to
TÉMA : ZEFEKTIVNĚNÍ PROCESU VÝROBY VÝPARNÍKŮ PRO VYBRANÝ PROJEKT
ABSTRAKT:
Práce se zabývá zefektivněním a vybalancováním procesu výroby výparníků. Práce je rozdělena na dvě části, analýzu současného stavu a navrhované varianty řešení.
Varianty řešení jsou mezi sebou porovnány a je provedeno jejich ekonomické zhodnocení.
KLÍČOVÁ SLOVA: (výparník, balancování, cyklový čas)
THEME : STREAMLINING PROCESS OF PRODUCTION
EVAPORATORS FOR SELECTED PROJECT
ABSTRACT:
The diploma thesis deal with streamlining and balancing process of production evaporators. The thesis is split into two parts, analyse of present condition and suggested variants of solution. Variants of solution are compared between themselves and is made their economic evaluation.
KEYWORDS: (evaporator, balancing, cycle time)
Zpracovatel : TU v Liberci, Fakulta strojní, Katedra výrobních systémů
Počet stran :75 Počet příloh :1 Počet obrázků :41 Počet tabulek :26 Počet grafů :22
Poděkování
Chtěl bych tímto poděkovat panu doc. Dr. Ing. Františku Manligovi za odborné vedení mé diplomové práce a za velmi cenné rady a připomínky.
Dále bych chtěl poděkovat panu Ing. Pavlu Černovskému a panu Ing. Janu Zahradníkovi z firmy Mahle Behr Mnichovo Hradiště s.r.o. rovněž za velmi cenné rady a připomínky a za poskytnutí firemních materiálů a informací.
V neposlední řadě bych rád poděkoval mojí rodině a přítelkyni za podporu během zpracování této diplomové práce.
Obsah
Seznam použitých zkratek a symbolů ... 8
1. Úvod ... 9
2. Štíhlá výroba ... 10
2.1. Plýtvání ... 10
2.2. Just-in-time (JIT) ... 12
2.3. Tahový a tlakový systém ... 13
2.4. Balancování operací ... 15
2.5. Analýza a měření práce ... 16
2.5.1. Přímé měření práce ... 17
2.5.2. Nepřímé měření práce ... 18
3. Představení společnosti ... 21
4. Analýza současného stavu ... 22
4.1. Časová struktura a hodnotící kriteria ... 24
4.2. Projekty ... 25
4.3. Popis jednotlivých projektů... 27
4.3.1. Projekt VW ... 27
4.3.2. Projekt Audi ... 28
4.3.3. Projekt GM ... 29
4.3.4. Projekt Volvo 1 ... 30
4.3.5. Projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault ... 32
4.4. Parametry projektů v současném stavu ... 33
4.5. Balanční diagramy projektů v současném stavu ... 35
4.6. Ergonomie ... 37
4.7. Shrnutí analýzy současného stavu ... 38
5. Navrhované varianty řešení ... 39
5.2. Popis navrhovaných variant pro jednotlivé projekty ... 40
5.2.1. Projekty VW, GM ... 40
5.2.2. Projekt Audi ... 42
5.2.3. Projekt Volvo 1 ... 45
5.2.4. Projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault ... 48
5.2.5. Varianty sloučených projektů ... 50
5.3. Parametry navrhovaných variant ... 54
5.4. Balanční digramy navrhovaných variant ... 58
5.5. Zhodnocení a porovnání navrhovaných variant ... 61
5.5.1. Projekt VW ... 61
5.5.2. Projekt GM ... 62
5.5.3. Projekt Audi ... 62
5.5.4. Projekt Volvo 1 ... 63
5.5.5. Projekt PSA 1 ... 64
5.5.6. Projekt PSA 2 ... 65
5.5.7. Projekt Volvo 2 ... 65
5.5.8. Projekt Renault ... 66
5.5.9. Varianty sloučených projektů ... 66
5.6. Zmenšení meziskladu a průběžný čas v meziskladu ... 67
5.6.1. Průběžný čas v meziskladu ... 70
5.7. Ekonomické zhodnocení navržených variant ... 71
6. Závěr ... 73
Literatura ... 74
Seznam příloh ... 75
Seznam použitých zkratek a symbolů
Bottleneck Úzké místo v procesu CT Cycle time – Cyklový čas
FIFO First In First Out, první dovnitř první ven – systém řízení skladových zásob
GIBO Gitter box, obalová jednotka KTP Obalová jednotka
MTM Metods Time Measurement, systém předem určených časů Te čas Čas na jednotku
Tm čas Procesní čas
1. Úvod
Na dnešní automobilový průmysl jsou kladeny stále větší nároky, jako je zkracování průběžné doby výroby, snižování výrobních nákladů, vysoké nároky na kvalitu výrobků. Důležitými prvky moderního a úspěšného podniku jsou také inovace, kontinuální zlepšování a zefektivňování procesů. Tyto vysoké nároky jsou dané zejména dnešní velkou konkurencí v automobilovém průmyslu. Úspěšné držení pozice na trhu je dáno zejména plněním těchto nároků. K plnění těchto nároků je vhodné využívat moderní nástroje řízení výroby a nástroje štíhlé výroby.
Diplomová práce se zaměřuje na oblast výroby v automobilovém průmyslu. Jejím cílem je zefektivnit a vybalancovat proces výroby výparníků pro vybrané projekty.
Práce je rozdělena na dvě části teoretickou a praktickou. V teoretické části jsou popsány základní principy štíhlé výroby, balancování linek, optimalizace výrobních buněk a časové studie.
Praktická část je realizovaná ve firmě Mahle Behr Mnichovo Hradiště s.r.o. Hlavním úkolem praktické části je snížit cyklový čas na konečné montáži a heliové zkoušce tak, aby se přiblížil cyklovému času na kazetování. Současný cyklový čas na konečné montáži a heliové zkoušce je větší, než cyklový čas na kazetování a dochází k tvoření meziskladu před pracovištěm konečné montáže a heliové zkoušky. Snížením cyklového času na konečné montáži a heliové zkoušce, bude zmenšen mezisklad a bude zajištěn plynulejší tok výparníků procesem.
Praktická část diplomové práce je rozdělena na dvě části, první částí je analýza současného stavu, ve které jsou detailně rozebrány operace a odhalena problémová místa.
Ve druhé části jsou na základě poznatků z analýzy současného stavu vytvořeny varianty řešení, které jsou porovnány se současným stavem a je provedeno jejich ekonomické zhodnocení.
2. Štíhlá výroba
V dnešní době a to zejména v automobilovém průmyslu panuje velká konkurence jednotlivých hráčů na trhu, je tedy nutné aby firmy, které chtějí být v tomto prostředí konkurence schopné, dodržovaly zásady štíhlé výroby.
Základní principy štíhlé výroby jsou založeny na myšlence zkrácení času mezi zákazníkem a výrobcem (dodavatelem), důležitým faktorem je eliminace plýtvání v řetězci mezi zákazníkem a výrobcem. Štíhlá výroba je zaměřena především na zvyšování hodnoty, kterou definuje zákazník. [1]
Štíhlá výroba vyžaduje způsob myšlení, který je zaměřen na zajištění nepřerušovaného toku výrobku, procesem přidávání hodnoty (jednokusovým tokem) v systému tahu, který působí od poptávky zákazníka zpět postupně tak, že je v krátkých intervalech doplňováno pouze to, co odebírá následující činnost. Existuje několik nástrojů a metod, jejíž pomocí lze dosáhnout štíhlé výroby a štíhlého podniku.[2]
2.1. Plýtvání
Jako plýtvání (anglicky waste) můžou být označeny všechny činnosti, které jsou prováděny při výrobě produktu a nepřidávají hodnotu k vyráběnému výrobku, tzn. že se tyto činnosti nepodílí na zvyšování zisku firmy. [3] [4]
Opakem plýtvání je efektivní práce, při které narůstá hodnota, nebo práce, která přibližuje produkt k zákazníkovi. Příkladem efektivní práce může být např. vkládání dílů, lisování polotovaru nebo sešroubování dílů na montáži. [4]
Z pohledu zvyšování produktivity není největším problémem plýtvání zjevné, které je možné snadno identifikovat a odstranit, ale plýtvání skryté. To bývá velice často představováno činnostmi, které je za současného stavu sice nutné vykonat, ale přitom by mohly být tyto činnosti odstraněny nebo zmenšen jejich podíl, zlepšením pracovních metod či zlepšenou organizací. [4]
Rozlišujeme sedm základních druhů plýtvání (obr. 1) a ještě osmý druh plýtvání a to je nevyužitý potenciál pracovníků. [3]
Obr. 1. Druhy plýtvání [3]
1. Nadvýroba
Je považována za nejhorší druh plýtvání. Nadvýroba může být vnímaná jako bezpečnostní přikrývka, ale jde pouze o tlačení zásob hotových produktů před sebou.
Tento druh plýtvání negativně ovlivňuje výkonost celé firmy. Nadvýroba v jakékoliv formě pohlcuje další zdroje (lidi, materiál, sklad, činnosti). [3]
2. Čekání
Základní definice tohoto plýtvání zní, že čekání na cokoliv (materiál, lidi, zařízení, informace) je plýtvání. Čekání nastává tehdy, kdy např. pracovník musí čekat na dodání materiálu nebo když pracovník stojí a čeká na doběhnutí automatického cyklu stroje.
Čekání prodlužuje průběžnou dobu výroby, která je kritickým parametrem štíhlé výroby. [3] [4]
3. Zásoby
Tento druh plýtvání je spojen s udržováním a správou nepotřebných dílů, materiálu a rozpracované výroby. Tyto projevy se objevují zejména tam, kde není výroba dostatečně a tahově spojena s požadavky trhu (zákazníka). Z psychologického hlediska jde o nejsložitější druh plýtvání, co se týče odstranění, protože pracovníci mají představu, že zásoba je správná a že plní funkci pojistné zásoby. Každá zásoba vyžaduje prostor a náklady, které jsou spojené s udržováním zásob. Naskladněné plochy by měli být brány jako možný prostor k jinému využití nebo pronajmutí. [3] [4]
4. Chyby
Chyby (zmetky) bývají většinou odhaleny až ve výrobním procesu, ne při vstupní kontrole nebo v nejhorším případě můžou být odhaleny až u zákazníka. Opravy vzniklých chyb vyžadují navíc čas na opravu a náklady. Toto plýtvání může být eliminováno aplikací nástrojů pro plánování a řízení jakosti. Největší efekt mají
nástroje, které pomáhají předcházet zbytečným lidským chybám např. Poka – yoke (volně přeloženo do čestiny „blbuvzdornost"). [3] [4]
5. Zbytečné pohyby
Zbytečné pohyby vykonávají lidé i stroje. Pokud se pracovník pohybuje z důvodu hledání nějakého předmětu jedná se o zbytečný pohyb. Zbytečné pohyby souvisejí také se špatným uspořádáním pracoviště (layoutem) např. pracovník se musí ohýbat nebo přecházet určitou vzdálenost např. pro materiál. [3] [4]
6. Přeprava
Během tohoto plýtvání dochází k přenosu či převozu zásob nebo rozpracované výroby z jednoho místa na druhé. Opatřením proti zbytečné přepravě může být redukce množství stavu zásob na pracovišti. Zbytečné přepravě (manipulaci) by mělo být předcházeno strategickým umístěním věcí na správné a stálé místo. Vzdálenosti by měli být redukovány na tak krátké jak je to jen možné. Ohled by měl být brán i na přepravní boxy, které by měli být standardizovány a zapojeny do systematického oběhu. [3]
7. Nadpráce
Nadpráce je zpracování věcí, které si zákazník nepřeje a není ochoten za ně zaplatit.
Měli bychom se držet požadavků zákazníka, to znamená nevyrábět produkt zbytečně složitý nebo s prvky o které nemá zákazník zájem. [3]
8. Nevyužitý lidský potenciál
Nevyužitý lidský potenciál existuje tam, kde není zajištěno dostatečné využití myšlenek (nápadů) pracovníků, kde neexistují toky znalostí a know-how mezi jednotlivými odděleními podniku. Toto nevyužívání know-how a myšlenek, brzdí a zpomaluje tvorbu nápadů na zlepšení a přispívá k demotivaci pracovníků. [4]
2.2. Just-in-time (JIT)
JIT je možno chápat jako soubor zásad, nástrojů a technik, které eliminují všechny druhy ztrát v průběhu celého výrobního procesu od nákupu materiálu a surovin až po distribuci hotových výrobků. Filozofie JIT znamená vyrábět správný výrobek ve správný čas ve správné kvalitě a ve správném množství. [2] [5]
JIT umožňuje vyrábět a dodávat výrobky v malých množstvích s krátkými dodacími lhůtami dle požadavků zákazníků. Je jedním ze základních pilířů štíhlé výroby a TPS
Filozofie JIT je založená na těchto principech: [5]
Plánování a výroba na objednávku
Výroba v malých dávkách
Odstranění ztrát
Plynulé materiálové toky
Kvalita výroby
Odstranění vysokých zásob a nadbytečných pracovníků
Systém JIT se uplatňuje hlavně v diskrétní výrobě (automobilový průmysl) a jedním ze základních principů je princip tahu. To znamená, že všechny činnosti jsou vykonávány tehdy, kdy to odpovídá požadavkům, které jsou odvozené od parametrů objednávek. [5]
Hlavním cílem filozofie Just-in-Time je zlepšit konkurenceschopnost firmy, vytvářením podmínek pro produktivní práci a dosáhnout rovnováhy mezi pružností a výkonností. [5]
2.3. Tahový a tlakový systém
Tahové a tlakové systémy jsou odlišné způsoby toku informací a materiálu ve výrobě, mezi zákazníky a dodavateli. Z historického hlediska je starší tlakový systém, který je v současné době stále používaný.
Tlakový systém (anglicky Push) je konvenčně využívaná strategie řízení výroby.
V tlakovém systému (obr. 2) je výroba řízena a plánována podle předem připraveného plánu nebo podle předvídaných požadavků. Z toho plyne, že každý článek výrobního řetězce (buňka) dostává informaci o tom, jaký počet kusů má vyrobit. Výrobní buňky pracují bez návaznosti na následující nebo předchozí buňku, když výrobní buňka vyrobí dávku podle plánu, posune jí k následujícímu procesu, následující proces slouží jako mezisklad. [6]
Obr. 2. Tlakový systém [7]
Velkou nevýhodou tlakových systému jsou velké zásoby a s tím spojená potřeba skladovacích prostorů. Další nevýhodou, že předem plánovaná výroba nemůže pružně reagovat na potřeby zákazníka, což může způsobovat finanční ztráty. Velmi často může v tlakovém systému docházet ke zpoždění dodávek. Naopak výhoda tlakového systému je, že můžeme maximálně využít výrobní kapacity. [6]
Typickými představiteli tlakového systému řízení jsou MRP I (Material Requirements Planning) – plánování požadavků na materiál, MRP II (Manufacturing Resource Planning) – plánování výrobních zdrojů. [7]
Tahový systém (anglicky Pull) je nový systém řízení výroby. Využívat se ve větším rozsahu začal až koncem devadesátých let, ačkoliv jeho první náznaky se objevily už v padesátých letech v Japonsku. Jeho zakladatel Taiichi Ohno se při jeho vzniku inspiroval supermarkety v USA a jejich systémem doplňování výrobků v regálech, v kterých se udržuje velice konkrétní množství zásob a je doplňováno pouze to zboží, které v regále chybí nebo rychle ubývá. Tyto zkušenosti a poznatky Taiichi Ohno využil a zavedl je v podobě tahového systému řízení do výroby. [2]
V tahovém systému udává prvotní podnět pro výrobu potřeba zákazníka. Tah je vyvolán externím požadavkem zákazníka, který je zpětně tažen od posledního procesu k prvnímu (obr. 3). Tahový systém je tržně orientovány přístup k výrobě, protože výroba vychází vstříc zákazníkovi. V tahovém systému dává následující proces podnět předchozímu, že může poslat určitý počet výrobků, díky tomu jsou minimalizovány meziskladové zásoby. [6] [7]
Obr. 3. Tahový systém [7]
Výhody tahového systému jsou: okamžité přizpůsobení se přání zákazníka, minimální vázanost peněžních prostředků v zásobách, zlepšení kvality a snížení poruch zařízení. [7]
Na principu tahu fungují systémy Just – in time, Kanban, CONWIP (constant work in progress) – konstantní množství nedokončené výroby. [7]
2.4. Balancování operací
Balancování operací je nejčastěji používáno při optimalizaci a navrhování výrobních linek s cílem optimálního rozdělení činností mezi jednotlivá pracoviště a operátory.
Balancování operací je možné také použít pro optimální nastavení a vyvážení materiálového toku celé firmy. Hlavním vstupem pro balancování operací je požadavek zákazníka (zákaznický takt). Pro správné a efektivní balancování operací se používají efektivní nástroje a formuláře, které jsou samy schopné přepočítat obsazení a vytížení pracovníků a využití strojů při změnách kritérií. Pro balancování složitých systémů je vhodné využít některý z nástrojů simulace. [8]
Při balancování operací a linek rozlišujeme dva parametry: [8]
Čas cyklu
Čas cyklu je maximální čas operátora, který je potřeba k dokončení činnosti (operace) na výrobku na daném pracovišti a to do odložení výrobku k následujícímu pracovišti. Čas cyklu udává tempo výrobní linky na kus.
Čas taktu
Čas taktu je tempo, kterým zákazník odebírá daný výrobek nebo službu. Čas taktu definuje, jak rychle by měl daný proces probíhat, aby byly splněny požadavky zákazníka. Cílem je, aby se čas taktu rovnal času cyklu.
Výpočet času taktu:
Čas taktu = Dostupný pracovní čas za směnu Požadavek zákazníka za směnu
Obr. 4. Špatné vybalancování linky [8]
Na obrázku 4 je vidět špatně vybalancovaný proces, jsou patrné velké rozdíly mezi jednotlivými cyklovými časy operací. První operace je příliš rychlá a dochází k nadprodukci. Operace číslo 3 je nejpomalejší a to má za následek, že se před ní hromadí materiál, naopak operace číslo 4 musí čekat. Přeskupením operací a přerozdělením práce, se dosáhne toho, aby se porovnaly časy a byl vytvořen plynulý tok výroby (obr. 5).
Obr. 5. Správné vybalancování linky [8]
2.5. Analýza a měření práce
Analýza a měření práce jsou základní činnosti průmyslového inženýrství a štíhlé výroby. Jsou jednoduchým a zároveň velmi účinným nástrojem proti plýtvání a neefektivnosti v procesech. Pod pojmem analýza a měření práce si můžeme představit aktivity, které vedou k definování optimálního pracovního postupu a určení spotřeby času pro jednotlivé činnosti. [9]
Analýza práce se zabývá studiem pracovních metod s cílem identifikovat plýtvání a neproduktivní činnosti a následně zjednodušit vykonávanou práci. Jejím výstupem je nový optimální pracovní postup. Při analýze práce mnohdy nejde o nic jiného než o detailní sledování pracovního postupu, zapojení selského rozumu a neustálé kladení si otázek, jestli operaci vykonáváme tím nejlepším způsobem nebo jestli není možné některé úkony eliminovat nebo zjednodušit. [9]
Při analýze práce se používají základní analytické nástroje, jako jsou procesní analýzy a diagramy, špagetové diagramy nebo mapování toku hodnot. Analýza práce by měla vždy předcházet měření práce, jsou to dvě strany jedné mince a nemůžou efektivně fungovat jedna bez druhé. [9]
přímým měřením za pomocí stopek. V současné době jsou stále více používané tzv.
systémy předem určených časů, kde je norma určena nepřímím způsobem. [9]
2.5.1. Přímé měření práce
Při přímém měření se stanovuje spotřeba času pomocí stopek, potřebných formulářů případně pomocí specializovaného zařízení nebo softwaru. Tato specializovaná zařízení nahrazují stopky a papírové formuláře a následné přepisování naměřených údajů do elektronické podoby. V české republice se zatím tato specializovaná zařízení příliš nepoužívají z důvodu velké vstupní investice [9]
Přímé měření se rozděluje na dva základní přístupy. V případě, že se zaměřujeme na sledování pracovníka, tak se jedná o snímek pracovního dne, pokud je cílem sledování a určení času operace, jedná se o tzv. chronometráž. [9]
Chronometráž se využívá ke stanovení délky trvání určitého pracovního děje (operace) a je stále nejpoužívanějším způsobem stanovení výkonové normy.
Chronometráž je založena na principu rozdělení měřené operace do několika úseků (úkonů nebo měřících bodů). Spotřeba času jednotlivých úkonů je zaznamenávána do připraveného formuláře (obr. 6). [9]
Obr. 6. Formulář pro zaznamenání chronometráže operace [9]
Výhody chronometráže, které plynou zejména z rozdělení operací na jednotlivé úkony, jsou při jejím správném použití především: [9]
Vyloučení extrémních hodnot jednotlivých úkonů a zajištění poměrně vysoké spolehlivosti měření.
Možnost balancování operací – přesouvání jednotlivých operací mezi pracovníky.
Definování problematických úkonů.
Snímek pracovního dne je technika nepřetržitého pozorování veškeré spotřeby času v průběhu směny. Jejím cílem je získat souhrnný přehled o spotřebě času, rozpoznat plýtvání, určit poměr činností nepřidávajících hodnotu, případně navrhnout novou formu organizace práce. Snímek pracovního dne může často být použit pro definování nepravidelných činností, které slouží jako podklad pro stanovení velikosti přirážky nebo všude tam, kde potřebujeme získat informaci o současném stavu využití jednotlivých pracovníků. [9]
2.5.2. Nepřímé měření práce
Cílem nepřímého měření nebo také systémů předem určených časů je rozbor jednotlivých úkonů na základní pohyby, kterým je dle náročnosti přiřazen index odpovídající určité spotřebě času. [9]
Základní výhody systémů předem určených časů v porovnání s přímým měřením jsou: [9]
Odpadnutí subjektivity při stanovování stupně výkonu (systémy předem určených časů pracují se stupněm výkonu 100%).
Možnost použití pro stanovení budoucích operací.
Možnost použití pro racionalizaci pracovního postupu, organizaci a uspořádání pracoviště.
Systémy předem určených časů pracují v jednotkách TMU (Time Measure Units) a platí 1 TMU = 0,036 s.
Systém MTM (Metods Time Measurement) je asi nejznámější systém předem určených časů, který vznikl v roce 1948 jako výsledek studie s ruční vrtačkou v USA.
Definice systému MTM podle Maynarda zní: ,,MTM je metoda, která analyzuje manuální činnosti na základní pohyby, které je nutné provést a přiřazuje každému
pohybu předdefinovanou časovou normu, která je závislá na druhu pohybu a podmínkách, ve kterých je pohyb prováděnýʼʼ. [10]
MTM analýza rozděluje pohyby do 3 základních skupin: [10]
Pohyby horních končetin – 8 pohybů (sáhni, uchop, přemísti...).
Pohyby očí – 2 pohyby (zaostři pohled…).
Pohyby dolních končetin a těla – 15 pohybů (úkrok, sehnutí těla…).
Časové normativy MTM jsou souhrnně zpracované a soustředěné do přehledné tabulky. Jednotlivé druhy a případy pohybů jsou označeny dohodnutými symboly, které jsou jednotné a mezinárodně platné. Hodnoty v tabulce jsou závislé od různých faktorů, které ovlivňují čas nutný na jejich provedení. A to zejména jsou: [10]
Vzdálenost měřená v cm.
Hmotnost vyjádřená v kg.
Úhel (v šedesátkové soustavě).
Případy pohybů a typy pohybů.
Tato základní metoda se označuje jako MTM1 a umožňuje podrobně analyzovat práci a základní pohyby. Získat takové podrobné a přesné hodnoty je poměrně náročný úkol. Pracnost je ovlivněná podrobností analýz. V praxi je nutné vždy usilovat o optimální vyvážení nákladů na analýzu a přínosů z ní plynoucích. Pokusy tyto analýzy zrychlit a zefektivnit především ve výrobách, které se nevyznačují tak velkou sériovostí, vedly k vývoji odvozených systémů od základní metody MTM jakou jsou např. MTM2, MTM3, UAS (Universal Analyse System) a další. [10]
Systém MOST (Maynard Operation Sequence Technique) je v dnešní době nejpoužívanější systém předem určených časů. Umožňuje značné zvýšení produktivity vykonané analýzy při zachování vysoké přesnosti. Při definování operací nejde MOST do tak velkých detailů jako metody MTM, MOST je zobecněním zkušenosti, opakující se sekvence nabízí už jako předdefinované moduly, díky této vlastnosti se výrazně zrychlí normovačům jejich práce. [9] [10]
Systém MOST se dělí na 3 respektive 4 základní rodiny: [9]
Basic MOST (obr. 7) je jednoznačně nejpoužívanější z rodiny MOST, slouží k normování činností trvajících 10s až 10 min. Pracuje s přesností setin vteřiny a dostačuje pro většinu běžných činností.
Mini MOST se používá pro operace trvající několik vteřin s vysokou frekvencí opakování a potřebou přesnosti v tisícinách vteřin.
Maxi MOST se většinou používá pro logistické činnosti nebo operace, které souvisejí s údržbou nebo přestavbou strojů. Jsou to činnosti s malou opakovatelností a cyklovými časy v desítkách minut.
Admin MOST je nejmladší z rodiny MOST a slouží k normování administrativních činností.
Obr. 7. Sekvenční modely pro Basic MOST [9]
Systémy MOST vycházejí z toho, že při veškerých činnostech ve výrobě (mimo tvůrčí myšlení) dochází k přemísťování objektů. Objekt můžeme přemísťovat: [9]
Volným pohybem (volně vzduchem).
Řízeným pohybem (jasně definovaná dráha pohybu).
Za pomoci ručního nástroje.
Za pomoci ručního jeřábu.
3. Představení společnosti
Společnost Mahle Behr Mnichovo Hradiště s.r.o. byla založena v roce 1998. Je součástí mezinárodního koncernu Mahle se sídlem ve Stuttgartu v Německu. Koncern má 140 poboček ve 30 zemích světa a 10 velkých výzkumných a vývojových center.
Obr. 8. Výrobní fraktály [11]
Původně byla společnost založena jako Hella – Behr s.r.o. v roce 1998 a v roce 1999 byla zahájena výroba klimatizačních jednotek pro osobní automobily. V roce 2002 se společnost přejmenovala na Behr – Czech s.r.o. a byla zahájena výroba vodních chladičů a chladících modulů. V roce 2003 byla zahájena výroba vzduchových chladičů a modulů pro nákladní automobily a výroba výparníků. V roce 2004 se výroba rozšířila o výrobu chladících modulů pro osobní automobily. V roce 2006 byla rozšířena výroba výparníků a v roce 2007 byla zahájena výroba na vstřikovně plastů. V letech 2010 a 2012 byla vstřikovna plastů postupně rozšiřována. V říjnu 2013 Mahle převzalo většinový podíl ve firmě Behr.
Společnost patří mezi přímé dodavatele automobilového průmyslu. Její zákazníci z řad osobních automobilů jsou Audi, BMW, Daimler, Ford, Opel, Peugeot, Porsche, Renault, Škoda, Volvo, VW. Z řad nákladních automobilů DAF, Iveco, John Deer, MAN, Mercedes – Benz, Renault trucks, Scania, Volvo.
Společnost má v současné době 1162 zaměstnanců a výrobní plocha je 23300 m2 a současný výrobní program se zaměřuje na klimatizace, výparníky, chladící moduly a plastové díly. Obrat v roce 2014 činil 252 milionů €.
Výroba je rozdělena do 4 fraktálů (obr. 8) IM – vstřikovna plastů, AM – klimatizace, ET – chladící moduly, AC – výparníky.
4. Analýza současného stavu
Proces výroby výparníků (obr. 9) začíná kazetováním, po kterém následuje letování výparníků v letovací peci, dále je součástí procesu povrchová úprava výparníků a u některých i speciální lakování. Následně projdou výparníky meziskladem (buffer) a po meziskladu následuje konečná montáž a heliová zkouška. Layout procesu je v příloze 1.
Obr. 9. Výparník
Od kazetování, až po proces povrchových úprav je tok materiálu řízen tahem.
Problém nastává u procesu konečné montáže a heliové zkoušky, kde je cyklový čas zpravidla větší než u kazetování, tím pádem dochází k tvoření meziskladu (bufferu) mezi zařízením na povrchové úpravy a konečnou montáží a heliovou zkouškou, tím pádem dochází i k tlakovému toku materiálu.
Tato diplomová práce se zabývá vybalancováním procesu konečné montáže a heliové zkoušky, tak aby se cyklový čas na konečné montáži a heliové zkoušce co nejvíce přiblížil cyklovému času na kazetování. Přiblížením cyklového času na konečné montáži a heliové zkoušce by mělo dojít ke zmenšení meziskladu (bufferu) před pracovištěm konečné montáže a heliové zkoušky a měl by být zajištěn tahový tok materiálu procesem konečné montáže a heliové zkoušky.
Pracoviště konečné montáže a heliové zkoušky se skládá z heliové stanice, každá heliová stanice má 2 komory, v kterých probíhá zkouška těsnosti výparníků. Před heliovou stanicí (obr. 10) probíhají montáže komponent k výparníkům (těsnící kroužky, expanzní ventil). Za heliovou zkouškou (obr. 11) se nalepují etikety na výparníky a provádějí se kontroly pozic expanzních ventilů.
Obr. 10. Heliová stanice přední část Obr. 11. Heliová stanice zadní část Jako obalové jednotky (balení) jsou používány: interní KTP boxy (obr. 12), ve kterých jsou skladovány a dopravovány výparníky, mezi zařízením na povrchové úpravy a konečnou montáží a heliovou zkouškou. Po provedení konečné montáže a heliové zkoušky jsou výparníky umisťovány do dvou variant obalů, první varianta, která bude postupně vybíhat je Gitter box (obr. 13), druhá varianta, která bude nabíhat je Euro box (obr. 14).
Obr. 12. KTP box Obr. 13. Gitter box
Obr. 14. Euro box
4.1. Časová struktura a hodnotící kriteria
Časy trvání jednotlivých výrobních operací jsou stanoveny dle MTM analýz. Podle MTM analýz jsou také stanoveny výkonové normy jednotlivých pracovišť. Struktura času, která se používá ve firmě Mahle Behr Mnichovo Hradiště s.r.o. je zobrazena na (obr. 15). Tato struktura bude použita také v této diplomové práci.
Obr. 15. Struktura času [11]
Jako jedny z hodnotících kritérii jsou v této práci použity čas na jednotku (Te čas) a procesní čas (Tm čas).
Čas na jednotku (Te čas) je definován vztahem:
(Rovnice 1) Procesní čas (Tm čas) je definován vztahem:
(Rovnice 2) Dalšími hodnotícími kritérii jsou využití jednotlivých operátorů a celkové využití pracoviště (projektu).
Využití operátora (VO) je definováno vztahem:
(Rovnice 3) Celkové využití (CV) pracoviště je definováno vztahem:
(Rovnice 4) Te čas = bottleneck *počet pracovníků*počet ks/rok
3600 [hod/rok]
Tm čas = bottleneck *počet ks/rok
3600 [hod/rok]
VO = čas operace
bottleneck procesu*100 [%]
CV = ∑ pracnosti všech operátorů
bottleneck procesu ∗ počet operátorů∗ 100 [%]
Bottleneck udává nejpomalejší (nejužší) operaci v procesu, tím pádem bottleneck určuje cyklový čas daného procesu.
4.2. Projekty
Projekty, které budou v této diplomové práci řešeny jsou zvoleny podle tří kritérii:
Výrobní objem projektu v roce 2016 je větší než 190 000 ks.
Projekt v roce 2016 bude nabíhat.
Projekt v roce 2016 nebude vybíhat.
Tab. 1. Projekty výparníků vyráběné ve firmě Mahle – Behr
Graf. 1. Paretova analýza projektů podle výrobních objemů
Výběr projektů, které budou řešeny v této diplomové práci, byl ověřen pomocí Paretovy analýzy s rozdělením 75/25 (Tab. 1, Graf 1). Kritérium výrobní objem větší než 190 000 ks splňuje 10 projektů, ale projekty BMW a Audi 2, byly vyloučeny z důvodu specifické konstrukce výparníku.
V tabulce 2 jsou zobrazeny vybrané projekty, které budou řešeny v této diplomové práci. Vybrané projekty tvoří 57 % z celkového výrobního objemu výparníků ve firmě Mahle Behr.
Tab. 2. Vybrané projekty
4.3. Popis jednotlivých projektů
4.3.1. Projekt VW
Projekt je osazen dvěma operátory. Jeden operátor je před heliovou zkouškou a druhý operátor za heliovou zkouškou (obr. 16). Je využívána jedna komora heliové stanice. Druhá komora je využita pro jiný projekt.
Obr. 16. Layout aktuálního stavu VW Jednotlivé operace a jejich sousled jsou zobrazeny v tabulce 3.
Tab. 3. Operace projektu VW
Parametry pro projekt VW (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 8 až 10 na straně 33 – 34.
4.3.2. Projekt Audi
Jedná se o nejsložitější projekt z pohledu počtu výrobních operací a tím pádem i z pohledu počtu operátorů. Projekt je osazen pěti operátory (obr. 17), tři operátoři jsou před heliovou zkouškou a dva operátoři za heliovou zkouškou. Využívána je opět jedna komora heliové stanice.
Obr. 17. Layout projektu Audi Jednotlivé operace a jejich sousled jsou zobrazeny v tabulce 4.
Parametry pro projekt Audi (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 8 až 10 na straně 33 – 34.
Tab. 4. Operace projektu Audi
4.3.3. Projekt GM
Projekt je osazen dvěma operátory (obr. 18). Jeden operátor je před heliovou zkouškou a jeden za heliovou zkouškou. Je využívána jedna komora heliové stanice.
Druhá komora je využita pro jiný projekt.
Obr. 18. Layout projektu GM
Jednotlivé operace a jejich sousled pro projekt GM jsou zobrazeny v tabulce 5.
Tab. 5. Operace projektu GM
Při předmontáži závitového svorníku (obr. 27, str. 41), kterou provádí operátor č. 2, přemontovává závitové svorníky do expanzního ventilu, který pak odkládá do papírové krabice, kterou po naplnění, manipulant přenáší k operátorovi č.1 před heliovou zkoušku.
Parametry pro projekt GM (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 8 až 10 na straně 33 – 34.
4.3.4. Projekt Volvo 1
Projekt Volvo 1 se od ostatních odlišuje tím, že se k výparníku nemontuje expanzní ventil. Expanzní ventil je v tomto případě nahrazen přírubou (obr. 19), která se nalisuje na trubky výparníku. Nalisování příruby probíhá v rámci kazetování.
Příruba
Projekt je osazen čtyřmi operátory (obr. 20), jeden operátor je před heliovou zkouškou a tři operátoři jsou za heliovou zkouškou. Je využívána jedna komora heliové stanice. Druhá komora je využita pro jiný projekt.
Obr. 20. Layout projektu Volvo 1
Jednotlivé operace včetně jejich sousledu jsou zobrazeny v tabulce 6.
Tab. 6. Operace projektu Volvo 1
Parametry pro projekt Volvo 1 (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 8 až 10 na straně 33 – 34.
4.3.5. Projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault
Všechny tyto projekty jsou osazeny třemi operátory (obr. 21), dva operátoři jsou před heliovou zkouškou a jeden operátor je za heliovou zkouškou. U všech těchto projektů je využívaná, vždy jedna komora heliové stanice pro jeden projekt.
Obr. 21. Layout projektů PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault
Jednotlivé operace těchto projektů včetně jejich sousledu jsou zobrazeny v tabulce 7.
Tab. 7. Operace projektů PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault
Parametry pro projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 8 až 10 na straně 33 – 34.
4.4. Parametry projektů v současném stavu
V tabulce 8 jsou zobrazeny časy jednotlivých operací pro všechny projekty. V tabulce jsou vidět poměrně velké rozdíly mezi cyklovými časy na kazetování a cyklovými časy na heliové zkoušce a konečné montáži a velké rozdíly v časech jednotlivých operací (nerovnoměrné vybalancování).
Tab. 8. Časy jednotlivých operací
V tabulce 9 jsou zobrazeny využití jednotlivých operací (operátorů) a celková využití všech projektů. Ve využití jednotlivých operací, jsou poměrně velké rozdíly, to je opět dáno nerovnoměrným vybalancováním jednotlivých operací. Využití jednotlivých operátorů jsou určena dle (Rovnice 3, str. 24). Celková využití pracovišť (projektů) jsou určena dle (Rovnice 4, str. 24).
Tab. 9. Využití operátorů a celkové využití pracoviště
V tabulce 10 jsou zobrazeny časy na jednotku pro všechny projekty, které jsou určeny dle (Rovnice 1, str. 24) a procesní časy pro všechny projekty, které jsou určeny dle (Rovnice 2, str. 24).
Tab. 10. Časy na jednotku a procesní časy
4.5. Balanční diagramy projektů v současném stavu
V grafech 2 až 9 jsou zobrazena vybalancování jednotlivých projektů. Z grafů 2 až 9 je zřejmé, že některé projekty jsou nerovnoměrně vybalancované, v důsledku nevhodně rozložených výrobních operací. U sedmy projektů je cyklový čas na heliové zkoušce a konečné montáži větší než cyklový čas na kazetování (vodorovná červená čára v grafech).
U projektu Volvo 1 jsou dvě varianty cyklového času na kazetování, červenou vodorovnou čarou je vyznačen cyklový čas pro 2,5 operátorů na kazetování a oranžovou vodorovnou čarou je vyznačen cyklový čas pro 3,5 operátorů na kazetování.
U šesti případně sedmi projektů (záleží na variantě kazetování u projektu Volvo 1) je čas heliové zkoušky větší než cyklový čas kazetování. Čas heliové zkoušky je dán procesními parametry heliové stanice a není možné ho jednoduše změnit, možné řešení je ve využití obou komor heliové stanice a tím zmenšení času heliové zkoušky na polovinu.
Graf 2. Projekt VW Graf 3. Projekt Audi
Graf 4. Projekt GM Graf 5. Projekt Volvo 1
Graf 6. Projekt PSA 1 Graf 7. Projekt PSA 2
4.6. Ergonomie
Při analýze současného stavu bylo zjištěno, že některé operace nevyhovují zásadám ergonomie. První je operace montáž expanzního ventilu pomocí utahovacího zařízení.
Tato operace je prováděna u všech projektů kromě projektu Volvo 1, u kterého se nepoužívá expanzní ventil. U utahovacího zařízení (obr. 22) je jako ovládací prvek použita páka. Pohybem páky směrem dolů se provádí utahování šroubů, které fixují expanzní ventil k podložné desce. Jelikož se jedná o velkosériovou výrobu, je použití páky jako ovládacího prvku nevhodné, z důvodů nepřiměřené kumulativní jednostranné svalové zátěže ruky, kterou operátor ovládá páku utahovacího zařízení.
Obr. 22. Utahovací zařízení
Další nevyhovující operací je zakládání výparníků do výstupního balení u těch projektů, kde je jako obalová jednotka použit Euro box. Euro boxy jsou stohovány po čtyřech na vozík (obr. 14). Z ergonomického hlediska je nevhodné, že při zakládání výparníků do prvního Euro boxu (obr. 23) se musí operátor ohýbat pod úroveň 450 mm a tím dochází k nepřiměřenému zatěžování páteře.
Obr. 23. Zakládání výparníku do Euro boxu
Ovládací páka
4.7. Shrnutí analýzy současného stavu
Při analýze současného stavu bylo zjištěno nedostatečné vybalancování některých projektů (graf 2 až graf 9). Nejhůře vybalancované projekty jsou VW a GM. U sedmy z osmy projektů je cyklový čas na konečné montáži a heliové zkoušce větší než cyklový čas kazetování, tím pádem není zajištěn tahový tok materiálu. Pouze u projektu Volvo 2 je cyklový čas menší než u kazetování a tím pádem je tohoto projektu zajištěn tahový tok materiálu. U dvou projektů (GM, VW) je rozdíl cyklových časů na kazetování a konečné montáži poměrně velký a to 17,7s u GM a 10,8s u VW. O něco menší rozdíl mezi cyklovými časy je u projektu Audi a to 7,8 s.
Celková využití projektů se pohybují mezi 71% až 88% (tab. 9, str. 33). Ve využití jednotlivých operací – operátorů jsou poměrně velké rozdíly a to je dáno opět nedostatečným vybalancováním jednotlivých projektů.
V další části diplomové práce se bude potřeba zaměřit na jednotlivé operace konečné montáže a heliové zkoušky u jednotlivých projektů. A lépe je rozložit mezi operátory a tím zajistit rovnoměrnější vybalancování projektů. Cílem je také, aby se cyklový čas na konečné montáži a heliové zkoušce co nejvíce přiblížil cyklovému času na kazetování.
Během analýzy současného stavu bylo zjištěno, že některé operace nevyhovují zásadám ergonomie. Je to operace montáž expanzního ventilu pomocí utahovacího zařízení, které je ovládáno pomocí páky, která není vhodná pro použití ve velkosériové výrobě z důvodu velké svalové zátěže jedné ruky během směny. Dle ergonomických zásad je také nevyhovující zakládaní materiálu do obalů Euro box, kde se musí operátor ohýbat pod úroveň 450 mm a dochází k nepřiměřené zátěži páteře. Tyto ergonomické poznatky bude potřeba také zohlednit při navrhování nových variant vybalancování projektů.
5. Navrhované varianty řešení
Z analýzy současného stavu vyplynulo, na jaké problémy se bude potřeba při návrhu nových variant řešení projektů zaměřit. A to zejména lépe vybalancovat dané projekty a přiblížit cyklový čas na konečné montáži a heliové zkoušce cyklovému času na kazetování. V navrhovaných variantách by měly být operace lépe rozložené mezi operátory u jednotlivých projektů, tím pádem by se mělo docílit i lepšího využití jednotlivých pracovišť (projektů).
V navrhovaných variantách řešení by také měly být odstraněny nebo upraveny operace, které nevyhovují zásadám ergonomie a které byly zjištěny během analýzy současného stavu.
5.1. Ergonomická zlepšení
U všech projektů, kromě projektu Volvo 1 je prováděna operace montáž expanzního ventilu pomocí utahovacího zařízení. Utahovací zařízení je ovládáno pomocí páky (obr. 22, str. 37). V takovém provedení je tato operace nevyhovující z důvodu nepřiměřené svalové zátěže jedné ruky.
Montáž expanzního ventilu bude v nově navrhovaných variantách řešení zautomatizována. Ovládací páka bude nahrazena dvou tlačítkovým ovládáním, které vyhovuje pro použití ve velkoseriové výrobě. Bude tím zvýšena i bezpečnost práce, protože ke spuštění utahování bude nutné oběma rukama zmáčknout tlačítko.
V návaznosti na toto opatření bude nutná změna šroubů, kterými je expanzní ventil přichycen k podložné desce. V současné době jsou použity šrouby s hlavami s vnitřním šestihranem (obr. 24) a při utahování je v některých případech nutné, aby je operátor přidržoval rukou, takový to proces nevyhovuje z bezpečnostního hlediska. V nově navrhovaných variantách řešení budou použity šrouby s hlavami TORX (obr. 25) u kterých jsou lépe přenášené utahovací síly, hlavice utahovacího zařízení lépe zapadne do hlavy šroubu a nebude nutné je přidržovat rukou a bude tím zvětšena bezpečnost.
Obr. 24. Šroub s vnitřním šestihranem [12] Obr. 25. Šroub TORX [13]
U šesti projektů je v navrhovaných variantách použita jako výstupní obalová jednotka Euro box (obr. 14, str. 23). Euro boxy jsou po čtyřech stohovány na sebe na vozík. Při zakládání výparníků do prvního Euro boxu se musí operátor ohýbat pod úroveň 450 mm (obr. 23, str. 37) a je nepřiměřeně zatěžována jeho páteř.
Tento problém je možné řešit pomocí zvedacího přípravku, na který by operátor zajel vozíkem s Euro boxy a při zakládání do prvního Euro boxu by zvednul vozík s Euro boxem do vhodné výšky pro zakládání výparníků. Další možností by bylo vložit pod Euro boxy podložku (obr. 26), tím pádem by byl první Euro box ve vyhovující výšce.
Minimální úchopová výška pro ohýbání je 450 mm a maximální výška, do které je možné zakládat výparník je 1350 mm, tyto hodnoty odpovídají platné ergonomické směrnici.
Obr. 26. Vozík s podložkou
5.2. Popis navrhovaných variant pro jednotlivé projekty
5.2.1. Projekty VW, GM
V navrhované variantě pro projekty VW a GM je přidán jeden operátor před heliovou zkoušku a jsou využity obě komory heliové stanice (obr. 28) pro jeden projekt.
V návaznosti na toto opaření byly upraveny i časy trvání jednotlivých operací.
Využití obou komor je nutné z důvodu přiblížení se cyklovému času na kazetování (tab. 8, str. 33). Pro takovéto opatření je nutné mít druhou sadu adaptéru do druhé komory heliové stanice. Tyto sady pro projekty VW a GM jsou v současné době k dispozici, bude ale nutné provést jejich kontrolu a případnou opravu, protože druhé sady adaptérů jsou dlouhodobě nevyužívány.
U projektu GM je v navrhované variantě změněn typ těsnících O-kroužků z důvodu náběhu nového typu výparníku pro projekt GM v roce 2016, změnou typu O-kroužků se podařilo snížit čas jejich nasazení na trubky výparníku. Další změnou u projektu GM
expanzního ventilu (obr. 27). Tuto operaci prováděl operátor za heliovou zkouškou.
Tato operace byla také zrušena z důvodu náběhu nového typu výparníku pro projekt GM v roce 2016, nový typ výparníku bude mít závitový svorník předmontovaný již od dodavatele expanzních ventilů.
Obr. 27. Operace předmontáž závitového svorníku
Obr. 28. Layout navrhované varianty pro projekty VW, GM
Jednotlivé operace navrhované varianty pro projekty VW a GM jsou uvedeny v tabulce 11.
Závitový svorník
Tab. 11. Operace v navrhované variantě pro projekty VW, GM
Navrhované parametry pro projekty VW a GM (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) a jejich srovnání se současným stavem jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 17 až 19 na straně 54 – 55.
5.2.2. Projekt Audi Varianta 1
Projekt Audi je co se týče uspořádání operací a pracovišť nejsložitější projekt.
V současné době je osazen pěti operátory. V navrhované variantě č. 1 pro projekt Audi, jsou přidáni dva operátoři oproti současnému stavu. Jeden operátor je přidán před heliovou zkoušku a jeden za heliovou zkoušku (obr. 29). Jsou také přerozděleny jednotlivé operace mezi operátory.
Z důvodu přiblížení se cyklovému času na kazetování (tab. 8, str. 33) jsou využity obě komory heliové stanice pro projekt Audi (v původním stavu je využita jedna komora). Druhá sada adaptéru pro projekt Audi je k dispozici, bude ale nutné provést její kontrolu a případnou opravu (druhá sada adaptéru je dlouhodobě nevyužívaná).
V tabulce 12 jsou uvedeny jednotlivé operace v navrhované variantě č. 1.
Obr. 29. Layout navrhované varianty č. 1 pro projekt Audi
Obr. 30. Layout navrhované varianty č. 2 pro projekt Audi
Tab. 12. Operace v navrhované variantě č. 1 pro projekt Audi
Navrhované parametry pro variantu č. 1 pro projekt Audi (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) a jejich srovnání se současným stavem jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 17 až 19 na straně 54 – 55.
Varianta 2
Navrhovaná varianta č. 2 pro projekt Audi je osazena deseti operátory (obr. 30). Ve variantě č. 2 je zdvojen aktuální stav projektu (obr. 17, str. 28). Operace jsou stejné jako v současném stavu včetně jejich sousledu (tab. 4, str. 29). Rozdíl je pouze v tom, že každá operace je zdvojena. V této variantě jsou operátoři rozděleni po pěti, paralelně pro každou komoru heliové stanice.
Využity jsou tedy obě komory heliové stanice, ale na rozdíl od první varianty probíhá zakládání do komor odděleně. Z tohoto rozložení vyplývá, že pro tuto variantu je také nutné uvést do provozu druhou sadu adaptérů.
Výsledkem této varianty je, že časy jednotlivých operací a cyklový čas se zmenší oproti současnému stavu o polovinu.
Navrhované parametry pro variantu č. 2 pro projekt Audi (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) a jejich srovnání se současným stavem jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 17 až 19 na straně 54 – 55.
5.2.3. Projekt Volvo 1 Varianta 1
Projekt Volvo 1 se od ostatních projektů odlišuje tím, že se k výparníku nemontuje expanzní ventil. Expanzní ventil je nahrazen přírubou (obr. 19, str. 30). Pro projekt Volvo 1 existují dva cyklové časy kazetování, proto je využití navrhovaných variant závislé na zvoleném nastavení kazetování (používají se verze kazetování se 2,5 operátory a se 3,5 operátory).
V navrhované variantě č. 1 je oproti současnému stavu přidán jeden operátor za heliovou zkoušku (obr. 31). V návaznosti na toto opaření jsou přerozděleny jednotlivé operace mezi operátory za heliovou zkouškou. V této variantě jsou využité obě komory heliové stanice. Pro projekt Volvo 1 není v současné době k dispozici druhá sada adaptéru do komory heliové stanice, proto bude nutné v případě použití této varianty pořídit druhou sadu adaptérů.
Jednotlivé operace v navrhované variantě č. 1 jsou zobrazeny v tabulce 13.
Navrhované parametry pro variantu č. 1 pro projekt Volvo 1 (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) a jejich srovnání se současným stavem jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 17 až 19 na straně 54 – 55.
Obr. 31. Layout navrhované varianty č. 1 pro projekt Volvo 1 Tab. 13. Operace v navrhované variantě č. 1 pro projekt Volvo 1
Varianta 2
Navrhovaná varianta č. 2 pro projekt Volvo 1 je stejně jako současná varianta osazena čtyřmi operátory (obr. 32). Operace jsou ale oproti současně používané variantě přeuspořádané. V současném stavu jsou operátoři rozloženi tak, že je jeden operátor před heliovou zkouškou a tři operátoři za heliovou zkouškou. V navrhované variantě č. 2 jsou operátoři rozloženi tak, že jsou dva před heliovou zkouškou a dva za heliovou zkouškou.
V navrhované variantě č. 2 jsou stejně jako v navrhované variantě č. 1 využity obě komory heliové stanice.
Možným problémem a nevýhodou této varianty může být to, že je operace lepení asfaltového pásku přesunuta před heliovou zkoušku, tím pádem probíhá heliová zkouška těsnosti s nalepeným asfaltovým páskem. Z tohoto důvodu je potřeba ověřit jestli asfaltový pásek pohlcuje nebo nepohlcuje helium. Kdyby asfaltový pásek pohlcoval helium, mohlo by docházet ke zkreslování a špatnému vyhodnocení heliové zkoušky těsnosti výparníku.
Obr. 32. Layout navrhované varianty č. 2 pro projekt Volvo 1 Jednotlivé operace v navrhované variantě č. 2 jsou zobrazeny v tabulce 14.
Tab. 14. Operace v navrhované variantě č. 2 pro projekt Volvo 1
Navrhované parametry pro variantu č. 2 pro projekt Volvo 1 (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) a jejich srovnání se současným stavem jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 17 až 19 na straně 54 – 55.
5.2.4. Projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault
Tyto čtyři projekty mají v současném stavu stejný počet operátorů a také prováděné operace jsou u těchto projektů stejné včetně jejich sousledu (obr. 21, tab. 7, str. 32), liší se pouze v časech trvání jednotlivých operací.
V navrhované variantě jsou tyto projekty osazeny také třemi operátory (obr. 33), ale bylo provedeno přeuspořádání (přerozdělení) jednotlivých operací mezi operátory.
V navrhované variantě jsou využity obě komory heliové stanice pro jeden projekt. Pro projekty PSA 1, PSA 2 a Renault nejsou k dispozici druhé sady adaptérů do komory heliové stanice, proto bude při zavedení této varianty nutné jejich pořízení. Pro projekt Volvo 2 je druhá sada adaptérů k dispozici, ale je dlouhodobě nevyužívaná a bude proto nutné provést její kontrolu a případně i opravu.
U projektů PSA 1 a Renault bude použita jako výstupní obalová jednotka Euro box.
U projektů PSA 2 a Volvo 2 bude použita jako výstupní obalová jednotka Gitter box.
Obr. 33. Layout navrhované varianty pro projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault Jednotlivé operace a jejich sousled jsou zobrazeny v tabulce 15.
Tab. 15. Operace v navrhované variantě pro projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault
Navrhované parametry pro projekty PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault (časy operací, využití, čas na jednotku a procesní čas) a jejich srovnání se současným stavem jsou zobrazeny v souhrnných tabulkách č. 17 až 19 na straně 54-55.
5.2.5. Varianty sloučených projektů
Při těchto variantách by se na jedné stanici heliové zkoušky vyráběly dva rozdílné projekty (každý projekt by měl k dispozici jednu komoru heliové stanice). Při těchto variantách by bylo využito sdílení operátorů, jeden operátor by vykonával sousled operací pro dva projekty.
Podmínkou pro zavedení těchto variant je určitá shodnost projektů, projekty si musí být podobné (podobné nebo shodné operace a jejich počet) podobné by měly být i časy trvání operací, které by vykonával operátor pro oba projekty.
Další podmínkou je, aby projekty které by se vyráběly těmito variantami, nebyly vyráběny stejnou kazetovačkou. Pro zavedení těchto variant je potřeba, aby projekty byly kazetovány současně.
Tab. 16. Kazetování projektů
Pro projekty Audi a Volvo 1 nemůžou být tyto varianty použity, protože se jedná o složité projekty, u kterých, jsou prováděny odlišné operace i počet operátorů je jiný než u ostatních projektů.
Pro ostatní projekty je možné tyto varianty použít. V tabulce 16 jsou černým kolečkem označeny kazetovačky, na kterých se kazetují konkrétní projekty. Z tabulky 16 vyplývá, že můžeme vytvořit libovolné kombinace projektů (VW, GM, PSA 1, PSA 2, Volvo 2, Renault) pro tyto sdílené varianty. Pouze projekty VW a Renault, nemůžeme vyrábět současně, protože jsou kazetovány na stejné kazetovačce.
Varianta 1
Varianta č. 1 (obr. 34) pro sloučené projekty je osazena pěti operátory (2,5 operátora pro jeden projekt). Operátoři jsou rozloženi tak, že před heliovou zkouškou jsou dva operátoři pro každý projekt (jeden se stará o přípravu výparníku a expanzního ventilu, druhý o montáž expanzního ventilu a zakládání výparníků do adaptérů komory heliové stanice). Operace jsou shodné jako v předchozích navrhovaných variantách pro dané projekty, je pouze upraven jejich sousled a rozložení mezi operátory.
Za heliovou zkouškou je jeden operátor pro oba projekty, který se stará o vyjímání výparníků z adaptérů heliové stanice a o další operace (lepení etiket, vizuální kontrola, nasazení záslepky, zakládání výparníků do balení a provádí manipulaci s balením.) pro oba projekty.
Obr. 34. Layout navrhované sdílené varianty č. 1
Aplikace této varianty byla provedena pro projekty GM a Volvo 2. Navrhované parametry sloučené varianty č. 1 pro projekty GM a Volvo 2 jsou v souhrnných tabulkách č. 20 až 22 na straně 56 – 58.
Varianta 2
Ve variantě č. 2 jsou použiti čtyři operátoři (dva operátoři na jeden projekt). Na rozdíl od varianty č. 1 kde je užito pět operátorů, jsou ve variantě č. 2 použiti dva sdílení operátoři (obr. 35). První sdílený operátor je před heliovou zkouškou a stará se o přípravu výparníku (montáž O-kroužků, vyjmutí výparníku z KTP atd.). Následují dva operátoři (každý pro jeden projekt), kteří mají na starost přípravu a montáž expanzního ventilu a zakládání výparníku do adaptérů heliové stanice.
Za heliovou zkouškou je opět jeden sdílený operátor jako u varianty č. 1 a jeho činnost je také stejná jako u varianty č. 1.
Obr. 35. Layout navrhované sdílené varianty č. 2
Aplikace této varianty byla provedena pro projekty GM a Volvo 2. Navrhované parametry sloučené varianty č. 2 pro projekty GM a Volvo 2 jsou v souhrnných tabulkách č. 20 až 22 na straně 56 – 58.
Varianta 3
Ve variantě č. 3 jsou použiti čtyři operátoři jako u varianty č. 2. U této varianty je na rozdíl od předchozích dvou variant upraven layout (obr. 36). Dva operátoři (každý pro jeden projekt) se starají o vyjímání výparníků z KTP obalů, provádějí vizuální kontrolu, montáž O-kroužků a montáž expanzního ventilu.
Následuje sdílený operátor pro oba projekty, který má na starosti přípravu expanzních ventilů a zakládání výparníků do adaptérů heliové stanice.
Za heliovou zkouškou je druhý sdílený operátor a jeho činnost je stejná jako u předchozích dvou variant.
Obr. 36. Layout navrhované sdílené varianty č. 3
Aplikace této varianty byla provedena pro projekty GM a Volvo 2. Navrhované parametry sloučené varianty č. 3 pro projekty GM a Volvo 2 jsou v souhrnných tabulkách č. 20 až 22 na straně 56 – 58.
5.3. Parametry navrhovaných variant
V tabulce 17 jsou zobrazeny navrhované časy operací pro jednotlivé projekty a navrhovaný cyklový čas (CT) a jeho srovnání se současným stavem, v tabulce jsou také uvedeny cyklové časy na kazetování pro jednotlivé projekty.
Tab. 17. Navrhované časy operací a jejich srovnání se současným stavem
V tabulce 18 jsou zobrazena navrhovaná využití jednotlivých operací (operátorů) a celková využití pracovišť (projektů) a jejich srovnání se současným stavem.
Využití jednotlivých operací (operátorů) jsou určena dle (Rovnice 3, str. 24).
Celková využití pracovišť (projektů) jsou určena dle (Rovnice 4, str. 24).
Tab. 18. Navrhovaná využití operátorů a celkové využití pracoviště a jeho srovnání se současným stavem
V tabulce 19 jsou zobrazeny navrhované časy na jednotku (Te) a navrhované procesní časy (Tm) a jejich srovnání se současným stavem. V této tabulce jsou také uvedeny úspory obou času v navrhovaných variantách.
Tab. 19. Navrhované časy na jednotku a procesní časy a jejich srovnání se současným stavem
Časy na jednotku (Te) jsou určeny podle (Rovnice 1, str. 24) a procesní časy (Tm) podle (Rovnice 2, str. 24).
Úspora času na jednotku (Te) je definována vztahem:
(Rovnice 5) Úspora Te času = Te čas (současný) – Te čas (navrhovaný) [hod/rok]
Úspora procesního času (Tm) je definována vztahem:
(Rovnice 6) Úsporou času na jednotku (Te) je zajištěno efektivnější využití operátorů pro daný projekt, tato úspora vychází ze vztahu, kterým je definován čas na jednotku (Rovnice 1, str. 24).
Úsporou procesního času (Tm) se zvyšuje kapacita výrobního zařízení, to je dáno tím, že když se sníží procesní čas, tak daný projekt vyrobíme rychleji a uvolníme zařízení pro výrobu jiného projektu nebo můžeme zvýšit vyráběný objem.
V tabulce 20 jsou zobrazeny navrhované časy operací a navrhovaný cyklový čas pro varianty sloučených projektů a srovnání cyklového času se současným stavem. Aplikace sloučených variant byla provedena na projektech GM a Volvo 2. Modře zvýrazněné časy jsou časy operací, které vykonává jeden sdílený operátor pro oba projekty (obr. 34 až 36, str. 51 – 53).
Tab. 20. Navrhované časy operací a jejich srovnání se současným stavem pro varianty sloučených projektů GM a Volvo 2
Úspora Tm času = Tm čas (současný)– Tm čas (navrhovaný) [hod/rok]
V tabulce 21 jsou zobrazena navrhovaná využití operací (operátorů) a celková využití pracovišť pro varianty sloučených projektů a srovnání celkových využití se současným stavem. Modře zvýrazněná využití jsou pro operace, které vykonává jeden sdílený operátor pro oba projekty (obr. 34 až 36, str. 51 – 53).
Tab. 21. Navrhovaná využití operátorů a celkové využití pracoviště a jeho srovnání se současným stavem pro varianty sloučených projektů GM a Volvo 2
V Tabulce 22 jsou zobrazeny navrhované časy na jednotku (Te) a navrhované procesní časy (Tm) a jejich srovnání se současným stavem, jsou tu také uvedeny úspory obou času pro varianty sloučených projektů.
Časy na jednotku (Te) jsou určeny podle (Rovnice 1, str. 24) a procesní časy (Tm) podle (Rovnice 2, str. 24).
Úspora času na jednotku (Te) je dána vztahem (Rovnice 5, str. 55). Úspora procesního času (Tm) je dána vztahem (Rovnice 6, str. 56).
Tab. 22. Navrhované časy na jednotku a procesní časy a jejich srovnání se současným stavem pro varianty sloučených projektů GM a Volvo 2
5.4. Balanční digramy navrhovaných variant
Grafy 10 až 19 ukazují vybalancování navrhovaných variant pro jednotlivé projekty.
Vodorovná červená čára v grafech znázorňuje hodnotu cyklového času při kazetování.
U projektu Volvo 1 existují dva cyklové časy pro kazetování, jeden je značen červenou a druhý oranžovou vodorovnou čarou.
Graf 10. Projekt VW Graf 11. Projekt GM
Graf 12. Projekt Audi varianta 1 Graf 13. Projekt Audi varianta 2
Graf 14. Projekt Volvo 1 varianta 1 Graf 15. Projekt Volvo 1 varianta 2
Graf 16. Projekt PSA 1 Graf 17. Projekt PSA 2
Graf 18. Projekt Volvo 2 Graf 19. Projekt Renault
V grafech 20 až 22 jsou znázorněna vybalancování navrhovaných variant pro sloučené projekty. Aplikace těchto variant byla provedena u projektů GM a Volvo 2.
Vodorovné čáry v grafech znázorňují cyklové časy kazetování a zelené sloupce znázorňují součet časů operací obou projektů, které vykonává jeden sdílený operátor.
Graf 20. Sloučená varianta č. 1 pro projekty GM a Volvo 2
Graf 21. Sloučená varianta č. 2 pro projekty GM a Volvo 2
Graf 22. Sloučená varianta č. 3 pro projekty GM a Volvo 2
5.5. Zhodnocení a porovnání navrhovaných variant
5.5.1. Projekt VW
V navrhované variantě pro projekt VW se cyklový čas se snížil z původních 30,8 s na 19,94 s (tab. 17, str. 54), to je o 10,86 s. Cyklový čas kazetování pro tento projekt je 20 s, tím pádem je touto navrženou variantou zajištěn tahový tok materiálu (výparníku) procesem a dojde k zmenšení zásob výparníků v meziskladu. Počet operátorů se zvýšil ze dvou na tři.
Z grafu 10 (str. 58) a tabulky 18 (str. 55) je patrné, že projekt je dobře vybalancovaný, pouze čas heliové zkoušky je nízký a využití heliové komory se oproti
