Princip průběžného dopravníkového systému (Obr. 29)

I dokument 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (sidor 53-0)

6. VÝBĚR VARIANT AUTOMATIZACE

6.2 Průběžný dopravníkový systém

6.2.1 Princip průběžného dopravníkového systému (Obr. 29)

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.

55

Obr. 29 Využití plochy zavedením dopravníkového systému 6.2.5 Požadavky na obsluhu dopravníkového systému

Požadavky na obsluhu nejsou nijak velké a náročné z důvodu použití jednoduché automatizace, která nevyžaduje speciálně proškolený personál.

6.3 Automatizace pomocí překládacích manipulátorů

Implementace jednotlivých překládacích manipulátorů nevyžaduje velký technický zásah do stávající technologie jako předchozí varianty, nicméně je zde nutné vytvořit uvnitř sušící a odmašťovací pece oddělený obousměrný provoz dopravníků pro proces odmaštění a pro proces sušení

6.3.1 Princip automatických překládacích manipulátorů

Operátor č. 1 manuálně vykládá díly z multipacku na řetězový dopravník do přesně definovaných vodících vidliček. Díly jedoucí na dopravníku skrz proces odmaštění jsou dopraveny k prvnímu překládacímu manipulátoru na pozici č. 2 odtud pomocí uchopovacího systému, dochází k vyzvednutí pětice dílů z řetězového dopravníku a přesunu dílů na pozici č. 3, dopravník vedoucí do fluxovací vany. Díly pokračující ve vodicích vidličkách skrz fluxovací vanu jsou převezeny na pozici č. 4 k dalšímu překládacímu manipulátoru, kde opět dojde k vyzvednutí dílů a převezení do pozice č. 5 vykládací stanice.

Vykládací stanice na pozici č. 5 postupně vyhazuje díly na pás jednotlivě s minimálními rozestupy a v přesně definované poloze. Po vložení dílů na pás pokračují skrz proces sušení na pozici č. 6, kde operátor č. 2 manuálně odebírá díly z dopravníku a vkládá je zpět do multipacků. Celý princip manipulátorů je znázorněn na obrázku 30.

56

Obr. 30 Automatické překládací manipulátory

57 6.3.2 Cena překládacích manipulátorů

Celková cena automatizace činí 2 780 800 Kč, přičemž výše ceny automatizace splňuje poskytnutý finanční limit, který je jedním z hlavních kritérií výběru automatizace.

6.3.3 Materiálový tok automatických překládacích manipulátorů

Stejný systém materiálového toku jako u předchozí varianty. Při použití manipulátorů vznikne materiálový tok do tvaru „U“ (Obr 31), který přináší vynikající přehled o procesu, který je u této technologie důležitý.

Obr. 31 Automatické překládací manipulátory 6.3.4 Layout umístění automatických překládacích manipulátorů

Manipulátory, které budou umístěny přímo nad fluxovací vanou mají výhodu, že nezabírají velké množství místa, a proto se automatizace spolu s technologií rozléhá na využité ploše 63 m2 (Obr. 32). Výstupní sklad pro hotové komponenty zůstává nezměněn.

Obr. 32 Využití plochy po zavedení automatických manipulátorů 6.3.5 Požadavky na obsluhu automatických manipulátorů

Pro kontinuální režim výroby bez velkých prostojů je nutné proškolit na každou směnu alespoň jednoho operátora na kvalifikaci seřizovač tak, aby byl schopen řešit vzniklé problémy během výroby a také, aby dokázal rozeznat příčiny jednotlivých poruch vzniklých na elektronice.

58 6.4 Zhodnocení variant automatizace

Při rozhodování správného výběru způsobu automatizace je zvolena metoda matice více kriteriálního rozhodování, z důvodu, že každá navržená automatizace zahrnuje ovlivňující faktory a především váhu faktoru, které je při výběru správné automatizace nutné porovnat.

6.4.1 Přidělení vah jednotlivých kritérií

Pomocí matice vícekriteriálního rozhodování, váhy a hodnocení kritéria se vypočítá nejvyšší možné ohodnocení dané automatizace.

Tabulka 4: Matice vícekriteriálního rozhodování NÁZEV AUTOMATIZACE Kritérium Váha kritéria

(1-10 bodů)

Každá z variant automatizace, má své kladné a záporné stránky funkčnosti, a proto je kritérium principu, funkčnosti a použitých komponentů ohodnocena váhou pět.

Nejdůležitějším kritériem výběru správné automatizace je cena, která jednoznačným způsobem udává směr výběru automatizace, a proto je váha kritéria ceny ohodnocena váhou deset.

Zavedením automatizace se očekává zlepšení materiálového toku, který je pro proces fluxování důležitý, protože všechny navržené varianty splňují zlepšení materiálového toku v různých technických variantách je přiřazena váha materiálového toku na hodnotu sedm, čímž je myšleno, že se jedná o důležité kritérium, ale nikoliv o nejdůležitější.

59

Nejčastěji řešeným kritériem v praxi je využitá plocha pro danou technologii.

Dochází-li k optimalizaci technologie je nutné také optimalizaci určité technologie umístit na co nejmenší plochu, nebo dokonce automatizaci zaimplementovat do stávající plochy, proto plocha je dalším důležitým kritériem a je ohodnocena šesti body.

Jedním z nejméně důležitých kritérií, jsou požadavky na obsluhu a údržbu, nicméně toto kritérium je potřebné, ale nikoliv důležité, a proto je toto kritérium ohodnocené třemi body. Výhodou je, že školení personálu na nejdůležitější ovládací prvky a odstranění poruch lze získat přímo od dodavatele dané automatizace.

6.4.2 Hodnocení varianty plné automatizace procesu

Z detailního průzkumu všech kritérií a přiřazením jednotlivých bodů, získala varianta plné automatizace celkový počet 82 bodů. Největší nevýhodou varianty je cena, která je několikanásobně vyšší, než je povolený limit, také plocha, na které se automatizace rozprostírá je značně veliká. Požadavky na obsluhu a údržbu jsou při této optimalizaci velkým úkolem, který bude vyžadovat další vysoké finanční náklady a vysokou spotřebu času na důkladné proškolení.

Tabulka 5: Bodové ohodnocení plné automatizace procesu PLNÁ AUTOMATIZACE PROCESU Kritérium Váha kritéria

(1-10 bodů)

60

6.4.3 Hodnocení varianty průběžného dopravníkového systému

Varianta dopravníkového systému, je z hlediska principiálnosti automatizace navržena jednodušeji, přičemž je tento fakt velkou výhodou, z důvodu, že nebude nutné složitě proškolovat údržbu a obsluhu zařízení a také, že průběžný dopravníkový systém nezabírá velkou plochu haly. Negativní kritérium této automatizace je cena, a proto dopravníkové systémy získaly celkový počet 196 bodů.

Tabulka 6: Bodové zhodnocení dopravníkového systému PRŮBĚŽNÝ DOPRAVNÍKOVÝ SYSTÉM Kritérium Váha kritéria

(1-10 bodů)

6.4.4 Hodnocení varianty automatických překládacích manipulátorů

Automatické manipulátory jsou z několika pohledů elegantním řešením automatizace. Použitím manipulátorů umístěných přímo nad dopravníky a fluxovací vanu zaručuje minimální využití plochy a okamžité zlepšení materiálového toku bez velkého zásahu do celé technologie. Použitím manipulátorů s pohyblivými prvky je zde možnost většího výskytu poruch než u průběžného dopravníkového systému a také nutnost většího zaškolení personálu. Jednoznačným kritériem a výhodou je cena, která splňuje zadané požadavky.

61

Tabulka 7: Bodové zhodnocení automatických překládacích manipulátorů

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

Zavedením automatických manipulátorů do technologie ponorného fluxování se

I dokument 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (sidor 53-0)