Simuleringsstudie av ett framtida materialflöde på Outokumpu i Avesta

Full text

(1)LiU-ITN-TEK-A--08/113--SE. Simuleringsstudie av ett framtida materialflöde på Outokumpu i Avesta Frida Ahlsén Linnéa Johansson 2008-10-31. Department of Science and Technology Linköping University SE-601 74 Norrköping, Sweden. Institutionen för teknik och naturvetenskap Linköpings Universitet 601 74 Norrköping.

(2) LiU-ITN-TEK-A--08/113--SE. Simuleringsstudie av ett framtida materialflöde på Outokumpu i Avesta Examensarbete utfört i kommunikations- och transportsystem vid Tekniska Högskolan vid Linköpings universitet. Frida Ahlsén Linnéa Johansson Handledare Anette Löfgren Examinator Fredrik Persson Norrköping 2008-10-31.

(3) Upphovsrätt Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare – under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga extraordinära omständigheter uppstår. Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner, skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten, säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ art. Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära eller konstnärliga anseende eller egenart. För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se förlagets hemsida http://www.ep.liu.se/ Copyright The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible replacement - for a considerable time from the date of publication barring exceptional circumstances. The online availability of the document implies a permanent permission for anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose. Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity, security and accessibility. According to intellectual property law the author has the right to be mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected against infringement. For additional information about the Linköping University Electronic Press and its procedures for publication and for assurance of document integrity, please refer to its WWW home page: http://www.ep.liu.se/. © Frida Ahlsén, Linnéa Johansson.

(4) ABSTRACT. Outokumpu is currently investing ve billions Swedish Kronor at their steelwork in Avesta, the investment should be nished 2015. The investment means substansial changes in the supply chain at Avesta works. This will lead to consequences regarding the material ow through the steelwork. The purpose of this report is to investigate how the material ow should be handeled, and to identify possible areas of problem that could occur and suggestions of how they could be solved. This study has partially been done with eld studies and interviews, and partially with a simulation study from the grinding to the completion of the products. From the simulation values such as storage levels, lead times and usage levels of the machines have been mesaured. From this the following questions have been formulated: • What is the current state at Avesta Jernverk based on theoratical thesis and eld observed areas. of problem?. • What problems (high storage levels, bottlenecks etc.) could Avesta Jernverk face with this new. investment in the year 2015 and how should these be handeled?. • What consequences will a few specic scenarios have on the material ow in the year 2015, see. section 6.7?. • How would a scenario have to look like in order to be able to handle the increased future material. ow?. In the current state analyze we found areas to improve regarding the information ow. The problems main cause is that dierent data systems are used in dierent part of the steelwork. We also identied signs of lacking interwork between dierent lines of production and this is an area that we strongly recommend to be improved. In the current state the main problem though, is the lack of production material. The simulation study showed that the capacity for Färdigställningen is too low to be able to handle the future material ow. A suggestion for an optimized material ow is given where the bottleneck production lines have been given a rate of production in order to keep a even material ow. Our suggestions for the future includes a model for co-planning between dierent lines of production called "`Flödesplanerare"' which will help to prevent ooding of mainly Färdigställningen, an identied bottleneck. We also suggest an integrated data system to improve the understanding and interwork between the dierent buildings at the steelwork. We have also identied an uneven capacity between the dierent lines of production, which is something that we recommend is taking under consideration when the investment is divided through the steelwork, in order avoid unnecessary bottlenecks. In conclusion we hope that this report has been to use for Outokumpu and that simulation will be a future tool for the company..

(5) SAMMANFATTNING. Outokumpu håller på att investera fem miljarder kronor i verket i Avesta, investeringan ska vara klar år 2015. Investeringen innebär en förändring i företagets försörjningskedja. Detta innebär konsekvenser för ödet genom verket. Den här rapporten syftar till att undersöka hur materialödet ska styras genom verket, samt att identiera problemområden som kan uppstå och ge förslag till lösningar på dessa. Denna studie har dels bedrivits genom fältstudier i form av intervjuer och observationer, dels genom en simuleringsstudie som behandlar verkets öde från slipning till färdigställning. Data som har använts i simuleringsstudien är till exempel lagernivåer, ledtider och beläggningsgrader. Utifrån detta har följande frågeställningar formulerats: • Hur ser nuläget ut på Avesta Jernverk utifrån teoretiska analysmetoder och analys av observerade. problem?. • Vilka problem (höga lagernivåer, trånga sektorer och så vidare) kan Avesta Jernverk möta i och. med investeringen Projekt 2015 och hur kan dessa hanteras?. • Vilka blir konsekvenserna för ödet i och med Projekt 2015 vid ett antal olika scenarion, se. avsnitt 6.7?. • Hur skulle ett scenario behöva se ut för att ödet ska klara av den framtida ökade produktion-. stakten?. I nulägesanalysen framkom brister i framförallt informationsödet. Detta beror till största del på att olika datasystem används i olika delar av ödet. Det identierades också ett dåligt samarbete vad gäller samplanering mellan de olika linjerna och detta är något vi efterfrågar. I dagsläget ser vi dock inget större behov av detta eftersom många linjer lider av materialbrist. Simuleringen visade att kapaciteten i Färdigställningen inte räcker till för det framtida ödet. Ett förslag på ett optimalt öde ges där takten för de trånga sektorerna är satta för att hålla ett jämnt öde. Våra förslag inför framtiden innefattar bland annat en modell på hur samplanering skulle kunna ske via en så kallad "`Flödesplanerare"' för att undvika översvämning av framförallt Färdigställningen, som har visat sig vara en trång sektor. Vi efterfrågar också ett integrerat datasystem för att öka förståelsen och samarbetet mellan de olika byggnaderna på verksområdet. Vi ser också en snedfördelning i kapacitet mellan de olika linjerna, vilket vi rekommenderar att man tar i beaktande när den nya investeringen ska fördelas så att inte onödiga trånga sektorer uppstår. Slutligen hoppas vi att rapporten varit till hjälp för Outokumpu och att simulering kan komma att bli ett framtida verktyg för företaget..

(6) Sammanfattning. iii. Förord. Den här rapporten är ett examensarbete skrivet vid Linköpings tekniska högskola, Campus Norrköping, civilingenjörsprogrammet Kommunikations- och transportsystem. Rapporten beskriver en simuleringsstudie av ett framtida öde vid Outokumpus verk i Avesta. Den innehåller även en analys av företaget och eventuella problem som kan uppstå vid det framtida ödet. Arbetet är utfört under sommaren/hösten 2008. Vi vill passa på att tacka vår handledare vid Avesta Jernverk, Anette Löfgren, för all den hjälp och det stöd som hon gett oss. Vi vill även tacka all personal som vi har varit i kontakt med för det öppna och vänliga bemötande vi har fått och som har gett oss mycket information och har avsatt mycket tid för oss så att vi kunde slutföra den här rapporten. Sist med inte minst vill vi tacka vår handledare i Norrköping, Fredrik Persson, som har hjälpt oss genom den här processen..

(7) Sammanfattning. iv. Ordlista. AOD-konverter Utrustning i Stålverket där legeringsämnen tillsätts i smältan Austenitiskt stål Stål som är legerat med nickel för att vara slitstarkt Band Valsat stål som är upprullat på en haspel. att Bandas När banden får metallband fästa runt sig för att inte rulla upp Betning En process för att lösa och avlägsna ytföroreningar hos metall med hjälp av uorvätesyra, salpetersyra och vatten Blästring Stålsand som slungas på stålytan för att rengöra den Bolster De träpallar som används som botten vid lastning av plåt Charge En omgång skrot som ska smältas ner och bli stål Conveyor Transportband Dragband Band som skarvar mellan två band av olika dimansioner om inget möjligt band nns i tillgängligt Dragända Band som svetsas på bandet innan kallvalsning. Dragändorna svetsas på i början av Linje 76 och klipps bort i färdigställningen. Dragbanden är 13 meter långa EDD Earliest Due Date rst, en schemaläggningsprincip där försenat material prioriteras Emballering Packning Gjutlåda En låda där det smälta stålet hälls för att kunna ha en gjutning utan avbrott även om man byter charge Glättvalsverk Valsverk som präglar ytan på bandet utan att påverka tjockleken Glödgning En värmebehandlingsprocess där material värms till en förutbestämd temperatur för att därigenom erhålla specika egenskaper Glödgskal Det skal som bildas vid glödgning av stål när det sedan kyls Haspel (på och av) Den mekanism som man snurrar upp, alternativt av, ett band på en haspel Kallslipa Slipning av kalla slabs Kallvalsat Valsning vid temperatur lägre än 600◦ C. Kallvalsning har högre precision än varmvalsning KBR "`Kallvalsat brett rostfritt."' Den del av ödet som innefattar Linje 76, Z-high och Färdigställningen Korrosion När material fräts sönder, rostar, vid kontakt med omgivningen Legering En sammansmält blandning av metaller och icke-metaller som syftar till att kunna dra fördel av olika materials egenskaper Linje En produktionslinje Mellanlager Ett lager som uppstår mellan två processer till följd av olika produktionstakt. Oshore-anläggning Anläggning belägen ute till havs, till exempel en oljeborrningsplattform Plåt Valsat stål klippt i platta format Replikation Körning av en simuleringsmodell med en viss parameterinställning och ett visst slumptalsfrö.

(8) Sammanfattning. v. Rimpor De band av smalare bredd som blir om man klipper större band på tvären Råkant Den ojämna kant som är på de band som inte kantklippts Slabs De block av stål som gjutits i Stålverket Slumptalsfrö Slumptal simuleringen startas på Slunga Den maskin som tillför stålsanden vid blästring Specialstål Stål med speciella egenskaper se avsnitt 2.1.1 Standardstål Dessa stålsorter är de vanligaste rostfria stålen Stokastisk modell En modell som bygger på slumpvariationer Ställ Omställning av maskin inför produktbyte eller dimensionsbyte Syning När man manuellt undersöker materialet efter fel Trång sektor Den sektor som begränsar den totala kapaciteten i ett öde Tviddar TillverkningsID som binds till produkterna Utbyte En procentuell kvot som är resultatet av den mängd material förts in i systemet med den mängd förts ut som godkända produkter att Valsas, valsar När materialet pressas ner med hjälp av roterande valsar till tunnare tjocklek och får önskade egenskaper Varmband Benämning på band som passerat Varmbandverket Varmslipa Slipning av varma slabs Varmvalsat Valsning av stålet ner till tunnare tjocklek vid rumstemperatur eller högre Vita band Benämning på band som passtera glödgning och betning Återreduktion Process som med hjälp av bland annat kisel och kalk återställer nivån av krom i stålet.

(9) INNEHÅLL. 1. Inledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Metod och källkritik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning . . . . . . . . 2.1 Företaget Outokumpu . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Produkter . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 Stålsorter . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Flödet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Stålverket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Råvarugården . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 Ljusbågsugnen . . . . . . . . . . . . . 2.3.3 Konvertern . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.4 Skänkugnen . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.5 Stränggjutningen . . . . . . . . . . . . 2.3.6 Slipning . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Varmbandverket . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1 Stegbalksugn . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Förpar . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3 Steckelverk . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.4 Påhaspel . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 KBR-ödet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Bredbandverk . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1 Linje 76 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2 Kallvalsning . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Färdigställningen . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.1 Linje 2000 . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.2 Linje 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.3 Slittern . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.4 Precisionsklipplinjen och Bockkranen . 2.7.5 Om projektet . . . . . . . . . . . . . . 2.7.6 Den nya sliplinjen . . . . . . . . . . . 2.7.7 Den nya AP-linjen . . . . . . . . . . . 2.7.8 Produktion . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.9 Marknad . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3. Teoretisk referensram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Lean Production och Just-In-Time . . . . . . . . . 3.1.1 De fem basprinciperna för Lean production 3.1.2 De fyra grundpelarna inom Just In Time . 3.1.3 Fördelar med Lean och Just In Time . . . . 3.2 Lager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1 1 1 2 2 2 3 4 4 4 4 4 5 5 5 6 7 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 14 14 14 15 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. 16 16 18 18 19.

(10) Innehåll. 3.3 3.4 3.5. 3.6. 3.2.1 Just In Time och lager . . . . . . . . 3.2.2 Typer av lager . . . . . . . . . . . . 3.2.3 Kostnader förknippade med lager . . Produktionsprocesser och kundorderpunkt . 3.3.1 Olika typer av produktionsprocesser Logistiksystemet . . . . . . . . . . . . . . . Produktionsstyrning . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Teorin om begränsning . . . . . . . . 3.5.2 Jämnt resursutnyttjande . . . . . . . 3.5.3 Specialisering . . . . . . . . . . . . . 3.5.4 Minimal hantering . . . . . . . . . . Simulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.1 Modeller . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.2 Simulering som verktyg . . . . . . . 3.6.3 Problemformulering . . . . . . . . . 3.6.4 Datainsamling . . . . . . . . . . . . 3.6.5 Modellbyggnad . . . . . . . . . . . . 3.6.6 Veriering och validering . . . . . . 3.6.7 Experimentering . . . . . . . . . . . 3.6.8 Analys av utdata . . . . . . . . . . . 3.6.9 Arena . . . . . . . . . . . . . . . . .. vii. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19 20 22 22 23 24 28 28 28 28 29 29 29 29 31 31 31 32 32 33 34. 4. Problemformulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5. Nulägesanalys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Observationer vid fältstudier . . . . . . . . 5.2 Teoretisk nulägesanalys . . . . . . . . . . . 5.2.1 Typ av produktionsprocess . . . . . 5.2.2 Kundorderpunkten . . . . . . . . . . 5.2.3 Logistiksystemet på Avesta Jernverk 5.2.4 Företaget och Lean produktion . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37. 6. Simulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Varför simulering . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Bakgrund till modell . . . . . . . . . . . . 6.2.1 Begränsningar och detaljnivå . . . 6.2.2 Antaganden . . . . . . . . . . . . . 6.2.3 Modellens indata . . . . . . . . . . 6.2.4 Modellens utdata . . . . . . . . . . 6.2.5 Databehov . . . . . . . . . . . . . 6.2.6 Konceptuell modell . . . . . . . . . 6.2.7 Förklaring till konceptuell modell . 6.3 Indataanalys . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Simuleringsbeskrivning . . . . . . . . . . . 6.4.1 Slipningen . . . . . . . . . . . . . . 6.4.2 Varmbandverket . . . . . . . . . . 6.4.3 Bredbandverket och nya AP-linjen 6.4.4 Färdigställningen . . . . . . . . . . 6.5 Viktiga förenklingar i modellen . . . . . . 6.6 Veriering och validering . . . . . . . . . . 6.7 Experimentering . . . . . . . . . . . . . . 6.7.1 Scenario 1 . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. 37 39 39 39 39 40. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 43 43 44 45 45 45 45 45 47 47 47 48 48 49 49 49 50 50.

(11) Innehåll. 6.7.2 6.7.3 6.7.4 6.7.5 6.7.6. Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4 Scenario 5 Scenario 6. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. 7. Analys . . . . . . . . . . . . . 7.1 Kapacitetsproblem . . . 7.2 Integration . . . . . . . 7.2.1 Datasystem . . . 7.3 Lean och framtiden . . . 7.4 Resultat av simuleringen. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. viii. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. 50 51 51 51 51. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. 53 55 55 55 56. 8. Slutsats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 8.1 Slutsats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 8.2 Diskussion och slutkommentarer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9. Litteraturförteckning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Bilaga. 63. A. Modellbeskrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.1 Initiallager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.2 Leverantörer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.3 Attributblocket . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.4 Varmslip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.5 Nya Sliplinjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.6 Varmbandverket . . . . . . . . . . . . . . . . . A.7 Bredbandverket . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.8 Nya AP-linjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.9 Färdigställningen . . . . . . . . . . . . . . . . . A.10 Färdigdatum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.11 Schemaläggningen i Linje 76 och nya AP-linjen. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64. B. Schemaläggning . . . . B.1 Slipning . . . . . B.2 Varmband . . . . B.3 Bredband . . . . B.4 Kallvalsning . . . B.5 Färdigställningen. . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. 64 64 64 65 65 65 66 66 66 67 67. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. 70 70 70 71 72. C. Verkskarta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 C.1 Dagens öde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 C.2 Framtida öde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 D. Flödesplaneraren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 E. VBA-kod till Linje 76 och Nya AP-linjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 F. Resultat av simulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.

(12) FIGURER. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10. Ljusbågsugnen . . . . . . Stränggjutningen . . . . . Varmslipen . . . . . . . . Varmbandverket . . . . . Illustration av KBR-ödet Linje 76 . . . . . . . . . . Z-high . . . . . . . . . . . Linje 2000 och Linje 13 . Slittern . . . . . . . . . . Precisionsklippen . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. 5 6 6 7 8 9 11 12 12 13. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7. U-formad lina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Just In Time om lagernivåer, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mellanlager, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Färdigvarulager, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Styrt lager, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kundorderpunktens placering beroende på typ av produktionsprocess . . . . . . . . . Skillnaden mellan ett funktionsorienterat företag och ett processorienterat företag, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Utvecklingen av en integrerad försörjningskedja, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . Ett logistikrör med jämn kapacitet, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ett logistikrör med ojämn kapacitet, fritt efter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schematisk bild av hur ett simuleringsprojekt går till . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hur standardavvikelsen varierar med antalet replikationer . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. 19 20 21 21 22 25. . . . . . .. 26 26 27 28 30 33. 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. 5.1 Stålverkets förväntade kapacitet och förväntad efterfrågan . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.2 Logistikröret för Avesta Jernverk idag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.3 Lagernivåer första halvåret 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 6.1 Den konceptuella modellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 7.1 Logistikröret 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7.2 Sammanställning av experimenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 B.1 Flödet i Bredbandverket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 C.1 Verkskarta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 D.1 Förslag på en ödesplanerare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 F.1 F.2 F.3 F.4. Medellagernivåer för varje linje vid de olika scenariona . Maxlagernivåer för varje linje vid de olika scenariona . . Antal utlevererade produkter vid de olika scenariona . . Utnyttjandegrad av varje resurs vid de olika scenariona. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. 81 82 82 83.

(13) Figurer. F.5 F.6 F.7 F.8 F.9 F.10 F.11. Fördelning av färdigdatum vid de olika scenariona . . . . . . . . . . . . . . . . . Medellagernivå för varje linje vid vårt eget scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . Medellagernivå för varje linje vid vårt eget scenario jämfört med budgeterad nivå Genomsnittlig tid i system vid vårt eget scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maxlagernivå för varje linje vid vårt eget scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . Antal utlevererade produkter vid vårt eget scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . Översiktsjämförelse mellan vårt eget scenario och scenario 1 . . . . . . . . . . . .. x. . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . .. 83 84 84 85 85 86 87.

(14) TABELLER. 3.1 Produkt/process-matrisen (Olhager 2000) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 7.1 Förväntade kapaciteter år 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7.2 Processtider för att klara produktionen i färdigställningen . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 A.1 Breddfördelning under första halvåret 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 A.2 Tjockleksfördelning under första halvåret 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69.

(15) 1. INLEDNING. Stålbranschen är inne i en expansiv fas som beror mycket på Kinas snabba utveckling. Detta gör att efterfrågevolymerna i framförallt Asien har ökat markant de senaste åren vilket i sin tur innebär också mer utrymme för nya investeringar för svensk stålindustri. Kina har dock börjat investera i egna stålverk vilket har tagit över en del av marknaden för standardstål. Kina saknar dock avancerad teknik för specialstål och nischade produkter och det är här som den svenska stålindustrin lägger fokus idag. I Sverige läggs över en miljard kronor årligen på forskning och utveckling av stålindustrin. Det är mycket om man jämför med resten av världen. Finskägda Outokumpu är inget undantag vad gäller att investera i forskning och utveckling, en satsning på cirka fem miljarder kronor på verket i Avesta signalerar om en stark tro på framtiden inom specialstål och Avesta Jernverks nisch, två meter breda stålprodukter.. 1.1 Syfte I dagsläget investerar Outokumpu i ett ertal nya linjer på verket i Avesta. Investeringen kommer att öka kapaciteten avsevärt i delar av produktionen. Syftet med examensarbetet är att utreda hur materialödet ska styras efter dessa investeringar för att få ett så bra öde som möjligt. I arbetet ingår även att identiera eventuella problemområden som kan uppstå i och med den nya investeringen och förslag på lösningar på dessa.. 1.2 Metod och källkritik En kvalitativ och kvantitativ analys har gjorts för att kunna identera specika områden att fokusera på. En simuleringsmodell har använts för att på ett mer graskt sätt kunna peka på och identiera specika problem som kan dyka upp i och med investeringen. Informationsinsamling har främst skett via intervjuer men även via litteratur såsom kurslitteratur, faktaböcker och artiklar aktuella för ämnet. Vissa källor kan presentera en subjektiv syn på metoderna och tankesätten som presenteras. De intervjuer som gjorts lämnar utrymme för att personliga värderingar kan nnas representerade i rapporten..

(16) 2. FÖRETAGET OCH BAKGRUNDSBESKRIVNING. Verket i Avesta har funnits sedan ett kopparverk anlades på orten år 1642. Sedan dess har verket haft ett antal olika ägare och en rad olika produkttyper. År 2004 gick verket in i nska Outokumpukoncernen och har idag en produktion helt inriktad på rostfria stålprodukter.(Kulturförvaltningen Avesta 2008) Outokumpu gör i dagsläget en stor investering i Avestaverket. Investeringen innebär att era produktionslinjer byggs ut och en helt ny glödgnings- och betningslinje kommer att anskaas som komplement till den linje som nns idag. Investeringen syftar till att öka kapaciteten i Kallvalsat Brett Rrostfritt (KBR)-ödet från dagens 450 000 ton per år till 650 000 ton per år. En sådan ökning ställer krav på att produktionen av slabs ökas till ca 900 000 ton per år. En sådan volymökning kommer att ställa krav på de linjer som inte innefattas av investeringen och på företagets lagerhantering. Eftersom investeringen innebär att två likadana linjer kommer att nnas behövs det även regler för hur materialet ska styras genom dessa. För att få en bättre förståelse för företaget som sådant följer här en beskrivning av nuläget och det aktuella ödet genom verket i Avesta.(Vision 2015 team members 2007). 2.1 Företaget Outokumpu Outokumpu är ett nskägt stålföretag som nns representerat i över 70 länder och det är specialicerat på att tillverka rostfria stål. Outokumpus produktion är koncentrerad till Europa och Nordamerika.(Eriksen 2008) Outokumpu har 25 procent av marknaden för rostfria stål i Europa och 8 procent av världsmarknaden. De har produktion i Finland, Sverige, Nederländerna, Storbritannien och USA.(Presentation Outokumpu 2007) Avesta Jernverk står idag för cirka 16 procent av försäljningen, cirka 22 procent av slabsproduktionen och cirka 28 procent av varmbandvalsningen inom Outokumpu.(Löfgren 2008) 2.1.1 Produkter Verket i Avesta tillverkar varm- och kallvalsat stål både som band och plåt. Verket är specialiserat på att tillverka brett stål och Avesta Jernverk är ett av få verk i världen som kan tillverka stål som är två meter brett. Det nns många fördelar med att använda brett material istället för smalt, bland annat färre svetsfogar, färre plåtar, mindre korrosionsrisk och mindre kostnader för efterbehandling.(Sävypaino 2005) I Avesta tillverkas dessutom varmband som levereras till Outokumpus verk i Nyby och Degerfors. Slabs importeras från Outokumpus verk Tornio (Finland) och SMACC (England) och slabs från Avesta levereras till verk i USA. Rostfritt stål är mycket värdefullare än vanligt stål, därför kan allt material på Avesta Jernverk räknas som högvärdiga produkter.(Nord 2008).

(17) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 3. 2.1.2 Stålsorter Förutom standardstål tillverkar Avesta Jernverk även ett antal specialstål. Duplex är ett austenit-ferristiskt stål som kombinerar hög hållfasthet med hög korrosionsbeständighet. Detta gör att duplexstål är mycket användbara i värmeväxlare, förvaringstankar, brandväggar på oshore-anläggningar, utrustning till massa och pappersindustrin, rökgasrenare och avsaltningsanläggningar. (Sävypaino 2005) Höglegerade austenistiska (HA) stål är utvecklade för att klara miljöer som vanligt stål inte klarar av, exempelvis mycket sura miljöer. Dessa stål har mycket hög korrosionsbeständighet samtidigt som de har bra formbarhet och svetsbarhet. Dessa stål används i processapparater inom kemiindustrin, blekeriutrustning inom massa- och pappersindustrin, rökgasrening, avsaltning, hantering av havsvatten, värmeväxlare samt vid olje- och gasutvinning.(Sävypaino 2005) Värmebeständiga stål (HR) är utvecklade för att klara temperaturer på runt 1000◦ C. Värmebeständigt stål har bra motstånd mot högtemperaturkorrosion och har bra mekaniska egenskaper vid höga temperaturer. Högtemperaturstål används inom metallindustrin, cementindustrin och kraftindustrin.(Sävypaino 2005).

(18) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 4. 2.2 Flödet Syftet med avsnittet är att läsaren ska få en insikt i hur ödet genom verket fungerar för att lättare kunna följa med i analysen. För en grask representation samt förklaring av huvudödet genom Avesta Jernverk se bilaga C.. 2.3 Stålverket Stålverket i Avesta har en kapacitet på 600 000 ton rostfritt stål per år och klarar av att smälta 20 charger per dygn där varje charge tar mellan 45 och 110 minuter. Stålverket tillverkar idag cirka 45 procent specialstål.(Stålverksbroschyr o.å) 2.3.1 Råvarugården På råvarugården lagras rostfritt skrot av olika sorter som ska smältas ned. Avesta Jernverk köper stora mängder rostfritt skrot varje år varav cirka 85-90 procent är användbart. På råvarugården lagras cirka 44 olika sorters stål och 40 olika sorters legeringar.(Stålverksbroschyr o.å) Vid produktion blandas skrotet i korgar och det går två korgar på en charge. Skrotet förvärms sedan till cirka 300◦ C innan det går in i Ljusbågsugnen, detta för att undvika explosioner när is och vatten expanderar till ånga. Förvärmingen sker med hjälp av avgaserna från Ljusbågsugnen, se nästa avsnitt.(Stålverksbroschyr o.å) 2.3.2 Ljusbågsugnen Efter förvärmingen yttas stålet in i Ljusbågsugnen, se gur 2.1 där det värms till en temperatur på 1650◦ C med hjälp av två stora elektroder. Ljusbågsugnen har en eekt på 90 MW och energin överförs till skrotet med hjälp av de ljusbågar som bildas mellan elektroderna och skrotet.(Stålverksbroschyr o.å) Ljusbågsugnen har en kapacitet på 85-90 ton per charge och man kan göra 24 charger på ett dygn. En charge tar cirka 47 minuter att smälta och det nns en planerad ställtid mellan chargerna på 7 minuter. I dagsläget kommer man dock sällan upp till 24 charger på ett dygn utan brukar hamna på 21-22 stycken. Detta beror till stor del på att det av olika anledningar tar för lång tid mellan chargerna.(Stålverksbroschyr o.å) 2.3.3 Konvertern Efter smältningen går chargen in i Konvertern. I Konvertern reduceras först stålets kolhalt genom att gaser leds genom stålet och reagerar med kolet i smältan. Här tas även prover på stålet som går till laboratoriet för testning. Då kolet avlägsnas försvinner även en del av kromet i stålet men då stålet måste innehålla krom återreduceras kromet tillbaka i smältan. Därefter renas smältan från svavel. I Konvertern tillsätts även andra legeringsämnen och kalk På grund av legeringarna och kalken ökas vikten i konvertern med fem till tio ton per smälta. Då smältan har rätt temperatur och sammansättning föryttas chargen till Skänkugnen.(Stålverksbroschyr o.å).

(19) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. Fig. 2.1:. 5. Ljusbågsugnen. (Stålverksbroschyr o.å) 2.3.4 Skänkugnen Stålet kommer till Skänkugnen för en sista justering av temperatur och analys innan gjutningen. I Skänkugnen kan stålet värmas och kylas så att exakt rätt temperatur erhålls innan den efterföljande Stränggjutningen. För att få en bra gjutning är temperaturstyrning viktig.(Stålverksbroschyr o.å) 2.3.5 Stränggjutningen Efter Skänkugnen går chargen in i Stränggjutningen, se gur 2.2. Avesta är ett av de få stålverk som kan gjuta två meter brett. Gjutningen sker i två steg. Först hälls det smälta stålet i en gjutlåda. Därifrån rinner stålet ned i en kokill och när stålet fått en viss tjocklek dras stålet ut i en sträng. Gjutningen sker med en hastighet av cirka 1 meter per minut, vilket motsvarar ett stålöde på cirka 2 ton per minut. En charge tar cirka 40 - 60 minuter att gjuta.(Stålverksbroschyr o.å) Efter gjutningen klipps strängen upp i slabs. Slabsen är mellan 7 och 11 meter långa och de får som mest väga 28 ton. Första biten av varje slabs skärs bort och skrotas. Idag är det mycket av materialet som får skrotas på grund av problem med gjutningen.(Stålverksbroschyr o.å) 2.3.6 Slipning En del av materialet måste slipas, se gur 2.3. Det mesta av materialet varmslipas enbart, dock behöver en del material efterslipas eller synas och skickas då till Kallslipen.(Stålverksbroschyr o.å) Varmslipen ligger direkt efter Stränggjutverket. Anläggningen består av två slipenheter med vardera två grovslipmaskiner och två nslipmaskiner. Slabset synas före och efter slipning. Genom slipen går.

(20) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. Fig. 2.2:. 6. Stränggjutningen. (Stålverksbroschyr o.å). slabset på en rullbana, där det först slipas på ena sidan och sedan vänds för att slipas på andra. Slipningen sker vid en temperatur av cirka 800◦ C.(Stålverksbroschyr o.å) Kallslipen består av tre slipmaskiner och en skärstation. Slipmaskinernas uppgift är att slipa material som ligger utanför Varmslipens begränsningar, exempelvis korta, krokiga slabs eller slabs med grova ytdefekter. En stor del av de slabs som går till kallslipen synas enbart.(Stålverksbroschyr o.å). Fig. 2.3:. Varmslipen. (Stålverksbroschyr o.å). 2.4 Varmbandverket Efter det att slabsen passerat sliphallarna läggs de i ett slabslager i väntan på att passera Varmbandverket, se gur 2.4. Här läggs också slabs som producerats externt från Torneå (Finland) och SAMCC(England). Varmbandverkets syfte är att valsa ner de tjocka slabsen till en önskad tjocklek.

(21) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. Fig. 2.4:. 7. Varmbandverket. (Andersson m. 2004). på den färdiga produkterna. Slabsen bearbetas i fyra steg; Stegbalksugn, Förpar, Steckelverk och Påhaspel.(Andersson m. 2004) 2.4.1 Stegbalksugn Efter att ha lagrats utomhus har slabsen svalnat och för att kunna valsa dem på ett bra sätt utan att förstöra valsarna, måste de värmas upp. De läggs därför i en stegbalksugn och värms upp till 1250◦ C. Denna process kan ta allt från drygt en timme upp till tio timmar. Längre än tio timmar får dock inte processen ta då kvalitén på stålet försämras vid för lång uppvärmning.(Andersson m. 2004) Stegbalksugnen har kapacitet att värma 250 ton per timme och kan ta slabs med en vikt på upp till 30 ton. Längderna på slabsen kan variera mellan 2,5 och 11 meter och tjocklekarna varierar mellan 70 och 250 millimeter.(Andersson m. 2004) 2.4.2 Förpar I Förparet valsas slabsen ner till en tjocklek på cirka 28 millimeter. Detta för att Steckelverket ska kunna hantera dem. Slabsen valsas fram och tillbaka mellan fem och nio gånger. Glödgskal som bildas på slabsen under uppvärmningen spolas bort innan slabsen åker vidare på ett transportband till Steckelverket. Vissa stålsorter är så hårda att de behöver valsas i Förparet två gånger och dessa slipas innan de sedan värms upp och processas en andra gång.(Andersson m. 2004) 2.4.3 Steckelverk I Steckelverket klipps framänden och bakänden av på slabsen för att ge en rakare kant. Slabsen valsas sedan fram och tillbaka genom verket tre till nio gånger beroende på hur tjockt slutresultatet ska vara..

(22) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 8. Slabsen byter håll genom att hasplas upp i en haspelugn. Där håller slabsen en temperatur på 1010◦ C med hjälp av sju brännare. Detta för att kunna valsas lättare. (Andersson m. 2004) Steckelverket har en kapacitet på över 20 000 ton per vecka. Slabsen som lämnar verket har en tjocklek på mellan 2 och 12,5 millimeter.(Andersson m. 2004) 2.4.4 Påhaspel Efter Steckelverket kyls slabsen av med hjälp av vatten och byter nu namn från slabs till band. Banden hasplas upp i Påhaspeln till stora rullar, band, som kontrolleras, bandas, märks och körs ut på gården utanför för avsvalning. Först svalnar de i luften i cirka fyra timmar och sedan förs de ner i stora vattenkar i cirka fyra timmar till för att kylas ytterligare.(Andersson m. 2004) Påhaspeln klarar rullar på en vikt upp till 30 ton och bandtemperaturerna varierar mellan 450◦ C och 900◦ C. Bredderna på de färdiga banden varierar mellan 800 och 2100 millimeter och diametern varierar mellan 1100 och 2000 millimeter.(Andersson m. 2004) Varmbandverket har en teoretisk kapacitet på 1 miljon ton standardstål per år. Specialstål har ungefär samma processtid men det är hårdare och orsakar därför oftare stopp. I praktiken har verket som mest producerat 826 000 ton på ett år (2004). Sedan 2004 har dock ett verk i Sheeld, England, som förut försörjdes från Avesta lagts ned. Som följd av detta har varmbandverket endast producerat cirka 220 000 ton under första halvåret 2008, alltså bara drygt hälften av sin möjliga kapacitet.(Ebervik 2008). 2.5 KBR-ödet KBR-ödet innefattar Bredbandverket och Färdigställningen som presenteras nedan. I gur 2.5 ser vi vilka processer som sker inom KBR-ödet. För mer detaljer om varje linje se sammanställning av schemaläggning och specialfall i bilaga B.. Fig. 2.5:. Illustration av KBR-ödet. (Sävypaino 2005).

(23) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 9. 2.6 Bredbandverk För att få bort rester från slipning och valsning glödgas och betas banden. För att få en nare yta på stålet kan det även kallvalsas. Bredbandverket består av två linjer, en glödgning och betningslinje (Linje 76) och en kallvals (Z-high). (Hera 2005) Linje 76 är en kontinuerlig glödgnings- och betningslinje, se gur 2.6. Här hamnar de band som svalnat ute på gården och blir glödgade, blästrade och betade. Banden kan passera Linje 76 en eller två gånger. De som passerar en gång kallas varmvalsade och de som går igenom två gånger kallas kallvalsade. De som blir kallvalsade går igenom Z-high, som är en kallvals och sedan tillbaka till Linje 76. Detta för att stålet ska få rätt mekaniska egenskaper utan att förstöra den na yta som Kallvalsningen ger. Efter Linje 76 transporteras banden till Färdigställningen för att bli plåt eller färdiga band. 2.6.1 Linje 76 Linje 76 besår av fem steg: Inlopp, Glödgugn med kyl, Skalbrytning och blästring, Betning och Utlopp med syning och Provtagning.(Hera 2005) Linje 76 har en kapacitet på 12 000 - 13 000 ton per år.. Fig. 2.6:. Linje 76. (Hera 2005). Ingångsdel med driftstation Här kommer banden från Varmbandverket in och svetsas ihop till ett enda kontinuerligt band genom linjen. För att hinna svetsa ihop banden utan att stanna linjen nns horisontella magasin som fungerar som en buert. Det nns dessutom två påhasplar för att kunna arbeta med ett band medan ett annat förbereds för svetsning. Detta är också praktiskt då band som kräver dragända körs, då det band som fungerar som dragända inte behöver yttas mellan varje ordinarie band.(Hera 2005) Glödgugn med kyl Här värms bandet upp till en temperatur på 1200◦ C för att ge det rätt mekaniska egenskaper genom linjen. Efter att ha värmts upp kyls bandet av med hjälp av luft och vatten. Kylningen tar endast någon minut.(Hera 2005).

(24) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 10. Skalbrytning och blästring I Skalbrytningen sträcks bandet ut med cirka 0,3 procent. Detta är för att det glödgskal som bildats under glödgningen och varmvalsningen ska brytas upp och lossna. Det ökar materialets sträckgräns och gör det planare. Efter detta bearbetas ytan med stålsand som ger bandet en n yta, så kallad blästrad yta.(Hera 2005) Betning Bandet betas sedan i två steg. Det första steget behandlar bandet elektrolytiskt och det andra sprayar en blandning av uorvätessyra och salpetersyra på det. Efter detta sprayas vatten på bandet för att få bort alla eventuella syrarester innan bandet slutligen torkas med varm luft.(Hera 2005) Utgångsdel med syning och provtagning Från varje band tas här ett prov för att säkerställa kvalitet och övriga krav som kunder ställt. Här synar man även bandet för att upptäcka eventuella skador på ytan. Dessa dokumenteras för att man senare ska kunna bestämma om bandet kan skickas till kund eller inte.(Hera 2005) 2.6.2 Kallvalsning Z-high är ett kallvalsverk och hit kommer cirka 25 procent av de band som första gången passerat Linje 76, se gur 2.7. Till Z-high kommer banden för att valsas tunnare än vad Varmbandverket klarar av, ända ner till 2 millimeter. Banden valsas dessutom med speciella valsar som ger dem en väldigt n yta. Banden kommer från Linje 76:s utlager och hasplas upp på Z-high:s inlopp och efter det dras bandet genom linjen och hasplas upp på andra sidan. Sedan kör man bandet fram och tillbaka genom valsen tills önskad tjocklek uppnås. Banden läggs sedan tillbaka i lagret för att transporteras till Linje 76:s inlopp för att processas ytterligare en gång. Z-high har en kapacitet på upp till 4000 ton per vecka men kör vanligtvis cirka 2500 ton per vecka.(Hera 2005) Efter kallvalsningen måste stålet glödgas och betas igen. Det nns två sorters kallvalsade ytor: 2B och 2E. Dessa kallvalsas på samma sätt men de behandlas olika i Linje 76 efter valsningen. För 2B, som är den nare ytan, stängs slungan före betningen av vilket gör att stålet behåller sin na yta. Specialstålet, 2E, är dock svårare att beta och där behövs därför slungan. Det går alltså inte att göra specialstål med ytan 2B i dagsläget, det är dock något som man experimenterar med och hoppas på att kunna tillverka i framtiden.(Hera 2005). 2.7 Färdigställningen I Färdigställningen klipps och packas produkterna för leverans till kund, se gur 2.8. Man har i Färdigställningen möjlighet att klippa upp banden till plåtar och även göra mindre band om kunden efterfrågar detta. Plåtarna kan synas och klippas i en precisionsklipp för att möta höga krav på precision, om sådana krav nns från kund. Efter Färdigställningen levereras materialet till Terminalen för distribution.(Hera 2005).

(25) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. Fig. 2.7:. 11. Z-high. (Hera 2005). 2.7.1 Linje 2000 Linje 2000 är en klipplinje som kan kantklippa och längdklippa band till både kortare färdiga band och till plåt, se gur 2.8. Linje 2000 klipper tjocklekar mellan 1,5 och 8,5 millimeter. Bredderna varierar mellan 0,8 meter och två meter. Linje 2000 har tre olika moment. Det första kantskär materialet och bestämmer alltså den slutliga bredden. I moment två riktas materialet för att få bort spänningar ur plåten så att den blir riktigt plan. Efter det momentet skyddas materialet genom att ett papper eller plast läggs på plåten i det tredje momentet klipps bandet i den längd som är beställt från kund. Linje 2000 kan klippa i längder från en meter och uppåt. När dessa moment är klara förs det material som ska bli plåt till en emballeringssträcka via ett transportband och läggs på bolster och emballeras. Det material som blir färdiga band tas ur linjen och förs med truck till packningslinjerna för band. Linje 2000 har en kapacitet på cirka 2500 - 3000 ton per vecka lite beroende på vilket material som körs. Band går fortare att köra än plåt och ju tjockare materialet är desto kortare är processtiden.(Hera 2005) 2.7.2 Linje 13 Linje 13 är en klipplinje som klipper upp band till plåt. Linje 13 kan inte kantklippa vilket gör att band som går genom linjen till största del kommer från Slittern (se avsnitt 2.7.3) där de blivit kantskurna. I vissa fall kan band säljas med råkant och går då direkt in från Linje 76 till Linje 13. Linje 13 hanterar band med en tjocklek mellan 4 och 13 millimeter. Bredderna varierar mellan 800 och 2100 millimeter. Före Linje 13 nns ett lager där det ligger material som är tillgängligt för kunder att gå in och beställa via egna datasystem. Detta gör att man kan erbjuda väldigt korta leveranstider och en exibel beställningsmängd.(Hera 2005) Linje 2000 och linje 13 sitter ihop och delar förpackningslinje för plåt.(Hera 2005).

(26) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. Fig. 2.8:. 12. Linje 2000 och Linje 13. 2.7.3 Slittern Slittern följer efter Linje 76, se gur 2.9, och här processas band som har en tjocklek på mellan 2,9 och 12,5 millimeter. Banden som processas i Slittern är dock oftast tjockare än 4,5 millimeter. Slittern kan hantera bredder på mellan 800 och 2100 millimeter. Här kan banden antingen klippas upp på längden i upp till nio kortare band, delas på bredden i mindre rimpor, eller kantskäras för att bli smalare. Vanligast är att de enbart kantskärs. Provning sker i början och slutet av linjen efter behov och banden synas för att upptäcka eventuella fel. Efter Slittern kan banden antingen gå direkt till packning som färdiga band, eller så blir de uppklippta till plåt i Linje 13.(Hera 2005). Fig. 2.9:. Slittern. 2.7.4 Precisionsklipplinjen och Bockkranen Precisionsklipplinjen används för kunder med speciellt höga krav på toleranser vad gäller bredd, längd och yta och hit kommer plåt från Linje 13 och Linje 2000. I anslutning till Precisionsklipplinjen står Bockkranen, se gur 2.10. Det är en vakumlyft som lyfter enskilda plåtar så att man kan syna plåten från alla håll. Detta görs framförallt om det har blivit en avvikelse i föregående linjer och en utvärdering sker om huruvida plåten ska godkännas. Precisionsklipplinjen används framförallt för extra syning av plåten och man har inhyrda oberoende observatörer för att syna plåt med höga krav från kund.(Hera 2005).

(27) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. Fig. 2.10:. Precisionsklippen. 13.

(28) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 14. Projekt 2015 Outokumpu genomför en av de största industriinvesteringarna i svensk historia på Avesta Jernverk. Målet är att öka kapaciteten för att kunna konkurrera på de asiatiska marknaderna. För att kunna öka kapaciteten ska Outokumpu bygga en sliplinje, en glödgnings- och betningslinje samt utföra upprustningar på en rad olika linjer genom ödet. Stålverket kommer även att utrustas med en ny konverter. Dessa investeringar planeras att vara klara 2012 och sedan är en treårig inkörningsperiod planerad innan den förväntade kapaciteten ska ha uppnåtts. (Vision 2015 team members 2007) 2.7.5 Om projektet Projekt 2015 startades under hösten 2006 och är en del av ett större investeringsprogram som syftar till att öka Outokumpus produktion. Sammanlagt investerar företaget cirka 5 miljarder kronor för att öka sin produktionskapacitet vid Avesta Jernverk under de närmaste åren. Målet är att Avesta ska bli centret för specialstål inom Outokumpu. Enligt prognoser kommer efterfrågan på specialstål att öka till 220 000 ton per år till år 2012, vilket med dagens kapacitet inte skulle lämna något utrymme för den andra kritiska produktgruppen i Avesta, nämligen två meter brett standardstål.(Vision 2015 team members 2007) Projekt 2015 har identierat två trånga sektorer i produktionen idag: Linje 76 med Z-high och Stålverket. Därför krävs investeringar i dessa linjer för att kunna öka kapaciteten tillräckligt mycket för att kunna följa marknaden. Även investeringar i en ny sliplinje ska göras för att hinna med Stålverkets ökade produktion.(Vision 2015 team members 2007) En del av projektet är att integrera försörjningskedjan genom att exempelvis införa ett genemsamt IT-system på hela verket. En av målsättningarna är att alla anställda ska tänka på projekt 2015 som "`vårt projekt"' istället för att skapa en "`vi och dom"'känsla.(Öhnfeldt 2008) 2.7.6 Den nya sliplinjen Stålverket kommer att utökas med en ny slip som både kan varm- och kallslipa. Den varmslipanläggning som nns idag är gammal och går ofta sönder. Den nya linjen ska fungera som ett stöd till den bentliga sliplinjen. Målet med den nya sliplinjen är att den helt ska kunna ersätta den bentliga kallslipen, men detta är osäkert om det kommer att kunna genomföras i praktiken.(Söderström 2008) 2.7.7 Den nya AP-linjen För att öka produktionen kommer en ny glödgnings- och betningslinje att byggas. Den nya linjen ska byggas i en egen byggnad söder om Terminalen på verksområdet se bilaga C. Linjen kommer att ha sex ugnskroppar och 100 meter betsträcka, jämfört med fyra ugnskroppar och 42 meter i Linje 76. Linjen kommer även att utrustas med en kantklipp vilket gör att band kan skäras till och färdigställas direkt i linjen. Det nns även möjlighet att klippa banden på längden.(Söderström 2008) Den längre ugnsträckan omöjliggör bruket av dragändor. Det innebär att dragändor måste klippas av före linjen om kallvalsat material ska köras. Detta kommer att kräva en investering i en klipp men den extra operationen kommer dock inte att ta mycket tid i anspråk.(Söderström 2008) Annars kommer den nya glödgningen och betningen gå till på samma sätt som i Linje 76, inklusive schemaläggningsprinciperna. Den längre ugnen, bättre slungan och längre betsträckan gör dock att den nya linjen är mer lämpad för specialstål som behöver längre betning än vad Linje 76 klarar av..

(29) 2. Företaget och bakgrundsbeskrivning. 15. Den längre betsträckan ger även möjlighet att experimentera med nya produkter, där dagens betning har varit en begränsning, exempelvis specialstål med 2B-yta.(Söderström 2008) Kapacitet Den nya linjen kommer att öka den totala glödgnings- och betningskapaciteten på verket med cirka 650 000 ton per år. Den kommer även att kunna minska trycket på Färdigställningen genom att den slutför band direkt i linjen vilket gör att Färdigställningen kan fokusera på plåtklippningen.(Söderström 2008) Den ökade betningskapaciteten kommer att ställa högre krav på Varmbandverket som idag har en kapacitet på cirka 790 000 ton per år, men som kommer vara att tvunget att öka kapaciteten till över 900 000 ton per år för att målsättningen ska kunna hållas.(Söderström 2008) 2.7.8 Produktion Den ökade kapaciteten i betningen kommer att resultera i att alla andra linjer blir trånga sektorer. Det nns ingen av de andra linjerna som kan hålla samma kapacitet som de båda AP-linjerna. De mesta kritiska ställena är Varmbandverket, där allt material måste passera, och Färdigställningen som kommer att processa mycket mer plåt vilket tar mer tid att hantera än band. Det gör att Färdigställningen inte kan producera på maxfart.(Söderström 2008) 2.7.9 Marknad Avesta Jernverk har under 2008 upplevt en orderbrist som har gjort att produktionen har gått på halvfart. Det vanligaste svaret då man frågar efter problem på de olika produktionslinjerna är material- och orderbrist. Detta förväntas dock ändras inom de närmaste åren då en ökad efterfrågan på nischade produkter såsom två meter brett stål och specialstål till framför allt Asien ska säkra kapacitetutnyttjandet på verket.(Löfgren 2008).

(30) 3. TEORETISK REFERENSRAM. I det här avsnittet presenteras den teori som resten av rapporten grundar sig på. 3.1 Lean Production och Just-In-Time Lean Production är även känt som The Toyota Production System och handlar om resurssnålt företagande. Det har visat sig vara ett framgångsrikt sätt att driva företag på för Toyota och är nu ett tankesätt som spridit sig över hela världen. Lean och Just-In-Time är inget dataprogram utan en loso som hela företaget ska arbeta efter, från ledning till verkstadsgolvet. Just detta krav på engagemang från samtliga anställda är en av de saker som är unikt med den här loson. Den fungerar helt enkelt inte om inte alla arbetar efter den, men när den fungerar kan många fördelar uppnås.(Grady 1990) Lean går ut på att identiera slöserier och eliminera dessa. Med slöseri menas alla aktiviteter och resurser förknippade med en produkt som inte är nödvändiga för att skapa värde. Man har identierat åtta former av slöseri och dessa är: • Transport av produkter • Väntan • Överproduktion • Överarbetning • Lager • Föryttning av personal • Kassation • Outnyttjad kreativitet hos personalen (Lean Enterprise Institute 2008). Just-In-Time, eller JIT, är en del av Lean och syftar till att producera rätt produkt i rätt tid (varken för tidigt eller för sent), av rätt mängd, på rätt plats, av rätt kvalitet och till rätt pris. JIT är ett så kallat "`dragande"' system, pull-system, och går därför ut på att all produktion ska ske mot kundorder där kunden "`drar"' en produkt genom systemet.(Grady 1990) 3.1.1 De fem basprinciperna för Lean production Syftet med Lean production kan sammanfattas i följande fem principer: 1. Deniera kundnyttan med produkten. Lean menar att ett företag alltid ska vara kundorienterat och att det slutgiltiga värdet alltid ska sättas av kunden. Alla processer och funktioner som inte.

(31) 3. Teoretisk referensram. 17. är värdefulla för kunden ska skalas bort så att produkten enbart är det som kunden vill ha vid en viss tidpunkt till ett visst pris. (Lean Enterprise Institute 2008) Kunden ska också användas i utbildningssyfte då en bra kontakt med kund ger fortlöpande information om vad marknaden vill och inte vill ha för typ av produkter. En bra kontakt med kund ger ett ökat förtroende och man kan uppnå en regelbundenhet i beställningar i god tid som minskar överbeställning, förseningar och missförstånd.(Grady 1990) 2. Identiera värdeödet för varje produkt eller process. Den här delen syftar till att identiera ödet för alla olika produkter, vilka processer som ingår och hur produkterna rör sig mellan dessa. Man kan då se hur mycket tid produkterna benner sig i värdeökande aktiviteter och kan på så vis identiera punkter i ödet där mycket tid går åt som dötid utan värdeökning, till exempel i lager. Dessa punkter ska man sedan inrikta sig på och arbeta med för att försöka korta tiden för dessa aktiviteter.(Lean Enterprise Institute 2008) 3. Kontinuerligt öde utan avbrott. Den tredje principen handlar om att få upp ett jämt öde genom produktionen där man ska eliminera onödiga avbrott och avvikelser. Det kan handla om att försöka tillverka i mindre batcher så att lagertiderna minskar och efterföljande maskiner inte måste invänta att batcher ska köras klart. Det nns en rad olika metoder att uppnå ett jämnt öde. Man kan till exempel använda en metod som heter 5S, där s:en står för: sortera, strukturera, städa, standardisera och självdiciplin. Metoden går i korthet ut på att rensa upp i verksamheten, städa bort allt som inte används och som är trasigt, märka upp saker och lägga dem på genomtänkta ställen, skapa rutiner för att ordningen ska säkerställas framöver och arbeta med att moralen för att följa dessa rutiner ska bibehållas. Andra metoder syftar till att reducera ställtider och att producera i enstycksöden för att minska de uppehåll som stora batcher kan innebära.(Lean Enterprise Institute 2008) 4. Kundorderstyrning med Pull-system. Pull-system går ut på att enbart producera det som kunden har beställt och alltså att inte producera mot lager. Lean strävar efter att alltid producera mot kundorder och att inte binda upp resurser och kapital i produkter som inte garanterar försäljning. JIT är ett pull-tankesätt som just arbetar med att enbart producera i den tidpunkt då kunder efterfrågar en produkt. Takttid är en annan variant där man dividerar tillgänglig produktionstid med efterfrågan och på så vis få ut en takt hur ofta en viss produkt ska vara färdig. (Lean Enterprise Institute 2008) Kanban är ytterligare en variant. Den går ut på att man har bingar, eller liknande, med olika produkter där ett kort, som markerar återfyllingsnivån, nns placerat i bingen. När utplock har skett så att man har nått ner till kortet lämnas detta till den föregående linjen och detta kort sätter igång produktion av den specika produkten i den mängd som kortet anger. På så vis skapas ett dragande system genom ödet och detta bidrar till att minska onödiga säkerhetslager och överproduktion.(Grady 1990) 5. Ständiga förbättringar i strävan efter perfektion. Lean menar att man aldrig ska vara nöjd som företag utan att det alltid nns utrymme för förbättringar. Detta behöver nödvändigtvis inte innebära stora omorganisationer och dylikt, utan kan vara resultat av en förändring i efterfrågan som gör att takten behöver ändras, ställtider förbättras eller liknande. (Lean Enterprise Institute 2008) Kaizen betyder ständig förbättring och är därför en loso som syftar till att hjälpa till vid implementeringen av Lean men även att underhålla den. Kaizen syftar till att bygga upp en rutin om värdefullt informationsutbyte mellan alla involverade i ödet. I Kaizen nns riktlinjer för hur olika förbättringsgrupper ska utformas, vilka som ska ingå, hur de ska träas och så.

No results found