Návrh modernizace údržby výrobních strojů

(1)

Liberec 2018

Návrh modernizace údržby výrobních strojů

Bakalářská práce

Studijní program: B2612 – Elektrotechnika a informatika

Studijní obor: 2612R011 – Elektronické informační a řídicí systémy

Autor práce: Martin Justl

Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Zajíček, Ph.D.

(2)

Liberec 2018

Proposal for maintenance modernization of manufacturing machines

Bachelor thesis

Study programme: B2612 – Electrical Engineering and Informatics

Study branch: 2612R011 – Electronic Information and Control Systems

Author: Martin Justl

Supervisor: Ing. Jaroslav Zajíček, Ph.D.

(3)

(4)

(5)

(6)

Poděkování

Tímto bych rád poděkoval vedoucímu bakalářské práce Ing. Jaroslavovi Zajíčkovi, Ph.D.

za velmi hodnotné profesionální rady, připomínky a především trpělivost. Dále bych rád poděkovat společnosti Denso Manufacturing Czech, s. r. o. za možnost vypracování této práce a vybraným kolegům za neustálou pomoc. V neposlední řadě patří největší podě- kování mé rodině za morální a finanční pomoc během celého studia.

(7)

Abstrakt

Předkládaná bakalářská práce je zaměřena na modernizaci plánu údržby, která vychází ze současně nastaveného plánu. Konkrétně se jedná o údržbu výrobních vstřikovacích lisů ve společnosti Denso Manufacturing Czech, s. r. o. Cílem této práce je nalezení možných změn, které přinesou zjednodušení úkonů v údržbě, ale především zvýší úroveň samotné preventivní údržby a s tím spojenou pohotovost zařízení. Tento cíl je podpořen analýzou stávajícího plánu údržby. Na základě této analýzy je rozhodnuto upravit systém údržby TPM, která je prováděna v pravidelných týdenních intervalech. Současný plán TPM vy- užívá výhradně kontrol pohledem, případně poslechem. Nový návrh údržby vychází ze zavedení snímacího systému vybraných úkonů. Veškeré snímané parametry by navíc byly zobrazovány v počítači s aktuálními hodnotami. Tímto řešením se odbourá lidský faktor, čímž lze zaručit pravidelnost prováděných zásahů údržby a zajištění jednotné kvality pro- vedeného úkonu. Součástí práce je také výpočet nákladů na zavedení modernizovaného plánu údržby, který vychází z katalogové nabídky běžně dostupné firmy. V poslední kapitole práce se zohledňuje efektivita nového plánu údržby vůči stávajícímu plánu, pří- padná návratnost investice. Výpočet efektivity vychází z obecného vzorce pro výčet indexu MEI, který byl zjednodušen pro tento konkrétní případ. Oficiálně není stanoveno, jestli se současná údržba provádí na odstaveném zařízení, případně za chodu. Z tohoto důvodu je výpočet proveden pro obě varianty. Výsledek v obou případech vychází jako efektivní a na základě interpretace výsledků indexu MEI je vhodné jej zavést. Současně s tímto výpočtem vychází i návratnost investice jako výhodná.

Klíčová slova

Klimatizační jednotka, Ventilační jednotka, větrák, údržba, index MEI, plán údržby, modernizace

(8)

Abstract

Presented bachelor thesis is focused on modernizations of the maintenance planning based on the present presets. It specifically deals with the maintenance of the injection molding machines owned by Denso Manufacturing Czech, s. r. o. The goal of the thesis is finding possible upgrades which would bring simplicity to individual steps of the maintenance process, but primarily improve the level of the preventive maintenance as- sociated with the device readiness. This goal is based on the detailed analysis of the current maintenance provided. The decision to change the current TPM maintenance system, now conducted on the weekly basis was also made based on the data. Current TPM plan uses exclusively checking by vision or hearing, while the suggested new system intro- duces scanning system for specific parts of the process. All scanned parameters would also be continually digitally displayed. This solution eliminates the human error, while providing necessary data for maintenance service and accuracy of individual upkeep op- erations. The thesis also includes calculated expenditures of installing such a system based on the common catalogue prizes. In the last part of the thesis the effectivity of the new system is being compared to the old one and possible return on the investment in the future. Enumeration of the effectivity comes from the general formula for calculating MEI index, slightly altered for this specific case. There are no official records of whether the maintenance is provided for the shutdown machine or during the process. Compari- sons for both cases are included in the light of that fact. Both results based on the MEI index calculations speak for the new suggested system and its installation is thereby rec- ommended. The return of the potential investment is also showing to be promising.

Key words

Air Conditioner, blower, fan, maintenance, index MEI, TPM, plan of maintenance, modernization

(9)

9

Obsah

Úvod ... 11

1 Základní přístupy v údržbě ... 12

1.1 Stanovení cílů údržby ... 12

1.2 Vstupní data pro plánování ... 13

1.3 Rozdělení přístupů v údržbě ... 14

1.3.1 Údržba po poruše ... 15

1.3.2 Preventivní údržba ... 15

1.4 Hodnocení efektivity údržby ... 16

2 Technologie lisu a návaznost na výrobní proces ... 18

2.1 Historie vstřikování a obecný popis... 18

2.2 Základní části lisu ... 19

2.3 Proces vstřikování plastů ... 20

2.4 Doprava materiálu ... 22

2.5 Chlazení a chladící zařízení ... 22

2.6 Předehřev ... 23

2.7 Technologická návaznost ... 23

3 Popis stávající údržby na zařízení ... 25

3.1 Preventivní prohlídka na lince Molding ... 25

3.2 Denní kontrola ... 26

3.2.1 TPM ... 26

3.2.2 Údržba vstřikovacího lisu ... 27

3.2.3 Údržba dopravníku ... 30

3.2.4 Údržba manipulátoru a kleští robota ... 31

4 Návrh nového plánu údržby ... 33

4.1 Modernizace stávajícího plánu údržby vstřikovacího lisu ... 33

4.1.1 Kontrola stavu a hladiny oleje ... 34

4.1.2 Kontrola tlaku vzduchu ... 34

4.1.3 Vibrodiagnostika na čerpadlech ... 35

4.2 Návrh nových kontrol v zařízení ... 36

(10)

10

4.2.1 Kontrola úniku provozních kapalin ... 36

4.2.2 Detekce ucpání přívodní trysky granulátem ... 37

5 Zhodnocení nového systému ... 38

5.1 Výpočet efektivity při odstaveném zařízení ... 40

5.2 Výpočet efektivity za chodu zařízení ... 42

Závěr ... 44

Použitá literatura ... 46

Textové přílohy ... 47

Obsah přiloženého CD... 47

Seznam obrázků

Obr. 1-1 Možné typy údržby [3] ... 14

Obr. 2-1 Schéma základních součástí lisu ... 20

Obr. 2-2 Grafické znázornění vstřikování plastu do formy ... 21

Obr. 2-3 Způsob dopravy granulované materiálu do stroje ... 22

Obr. 2-4 Chladící okruh ... 23

Obr. 4-1 Senzor KQ5100 (vlevo) a senzor LDP100 (vpravo) [6] ... 34

Obr. 4-2 Tlakový senzor PQ3834 [6] ... 35

Obr. 4-3 Jednotka VSE002 (vlevo) a snímač VKV022 (vpravo) [6] ... 35

Obr. 4-4 Instalace detekce ucpání trysky... 37

Seznam tabulek

Tab. 3-1: Údržba vstřikovacího lisu ... 28

Tab. 3-2: Údržba forem ... 29

Tab. 3-3: Údržba dopravníku ... 30

Tab. 3-4: Údržba manipulátoru robota ... 31

Tab. 3-5: Údržba kleští robota ... 32

Tab. 4-1: Eliminované body z údržby vstřikovacího lisu ... 38

Tab. 4-2: Shrnutí použitých snímacích zařízení ... 39

(11)

11

Úvod

Bakalářská práce seznamuje čtenáře se základními přístupy v údržbě a následně popisuje aplikaci těchto teoretických znalostí na reálný případ. Konktrétně se jedná o stroj na vstřikování plastů značky Engel ve společnosti Denso Manufacturing Czech s.r.o.

(DMCZ). Práce má za cíl zhodnotit stávající údržbu na tomto zařízení a navrhnout pří- padná vylepšení. Rozdíl stávající údržby a návrhu na zlepšení údržby je porovnán a ná- sledně je vyjádřena jeho efektivita.

Obecně lze práci rozdělit na pět části. První část obsahuje seznámení s údržbou a stanovení cílů údržby. Popisuje obecné rozdělení základních typů údržby, výhody a ne- výhody jednotlivých přístupů. Dále se zde popisuje index pro vyčíslení efektivity.

Druhá část popisuje výrobní stroj, pro který je bakalářská práce vypracována. Jsou zde vypsány jeho technické parametry, výrobní proces a technologická návaznost pro ná- slednou výrobu produktů klimatizačních jednotek (HVAC) pro automobily.

Ve třetí část je popsán stávající plán údržby, který je momentálně ve firmě DMCZ s.r.o. aplikován.

Čtvrtá kapitola se zabývá návrhem nového plánu údržby na výrobním lisu. Vy- chází ze stávající údržby a dalších dat, která byla společností poskytnuta.

V poslední části se objevuje výpočet indexu efektivnosti zavedení nového plánu údržby. Dále se zde počítá s návratnosti investice, včetně celkového shrnutí.

(12)

12

1 Základní přístupy v údržbě

V dnešním moderním světě, kde průmyslová výroba využívá vysoce automatizo- vané robotické výroby, je kladen čím dál tím větší tlak na vyšší spolehlivost a zároveň co nejnižší náklady na provozování. Z tohoto pohledu je velmi důležitá údržba, která právě tyto náklady zásadně ovlivňuje. Při správném návrhu se podaří prodloužit životnost stroje, na co nejdelší dobu, při nejnižších možných nákladech. Právě proto je v posledních letech na údržbu kladen větší důraz, neboť je nedílnou součástí každého podniku bez oh- ledu na jeho velikost a přímo ovlivňuje konkurenceschopnost na ekonomickém trhu.

Údržba je především důležitá tam, kde případné technické selhání může ohrozit lidské životy. U těchto zařízení je údržba prováděna provozovatelem nebo majitelem, navíc zde státní orgány dohlížejí na stav zařízení. S tím souvisí určitá pravidelnost údržby. Typic- kým příkladem je veřejná doprava, kde sebemenší porucha může mít fatální důsledky na zdraví cestujících.

1.1 Stanovení cílů údržby

Strategie údržby je vždy volena podle předem stanovených vizí, které se po zave- dení údržby mají naplnit. Mezi základní cíl jakéhokoliv plánu je bezpochyby snaha mini- malizovat celkové náklady, které jsou vyčleněny na údržbu. Zároveň je snaha co nejvíce využít celou životnost zařízení nebo jeho částí. Je ale nutné brát ohled na možná rizika při výskytu poruchy a následné dopady na výrobu, životní prostředí nebo dokonce bez- pečnost pracovníků. Ne vždy je nezbytně nutné investovat do rozsáhlých snímacích a vyhodnocujících systémů. Z toho vyplývá, že je nezbytné najít řešení, které je finančně rozumné a zároveň nesníží bezpečnost na pracovišti.

Mezi základní cíle efektivní údržby lze zařadit:

 snížení rizika výskytu nahodilých i predikovatelných závad a následně jejich bezodkladné odstranění, které nemá vliv na celkový chod společnosti;

 optimalizování nákladů při plnění údržby a zamezení nadbytečných výdajů, které pramení ze špatného návrhu;

 sběr potřebných informací a průběžné kontrolování, který může vést k vylep- šení a zefektivnění stávajícího plánu;

 prodloužení a optimální využití životnosti zařízení a jejich komponentů;

(13)

13

 zlepšení bezpečnosti provozu.

Z výše uvedených bodů je patrné, že vytvoření vhodné údržby zahrnuje mnoho vstupních proměnných a je nezbytné všechny pečlivě zhodnotit. Špatně zvolený postup vede nejen ke zvýšení nákladů, které ani nemusí vyřešit problém do budoucna, ale přede- vším opakovatelnému výskytu poruchy. Dočasné řešení není zpravidla vhodné, pokud to situace jinak neumožní. Při výskytu nedostatku plánu stávající údržby je důležité na zá- kladě poznatků tento plán upravit. [2]

1.2 Vstupní data pro plánování

Před plánování údržby je nutné získat co nejvíce informací o daném zařízení a na základě toho vhodně vybrat daný typ údržby. Špatná volba může zásadním způsobem ovlivnit efektivnost. Plánování údržby zahrnuje komplexní řešení při výskytu poruchy.

Je vypracován podrobný plán, podle kterého se následně postupuje. Z toho vyplývají pře- dem stanovené kroky. Na základě toho se dá zajistit například potřebné nářadí, kvalifiko- vaná pracovní síla nebo náhradní díly dříve, než se porucha vyskytne.

Pro kvalitní plán je nutné mít dostatek vstupních dat, ze kterých se dá následně vytvořit výhodné řešení údržby. Mezi tato data patří:

 Charakter objektu / zařízení, na které se bude sestavovat plán údržby;

 popis příčin poruchy a její dopad na další provoz pracoviště;

 časová náročnost na opravu poruchy;

 výše nákladů, spojených s odstraněním poruchy a opětovným uvedením do provozu, případně náklady spojené s preventivní údržbou;

 četnost pravidelných revizních zákroků;

 schopnost skladovat nejdůležitější náhradní díly přímo v podniku.

Je patrné, že tato vstupní data jsou zásadní pro bezodkladné uvedení zařízení do opětovného provozu. Například skladování náhradních dílů hraje zásadní roli v rychlosti opravy. Mnoho strojů je vyráběných na míru danému provozu a díky celosvětovému trhu je velmi časté, že zakázku vyhraje společnost z cizí země. V tu chvíli může nastat pro- blém s dodáním dílů na opravu. Následné porovnání nákladů na skladování náhradních dílů a nákladů spojených s časovým prostojem zařízení jednoznačně určí, co se v daném

(14)

14 plánu vyplatí více. Nelze tedy tvořit plán údržby jednotně, neboť je každý provoz jedi- nečný.

Velmi podstatné je vést kvalitní dokumentaci. Každé vyrobené zařízení je dodá- váno se základní dokumentací. Zde se popisuje správná obsluha, doporučená údržba, pří- padně možná rizika. Na druhé straně by se měla tato dokumentace vytvořit pro interní využití, kde jsou vedeny jednotlivé poruchy, popis příčiny a její odstranění, případně pre- ventivní zákroky. Tato data jsou pak velmi podstatná pro zefektivnění stávajícího plánu a nalezení případných nedostatků.

1.3 Rozdělení přístupů v údržbě

Základní rozdělení strategie údržby se odvíjí podle výskytu poruchy. V případě zásahu po výskytu poruchy hovoříme o tzv. „údržbě po poruše“, naopak vykonání údržby před poruchou označuje „preventivní údržbu“. Obecné rozdělení úkolů údržby popisuje norma ČSN EN 60300-3-11, z které je převzat základní diagram (viz Obr. 1-1).

Obr. 1-1 Možné typy údržby [3]

(15)

15 1.3.1 Údržba po poruše

Z historického pohledu lze říci, že se jedná o nejstarší typ údržby. Oprava až po výskytu poruchy je odjakživa považována za běžnou opravu. S příchodem průmyslových revolucí se tento typ údržby postupně vytrácí, stále ho lze ale najít v reálném provozu.

Především u zařízení, která nemají zásadní nebo žádný vliv na pohotovost zařízení, do- držení bezpečnosti provozu či výrobní kvalitu. Výhodou oproti údržbě preventivní je vy- užití maximální životnosti zařízení. Typickým příkladem údržby po poruše může být například výměna světelného zdroje až tehdy, kdy se v žárovce přepálí vlákno a přestane fungovat. [2]

1.3.2 Preventivní údržba

Základem preventivní údržby je včasný zásah, který zamezí samotnému výskytu poruchy, nebo alespoň zmírní celkový dopad. Zahrnuje plánované aktivity, které vychází na základě znalostí o daném stroji nebo jeho součástech. Četnost údržby je stanovena na základě časových intervalů, sledování aktuálního stavu zařízení nebo se hledá příčina dané poruchy, která se odstraní a tím se vyřeší i poruchový stav.

a) Údržba podle stanovených intervalů zahrnuje kontroly, prohlídky nebo opravy na základě časových úseků, které se periodicky opakují. Frekvence těchto zákroků se počítá podle kalendářních nebo výrobních hodin, počtu vy- robených kusů apod. Je zde větší riziko výskytu poruchy po provedené údržbě nebo naopak nadbytečnost úkonu.

b) Prediktivní údržba má smysl tehdy, když je v rámci údržby zakomponované sledování stavu zařízení a můžeme stanovit jeho degradaci. Pravidelným zjiš- těním kondice stroje je možné oproti údržbě podle stanovených intervalů lépe využít životnost a vyhnout se nadbytečným zásahům.

c) Proaktivní údržba slučuje výše uvedené body preventivní údržby. Navíc se zabývá hledáním příčin poruchového stavu a jeho vyřešením. Tím se zbavíme i následného výskytu poruchy.

[3]

(16)

16

1.4 Hodnocení efektivity údržby

Základem údržby je najít výhodný poměr mezi prostředky vynaloženými na údržbu a snížením rizika, které nám údržba přináší. Vždy záleží na konkrétním provozu, jeho požadavcích a možnostech odstavení stroje pro vykonání údržby. Lze říci, že ideální plán údržby se pohybuje na tenké hranici mezi smyslem údržby po poruše (snaha využít celou životnost bez zbytečných zásahů) a preventivní údržby (minimalizování porucho- vého stavu).

Účinnost údržby je možné ekonomicky vyčíslit pomocí stanovení tzv. indexu MEI (Midwest Economy Index). Tento vzorec je převzat z ekonomie, kde je využíván pro měření růstu neobchodních činností. V tomto případě je vzorec upraven pro zjištění, jak je daný plán údržby vhodně nastaven.

𝑀𝐸𝐼 = 𝑅_𝑁𝑂[𝐾č/𝑟𝑜𝑘] − 𝑅_𝑈𝑂[𝐾č/𝑟𝑜𝑘]

𝑁_𝑃𝑈[𝐾č/𝑟𝑜𝑘]

(1.1) Kde: MEI … index efektivnosti údržby;

RNO … riziko neudržovaného objektu (bez preventivní údržby);

RUO … riziko udržovaného objektu (s preventivní údržbou);

NPU … náklady na preventivní údržbu.

Z rovnice (1.1) je patrné, že riziko neudržovaného objektu i udržovaného objektu bude vyčísleno z pohledu ročních finančních výdajů. Výpočet těchto rizik je naznačen vztahem (1.2), respektive (1.3).

𝑅_𝑁𝑂[𝐾č/𝑟𝑜𝑘] = 𝑁_𝐹 [𝐾č]

𝑀𝑇𝐵𝐹_𝑁𝑂 [𝑟𝑜𝑘]

(1.2)

𝑅_𝑈𝑂[𝐾č/𝑟𝑜𝑘] = 𝑁_𝐹 [𝐾č]

𝑀𝑇𝐵𝐹_𝑈𝑂 [𝑟𝑜𝑘]

(1.3)

(17)

17 Kde: NF … následky poruchy ve finančním ocenění;

MTBFNO … střední doba mezi poruchami neudržovaného objektu;

MTBFUO … střední doba mezi poruchami udržovaného objektu.

MTBF neboli střední doba mezi poruchami (Mean Time Between Failures), je veličina odvíjející se ze statistických předpokladů. Slouží pro vyjádření spolehlivosti za- řízení. Jedná se o časovou veličinu. Čím větší je tato hodnota, tím se snižuje pravděpo- dobnost poruchy.

𝑀𝐸𝐼 = 𝑅_𝑁𝑂− 𝑅_𝑈𝑂 𝑁_𝑃𝑈 =

𝑁_𝐹

𝑀𝑇𝐵𝐹_𝑁𝑂− 𝑁_𝐹 𝑀𝑇𝐵𝐹_𝑈𝑂 𝑁_𝑃𝑈

(1.4)

Podstatou indexu MEI je zjištění, zda se preventivní údržba vyplatí v porovnání s provozováním do výskytu poruchy. Obecně mohou na konci výpočtu nastat 3 případy:

MEI > 1 plán preventivní údržby je výhodný;

MEI ≈ 1 plán preventivní údržby je na zvážení, rozhodnutí mezi porucho- vou a preventivní údržbou zpravidla závisí na dalších okolnostech (sběr statistických dat, společná údržba s jinými zařízeními atd.);

MEI < 1 plán preventivní údržby je nevýhodný, doporučuje se zařízení pro- vozovat do poruchy.

[5]

(18)

18

2 Technologie lisu a návaznost na výrobní proces

Vstřikovací technologie pro zpracování například termoplastů, elastomerů nebo pryží je momentálně nejpoužívanější právě pro její snadnou cyklickou opakovatelnost ve výrobním procesu. Samotný princip je založený na tlakovém lití roztavené hmoty za ur- čité teploty do formy. Vyrobený kus může být polotovar, který se dál zpracovává, nebo se jedná o finální produkt.

2.1 Historie vstřikování a obecný popis

První zmínky o používání mechanizovaných vstřikovacích lisů sahají až do 19.

století, kdy si američtí bratři Hyattové patentovali první takovýto stroj. Jednalo se o válce vytápěné parou s hydraulickým pístem ve vertikální poloze. Dále obsahoval trysku pro vstřik matriálu, která byla kolmo umístěna na osu válce a dosedávala na dvoudílnou oce- lovou formu. Ta byla z druhé strany uzavírána druhým hydraulickým válcem. Avšak nej- větší rozvoj těchto zařízení nastal až po roce 1945, kdy se tato technologie zpracování plastů stala nejpoužívanější. Především díky velkému nárůstu počtu nových termoplastů a termoplastických elastomerů. V dnešní době existuje mnoho druhů lisů. Základní roz- dělení vypadá následovně:

 stroje horizontální;

 stroje vertikální.

Horizontální stroje jsou využívány mnohem častěji pro jejich snadnou automati- zaci a velko-obrátkovou produkci výrobků. Také disponují větší velikostí vstřikovací jednotky (objem vstřiku v cm³) a větší uzavírací silou zavírání formy (desítky kN až 80MN).

Naproti tomu vertikální stroje vynikají při náročném požadavku na výrobek. Dokáží za- stříknout do výrobku takzvané zálisky (další prvky), jedná se o závitová pouzdra, prů- chodky nebo například elektrické vodiče. Takový požadavek zpravidla nelze vůbec, nebo jen minimálně automatizovat do klasické výroby z důvodu vysokých nákladů a proto se většinou jedná o zakázkovou výrobu. Dále lze stroje rozdělit podle pohonu:

 hydraulické;

 mechanické;

 elektrické;

 hybridní.

(19)

19 V dnešní době je stále nejvíce rozšířený hydraulický pohon, který obsahuje hyd- raulický obvod s regulací tlaku a objemovým průtokem. To zajistí plynulé ovládání.

Oproti plně elektrickému pohonu je navíc výrazně levnější. Navzdory vyšší ceně nabízí elektrický stroj úplnou absenci hydraulického oleje (pro pohyb stroje jsou používány ser- vopohony), přesnější, tišší a rychlejší výrobu. Odpadnutím hydrauliky také klesá ekolo- gická zátěž pro okolí a nutný chladící okruh pro olej. Stále více se ale využívá kombinace těchto dvou pohonů. Hybridní stroje využívají výhodu hydraulického pohybu na uzaví- rání jednotky a elektrický pohon dopravy materiálu, čímž se zajistí vysoká přesnost a opakovatelnost vstřikovacího procesu. Tím se celkově zkvalitní výroba. V neposlední řadě lze stroje rozdělit podle způsobu dopravy taveniny do formy, a to následovně:

 pístové;

 šnekové;

 kombinované.

Pístové vstřikovací stroje jsou dnes již kompletně vytlačeny šnekovým způsobem, především díky snadnějšímu promíchání a homogenizování teploty v celém objemu taveniny. Pístové stroje po násypu materiálu z násypky pouze pístem materiál posunuly do formy. Těsně před formou bylo zasazeno tzv. torpédo, které mělo materiál promíchat. To se však neukázalo jako efektivní řešení. Jak je patrné z Obr. 2-2, ve šnekovém provedení je před vstřikem do formy materiál řádně promíchaný a jednotně ohřátý.

2.2 Základní části lisu

Výrobní vstřikovací lis, na kterém je tato bakalářská práce vypracována, vyrobila rakouská společnost ENGEL AUSTRIA GmbH. Jedná se horizontální, hydraulický stroj se šnekovým způsobem dopravy. Veškeré obrázky, využité v následujícím popisu výrob- ního procesu, jsou čerpány z interních dokumentů společnosti. Popis základních částí stroje je vyobrazen na Obr. 2-1.

(20)

20

2.3 Proces vstřikování plastů

Při výrobě touto technologií se surovina – plastový granulát plní do násypky vstři- kovacího lisu, ze které se sype do komory, kde je plastifikačním šnekem tlačena do válce, ve kterém se ohřívá a ve formě taveniny vstupuje do trysky, kterou je vstřikována do formy. Po vychlazení se forma otvírá, výrobek se vyjímá z formy a pokládá na dopravník k obsluze stroje. Celý cyklus se opakuje stále dokola.

Obr. 2-1 Schéma základních součástí lisu

(21)

21

Obr. 2-2 Grafické znázornění vstřikování plastu do formy

Vstřikovací formy svou velikostí a počtem otisků (počet dílů, které vypadávají při jednom zdvihu formy) odpovídají požadavkům na budoucí výrobek a na požadovanou kapacitu výroby. Zvyšováním počtu otisků roste kapacita výroby a klesá cena výrobku, je však nákladnější výroba formy.

Tato technologie je nejvíce rozšířenou pro zpracování plastů, vyžaduje však velké série výrobků (řádově desítky tisíc). Jen při takových sériích je možné vyšší náklady na výrobu formy rozpočítat do jednotlivých výrobků. Vstřikováním je možné zpracovat vět- šinu běžných plastů.

(22)

22

2.4 Doprava materiálu

Doprava materiálu probíhá za pomoci podtlaku vytvářeného vakuovými pum- pami. Materiál teče z venkovních příjmových sil do sušících sil, kde probíhá sušení a předehřev materiálu při 80°C. Poté je materiál distribuován za pomoci počítače a rozdě- lovníku materiálu k jednotlivým strojům. Množství materiálu v násypkách i v silech je hlídáno pomocí čidel.

2.5 Chlazení a chladící zařízení

Chlazení forem je zajišťováno chladicím zařízením Piovan a regulátory průtoku před vstupem chladicí kapaliny do formy. K chlazení je použita speciálně upravená voda.

Na chladícím zařízení je možno regulovat teplotu a tlak kapaliny. Okruh je uzavřený, a pokud je potřeba doplnit kapalinu, musí se dočerpat ze speciální nádrže.

Obr. 2-3 Způsob dopravy granulované materiálu do stroje

(23)

23

2.6 Předehřev

Předehřev stroje se využívá pro vyhřátí vtokových kanálů a horkých vtoků v ná- stroji na požadovanou teplotu – přibližně 230°C. Tímto předehřevem je umožněna rych- lejší výměna formy do rozběhu nového výrobku a snížení časového prostoje při výrobě.

Forma by se měla předehřívat minimálně 20 minut.

2.7 Technologická návaznost

Společnost DMCZ s.r.o. se snaží co nejvíce komponent pro výrobu klimatizač- ních jednotek vyrobit sama a zachovat si tak vlastní kvalitu výrobku, zamezit problémům s dopravou těchto prvků a především zvětšit portfolio výrobků na trhu a nezávislost po- stavení. Uspořádání výrobní části lze rozdělit na tři základní části. Oddělení Molding obsahuje výrobní vstřikovací stroje v celkovém počtu 15 lisů, které produkují z plastických materiálu tělo klimatizační jednotky (HVAC), ventilátor (BLOWER), větrák (FAN) a be- dýnky na uskladnění a převoz materiálu pro interní využití. Druhou částí je oddělení vý- parníků na produkci komponentů potřebných pro funkčnost klimatizační jednotky, jako jsou kondenzátor, výparníková jednotka nebo topné jádro. Poslední částí jsou sériové výrobní linky (HVAC linky) na kompletaci finálního výrobku klimatizační jednotky, pří- padně pouze ventilátorové jednotky. Odsud putují kusy do logistiky, případně okamžitě k zákazníkovy. Řízení logistiky je nastaveno pomocí metody JIT („Just-in-time“), která má za cíl zmenšit skladovací kapacity. Právě tyto kompletní jednotky jsou pro DMCZ s.r.o. primárním výrobkem, který nabízí na trhu.

Obr. 2-4 Chladící okruh

(24)

24 Z tohoto uspořádání je tedy patrná přímá závislost produkce společnosti na vstři- kovacím lisu. S tím souvisí i vysoký požadavek na spolehlivost. Z důvodu absence vět- ších skladovacích prostor je na oddělení Moldingu vytvořen dočasný sklad, tzv. Partial Area. Dočasný sklad plastových dílů se zřizuje jako prevence pro případ nenadálé poruchy stroje či formy, aby bylo neustále zajištěno určité množství dílů pro montáž klimati- začních jednotek. Plastový materiál po chvíli ztrácí své vlastnosti a z tohoto důvodu se ve skladu pracuje se systémem FIFO (z anglického jazyka „first in, first out“ což zna- mená, že jako první jsou ze skladu odebírány ty díly, které do něj byly vloženy nejdříve).

Tímto způsobem se zamezí ztráta kvality celkového produktu.

(25)

25

3 Popis stávající údržby na zařízení

Současný plán údržby ve společnosti Denso Manufacturing Czech s.r.o. lze shr- nout do dvou bodů. První část údržby zahrnuje preventivní prohlídky zařízení jednou za 6 měsíců. Jedná se o komplexní prohlídku samotného výrobního lisu včetně přidružených částí jako je dopravník, manipulátor a kleště robota pro vyndávání plastového výlisku z formy. Druhým bodem údržby je provádění tzv. TPM („Total Productive Mainte- nance“) seřizovačem, případně mistrem. Takt kontrol je dán podle charakteru části, která je kontrolována. Detailnější popis se nachází v následujících podkapitolách TPM. Těmito zákroky by měl být docílen bezporuchový chod, který neovlivní výrobu a nepřinese eko- nomické ztráty, které by byly způsobeny nejen opravou zařízení, ale především nedodá- ním zakázky zákazníkovi.

Z důvodu postupné modernizace a zvětšování objemu výroby (první sériová vý- roba v dubnu 2003) nejsou všechny vstřikovací lisy totožné. Veškeré zařízení je dodá- váno výhradně rakouskou společností ENGEL AUSTRIA GmbH, avšak postupem času se technologický vývoj posouvá neustále kupředu. To má vliv i na vstřikovací technologii.

Z tohoto důvodu se tato práce bude vztahovat na vstřikovací stroje s interním označením IMM5 až IMM9. Těchto 5 výrobních celků je totožných a zabírá největší jednotnou část z celkového počtu 15 lisů.

3.1 Preventivní prohlídka na lince Molding

Z pohledu dlouhodobých preventivních úkonů údržby společnost DMCZ s.r.o.

vychází, mimo jiné z doporučení výrobce vstřikovacího lisu, na základě kterého je vytvo- řeno 9 speciálních měření. Tato měření mají zajistit prevenci před zhoršením kvality vý- roby, ale také zvýšit bezpečnost provozu. Dále se provádějí veškeré úkony, které spadají do denní kontroly, která je popsána v kapitole 3.2. Jedná se tedy o kompletní prohlídku stroje se všemi komponenty, kde je možný výskyt poruchy.

Údržba je prováděna nejen na vstřikovacím lisu, ale také na přídavných zařízeních jako je manipulátor pro robota a vyndavacího robota. Tento robot vyjme vyrobený kus plastu z formy a položí ho na dopravní pás, který vede k obsluze. Také se kontroluje stav zásobníku – sila a takzvaný zakládací stůl, na kterém je prováděna finální úprava před založením do vozíku a dalším zpracováním na jiném oddělení. Aktuální počet zařízení,

(26)

26 která se kontrolují, je 43, z toho 15 vstřikovacích lisů. Samotné lisy podstupují 2 kom- plexní kontroly za jeden rok, ostatní části jsou kontrolovány pouze jednou ročně. Za jeden rok je tedy provedeno 58 kontrol, přičemž musí být vždy odstaven stroj minimálně na jednu pracovní směnu. Plán počítá s měsíčním rozestupem mezi údržbou jednotlivých zařízení, přičemž se v jednom měsíci překrývá údržba maximálně dvou lisů.

3.2 Denní kontrola

Společnost DMCZ na oddělení Molding pracuje ve třísměnném provozu v pra- covní dny. Z toho plyne vysoký požadavek na spolehlivost. Snaha tento požadavek splnit je podpořena pravidelným plněním denních kontrol. Pojem denní kontrola je chápán jako úkon preventivní údržby, nikoliv sběr dat pro podklady k prediktivní údržbě. Obecně zná- mým problémem je myšlenka, že peníze na prevenci nejsou třeba a jedná se o zbytečné náklady. Řešení následných problémů až v případě poruchy je však neefektivní a mnohdy přinese řádově větší náklady, než jsou samotné preventivní náklady.

Některé úkony, které jsou součástí denních kontrol, není možné provádět za chodu zařízení. Jedná se o veškeré práce spojené s čistotou stroje, jeho pracovního pro- storu nebo mazání jednotlivých komponentů. Dle oficiálního stanoviska společnosti je princip provádění denních kontrol nestanoven, nelze tedy jednoznačně určit, zda se pro- vádí při chodu stroje, případně před začátkem výroby. V práci se vychází z předpokladu, že je údržba prováděna před začátkem výroby a na zařízení se v dané chvíli nevyrábí.

3.2.1 TPM

TPM, neboli „Total Productive Maintenance“ lze vlně přeložit jako „totální pro- duktivní údržba“. Tento komplexní přístup k údržbě a provozu má za cíl snížení nákladů při minimálních časových a finančních výdajích na pravidelnou údržbu. Především se jedná o zamezení pracovních úrazů, minimalizaci časových prostojů vzniklých ve výrobě a zajištění stabilního procesu výroby. Základem této údržby je zapojení nejen pracovníků údržby, ale především obsluhy stroje do pravidelných kontrol. Tím se zamezí plýtvání pracovníků údržby, kteří by mohli být v danou chvíli potřeba jinde. Ale především se zvýší odborná způsobilost samotné obsluhy, která mnohdy dokáže některé poruchy vyře- šit sama. Jelikož právě obsluha je v kontaktu se strojem nejčastěji, je vhodné brát v potaz při modernizaci také jejich zkušenosti.

(27)

27 Podstatou TPM je zařízení pravidelně udržovat dle stanoveného plánu, při vý- skytu menších poruch zařízení by měla být pověřená osoba schopna závadu opravit a uvést zařízení opět do chodu. V reálném provozu lze TPM chápat jako kooperaci mezi jednotlivými odděleními, kdy jsou úkony údržby rozmístěny mezi více oddělení, která spolu vzájemně spolupracují. Pravidelným školením všech pracovníků lze dosáhnout:

 zvýšení efektivnosti výroby;

 zmenšení časových prostojů při výskytu poruchy;

 lepší bezpečnosti práce a zdraví na pracovišti;

 zamezení údržby po poruše a s tím spojeným veškerým nákladům.

K samotnému vstřikovacímu lisu je pro úplnou funkčnost připojen manipulátor s robotickými kleštěmi a dopravníkem. Samotná denní kontrola je tedy rozdělena na 3 samostatná zařízení.

3.2.2 Údržba vstřikovacího lisu

Jako součást pravidelné kontroly se obecně provádějí úkony, které mají zvýšit bezpečnost práce, zachovat kvalitu výrobku a udržet stroj v chodu. Pro zjednodušení pl- nění těchto úkonů je využito optických závor, centrálních stop tlačítek případně stavoz- naků u provozních kapalin. Mimo to se také dbá na pravidelný dozor nad čistotou pracoviště. Jednotlivé kontroly se provádějí v různých časových sledech, tudíž se vždy nejedná přímo o každodenní kontrolu. Konkrétně jsou všechny úkony popsány v Tab. 3- 1, respektive v Tab. 3-2.

(28)

28

Tab. 3-1: Údržba vstřikovacího lisu Číslo

kontroly

Kategorie kontroly

Předmět kontroly

Kritérium kontroly

Metoda

kontroly Frekvence Doba kontroly

1 Bezpečnost práce

Kontrola stop tlačítek a bezpečnost.

zábran

Kontrola funkčnosti a neponičitel-

nosti

zrakem,

hmatem týden 4 min.

Stav mazacího oleje, čistota v

okolí

Stavoznak mezi ryskou MIN a MAX;

čistota

zrakem týden 1 min.

Hladina hydraulického

provozního oleje

Stavoznak mezi ryskou MIN a MAX

zrakem směna 1 min.

Kontrola vzduchu

Tlak v roz- mezí 6±2 bary

zrakem,

sluchem směna 1 min.

Chod hydraulických

čerpadel

Výskyt abnormalit při

chodu zařízení

zrakem,

Kontrola pohyblivých

částí stroje

Nevydává-li abnormální zvuky, správ-

nost pohybu

zrakem,

7 Čistota Čistota trysky a okolí stroje

Žádný mate- riál na trysce a

v okolí agregátu

8 Čistota Čistota vně a v okolí stroje

Celková čis- tota, žádný únik oleje a

vody

7 Čistota Kontrola ližin

Celková čis- tota ližin (voda, rez),

kontrola mazání

8 Čistota Kontrola couplerů,

hadic

Čistota hadic, mastnota, poškození

hadic

Celkem týdně: 215 min.

(29)

29

Tab. 3-2: Údržba forem Číslo

kontroly

Metoda

1 Čistota Čištění doseda- cích ploch

Kontrola čistoty

zrakem,

2 Čistota

Mazání přeložek posuvníků

Kontrola namazání

zrakem,

3 Čistota Mazání

vodících klínů Kontrola

namazání zrakem,

4 Čistota

Mazání naváděcích

kolíků

Kontrola

namazání zrakem,

5 Čistota Mazání

vyhazovačů

Kontrola namazání

zrakem,

6 Čistota

Čištění a vizu- ální kontrola výměnných

vložek

Kontrola

čistoty zrakem,

7 Čistota

Čištění a kontrola přítom- nosti plastu ve

tvaru formy

Kontrola čistoty

zrakem,

8 Čistota

Čištění a vizuální kontrola desek formy

Kontrola

čistoty zrakem,

Celková časová dotace na údržbu výrobního stroje lze vyčíslit do součtu 231 min/týdně. Kontroly jsou prováděny seřizovačem (pracovní pozice z výrobního oddělení – snaha rozdělit práci údržby na více oddělení). Snížením času, který se věnuje údržbě lze prodloužit výrobní čas, což vede ke zvýšení objemu výroby a zvýšení zisku.

(30)

30 3.2.3 Údržba dopravníku

Pravidelná údržba samotného dopravníku, jakožto příslušenství ke vstřikovacímu lisu pro dopravu výrobku k operátorovi je podstatnou součástí výroby. V případě poruchy na dopravníku může být OK kus před dopravením poničen.

Tab. 3-3: Údržba dopravníku Číslo

kontroly

Metoda

Kontrola stop tlačítek

Kontrola funkčnosti a

neponičitel- nosti

zrakem,

2 Kvalita výrobku

částí dopravníku

Nevydává-li abnormální

zvuky při chodu

zrakem,

3 Čistota

Kontrola čis- toty dopravníku

a jeho okolí

Žádné odstřiky, odřezky, spadlé

kusy

V přepočtu na týdenní časovou náročnost je třeba věnovat dopravníku 31 min týdně.

(31)

31 3.2.4 Údržba manipulátoru a kleští robota

V rámci vstřikovacího lisu je další nezbytnou komponentou manipulátor s robo- tickými kleštěmi.

Tab. 3-4: Údržba manipulátoru robota Číslo

kontroly

Metoda

nosti

zrakem,

Kontrola vzduchu

Neuniká-li žádný vzduch

zrakem,

sluchem den 1 min.

3 Kvalita výrobku

částí manipulátoru

Nevydává-li abnormální

zvuky při chodu

zrakem,

4 Kvalita výrobku

Kontrola funkčnosti výměny kleští

Projetí polohy, upnutí kleští,

hluk

zrakem měsíc 5 min.

5 Čistota

Kontrola čistoty manipulátoru a

jeho okolí

Žádné materiál na manipulá- toru, odřezky,

spadlé kusy

Týdně je údržbě manipulátoru věnováno 24 minut. Souběžně s touto údržbou je prováděna kontrola robotických kleští, které mají za úkol vyjmout vyrobený plastový kus z formy a položit ho na dopravní pás. Jelikož se jedná o přímý kontakt s čerstvě vyliso- vaným plastem, je nutné udržovat tento manipulátor a především kleště v maximální čis- totě, aby nedošlo k poškození výrobků. Pro lepší orientaci popis v samostatné tabulce, viz Tab. 3-5.

(32)

32

Tab. 3-5: Údržba kleští robota Číslo

kontroly

Metoda

nosti

zrakem,

hmatem den 1 min.

Kontrola profilů, pístu, funkčnosti kla- pek a saviček

Kontrola funkčnosti,

utaženosti

zrakem,

hmatem den 1 min.

3 Kontrola senzorů

částí manipulátoru

Kontrola funkčnosti, ukotvení na

pozici

zrakem,

hmatem den 1 min.

4 Čistota Kontrola funkčnosti výměny kleští

Není-li na kleštích

nečistota zrakem den 1 min.

Údržba robotických kleští zabere 20 minut týdně. V součtu s údržbou manipulá- toru se seřizovač věnuje této komponentě dohromady 44 minut týdně.

(33)

33

4 Návrh nového plánu údržby

Na základě analýzy stávajícího plánu údržby, který je ve společnosti Denso Manufacturing Czech s.r.o. aktuálně nastaven, lze usoudit, že plánované změny je možné praktikovat pouze v rámci denních kontrol (viz kapitola 3.2). Preventivní prohlídka, jak již bylo napsáno v kapitole 3.1, vychází z doporučení výrobce a v současně době nejsou k dispozici všechna potřebná data pro její optimalizaci. Denní kontrola je prováděna v pravidelných intervalech s týdenním časovým fondem, kde právě tyto intervaly ovliv- ňují časové vytížení seřizovače (osoba provádějící běžnou údržbou dle plánu) a přede- vším výrobní čas stroje. Zavedení měřícího systému přináší výhodu nejen v nepřetržitém sledování daných parametrů, ale především eliminace lidského faktoru. Právě lidský faktor je z velké části příčinou chyb a nedokonalé kontroly. Z tohoto důvodu bude v této kapitole popsán návrh na modernizace údržby pouze pro denní kontrolu.

Rozborem stávající denní údržby je patrné, že změny je možné praktikovat pouze v rámci údržby vstřikovacího lisu (viz Tab. 3-1). Změna kontrol čistoty formy, správného pohybu manipulátoru nebo přítomnosti všech zapojených hadic je složité na provedení nebo dokonce nemožné. Proto se následující kapitola bude zabývat pouze vstřikovacím lisem jako samotného zařízení.

4.1 Modernizace stávajícího plánu údržby vstřikovacího lisu

Primární změnou v plánu údržby je snaha převést některé vizuální kontroly pro- váděné proškoleným pracovníkem na kontrolu pomocí snímacího zařízení. Propojením všech senzorů s využitím softwaru pro zpracování naměřených dat lze tuto údržbu pro- vádět nepřetržitě a veškeré abnormality se okamžitě detekují. Tím se docílí komplexnější preventivní údržba s menším vytížením pracovníků společnosti.

Při sestavování modernizace plánu údržby bylo využito katalogové nabídky ve- řejně dostupných společností, která se specializují na průmyslová zařízení. V této práci je využito produktů firmy ifm electronic, spol. s. r. o. především pro jejich produktovou nabídku systémů pro prediktivní údržbu. Součástí samotného návrhu sytému je nabízený software pro monitorování více zařízení najednou, tím lze zjednodušit následné sledování stavu zařízení.

(34)

34 V rámci vstřikovacího lisu je návrh změn v podobě automatického měření hladiny provozních kapalin (provozní a hydraulický olej), kontrola tlaku vzduchu a kontrola vib- rací hydraulických čerpadel.

4.1.1 Kontrola stavu a hladiny oleje

Na vstřikovacím stroji se kontrola hladiny provozního oleje provádí ve dvou bo- dech. V prvním se kontroluje hladina mazacího oleje včetně sledování znehodnocení vli- vem nečistot. Následná kontrola obsahuje stav hladiny hydraulického oleje. Využitím snímačů pro kontrolu stavu hladiny těchto dvou provozních kapalin odpadne nezbytná vizuální kontrola. Z produktové nabídky firmy ifm electronic, spol. s.r.o. byl vybrán ka- pacitní senzor KQ5100 (dostupné z www: https://www.ifm.com/cz/cs/product/KQ5100).

Jeho výhoda je možnost napojení na systém IO-Link, který umožňuje neustálou detekci stavu. Cena zařízení je 1 300 Kč.

Pro kontrolu kvality oleje je vhodný optický senzor LDP100 (dostupné z www:

https://www.ifm.com/cz/cs/product/LDP100), který pracuje na principu monitorování částic v oleji. Na senzoru je implantován displej pro okamžité zobrazení třídy čistoty oleje, jeho cena je 47 500 Kč.

4.1.2 Kontrola tlaku vzduchu

Správně nastavený tlak vzduchu je nezbytný pro chod zařízení. Stávající plán údržby počítá s kontrolou tlaku každou směnu. Implementací tlakového senzoru PQ3834 (dostupné z www: https://www.ifm.com/cz/cs/product/PQ3834) pro pneumatické apli- kace lze vizuální kontrolu odstranit. Navíc snímač disponuje LED displejem pro lepší

Obr. 4-1 Senzor KQ5100 (vlevo) a senzor LDP100 (vpravo) [6]

(35)

35 čitelnost aktuálních hodnot přímo na stroji. Taktéž lze senzor napojit na IO-Link komu- nikaci a tedy aktuálně monitorovat stav. Tlakový senzor vyjde na 3 600 Kč.

4.1.3 Vibrodiagnostika na čerpadlech

Posledním návrhem na změnu plánu údržby vstřikovacího stroje je zavedení sys- tému na kontrolu vibrací čerpadel. Tato kontrola je nezbytná z ohledem na časté problémy se zvýšením vibrací, které má za následky opotřebení vnitřních kroužků pro napojení hadic, případně hrozí i následné vyhoření čerpadel. Zavedením průběžné kontroly lze zvý- šení vibrací dopředu odhadnout a předejít velkým škodám. Použitá vyhodnocovací jednotka VSE002 pro vibrační senzory (dostupné z www:

https://www.ifm.com/cz/cs/product/VSE002) umožňuje připojení až 4 vibračních sen- zorů, například VKV022 (dostupné z www: https://www.ifm.com/cz/cs/product/VKV022). Jednotka stojí 14 000 Kč, cena za jeden vibrační senzor je 5 000 Kč.

Obr. 4-2 Tlakový senzor PQ3834 [6]

Obr. 4-3 Jednotka VSE002 (vlevo) a snímač VKV022 (vpravo) [6]

(36)

36

4.2 Návrh nových kontrol v zařízení

Prozatímní modernizace plánu údržby je koncipována na převod denních kontrol, které jsou praktikovány pouze pomocí lidských smyslů, na kontrolu pomocí snímacích systémů. Současně lze do nového systému údržby zakomponovat dvě nové kontroly, které zajistí bezproblémový chod stroje. Tím se vyřeší aktuální problém, který má za ná- sledek časté zastavení výroby a nutnou opravu.

4.2.1 Kontrola úniku provozních kapalin

Aktuální nedostatek, který působí potíže při výrobě je častý únik provozních kapalin – hydraulický olej, do záchytných van pod strojem. Maximální objem vany je téměř po okraj roven 300 litrům. V případě protržení přívodních hadic je únik 300 litrů oleje v řádu několika minut. Při nesprávném nasazení hadice (netěsnost gumového těsnění cou- pleru) olej může unikat i více než týden. V praxi se běžně stává, že seřizovač (osoba zod- povědná za údržbu TPM) objeví větší únik oleje až po výtoku přibližně 100 litrů.

V průměru na jeden stroj lze určit úniky oleje na 1 200 l/rok, při přibližně 8 únicích po 150 litrech (zprůměrovaná hodnota vycházející z výskytu poruchy v poměru 1/3 prask- nutí hadice vůči 2/3 průběžného úniku z netěsnosti). Úniky oleje představují především tyto problémy:

 nedodržení bezpečného chodu zařízení;

 poruchu komponent na tuto kapalinu vázaných;

 ekologický dopad;

 časté doplňování novým olejem (cena 59Kč/l);

 nutné odstavení zařízení z důvodu vyčištění záchytné vany.

Pro detekci přítomnosti kapaliny je navrhnuto využít opět senzor KQ5100 (viz Obr. 4-1), který by byl připevněn na dně vany. Instalací senzoru na dně lze únik zjistit při výtoku asi 50 litrů. Tento odhad je vytvořen na základě výpočtu objemu vany a spínací schopnosti snímače (12 mm). Tím se zamezí větším únikům v řádu stovek litrů a odpadne případná vizuální kontrola. Opět se počítá s připojením snímače do systému IO-Link.

Cena za jeden kus tohoto senzoru je 1 300 Kč.

(37)

37 4.2.2 Detekce ucpání přívodní trysky granulátem

Druhý návrh pro zlepšení plánu údržby je zavedení kontroly přívodní trysky, která vstřikuje granulát do formy. Zde se vyskytuje problém ucpání trysky, čímž se sníží tlak potřebný pro správný vstřik granulátu do formy.

Obr. 4-4 Instalace detekce ucpání trysky

Realizování tohoto sledování je jednoduché. Instalováním PTFE (Polytetrafluo- retylen) hadičky, nerezové trubičky a objímky lze docílit sledování změnu tlaku uvnitř vstřikovacího ústrojí. Reálná instalace je zobrazena na Obr. 4-4. Ověření funkčnosti je následující – po zaškrcení PTFE hadičky se spustí alarm, následně je nutné zmáčknout reset.

Tato detekce byla již v průběhu zpracování bakalářské práce naistalována na jed- nom vstřikovacím lisu. Jednotka LA500 a tlakový regulátor AR-20G od firmy Airtect, ve spojení s výše uvedenými komponenty, zabraňují velkému ucpání přívodní trysky.

Kompletní zavedení systému na jeden lis stojí přibližně 22 000 Kč.

(38)

38

5 Zhodnocení nového systému

Navržené změny v systému údržby TPM (ve společnosti nazvané „denní kontrola“) by měli posunout aktuální plán údržby na vyšší úroveň. Díky zavedení automatic- kého měření lze navíc získat data pro sestavení prediktivního plánu a lépe rozvrhnout nejen finanční prostředky, ale také práci osob na oddělení údržby. Popřípadě uvolnit osobu z oddělení výroby (seřizovač) na jiný druh práce, nežli je provádění údržbových prací. Dalším velkým přínosem je eliminace lidského faktoru, čímž se zaručí pravidelnost provedených zákroků při zachování kvality provedené kontroly nebo úkonu údržby.

Pro snazší zhodnocení bude následující návrh modernizace popsán a vyčíslen pro jeden vstřikovací lis. Zavedením nového systému, který modernizuje aktuální údržbový plán, lze eliminovat následující úkony, které jsou momentálně prováděné pověřenou osobou:

Tab. 5-1: Eliminované body z údržby vstřikovacího lisu Číslo

kontroly

Metoda

Stav maza- cího oleje, čistota v

okolí

Stavoznak mezi ryskou MIN a MAX;

čistota

Hladina hydraulic- kého provoz-

ního oleje

Stavoznak mezi ryskou MIN a MAX

Kontrola vzduchu

Tlak v rozmezí 6±2

bary

zrakem,

Chod hyd- raulických

čerpadel

Výskyt abnormalit

při chodu zařízení

zrakem,

V Tab. 5-1 jsou popsány 4 body, které je možné eliminovat. Jedná se o údržbu vstřikovacího lisu (viz. Tab. 3-1), čísla kontrol jsou zachována z původní tabulky pro jednodušší orientaci.

(39)

39 Reálné použití vyžaduje na každém stroji instalovat několik snímacích zařízení.

Pro úplnou funkčnost je třeba počítat s propojením jednotlivých segmentů vodiči a navíc mít napájení pro snímače, včetně sběrnic a ostatních příslušenství, což lze vyčíslit na při- bližnou částku 20 000 Kč/vstřikovací lis (tato částka vychází z katalogové nabídky ifm electronic, spol. s. r. o.). Poslední částí je software IO-Link pro sledování aktuálního stavu měřených veličin v počítači. Tento software se skládá z parametrizačního software (cena 2000 Kč) a softwaru OPC pro vibrační diagnostiku (cena 17 500 Kč). OPC software umožňuje připojit až 50 vibračních zařízení, jelikož je vstřikovacích lisů pouze 15, stačí jedna licence. Parametrizační software navíc disponuje grafickým rozhraním, kde se dají data z jednotlivých zařízení zobrazit. Rozpočítáním ceny za software na jednotlivé lisy lze dostat částku 1 300 Kč.

Tab. 5-2: Shrnutí použitých snímacích zařízení Snímací prvek Předmět kontroly Cena

[Kč/kus]

Časová úspora [týdně]

Kapacitní senzor KQ5100

Hladina mazacího

oleje 1 300

1 min.

Optický snímač LDP100

Čistota mazacího

oleje 47 500

Kapacitní senzor KQ5100-

Hladina hydraulického

provozního oleje 1 300 15 min.

Tlakový senzor PQ3834

Kontrola tlaku

vzduchu 3 600 15 min.

Vyhodnocovací jednotka VSE002

Chod hydraulických

čerpadel

14 000

30 min.

Vibrační snímač VKV022

Chod hydraulických

čerpadel

5 000

Kapacitní senzor KQ5100

Kontrola úniku

provozních kapalin 1 300 Nový druh kontroly Jednotka LA500,

tlak. regulátor AR-20G, ostatní

příslušenství

Ucpání trysky

granulátem 22 000 Nový druh kontroly

Celkem: 96 000 61 min.

(40)

40 Výsledná cena za všechna zařízení na jeden vstřikovací lis je 96 000 Kč. Jedná se o hrubou cenu, bez rozpočítání částky za obslužný software, propojovací vodiče a přede- vším provedenou práci (zde se předpokládá, že oddělení údržby je schopno, v případě nízké časové vytíženosti, systém naistalovat). Konečná částka za systém preventivní údržby je dána součtem všech nákladů (pozn. N značí náklady):

𝑁_𝐼𝑁 = 𝑁_{𝑠𝑛í𝑚𝑎č𝑒} + 𝑁_{𝑠𝑜𝑓𝑡𝑤𝑎𝑟𝑒}+ 𝑁𝑝ří𝑠𝑙𝑢š𝑒𝑛𝑠𝑡𝑣í

(4.1) 𝑁_𝐼𝑁 = 96 000 + 1 300 + 20000

𝑁_𝐼𝑁 = 117 300 𝐾č

Úkony preventivní údržby, které jsou převedeny na snímací systém, není ne- zbytně nutné provádět na odstaveném zařízení. Jelikož oficiální stanovisko není jedno- značné, výpočet bude proveden pro obě varianty (náklady na údržbu za chodu zařízení – Núspora_1, náklady za údržbu na odstaveném zařízení – Núspora_0).

5.1 Výpočet efektivity při odstaveném zařízení

První varianta výpočtu vychází z předpokladu provádění údržby při odstaveném zařízení. Finanční úspora (Núspora_0) vychází z uspořených pracovních hodin seřizovače, přepočtených na jeden rok. Průměrná hrubá mzda na této pracovní pozici je 25 000 Kč měsíčně. S připočtením povinných odvodů 34%, které musí zaměstnavatel odvádět, vy- chází mzda na této pozici 33 500 Kč měsíčně. Hodinová mzda je v tomto případě 223 Kč/hod (Nmzda). Zavedením systému lze ušetřit 61 minut týdně. Jeden rok má 52 týdnu za předpokladu zanedbání přestupného roku. V tomto případě je počítáno s 50 pracovními týdny, 2 týdny jsou vyhrazené pro celozávodní dovolenou. Roční časová úspora (Učas) je tedy 51 hodin. Dále se uvažuje finanční ztráta z odstaveného lisu (Nprostoj). Společnost Denso tuto ztráty počítá z platu operátora výroby, který činí 21 000 Kč hrubého za měsíc.

Jeden vstřikovací lis obsluhují 2 operátoři. Hodinová mzda jednoho operátora s přičtením povinných odvodů je 190 Kč/hod. Částka, vyjadřující hodinový prostoj stroje je 380 Kč/hod. Obecně častým problémem je únik oleje do záchytné vany. Jak je již popsáno v kapitole 4.2.1, průměrný roční únik oleje je 1 200 litrů, spínací schopnost nového sen- zoru je po vytečení 50 litrů, při 8 poruchách tohoto typu. Z toho plyne 800 litrů oleje, který lze považovat pro další výpočet jako uspořený. Dále lze do výpočtu zahrnout nut- nost odstavení stroje pro úklid vany a okolí zařízení od této provozní kapaliny. Úklid 100