MEZIOPERAČNÍ DOPRAVA A MANIPULACE S MATERIÁLEM

Transkript

1 MEZIOPERAČNÍ DOPRAVA A MANIPULACE S MATERIÁLEM Abstrakt Inter-operationa transport and materia handing Do. Ing. Zdeněk Čujan, CS. Vysoká škoa ogistiky Přerov, katedra ogistiky a tehnikýh disipin e-mai: zdenek.ujan@vsg.z Do. Ing. Gabrie Fedorko, PhD., Ústav ogistiky priemysu a dopravy, Fakuta BERG, TU Košie e.mai: gabrie.fedorko@tuke.sk Příspěvek se zabývá mezioperační dopravou a manipuaí s materiáem ve výrobě interiérovýh díů pro osobní automobiy. Uspořádání tehnoogikýh praovišť za účeem zkráení dopravníh vzdáeností seduje snížení nákadů vynakádanýh na mezioperační dopravu a manipuai s materiáem. Abstrat The paper deas with inter-operationa transport and materia handing in prodution of interior s parts for passenger vehies. Organization of tehnoogia workpaes for the purpose of trave distane ut pursues ost redution spending on inter-operationa transport and materia handing. Kíčová sova Mezioperační doprava, materiáový tok, ayout, výrobní tehnoogie, prostorové uspořádání. Key Words Inter-Operationa Transport, Materia Fow, Layout, Prodution Tehnoogy, Spae Layout. 1. ÚVOD Mezioperační doprava a manipuae s materiáem představuje poměrně širokou obast, která zahrnuje veškerý přesun surovin, zásob ve výrobě a pohyb hotovýh výrobků v rámi výrobního podniku včetně vstupního a výstupního skadu. Havním íem mezioperační dopravy a s tím souvisejíí nutné manipuae s materiáem je zajištění o nejpynuejšího materiáového toku a dosažení pynuého průběhu výrobního proesu. Mezioperační doprava se uskutečňuje mezi jednotivými tehnoogikými a kontroními praovišti a mezioperačními skadovými místy. Dopravní proes končí ve výstupní kontroe a expedii, kde je výstup eého výrobního systému (Preík, 2006). 2. MATERIÁLOVÝ TOK Materiáový tok ze harakterizovat jako organizovaný pohyb materiáu ve výrobním proesu v požadované posoupnosti, která je dána tehnoogikým postupem. Je to souhrn operaí, které spočívají převážně v dopravě materiáu, jeho skadování, baení a vážení, v tehnoogikýh manipuaíh a praíh souvisejííh bezprostředně s výrobním proesem. Zároveň také zahrnuje všehny druhy pomonýh materiáů, které jsou pro reaizai výrobního proesu požadovány. Rozišuje se manipuae mezioperační a tehnoogiká. Mezioperační manipuae nastává při pohybu materiáu mezi jednotivými výrobními a nevýrobními operaemi. Tehnoogiká manipuae je součástí tehnoogiké operae, s jejímž proesem je přímo spojena a zajišťuje vhodnou orientai díů zpraovávanýh na stroji

2 Mezioperační doprava a manipuae s materiáem je vždy spojena s určitými nákady, které tvoří poměrně vekou část z ekovýh nákadů vynaoženýh na zpraování fináního výrobku. Z uvedeného důvodu je proto snaha materiáový tok řídit a minimaizovat nákady vynakádané na manipuai s materiáem všude tam, kde je to možné a účené. Jedná se zejména o zkráení přepravníh vzdáeností, minimaizae počtu úzkýh míst, minimaizae stavu zásob. Mezi jednotivými tehnoogikými praovišti jsou obvyke umístěny mezioperační úožné prostory, které souží ke krátkodobému skadování rozpraované výroby, vytváří zásobu připravené práe pro násedujíí operai včetně úožnýh prostorů pro skadování a přípravu výrobníh pomůek a nástrojů. Je zřejmé, že zásobování tehnoogikýh praovišť materiáem a výrobními prostředky v reáném čase, kade vysoké nároky na frekveni manipuačního prostředku. Naproti tomu mají mezioperační úožné prostory typiky skadový harakter, kdy nároky na kapaitu nejsou vyvoány okamžitou naéhavou potřebou tehnoogikýh praovišť. S výhodou se využívá systém řízení výrobního proesu pomoí kartičkového kanbanu, který je obvyke apikován mezi všemi tehnoogikými praovišti. Zavedení kanbanového systému řízení předhází anaýza mapování toku materiáu (Vaue Stream Mapping a Vaue Stream Design), ze které ze stanovit počet potřebnýh kanbanovýh karet a násedné stanovení veikosti bufferu nutného ke správnému hodu výroby s íem snížit nebezpečí vzniku, případně počet úzkýh míst. Stanovením počtu kanbanovýh karet a tím počtu kusů připadajíí na jednu kanbanovou kartu je řízena požadovaná rozpraovanost výroby v souadu s požadavky zákazníka (Tuček, 2008). 3. STRUČNÝ POPIS TECHNOLOGIE VÝROBY Vastní přístrojová deska se skádá ze tří vrstev: spodní pastový dí s podíem skenýh váken, horní dí, který tvoří prostorový útvar s nerozvinutenou pohou, zhotovený za tepa rotačním spékáním práškového PVC a z vnitřní poyuretanové výpně, zhotovené na robotizovaném praovišti hemikou reakí dvou sožek, poyou a izokyanátu (TDI). Všehny tři vrstvy tvoří jeden eek (sendvič), který je obvyke opatřen airbagem a je jedním z bezpečnostníh díů každého automobiu. Obr.: 1 Přístrojová deska před montáží Spodní pastový dí se vyrábí tehnoogií vstřikování z granuovaného PVC na vstřikovaím stroji. Ceý praovní ykus, od uzavření formy až po odebrání výisku z formy,

3 je pně automatiký. Po zhotovení výisku a jeho ohazení, náseduje ruční opraování případnýh přetoků včetně odstranění vtokové soustavy. 1 Träger STi+re Träger ABK PVC 1,2 PVC 2,5 Form Vrtání Lam inování 1. ks Sběr dat Broušení Záznam o opatření SPC Záznam o opatření Maskování Lepid Ředid Odstran. příčin Stabi Stříkání Výpočet p,pk Sušení Organiz. zásah Způs Centr Vyentr. proesu 1. ks Lem ování ANO SCRAP Rew Kontr SCRAP Eissm ann Kontr A A1 PVC 1,2 ABK 2,5 Montáž ABK kůže Montáž PVC 2,5 STi STre Svařování HSK Grund träger 2 Obr.: 2 Postupový diagram výroby interiérového díu (Čujan, 2007) Horní dí přístrojové desky se vyrábí na speiením stroji tehnoogií rotačního spékání práškového PVC za vysoké tepoty. Uzavíratený nosič váového tvaru je uvnitř opatřen formou, jejíž dutina odpovídá tvaru přístrojové desky včetně povrhového designu. Do formy se ručně nasype určité množství prášku PVC, nosič se uzavře a náseduje zahřátí

4 vnitřního prostoru na tepotu, která je dána bodem tání prášku PVC. Nosič spoečně s formou se uvede do otáčivého pohybu (rotae okoo podéné osy), který přispěje k rovnoměrnému vypnění prostorového tvaru formy roztaveným PVC práškem. Po zastavení otáčivého pohybu náseduje hazení vzduhem, otevření váového nosiče formy a vyjmutí hotového horního díu, který je nutné upravit odřezáním přebytečnýh okrajů. Střední poyuretanová vrstva přístrojové desky, která spojí spodní nosný dí s horním díem opatřeným designem a vyrobeným z PVC rotačním spékáním v požadované barvě interiéru, vznikne hemikou reakí poyou s izokyanátem. Obě tyto sožky naije po stanovené trajektorii robot v určitém poměru. Robot prauje, prauje v pně automatizovaném režimu. Lití obou sožek se děje do otevřené formy na rubovou stranu horního díu. Vastní hemiká reake (zpěňování) probíhá po uzavření horní částí formy, ve které je uhyen spodní pastový dí. Kromě uvedenýh zákadníh operaí, které je nutné reaizovat, aby vznik třívrstvý sendvič, který je havní sožkou všeh interiérovýh díů, jsou součástí výrobního proesu daší operae, které souvisí zejména s úpravou obvodovýh rozměrů (frézování), montáží bezpečnostníh prvků (airbagu), vkádání úhytek a vastní montáž přístrojové desky, která se reaizovaa na samostatnýh praovištíh. 4. ANALÝZA PŮVODNÍHO STAVU Před provedením samotné anaýzy byo nutné stanovit její í, tedy hedisko, ze kterého bude výrobní proes anayzován a násedně optimaizován. Jako havní kritérium by stanoven ukazate produktivity, který by definován jako podí počtu zpraovanýh interiérovýh díů ku času, nutnému pro jejih zpraování. Jestiže počet zpraovanýh zakázek je pevně dán pánem výroby, je produktivitu možno zvýšit pouze snížením hodnoty časové náročnosti zpraování daného počtu zakázek. Cíem anaýzy je zjištění o největšího počtu faktorů, které mají viv na hodnotu časové náročnosti zpraování zakázek. Po zmapování různýh metod bya jako nejvhodnější vybrána kauzání anaýza. Ta se podobně jako anaýza vztahová zabývá vazbami mezi prvky, jevy apod. Avšak na rozdí od vztahové anaýzy se kauzání anaýza zabývá pouze příčinnými vztahy. Snaží se o odhaení příčin a jejih násedků, tzn. který jev o způsobuje, a který jev je čím způsobený. Je nutné si uvědomit, že každý definovaný, příčinně důvodový vztah je určitým zjednodušením oproti skutečnosti. Pomoí kauzání anaýzy ze vytvořit modifikovaný strom současné reaity (známý též z teorie omezení), který přehedně znázorňuje jednotivé faktory a jejih vzájemné příčinně důsedkové vztahy, kterými působí na hodnotu ekové časové náročnosti proesu zpraování zakázek ve výrobním proesu. Podkadem pro jeho vytvoření byo sedování způsobu zpraování, pohovory jak s řídíími, tak i s řadovými praovníky a některé empiriké zjištěné hodnoty a skutečnosti (Hamer Champy, 2000). Ve stromu původní reaity byy stanoveny čtyři zákadní obasti, na které by se měa zaměřit pozornost při násedném návrhu optimaizačníh řešení: spotřeba času při přemístění z jedné operae na druhou probematiký ayout a s tím souvisejíí zvýšená manipuae tvorba front u některýh praovišť ruční vypisování průvodek operátory

5 5. PROCESNÍ PŘÍSTUP A MĚŘENÍ ČASOVÝCH NÁROČNOSTÍ U jednotivýh výrobníh operaí bya provedena hronometráž s íem zjistit časové náročnosti těhto činností včetně manipuae s materiáem. Aby byy naměřené hodnoty o nejpřesnější, byo provedeno až padesát náměrů pro každou činnost. Tak byo možno eiminovat náhodné rušivé vivy. Provedená hronometráž umožnia nejen získání hodnot časovýh náročností, ae také poskyta možnost detainěji se seznámit s výrobním proesem jako ekem. Četnost pohybu při provádění anaýzy přímo ve výrobním proesu umožni navázat užší kontakt a komunikai s řadovými praovníky výroby a zainteresovat je do proesu zepšování, kdy praovníi projevii zájem o případné návrhy změn a snažiy tak přispět svými vastními postřehy a zkušenostmi ke zepšení eého proesu. 6. ŘEŠENÍ PROBLEMATICKÉHO PROSTOROVÉHO USPOŘÁDÁNÍ Jeden z kíčovýh probémů, který by dáe zjištěn provedenou kauzání anaýzou, by zvýšený objem manipuae s interiérovými díy v prostoru montáže. Tato skutečnost bya v přímé souvisosti se způsobem reaizae vastní montáže, která se prováděa na samostatnýh praovištíh po jednotivýh kuseh jedním praovníkem. Samotné uspořádání praoviště a způsob montáže se stay zákadními parametry pro optimaizai výrobního proesu. Z anaýzy praoviště montáže přístrojové desky vypynua nutnost jeho řešení. Původní způsob montáže by nahrazen montáží na zařízení podobném kruhu s pásovým způsobem montáže. Změna ve způsobu zásobování montážní inky i v ekovém uspořádání praoviště se příznivě projevio na řešení prostorového uspořádání. Cíem požadovaného řešení byo navrhnout nový způsob uspořádání tehnoogikýh praovišť a násedně zpraovat ayoutu výrobní hay s přihédnutím k budouímu vývoji souvisejíího s navrhovanou montážní inkou. Montážní inka řešia nový způsob montáže přístrojové desky zaožený na prinipu pásové výroby. S tím souviseo zpraování návrhu nového uspořádání praovišť s využitím anaýzy materiáového toku. Jako nejvhodnější a časově méně náročná metoda bya zvoena metoda CRAFT, jejíž prinip spočívá v minimaizai přepravního výkonu. Metodu CRAFT je možné použít na určení optimání vzájemné poohy různýh prvků při uspořádání eku (Čujan Máek, 2008). Cíem tedy je naézt o nejepší rozmístění prvků v půdorysném uspořádání ayoutu. Aby reaizae naezeného řešení bya ekonomiky výhodná, musí efekt získaný novým uspořádáním prvků, převýšit nákady vynaožené na reaizai jejih přemístění. Cíem navrhovaného řešení byo dosáhnout přemístění o největšího objemu interiérovýh díů po o nejkratšíh draháh. Matematiky ze výše uvedenou metodu optimaizae vzájemné poohy ogistikýh prvků popsat násedovně: označíme-i n počet prvků, v ij počet jednotek zatížení (materiáu, výrobků atd.), pohybujííh se mezi prvky i a j, u ij nákady na pohyb jednotky zatížení na jednotku vzdáenosti mezi prvky i a j [Kč], ij vzdáenost mezi prvky i a j [m, km,...], potom ekové nákady na pohyb materiáu mezi prvky i a j na jednotku vzdáenosti vypočítáme ze vztahu: ož můžeme napsat ve tvaru matie: C n1 = u v [Kč] IJ n2 IJ n = [Kč] Λ IJ 1n nn

6 Se změnou rozmístění jednotivýh ogistikýh prvků, mění se vzdáenosti mezi nimi. Vzdáenosti ogistikýh prvků můžeme vyjádřit pomoí matie L, která je identiká matii C: L n = [m] 11 n1 Cekové nákady jsou pak dány vztahem: 12 n2 n n i = 1 j = 1 N = Výpočet minima uvedené funke se provádí postupně po jednotivýh iteraíh. Vyházíme z počátečního rozmístění ogistikýh prvků, které postupně měníme (při respektování některýh podmínek, jako např. pevně zadanou poohu některého z prvků) tak douho, až dospějeme k řešení, u kterého již daší změny nepřinášejí požadovaný efekt. ij ij 1n nn [Kč] Tab. 1 Výsedné hodnoty jednotivýh iteraí [2] Cekový přepravní výkon [ks*m] Ceková přepravní dráha [m] Časová náročnost [min] Nové uspořádání Iterae 1 Iterae 2 Iterae 3 Iterae 4 Iterae Optimání řešení byo dosaženo po provedení páté iterae. Pro původní a nově navrhované řešení byy zpraovány diagramy (obr.2, obr.3). Výsedné hodnoty jednotivýh iteraí uvádí Tab.1. Z tabuky je patrné, že apikaí metody CRAFT byo dosaženo snížení objemu manipuovanýh díů téměř na čtvrtinu oproti původnímu stavu. 7. ZLEPŠENÍ SYSTÉMU INFORMOVANOSTI Kvaita fungování každého systému je sině determinována kvaitou informaí s jakými prauje. Prané sedování průběhu výrobníh operaí reaizované ručním vypisováním byo jedním z kritérií, které zvyšovay průběžné časy a poměrně náročnou evideni souvisejíí s nutností zpětného dohedávání, které se stao rozhodujíím kritériem při násedném zavedení integrovaného systému pánování a řízení výroby prostřednitvím čárového kódu. Impementae systému automatiké identifikae umožňuje zavedení jednotného kompexního řešení, které zajistí všehny kritiké obasti podnikového řízení a poskytne střednímu i vrhoovému managementu aktuání on-ine data potřebná pro manažerské rozhodování

7 Obr.: 3 Původní ayout výrobní hay s vyznačením dopravníh est (Čujan, 2007)

8 NO LEAR AREA Obr.: 4 Layout výrobní hay po navrhované úpravě prostorového uspořádání (Čujan, 2007)

9 V současnosti používané systémy umožňují nejen řízení výrobního proesu, ae jednotivé moduy umožňují systémový přístup při pánování výroby, při pánování a řízení finaní, pánování ontroingu, evideni majetku, řízení výrobníh a ogistikýh proesů, včetně řízení skadového hospodářství. Většina používanýh systémů umožňuje spoehivou a bezprobémovou eektronikou výměnu dat se zákazníky a odběratei. Zejména pro potřeby automobiového průmysu ze využít moduů, které umožňují sedování a dodržování pravida FIFO od výdeje materiáu do výrobního proesu až po expedii hotovýh výrobků zákazníkům. Současné systémy umožňují řízení sériové výroby včetně grafikýh výstupů, odepisování z výroby, kontrou a značení hotovýh výrobků a to během přípravy expedie přesně pode požadavků jednotivýh automobiek. Systémy dáe poskytují přehedy, různá statistiká vyhodnoení včetně grafikýh výstupů o využitenosti jednotivýh strojů, vytížení praovníků. Z počtu yků jednotivýh strojů ze generovat pán údržby a na zákadě informaí o rozpraovanosti ze operativně měnit pán výroby a v případě potřeby pán expedie. Systémy jsou rovněž vybaveny ogikou, která umožňuje sedovat proesní hyby a prostřednitvím eektroniké pošty a SMS zpráv upozornit odpovědné praovníky na potřebnou koreki tehnoogikého proesu (výměna nástroje, koreke tehnoogikýh parametrů, dopnění materiáu apod.). Je-i systém opatřen všemi vstupními daty, jako jsou tehnoogiké a praovní postupy, praovní a manipuační časy, ze vygenerovat všehny nákady spojené s jednotivými výrobními proesy včetně nákadů ogistikýh (Traebiita a sběr dat ). 8. ZÁVĚR Příspěvek je příkadem anaýzy a násedné optimaizae výroby (z časového hediska) interiérovýh díů pro osobní automobiy. Původní studie zaměřená na optimaizai materiáovýh toků, přispěa nejen k reorganizai prostorového uspořádání praovišť, ae bya také impusem k novému uspořádání praoviště montáže včetně zavedení automatiké identifikae s využitím čárovýh kódů. Je zřejmé, že upatnění systémového myšení a proesního přístupu spoečně s apikaí poznatků z ogistiky, může znamenat významný přínos nejen v ekonomiké obasti, ae také ve zepšení praovního prostředí, spokojenosti praovníků a tím také ve zvýšení konkureneshopnosti podniku. Literatura Čujan, Z., Máek, Z. Výrobní a obhodní ogistika. Skriptum, I. vydání. Zín: UTB - FT, ISBN Čujan, Z.: Prostorové uspořádání praovišť. - Výzkumná zpráva č. V UTB, FT, 2007 Hamer, M., Champy, J.: Reengineering manifest revoue v podnikání. - Management Press, Praha, 2000 Preík, V.: Průmysová ogistika. - Skriptum, 1. vydání. Praha: ČVUT, ISBN Tuček, D.: Kanban jako řídíí a integrujíí metoda v informačním systému. - Pubikováno [it 04/2008]. Dostupné na < novinky/anek.php&id=167> Traebiita a sběr dat v automobiovém průmysu. - Dostupné na: < kontakty/barteh_auta.pdf> Reenzent: Prof. Ing. Kare Voeský, CS