5 Resultat och lösningsförslag
5.2 Frågeställning
Kommer en investering utav en automationsprocess vara lönsam för Kitron att genomföra?
Operatörskostnader
Med följande investering i en robotarm kommer flera kostnader möjligtvis elimineras från produktionen. En av de större kostnaderna är kostnad för en operatör som utför magnetiseringen i produktionen för komponenterna. Denna kostnad bistods från Kitron, där kalkylen nedan visar hur mycket en anställd kostar företaget per månad inklusive avgifter och skatter. Operatörskostnaderna för en operatör presenterad av Kitron är 350 000 kr/år per anställd hos företaget:
Lön (månad) = 350 000 kr / 12 = 29 166,67 kr Semesterlön = (29 166,67 * 0,12) = 3500 kr
Arbetaravgifter = (29 166,67 + 3500) * 0,3143 = 10 267,13kr Avtalsförsäkring = (29 166,67 + 3500) *0,05 = 1 633,33kr Löneskatt = ((29 166,67 + 3500) * 0,04) * 0,2426) = 316,99kr
Totalkostnad för en operatör efter summering av lön, semesterlön, arbetaravgifter, avtalsförsäkring och löneskatt för en månad blir kostnaden 44 884,12 kr, vilket jämfördes med Statistiska Centralbyrån (SCB) där medellönen för en operatör inom industrier är redovisad till ungefär samma belopp. [23]
Industrirobot (ABB)
Investeringen av ett automationssystem, närmare beskrivet en industrirobot som är uppbyggd i form utav en arm. Med tanke på vilken process som skall automatiseras samt ytan som i nuläget är tillgänglig för en implementering utav ett automationssystem, blir detta den mest optimala lösningen. Industriroboten som i detta fall lämpar sig bäst är en ABB-robot med modellnamn IRB 1600. [24]
Roboten som har en räckvidd på 1,2 m från basläge samt en lastkapacitet på 6 kg lämpar sig bäst för denna typ arbete. Den erhåller dessutom IP-klass 67, vilket innebär att den är både dammtät samt att den även tillfälligt skulle kunna sänkas ned i vatten. [24] [25] Kostnaden för denna industrirobot är 360 000 SEK, normalbestyckad. Det innebär att även styrskåp, kablage samt mjukvara ingår. Därefter tillkommer det en installationskostnad på 40 000 SEK samt underhållskostnader på ca 10 000 SEK/år. Vidare för att roboten skall vara säker kommer ett tillägg på 8000 SEK för arbetscellen. Underhåll för maskinen och service måste ske regelbundet. För att bibehålla livslängden på robotarmen måste en service- och underhållningsplan följas.
Grundkostnaden för underhåll till robotarmen är ungefär 5000 SEK. Om tekniker behöver skickas ut från ABB tillkommer det ytterligare kostnader, men om avtal upprättas om jour- underhåll från ABB blir kostnaderna lite mindre än utan avtalet. Totalt hamnar därför kostnaderna på ca 10 000 SEK per år. Slutligen tillkommer det även utbildningskostnader på ca 20 000 SEK per operatör. Kostnader presenteras i tabell 15.
Bild 1 Industrirobot IRB 1600 [24]
Inköp och lagerföringskostnader
År 2019 köptes det in komponenter av ett värde för ca 10 550 000 SEK och leverans avropas varje vecka av komponenter. De kostnader som tillkommer är, enligt inköpsansvarig, en lagerföringsavgift på 33% (2,75% per månad) av komponenterna per år. Komponenterna levereras från underleverantör till Kitrons lager i lådor, där antalet komponenter som inkommer till lagret varierar beroende på beställd kvantitet baserat på framtagen prognos av inköpsavdelningen. Med robotlösning som säkerställer jämn cykeltid i processen kan säkrare prognoser samt beställningar ske till produktionen.
Kompetenskurser
För att bruka maskinen får ansvarig produktionsledare samt operatör införskaffa sig utbildning av robottillverkaren ABB. Detta är väsentligt för att kunna använda maskinen på ett säkert sätt. Kompetenskurserna för maskinen är en eller två dagars utbildning, beroende på komplexiteten i arbetet som roboten ska utföra. Detta kunde inte fastställas då ABB ville själva ska ingå hur den ska brukas på säkert samt korrekt sätt. Undervisning sker från ABB, vilket är en kostnad som presenteras under rubrik 5.2 på ca 20 000 SEK/person, som är en engångskostnad per anställd för Kitron.
Lönsamhet
För att bestämma om en investering av robotarm med tillhörande komponenter är lönsamma måste en nuvärdes-beräkning införas. Det gäller att veta hur denna automatisering kommer att påverkas och specifikt vad som kommer att påverkas. Lagernivåerna kan minskas då magnetiseringen kommer att kunna utföras med en större säkerhet i cykeltid. Den största besparingen som görs, är i lön som tas fram under kapitlet operatörskostnader. De övriga kostnader som kommer att tillkomma är underhåll och service samt driftkostnader för nya robotarmen.
Detta beräknas fram genom att summera inbetalningarna och subtrahera med utbetalningarna som tillkommer. Resultatet av detta kallas inbetalningsöverskott och används i formeln för nuvärdesmetoden under faktor a. Överskottet beräknas under avsnitt där lönekostnader för operatör, när operatör brukar maskinen på ett snitt 3 dagar i
underhåll och service kommer att hålla längre innan den hinner att bli omodern. Kalkylerna i nuvärdesmetoden visar att investeringen över tid kommer att vara lönsam för Kitron att införa, se tabell 14. Kalkylräntan prövas i senare avsnitt för att redovisa en känslighetsanalys.
Tabell 14 Nuvärdeskalkylering med 10% kalkylränta
Pay-back
Kostnader för dessa beräkningar presenteras i tabell, 15–17. Förklaring till beräkningar finns att se under kapitel 2.7 i teoretiskt ramverk. Vidare presenteras pay-backtiden för denna metod. En livscykelkostnad hade kunnat presenterats med ytterligare besparingar och övriga kostnader [17]. Dock är Kitrons önskemål att enbart operatörslön inkluderas.
Tabell 15 Investering Investering Kostnad Robotarm 360 000 Gripdon 50 000 Installation 40 000 Säkerhetscell 8000 Utbildning 20 000 Totalt: 478 000
Lön för 3 arbetsdagar i veckan på ett år, då maskin 1 är i drift ungefär 2–3 arbetsdagar i veckan på ett år, se tabell 16.
Grundinvestering (G) -478 000 Kalkylränta (r) 10% Inbetalningsöverskott (a) År 1–5 313 165,60 Ekonomisk livslängd 5 år Nuvärdefaktor år 1 0,9091 284 698,85 Nuvärdefaktor år 2 0,8264 258 800,05 Nuvärdefaktor år 3 0,7513 235 281,32 Nuvärdefaktor år 4 0,6830 213 892,10 Nuvärdefaktor år 5 0,6209 194 444,52 Totalt (a) 1 187 116,84 Nuvärde 717 117
Tabell 16 Inbetalningar
Inbetalningar Kostnad (SEK)
Operatörslön 323 165,50
Tabell 17 Löpande utbetalningar
Löpande utbetalningar Kostnad (SEK)
Underhåll 10 000,00
Med dessa kostnader införda i ekvation för pay-back som beräknas enligt nedan: Pay-back: (EDE KLM,L ' KJ JJJ)GHI JJJ = 1,52 å𝑟
Detta medför till en pay-backperiod på ca 18 månader, vilket innebär att investeringen återbetalar sig efter ca 18 månader för företaget och håller avgränsningar som presenterats.
Känslighetsanalys
När en investeringskalkyl utförs måste vissa antaganden utföras [16]. Det som utförs är bestämmandet av en kalkylränta, den ekonomiska livslängden och ett ungefärligt restvärde på kalkylen. Där kan en känslighetsanalys komma in, vilket innebär att man ändrar en variabel i taget och ser hur den ändringen påverkar resultatet.
Författarna valde att behålla samma ekonomiska livslängd och ökade kalkylräntan till 15% vilket fortfarande visade att investeringen är lönsam för företaget. Det visar att det fortfarande finns lönsamhetsutrymme i investeringen, se tabell 18.
Tabell 18 Nuvärdeskalkylering med 15% kalkylränta
Grundinvestering (G) -478 000,00 Kalkylränta (r) 15% Inbetalningsöverskott (a) 313 165,60 Ekonomisk livslängd 5 år Nuvärdefaktor år 1 0,8698 272 391 ,44 Nuvärdefaktor år 2 0,7561 236 784 ,51 Nuvärdefaktor år 3 0,6575 205 906 ,38 Nuvärdefaktor år 4 0,5718 179 068 ,09 Nuvärdefaktor år 5 0,4972 155 705 ,94 Totalt (a) 1 049 856 ,36 Nuvärde 579 856 ,36
5.3 Frågeställning 2
Hur utvecklas effektiviteten och ergonomin av magnetiseringsprocessen vid en implementation av en robot?
Effektivitet
Fördelarna med att automatisera är många, där effektivitetsökningar av kapacitet och produktivitet är i fokus. En industrirobot, närmare bestämt en robotarm, kan utföra arbetet med en jämn cykeltid och arbeta i en snabbare takt än vad operatören är möjlig till att göra. Detta leder till att tiden för en magnetiseringsprocess kan planeras med större säkerhet hos produktionsplaneraren. Utöver detta kan robotarmen arbeta under raster och övriga pauser. På så vis underlättar det beräkningen av tiden det tar för att magnetisera olika orderstorlekar. Med nuvarande maskin magnetiseras komponenten med en cykeltid på ungefär 10. Tiderna en komponent plockas ur sin behållare och magnetiseras, tejpas och placeras tillbaka, fluktuerar det mellan 16 och 40 sekunder, se bilaga 6.
Genom att mäta effektiviteten i OEE i både i nuläget och efter investering i robotlösningen från ABB, medför det att effektiviteten kan följas upp och säkerställas över tid. Visar mätningar i OEE att inte vara tillräckliga eller påvisas kunna användas i detta fall, skall det att kompletteras med en MAE (Manual Assembly Efficiency) som presenteras under teoretiskt ramverk. I detta fall bör endast maskinens effektivitet mätas.
Ergonomi
Peter Almström menar att hur operatörerna rör sig och utför sitt arbete i delmomenten som berör produktionen, kan innebära farliga och fysiska belastningar som till exempel tung hantering, ogynnsamma arbetsställningar samt repetitivt arbete. [2]
När en bedömning av belastningsergonomiska förhållanden utfärdas måste det tas hänsyn till både de enskilda arbetsuppgifterna men också till innehållet i dessa arbetsuppgifter. Vid denna bedömning bör också stark vikt läggas vid tidsaspekten för de olika arbetsuppgifterna. Vid Maskin 1 hos Kitron förekommer det ett högt antal repetitiva arbetsmoment då operatören utför samma process varje gång en komponent skall magnetiseras. Vid den psykiska belastningen skall därför fyra steg beaktas, som presenteras i tabell 19.
Tabell 19 Den psykiska belastningen
Beaktande faktorer: Analys:
1 Krav (Tempo, tidspress) 100-takt, mildare tidspress.
2
Kontroll (grad av möjlighet att påverka vad, när och hur
något ska produceras Stor kontroll, operatörerna sköter det själva. 3 Informationshantering och signaler som kan kräva
åtgärder Ser inga direkta brister att åtgärda. 4 Kommunikation (med andra operatörer, ledning och Väldigt god då inga höga buller eller ljud stör
Genom en investering i robotarm skall tidspressen och tempot hos operatören
elimineras, då det sker programmerat och automatiserat genom robotarmen. Operatören kontrollerar enbart i detta fall vilken order som skall genomgå den värdeadderande aktiviteten i maskinen. Kommunikationen påverkas, en förbättring mellan arbetarna ser vi kommer att utvecklas, i och med att robotarmen utför arbetet istället. Det innebär att det frigör operatören från arbetsmomentet. Genom kartläggning av operatörens
ergonomi skall arbetsinnehållet, psykisk belastning, repetitiva arbete och ergonomi i modellen nedan, på ett logiskt och estimerat sätt kunna sänka det ensidiga och repetitiva arbetet vid maskinen. Det bidrar till en överblick över hur ergonomin kommer att påverkas både i nuläge samt efter investering.
Tabell 20 Almströms ergonomiska tabell [2]
Automations- kandidat Tunga lyft / hanter- ing (%) Böjd, vriden arbetsställning (%) Arbete över axelhöjd (%) Arbete under knähöjd (%) Armbelast- ning (%) Repetitivt arbete, ensidiga rörelser (%) Komponenter 10% 10% 0% 0% 20% 70% Efter investering: 10% 5% 0% 0% 20% 0%