Měření teploty v peci pomocí DATAPAQ

I dokument 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (sidor 37-0)

4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“

4.4 Kontrola procesu ponorného fluxování

4.4.1 Měření teploty v peci pomocí DATAPAQ

Měření teplotního průjezdu v peci se realizuje pomocí systému DATAPAQ. Tento systém měří teplotu dílu uvnitř pece při průjezdu. Na měřené díly se umístí na několika místech měřící termočlánky, které jsou propojeny s měřícím zařízením DATAPAQ

37

(Obr. 15) a následně pak vloženy na pás do pece. Teplotní průjezd dílů skrz pec je zobrazen (Obr. 16). Teplota na měřeném díle by měla být od 120 °C do 220°C v časovém rozmezí od 300 sekund do 500 sekund pro sušení a od 180°C do 220°C v časovém rozmezí 180 sekund až 500 sekund pro odmašťování.

Obr. 15 Měřící termočlánky systému DATAPAQ

Obr. 16 Měření teplotního průjezdu v peci pomocí DATAPAQ 4.5 Bezpečnostní rizika na pracovišti.

Technologie ponorného fluxování je proces, ve kterém je využíváno značné množství chemikálií a ve větším a dlouhodobějším množství působí negativně na člověka, a proto je předepsáno dodržovat základy hygieny a používat předepsané pracovní oděvy.

Jednotlivé pracovní operace, mají své předepsané OOPP. Operátor vkládající čisté, nenafluxované sběrné trubky na pás vedoucí na fluxovací směsi musí používat pouze látkové pracovní rukavice. Operátor, pracující na pozici, kde přendává mokré, nafluxované

38

díly na pás do pece, musí používat gumové rukavice odolné chemikáliím, gumovou zástěru a tričko s dlouhým rukávem. Posledním z operátorů na pracovní pozici skládání dílů do multipacků používá pouze látkové rukavce. Během uvolňování výroby musí dále operátor používat ochranné brýle a roušku proti vdechnutí nocolok fluxu.

39

5. ANALÝZA STÁVAJÍCÍHO PRACOVIŠTĚ

Behr Czech s.r.o. se sídlem v Mnichově Hradišti (Obr. 17) byla založena v roce 1998. V roce 2013 se se stala, součástí mezinárodní skupiny Mahle Group, kterou založil Dr. Ernst Mahle v roce 1920 v německém Stuttgartu. Od roku 2013 se tak společnost prezentuje, pod jménem Mahle Behr s.r.o.

Skupina Mahle Behr Group je rozšířená po celém světě a působí především v zemích, jako jsou: USA, Mexiko, Brazílie, Jižní Afrika, Španělsko, Francie, Čína, Rusko, Indie, Německo a Slovensko. Společnost zaměstnává přes 64 000 zaměstnanců na 140 místech světa. Celkové tržby v roce 2016 činily přes 12 miliard EUR. Mahle Behr Mnichovo Hradiště je společnost vedená mezi velkými firmami.

Obr. 17 Rozložení firmy Mahle Behr Mnichovo Hradiště

Firma se ze začátku zabývala výrobou klimatizačních jednotek pro osobní automobily, ale s rostoucími požadavky zákazníka firma začala od roku 2002 vyrábět také vodní a vzduchové chladiče pro nákladní automobily. Začátkem roku 2003 se výroba rozrostla o výrobu chladících modulů pro osobní automobily. V roce 2007 bylo zahájeno vstřikování plastových komponentů pro klimatizační jednotky tak pro chladící moduly různých druhů. Firma dodává své výrobky zákazníkům, jako jsou: Škoda, VW, BMW, Daimler, Porsche, Volvo, Scania.

Mahle Behr Mnichovo Hradiště, zaměstnává k roku 2016 přibližně 1300 zaměstnanců a pracuje převážně ve třísměnném provozu. Výrobní hala je rozdělena na čtyři základní výrobní úseky, vstřikování plastů, klimatizace pro osobní automobily, výparníky pro klimatizace a chladící moduly pro nákladní automobily.

40

Pro výrobní úsek výparníků byla v roce 2015 zřízena nová technologie ponorného fluxování, která je potřebná pro výrobu výparníků pro klimatizace. Postupným přesunem externě dodávaných fluxovaných dílů do Mnichova Hradiště a postupným náběhem interně vyráběných fluxovaných dílů pro klimatizace je nutné optimalizovat technologii ponorného fluxování tak, aby byla schopna zvládnout navyšující se poptávku.

Technologie ponorného fluxování je pro budoucí vývoj nových projektů nevyhovující. Stávající pracoviště je především určeno pro proces sušení fluxovaných dílů.

Díly jsou získávány odmaštěné od externích dodavatelů, a proto není v tuto dobu nutné díly dále jakkoliv upravovat a lze je tak rovnou použít pro proces fluxování.

Vizí pro následující roky je postupný přechod vyráběných a odmašťovaných dílů od externích dodavatelů směrem k interní výrobě dílů a k internímu odmašťování. Na základě budoucí vize je stávající pracoviště špatně rozmístěno s nevyhovujícím materiálovým tokem, výskytem nepřidané hodnoty a využitím až pěti operátorů na každou směnu při odmašťování a fluxování.

5.1 Rozmístění stávajícího pracoviště

Stávající rozvržení pracoviště (Obr. 18) je zvoleno pro jeden vykonávající se proces, proces sušení, nebo proces odmaštění. V případě plné vytíženosti stroje, v době, kdy je nutné vykonávat oba procesy sušení a odmaštění v jednu chvíli, je pracoviště nevhodně uspořádáno a přináší tak do procesu velké množství nepřidané hodnoty.

1 – Fluxovací vana

2 – Sušící / Odmašťovací pec 3 – Chladicí box

Obr. 18 Stávající rozvržení pracoviště

41

Dochází k velkému využití počtu operátorů a z důvodu špatného materiálového toku dochází především k plýtvání v procesu. Operátor při tomto rozvržení musí vykonávat velké vzdálenosti a to jak s přepravou materiálu ke stroji tak s přepravou materiálu do výstupního skladu.

5.2 Vizualizace materiálového toku

Materiálový tok je v současné době nutno rozdělit na dvě výrobní etapy, první výrobní etapou je, dodání již odmaštěných sběrných trubek od dodavatele, u kterých není nutné znovu provést proces odmaštění, a proto mohou být přímo uvolněny pro proces fluxování (Obr. 19) a druhou výrobní etapou je dodání mastných dílů od externího dodavatele, přičemž tyto díly je nutné provést proces odmaštění a fluxování (Obr. 20).

5.2.1 Díly odmaštěné od dodavatele

Pro snadný popis pracovních funkcí jednotlivých operátorů bude použit popis jednotlivých kroků tak, jak bývá napsáno v pracovních návodech.

1) Sběrné trubky jsou přivezeny na paletě vysokozdvižným vozíkem na vyznačené pozice, dle skladování FIFO.

2) Operátor č. 3, převézt objednaný materiál pomocí paletového vozíku k fluxovací vaně.

3) Operátor č. 3, rozbalit igelit a materiál vložit po pěti kusech na dopravník.

4) Operátor č. 2, postupně přendat nafluxované sběrné trubky na pás pece vedoucí skrz proces sušení. Díly položit na pás vedle sebe s minimální mezerou.

5) Operátor č. 5 uložit usušené sběrné trubky stejným směrem do mulitpacků.

6) Plný multipack, vložit na připravený vozík vedle dopravníku. Vozík, obsahující jednu balicí jednotku, čtyři multipacky po 120 kusech.

7) Po naplnění balicí jednotky převézt vozík do výstupního skladu, dle přiřazeného projektu.

42 Transport odmaštěných dílů

Fluxování / sušení dílů

Obr. 19 Proces fluxování 5.2.2 Díly mastné, obsahující olej R07

1) Sběrné trubky jsou přivezeny na paletě vysokozdvižným vozíkem na vyznačené pozice, dle skladování FIFO.

2) Operátor č. 1, převézt objednaný materiál pomocí paletového vozíku k peci.

3) Operátor č. 1, rozbalit igelit a materiál vložit na dopravník pece.

4) Operátor č. 2, postupně přendat odmaštěné sběrné trubky do multipacků

5) Plný multipack, vložit na připravený vozík vedle dopravníku. Vozík, obsahující jednu balicí jednotku, čtyři multipacky po 120 kusech.

6) Balicí jednotku převézt k operátorovi č. 3 a vrátit se zpět.

7) Operátor č. 3, vložit odmaštěné díly na pás fluxovací vany.

8) Operátor č. 4, postupně přendat nafluxované sběrné trubky na pás pece vedoucí skrz proces sušení. Díly položit na pás vedle sebe s minimální mezerou.

9) Operátor č. 5 uložit usušené sběrné trubky stejným směrem do mulitpacků

43

10) Plný multipack, vložit na připravený vozík vedle dopravníku. Vozík, obsahující jednu balicí jednotku, čtyři multipacky po 120 kusech

11) Po naplnění balicí jednotky převézt vozík do výstupního skladu, dle přiřazeného projektu.

Proces odmaštění

Manipulace s materiálem Proces sušení

Manipulace s hotovými nafluxovanými díly

Obr. 20 Proces odmašťování a fluxování

5.3 Vytíženost operátorů

Proces při svém maximálním vytížení potřebuje pro odmaštění, fluxování a sušení pět operátorů na každou směnu. Výhled do budoucích let přináší značné navýšení výrobních kapacit s mastnými díly, a proto je nutné ve výpočtech počítat s maximálním vytížením stroje a s maximálním počtem pěti operátorů na každou směnu. MTM analýzu vytíženosti operátorů (Obr. 21) je nutno rozdělit na dva úseky měření, proces odmaštění a proces sušení.

44

Na základě MTM analýz a softwaru TiCon, lze zjistit všechny žádoucí a nežádoucí činitele, které se v celém systému Dip Fluxeru vykytují.

Obr. 21 Balance diagram vytíženosti operátorů současného stavu

Operátor č. 1 na pozici nakládání mastných dílů na dopravník, není ideálně vytížen.

U operátora č. 1 se vyskytuje až 7 % nepřidaná hodnota, která se vyskytuje během sundávání igelitu s přivezených palet. Dále operátor vykonává nadměrné množství chůze bez výrobku a to až z 18%, přičemž chůze nastává během pohybu pro nový přivezený materiál. Logistika u operátora je na 25% jeho vykonávané práce, jedná se o převoz pomocí paletového vozíku nově vyráběného materiálu na předávací pozici, dále operátor vykonává 27 % nevyhnutelné práci s výrobkem, konkrétně s ukládáním výrobků po pěti kusech na dopravník. Operátor č. 1 je na pozici nakládání dílů na dopravník, spolu s logistikou, vytížen na 77 %, zbytek 23 % se jedná o nedostatečné využití operátora.

Operátor č. 2 na pozici odebírání odmaštěných dílů z dopravníku. Nepřidaná hodnota na této pracovní pozici je až 20 %. Nepřidaná hodnota na této pozici se vyskytuje především s manipulací s díly, vkládající do multipacku, jedná se o zbytečnou manipulaci s díly po odmaštění. Po přípravě jedné balicí jednotky, operátor musí převést materiál

Přidaná hodnota Nutná manipulace Chůze / pohyb Nepřidaná hodnota Logistika

Kontrola Nevyváženost

45

k operátorovi č. 3, logistika je při tomto převozu dílů na 21 %. Po předání dílů na další stanoviště, operátor musí znovu vykonat cestu zpět na svoje pracoviště. Přesun operátora bez dílů, čisté chůze je 20 %. Operátor č. 2 je celkově vytížen na 61 %, zbytek 39 % se jedná o nedostatečné využití operátora na této pracovní pozici.

Operátor č. 3 vkládající odmaštěné díly na dopravník do vany dipfluxeru. Při výkonu této pracovní operace je k dispozici až 25 % nepřidané hodnoty, tato nepřidaná hodnota se především skrývá v nadměrném překládání prázdných multipacků na paletu a znovu vyndávání dílů z multipacku na dopravník. Logistika na této pracovní operaci je 23

%, z důvodu, kdy operátor odváží paletu s prázdnými multipacky na předávací pozici. Od předávací pozice se operátor přemísťuje bez výrobku zpět na pracovní pozici, přičemž tato chůze je definována na 21 %. Operátor č. 3 je celkově vytížen na 69 %, zbytek 31 % je nevyužitelnost operátora při procesu.

Operátor č. 4 na pozici překládání dílů z pásu vany na pás vedoucí do pece. Na této pracovní pozici vykonává operátor pouze manipulaci s díly z pásu na pás, která činí60 %.

Během přendávání dílů, operátor je nucen vždy udělat jeden úkrok mezi dopravníky.

Chůze bez výrobku je tak 21 %. Celkem je operátor vytížen z 81 %, zbytek 19 % je nevyužití operátora.

Operátor č. 5 vykládající hotové díly do multipacku je nejvhodněji vytížen, neboť operátor nevyjadřuje žádnou nepřidanou hodnotu a žádnou časovou nevyužitelnost při procesu. Manipulace s materiálem je při této pracovní pozici až 67 %. Během balení dílů operátor kontroluje stav hotového výrobku. Kontrola výrobku je 8 %. Po přípravě plných mutlipacků, operátor převeze díly do výrobního skladu. Logistiky s hotovými výrobky je 8

%. Po odvezení dílů, se operátor přesune zpět na svoji pracovní pozici. Chůze bez výrobku je tak 15 %. Celková vytíženost operátora je 98 %.

Z výše uvedeného diagramu je viditelné, že v celém procesu se u tří operátorů vyskytuje nepřidaná hodnota, což je jedním z nejdůležitějších prvků plýtvání, které je nutné eliminovat. Dalším z druhu plýtvání jsou zde velké vzdálenosti bez výrobku, které operátor musí vykonávat a to z důvodu vyzvednutí nového balení, či pohyb zpět na pracovní pozice. Velkým množstvím v tomto procesu je také logistika, kdy je nutné převážet odmaštěné díly k procesu fluxování.

46 5.4 Vyhodnocení aktuálního stavu

Stav, ve kterém se nachází proces ponorného fluxování je v tuto chvíli značně nevyhovující, v celém systému se vyskytuje hned několik druhů plýtvání a to hlavně v případě nepřidané hodnoty, layout zařízení je rozmístěn, že při maximálním využití stroje je nutné pracovat s pěti operátory, které vykonávají velké vzdálenosti jak při logistice s díly tak s chůzí jako takovou.

Proces Dip Fluxeru pracuje pouze s 29 % přidané hodnoty, 22% nutné manipulace a až pěti operátory, kteří vykonávají 12 % chůze, 11 % logistiky a až 9 % nepřidané hodnoty. Celkové zhodnocení zobrazuje koláčový diagram (Obr. 22).

Obr. 22 Koláčový diagram původního stavu

29%

12% 22%

9%

11%

1% 16%

Původní stav

Přidaná hodnota Nutná manipulace Chůze / pohyb Nepřidaná hodnota Logistika

Kontrola Nevyváženost

47

6. VÝBĚR VARIANT AUTOMATIZACE

Na základě analýzy a vyhodnocení současného stavu, je navrženo, že z hlediska optimalizace procesu, zlepšení materiálového toku, časových úspor a finančního hlediska je nutné zavést automatizaci, která bude mít velký přínos pro proces samotný a především pro jakost fluxovaných sběrných trubek.

Na základě předložené analýzy stávajícího stavu pracoviště, byl uvolněn rozpočet na optimalizaci procesu ve výši 3 290 000 Kč. Při výběru variant automatizací bude brán ohled na jednotlivá ovlivňující kritéria, která obsahují jednotlivé varianty a na základě těchto kritérií a důležitosti kritérií bude rozhodnuto a výběru správné automatizace do procesu.

6.1 Plná automatizace procesu

Jedním z prvních návrhů byla myšlenka provést kompletní automatizaci procesu, při kterém by došlo k úplnému odstranění operátorů vyskytující se v oblasti výrobního procesu.

Operátoři tak po zavedení plné automatizace budou pouze provádět logistické pohyby s díly mastnými, které jsou v předvýrobní fázi a s díly hotovými, nafluxovanými, které jsou po výrobní fázi.

6.1.1 Princip plné automatizace

Systém plné automatizace pracuje v šesti krocích s 10 pozicemi. Prvním z kroků plné automatizace je vstup, který se skládá z automatu, který je schopen vyndávat díly z pozice 1, z připravených multipacků, umístěných až v osmi řadách na přesně definovaných pozicích, dle zadání výroby požadovaného typu dílů, až osm možností. Díly jsou vyndávány z balení po deseti kusech a převáženy na levou část pásu pece do pozice č.

2, kde automat položí díly na pás ve dvou řadách po pěti kusech v rozestupech maximálně 1 cm. Parametry odmašťovacího procesu zůstávají nezměněné a řídí se dle tabulky 2.

Druhým krokem automatizace je odebírání dílů z pásu pece po odpaření oleje. Díly pomocí robota budou postupně vyzvedávány z pozice č. 3, pásu pece a umísťovány na dopravník na pozici č. 4, vedoucí k vaně s fluxovací směsí. V tomto manipulačním kroku je nutné dodržet správné umístění dílů vedoucí k vaně a je tak tento krok hlídán

48

kamerovým systémem, který zaručí, že díly budou umístěny na dopravník v balíčku po pěti kusech (Obr. 23).

Obr. 23 Umístění dílů na pás

Díly jedoucí po transportním dopravníku na pozici č. 5, k vaně dipfluxeru jsou dále přendávány na pozici č. 6, pomocí jednoduchého manipulátoru „Zvedni a umísti“ do vany dipfluxeru. Po průjezdu směsí k pozici č. 7, jsou díly v balíčku po pěti kusech vyzvednuty z vany pomocí manipulátoru a přemístěny na pravou stranu pásu pece na pozici č. 8, kde manipulátor umístí díly na pás jednotlivě ve dvou řadách. Díly umístěné na pás dále pokračují k pozici č. 9.

Posledním z kroků, je vykládání dílů z pozice č. 9 do multipacků na pozici č. 10.

Díly budou jezdit na páse ve dvou řadách a až osm typů najednou. Tyto díly budou rozpoznávány kamerovým systémem a ukládány do multipacků dle jednotlivých vyráběných projektů.

Celý systém automatizace (Obr. 24) musí být schopný zastavit v jakémkoliv uzlu a jednotlivé činnosti automatizace musí být pamatovány a po každém přerušení výrobního cyklu, lze automatizaci opět spustit do provozu z pozic, ve kterém byly přerušeny.

49

Obr. 24 Plná automatizace procesu

50 6.1.2 Cena plné automatizace

Plná automatizace procesu obsahuje většinu kladných prvků týkající se jakosti vyráběných dílů až po samostatnost celého procesu během výroby, ale především plná automatizace ukazuje velké negativum v podobě vyšších nákladů na pořízení, implementaci do procesu, variabilnost skladových komponentů na skladě až po školení obsluhy, která bude daný proces obsluhovat.

Cena plné automatizace byla stanovena na 9 368 200 Kč. V ceně dodávky je obsaženo dodání, implementace do stávajícího procesu, přesun jednotlivých částí zařízení a odladění celé automatizace pro danou technologii.

6.1.3 Materiálový tok

Implementací plné automatizace vznikne křížící se materiálový tok (Obr. 25) z přechodu pozice č. 8 na pozici č. 9. Na jedné straně pásu budou umístěny mastné díly pro proces odmaštění a na druhé straně pásu budou umístěny fluxované díly pro proces sušení, kombinací těchto směrů a umístěním výrobků vedle sebe na jednu šířku pásu, může v budoucnu přinést velký problém s nedostatečnou šíří pásu a to především s budoucí variabilností délek a šířek vyráběných komponentů.

Obr. 25 Vizualizace materiálového toku

51 6.1.4 Layout plné automatizace

Implementace plné automatizace do systému vyžaduje kompletní změnu výstupního skladu a vyžaduje využití velké plochy (Obr. 26), neboť vozíky musí být umístěny na přesných pozicích kvůli manipulátorům a jakákoliv změna referenční pozice nese za následek změnu referenčních bodů manipulátorů.

Automatizace bude rozložena přibližně na 239 m2, přičemž mezi vstupním a výstupním skladem vznikne nevyužitá plocha, kde tato plocha může v budoucnu chybět pro jiné technologie.

Obr. 26 Využití plochy plné automatizace 6.1.5 Požadavky na obsluhu plně automatického procesu

Použitím dvou stejných lineárních manipulátorů, jednoho automatického překladače „Zvedni a umísti“ a jednoho robota vznikne velký požadavek na zaškolení obsluhy a také na znalost údržby. V případě složitějších poruch, které nelze opravit interně, je nutno zajistit servisní pohotovost, která je schopna složitější problémy řešit.

52 6.2 Průběžný dopravníkový systém

Systém složen z transportních dopravníků (Obr. 27), které tvoří jednoduché řešení eliminace lidské síly uvnitř procesu.

6.2.1 Princip průběžného dopravníkového systému

Díly na pozici č. 1 jsou operátorem č. 1 vkládány na pás do přesných pozic po pěti kusech, dopravník dále pokračuje v levé části skrz pec směrem k vaně se směsí. Po průjezdu odmašťovacím procesem pás jede do oblouku směrem k vaně do pozice č. 2, kde tento pás končí a vrací se zpět.

Díly nebudou pomocí manipulátoru překládány z pásu do vany, ale díly jsou předávány mezi jednotlivými dopravníky z pozice č. 2 plynule na pozici č. 3. Díly po projetí fluxovací vanou pokračují směrem k peci, kde opět dochází k předání dílů mezi dopravníky z pozice č. 4 plynule z vodící vidličky do vidličky na pozici č. 5. Nafluxované díly pokračují na dopravníku skrz pec, kde dochází k sušení fluxu, po průjezdu pecí jsou díly operátorem z pozice č. 6 odebírány z dopravníku a vkládány zpět do multipacků.

Po naplnění jedné balící jednotky, operátor díly manuálně odveze do výrobního skladu, kde uloží vozík do kolejnice dle vyráběného typu.

53

Obr. 27 Průběžný dopravníkový systém

54 6.2.2 Cena průběžného dopravníkového systému

Dopravníkový systém složen ze speciálních držáků, umístěných na zakázku dělaných dopravníků, které odolávají agresivnímu prostředí, i vysokým teplotám byla stanovena cena na 4 310 200 Kč, včetně implementace do stávajícího procesu.

6.2.3 Materiálový tok

Použitím dopravníků vznikne materiálový tok do tvaru „U“ (Obr. 28), který je pro proces fluxování výhodný, neboť je získán přesný přehled o procesu odmašťování, fluxování a sušení.

Obr. 28 Materiálový tok dopravníkového systému

6.2.4 Layout průběžného dopravníkového systému

Velkou výhodou dopravníkového systému je, že výstupní sklad pro finální komponenty zůstává nezměněn a není tak nutné investovat další peníze do optimalizace skladu.

Dopravníkový systém je spolu s pecí rozložena 98 m2 (Obr. 29), přičemž během implementace není nutné pohybovat z pecí ani s chladicím boxem.

I dokument 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (sidor 37-0)