysł jeszcze wciąż stoi przed wyzwaniami trzeciej rewolucji przemysłowej. To opóźnienie technologiczne wynika z późnego otwarcia się na zachód, niskich kosztów pracy, braku dostępu do odpowiedniego kapitału, braku wyspecjalizowanej kadry inżynierskiej oraz koncentracji na działaniach marketingowych i sprzedażowych w celu budowania pozycji rynkowej [12]. Mając na uwadze fakt, że Przemysł 4.0. jest działalnością opartą na wiedzy, Polska z jej dobrze wykształconymi obywatelami powinna upatrywać w nim szansę na dokonanie skoku rozwojowego. Równocześnie trend ten może być receptą na malejące w Polsce zasoby pracy. Roboty mogą zastąpić rosnącą lukę popytową. Oznacza to szansę na utrzymanie stabilnego zatrudnienia. oraz. zwiększenie. udziału. pracowników. umysłowych. w ogólnej liczbie zatrudnionych [13]. Wejście w nowy trend 4.0 wymaga od przemysłu zapewnienia dostępności infrastruktury zapewniającej automatyzację i informatyzację produkcji oraz inwestycji w wykształcenie kadry menedżerskiej i inżynierskiej, odpowiedzialnej za wdrażanie i utrzymanie najnowszych technologii. Tendencja ta nie może zostać pominięta w przygotowaniu młodych ludzi do zawodów inżynierskich, w tym również inżyniera odlewnika. Przemysł 4.0 niesie, zatem liczne wyzwania dla inżynierów. W ramach Przemysłu 4.0 wykorzystanie kapitału ludzkiego uzależnione jest od budowy organizacji zdolnych tworzyć i absorbować wiedzę. W zakresie zarządzania kadrami nowy trend wymaga, aby pracownik nie jak dotychczas wykorzystywał nabyte wcześniej kompetencje, ale podlegał ciągłym szkoleniom [13]. Co zatem dla branży odlewniczej oznacza Przemysł 4.0? Nowoczesna odlewnia to odlewnia zautomatyzowana i zrobotyzowana, gdzie procesy koordynowane i kontrolowane są przez inteligentny system, umożliwiający ich monitorowanie z dowolnego miejsca na świecie. Oznacza to, że maszyny w odlewni mogą być nadzorowane zdalnie za pomocą systemów 18.

(19) sterowania umiejscowionych w „chmurze”, pozwalając na pełny dostęp do tych danych w każdym miejscu i czasie. Możliwe jest również w tym zakresie wykorzystanie technologii RFID. (ang. Radio-Frequency. Identification),. wykorzystującej. fale. radiowe. do. zautomatyzowania procesu sterowania maszynami. Odlewnia na miarę Przemysłu 4.0 to odlewnia, w której klient składa zamówienie za pośrednictwem scentralizowanego systemu kontroli, a dzięki zastosowaniu zintegrowanego systemu MRP/ERP odlewnia automatycznie zarządza łańcuchem dostaw oraz bieżącymi i przyszłymi potrzebami produkcyjnymi. Takie podejście nie oznacza zmniejszenia zaangażowania pracowników, ale wymaga od nich innego zestawu umiejętności i kompetencji [15]. Na znaczeniu tracą umiejętności produkcyjne natomiast kwalifikacje w dziedzinach takich jak produkcja cyfrowa, robotyka i automatyka stają się bardziej pożądane przez pracodawców [16]. Dzięki inwestycji w Przemysł 4.0 odlewnie w przyszłości będą bardziej wydajne, poprawią swoje zdolności produkcyjne, a jednocześnie dzięki elastyczności systemu pozwalającej na tańsze i krótkie serie produkcyjne, będą bardziej reaktywne wobec potrzeb swoich klientów, a przez to bardziej konkurencyjne. W obliczu zmian, przed jakimi stoi polska gospodarka, niepojący jest fakt, że najlepiej wykształcone kadry inżynierskie odpływają z Polski, zasilając swoimi kompetencjami światowe centra rozwoju technologicznego, jednocześnie osłabiając krajową konkurencję [11]. Jak wskazuje niniejszy rozdział przemysł odlewniczy jest istotnym elementem gospodarki, niezbędnym dla funkcjonowania innych gałęzi przemysłu. Jego ciągły wzrost potwierdza potrzebę wykorzystania elementów odlewanych w produkcji wyrobów gotowych. Rozwój przemysłu odlewniczego to nie tylko tonażowy wzrost jego produkcji ale produkcja odlewów z wykorzystaniem coraz bardziej zaawansowanych technologii i innowacyjnych materiałów,. spełniających. coraz. wyższe. wymagania. klientów.. Sprostanie. takim. wymaganiom, zgodnie z Industry 4.0. wymaga automatyzacji i robotyzacji przemysłu, a przede wszystkim zadbania o właściwie wykwalifikowaną kadrę, której kompetencje mają ogromny wpływ na zdobycie przewagi konkurencyjnej na rynku. Dlatego też, specyfika procesu odlewniczego oraz kapitał ludzki i jego kompetencje będą przedmiotem rozważań w kolejnych rozdziałach.. 19.

(20) 2. PROCES PRODUKCYJNY A POTRZEBY STANOWISKOWE W ODLEWNI 2.1 Proces produkcji w odlewni Odlewnictwo to jedna z kluczowych technik wytwarzania elementów metalowych zwłaszcza części maszyn, narzędzi oraz urządzeń stosowanych w różnych gałęziach przemysłu. o. Jego. odpowiednim. istota składzie. polega. na. przygotowaniu. chemicznym. a. następnie. ciekłego. stopu. wypełnienie. odlewniczego, nim. wcześniej. przygotowanych, zazwyczaj jednorazowych form odlewniczych. Konieczność równoległego przygotowania ciekłego stopu oraz form odlewniczych sprawia, że proces odlewniczy jest nie tylko skomplikowany, ale również trudny technologicznie i organizacyjnie. Na cały proces wytworzenia odlewu składa się wiele procesów technologicznych, których realizacja odbywa się według ściśle określonej kolejności. Do procesów tych zalicza się: 1.. wykonanie oprzyrządowania modelowego (modele, rdzennica, modele układu wlewowego i in.),. 2.. przygotowanie masy formierskiej i rdzeniowej oraz innych materiałów nietrwałych,. 3.. wykonanie form, rdzeni,. 4.. przygotowanie (montaż) form do zalania,. 5.. wytapianie metalu i obróbka pozapiecowa ciekłych stopów,. 6.. zalewanie form,. 7.. wybijanie odlewów z form,. 8.. usuwanie układów wlewowych i zasilających oraz oczyszczanie odlewów,. 9.. wykańczanie powierzchni odlewów [17]. Powyższe procesy mogą przebiegać w różnorodny sposób, zależny od wybranej. technologii odlewniczej. Wybór procesu technologicznego realizowanego w konkretnej odlewni poprzedzony powinien być dokładną analizą całego procesu produkcyjnego uwzględniając aspekt technologiczny i ekonomiczny zależny od wielu czynników tj.[18]:  wielkości produkowanej serii,  wielkości i masy odlewów,  rodzaju urządzeń oraz wielkości maszyn formierskich, rdzeniarskich oraz urządzeń do przeróbki mas,  wymiarów suszarni do form i pieców do obróbki cieplnej, 20.

(21)  wyposażenia odlewni w skrzynki formierskie, rdzennice, płyty modelowe, modele itp.,  rodzaju stosowanych materiałów formierskich,  wyposażenia modelarni. Procesy odlewania realizowane są w przedsiębiorstwach przemysłowych zwanych odlewniami. Zgodnie z definicją odlewnia stanowi zbiór wzajemnie powiązanych ze sobą obiektów poprzez realizowane procesy, a jej podział jest głównie wynikiem przyjętego procesu technologicznego oraz programu produkcji. W obrębie odlewni wyróżnia się trzy podstawowe procesy [19]:  procesy wstępne – wstępne przygotowanie mas formierskich, wsadowych, ceramicznych i ogniotrwałych,  procesy zasadnicze przerobu mas formierskich i rdzeniowych, formowania oraz zalewania  procesy wykańczające tj. oczyszczanie, obróbka termiczna, mechaniczna, oraz zabezpieczenia antykorozyjne Procesy odlewnicze realizowane są etapowo a każde kolejne stadium procesu wynika z poprzedniego i wymuszone jest przepływem materiałów, surowców, oprzyrządowania oraz informacji. Ich technologiczne i transportowe powiązania sprawiają, że proces odlewniczy jest bardzo wrażliwy na niedoskonałości i uchybienia poszczególnych wydziałów (podsystemów) i stanowisk pracy [20]. Przykład funkcjonowania odlewni przedstawia rys.13.. Rys. 13. Ogólny model funkcjonowania odlewni [19]. 21.

(22) Schemat traktuje odlewnie, jako zestawienie kilku podsystemów, w obrębie których realizowane są szczegółowe procesy odlewnicze. Zgodnie ze schematem, w celu przystąpienia do produkcji odlewów niezbędnym jest zapewnienie odpowiednich zasobów materiałów formierskich oraz wsadowych, które stanowią bazę dla kolejnych procesów: przygotowania mas oraz topienia. Właściwy proces produkcji odlewów rozpoczyna się od przygotowania mas formierskich i rdzeniowych. Na tym etapie istotnym jest nadanie masie właściwości zgodnych z przyjętą technologią produkcji, co w efekcie przekłada się na jakość wyrobu gotowego odlewu. Operacje przerobu mas wykonywane są za pomocą odpowiednich urządzeń stanowiących zespół zwany stacją przerobu mas [21], w ramach której znajdują zastosowanie urządzenia technologiczne takie jak mieszarki, kruszarki, przesiewacze, urządzenia transportowe i przechowujące (zasobniki). Podstawowe czynności przygotowania mas formierskich i rdzeniowych w wielu odlewniach zostały zmechanizowane, zautomatyzowane a nawet sterowane komputerowo [22]. Oprócz zespołu technologicznego do wykonywania wyjściowych, używanych i odświeżonych mas, odlewnie korzystają również z urządzeń do wstępnej regeneracji osnowy masy zużytej [23]. Równolegle przygotowywane są modele odlewnicze oraz metalowe lub drewniane skrzynki zwane rdzennicami. Modele mogą być przygotowane ręcznie, za pomocą podstawowych maszyn obróbczych lub z użyciem nowoczesnych systemów CAD/CAM i maszyn sterowanych numerycznie [24]. Na tym etapie istotne jest przede wszystkim określenie wielkości produkcji oraz wytypowana technologia formowania. Podczas formownia ręcznego dla produkcji jednostkowej i małoseryjnej stosuje się modele wykonane z drewna, natomiast dla produkcji wielkoseryjnej i masowej modele metalowe bądź z tworzyw sztucznych oraz płyty modelowe – zwykłe lub dwustronne. W przypadku formowana maszynowego, wymagającego sprawnej i szybkiej zmiany oprzyrządowania, do zamontowania modelu, najczęściej metalowego, również wykorzystuje się płyty modelowe zwykłe, koordynacyjne lub z wymiennymi wkładkami [25]. Tak przygotowane oprzyrządowanie trafia do kolejnych podsystemów: modele (płyty modelowe) do formierni a rdzennice do rdzeniarni. Kolejnym etapem jest wykonanie rdzeni odwzorowujących wewnętrzne kształty odlewu a następnie przygotowanie form odlewniczych. W przypadku wykonywania odlewów wielkogabarytowych rdzenie zwykle wykonywane są w tej samej technologii co formy. 22.

(23) W przypadku odlewów mniejszych (seryjnych) rdzenie małe oraz średnie zazwyczaj produkowane są poprzez nadmuchiwanie lub wstrzeliwanie do rdzennic [26,27]. Działem odlewni wytwarzającym rdzenie jest rdzeniarnia. Produkcja rdzeni podobnie jak całych form może odbywać się ręcznie lub maszynowo, co warunkuje wykorzystanie rdzennic z odpowiednich materiałów (do produkcji ręcznej – rdzennice z drewna lub żywic, do produkcji maszynowej – rdzennice z metalu lub mas syntetycznych). Jednak ze względu na małą wydajność procesu oraz duże deformacje rdzenia ręczne wykonywanie rdzeni jest coraz rzadziej stosowane. Współcześnie w rdzeniarniach wykonywanie rdzeni odbywa się przy zastosowaniu rdzeniarek (wg metody cold- lub hot-box) a wiele czynności m.in. odbiór rdzeni z rdzeniarek czy nanoszenie powłok wykonują roboty [17]. Gotowe rdzenie poddawane są najpierw procesowi suszenia lub utwardzania, następnie w zależności od technologii czynnościom wykańczającym - czyszczeniu, sklejaniu, czernieniu itp., kontroli końcowej i ostatecznie umieszczane są w formie. Obecnie zdecydowanie większa część odlewów wykonywana jest w formach jednorazowych ze względu na wydajność tej metody oraz możliwość ponownego użycia materiałów tych form, tym samym nie generując zbyt dużej ilości odpadów [17]. Formy jednorazowe wykonywane są na bazie piasku kwarcowego. Rzadziej stosowane formy trwałe, wykonywane ze stopów metali (żeliwa, stali konstrukcyjnej, stali narzędziowej, aluminium technicznego, miedzi), stosowane są głównie w odlewaniu przy zastosowaniu ciśnienia. Należy zwrócić uwagę, że podsystem wykonania form odlewniczych traktowany jest, jako wiodący w całym systemie odlewni i spełniający kluczową rolę w procesie wytwarzania odlewów [19]. Wybór metody formowania (ręczna, maszynowa) podyktowany jest rodzajem produkcji oraz jej seryjnością. Formowanie ręczne uznane za pracochłonne i mało wydajne stosowane jest w odlewniach małych do produkcji małoseryjnej i jednostkowej oraz w odlewniach dużych do produkcji małoseryjnych odlewów, często dużych o skomplikowanych kształtach [28]. Na tym etapie, w zależności od poziomu zautomatyzowania i zmechanizowania formierni możliwe jest przeprowadzenie procesu formowania z formierkami wstrząsowo-prasującymi, mieszarko-nasypywarką lub narzucarką bądź automatami formierskimi (linie odlewnicze) [19]. W przypadku form piaskowych, po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości formy usuwany jest z niej model, który może zostać użyty ponownie. W celu uzyskania gładkiej powierzchni odlewu oraz zmniejszenia kosztów obróbki wykańczającej nanoszone są na formy, tak jak na rdzenie, powłoki ogniotrwałe. 23.

(24) W odlewniach zabieg ten może być prowadzony za pomocą pędzli, przez zanurzanie lub natryskiwanie. Równocześnie z przygotowaniem form odlewniczych trwa proces topienia wsadu, realizowany w ramach podsystemu topialni. Do zadań na poziomie podsystemu topialni należy nie tylko zestawienie, przetopienie wsadów, uszlachetnienie metalu, ale również dostarczenie odpowiedniej jego ilości w określonym czasie na stanowiska zalewania form [29]. Sam proces przygotowania ciekłego metalu sprowadza się do kojarzenia wsadu metalowego, jego podgrzewania, topienia, przegrzewania, rafinowania oraz ewentualnego modyfikowania, sferoidyzacji i wermikularyzacji. Wytop prowadzony jest w specjalnych piecach topialnych, które w zależności od wykorzystywanego źródła energii cieplnej dzielone są na paliwowe i elektryczne [22]. W podsystemie topialni stosowanych może być szereg urządzeń usprawniających jego pracę, które tak jak na etapie formowania mogą zostać zautomatyzowane i sterowane komputerowo. Należą do nich kafary do rozdrabniani złomu, łamacze złomu, dozowniki wsadowe, urządzenia załadowcze i transportowe (np. suwnice, wózki jezdniowe) [22]. Zalewanie form ciekłym metalem prowadzone może być z zastosowaniem siły grawitacyjnej, ciśnień, siły odśrodkowej czy ruchu obrotowego formy, a sposób jego wykonania wpływa na jakość odlewów [17]. W procesie tym wykorzystywane są różnego rodzaje kadzie odlewnicze lub piece dozujące. Zalane formy przetransportowane zostają na linie chłodzące, których długość zależy od żądanej temperatury odlewu na stanowisku wybijania. Po zakrzepnięciu odlewu w formie kolejnym krokiem jest jego wybicie z formy. Wybijanie odlewów z form może być realizowane ręcznie lub w odlewniach zmechanizowanych z użyciem maszyn – najpopularniejszych, lecz bardzo hałaśliwych krat wibracyjnych lub bardziej nowoczesnych metod bębnowych lub elektrohydraulicznych. Po wybiciu odlewów z formy użyta wcześniej masa formierska i rdzeniowa ponowie kierowana jest do obiegu. Wtórne użycie tej masy w procesie wytwarzania form odlewniczych wymaga przeprowadzenia kilku zabiegów:  oddzielenia od wybitej masy kawałków metalowych oraz kawałków rdzeni oraz masy nadmiernie zbrylonej,  schłodzenia i homogenizacji masy zwrotnej,  sporządzenia masy formierskiej przez wymieszanie poszczególnych składników masy oraz ich spulchnienie [30]. 24.

(25) W przypadku masy zużytej (nienadającej się do dalszego użytkowania), możliwa jest jej regeneracja, która może być realizowana w zespole przerobu mas formierskich lub w. osobnym. bloku. urządzeń. regenerujących. (kruszarki,. separatory,. przesiewacze,. regeneratory) [23, 31]. Obróbka regeneracyjna stanowi kompleks czynności procesowych, którym poddawana jest masa zużyta, począwszy od wstępnego przygotowania poprzez regenerację właściwą, aż po obróbkę finalną regeneratu, w rezultacie którego odzyskany zostaje przynajmniej jeden najważniejszy komponent masy [32]. Powszechnie regeneracja zużytych mas odlewniczych obejmuje praktycznie wszystkie stosowane masy, jednakże niektóre jej rodzaje są eliminowane gdyż proces ten nie zapewnia odzysku osnowy o jakości porównywanej z jakością świeżego piasku [32]. Po zalaniu form ciekłym metalem, ich wybiciu i ochłodzeniu rozpoczynają się procesy oczyszczania, związane z usunięciem układów wlewowych i nadlewów, następnie czyszczeniem. odlewów. (w. oczyszczarkach). i. wykańczaniem.. Na. stanowiskach. w wykańczalni stosowane są liczne urządzenia tj. bębny obrotowe i wibracyjne, aparaty pneumatyczne do rzucania śrutu, służące zwiększeniu efektywności procesu oczyszczania. Po oczyszczeniu powierzchni odlewów ścinane są za pomocą przecinaków pneumatycznych i szlifierek (ręcznych, stacjonarnych lub podwieszanych) zalewki, pozostałości po układach wlewowych oraz nadlewach [28]. Czynności te nazwa się obróbką wykańczającą. Przeprowadzona na tym etapie kontrola jakości eliminuje odlewy wadliwe nienadające się do naprawy stanowiące tzw. braki, które wracają do obiegu jako materiał wsadowy dla kolejnego cyklu procesu odlewniczego. Jednakże nie wszystkie wady dyskwalifikują odlewy. Część z nich to wady dopuszczalne bądź kwalifikujące się do naprawy. W celu naprawy odlewów do najczęściej stosowanych metod należy m.in.: spawanie, szlifowanie, obróbka cieplna, prostowanie, czopowanie itp. Ewentualny proces obróbki cieplnej prowadzony jest w celu uzyskanie odpowiednich właściwości użytkowych poprzez usuwanie naprężeń własnych, poprawę właściwości mechanicznych, plastycznych oraz warstwy powierzchniowej [143].. 25.

(26) Rys. 14. Schemat odlewni uwzględniający funkcjonowanie biura technologicznego Źródło: opracowanie własne. 26.

(27) Rys. 14 przedstawiający schemat funkcjonowania przedsiębiorstwa odlewniczego obejmuje procesy odlewnicze realizowane na poszczególnych wydziałach produkcyjnych. Prawidłowość tych działań wynika ze ścisłej współpracy z biurem technologicznym, odpowiedzialnym za przygotowanie technologii. Na rys. 14 wskazano zadania i przepływ informacji pomiędzy biurem a poszczególnymi podsystemami. Szczegółowe zadania realizowane w biurze technologicznym dokładnie przedstawione zostały w dalszej części pracy. Nieprzerwalny wzrost zapotrzebowania na wyroby odlewane powoduje ciągły rozwój i unowocześnianie stosowanych w zakresie odlewnictwa technologii. Jest to tym bardziej istotne, że na skutek tych zmian obserwowany jest proces starzenia się odlewni zarówno w kontekście technicznym, organizacyjnym i informacyjnym [19]. Odlewnie stają przed koniecznością dostosowania struktury produkcyjnej do wciąż zmieniających się potrzeb rynku, równocześnie ograniczając koszty poprzez „odchudzanie” tej struktury. Konsekwencją tego jest przechodzenie z tradycyjnych metod wytwarzania na elastyczne linie produkcyjne oraz przekazywanie części procesów do realizacji firmom zewnętrznym [19]. Warto zwrócić uwagę, że na skutek doskonalenia produkcji modeli, przyjętych metod produkcji i odlewania oraz samej organizacji pracy w zakładzie stale rosną możliwości podniesienia jakości tworzywa, obniżenia masy odlewów i zapewnienia tolerancji ich wymiarów [18], co pozwala być odlewnictwu konkurencyjnym w stosunku do innych metod wytwarzania części maszyn i urządzeń. W obrębie sektora odlewniczego stosowane są różnorodne instalacje łączące w sobie technologie oraz jednostkowe operacje, które dostosowane są do używanych materiałów wsadowych, wielkości serii oraz pożądanego produktu finalnego [18]. Zasadniczo organizacja procesu w odlewni wskazuje na podział pomiędzy odlewnie stopów żelaza i metali nieżelaznych [24]. W dalszej części pracy przedstawione zostały charakterystyczne, najczęściej stosowane procesy produkcyjne w obrębie odlewni żeliwa. Specyfika organizacji pracy w odlewni metali nieżelaznych została pominięta, ze względu na fakt, że nie stanowi podstawy badań niniejszej dysertacji.. 27.

(28) 2.1.1 Proces produkcyjny w odlewni żeliwa W Polsce 67% ogólnej produkcji odlewów stanowi produkcja odlewów ze stopów żelaza, w tym aż 70% to odlewy z żeliwa szarego [8]. Stopy żelaza charakteryzują się dużą sztywnością i wytrzymałością, co pozwala na produkowanie odlewów z tego tworzywa praktycznie w nieograniczonych rozmiarach [24]. W odlewniach stopów żelaza na ogół stosowane są technologie form jednorazowych [24], a najbardziej popularną jest technologia wytwarzania form w masach wilgotnych, w których wykonuje się głównie małe i średnie odlewy. W tym celu do produkcji mas formierskich wykorzystywane są mieszarki pracujące w większości pod ciśnieniem atmosferycznym lub w warunkach obniżonego ciśnienia (próżniowe) [143]. W przypadku produkcji jednostkowej i małoseryjnej zasadniczą techniką wykonania formy jest formowanie ręczne, które może przybierać wiele odmian w zależności od rodzaju stosowanych skrzynek formierskich [25]. W odlewniach żeliwa produkujących odlewy w formach piaskowych obserwujemy coraz większy stopień mechanizacji i automatyzacji procesów, które w konsekwencji poprawiają jakość wytwarzanych odlewów i przyspieszają ich produkcję. Mechanizacji i automatyzacji poddawane są niemal wszystkie czynności związane z wytwarzaniem form a w ich następstwie odlewów. Do czynności tych należą, w następującej po sobie kolejności: 1. dostarczanie na stanowisko formierskie przygotowanej masy formierskiej i pustych skrzynek formierskich, 2. ustawianie skrzynek na formierce, 3. wypełnianie skrzynek masą formierską, 4. wyjmowanie modelu, 5. odbieranie gotowych form, 6. składanie i obciążanie form, 7. transport form i ich zalewanie, 8. wybijanie odlewów [25]. Linie formierskie, w zależności od stopnia ich zaawansowania, mogą współpracować z topialnią, magazynem rdzeni i form, stacją przerobu masy formierskiej oraz maszynami wybijającymi odlewy.. 28.

(29) Zgodnie ze statystykami (tabela 2.) w produkcji odlewów żeliwnych odlewnie przeważnie. stosują. linie. formierskie,. pozwalające. na. automatyczne. formowanie. bezskrzynkowe zarówno z pionowym jak i poziomym podziałem formy. Charakteryzują się one wyższą wydajnością i ekonomicznością niż linie z usuwanymi skrzynkami. Wśród najczęściej stosowanych tego typu rozwiązań jest linia automatyczna firmy DISA, w skład której wchodzi automat Disamatic. Technologia formowania w liniach automatycznych od lat zyskuje na popularności kosztem formowania ręcznego. W przypadku produkcji odlewów staliwnych jest na odwrót – ponad 70% produkcji oparte jest na formowaniu ręcznym [4]. Tabela 2.. żeliwo szare i stopowe. 19,2. 12,5. 44,0. 21,0. 3,1. 0,2. żeliwo sferoidalne. 17,3. 16,4. 66,2. -. -. 0,1. 16,0. 84,0. 25,1. 0,2. żeliwo ciągliwe. Staliwo. 73,7. technologie. Pozostałe. Odlewanie kokilowe. odśrodkowe. Odlewanie. automatycznych. Formowanie w liniach. maszynowe. Formowanie. Produkcja odlewów. Formowanie ręczne. Udział technologii w produkcji odlewów żeliwnych i staliwnych w 2015 [4]. 1,0*. *formowanie precyzyjne. Do wytapiania żeliwa stosowane są piece paliwowe – żeliwiaki, piece elektryczne indukcyjne (tyglowe lub kanałowe) lub płomienne piece bębnowe obrotowe. Coraz rzadziej stosowane są piece łukowe. Materiałami wsadowymi są złom (kupny i obiegowy), surówki, żelazostopy, czyste stopy, a w żeliwiakach dodatkowo wprowadza się nośnik energii oraz topniki. Jak wskazują badania, w polskich odlewniach żeliwa, występują głównie żeliwiaki i piece indukcyjne tyglowe jako piece topiące. Do przetrzymywania ciekłego metalu zwłaszcza we współpracy z żeliwiakiem stosowane są zazwyczaj piece indukcyjne kanałowe [24].. 29.

(30) W zależności od stosowanego pieca topialnego proces wytopu żeliwa przebiega odmiennie, jednakże z zachowaniem podstawowych jego etapów tj. topienie, spust, obróbka metalurgiczna w stanie ciekłym i odlewanie, co ilustruje rys.15. Uzyskany w wyniku topienia ciekły metal, w zależności od wymogów, poddany może być operacjom modyfikacji, odżużlaniu, odsiarczaniu i sferoidyzacji. Formy jednorazowe wykonane z mas piaskowych zalewane są głównie grawitacyjnie czyli w normalnych warunkach. Do rozlewania metalu stosuje się kadzie odlewnicze otwarte lub syfonowe, natomiast w przypadku zastosowania automatycznych linii odlewniczych zastosowanie znajduje piec dozujący [24]. Odlewy żeliwne wybijane są z formy zazwyczaj za pomocą krat wibracyjnych samorozładowczych, które początkowo usuwają masę i odlew ze skrzyń formierskich a następnie oddzielają masę od odlewu i ją rozdrabniają. Podczas tej operacja udaje się również usunąć rdzenie z odlewów. Kraty mogą pracować zarówno samodzielnie w zmechanizowanych gniazdach jak i w zautomatyzowanych liniach formierskich.. 30.

(31) Rys. 15. Przykłady schematów procesu odlewania żeliwa z zastosowaniem różnych pieców topialnych [24]. 31.

(32) W odlewniach stosowane mogą być również układy bębnowe, które po oddzieleniu masy z odlewów kierują ją bezpośrednio do stacji przerobu mas a odlewy, za pośrednictwem przenośników do oczyszczalni. Na tym etapie metodą wibracyjną, elektrohydrauliczną lub za pomocą oczyszczarek wodnych usuwane są również rdzenie. Po wybiciu odlewów i usunięciu układów wlewowych uruchamiany jest proces oczyszczania i wykańczania odlewów. W oczyszczalniach odlewni stopów żelaza wykorzystywane są m.in.:  dla drobnych odlewów: bębny obrotowe i wibracyjne wzbogacone o środki ścierne – drobne odlewy w kształcie gwiazdek z żeliwa białego lub hartownej stali, . dla średnich i dużych odlewów: oczyszczanie strumieniowo-wodne,.  oczyszczarki wirnikowo-śrutowe, wykorzystujące różnego rodzaju odmiany śrutu (z żeliwa, staliwa),  dla odlewów pracujących w wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem – oczyszczanie chemiczne prowadzone poprzez kwaśne lub alkaliczne kąpiele [17]. Możliwe jest również ręczne oczyszczanie powierzchni odlewów z pozostałej masy formierskiej, wówczas na stanowiskach pracy wykorzystywane są młotki lub szczotki druciane. Ostatnim zabiegiem w oczyszczalni jest szlifowanie odlewów, którego celem jest usunięcie zalewek i wszelkich nierówności. Prowadzone jest ono przy użyciu szlifierek podwieszanych, szlifierek z giętkim wałkiem lub w przypadku odlewów, o wadze powyżej 100 kg, produkowanych seryjnie i masowo - szlifierek automatycznych [28]. W celu poprawy właściwości użytkowych odlewów żeliwnych stosowana jest obróbka cieplna, w postaci różnego rodzaju wyżarzania lub hartowania. Do tego typu zabiegów używane są specjalne piece do obróbki cieplnej, a największe znaczenie w praktyce ma piec elektryczny komorowy. Dla tego typu pieców istnieje możliwość automatyzacji tego procesu w oparciu o precyzyjny system sterowania [33]. Oczyszczone i odtłuszczone odlewy zabezpieczane są przed korozją poprzez nanoszenie różnych powłok ochronnych. Do najczęściej stosowanych metod należy malowanie natryskowe i zanurzeniowe. Innymi sposobami nanoszenia powłok ochronnych jest emaliowanie lub smołowanie. Ponadto, dodatkowo w celach estetycznych, odlewy mogą być pokryte powłokami cynkowymi, aluminiowymi, kadmowymi itp. Proces wytworzenia odlewów żeliwnych kończy się w momencie przekazania gotowych odlewów do magazynu wyrobów gotowych.. 32.

(33) 2.2 Rola biura technologicznego (projektowego) w odlewni Biuro. technologiczne,. miejsce. pracy. inżynierów. odlewników,. metalurgów,. konstruktorów (zwanych technologami), to pierwsze i zarazem najistotniejsze ogniwo w procesie wytworzenia odlewów. Komórka ta odpowiedzialna jest za przygotowanie projektu. całego. procesu. technologicznego,. który. służy. następnie. zaplanowaniu. i uruchomieniu produkcji zgodnie ze złożonym przez klienta zamówieniem. Przygotowanie tego projektu odbywa się wg określonej kolejności, tak aby informacje uzyskane w kolejnych etapach projektu były podstawą do podejmowania przyszłych decyzji. Przebiega on następująco [18]: 1. Przeprowadzenie analizy technologiczności konstrukcji odlewu oraz wprowadzenie ewentualnych zmian konstrukcji podyktowanych obniżeniem kosztów, ułatwieniem produkcji i zapobieżeniu powstaniu wad, 2. Opracowanie koncepcji technologicznej, czyli wszystkich kwestii związanych z kształtem odlewów, tj.: położenie odlewu przy formowaniu i zalewaniu, powierzchnia podziału formy, kształt, budowa oraz sposób montaży rdzeni, wielkość skurczu odlewniczego, naddatki obróbcze i technologiczne, wielkość skrzynek formierskich i rdzeniowych, położenie modelu w formie itp., 3. Zaprojektowanie układu wlewowego i zasilającego oraz przeprowadzenie analizy zjawisk cieplnych występujących podczas stygnięcia odlewu, 4. Określenie sposobu wykonania form odlewniczych oraz oczyszczania odlewów, 5. Opracowanie organizacji pracy na poszczególnych stanowiskach roboczych oraz podział procesu technologicznego na operacje i czynności, 6. Zaprojektowanie budowy potrzebnego omodelowania, 7. Określenie procesu technologicznego dla wykonania modelowego, 8. Wskazanie norm czasowych dla wydziałów: formierni, rdzeniarni oraz oczyszczalni opracowanie analizy ekonomicznej odmian procesu technologicznego, 9. Przygotowanie odlewniczej dokumentacji technologicznej, 10. Dokonanie ewentualnej korekty w dokumentacji technologicznej na podstawie wykonanych próbnych odlewów. Technolog lub zespół technologów opracowując projekt procesu technologicznego musi uwzględnić nie tylko seryjność produkcji, wielkość i masę odlewów, ale również informację odnośnie wyposażenia odlewni i jej poszczególnych wydziałów (rodzaju urządzeń i ich 33.

(34) wydajności), możliwości transportowych oraz stosowanych materiałów wsadowych, formierskich i rdzeniowych. Tym bardziej, że czynniki te, a w szczególności wielkość produkcji, tworzywo, z którego wykonany będzie odlew oraz obrana technologia formowania i odlewania wpływają na ostateczny koszt odlewu. Biuro technologiczne na każdym etapie procesu odlewniczego dąży do optymalizacji doboru elementów technologii do wymaganej jakości odlewu oraz możliwości stosowanego stopu odlewniczego. Decyzje podejmowane na etapie projektowania procesu, dotyczące m.in. zapotrzebowania na materiały, wsadowe, formierskie, rdzeniowe oraz sposobu wytwarzania odlewów muszą być wielokrotnie przeanalizowane. Niewłaściwe decyzje mogą rzutować na jakość odlewu i pojawienie się wad odlewniczych, lub niepotrzebnie spowodować wzrost kosztów produkcji – co ma miejsce przy wyborze materiałów i technologii o za wysokich parametrach technologicznych [20]. Wyszukiwanie optymalnego rozwiązania pod względem technologicznym, jakościowym i materiałowym możliwe jest dzięki wsparciu pracy technologów przez różnorodne systemy i programy komputerowe. Wśród nich są: system komputerowego wspomagania prac inżynierskich (CAE,. ang. Computer Aided Engineering), system komputerowego. wspomagania projektowania (CAD, ang. Computer Aided Design), system komputerowego wspomagania wytwarzania (CAM, ang. Computer Aided Manufacturing). W ramach tych systemów wykorzystywane są programy do [34]:  projektowania oprzyrządowania odlewniczego np. Siemens NX, CATIA V5 Team PLM,  symulacji zalewania i krzepnięcia układu zasilającego odlew np. MAGMAsoft, Flow3D, ProCAST,  symulacji wypełnienia wnęki rdzennicy np. QuikCast,  projektowania obróbki oprzyrządowania odlewniczego: np. NX CAM Advanced Machinning,  systemy do projektowania obróbki odlewów: np. NX CAM/CAD Machinning.  projektowania oraz tworzenie dokumentacji technicznej np. AutoCAD,  system do modelowania 3D np. Solid Edge. Działania technologów prowadzą do przygotowania dokumentacji technologicznej procesu. Dokumentacja w zależności od wielkości produkcji może mieć postać dokumentacji. 34.

(35) uproszczonej (produkcja jednostkowa, małoseryjna) lub pełnej (produkcja seryjna i masowa). W jej skład wchodzą [28]:  rysunek konstrukcyjny elementu odlewanego wykonany przez konstruktora,  rysunek surowego odlewu przygotowanego na podstawie rysunku konstrukcyjnego i zawierający oznaczenia odlewnicze,  rysunek koncepcji technologicznej, wynikający z rysunku surowego odlewu i wskazujący na metodę jego wykonania oraz dane dla wykonania modelu oraz formy,  rysunek zespołu modelowego zawierający rysunki modelu, rdzennicy oraz ich składowych elementów. Należy podkreślić, że biuro technologiczne zajmuje istotne miejsce w realizowanym w odlewni procesie decyzyjnym, zwłaszcza w kontekście diagnostyki wad odlewniczych. Biuro technologiczne stanowi centralny system decyzyjny w odlewni. Na tym poziomie podejmowane są kluczowe decyzje dotyczące poszczególnych etapów procesu i przekazywane są do bloków decyzyjnych związanych z poszczególnymi fragmentami procesu technologicznego [35]. W niniejszym rozdziale wnikliwie przedstawiono proces produkcji odlewów, z nakreśleniem specyfiki w produkcji odlewów żeliwnych. Należy zwrócić uwagę, że proces odlewniczy jest procesem złożonym, angażującym różnego rodzaju narzędzia, maszyny i urządzenia. Jednakże, każdy z elementów składowych procesu produkcyjnego, poszczególne gniazda produkcji związane są z pracą ludzką, przypisaną do różnego rodzaju stanowisk. Jak wskazano, na szczególną uwagę w działalności odlewni zasługuje biuro technologiczne, w pełni odpowiedzialne za projektowanie technologii wykonania konkretnego odlewu. Przedsiębiorstwa odlewnicze do realizacji swych działań produkcyjnych potrzebują zatrudnienia pracowników o zróżnicowanych umiejętnościach, nie tylko osób kompetentnych do opracowania procesu ale także robotników wykwalifikowanych, realizujących sam proces produkcyjny.. 35.

(36) 2.3 Potrzeby kadrowe branży odlewniczej – popyt na kadrę odlewniczą Polski przemysł odlewniczy stanowi ok. 400 odlewni, które łącznie zatrudniają ok. 24300 pracowników, w tym 51,4% w odlewniach żeliwa, 34,2% w odlewniach metali nieżelaznych i 14,4% w odlewniach staliwa (2017r.). Wielkość zatrudnienia w branży odlewniczej na przestrzeni ostatnich lat (2008-2017) właściwie nie zmieniła się i wahała się na poziomie 24000 co prezentuje tabela 3. Tabela 3. Szacowane zatrudnienie w odlewniach w latach 2008 –2017 [4, 9, 10] Lata Odlewnie żeliwa. Zatrudnienie w przeliczeniu na pełne etaty Odlewnie stopów metali Odlewnie staliwa nieżelaznych. RAZEM. 2008. 13000. 4200. 7300. 24500. 2009. 12400. 4100. 7400. 23900. 2010. 12600. 3700. 7700. 24000. 2011. 12700. 3500. 7800. 24000. 2012. 12600. 3600. 8000. 24200. 2013. 12500. 3600. 8500. 24600. 2014. 12400. 3500. 8500. 24400. 2015. 12500. 3500. 8300. 24300. 2016. 12500. 3500. 8300. 24300. 2017. 12500. 3500. 8300. 24300. Branża odlewnicza w Polsce charakteryzuje się dużym rozdrobnieniem, aż 94,5% odlewni należy do sektora małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) i ta właśnie grupa zatrudnia najwięcej pracowników w tym sektorze (55,8%), zapewniając jednocześnie 38,5% całkowitej produkcji krajowej. Pozostałą część stanowią przedsiębiorstwa odlewnicze definiowane, jako duże, czyli zatrudniające powyżej 250 pracowników i zatrudniają 44,2% ogólnej liczby zatrudnionych w tym przemyśle, a ich produkcja stanowi 61,5% całkowitej produkcji odlewów [10]. Specyfika produkcji odlewniczej wymaga zaangażowania bardzo wielu wykwalifikowanych pracowników począwszy od specjalistów z wyższym kierunkowym wykształceniem tj. projektantów, technologów poprzez pracowników z przygotowaniem średnim technicznym mistrzów, techników odlewników aż po stanowiska robotnicze tj. formierz, modelarz, piecowy. Jak wskazują wyniki badań Instytutu Odlewnictwa (tabela 4.) w strukturze organizacyjnej przedsiębiorstwa odlewniczego ponad 60% stanowią stanowiska bezpośrednio 36.

(37) produkcyjne, które wymagają odpowiednich kompetencji, w tym fachowej wiedzy i umiejętności dla zapewnienia odpowiedniej jakości wyrobów finalnych. Drugą ze względu na wielkość grupę pracowników w odlewni stanowią pracownicy ujęci w kategorii „pozostali” (ok. 20%). Można wnioskować, że w tej klasie znajdują się pracownicy pośrednio związani z produkcją, zatrudnieni w biurze technologicznym – inżynierowie odlewnicy, metalurdzy, konstruktorzy. Tabela 4. Struktura zatrudnienia w odlewniach w Polsce w 2015 r. [4] Pracownicy. Struktura zatrudnienia w odlewniach żeliwa. Staliwa. metali nieżelaznych. Bezpośrednio produkcyjni. 69,0. 72,5. 63,1. Modelarze. 2,8. 2,5. 1,6. Służba utrzymania ciągłości ruchu. 9,1. 5,1. 8,1. Pozostali. 19,1. 19,9. 27,2. Badania własne przeprowadzone na potrzeby niniejszej pracy potwierdzają potrzeby personalne w przedsiębiorstwach odlewniczych oraz dowodzą napotykanych trudności w procesie rekrutacji pracowników. Szczegółowe wyniki tych badań zostały opracowane w rozdziale 7.1.1. Zapotrzebowanie na inżynierów odlewników odzwierciedlają również wyniki badań przeprowadzone wśród absolwentów Wydziału Odlewnictwa (WO). Wchodzący na rynek pracy inżynierowie odlewnicy nie mieli problemu ze znalezieniem pracy. Sugerować może to stosunkowo dużą zbieżność zakresu treści nauczanych w trakcie studiów wyższych z obecnymi wymogami pracodawców. W 2016 roku 72,6% absolwentów WO AGH podjęło pracę, a ponad 65% z nich – pracę zgodną ze swoim wykształceniem. 24,3% absolwentów, którzy rozpoczęli pracę - nie poszukiwało wcześniej pracy, 27% poszukiwało pracy poniżej 1 miesiąca a 10,8% znalazło pracę w przeciągu 3 miesięcy. Rozpatrując istotę i wielkość popytu na kadrę inżynierską dla odlewnictwa istotnym również jest informacja, że 65,2% absolwentów Wydziału Odlewnictwa przed podjęciem pracy otrzymało więcej niż jedną ofertę od pracodawcy [36]. Wyniki te świadczą o wykształceniu się w zakresie branży odlewniczej rynku pracownika. Sytuację kadrową przemysłu odlewniczego potwierdza analiza krajowego rynku pracy. Rynek pracy od lat charakteryzuje się dużą dynamiką zmian jednak struktura zapotrzebowania na pracowników w konkretnych zawodach wciąż nie zmienia się. 37.

(38) Ogólnokrajowe. badania. przeprowadzone. przez. Polską. Agencję. Rozwoju. Przedsiębiorczości (PARP) potwierdzają zapotrzebowanie kadrowe prezentowane przez polskie przedsiębiorstwa odlewnicze. W skali całego kraju najczęściej poszukiwaną grupą pracowników w 2014 roku byli robotnicy wykwalifikowani i operatorzy maszyn i urządzeń – 44% pracodawców poszukujących osób do pracy oraz specjaliści – 22% [37]. Tendencje tą potwierdzają również dane Głównego Urzędu Statystycznego z 2017 roku. Największą liczbę wolnych miejsc pracy deklarowały jednostki realizujące działalność w zakresie przetwórstwa przemysłowego (w ten obszar wpisują się również odlewnie). – 30,1 tys. (25,6%) wolnych miejsc pracy, zwłaszcza prowadzących działalność w zakresie produkcji metalowych wyrobów gotowych. Najliczniejsza oferta wolnych miejsc pracy (33,1 tys., tj. 28,1% wolnych miejsc pracy ) odnosiła się do robotników przemysłowych i rzemieślników, w tym oferowanych przez podmioty z zakresu przetwórstwa przemysłowego – 16,0 tys. Warto zwrócić uwagę, że wolne miejsca pracy przeznaczone były również dla pracowników o wysokich kwalifikacjach zawodowych – specjalistów (18,8 tys. tj. 16,0% wolnych miejsc pracy) [38]. Jak wynika z badań Manpower Group 51% polskich pracodawców doświadcza utrudnień ze znalezieniem odpowiednich kandydatów do pracy. Największe trudności w znalezieniu właściwych pracowników dotyczyły m.in. wykwalifikowanych pracowników fizycznych, pracowników sektora produkcji przemysłowej w tym monterów i techników oraz inżynierów [39]. Zdaniem pracodawców utrudnienia te były wynikiem niespełnienia oczekiwań przez zgłaszających się kandydatów. W przemyśle, głównym problemem u osób rekrutowanych był brak. odpowiednich. kompetencji. (38%),. doświadczenia. zawodowego. (26%). oraz. odpowiedniej motywacji do pracy (25%) [40]. Należy podkreślić, że w przypadku zawodów odlewniczych trudności te były jeszcze większe ze względu na ograniczoną podaż siły roboczej. W ramach badań PARP przeprowadzona została również analiza ofert pracy pod względem wymagań kompetencyjnych pracodawców wobec kandydatów na stanowiska umysłowe i fizyczne. Oczekiwania przedsiębiorców wobec kandydatów do pracy przedstawia tabela 5.. 38.

(39) Tabela 5. Najczęstsze wymagania pracodawców wobec kandydatów do pracy (2014r.) [41] Nazwa i numer grupy zawodów i specjalności. Doświadczenie. Wykształcenie. Języki obce. Kompetencje. (KZiS). 7. robotnicy. staż - brak informacji. wykwalifikowani. o długości. samoorganizacyjne, zasadnicze zawodowe. nie dotyczy. zawodowe techniczne. referencje. samoorganizacyjne,. 8. operatorów maszyn. staż - brak informacji o długości. i monterzy. zawodowe zasadnicze zawodowe. nie dotyczy. referencje. interdyscyplinarne kwalifikacyjne fizyczne. staż - brak informacji 2. o długości. specjaliści. Samoorganizacyjne wyższe magisterskie, zawodowe. referencje. zawodowe. Angielski. interpersonalne komputerowe. Od grupy pracowników umysłowych oczekiwano znajomości języków obcych, głównie języka angielskiego, natomiast w przypadku pracowników fizycznych kryterium to nie występowało. Oferty pracy dedykowane najniższym grupom zawodowym pozbawione były informacji o długości doświadczenia zawodowego. W przypadku wymagań kompetencyjnych od stanowisk fizycznych wymagano przede wszystkim kompetencji samoorganizacyjnych i. zawodowych. natomiast. od. stanowisk. umysłowych. dodatkowo. kompetencji. interpersonalnych oraz komputerowych. Reasumując pracodawcy za jedne z najistotniejszych uważali doświadczenie, wykształcenie. W. zakresie. posiadanych. kompetencji. najbardziej. pożądane. były. kompetencje. samoorganizacyjne, charakteryzowane jako samodzielność, odporność na stres, kompetencje zawodowe oraz kompetencje interpersonalne tj. komunikatywność, współpraca w grupie czy rozwiązywanie problemów [41]. Wyniki badań PARP znajdują odzwierciedlenie w wynikach badań własnych, w tym ofert pracy dedykowanych zawodom odlewniczym oraz wymagań kompetencyjnych zdiagnozowanym na podstawie badania ankietowego wśród polskich odlewni. Szczegółowe efekty tych badań zostały omówione w rozdziale 7.1.3.. 39.