Bodové zhodnocení automatických překládacích manipulátorů

I dokument 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (sidor 62-79)

AUTOMATICKÉ PŘEKLÁDACÍ MANIPULÁTORY Kritérium Váha kritéria

(1-10 bodů)

6.4.5 Celkové zhodnocení navržených variant

Celkové vyhodnocení navržených variant je zobrazeno na obrázku 33. Detailním porovnáním všech důležitých kritérií a navrženým hodnocením kritérií, byla zvolena automatizace pomocí překládacích manipulátorů.

Obr. 33 Koláčový graf celkového zhodnocení navržených variant 82 bodů

196 bodů 249 bodů

Celkové zhodnocení navržených variant

Plná automatizace

62

7. ZAVEDENÍ AUTOMATIZACE DO PROCESU

Při zavádění automatizace do stávajícího procesu je nutné počítat s nežádoucími vlivy jako je prodloužení doby montáže, nebo navýšení ceny při neočekávaných překážkách, které mohou nastat během implementace celé automatizace, a proto je nutné si ponechat část rozpočtu stranou, aby tento rozpočet potenciální chyby dokázal pokrýt.

Automatické manipulátory přináší do celého procesu, velké množství kladných prvků od eliminace lidské síly, chůze a především nepřidané hodnoty, která se v procesu objevovala.

7.1 Technické řešení automatizace

Zavedením automatizace došlo k technickým změnám jednotlivých funkčních částí celé technologie a především ke kompletní změně layoutu stroje a materiálového toku.

7.1.1 Sušící a odmašťovací pec

Největší technickou úpravou prošla pec, ve které byly vytvořeny dva nové protichůdné směry, vstupní směr pro proces odmaštění a výstupní směr pro proces sušení.

Ačkoliv tyto směry jsou vedeny skrz jednu komoru pece, tak se jednotlivé procesy, ani procesní parametry mezi sebou nijak neomezují.

Vstupní dopravník (Obr. 34) ve směru odmaštění je složen z řetězu, na jehož článkách jsou přidělány vidličky pro transport odmašťovaných dílů. Řetězový dopravník, jehož hnaná osa je pohybována elektromotorem.

Obr. 34 Vstupní řetězový dopravník

Řetěz se pohybuje v prostředí přibližně od 24°C až do 250°C, je proto vybaven napínacím systémem, který eliminuje teplotní rozpínání materiálu při vychladnutí pece.

Koncová poloha dopravníku je ošetřena synchronizačními senzory pro komunikaci s manipulátorem a také koncovým laserovým senzorem, který v případě dojezdu dílu do

63

konečné polohy dopravník zastaví. Pro plynulé rozjezdy a dojezdy dopravníku jsou pohyby hlídány frekvenčním měničem.

Výstupní směr pece je tvořen dopravníkem z teflonového pásu (Obr. 35), na kterém dochází k sušení fluxovaných dílů.

Obr. 35 Výstupní teflonový dopravník

Dopravník neobsahuje vodící vidličky, jako vstupní dopravník, nebo dopravník fluxovací vany, ale jedná se o plochý pás, na který se plošně vkládají fluxované díly vedle sebe s minimálním rozestupem, neboť plošné umístění dílů (Obr. 36) zaručuje nejlepší schnoucí podmínky v potřebných podmínkách pro výrobu.

. Obr. 36 Plošné umístění dílů na výstupní dopravník

64

Každý z dopravníků je synchronizovaný spolu s překládacími manipulátory tak, aby ani jeden z dopravníků nevykazoval úzké místo během procesu a aby vše běželo kontinuálně bez čekání.

Použitím obousměrného provozu dopravníků, je nutné pozměnit parametry pece.

Řetězový dopravník projíždějící skrz pec, vynáší s sebou značné množství tepla, a je proto nutné navýšit výhřevnost pece. Teplota uvnitř pece, bude navýšena až po otestování během výroby a po vyhodnocení měření pomocí DATAPAQ.

Teplota v peci je měněna v závislosti na pohybu řetězového dopravníku, a proto je nutné hlídat teplotu v peci pomocí teplotních čidel, které hlídají správnou teplotu v peci a v případě, kdy dojde k poklesu, či zvýšení tepla, čidla regulují plynový hořák tak, aby byly dodrženy vždy procesní parametry uvedené v tabulce 2 a v tabulce 3.

7.1.2 Fluxovací vana

Vana technologie ponorného fluxování zůstala bez velkých technických zásahů a bez pozměnění procesních parametrů. Na dopravníku skrz fluxovací směs byly vytvořeny nové vidličky s vodícími synchronizačními trny (Obr. 37), které vedou trn manipulátoru ve směru do fluxovací směsi a zaručují tak přesné umístění dílů na jedoucí dopravník fluxovací vany.

Obr. 37 Vidlička s vodícím synchronizačním trnem

65 7.1.3 Vstupní automatický manipulátor

Vstupní manipulátor (Obr. 38) je tvořen samonosným systémem s možností pojezdu na kolečkách, tento systém v případě poruchy lze jednoduchým způsobem odstavit a provést opravu.

Obr. 38 Vstupní manipulátor

Pohyby pneumatických válců manipulátoru jsou hlídány pomocí magnetických snímačů polohy a laserovými snímači detekující přítomnost výrobku.

Manipulace je řízena snímačem detekující výrobek pod manipulátorem. Prvním krokem je sjetí manipulátoru do dolní polohy, kde čeká na dojetí výrobku do kontaktu s uchopovací čelistí. Poté je čelist unášena výrobkem na dopravníku a dojde tak k upnutí dílů z dopravníku, vyzvednutí, přesun dílů na druhý dopravník a umístění do definovaných pozic dopravníku. Celá manipulace je vytvářena hlavním pojezdem manipulátoru (Obr. 39).

66

Obr. 39 Hlavní pojezd vstupního manipulátoru 7.1.4 Výstupní manipulátor

Výstupní manipulátor (Obr. 40) je řešen stejným konstrikčním způsobem jako vstupní manipulátor (Obr. 38).

Obr. 40 Výstupní manipulátor

67

Díly aby byly možné vkládat na výstupní dopravník plošně v minimálních rozestupech, obsahuje výstupní manipulátor shazovací mechanismus (Obr. 41), který zaručuje přesně definované umístění dílu na pás s minimálním rozestupem.

Obr. 41 Shazovací mechanismus

Manipulace je řízena snímačem detekující výrobek ve vodící vidličce dopravníku.

Prvním krokem je sjetí manipulátoru do dolní polohy, kde čeká na dojetí výrobku do kontaktu s uchopovací čelistí. Poté je čelist unášena výrobkem na dopravníku a dojde tak k upnutí dílů z dopravníku, vyzvednutí, přesun a umístění dílů do shazovacího mechanismu. Shazovací mechanismus pomocí krokového motoru vykonává kroky a postupně tak shazuje nafluxované díly na pás v přesně definované poloze. Celý transport dílů z dopravníku fluxovací vany do prostoru shazovacího mechanismu vykonává hlavní pojezd výstupního manipulátoru (Obr. 42).

Obr. 42 Hlavní pojezd výstupního manipulátoru

68

7.2 Rozvržení technologie po zavedení automatizace

Vytvořením nových protichůdných dopravníků skrz pec a implementací automatických manipulátorů došlo k celkovému přemístění jednotlivých technologií do jedné linie dle (Obr. 43).

1 – Fluxovací vana

2 – Sušící / Odmašťovací pec 3 – Chladicí box

4 – Vstupní manipulátor 5 – Výstupní manipulátor

Obr. 43 Rozmístění jednotlivých technologií

Rozmístěním technologie do jedné linie, byly vytvořeny dvě pracovní sekce.

Automatická sekce, která je plně automatická a kde není nutné využití lidské síly, druhá sekce, manuální, kde je nutnost použití lidské síly. Vytvořením pracovních sekcí přináší snadnější kontrolu procesu a operátorů při práci.

Sklad hotových dílů zůstal beze změn, neboť nebylo nutné provádět změny po zavedení automatizace.

69

7.3 Materiálový tok s automatickými manipulátory

Po zavedení automatických manipulátorů, je ihned k dispozici zlepšení materiálového toku (Obr. 44) jak pro díly odmaštěné, tak také pro díly mastné. Jelikož v postupném náběhu nových sběrných trubek od jiného dodavatele a také postupném náběhu nových projektů budou převyšovat dodávky mastných trubek od externích dodavatelů, které za určitý čas převáží díly odmaštěné, budu dále v této práci již pracovat pouze s díly mastnými obsahující olej R07.

Proces odmaštění

Manipulace s mastným materiálem Proces sušení

Manipulace s hotovými nafluxovaným materiálem

Obr. 44 Materiálový tok po zavedení automatizace

Z layoutu pracovního prostoru a vizualizace materiálového toku, odpadla manipulace s odmaštěnými sběrnými trubkami. Tato manipulace je nahrazena pomocí automatických manipulátorů. Operátor č. 1 po optimalizaci přiveze na paletovém vozíku paletu s mulitpacky a postupně díly vkládá na řetězový dopravník do přesně definovaných vodících vidliček. Operátor tedy v tuto chvíli pracuje pouze na transportu prázdných a plných multipacků a na vkládání dílů na dopravník.

70

Díly jsou pomocí dopravníku vedeny v levé části skrz proces odmaštění, po průjezdu pecí jsou díly pomocí překládacího manipulátoru vloženy do fluxovací vany. Díly po průjezdu skrz fluxovací lázeň jsou odebírány a přemísťovány pomocí vykládacího manipulátoru na pás vedoucí skrz sušení. Po usušení nafluxuvaných dílů operátor č. 2 na vykládací stanici díly postupně rovná do multipacků a po vytvoření jedné balicí jednotky, díly uloží do výrobního skladu dle aktuálně vyráběného projektu.

Z hlediska materiálového toku, je systém transportu dílů skrz proces do tvaru „U“

což přináší spoustu výhod: jako snadný přehled vyráběných dílů, zamezení záměny typů během fáze odmaštění, nebo sušení, pádu sběrných trubek mezi jednotlivými transporty a především k eliminaci lidské síly při manipulaci dílů v celém procesu.

71 7.4 Vytíženost operátorů

Zavedením automatizace došlo k eliminaci třech operátorů, kteří v porovnání s předchozím stavem, vytvářeli značnou nevyváženost v operacích a ve vytíženosti mezi operátory. Operátoři především vytvářeli mnohem větší nepřidanou hodnotu, která je nežádoucím činitel v systému a za kterou zákazník není ochoten platit.

Automatickými manipulátory se docílilo ke zlepšení celkové nevyváženosti systému, především u nepřidané hodnoty, nevyvážené vytížení operátorů, kteří vykonávali velké množství chůze až po snížení logistiky, při převážení vozíku po odmaštění k fluxovací vaně, jak je zobrazeno u v analýze předchozího stavu.

Obr. 45 Balance diagram zautomatizovaného stavu

Graf vytíženosti operátorů (Obr. 45) znázorňuje, v jakých částech výroby nastalo zlepšení. Automatizace nyní pracuje pouze se dvěma operátory na jednu směnu, kteří jsou umístěny na vstupu a výstupu pece. Operátor č. 1, který je na vstupu manipuluje s díly přivezenými ze skladu od předávací pozice na pozici ke vstupnímu dopravníku. Díly, navezené ze skladu, občas obsahují fólii, která je omotaná kolem celé palety, kterou

Přidaná hodnota Nutná manipulace Chůze / pohyb Nepřidaná hodnota Logistika

Kontrola Nevyváženost

72

operátor musí odstranit. Odstraňování této fólie je hlavním prvkem nepřidané hodnoty, která nelze zavedením automatizace eliminovat.

Operátor na výstupu z pece nevykazuje žádnou nepřidanou hodnotu, což je pro tento systém vyhovující. Operátor č. 2 odebírá díly z pásu a vkládá je do multipacků. Po vytvoření jedné balicí jednotky, díly převeze a uloží do výstupního skladu. Při této logistice nedošlo k navýšení oproti původnímu stavu.

Výsledný stav (Obr. 46) po zavedení automatizace se docílilo navýšení přidané hodnoty až na 50% a podařilo se snížit nepřidanou hodnotu na 2% v celém systému Dip Fluxeru.

Obr. 46 Koláčový diagram po zavedení automatizace

Celkem je zredukováno devět operátorů v celkové výši 135 000 € za rok. Cena automatizace činí přibližně 102 963 €. Na základě této kalkulace, lze vyjádřit, že návratnost automatizace je v horizontu jednoho roku.

50%

73

8. ZÁVĚR

Plně automatické linky a automatické stroje nejsou v automobilovém průmyslu nic neznámého a většina firem pracující v automobilovém průmyslu jsou kvůli vysoké konkurenci a zvyšujícím se požadavkům nuceni své výrobní linky zlepšovat a především zrychlovat za udržení 100% jakosti vyráběných komponentů. Vizí všech velkých společností je dosažení statusu digitální továrny, ve které budou všechny procesy řízeny digitálně a lidská ruka tak bude pouhým kontrolorem procesů a strojů.

Firma MAHLE Behr Mnichovo Hradiště se postupnou automatizací snaží o postupné zlepšování všech výrobních procesů a investuje vyšší a vyšší finanční prostředky pro zavádění automatizací a jednou tak dosáhnout statusu digitální továrny.

Zavedením automatických manipulátorů do technologie ponorného fluxování se docílilo velkých pozitivních změn. V prvé řadě se dosáhlo na základě daných kritérií a jejich ohodnocení vybrat vhodnou variantu automatizace, která nejlépe vyhovovala danému procesu a daným podmínkám. Použitím automatických manipulátorů došlo k eliminaci až devíti operátorů ve třech výrobních směnách a také ke snížení nepřidané hodnoty v procesu z 9% na 2% a zároveň došlo eliminací lidské ruky. Dále došlo k navýšení přidané hodnoty o 21%. Materiálový tok v procesu vznikl do tvaru „U“ a došlo tak k celkové lepší kontrole procesu a tím ke zvýšení jakosti vyráběného dílu.

Cílem diplomové práce byla analýza současného stavu, výběr vhodné automatizace na základě stanovených kritérií, reálné zavedení automatizace do stávající výrobní technologie bez velkých změn parametrů, redukce operátorů, zlepšení materiálového toku a snížení nepřidané hodnoty.

Vzhledem k výše zmíněné práci lze konstatovat, že cíle diplomové práce byly dosaženy a že tato práce je skutečným přínosem pro celý proces ponorného fluxování ve společnosti MAHLE Behr Mnichovo Hradiště.

74 Seznam použité literatury:

[1] KLEINOVÁ, J. Ekonomické hodnocení výrobních procesů. Vyd. 1. Plzeň:

Západočeská univerzita v Plzni, 2005, 88 s. ISBN 80-7043-364

[2] KOVÁČ, M., BUDA, J., ŠIMLÍK, D. Projektovanie výrobných systémov . Vyd. 1. Bratislava: Vydavateľstvo Alfa, 1991, 257 s. ISBN 80-0500-709-4 [3] Obecné zásady při projektování výrobních buněk [online]. [cit. 2017-03-27]

Dostupné z: http://www.svetproduktivity.cz/clanek/Obecne-zasady-pri- projektovani-vyrobnich-bunek.htm

[4] Buňky [online]. [cit. 2017-03-27]. Dostupné z:

http://www.ipaczech.cz/cz/ipa-slovnik/bunky

[8] LIKER, Jeffrey K. Tak to dělá Toyota: 14 zásad řízení největšího světového výrobce Vyd. 1. Praha: Management Press, 2007, 390 s. Knihovna

75

[12] Výrobní buňky [online]. [cit. 2017-03-27]. Dostupné z:

http://www.svetproduktivity.cz/clanek/Vyrobni_bunky_a_jejich_vyhody_pr i_odstranovani_zakladnich_druhu_ztrat.htm

[13] Automatizace [online]. [cit. 2017-03-27]. Dostupné z:

https://cs.wikipedia.org/wiki/Automatizace

[14] Jak na automatizaci [online]. [cit. 2017-03-27]. Dostupné z:

http://sdeleni.idnes.cz/automatizace-v-it-jako-klic-ke-zvyseni-efektivity-fv5-/tec_sdeleni.aspx?c=A150211_140958_tec_sdeleni_ahr

[15] Doc. Ing. LACKO B., CSc.,Doc. Ing. BENEŠ P., CSc., Doc. Ing.

MAIXNER L. CSc.,Ing ŠMEJKAL L., CSc. Automatizace aautomatizační technika. Vyd. 1. Praha: Computer Press, 2000, ISBN 80-7226-246-7

76 Seznam obrázků:

Obr. 1 Výrobní linka do tvaru U [5]……….15

Obr. 2 Optimální ergonomie pracovního stolu [6]………..……….16

Obr. 3 Prvky podlahového managementu [9]………..………18

Obr. 4 Automatizace a její vliv na okolí [14]………..….24

Obr. 5 Technologie ponorného fluxování „DipFluxer“………...28

Obr. 6 Řez fluxovací vany………..………..30

Obr. 7 Sušící / Odmašťovací pec………..31

Obr. 8 Cirkulace teplého vzduchu………31

Obr. 9 Chladicí box………..33

Obr. 10 Zařízení pro filtraci olejových par………...33

Obr. 11 Fluorid hlinitodraselný………34

Obr. 12 Směs pro zlepšení adheze………34

Obr. 13 Sběrné trubky………..35

Obr. 14 Vlevo díl před technologií ponerného fluxování, vpravo díl po ponorném fluxování……….36

Obr. 15 Měřící termočlánky systému DATAPAQ………...37

Obr. 16 Měření teplotního průjezdu v peci pomocí DATAPAQ……….37

Obr. 17 Rozložení firmy Mahle Behr Mnichovo Hradiště………...39

Obr. 18 Stávající rozvržení pracoviště……….40

Obr. 19 Proces fluxování………..42

Obr. 20 Proces odmašťování a fluxování……….43

Obr. 21 Balance diagram vytíženosti operátorů současného stavu………..44

Obr. 22 Koláčový diagram původního stavu………46

Obr. 23 Umístění dílů na pás………48

Obr. 24 Plná automatizace procesu………..49

77

Obr. 25 Vizualizace materiálového toku………..50

Obr. 26 Využití plochy plné automatizace………...51

Obr. 27 Průběžný dopravníkový systém………..53

Obr. 28 Materiálový tok dopravníkového systému………..54

Obr. 29 Využití plochy zavedením dopravníkového systému………...55

Obr. 30 Automatické překládací manipulátory………56

Obr. 31 Automatické překládací manipulátory………....………57

Obr. 32 Využití plochy po zavedení automatických manipulátorů…………...57

Obr. 33 Koláčový graf celkového zhodnocení navržených variant………...……..61

Obr. 34 Vstupní řetězový dopravník………62

Obr. 35 Výstupní teflonový dopravník……….63

Obr. 36 Plošné umístění dílů na výstupní dopravník………...63

Obr. 37 Vidlička s vodícím synchronizačním trnem………64

Obr. 38 Vstupní manipulátor………65

Obr. 39 Hlavní pojezd vstupního manipulátoru………...66

Obr. 40 Výstupní manipulátor………..66

Obr. 41 Shazovací mechanismus………..67

Obr. 42 Hlavní pojezd výstupního manipulátoru……….67

Obr. 43 Rozmístění jednotlivých technologií………...68

Obr. 44 Materiálový tok po zavedení automatizace……….69

Obr. 45 Balance diagram zautomatizovaného stavu………71

Obr. 46 Koláčový diagram po zavedení automatizace……….72

78 Seznam tabulek:

Tabulka 1: Parametry fluxovací vany.……….……….30

Tabulka 2: Parametry odmašťování…....……….32

Tabulka 3: Parametry sušení………32

Tabulka 4: Matice vícekriteriálního rozhodování………58

Tabulka 5: Bodové ohodnocení plné automatizace procesu………59

Tabulka 6: Bodové zhodnocení dopravníkového systému………...60

Tabulka 7: Bodové zhodnocení automatických překládacích manipulátorů………61

I dokument 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (sidor 62-79)