Technická univerzita v Liberci
Fakulta strojní
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
2004 Ivan STEFANOV
Technická univerzita v Liberci
Fakulta strojní Katedra obrábění a montáže
Bakalářský studijní program: výrobní systémy
Zaměření: řízení výroby
RACIONALIZACE VÝROBY VÍCEPŘEDMĚTNÉ MONTÁŽNÍ LINKY Č .6 V RÁMCI ZAVEDENÍ KONCEPČNĚ NOVÉHO VÝROBKU
CLOE48
DEVELOPMENT ENGINEERING OF ASSEMBLY LINE NO. 6 WITHIN IMPLEMETATION OF NEW PRODUCT CALLED CLOE48
KOM
Ivan STEFANOV
Vedoucí práce: Ing. Jan Frinta, CSc.
Konzultant: Stephane Delgranche ( Industrial Manager, Valeo Výměníky Tepla, s.r.o. )
Počet stran: 68 Počet příloh: 2 Počet obrázků: 2 Počet tabulek: 24 Počet grafů: 15
Datum: 1.8.2004
( kopie zadání předané katedrou )
Označení DP: Řešitel: Ivan STEFANOV
RACIONALIZACE VÝROBY VÍCEPŘEDMĚTNÉ MONTÁŽNÍ LINKY Č.6 V RÁMCI ZAVEDENÍ KONCEPČNĚ NOVÉHO VÝROBKU CLOE48
ANOTACE:
Práce analyzuje současný stav uspořádání a organizace výroby na montážní lince číslo 6 v závodě Valeo Výměníky Tepla, s.r.o. v Žebráku, navrhuje řešení pro pokrytí kapacitního nároku spojeného se zavedením projektu CLOE48 do sériové výroby, optimalizuje prostorové a časové uspořádání montážní linky č.6, a ekonomicky hodnotí investici do racionalizace.
DEVELOPMENT ENGINEERING OF ASSEMBLY LINE NO. 6 WITHIN IMPLEMETATION OF NEW PRODUCT CALLED CLOE48
ANNOTATION:
The work analyzes a current situation of production form and organization of assembly line no. 6 in Valeo Výměníky Tepla, s.r.o. plant located in Zebrak. The work proposes a solutions how to cover capacity demand coming from implementation of CLOE48 project to serial production. It proposes an optimal space and time organization in production line no. 6 and it evaluates efficiency of the investments.
Klíčová slova: RACIONALIZACE, MONTÁŽNÍ LINKA, DISPOZIČNÍ ŘEŠENÍ.
Zpracovatel: TU v Liberci, KOM Dokončeno: 2004
Archivní označ. zprávy:
Počet stran: 68 Počet příloh: 2 Počet obrázků: 2 Počet tabulek: 24 Počet diagramů: 15
Místopřísežně prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně s použitím uvedené literatury pod vedením vedoucího a konzultanta.
V Liberci, 1.8.2004 ______________________
Ivan STEFANOV
OBSAH:
1 ÚVOD DO PROBLEMATIKY 9
1.1 Valeo Výměníky Tepla, s.r.o., výrobní závod Žebrák 9
1.1.1 Základní údaje o společnosti 9
1.1.2 Závod Žebrák 9
1.2 Projekt CLOE48 11
2 PRŮZKUM A ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU 11
2.1 Plánování výroby 11
2.1.1 Přehled výrobků o šířce 60mm na montážní lince č.6 11 2.1.2 Přehled výrobků CLOE48 pro zavedení do sériové výroby 12
2.1.3 Plán výroby pro budoucí období 12
2.2 Efektivita výroby 13
2.2.1 Stupeň plnění výkonové normy 13
2.2.2 Časové využití výrobního zdroje 14
2.3 Technologické schéma montáže 15
2.3.1 Bloky o šířce 60mm 15
2.3.2 Bloky o šířce 48mm 15
2.4 Normativy 18
2.4.1 Čas jednotkový a dávkový 18
2.4.2 Koeficient přirážky směnového času 19
2.5 Dispoziční řešení 20
2.6 Prostorová struktura linky č.6 ke dni 1.10.2003 21 2.6.1 Úsek č.1 linky číslo 6: výroba součástí a montáž bloků 21
2.6.2 Úsek č.2 linky číslo 6: pájení bloků 22
2.6.3 Úsek č.3 linky číslo 6: hnízdový 23
3 ZMĚNY PŘINÁŠEJÍCÍ CLOE48 DO USPOŘÁDÁNÍ VÝROBY 24
3.1 Úpravy stávajících pracovišť 24
3.2 Nová pracoviště 26
3.3 Tok materiálu 26
4 NÁVRH RACIONALIZACE 26
4.1 Kapacitní propočty 26
4.1.1 Roční časový fond 27
4.1.2 Postup výpočtu pro stanovení kapacitního nároku 29
4.1.3 Kapacitní nárok pro CLOE48 na lince č.6 32
4.1.4 Kapacitní nárok pro bloky 60mm na lince č.6 34
4.1.5 Vztah linky č.6 s ostatními autonomními výrobními jednotkami 34
4.1.6 Celkový kapacitní nárok 38
4.2 Návrh racionalizace z hlediska výrobní kapacity 41 4.2.1 Rozbor prostředků pro pokrytí celkového kapacitního nároku 41
4.2.2 Strategie pro pokrytí kapacitního nároku 43
4.2.3 Plán akcí pro pokrytí kapacitního nároku 43
4.2.4 Aktualizace kapacitních propočtů 45
4.3 Dispoziční řešení 50
4.3.1 Stanovení cílů pro racionalizaci uspořádání linky 50
4.3.2 Nové dispoziční řešení 51
5 Ekonomické hodnocení 52
5.1 Stanovení jednorázových nákladů na racionalizaci 53
5.2 Odhad výnosů z racionalizace 55
5.2.1 Jednotkové výnosy z technologických zařízení 55
5.2.2 Jednotkové výnosy z práce lidí 58
5.2.3 Celkové roční výnosy 60
5.3 Hodnocení efektivnosti investice 62
5.3.1 Ekonomická rozvaha 63
5.3.2 Výnosnost investice RI 64
5.3.3 Doba splacení investice DS 64
6 Závěr 64
Příloha č.1, původní dispoziční řešení 66
Příloha č.2, dispoziční řešení po racionalizaci 67
POUŽITÉ ZKRATKY:
CLOE Compact Light Optimised Evaporator (kompaktní, lehký, optimalizovaný výparník).
KANBAN metodika v oblasti výroby vyvinutá japonskou firmou TOYOTA, založená na principu podpory výroby na výzvu na každém jejím stupni.
MACPAQ podnikový databázový informační systém.
TPM Total Productive Maintenance (celková produktivní údržba), metodika, jejímž charakteristickým prvkem je zapojení všech zaměstnanců za cílem důsledného a trvalého odstranění příčin ztrát ve výrobě => zvýšení spolehlivosti a tedy disponibility technologických zařízení.
1 ÚVOD DO PROBLEMATIKY
1.1 Valeo Výměníky Tepla, s.r.o., výrobní závod Žebrák 1.1.1 Základní údaje o společnosti
Valeo Výměníky Tepla, s.r.o. je nový moderní výrobní závod francouzského koncernu Valeo patřící do divize chlazení motorů. Je výrobcem výměníků tepla - výparníků a topných těles, určených pro montáž do klimatizací osobních automobilů. V závodě pracuje ke dni 31.12.2003 588 zaměstnanců.
Zákazníky Valeo Výměníky Tepla, s.r.o. jsou další závody divize, které provádí montáž klimatizačních jednotek, a ty následně dodávají automobilovým společnostem, jako jsou VW Group (Audi, Škoda, Seat, Volkswagen), General Motors (Opel), DC (Mercedes), BMW, Citroën, Mazda, a dalším světovým značkám.
1.1.2 Závod Žebrák
a) Prostorové uspořádání v závodu
Výrobní hala závodu společnosti Valeo v Žebráku je vybavena následujícími autonomními výrobními linkami:
• Linkami č.1, č.5 a č.6 pro montáž bloků deskových výparníků, zahrnujících technologie: lisování desek, tváření voštin, odmašťování desek, nanášení tavidla, montáže (nýtování, skládání bloků a fixace přípravky) a pájení.
• Linkou č.1HC pro montáž topných těles, zahrnující podobnou technologii jako montážní linky č.1, č.5 a č.6.
• Šesti dokončovacími linkami pro dokončovací operace na deskových výparnících, zahrnující technologie montáže: lisování, šroubování, lepení.
b) Výrobky
Sortiment výrobků tvoří deskové výparníky a topná tělesa různých rozměrových variací. Vzhledem k zaměření této práce zůstaneme u prvních jmenovaných, deskových výparníků, přesněji řečeno u bloků deskových výparníků.
Typy bloků
Blok deskového výparníku ( dále jen „blok“ ) je vyráběn ve variacích následujících geometrických proměnných:
• Výšky bloku H, v řadě 200, 225 a 245mm.
• Délky bloku L, vyjádřené počtem sendvičů v bloku, ( ekvivalent počtu voštin v bloku ), v řadách: 20, 23, 25, 28, 29 a 30 sendvičů.
• Šířky bloku W, v řadách 75, 60 a 48mm, přičemž všechny bloky o šířce 48mm jsou součástí projektu CLOE48.
• Umístění vstupních a výstupních vývodů, a to z konce ( označení End ) nebo ze strany ( označení Side ) bloku.
Obrázek 1.1 zobrazuje blok s vývody ze strany.
Obrázek 1.1 Schéma bloku s vývody ze strany.
Označení bloků
K identifikaci typu bloku se používá označení, jehož formát vychází z jeho geometrických proporcí:
Formát označení bloku: H.LL.WT , kde:
H je výška bloku, reprezentovaná číslem 1 pro výšku 200mm, číslem 2 pro výšku 225mm, číslem 3 pro výšku 245mm,
LL je délka bloku, reprezentovaná číslovkou - počtem sendvičů v bloku,
W je šířka bloku, reprezentovaná číslem: 7 pro 75mm, 6 pro 60mm a 4 pro 48mm,
H
L
1 sendvič W
T je typ bloku, reprezentovaný písmenem S pro vývody umístěné ze strany bloku ( viz obr. 1.1 ), písmenem E pro vývody umístěné na konci bloku.
Příklad označení bloku o výšce 225mm, délce 20 sendvičů, šířce 60mm, s vývody ze strany: 2.20.6S
1.2 Projekt CLOE48
Projekt pod označením CLOE48 zastřešuje výzkum, vývoj, přípravu výroby a její realizaci koncepčně nového typu deskového výparníku o šířce bloku 48mm.
U konstrukce výparníků CLOE48 je maximálně využito metod standardizace, konstrukce výparníku je v souladu s požadavky pro zvýšenou účinnost při procesu přenosu tepla. Díky této optimalizaci vykazují výparníky o šířce 48mm stejné výkonové parametry jako výparníky o šířce 60mm, za snížení hmotnosti o 20%.
Cílem projektu je snížit náklady na výrobu deskových výparníků a najít nové zákazníky na vnitrostátním i mezinárodním trhu. Důsledkem bude postupné nahrazení sortimentu nyní sériově vyráběných deskových výparníků o šířce 75 a 60mm deskovými výparníky CLOE48.
Deskový výparník o šířce 48mm bude vyráběn pouze v závodu Valeo v Žebráku. Za tímto účelem je nezbytné přizpůsobit stávající technologii výroby bloků na lince č.6 technologii, vyžadované pro výrobu CLOE48. Z hlediska plánování výroby je nutné předpokládat, že na lince č.6 bude probíhat výroba bloků CLOE48 a zároveň i bloků o šířce 60mm.
2 PRŮZKUM A ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU
2.1 Plánování výroby
2.1.1 Přehled výrobků o šířce 60mm na montážní lince č.6
Přehled bloků vyráběných na lince č.6 byl vypracován na základě aktuálních údajů ke dni 1.1.2004, a je uveden v tabulce 2.1. V přehledu jsou uvedeny všechny bloky, které lze z organizačního a technologického hlediska na lince č.6 vyrábět.
Název výrobku Kód výrobku
Označení bloku
Reference bloku
R50 TD187 2.23.6E F667916K
CORSA TD181 2.23.6S F666289J
BLUE MACAO TD260 2.20.6S F661175P
W168 TD220 2.20.6E F666263X
W169 TD253 2.23.6E F669055G
X90 TD288 2.20.6E F668664N
TJ PHOENIX TD241 3.25.6E F666975E
B6 TD282/283 3.25.6E F666969C
WK TD268 3.30.6E F668677E
W251/W164 TD251/256 3.30.6E F668675Q
Tabulka 2.1 Přehled výrobků o šířce 60mm na montážní lince č.6
Vysvětlení k tabulce 2.1:
• Název výrobku - název projektu, pod nímž byl výrobek (deskový výparník) zaveden do sériové výroby. Pod tímto názvem identifikuje konečný výrobek zákazník.
• Kód výrobku - číselné označení deskového výparníku. Pod tímto kódem identifikuje konečný výrobek zákazník.
• Označení bloku - označení bloku deskového výparníku.
• Reference bloku- číslo bloku dle interní normy výrobku.
2.1.2 Přehled výrobků CLOE48 pro zavedení do sériové výroby
Přehled bloků CLOE48 pro zavedení do sériové výroby na lince č.6 byl vypracován na základě nově uzavřených smluv o dodávkách deskových výparníků zákazníkům, a je uveden v tabulce 2.2.
Název výrobku Kód výrobku
Označení bloku
Reference bloku
PL2 TD274 2.29.4E F667979T
PL3 nepřiděleno 2.23.4E nepřiděleno B85 nepřiděleno 2.20.4E nepřiděleno B0 nepřiděleno 1.23.4E nepřiděleno
Tabulka 2.2 Přehled výrobků CLOE48 pro zavedení do sériové výroby
2.1.3 Plán výroby pro budoucí období
Plán výroby pro období 1.1.04–31.12.06, na lince č.6, je uveden v tabulce 2.3.
Jeho zdrojem je plánování výroby pro závod v Žebráku na divizní úrovni.
Název Označení bloku
Reference
bloku 2004 [ks] 2005 [ks] 2006 [ks]
R50 2.23.6E F667916K 175798 156502 95502
CORSA 2.23.6S F666289J 207613 157400 80000
BLUE MACAO 2.20.6S F661175P 103299 0 0
W168 2.20.6E F666263X 65004 20000 20000
W169 2.23.6E F669055G 87000 300000 300000
X90 2.20.6E F668664N 13000 166000 172000
TJ PHOENIX 3.25.6E F666975E 50053 51000 0
B6 3.25.6E F666969C 271946 300000 200000
WK 3.30.6E F668677E 85651 260000 260000
W251/W164 3.30.6E F668675Q 1080 200000 200000
PL2 2.29.4E F667979T 50923 234329 307767
PL3 2.23.4E nepřiděleno 0 236000 541000
B85 2.20.4E nepřiděleno 42690 693000 484800
B0 1.23.4E nepřiděleno 0 130000 260000
Tabulka 2.3 Plán výroby pro rok 2004 - 2006
2.2 Efektivita výroby
2.2.1 Stupeň plnění výkonové normy
Stupeň plnění výkonové normy na lince č.6, za rok 2003, ukazuje tabulka 2.4.
Zdrojovými daty pro sestavení tabulky byly denní výkazy výroby.
Obecný vzorec pro výpočet stupně plnění výkonové normy α :
hodiny efektivní
y normohodin
= _
α . ( 1 )
Metodologie pro výpočet stupně plnění výkonové normy α ve společnosti Valeo spočívá v podílu množství vyrobených kusů za směnu ku plánovanému vyrobenému množství za směnu. Plánované vyrobené množství za směnu je definováno podílem využitelné délky směny a jednotkového času výrobku.
Efektivní čas směny je 7 hod 05 min (7,083 hod ) při třísměnném provozu.
A
V t
množství vyrobené
množství plánované
množství vyrobené
= ÷
= 7,083
_ _
α _ , ( 2 )
kde: Vyrobené množství je v [ks].
7,083 je efektivní čas směny [hod].
tA je jednotkový čas výrobku [Nhod].
V průběhu analýzy výkazů výroby za rok 2003 pro účel této práce bylo zjištěno, že kalkulace stupně plnění výkonové normy α byla chybná z důvodu špatně zadaného vzorce pro její výpočet. Vzorec v dokumentu výkazů výroby měl tvar:
množství vyrobené
tA
chybné
_ 083 ,
7 ÷
α = . ( 3 )
Rozdíl mezi vykazovanými hodnotami stupně plnění výkonové normy a skutečným stavem je zřejmý z tabulky 2.4, kde jsou uvedeny též chybné hodnoty kurzívou.
Měsíc Stupeň
plnění
normy 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
α [%] 90 88 89 96 97 88 85 60 90 86 90 93
α chybně 111 124 115 106 105 120 119 114 115 116 115 111
Tabulka 2.4 Stupeň plnění výkonové normy v roce 2003
2.2.2 Časové využití výrobního zdroje
Časové využití výrobního zdroje, linky č.6, za rok 2003 ukazuje tabulka 2.5.
Zdrojovými daty byly též denní výkazy výroby.
Obecný vzorec pro výpočet časového využití výrobního zdroje η:
množství plánované
množství vyrobené
_
= _
η ( 4 )
Metodologie pro výpočet časového využití výrobního zdroje η ve společnosti Valeo spočívá v podílu normohodin pro výrobu vyrobeného množství výrobků ku skutečné době, kdy je výrobní zdroj k dispozici. Normohodiny pro výrobu vyrobeného množství výrobků jsou dány součinem počtu vyrobených výrobků a jednotkového času výrobku. Výrobní zdroj je k dispozici 8 hod v jedné směně.
8
_ A
v
t množství
vyrobené ×
η = , ( 5 )
kde: Vyrobené množství je v [ks].
8 je čas, kdy je výrobní zdroj k dispozici za směnu [hod].
tA je jednotkový čas výrobku [Nhod/ks].
Měsíc Časové
využití výrobního
zdroje 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
η [%] 78 74 76 81 84 81 75 54 81 80 84 86 Tabulka 2.5 Časové využití výrobního zdroje v roce 2003
2.3 Technologické schéma montáže
Z důvodu rozsáhlého sortimentu výrobků volím za účelem vypracování technologického schématu montáže jejich představitele. Tento představitel musí být vhodným výběrem porovnatelný s představitelem bloku o šířce 48mm, a naopak.
Ve společnosti Valeo je k dispozici výpis součástí bloku v informačním databázovém systému MACPAQ.
2.3.1 Bloky o šířce 60mm
Na základě podmínky porovnatelnosti byl za představitele bloků o šířce 60mm zvolen výrobek R50 (2.23.6E). Technologické schéma montáže bloku R50 je uvedeno v grafu 2.1, a bylo vypracováno s využitím výpisu součástí z podnikové databáze MACPAQ.
2.3.2 Bloky o šířce 48mm
Na základě podmínky porovnatelnosti byl za představitele bloků o šířce 48mm zvolen výrobek PL3 (2.23.4E). Technologické schéma montáže bloku PL3 je uvedeno v grafu 2.2.
Vzhledem k zavedení výrobku PL3 do sériové výroby až v roce 2005, nebylo mu doposud přiděleno referenční číslo a tedy výpis jeho součástí není k dispozici v podnikovém informačním systému MACPAQ. Z tohoto důvodu byl pro vytvoření technologického schématu montáže použit výkres výrobku.
Blok 2.23.6E 1 Standardní deska
225x60mm 44
F667916K
F666260K
Dělící deska
225x60mm 1
F666261V
Děrovaná deska
225x60mm 1
F666262G
Koncová deska nanýtovaná 225x60mm
1
Koncová deska děrovaná 225x60mm
1
F666264D
F666258Z
Koncová deska
225x60mm 1
Vývod TD220 1
F666257F
F665557K
Voština 225 P1,4 23
Kroužek 1
F666290T F662976M
Nanýtovaná trubička
D8 L193 1
F661196J
Graf 2.1 Technologické schéma montáže bloku 2.23.6E
Blok 2.23.4E 1 Standardní deska
225x48mm 42
F667696F
F667731N
Dělící deska
225x48mm 1
F667734G
Děrovaná deska
225x48mm 1
F667737H
Koncová deska nanýtovaná 225x48mm
1
Koncová deska děrovaná 225x48mm
1
F668448W
F667728J
Koncová deska
225x48mm 1
Vývod TD220 2
F667725U
F665557K
Voština 199 P1,5 23
F667752R
Nanýtovaná trubička
195 1 Nádržka 1
F667754B
F667756S
Trubička 195 1
F668037J
Graf 2.2 Technologické schéma montáže bloku 2.23.4E
2.4 Normativy
Zdrojem normativů je podnikový informační systém MACPAQ. Normativy pro závod v Žebráku byly převzaty z divizní úrovně, kde byly původně kalkulovány metodou MTM ( Method Time Measurement ).
2.4.1 Čas jednotkový a dávkový
Tabulka 2.6 uvádí jednotkové časy tA a dávkové časy tB pro sortiment bloků deskových výparníků vyráběných na lince č.6 dle plánu výroby.
Název výrobku Označení bloku Reference tA[Nhod] tB [Nhod]
R50 2.23.6E F667916K 0,00410 0,25000
CORSA 2.23.6S F666289J 0,00410 0,25000
BLUE MACAO 2.20.6S F661175P 0,00357 0,25000
W168 2.20.6E F666263X 0,00357 0,25000
W169 2.23.6E F669055G 0,00430 0,25000
X90 2.20.6E F668664N 0,00370 0,25000
TJ PHOENIX 3.25.6E F666975E 0,00465 0,25000
B6 3.25.6E F666969C 0,00465 0,25000
WK 3.30.6E F668677E 0,00540 0,25000
W251/W164 3.30.6E F668675Q 0,00540 0,25000
PL2 2.29.4E F667979T 0,00540 0,25000
PL3 2.23.4E nepřiděleno 0,00430 0,25000
B85 2.20.4E nepřiděleno 0,00370 0,25000
B0 1.23.4E nepřiděleno 0,00430 0,25000
Tabulka 2.6 Normativy pro výrobu bloků deskových výparníků na lince č.6
Metoda pro stanovení jednotkového času tA pro blok o šířce 60mm vychází z referenčního času pro výrobu jednoho sendviče bloku, a je vynásobena počtem sendvičů v bloku (délkou bloku L). Jednotkový čas není závislý na výšce bloku H vzhledem k použité technologii.
Čas pro výrobu jednoho sendviče u 60mm bloků je: tAsendviče = 0,643s.
Příklad
Jednotkový čas pro výrobu bloku 2.20.6E se vypočítá:
hod s
L t
tA2.20.6E = Asendvič× =0,643×20=12,86 =0,00357
Jednotkový čas pro výrobu bloku 2.23.6E se vypočítá:
hod s
L t
tA2.20.6E = Asendvič× =0,643×23=14,79 =0,00410
Můžeme tedy konstatovat, že údaje v informačním systému MACPAQ jsou nesprávné pro výrobky s označením W169 a X90 dle tabulky 2.6. Správné hodnoty jednotkového času tA podle délky bloku L jsou: 0,00410 Nhod pro W169, a 0,00357 Nhod pro X90.
Tato nepřesnost zanesená v podnikovém informačním systému může mít za následek chybnou kalkulaci stupně plnění výkonové normy a časového využití výrobního zdroje, obě tyto veličiny jsou přehodnoceny. Dalším důsledkem je chybné plánování výrobní kapacity pro linku č.6.
Stanovení jednotkového času tA pro blok o šířce 48mm bylo provedeno na základě srovnání technologických procesů pro výrobu bloků o šířce 60mm a 48mm. Rozdíl v technologii, mající vliv na jednotkový čas výroby bloku, byl pozorován a vyhodnocen na pracovišti skládání bloků.
Díky rozdílnému tvaru součástí – trubičky, kde průřez u šířky bloku 60mm je kruhový, u šířky bloku 48mm elipsovitý, dochází k prodloužení operace zasunutí trubičky do otvoru v desce v poskládaném bloku u šířky 48mm o 3,5%. Prodloužení ruční operace je dáno nutnou fixací natočení trubičky elipsovitého průřezu vůči elipsovitému otvoru v desce uvnitř bloku tak, aby jejich hlavní osy nebyly vůči sobě pootočeny. U pipety kruhového průřezu a otvoru v desce uvnitř bloku též kruhového průřezu nezáleží na úhlu pootočení součástí.
Platí, že čím větší délka bloku L, tím je čas pro zasunutí pipety do podpory u bloků o šířce 48mm větší. Toto je v souladu s hodnotami v tabulce 2.6, kde je jednotkový čas pro výrobu sendviče vyhodnocen jako 0,6660s pro blok o délce L=20 sendvičů, a 0,6703 pro blok o délce L=29 sendvičů.
2.4.2 Koeficient přirážky směnového času
Na základě informací získaných v kapitole 2.2.1 můžeme vypočítat koeficient přirážky směnového času kc:
059 , 425 1 450 = + =
=
B A
s
c T T
k T ,
kde: Ts je čas směny. Pro třísměnný provoz: Ts = 450min.
TA+TB je úhrn celkového jednotkového a dávkového času ve směně [Nhod]. Podle článku 2.2.1 je to „efektivní směnový čas“ sloužící pro výpočet stupně plnění výkonové normy.
2.5 Dispoziční řešení
Dispoziční řešení linky č.6 ke dni 1.10.2003 je zobrazeno na obrázku 2.1, a ve formátu A3 tvoří přílohu č.1 této práce.
Dispoziční řešení uvedené na obrázku 2.1 je výchozím stavem pro účely této práce.
Obrázek 2.1 Dispoziční řešení linky č.6 ke dni 1.10.2003.
1 2
3
2.6 Prostorová struktura linky č.6 ke dni 1.10.2003
Z organizačního hlediska představuje linka č.6 plně autonomní výrobní jednotku. Vzhledem k vysokému počtu sledovaných položek a prostorové struktuře jednotlivých částí, bude celý problém zpřehledněn rozdělením linky č.6 do tří úseků:
- Úsek č.1 linky č.6, výroba součástí a montáž bloků. Úsek je označen žlutým obdélníkem na obrázku 2.1.
- Úsek č.2 linky č.6, pájení bloků. Úsek je označen fialovým obdélníkem na obrázku 2.1.
- Úsek č.3 linky č.6, hnízdový. Úsek je označen modrým obdélníkem na obrázku 2.1.
2.6.1 Úsek č.1 linky č.6: výroba součástí a montáž bloků
Úsek tvoří předmětně uspořádaná proudová linka se synchronizovanými pracovišti.
Vstupem do proudové linky je pracoviště lisování desek, pracoviště tváření voštin, součásti a montážní podskupiny vyrobené v hnízdovém úseku č.3.
Výstupem z proudové linky je kontrola, která je součástí pracoviště skládání a montáže bloků do přípravků.
Z pohledu toku materiálu je vstupem do úseku hliníkový pás, dodávaný v cívkách, pro lisování desek a tváření voštin.
Výstupem je poskládaný blok deskového výparníku, smontovaný na montážním stroji a zafixovaný pájecími přípravky. Blok je v tomto stavu připraven pro pájení v průběžné pájecí peci s ochrannou atmosférou, v úseku č.2.
Uspořádání úseku č.1 je zakresleno ve schématu výrobních postupů v grafu 2.3.
Číslo
prac. Název pracoviště Blok 60mm koncový Vstupní sklad
Výrobní úsek č.3
E601 Lisování desek, lis 1.6
E601 Kontrola
E609 Integrovaná pec (odmaštění desek, nanesení tavidla, sušení) E609 Kontrola
E602 Tváření voštin
E602 Odmaštění voštin
E602 Kontrola
E610 Skládání a montáž bloků do přípravků
E610 Kontrola
Výrobní úsek č.2
Graf 2.3 Schéma výrobních postupů bloku o šířce 60mm, úsek č.1
2.6.2 Úsek č.2 linky č.6: pájení bloků
Úsek tvoří kontrolní pracoviště vstupní a výstupní kontroly synchronizované s průběžnou pájecí pecí.
Vstupem do úseku je smontovaný a zafixovaný blok deskového výparníku z úseku č.1.
Výstupem je spájený blok deskového výparníku, konečný výrobek na lince č.6.
Uspořádání úseku č.2 je zakresleno ve schématu výrobních postupů v grafu 2.4.
2 1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7 2
1
3
4
8 9
5 6 7
Číslo
prac. Název pracoviště Blok 60mm koncový Výrobní úsek č.2
E611 Vizuální kontrola
E611 Pájecí pec
E611 Kontrola těsnosti
Expediční sklad
Graf 2.4 Schéma výrobních postupů bloku o šířce 60mm, úsek č.2
2.6.3 Úsek č.3 linky č.6: hnízdový
Uspořádání úseku č.3 je zakresleno ve schématu výrobních postupů v grafu 2.5.
Číslo
prac. Název pracoviště Blok 60mm koncový Vstupní sklad
E600 Lisování koncových desek, lis 2.6
E600 Kontrola
E607 Odmašťovací pec koncových desek
E608 Nýtovačka koncových desek
E608 Kontrola
Úsek č.1
Graf 2.5 Schéma výrobních postupů bloku o šířce 60mm, úsek č.3
Úsek tvoří pracoviště: lis 2.6, odmašťovací pec koncových desek a nýtovačka koncových desek.
3 2 1
3 2 1
3 2 1
3 2 1
2 3
5 4 1
2 3
5 4 1
2 3
5 4 1
2 3
5 4 1
2 3
5 4 1
2 3
5 4 1
Pracoviště jsou předmětně hnízdově uspořádaná za účelem zajištění výroby součástí - koncových desek, a montážních podskupin - koncových desek nanýtovaných, pro úsek č.1 linky č.6.
3 ZMĚNY PŘINÁŠEJÍCÍ CLOE48 DO SOUČASNÉHO USPOŘÁDÁNÍ VÝROBY
V rámci zavedení CLOE48 do sériové výroby bude nutné provést úpravu stávajících pracovišť a zavést do předmětného uspořádání výroby pracoviště nové. V této kapitole budou popsány základní úpravy linky č.6. Údaje budou dále využity pro účely její racionalizace.
3.1 Úpravy stávajících pracovišť
Přestože v konstrukci CLOE48 dochází k optimalizaci výrobku z hlediska poměru výkon/cena, respektive výkon/hmotnost, zůstává zachováno technologicky podobné schéma montáže jako u bloků o šířce 60mm ( viz. graf 2.1 a 2.2 ).
Díky této standardizaci výrobku spojené se standardizací výrobních systémů ve skupině Valeo, bude zapotřebí pouze minimálních zásahů do stávající technologie montáže.
Z hlediska výroby součástí a montážních podskupin již dochází k větším zásahům, díky konstrukčním změnám v jejich geometrickém tvaru. Dopad těchto změn se většinou odrazí pouze v nové konstrukci nástrojů pro stávající technologická pracoviště.
Obecně je možné konstatovat, že zavedení CLOE48 do výroby nepřináší zásadní změnu v technologii výroby. Vzhledem k odlišné konstrukci bloku však bude mnohem obtížnější nastavit správné parametry výrobního procesu.
Přehled základních změn ve stávajících pracovištích, souvisejících se zavedením CLOE48 do sériové výroby, udává tabulka 3.1.
Číslo prac.
Název pracoviště
Změna
číslo Popis změny
1 Nová raznice pro desky 225x48mm.
2 Nová raznice pro desky 200x48mm.
3 Úprava software lisu pro nové raznice.
E601 Lis 1.6
4 Úprava stohovače desek -> kompatibilita 60 / 48mm.
E601 Kontrola 6 Nové měřící zařízení pro elipsovitý otvor v desce 225,200x48mm.
7 Úprava software pro indikátor vyráběné verze.
E609 Integrovaná pec (odmaštění desek, nanesení tavidla, sušení)
8 Úprava komory pro nanášení tavidla za účelem jiné hustoty tavidla pro desky 60mm a 48mm.
E602 Tváření voštin 9 Nový tvářecí nástroj pro optimalizovaný obdélníkový profil voštiny a rozteč 1,5mm.
E602 Kontrola 10 Nový fixační přípravek pro kontrolu rozteče 1,5mm.
11 Nové zásobníky na součásti bloků 48mm.
12 Nové měrky pro bloky 48mm.
13 Úprava software montážních jednotek za účelem nastavení odlišných parametrů montáže pro bloky 48mm.
14 Nové kompresní tělesa pro montáž bloků 48mm o délce 29 sednvičů.
15 Implementace poloautomatického systému zakládání pájecích přípravků?
E610 Skládání a montáž bloků do přípravků
16 Nové pájecí přípravky pro bloky 48mm o délce 20, 23 a 29 sendvičů.
E611 Vizuální kontrola 17 Implementace softwaru pro verzi bloku 48mm o délce 20, 23 a 29 sendvičů.
18 Nastavení pájecích parametrů pro bloky 48mm.
E611 Pájecí pec
19 Implementace řídícího systému pro změnu pájecích parametrů pro 60 a 48mm bloky.
20 Úprava software pro verzi bloků 48mm o délce 20, 23 a 29 sendvičů.
21 Úprava kompresního modulu stroje.
E611 Kontrola těsnosti
22 Nové podpěrné desky pro bloky 48mm.
23 Nová raznice pro koncové desky 225x48mm.
24 Nová raznice pro koncové desky 200x48mm.
25 Úprava software lisu pro nové raznice.
E600 Lis 2.6
26 Úprava stohovače desek -> kompatibilita 60 / 48mm.
28 Úprava suportu nýtovačky pro 48mm desky.
E608 Nýtovačka
koncových desek 29 Nový razník pro 48mm desky.
Tabulka 3.1 Základní změny ve stávajících pracovištích se zavedením CLOE48
3.2 Nová pracoviště
Novou technologii výroby představuje montáž trubičky a vodní nádržky.
Za účelem jejího provedení musíme začlenit jednoúčelový stavebnicový stroj, nýtovačku trubiček, zkonstruovaný pro tyto účely, do uspořádání linky č.6.
Rozměr stroje: 1950x1700x2000mm ( šxdxv ).
Výkon stroje: 4kW.
Přípojky: elektřina 3 fáze, stlačený vzduch 6 bar.
3.3 Tok materiálu
Tok materiálu v autonomní oblasti linky č.6 bude změněn, a to zejména začleněním nového pracoviště nýtování pipet do uspořádání linky.
V průběhu získávání dat bylo zjištěno, že v závodě Žebrák není tok materiálu podrobněji analyzován. Tok materiálu vychází z technologického uspořádání linky č.6 a není nadále zkoumán ani aktualizován v případech např. změn v prostorovém uspořádání.
Tok materiálu bude analyzován pro účely dispozičního řešení dále.
4 NÁVRH RACIONALIZACE
Záměrem této kapitoly je navrhnout racionalizaci montážní linky č.6 na základě dat a jejich analýzy získané v předcházejících kapitolách. Můžeme konstatovat, že hlavním směrem racionalizace bude zvýšení výrobní kapacity linky z důvodu vzrůstajícího objemu výroby spojeného se získáním nových zákazníků pro projekt CLOE48, s tím související změny v toku materiálu a v dispozičním řešení.
4.1 Kapacitní propočty
V této kapitole budou stanoveny kapacitní nároky pro výrobu bloků deskových výparníků. V případě potřeby budou analyzovány a navrženy metody, jak pokrýt přebývající kapacitní nárok.
4.1.1 Roční časový fond
a) Roční časový fond pracovníka
Základní vztahy pro stanovení ročního časového fondu pracovníka:
Kalendářní časový fond Fk je dán vztahem:
PHD DR
Fk = × , ( 6 )
kde: DR je počet dnů v roce [den].
PHD je počet hodin denně v závislosti na směnnosti [hod].
Nominální časový fond Fn je dán vztahem:
PHD ND
F
Fn = k − × , ( 7 )
kde: ND je počet nepracovních dnů v roce [den].
Využitelný časový fond pracovníka Fvp je dán vztahem:
) 1 ( )
(F RD PHD A
Fvp = n − × × − , ( 8 )
kde: RD je řádná dovolená [den].
A je absence [%].
Pro účely této práce je nutné stanovit využitelný časový fond pracovníka pro období 2004 – 2006.
Příklad výpočtu využitelného časového fondu pracovníka pro rok 2004:
Dáno: směnnost s=3,
PHD=7,5 hod/směnu, DR=366 dnů,
ND=112 dnů, RD=20 dnů,
A=5% (tato hodnota je v souladu se strategií oddělení lidských zdrojů ve společnosti Valeo).
Výpočet využitelného časového fondu pracovníka dle vztahů 6 – 8:
hod PHD
DR
Fk = × =366×7,5=2745 ,
hod PHD
ND F
Fn = k − × =2745−112×7,5=1905 ,
hod A
PHD RD
F
Fvp =( n − × )×(1− )=(1905−20×7,5)×(1−0,05)=1667,25 .
Obdobným způsobem byl vypočítán využitelný časový fond pracovníka pro rok 2005 a 2006. Jeho hodnoty jsou uvedeny v tabulce 4.1.
Roční využitelný časový fond pracovníka Fvp
Období 2004 2005 2006
s směnnost 3 3 3
PHD počet hodin denně [hod] 7,50 7,50 7,50
DR počet dnů v roce [den] 366 365 365
ND počet nepracovních dnů v roce
[den] 112,00 112,00 112,00
RD počet dnů řádné dovolené [den] 20 20 20
A absence 5% 5% 5%
Fk kalendářní časový fond [hod] 2745,00 2737,50 2737,50 Fn nominální časový fond [hod] 1905,00 1897,50 1897,50 Fvp využitelný časový fond [hod] 1667,25 1660,13 1660,13
Tabulka 4.1 Roční využitelný časový fond pracovníka
b) Roční časový fond výrobního zařízení
Základní vztahy pro stanovení ročního časového fondu výrobního zařízení:
Využitelný časový fond výrobního zařízení Fvz je dán vztahem:
PP s F
Fvz = n× − , ( 9 )
kde: Fn je nominální časový fond [hod].
s je směnnost.
PP jsou plánované prostoje [hod].
Plánované prostoje PP pro linku č.6, zahrnující plánovanou preventivní údržbu výrobního zařízení, jsou plánovány v souladu se strategií oddělení údržby ve výši 10-ti pracovních dnů za rok, což představuje 225 hodin ročně.
Příklad výpočtu využitelného časového fondu výrobního zařízení pro rok 2004:
Dáno: směnnost s=3, Fn=1905 hod, PP=225 hod,
Výpočet využitelného časového fondu výrobního zařízení dle vztahu 9:
hod PP
s F
Fvz = n× − =1905×3−225=5490
Obdobným způsobem byl vypočítán využitelný časový fond výrobního zařízení pro rok 2005 a 2006. Jeho hodnoty jsou uvedeny v tabulce 4.2.
Roční využitelný časový fond výrobního zařízení Fvz
Období 2004 2005 2006
s směnnost 3 3 3
PP plánované prostoje [hod] 225 225 225
Fn nominální časový fond [hod] 1905,00 1897,50 1897,50 Fvz využitelný časový fond [hod] 5490,00 5467,50 5467,50
Tabulka 4.2 Roční využitelný časový výrobního zařízení
4.1.2 Postup výpočtu pro stanovení kapacitního nároku Obecný vztah pro výpočet kapacitního nároku:
i i J
j
j
ij x b
a ⋅ = ⋅η
∑
=1, i=1,2,...,I; j=1,2,...,J ( 10 ) kde: aij je jednotkový kapacitní nárok kladený j-tým výrobním úkolem
na i-tý výrobní zdroj.
xj
je objem j-tého výrobního úkolu.
bi
je objem i-tého výrobního zdroje.
ηi je časové využití výrobního zdroje.
J je celkový počet výrobních úkolů.
I je celkový počet výrobních zdrojů.
Praktický vztah pro výpočet kapacitního nároku:
∑
=
⋅
J =
j
i v ij n
i
ij F
H
1
α η , i=1,2,...,I; j=1,2,...,J ( 11 )
kde: Hnij
je normální kapacitní nárok kladený j-tým výrobním úkolem na i- tý výrobní zdroj [Nhod].
αij je stupeň plnění normy při j-tém výrobním úkolu na i-tém výrobním zdroji [%].
Fvi je využitelný časový fond i-tého výrobního zdroje [hod].
Postup:
a) Stanovení celkového jednotkového času s přirážkou času směnového tAC:
c A
AC t k
t = ⋅ , ( 12 )
kde: tA je celkový jednotkový čas [Nhod].
kc je koeficient přirážky směnového času.
b) Stanovení celkového dávkového času s přirážkou času směnového tBC:
c B
BC t k
t = ⋅ , ( 13 )
kde: tB je celkový dávkový čas [Nhod].
kc je koeficient přirážky směnového času.
c) Stanovení počtu dávek:
Počet dávek bude optimalizován z hlediska vytížení strojů, které předpokládá určitý podíl dávkového času k celkové době technologického zpracování celé dávky. Vzhledem k zavedenému systému Kanban ve společnosti Valeo bude nutné správnost výpočtu překontrolovat z hlediska požadavků zákazníka na termíny dílčích dodávek.
Stanovení počtu dávek z hlediska vytížení výrobních zdrojů pdvj: Velikost výrobní dávky dvj stanovíme dle vztahu:
ACr BC
vj a t
d t
= ⋅ , ( 14 )
kde: tBC je celkový čas dávkový s přirážkou času směnového [Nhod].
tACr je celkový čas jednotkový s přirážkou času směnového pro rozhodující operaci ( operace s největší hodnotou tAC ) [Nhod].
a je součinitel dovoleného podílu dávkového času v celkové době technologického zpracování celé výrobní dávky.
Počet dávek za rok pdvi určíme jako:
vj j
dvj d
p =Q , ( 15 )
kde: Qj je roční objem výroby [ks].
d) Výpočet teoretického celkového kapacitního nároku HNCT:
∑
== J
j nt
NCT H ij
H
1
, ( 16 )
kde:
ntij
H je teoretický partikulární kapacitní nárok kladený j-tým výrobním úkolem na i-tý výrobní zdroj [Nhod].
ij ij
ij AC BC
nt T T
H = + , ( 17 )
kde:
BCij
T je celkový čas dávkový s přirážkou času směnového kladený j- tým výrobním úkolem na i-tý výrobní zdroj [Nhod].
ACij
T je celkový čas jednotkový s přirážkou času směnového kladený j-tým výrobním úkolem na i-tý výrobní zdroj [Nhod].
j AC
AC t Q
T ij = ⋅ , ( 18 )
kde: tAC je celkový čas jednotkový s přirážkou času směnového [Nhod].
dv BC
BC t p
T ij = ⋅ , ( 19 )
kde: tBC je celkový čas dávkový s přirážkou času směnového [Nhod].
e) Výpočet skutečného celkového kapacitního nároku HNC:
∑
== J
j ns
NC H ij
H
1
, ( 20 )
kde:
nsij
H je skutečný partikulární kapacitní nárok kladený j-tým výrobním úkolem na i-tý výrobní zdroj [Nhod].
i ij
nt ns
ij ij
H
H =α ⋅η . ( 21 )
4.1.3 Kapacitní nárok pro CLOE48 na lince č.6
Kapacitní nárok pro projekt CLOE48 se skládá z dílčích kapacitních nároků pro výrobky PL2, PL3, B85 a B0 ( viz. tabulka 2.3 ).
Příklad výpočtu kapacitního nároku pro výrobek PL2 pro rok 2004:
a) Stanovení celkového jednotkového času s přirážkou času směnového tAC: Dáno: kc=1,059, viz. kapitola 2.4.2,
tA=0,0054hod, viz. tabulka 2.6.
Výpočet:
dle vzorce 12:
hod k
t
tAC = A⋅ c =0,0054⋅1,059=0,005717
b) Stanovení celkového dávkového času s přirážkou času směnového tBC: Dáno: kc=1,059, viz. kapitola 2.4.2,
tB=0,25hod, viz. tabulka 2.6.
Výpočet:
dle vzorce 13:
hod k
t
tBC = B ⋅ c =0,25⋅1,059=0,264750
c) Stanovení ročního počtu dávek pdv: Dáno: tBC=0,264750hod,
tACr=tAC=0,005717hod,
a=(0,02-0,05) pro sériovou výrobu, volím poměr 0,03, Q=50923ks.
Výpočet:
dle vzorce 14:
t ks a d t
ACr BC
v 1544
005717 ,
0 03 , 0
264750 ,
0 =
= ⋅
= ⋅ ,
dle vzorce 15:
dávek d
p Q
vz
dv 33
1544 50923 =
=
= .
d) Výpočet teoretického partikulárního kapacitního nároku Hnt: Dáno: tBC=0,264750hod,
tAC=0,005717hod, Q=50923ks, pdv=33dávek.
Výpočet:
dle vzorce 18:
hod Q
t TAC AC j
ij = ⋅ =0,005717⋅50923=291,1 , dle vzorce 19:
hod p
t TBC BC dv
ij = ⋅ =0,264750⋅33=8,7 , dle vzorce 17:
hod T
T
Hntij = ACij + BCij =291,1+8,7=299,8
e) Výpočet skutečného partikulárního kapacitního nároku Hns: Dáno: Hnt=299,8hod,
α =90,2%, aritmetický průměr za rok 2003 z tabulky 2.4*, η=80,0%, aritmetický průměr za rok 2003 z tabulky 2.5*. Výpočet:
dle vzorce 21:
hod H
H
i ij
nt ns
ij
ij 407,3
800 , 0 902 , 0
8 ,
299 =
= ⋅
= ⋅ η
α .
* Při výpočtu stupně plnění normy α a časového využití výrobního zdroje η dle získaných hodnot uvedených v tabulkách 2.4 a 2.5, nebyl do aritmetického průměru započítán měsíc srpen pro odstavení linky z důvodu plánované údržby. Tento plánovaný prostoj je pro účely kapacitních propočtů již zahrnut v ročním využitelném časovém fondu výrobního zařízení.
Obdobným způsobem byly vypočítán kapacitní nárok pro celý projekt CLOE48. Hodnoty jsou uvedeny v tabulce 4.3.
4.1.4 Kapacitní nárok pro bloky 60mm na lince č.6
Kapacitní nárok pro bloky o šířce 60mm se skládá z dílčích kapacitních nároků pro výrobky dle tabulky 2.3. Obdobně jako kapacitní nárok pro bloky CLOE48 i kapacitní nárok pro bloky o šířce 60mm byl vypočítán dle vztahů 12 – 21 uvedených v kapitole 4.1.2.
Výsledné kapacitní nároky pro bloky 60mm jsou uvedeny v tabulce 4.3.
4.1.5 Vztah linky č.6 s ostatními autonomními výrobními jednotkami
Vyjádříme-li celkový roční kapacitní nárok pro linku č.6 dle tabulky 4.3, získáme následující přehled:
Rok 2004: HNC=654+6865=7519Nhod.
Rok 2005: HNC=8168+11030=19198Nhod.
Rok 2006: HNC=10430+9144=19574Nhod.
Roční využitelný časový fond výrobního zařízení dle tabulky 4.2 představuje pro linku č.6 cca 5470 hodin za rok.
Z faktu, že výroba bloků, které jsou součástí projektu CLOE48, může technologicky probíhat pouze na lince č.6, a vzhledem k jejich vzrůstajícímu objemu výroby, bude nutné analyzovat možnost přesunutí části výrobní kapacity pro výrobu bloků o šířce 60mm na jinou autonomní výrobní jednotku.
Dále pak bude nezbytné navrhnout řešení pro zvýšení výrobní kapacity nejen linky č.6, ale vzhledem k výši deficitu kapacity i ostatních autonomních jednotek.
Za tímto účelem je nutné doplnit analýzu současného stavu o informace z ostatních autonomních výrobních jednotek.
Autonomní výrobní linka č.5
Všechny informace uvedené v této části byly čerpány ze stejných zdrojů, jako informace v kapitole 2.
