TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní
Karel Páral
Návrh montážní buňky v podniku
BOS Klášterec nad Ohří
Diplomová práce
2009
Fakulta strojní Katedra Výrobních Systémů
Obor : Výrobní systémy
Zaměření: Pružné výrobní systémy pro strojírenskou výrobu
Návrh montážní buňky v podniku
BOS Klášterec nad Ohří
KVS – VS – 191
Karel Páral
Vedoucí diplomové práce: Doc. Dr. Ing. František Manlig Konzultant : Ing. Jan Vavruška
Počet stran diplomové práce : 89 Počet příloh diplomové práce : 5 Počet obrázků diplomové práce : 65 Počet tabulek diplomové práce : 6 Počet grafů diplomové práce : 1
V Liberci, dne 05.06.2009
Diplomová práce KVS – VS – 191 TÉMA DIPLOMOVÉ PRÁCE:
Návrh montážní buňky
v podniku BOS Klášterec nad Ohří
ANOTACE:
Diplomová práce se zabývá celkovým návrhem a realizací optimalizované montážní buňky. Práce popisuje postup projektového řešení dle automobilové normy ISO/TS 16949.
Hlavním cílem projektového řešení návrhu výrobní buňky je optimalizovaný montážní postup a design výrobní buňky s ohledem na objem výroby, ergonomii práce a především na kvalitu výsledného produktu. Dalším cílem je zapracování optimalizované montážní buňky do celkového layoutu (půdorysného uspořádání) výroby firmy BOS Automotive Products CZ s.r.o. V práci jsou popsány podrobné analýzy návrhů a jejich řešení.
THEME OF GRADUATION THESES:
Design of manufacturing cell in the company BOS Klášterec nad Ohří
ANNOTATION:
Graduation thesis is engaged in suggestions and implementations of manufacturing cell and their optimalization. Thesis is describing projects steps according automotive norms ISO/TS 16949. The General Aim of project steps in suggestion of the manufacturing cell is focused on optimalization of manufacturing process and manufacturing cells design with in the light of production volume, human factors engineering and especially to the high quality of our product. Second Aim of the Graduation theses is to bring-in optimalized manufacturing cell to the general layout of the company BOS Automotive Products CZ s.r.o. In the theses are described naturally detailed analysis of the suggestions and their realizations.
Klíčová slova: Ladeboden, optimalizace, FMEA, MOST, Poka-Yoke, layout, mikro-layout.
Zpracovatel : TU v Liberci, Fakulta strojní, Katedra Výrobních Systémů
Dokončeno : 2009
Archivní označení zprávy:
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem byl seznámen s tím, že diplomová práce podléhá plně zákonu č.121/2000 o právu autorském, zejména § 60 (školní dílo) a § 35 (o nevýdělečném užití díla k vnitřním potřebám školy).
Souhlasím s tím, že TU v Liberci má právo na uzavření licenční smlouvy o užití mé diplomové práce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s případným užitím mé práce (prodej, zapůjčení, atd.).
Potvrzují také, že jsem byl seznámen s tím, že mohu užít své diplomové práce či poskytnout licenci k jejímu využití pouze se souhlasem TU v Liberci, která má právo ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů vynaložených univerzitou na vyhotovení díla (až do jejich skutečné výše).
Datum: 05.06.2009
Podpis
Místopřísežné prohlášení
Místopřísežně prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracoval samostatně s použitím uvedené literatury.
Datum: 05.06.2009
Podpis
Poděkování
Jsem velice poctěn, že mohu vyjádřit poděkování všem, jejichž zásluhou bylo možno tuto práci zrealizovat.
Tímto děkuji Bohuslavu Folbrechtovi (BOS Automotive Products CZ s.r.o.), doc. Dr.
Ing. Františkovi Manligovi a Ing. Janu Vavruškovi za podporu, pomoc, objektivní kritiku, ale hlavně za čas, který věnovali vzniku mé diplomové práce.
Dále bych chtěl poděkovat zaměstnancům firmy BOS Automotive Products CZ s.r.o.
v Klášterci n. Ohří za ochotnou spolupráci a kladný přístup při tvorbě projektu, který byl základem pro tuto diplomovou práci.
Obsah
Obsah ... 7
Seznam použitých symbolů ... 10
1 Úvod ... 12
1.1 Charakteristika firmy ... 13
1.1.2 Stručná charakteristika projektu, výrobku ... 14
1.1.3 SIPOC diagram ... 15
2 Teoretická část ... 17
2.1 Standardy firmy BOS ... 17
2.1.1 Norma ISO/TS 16949:2002 ... 17
2.1.2 APQP (Moderní plánování jakosti výrobku) ... 19
2.1.3 PPAP (Proces schvalování dílů do sériové výroby) ... 19
2.1.4 Pravidlo S.M.A.R.T. ... 21
2.1.5 Six Sigma... 22
2.1.6 FMEA (Analýza možných způsobů a důvodů závad) ... 24
2.1.7 POKA-YOKE ... 25
2.1.8 Kontrolní plán (Control Plan) ... 26
2.1.9 Technologický a kontrolní postup montáže ... 27
2.2 Optimalizace layoutu, mikro-layoutu ... 30
2.2.1 Buňkové uspořádání mikro-layoutu... 30
2.2.2 Value Added/ Non Value Added analysis ... 31
2.2.3 Spaghetti diagram ... 32
2.2.4 Porovnávací matice ... 33
2.2.5 Podlahový management ... 33
2.2.6 Metoda 5S ... 35
2.2.7 Metoda Kaizen ... 36
2.2.8 JIT (Just In Time) ... 37
2.2.9 Metoda Kanban... 37
2.3 Ergonomie pracoviště ... 38
2.3.1 MOST (Maynard Operation Sequence Technique) ... 40
2.4 Návrh montážní buňky ... 42
2.4.1 Zákaznický takt... 42
2.4.2 One piece flow ... 43
2.4.3 Mapa hodnotového toku (Value Stream Mapping)... 44
3 Praktická část ... 45
3.1 Zadání projektu ... 45
3.1.1 Požadavek zákazníka ... 45
3.1.2 Projektový plán ... 46
3.1.3 SIPOC (dodavatel, vstupy, proces, výstupy, zákazník) ... 47
3.1.4 Process flow diagram (skládačka dílů) ... 48
3.2 Návrh technologického postupu montáže ... 51
3.2.1 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) ... 52
3.2.2 Poka -Yoke ... 54
3.2.3 Kontrolní plán (Control Plan) ... 55
3.2.4 Pracovní a kontrolní montážní návodka ... 56
3.3 Návrhy mikro-layoutu montážní buňky ... 57
3.3.1 Návrh č.1 (s původním designem montážních stolů) ... 58
3.3.2 Návrh č.2 (s původním designem montážních stolů) ... 59
3.3.3 Návrh č.3 (s původním designem montážních stolů) ... 60
3.3.4 Porovnávací matice ... 60
3.4 Návrh designu stolů montážní buňky ... 62
3.4.1 Upravené návrhy mikro-layoutu ... 66
3.5 Rozbor realizovaného mikro-layoutu montážní buňky ... 67
3.5.1 Mikro-layout montážní buňky ... 67
3.5.2 MOST (Maynard Operation Sequence Technique) ... 68
3.5.3 Spaghetti Diagram ... 69
3.5.4 Value Adedd/Non Value Added index ... 69
3.5.5 Výpočet výrobního taktu buňky Ladeboden ... 70
3.5.7 Realizace montážní buňky ... 71
3.6 Zapracování do General Layoutu ... 72
3.6.4 Porovnání s původně navrhovaným stavem ... 73
4 Závěr ... 74
5 Seznam ... 75
5.1 Seznam obrázků ... 75
5.2 Seznam tabulek ... 77
5.3 Seznam grafů ... 77
5.4 Literatura ... 78
6 Přílohy ... 80
I. Kroky projektu dle metodologie DMADV (Six Sigma) ... 80
II. Mapa hodnotového toku realizovaného projektu ... 82
III. Pracovní a kontrolní montážní návodka ... 83
IV. Realizovaný návrh layoutu – metoda MOST ... 84
V. Porovnání parametrů jednotlivých návrhů ... 87
Seznam použitých symbolů
Ladeboden Název výrobku (deska do zavazadlového prostoru Audi B8)
SIPOC Supplier (dodavatel), Input (vstup), Process (proces), Output (výstup), Customer (zákazník)
VOC Voice of Customer (hlas zákazníka)
JIT Just In Time (právě v čas)
ISO/TS International Organisation for Standardization (Mezinárodní organizace pro standardy)/Technical specification (technická specifikace)
IATF International Automotive Task Force
(Mezinárodní automobilová úkolová organizace)
JAMA Japan Automobile Manufactures Association (Japonská automobilová výrobní asociace)
S.M.A.R.T. Specific, Measurable, Achievable, Realistic, Timed (specifický, měřitelný, dosažitelný, reálný, termínovaný)
MBO Management by Objectives (řízení dle cílů)
APQP Advanced Product Quality Planing and Control Plan (moderní plánování jakosti výrobku)
PPAP Production Part Approval Process
(proces schvalování dílů do sériové výroby)
DMAIC Define, Measure, Analyze, Improve, Control (definuj, měř, analyzuj, zlepšuj, kontroluj)
DMADV Define, Measure, Analyze, Design, Verify (definuj, měř, analyzuj, navrhni, ověř)
QS 9000 Systém managementu kvality pro automobilový průmysl
Poka-Yoke Princip nulových chyb ve výrobě (Poka – náhodná chyba, Yoke – zmenšení)
Control Plan Kontrolní postup jakosti výrobku
Layout Půdorysné rozvržení pozic ve výrobním nebo montážním prostoru
GL General layout (celkové půdorysné rozvržení montážní haly)
Mikro-layout Detailní půdorysné rozvržení pozic montážní (výrobní) buňky
VA/NVA Value Added/No Value Added (přidávající hodnotu/nepřidávající hodnotu)
SPC Statistical Process Control (statistická kontrola procesů)
QFD Quality for Deployment (kvalita pro rozmístění)
Kanban Systém řešící vztah zákazník-dodavatel ve výrobním procesu
MOST Maynard Operation Sequence Technique (metoda měření práce dle sekvencí pohybů)
OPF One Piece Flow (tok jednoho kusu)
KAIZEN Metoda trvalého zlepšování
JIDOKA Okamžité přerušení výroby v důsledku výskytu defektu
5S Systém (metoda) pořádku, bezpečnosti a standardizace
VSM Mapa hodnotového toku (Value Stream Mapping)
1 Úvod
Většina automobilových firem v dnešní době ”nastavuje tvář” tvrdému boji o zákazníka. Ve 21. století vládne světem automobilového průmyslu globalizace a nutí firmy k využívání nejmodernějších výrobních technologií. Základem úspěchu moderní firmy je zavedení řízení dle potřeb zákazníka, mezi které dnes patří především kvalita výrobku, plnění termínu dodávky a cena výrobku. Pro další zkvalitnění služeb, ale i zvýšení zisku je účinná optimalizovaná “štíhlá“ výroba se zaměřením na flexibilitu a vyváženost, umožňující dosahovat širokou variabilitu nabízených produktů.
S ohledem na budoucnost se v dnešní době většina moderních organizací zaměřuje na optimalizaci výroby s maximálním kapacitním využitím, a to jak prostorů, tak i lidských zdrojů. Lidské zdroje jsou stále jedním z nejdůležitějších faktorů kvalitní produkce, proto je nutné sledovat správnou ergonomii práce i ostatní pracovní podmínky, tj. soustředit se také na spokojenost zaměstnanců.
Diplomová práce popisuje analýzy, návrhy a realizaci optimalizace výroby v rámci kontinuálního zlepšování firmy BOS Automotive Products CZ s.r.o.
1.1 Charakteristika firmy
Firma BOS Automotive Products CZ s.r.o. je součástí koncernu BOS Group International, který má montážní a výrobní závody ve více než 10 státech po celém světě, zejména ve východní a západní Evropě, Severní Americe a Asii.
Mateřská společnost byla založena v roce 1910 panem Wilhelmem Baumaisterem v německém Stuttgartu. Od svého založení se firma specializovala na podnikání v automobilovém průmyslu. Prošla celou řadou historických milníků a z původní mateřské společnosti se v průběhu let stala moderní dynamicky se rozvíjející skupina firem, do které patří i BOS Automotive Products CZ s.r.o. (dále v textu jen “BOS”).
Obrázek 1: Výrobní a montážní závody koncernu BOS Group International [1]
Obrázek 2: Fotografie závodu BOS Automotive Products CZ s.r.o. [1]
V současné době má koncern BOS Group International přes 3400 zaměstnanců po celém světě. Firma BOS je jednou z poboček koncernu, který se vyniká nejvyšším nárůstem produktivity výroby.
Firma BOS vyrábí interiérové vybavení, týkající se bezpečnosti a pohodlí, a to do vozidel všech významných světových značek (např. Audi, BMW, Škoda, Volvo, Jaguar, Volkswagen a dalších). [10]
Obrázek 3: Ukázka výrobků a zákazníků firmy BOS Automotive Products CZ s.r.o. [1]
1.1.2 Stručná charakteristika projektu, výrobku
Oficiální název výrobku navrhované výrobní buňky je “Ladeboden Audi B8 (AU 482) Audi A4”, tímto názvem je také označen celý projekt. Výrobek lze charakterizovat jako
„posuvnou“ desku do zavazadlového prostoru vozů Audi B8 Avant (viz obrázek 4).
Projekt byl zadán na základě odvolávky firmy Audi Neckarsulm firmě BOS. Tento projekt je úvodním projektem pro zavedení montáže tohoto výrobku v koncernu BOS Group International. [1]
1.1.3 SIPOC diagram
Název SIPOC znamená v originále zkratku anglických slov supplier (dodavatel), input (vstup), process (proces), output (výstup), customer (zákazník). Tento diagram vyjadřuje spojení mezi všemi těmito činiteli.
V obecném případě se dá tento diagram použít flexibilně a to jak pro externího, tak i pro interního dodavatele a zákazníka, vstupy a výstupy. Procesem se může rozumět například podnik jako celek, nebo interní podnikový proces. Procesem dále může být jak výrobní, tak například i montážní proces (jako v případě této diplomové práce).
Tento diagram pomáhá porozumět procesu jako celku. Dále nám dává náhled na všechny vstupy do procesu ve vztahu ke všem dodavatelům.
Obrázek 5: Obecný popis SIPOC diagramu
Obrázek 4: Vůz Audi B8 A4 avant a deska do zavazadlového prostoru (Ladeboden) [1]
Základem fungování každého procesu je nastavení dodávek vstupů (většinou materiálových) a porozumění a budování vztahů se zákazníky. V interním pojetí vyjadřuje tento diagram porozumění o použitém systému dodávek materiálů do procesu (výrobních nebo montážních buněk). Celý proces je potom také obecně popsán v diagramu.
Obrázek 6: Proces operační strategie moderního podniku
Další částí SIPOC diagramu je výstup z procesu a jeho závislost na VOC, tzn. ”Voice of Customer” (hlas zákazníka). V interním pojetí tento diagram popisuje závislosti procesu na dalších procesech (interní zákazník) a jeho zásobování výstupy.
Výstupem tohoto diagramu je pro vedoucího projektu a pro projektový tým náhled na projekt a jeho ”aktéry”, kteří projekt přímo či nepřímo mohou ovlivnit. SIPOC diagram pomáhá mapovat všechny aktéry projektu, jakým je například mnou řešený návrh montážní buňky. [2]
2 Teoretická část
2.1 Standardy firmy BOS
Standardy firmy BOS popisuji v této diplomové práci ve dvou kapitolách. V první kapitole, tj. 2.1 Standardy firmy BOS popisuji metody pro návrh procesů. Metodami pro návrh procesů mám na mysli metody použité pro návrh a vytvoření procesu jako celku. Druhá část standardů firmy BOS je popsána v kapitole 2.2 Optimalizace layoutu – mikro-layoutu.
Jak již název napovídá, v této kapitole popisuji metody pro optimalizaci montážní buňky.
Metody pro návrh procesů popsány vycházejí z mezinárodních automobilových norem.
Tyto normy se staly standardem v globálním pojetí automobilového průmyslu, a tedy i ve firmě BOS. Zavedení norem usnadňuje komunikaci mezi zákazníky a dodavateli v tomto průmyslu tak, aby bylo dosaženo optimálních procesů, které produkují kvalitní výstupy.
2.1.1 Norma ISO/TS 16949:2002
Abychom trvale vyráběli kvalitní produkty a poskytovali kvalitní služby, musíme ke konkrétním projektům používat systematický přístup. Trvale vysoké úrovně kvality dosáhneme pouze ze předpokladu pochopení svých každodenních pracovních zvyklostí, zejména procesů a jejich neustálého zlepšování.
Obrázek 7: Procesní model podle ISO 9001:2000
Normy ISO 9001, QS 9000 a ISO/TS 16949:2002 nám poskytují organizovaný a dokumentovaný základ, na němž všechny úrovně hodnotového řetězce v odvětví automobilového průmyslu mohou standardizovat svoji práci. Všechny pobočky firmy BOS Group International jsou certifikovány podle těchto norem.
Pro automobilový průmysl používáme normu ISO/TS 16949:2002. Jde vlastně o technickou specifikaci, která představuje rozšíření požadavků evropské normy ISO 9001 na organizace působící v odvětví automobilového průmyslu, které zajišťují výrobu a příslušné služby a díly. Tato specifikace byla vypracována mezinárodní pracovní skupinou automobilového průmyslu (International Automotive Task Force – IATF) a japonským sdružením výrobců automobilů (Japan Automobile Manufactures Association, Inc. – JAMA) pracující pod patronátem technické komise ISO/TC 176, která je zodpovědná a soubor norem ISO 9000.
Mezi zásadní pravidla normy ISO/TS 16949:2002 a normy ISO 9001 patří zejména zásady managementu kvality. Zásady vycházejí z osmi společných řídících pravidel (viz.
obrázek 8.). [3]
Obrázek 8: Osm společných zásad pro normy ISO/TS 16949:2002 a ISO 9001
2.1.2 APQP (Moderní plánování jakosti výrobku)
Plánování jakosti výrobku a regulační plány (APQP – Advanced Product Quality Planning and Control Plan) byly vyvinuty společně firmami Chrysler, Ford a General Motors.
Základem metody je vytvářet moderní plány jakosti, které zajistí takový vývoj výrobku, jehož užitné vlastnosti a kvalita uspokojí zákazníka.
Jde o podobný strukturovaný postup projektu jako DMAIC. APQP je však součástí standartu ISO/TS 16949:2002 a hodnotí projekt jako celek, ne jako jeho jednotlivé části, jako je tomu u metody DMAIC – Six Sigma. Výrobkem je míněn hmotný výrobek nebo služba.
Používání této metodiky přináší následující výhodu: zjednodušení komunikace dodavatele se subdodavateli při plánování jakosti výrobku. [4]
2.1.3 PPAP (Proces schvalování dílů do sériové výroby)
Všechny díly používané v automobilovém průmyslu musí projít interním firemním schvalováním dle požadavků zákazníka, protože vyslyšení tzv. „hlasu zákazníka“ je základem pro úspěch na automobilovém trhu.
Obrázek 9: Základní fáze struktury APQP [4]
Účelem Procesu schvalování dílů do sériové výroby (PPAP) je dokazovat, že organizace správně rozumí všem požadavkům zákaznické konstrukční dokumentace a zákaznických specifikací a že výrobní proces je kapacitně schopen vyrábět produkt trvale splňující tyto požadavky, a to v průběhu skutečné výroby při požadovaném kapacitním výkonu.
Proces schvalování dílů do sériové výroby (PPAP) se musí používat ve všech interních i externích výrobních místech organizace, které dodávají výrobní díly, náhradní díly, výrobní materiály nebo volně ložené materiály. Pro hromadné materiály se PPAP nevyžaduje, pokud tak není specifikováno zplnomocněným představitelem zákazníka.
Samozřejmě jsou stanoveny základní požadavky, které musíme splnit při zavádění PPAP: u výrobních dílů musí být produkt pro PPAP odebrán z významné výrobní dávky.
Tato významná výrobní dávka musí být z výroby, která trvá jednu až osm hodin, a s konkrétním výrobním množstvím tvořícím nejméně 300 po sobě jdoucích dílů, pokud není zplnomocněným představitelem zákazníka stanoveno jinak.
U volně ložených materiálů se nepožaduje žádný „zvláštní“ počet dílů. Předložený vzorek musí být odebrán takovým způsobem, který zajistí, že bude prezentovat „ustálený stav“
průběhu procesu.
Co všechno musí organizace splnit jako požadavky na PPAP? Například musí předložit a dokumentovat: konstrukční dokumentaci, zprávu o materiálovém složení daného dílu, dokumenty o schválených technických změnách, analýzy druhů poruch a jejich důsledků v případě návrhu (FMEA), vývojový diagram procesu, plán kontroly a řízení, studie analýzy systému měření, výsledky kontroly materiálů, rozměrů a funkčnosti, počáteční studie procesu, ukazatele kvality a také musí splňovat veškeré další speciální požadavky zákazníka.
Výroba „desky do zavazadlového prostoru Ladeboden Audi B8“ a návrh její výrobní buňky se řídí normou ISO/TS 16949:2002, a tudíž používá systém procesu schvalování dílů do sériové výroby (PPAP).
Tato data jsou interním sdělením mezi firmou BOS a firmou Audi Neckarsulm, z tohoto důvodu jsem v diplomové práci tato data nepoužil. Je ovšem dobré naznačit, čím se schvalování dílů do sériové výroby řídí. [5]
2.1.4 Pravidlo S.M.A.R.T.
Při zadávání úkolů se postupovalo dle zásad teorie řízení dle cílů (MBO), k tomuto se používá jednoduché pravidlo S.M.A.R.T.
S.M.A.R.T. je vlastně souhrn pravidel, která pomáhají v rámci projektového managementu efektivně definovat rámec či cíl projektu a navrhovaného řešení.
Specifické – cíl by měl být jasně popsán. Musíme si položit otázku: co je předmětem a daným problémem? Pokud jsme schopni odpovědět, potom jsme kritérium specifičnosti splnili.
Měřitelné – umožňuje vyjádřit, sledovat a kontrolovat průběh a stupeň plnění cílů. Kontrola úspěšnosti projektu.
Dosažitelné – otázka: Je výzva dosažení cíle projektu realisticky dosažitelná?
Reálné - jsou všechna hlediska založena na reálných zdrojích? Otázka: Jsme schopni daný projekt realizovat a splnit vytyčené cíle?
Termínované - stanovení požadovaného termínu plnění. Odpověď: Kdy bude problém vyřešen. [10]
Obrázek 10: Pravidlo S.M.A.R.T.
2.1.5 Six Sigma
Snad každý, kdo se v dnešní době pohybuje v automobilovém, jistě alespoň jednou zaslechl název metody Six Sigma. Málokdo ovšem ví, co tato metoda vyjadřuje. Existuje celá řada pohledů, co ”Six Sigma” vlastně znamená.
Mnoho lidí označuje metodu Six Sigma jako vysoce technologickou metodu používanou inženýry a statistiky k jemnému doladění výrobků a procesů. Ovšem to je jen část pravdy.
Měření a statistika jsou hlavní součásti zlepšování dle metody Six Sigma, nejsou ovšem jediné. Jiná definice říká, že je Six Sigma cíl téměř úplného pokrytí všech očekávání zákazníků. Definice metody Six Sigma by se dala popsat takto:
”Six Sigma je statistická koncepce, která představuje množství kolísání (proměnlivosti, variability) přítomných v procesu ve vztahu k požadavkům zákazníka nebo specifikacím.”
(Michael Brassard, Brassard & Ritter, LLC)
Jestliže proces funguje na úrovni Six Sigma, proměnlivost je tak malá, že výsledné produkty a služby jsou v 99,9997% bez defektu.
Dalším způsobem definování Six Sigmy je, že jde o uskutečňování rozsáhlé změny firemní kultury s cílem dosahovat lepšího uspokojování zákaznických potřeb, vyšší konkurenceschopnosti a ziskovosti.
V organizacích používajících metodu Six Sigma mohou být využívány dvě základní metodologie. Jsou známy pod těmito zkratkami: DMAIC a DMADV.
Obrázek 11: Historie metody Six Sigma od roku 1777 až po rok 1995 [5]
DMAIC (definovat, měřit, analyzovat, zlepšit, kontrolovat) se používá pro optimalizaci již existujícího procesu nebo produktu. Po ukončení každé z fází metodologie se nachází tzv.
milník (Gate Review), který slouží jako oponentura pro majitele projektu resp. zákazníka.
DMADV (definovat, měřit, analyzovat, design, ověřit) se používá výhradně pro design a vývoj nového procesu nebo produktu. V této diplomové práci popisuji návrh (neboli design) montážní linky, proto tedy použiji metodologii DMADV. Po ukončení každé z fází metodologie se nachází tzv. milník (Gate Review), který slouží jako oponentura pro majitele projektu resp. zákazníka.
Obrázek 13: Pět základních fází metody DMADV
• Definovat - Definice projektu, definice cílů projektu, definice zákazníka (SIPOC)
• Měřit - Měření, stanovení požadavků zákazníka (FMEA, DOE, QFD)
• Analyzovat - Analyzovat proces, analyzovat nastavení procesu (VOC, FMEA)
• Design - Design produktu nebo procesu vzhledem k požadavkům zákazníka
• Ověřit - Ověřit zlepšení designu, schopnost plnit požadavky zákazníka (SPC)
Obrázek 12: Pět základních fází metody DMAIC - Six Sigma
2.1.6 FMEA (Analýza možných způsobů a důvodů závad)
Metoda FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) popisuje identifikaci důsledků možných vad systémů nebo zařízení. V praxi tuto metodu „dělíme“ dle předmětu zkoumání na FMEA produktu (výrobku) a FMEA procesu.
Cílem této moderní metody je zamezit možnému potenciálnímu vzniku vad nebo poruch nebo alespoň jejich vznik omezit. Jako povinná metoda předcházení vzniku vad je FMEA požadována v manuálu APQP (Advanced Product Quality Planning), který je součástí systému managementu kvality QS -9000 (standard platný pro automobilový průmysl).
Legenda k obrázku č. 14:
Obrázek 14: Formulář FMEA (standard BOS Automotive Products CZ s.r.o.)
FMEA je nejen kvalitativní, ale i kvantitativní metodou, to znamená, že pomocí ní je řešitelský tým schopen nejen možné vady nebo chyby nejen nalézt, ale také ocenit dle míry hrozícího rizika. [11]
2.1.7 POKA-YOKE
Termín Poka-Yoke pochází z japonštiny a pro mnoho lidí je to stále ještě neznámý pojem. “Poka” vyjadřuje neúmyslnou a náhodnou chybu a “Yoke” znamená zmenšení.
Smyslem této metody je tedy snížení náhodných chyb ve výrobním procesu. To znamená, že průběhy výroby budou uzpůsobeny tak, že budou moci vyrábět jen bezchybné součásti (princip nulových chyb ve výrobě).
Poka-Yoke je velice rozvinutá metoda, která ovšem předpokládá poměrně vysoce vyvinutou kulturu jakosti v zaváděné společnosti (procesu). Nejdříve musí být v plánování výroby položeny otázky výskytu možné chyby. Toto je důvod proč metoda Poka-Yoke navazuje na metodu FMEA (identifikaci důsledků možných vad systémů nebo zařízení).
Obrázek 16: Diagram zdrojů vzniku příčin a defektů
Obrázek 15: Diagram implementace a oblast použití pro metodu Poka-Yoke
Po identifikaci nejvíce pravděpodobných výskytů chyb slouží Poka-Yoke jako metoda pro vývoj přípravků na 100% zabránění vzniku chyb ve výrobním procesu. [12]
2.1.8 Kontrolní plán (Control Plan)
Tato metodika napomáhá produkci kvalitních výrobků dle potřeb zákazníka. Plán kontroly je dokument, který popisuje systém kontroly, která má zajistit snížení variability produkce. Běžně v procesu provádíme kontrolu charakteristik jakosti.
Legenda k obrázku č.17:
Pro sestavení plánu kontrol je nutno proces dokonale pochopit. K tomu účelu je nutno pracovat s informacemi, které poskytují vývojové diagramy, FMEA, QFD, DOE, aj. [1]
Obrázek 17: Kontrolní plán (standard firmy BOS Automotive Products CZ s.r.o.)
2.1.9 Technologický a kontrolní postup montáže
Základem pro výrobu nebo montáž jakéhokoliv produktu je bezpochyby technologický postup procesu. Každá firma používá specifické ”zaběhnuté” standardy pro sestavení a tvorbu technologických postupů montáže.
Legenda k obrázku č.18:
Standard firmy BOS v sobě ”nese” několik sub-podmínek. Průvodka obsahuje jméno zákazníka, zákaznické číslo, revizní číslo, jméno projektu, číslo operace, číslo dokumentu,
Obrázek 18: Standardizovaný formulář pro technologický postup montáže
atd. Všechny tyto standardy odpovídají také mezinárodní automobilové normě ISO/TS 16949:2002.
Mezi další standardy technologického postupu patří detailní popis jednotlivých kroků.
Ten obsahuje popis stupně kontroly kvality, tomuto procesu je věnována obzvláště velká pozornost.
Legenda k obrázku č. 19:
Obrázek 19: Legenda standardizovaného technologického postupu montáže
Popis kontroly kvality navazuje na ostatní metody kontroly jakosti tj. metoda FMEA (Failure Mode Effect Analysis), následná metoda POKA–YOKE a výsledný kontrolní plán, jež se promítá do technologického postupu montáže.
Tyto metody předcházejí sestavení technologického postupu. Popis kontroly kvality musí být pro pracovníka jasně srozumitelný a stručný. Proto se skládá z vizuální značky kontroly kvality (viz. Obrázek 18), ta upozorňuje pracovníka na nebezpečí vzniku defektu při výsledné montáži.
2.2 Optimalizace layoutu, mikro-layoutu
Základem pro správné a efektivní fungování výrobní buňky je optimální mikro-layout.
V této kapitole jsou popsány metody pro optimalizaci výrobní (montážní) buňky.
2.2.1 Buňkové uspořádání mikro-layoutu
Požadavky na proces jsou dnes v globalizovaném světě stále vyšší a to je důvod, proč bychom se měli snažit z procesu odstranit veškeré plýtvání. Základem je používání co nejmenšího počtu zařízení, zásob materiálu, operátorů a snažit se o co nejmenší výrobní plochu (eliminovat plochy nepřidávající hodnotu výrobku a maximalizovat plochu přidávající hodnotu výrobku). Mnoho moderních firem upustilo od tzv. "linkového uspořádání výroby“ a zavedlo tzv. „buňkové uspořádání výroby“.
Výrobní linka:
Výrobní buňka:
Mnoho průmyslových firem využívá uspořádání výrobních buněk ve tvaru „U“. Takto uspořádaná buňka má společný vstupní a výstupní bod, což umožňuje snadné zásobování a expedici hotových výrobků. Předpokladem pro fungování buňky je „tok jednoho kusu“. Další výhodou je snadné zásobování z vnější strany buňky, kdy manipulátor nemusí vcházet do pracovního prostoru, kde se pohybují pouze operátoři „přidávající hodnotu“ výrobku.
Základním předpokladem pro optimalizovaný tzv. „mikro-layout“ výrobní buňky je předpoklad nekřížení se pohybů operátorů, optimalizace technologického postupu a kontroly kvality a celková designová a ergonomická optimalizace výrobní buňky.[1]
Obrázek 20: Uspořádání výrobní buňky - tvar "U" a konvenční výrobní linka
Obrázek 21: Pravidla (standard) výrobních buněk
2.2.2 Value Added/ Non Value Added analysis
Je to analýza, kterou můžeme charakterizovat jako ukazatel poměru prvků přidávajících hodnotu ku poměru prvků hodnotu nepřidávajících.
Obrázek 22: Zvyšování podílu plochy přidávající hodnotu [1]
Value Added - je v tomto případě plocha přidávající hodnotu (např. plocha výrobního prostoru operátora).
Non Value Added – je v tomto případě plocha nepřidávající hodnotu (např. skladovací a manipulační plochy ve výrobě).
Výsledkem je procentní vyjádření daných ukazatelů. Optimalizací daných výsledků opět dojdeme ke snížení plýtvání prostorem „nepřidávajícím hodnotu“ a ke zvýšení indexu prostoru hodnotu přidávajícího.
2.2.3 Spaghetti diagram
Je to nástroj, pomocí kterého lze přesně definovat a zviditelnit materiálový a informační tok ve výrobním procesu. Materiálový tok nám může znázornit například pohyb manipulátora ve výrobě nebo pohyb operátora ve výrobní buňce.
Základem pro zpracování je grafické řešení s ohledem na četnost sledovaných událostí.
Obvykle je nutné zapojit ke grafickému řešení také záznamy o délkách manipulačních drah.
Výsledkem může potom být celá řada grafických řešení neboli tzv. Spaghetti diagramy.
Jedním z těchto diagramů je i tzv. Senkeyho diagram, kde se zanedbávají konkrétní manipulační cesty, spojí se pouze cílová místa manipulací a šířka spojnic pak znázorňuje četnost manipulací. Pomocí tohoto nástroje můžeme odstranit plýtvání v oblasti dlouhých a častých manipulačních cest, odstranění „křížení“ tras operátorů, atd. [1]
Obrázek 23: Spaghetti diagram, optimalizace GL BOS (K. Páral, Ing. T. Rejmont)
2.2.4 Porovnávací matice
Je to metoda, která se ve firmě BOS používá také jako standard při rozhodování o realizaci jednoho z několika možných návrhů. Porovnávací matice nám pomáhá sofistikovaně vybrat optimální řešení na základě několika vybraných hledisek.
Daná hlediska hodnotíme dle důležitosti, a to přiřazením váhy daným hlediskům v rozsahu od 0,5 do 2 (dvojka znamená nejvyšší důležitost). Následně jednotlivé návrhy ohodnotíme dle těchto vybraných hledisek, každému ukazateli (hledisku) se přiřadí známka od 1 do 5 (5 nejvyšší možná známka – nejlepší varianta). Poté se jednoduchým algoritmem vypočte každému návrhu výsledná známka, dle které určíme nejlepší návrh.
Hodnocení dle této matice je do značné míry subjektivní, proto se snažíme subjektivnost hodnocení eliminovat a to tím, že hodnocení provádíme v pracovních týmech (shoda několika členů týmu). Využití této metody je dosti široké a dá se použít pro rozhodování téměř ve všech oborech. [1]
2.2.5 Podlahový management
Podlahový management je metoda, která se v dnešní době používá jako standard téměř ve všech výrobních a montážních závodech po celém světě.
V rámci výrobní buňky nebo celkového layoutu výrobních a montážních hal vymezuje podlahový management přesně definované plochy. Tyto plochy označují prostory pro
Obrázek 24: Podlahový management [1]
skladování, manipulace a operace přidávající produktu hodnotu. Tato metoda slouží také jako podpora pro metodu 5S, Kanban a JIT.
Jedním z důvodů zavedení podlahového managementu je fakt, že většina problémů pramení ze špatné informovanosti a nedostatečné komunikace.
2-2
2-2 Označení
pracoviště Používané
metody
Standart čištění a mazání
Standardní postup Tabule pro
prezentaci zlepšování
Standart bezpečnosti
Andonová tabule
Vizualizace a 5S
Volné manipulační
plochy Zóny pro
výrobky
Zóny pro materiál
Tabule pro zachycení stavu procesu
Obrázek 25: Zóny podlahového managementu (vizualizace). (K. Páral, Preciosa a.s.)
Obrázek 26: Výhody a cíle podlahového managementu
Výhodou vizualizace informací je jejich snadná dostupnost, přesná lokalizace a jednoduchost. Výsledkem zavedení podlahového managementu jsou přehledné a štíhlé hmotné a informační toky, snadné a levné udržování a rozvíjení standardů, sdílené informace a produktivní procesy. [1]
2.2.6 Metoda 5S
Tato metoda má své kořeny také v Japonsku. Jejím cílem je usnadnit a zjednodušit práci a zvýšit tak její bezpečnost. Jiným způsobem řečeno jde o poskytnutí a umožnění toho, co je třeba, na správném místě a ve správný čas v rámci pracoviště.
Obrázek 27: Pět základních kroků metody 5S [1]
Název „5S“ (nebo českých „5U“) vychází z původních japonských výrazů:
SEIRI - v překladu „odstraňování“ neboli „úklid“, vyjadřuje nutkání zjistit, které věci jsou na pracovišti zbytečné a zajistit jejich odstranění (např. díly, nástroje, dokumenty, atd.)
SEITON - v překladu „pořádek“ neboli „uspořádání“, vyjadřuje potřebu
„narovnat“ jednotlivé předměty v blízkosti místa, kde jsou třeba.
SEISO - v překladu „čistota“ neboli „umytí a kontrola“, základem je vzít na vědomí, že čistota je základem pořádku a jistý druh kontroly.
SEIKETSU - v překladu „standardizace“ neboli „uvedení do souladu“, klade důraz na to, aby z Seiri, Seiton a Seiso byl jistý druh „návyku“. Klade také důraz na předávání informací a dodržování postupů a norem tak, aby problémy vyšly najevo.
SHITSUKE - v překladu „kázeň“ neboli „ukázněnost“, vyjadřuje důraz na dodržování standardizace a používání ochranných pomůcek.
Cílem metody „5S“ je zvýšení kvality (např. správné uspořádání materiálu a nástrojů snižuje počet chyb a zlepšuje opakovatelnost), snížení nákladů (např. odstraňuje vše, co není potřebné), zvýšení reaktivity (např. rychlejší reakce na požadavky zákazníků a urychlení průchodu ”jednoho kusu” výrobou), ale hlavně zvýšení bezpečnosti práce. [1], [13]
2.2.7 Metoda Kaizen
Jde o metodu, která pochází původem z Japonska. Kaizen zahrnuje nástroje pro podporu soustavného zlepšování. Zlepšování procesů je základem pro snižování nákladů a zvyšování kvality, což je předpokladem pro získání konkurenční výhody.
Obrázek 28: Sedm druhů plýtvání [1]
Bez využití vysoce pružných a modulárních systémů, které umožňují eliminovat sedm základních druhů plýtvání a zavést tak Kaizen do provozu, je nemožné postoupit k dalším krokům „štíhlé výroby“, kterými jsou standardizace práce, JIT (Just In Time) a JIDOKA Kaizen spojený se zvyšováním kvality samotného výrobku. Metoda Kaizen se tedy dá charakterizovat jako nástroj trvalého zlepšování. [25], [9]
2.2.8 JIT (Just In Time)
Systém „JUST IN TIME“ (dále jen JIT) znamená v překladu doslova „právě v čas“, z toho vyplývá cíl JIT, kterým jsou „nulové zásoby“ a stoprocentní kvalita.
Základem je dokonalá spolupráce a koordinace činností mezi dodavatelem a odběratelem;
tato koordinace je založena na myšlence, že zásoby jsou zbytečné.
Cílem JIT je v prvé řadě omezení aktivit, které nezvyšují hodnotu výrobků a služeb a snaha o zvýšení efektivity a produktivity; hlavní snahou je však snižování celkových nákladů.
Uplatnění technologie JIT v praxi skutečně vede k výraznému zkvalitnění a zhospodárnění zejména logistických procesů.
V konkrétním případě je však třeba zvážit reálnost plánovaných záměrů. Mezi všemi zúčastněnými partnery musí fungovat dokonalý informační systém poskytující podklady pro plánování, sledování a operativní řízení všech zájemně souvisejících procesů. [14]
2.2.9 Metoda Kanban
Tento systém slouží jako podpora pro zavádění tzv. "štíhlé výroby”. Ve všech odvětvích je štíhlá výroba osvědčená cesta ke zdokonalení kvality, nižším nákladům a kratším dodacím termínům.
Dle japonských zakladatelů této koncepce spočívá 80% zeštíhlení výroby ve vytvoření přístupu, který bude eliminovat tvorbu odpadu a maximalizovat přidanou hodnotu. Výskyt plýtvání ve firmě je zdrojem neadekvátní produktivity.
Kanban je často nazýván jako systém tahu (pull system). Slovo Kanban, pocházející z Japonska, je tvořeno slovem „Kan“, což znamená „vizuální“ a „ban“ mínící desku nebo kartu.
Proto tato metoda velice často využívá tzv. „Kanbanových karet“ jako upozornění interního zákazníka na požadavek. Tento systém se velice často používá spolu se systémem JIT (Just In Time). [1], [15]
2.3 Ergonomie pracoviště
Slovo ergonomie pochází z latinského základu, kdy slovo ergon znamená v překladu práce a nomos znamená zákonitost, zákon. Mnoho vědních oborů proto spolupracovalo na vytvoření mezinárodních ergonomických (pracovních) zákonitostí (zákonů). Základní myšlenkou v ergonomii je názor: když je pracovní prostor dokonale přizpůsobený předpokládané práci člověka, potom je optimální jak kultura, tak i produktivita a kvalita daného pracovního procesu.
Obrázek 29: Buňka používající metodu Kanban (spádové regály, Kanban karty) [1]
Ergonomie a pohybová ekonomie řeší vztahy mezi člověkem, pracovními prostředky a pracovním prostředím. Mezi hlavní úkoly ergonomie patří zejména:
• vytvoření technických a organizačních podmínek pro efektivní lidskou práci
• snižování nepřiměřené zátěže a zvyšování pracovní pohody
• omezení podmínek pro chyby a selhání a zdravotní ohrožení člověka
Obrázek 31: Cíle ergonomie
Do ergonomie a pohybové ekonomie musíme zahrnout mnoho faktorů, např.: činnost operátora v pracovním systému, spolehlivost operátora, pracovní únavu operátora, prostorové nároky operátora (pohybový prostor), klimatické podmínky, správné uspořádání pracovního místa, atd. [16]
Obrázek 32: Základní rozměry pro práci vsedě [1]
2.3.1 MOST (Maynard Operation Sequence Technique)
V dnešní době, kdy většina firem v automobilovém průmyslu hledá cesty, jak snižovat výrobní náklady, je velice důležité odstranit různé druhy plýtvání.
Jak víme z fyziky, práce je definována působením síly na určité dráze. Ve výrobním procesu můžeme mít dva druhy přemisťování předmětů.
Jednou z cest jak si uvědomit plýtvání nevyužitým prostojem a dosáhnout urychlení výrobního procesu s ohledem na ergonomii práce je systém MOST (Maynard Operation Sequence Technique). Ten lze jednoduše definovat jako „systém pro měření práce“.
Systém MOST využívá časových studií pro hodnocení pohybů vykonávaných operátorem během výrobního procesu. Pro vyhodnocení používá speciálně vytvořenou tabulku, ve které je
Obrázek 33: Data - karta metody MOST
každý pohyb předem definován a každému definovanému pohybu je přiřazena TMU (Time Measure Unit – časová měřící jednotka). Poměr mezi TMU (Time Measure Unit) a časovou jednotkou je 1TMU=0,036 sekund a 1 sekunda = 27,8 TMU. [19]
Cílem systému MOST je promítnout do pracovních norem čas pracovních sekvencí, očištěných od zbytečných pohybů a úkonů, vykonávaných s průměrnou úrovní výkonnosti na pečlivě racionalizovaných pracovištích v rámci efektivní organizace dílny, závodu a podniku.
Legenda k obrázku č. 35:
Obrázek 35: Formulář pro metodu MOST
2.4 Návrh montážní buňky
Po metodách pro optimalizaci výrobní buňky je zapotřebí zapracovat do projektu též metody pro efektivní návrh výrobní (montážní) buňky. Tyto metody jsou popsány níže.
2.4.1 Zákaznický takt
V moderní a flexibilní výrobě musí být každá část výrobního procesu tzv.
„vytaktovaná“. Taktování znamená v jistém slova smyslu „vyvážení“.
Ve výrobě existují pracoviště s rozdílnou výkonností, která mohou být ovlivněna teoretickou kapacitou pracoviště, prostoji, nebo třeba rozdílným přístupem pracovníků.
Následkem těchto skutečností lze definovat pracoviště, která omezují konstantní průtok výrobku procesem.
Právě pro dosažení konstantního toku procesem se ve výrobě začalo užívat tzv.
„taktování výrobních buněk“. To vychází z metody „Teorie omezení“ (TOC – Theory of Constrains), která nahlíží na podnik jako na „svět průtoku“. Průtok je charakterizován jako rychlost, s jakou systém generuje peníze. Místo, kde je rychlost průtoku snižována, je označováno jako „úzké místo“ nebo obecně „omezení“. Toto „úzké místo“ se musíme snažit eliminovat. Takt je tempo, ve kterém proces musí produkovat výrobky dle aktuálních potřeb zákazníka. Musíme dát pozor na to, aby výrobky nebyly vyráběny rychleji, než udává takt zákazníka, poté by totiž vznikla nadvýroba a zvyšovala by se rozpracovanost.
2.4.2 One piece flow
Tok jednoho kusu (One Piece Flow, též OPF) je základní myšlenka pro „štíhlý podnik“
(Lean manufacturing). Tok jednoho kusu, jak už název napovídá, se zaměřuje na plynulost materiálového a procesního toku.
Plynulost materiálového a procesního toku ve výrobní buňce závisí na optimálním uspořádání výrobní buňky a taktu zákazníka. Potřebné je vytaktování výrobních časů na jednotlivých pracovištích a minimalizace nebo lépe řečeno eliminace čekání.
Základní myšlenkou OPF je, že výrobek po vstupu do výrobního procesu projde operacemi za co nejkratší dobu a pracoviště opustí v požadované kvalitě.
Obrázek 37: Diferenciace mezi dávkovým procesem a One Piece Flow
2.4.3 Mapa hodnotového toku (Value Stream Mapping)
Mapování procesu z pohledu hodnotového toku nám umožňuje pohled na procesy z
„nízké“ a „vysoké“ úrovně. [17]
Pohled z vysoké úrovně:
• Zobrazuje hlavní prvky a jejich interakce
• Zobrazuje roli zpětné vazby a toku informací
• Managementem obvykle používaný diagnostický nástroj pro identifikaci příležitostí pro projekty
Pohled nízké úrovně:
• Každý proces vysoké úrovně má dílčí procesy, které mají mikroprocesy
• Obvykle se používá na úrovni projektu zlepšovacími týmy pro měření procesu a identifikaci námětů ke zlepšení
Kroky mapování toku hodnot:
1. Vytvoření diagramu SIPOC
2. Mapování aktuálního stavu pomocí vývojového diagramu
3. Určení rodiny produktu/procesu pro mapu toku hodnoty
4. Nakreslení mapy toku hodnoty
5. Přidání toku materiálu
6. Přidání toku informací
7. Přidání polí sběru dat procesu
8. Přidání údajů procesní doby
9. Ověření aktuálnosti mapy
3 Praktická část
Praktická část projektu se zabývá návrhem montážní buňky. V praktické části jsem při řešení jednotlivých problémů a úkolů postupoval podle již zmiňované metodiky Six Sigma – DMADV (jelikož se jedná o design nové montážní buňky). Tato část projektu se skládá z několika kroků (viz příloha č.I Kroky projektu dle metodologie DMADV (Six Sigma)).
3.1 Zadání projektu
Prvním krokem v projektu návrhu montážní buňky bylo použití již zmiňované metody FMEA. Touto metodou jsem určil místa montáže s nejvyšším rizikem výskytu defektu.
Následně jsem dle standardu použil metodu Poka-Yoke, poté následovalo sestavení kontrolního plánu a výstupem první části pak bylo sestavení technologické návodky montáže obsahující popis kontroly jakosti výrobku.
Druhým krokem byl samotný návrh mikro-layoutu výrobní buňky a návrh a výběr optimálního designu montážních stolů.
Posledním krokem bylo ”zapracování” výsledného návrhu mikro-layoutu do celkového layoutu výrobní haly. V tomto kroku bylo hlavním kritériem zásobování do buňky a expedice hotového výrobku ven z buňky. Výsledkem všech výše uvedených kroků je pak finální návrh realizace montážní buňky s možností zvýšení produktivity vzhledem k požadovanému zákaznickému taktu a zajištění úspor prostoru v celkovém layoutu výroby firmy BOS.
3.1.1 Požadavek zákazníka
Zákazníkem pro tento projekt je známá automobilová firma AUDI patřící do koncernu Volkswagen. Zadání projektu bylo poptáváno mateřskou základnou firmy Audi Ingolstadt (Neckarsulm). Zákaznický takt je 10.000 ks desek Ladeboden ročně při 253 pracovních dnech v roce 2008, při vytížení jednoho operátora.
Čas na výrobu jednoho kusu je tedy: 253x7,5x1/10000=11,39 min./ks
(pozn. počet prac. dní v roce 2008 = 253, čas směny = 7,5hod., jeden operátor, zákaznický požadavek 10000ks/rok).
Pro navrhovanou výrobní buňku “Ladeboden Audi B8 (AU 482) Audi A4” byla ve firmě BOS určena výrobní plocha o velikosti 24,065 m2.
3.1.2 Projektový plán
Plán projektu byl stanoven dle standardů firmy BOS. Tento projektový plán je součástí know-how firmy BOS a z tohoto důvodu mi nebylo umožněno uvést v této diplomové práci detaily tohoto plánu.
Obrázek 38: Plocha určená pro realizaci montážní buňky Ladeboden
Součástí projektového plánu je také tzv. „zdrojový“ plán výroby, ten se v originále nazývá MARP (Manufacturing Resource Plan). Tento plán se skládá ze třinácti základních kroků, které vedou k bezchybné realizaci výroby zavazadlové desky Ladeboden. Z důvodů utajení know-how mi nebylo umožněno uvést v této diplomové práci podrobnosti tohoto plánů.
3.1.3 SIPOC (dodavatel, vstupy, proces, výstupy, zákazník)
SIPOC diagram pomáhá porozumět procesu jako celku. Dále nám dává náhled na všechny vstupy do procesu ve vztahu ke všem dodavatelům.
Obrázek 40: Ukázka MARP plánu (zdrojový plán výroby) [1]
Obrázek 41: SIPOC diagram pro montáž desky Ladeboden
3.1.4 Process flow diagram (skládačka dílů)
V našem případě byl typický SIPOC diagram nahrazen tzv. Process flow diagram. Tento v podstatě také rozebírá celý proces z hlediska všech vstupů do procesu, částí procesu a výstupů z procesu. Tento procesní plán nám také slouží jako seznam součástí vstupovaných do jednotlivých částí montáže. Pozn.: Jednotlivé názvy součástí ponechám v originálních názvech tj. v německém jazyce, důležité části montáže jsou přeloženy do českého jazyka.
Montáž pravé a levé části
Locking Schaft Axis Locking Sperrhebel x 2 Schaft x 2
Montage Locking Schaft RH Montage Locking Schaft LH
ZB Locking lefer
(montáž částí)
Locking lever x 2 Asche sperrhebel x 4
ZB Locking lefer
Runnerbody Lix 1 Torsion spring Runnerbody Li x 1 Torsion
Drehfeder Li x 1 spring Drehfeder Lix1
Montáž těl posuvných částí
Montage Locking Schaft in Runnerbody Montage Locking Schaft in Runnerbody
4x Rolleraufnahme 4x Rolle 4x Asche Rolle 8x Gimmiring rolle
Montáž pojezdu
Montage Rolleraufnahme
Montáž posuvných částí
Montage Rolleraufnahme Montage Rolleraufnahme in Runnerbody in Runnerbody
2x Screw 2x Schiebe 6 2x Hülse 2x Spring 2x Schiebe 8
4x Screw 2x Screw 4x Bowdenzug 2x Screw M6x30 2x Schiebe 6
Pokračování ze str. 48 Pokračování ze str. 48
Pokračování na str. 50 Pokračování na str. 50
2xZB Bowdenzug 1x Handle body slider 1x Hb lower 1x Hb upper 1x ZB Bodenplatte
Konečná montáž desky Ladeboden
Runnerbody auf ZB Bodenplatte Posuvné tělo na zavazadlové desce
Legenda:
Součást montáže
Montáž částí Obrázek součásti
1x Handle body slider Runnerbody auf ZB Bodenplatte
Posuvné tělo na zavazadlové desce
Popis součásti
(počet součástí potřebných pro montáž)
Znázornění posuvných částí pojezdů desky Ladeboden:
Pokračování ze str. 49 Pokračování ze str. 49
3.2 Návrh technologického postupu montáže
Základem pro montáž desky do zavazadlového prostoru Ladeboden pro zadavatele firmu Audi je bezpochyby technologický postup montáže. Zadáním bylo sestavit technologický postup montáže na základě již smontovaného „prototypu” výrobku.
Prvním krokem je použití metody FMEA, tím zjistíme nejvíce defektní místa v montáži.
Ty potom eliminujeme pomocí metody Poka-Yoke (přípravky) a následně sestavíme Control Plan (plán kontroly jakosti). Na základě těchto tří dokumentů se sestaví montážní návodka pro výrobek Ladeboden.
V kapitole 3.2 nejsou uvedeny výsledky metod FMEA, Poka-Yoke, Kontrolního plánu a Technologického a kontrolního postupu. Důvodem, proč jsem neuvedl tyto výstupy je ochrana know-how firmy BOS, včetně ochrany know-how všech zákazníků firmy (Audi, Toyota a další). Dané výstupy jsou samozřejmě základem pro další kapitoly diplomové práce.
Obrázek 42: Ukázka práce s prototypem desky Ladeboden [1]
3.2.1 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis)
S operátorem jsem simuloval montáž výrobku. Celá montáž byla zaznamenána na video a byla detailně rozebrána.
Vše jsem přenesl do připraveného standardizovaného formuláře pro vyhodnocení metody FMEA (ukázka viz Tabulka č. 1, celá FMEA analýza nemůže být v diplomové práci uvedena z důvodu utajení know-how).
Tento postup musí být natolik detailně popsán, abych byl schopen v každém kroku montáže odhalit možnost výskytu defektu a jeho příčinu, v tomto případě především lidskou chybou.
Na základě výstupu z analýzy FMEA dojde k návrhu přípravků (Poka-Yoke) zabraňujících vzniku defektu při montáži.
Nejrizikovější části montáže:
a) Montage Runnerbody (montáž ”těla” celkového posuvu)
Montage locking Shift + Bowden - problém při určení montážní pozice = nutnost přípravku
Tabulka č. 1: Ukázka výsledného formuláře metody FMEA
Pružina - pozice zaháknutí pružiny v locking shaft. Otevření pružiny směrem ven - špatné založení znemožní funkci.
b) Montage Rolleraufnahme (montáž pojezdu)
Rolle + Gummi + Asche – nedomáčknutí částí. Rolleraufnahme + Runnerbody - zalisování, aby nevypadla = zpětný zoubek
c) Montage Runnerbody (montáž ”těla” celkového posuvu)
Huelse - podložky musí vyčnívat, aby bylo možno nasadit Huelse
d) Re Runnerbody (montáž pravé části ”těla” posuvu)
Musí vložit: Asche, Runnerbody, Scheibe, Feder, Scheibe, Schraube. Jak zajistit, aby vložil všechny díly? Jak zajistit, aby vkládal vše do Re strany (pružná funkce)? Re/Li Runnerbody (pravá a levé část ”těla” posuvu) - poloha otvor + zašroubování, rozdíl 15 mm = automatický doraz a zafixování rohů
e) Montage Bowdenzug (montáž středového ovládání pravého a levého posuvu)
Zajistit zda má deska správně vyvrtané díly. Zajistit správnou pozici šroubování = elektrický šroubovák s počítáním šroubů, hlídáním otáček (utahovací moment).
Obrázek 43: Fotodokumentace pořízená z videozáznamu během simulace montáže
3.2.2 Poka -Yoke
Na základě výsledků mnou provedené analýzy FMEA byli pověřeni manažeři výroby firmy BOS vyhledáním a realizací přípravků Poka-Yoke.
Přípravky pro montáž desky Ladeboden se soustředily především na operace montáže pravé a levé části pojezdu, výsledné montáže dílů a také na poslední interní operaci, kterou byla kontrola funkčnosti dílu.
Obrázek 45: Část tabulky pro porovnání a výběr přípravků
Z důvodů utajení know-how není možno v této diplomové práci zveřejnit všechny použité přípravky, proto je uveden pouze příklad přípravku použitého pro výslednou montáž desky Ladeboden.
Obrázek 44: Přípravek pro montáž pravé a levé části pojezdu desky Ladeboden (firma Schmidt Technology) [1]
3.2.3 Kontrolní plán (Control Plan)
Na základě simulace montáže provedené pro metodu FMEA a následně po zavedení přípravků Poka-Yoke pro nejvíce defektní části montáže byl sestaven kontrolní plán jakosti výrobku.
Tento plán bude zapracován do technologické návodky montáže desky Ladeboden.
Ukázka kontrolního plánu je uvedena v tabulce č. 2, bohužel opět z důvodu utajení know-how nemůže být celý kontrolní plán k publikován.
Celý kontrolní plán obsahuje detailní rozbor všech kroků montáže a dle metody FMEA jsou na nejvíce problematické části montáže navrženy druhy kontrol. Kontrolní plán se skládá z různých kontrolních činností (např. vizuální), nebo různých četností kontrol (např. každý kus). Všechny tyto kontroly potom musí být provedeny a operátor musí tuto kontrolu zapsat do určeného dokumentu (např. karta chyb). Součástí je také postup, který musí operátor vykonat při zjištění defektu, většinou je to tzv. STOP STAV, kdy operátor musí montáž zastavit. Hlavním cílem použití kontrolního plánu je tedy zabránit další montáži v případě výskytu defektu.
Tabulka č. 2 : Ukázka kontrolního plánu pro montáž desky Ladeboden
3.2.4 Pracovní a kontrolní montážní návodka
Mezi standardy technologického postupu patří detailní popis jednotlivých kroků.
Pracovní a kontrolní návodka obsahuje též popis stupně kontroly kvality. Tomuto procesu musí být věnována velká pozornost.
Popis kontroly kvality musí být pro pracovníka jasně srozumitelný a stručný. Proto se skládá z vizuální značky kontroly kvality (viz obrázek 45); ta upozorňuje pracovníka na zvýšené nebezpečí vzniku defektu při výsledné montáži. Z důvodů utajení know-how není možno uvést celý technologický postup montáže desky Ladeboden.
Celý proces sestavování montážního technologického postupu se skládal ze simulace montáže prototypu; celá tato montáž byla zaznamenána na video a následně detailně rozebrána. Následně byla použita metoda FMEA.
Na výsledky metody FMEA byly vybrány přípravky, potom se vytvořil postup kontroly a výsledkem byl optimalizovaný technologický postup montáže, obsahující všechny tyto prvky (viz příloha č. III Pracovní a kontrolní montážní návodka).
Obrázek 46: Část technologické návodky montáže
3.3 Návrhy mikro-layoutu montážní buňky
Je nutno zdůraznit, že hlavním kritériem návrhu výrobní buňky je jednoznačně norma času na výrobu jednoho kusu (toto kritérium je porovnatelné se zákaznickým taktem).
Důležitá je také možnost snadného zavážení materiálu do buňky a expedice hotových výrobků.
Dalším kritériem je pozice jednotlivých interních pracovišť v buňce a jejich skladba. Tímto jsem mikro-layout rozdělil na čtyři části, jak následuje:
• Regál pro zásobování deskou (základní součást pro montáž desky Ladeboden)
• Montážní stůl na části pojezdů (pravý a levý)
• Celkovou montáž středového ovládání pojezdů a montáž pojezdů jako takových na desku
• Stůl pro kontrolu kvality montáže a funkčnosti výrobku
Do návrhů mikro-layoutu se také promítá samotná pozice výrobní buňky Ladeboden v celkovém neboli tzv. "general” layoutu. Dalším kritériem je možnost optimálního zásobování obou montážních stolů malými součástkami systémem Kanban, tzn. snadný a pokud možno rychlý přístup z vnější strany montážních stolů.
Legenda:
Obrázek 47: Legenda k jednotlivým návrhům montážní buňky
Rychlost a malou ergonomickou náročnost jsem u každého návrhu ověřil metodami MOST a Spaghetti diagramem. Výsledky těchto analýz měly velký vliv na výběr ideálního mikro-layoutu výrobní buňky Ladeboden pomocí výsledné porovnávací matice.
Celkem mnou bylo provedeno osm návrhů, všechny byly zakomponovány do výsledné porovnávací matice. Pro větší přehled jsem však v této diplomové práci uvedl pouze tři nejlepší návrhy.
3.3.1 Návrh č. 1 (s původním designem montážních stolů)
Tento návrh vycházel z původního požadavku zákazníka na oddělenou montáž pravé a levé strany pojezdů (tj. montáž Rolleraufnahme in Runnerbody). Celková montáž tak byla umístěna mezi tyto dva montážní stoly. Palety pro ”tělo” desky a pro hotový výrobek byly umístěny s ohledem na co možná nejmenší časové ztráty při manipulaci s deskou. Stůl pro kontrolu kvality byl potom umístěn jako předposlední stanoviště v montážním hnízdě.
Obrázek 48: Návrh mikro-layoutu č. 1 pro montáž desky Ladeboden
