Proiect de Diploma [305204]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DOMENIUL: MECANIC

PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: LA DISTANȚĂ

EVALUAREA PERFORMANȚELOR LINIEI DE ASAMBLARE A ELEMENTELOR DE PROTECȚIE PRIN MODELARE ȘI SIMULARE CU REȚELE PETRI. TEHNOLOGIA DE EXECUȚIE A SISTEMULUI DE PROTECTIE

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC

PROF. UNIV. DR. ING. BLAGA FLORIN SANDU

ABSOLVENT: [anonimizat]

2018

[anonimizat].

Prezintă în primul capitol compania care deține fabrica în care a [anonimizat], [anonimizat] a sistemului de mascare și cerințele tehnice ale clientului.

[anonimizat].

Modelarea și simularea proceselor de asamblare a [anonimizat].

[anonimizat], noua soluție de protecție a piesei vopsite și concluzionează eficiența și eficacitatea soluției.

[anonimizat], a unei nevoi de îmbunătățire a [anonimizat], vopsirea în câmp electrostatic cu pulbere.

[anonimizat], [anonimizat] 1970, având o [anonimizat] 1940 și una de pionierat până în anii 1985, când apar noile tehnologii chimice de producere a pulberilor.

Vopsirea cu pulberi în câmp electrostatic este o metodă avansată de aplicare a unei pelicule decorative și protectoare pe o gamă largă de materiale și produse care sunt utilizate atât în industrie cât și în consum. [anonimizat]. [anonimizat]. [anonimizat], de calitate înaltă și cu aspect plăcut.

[anonimizat], [anonimizat] o tehnologie mai avansată.

Vopsirea cu pulberi cuprinde o [anonimizat]-a lungul anilor. Evoluția sa poate fi atribuită câtorva pionieri și a nevoii de dezvoltare a unor tehnologii de vopsire mult mai prietenoase cu mediul înconjurător.

Conceptul aplicării unui polimer organic sub formă de pulbere datează de pe la sfârșitul anilor 1940, începutul anilor 1950, când pulberea era „suflată” cu flacără pe substrat metalic. [anonimizat]. [anonimizat], a dezvoltat cuva pentru fluidizare a [anonimizat] o alternativă mult mai eficientă decât „suflarea” cu flacără.

În timp ce în Europa și Statele Unite se folosea cuva pentru fluidizare, alte metode de vopsire erau introduse, fiind dezvoltate pentru a satisface nevoia de sisteme cu uz comercial tot mai răspândit. Era bine știut că vopseaua tradițională, lichidă, conține solvenți, care poluează mediul. Procentul solvenților este adesea foarte ridicat, mai ales la vopsirea prin pulverizare.

„Aveam trei posibilități în minte: reducerea procentului de solvenți de la 50 – 60% la 20 – 30%; înlocuirea a 90 – 95% din solvenți cu apă; sau înlocuirea tuturor solvenților cu aer. Primele două posibilități avea, și au, dezavantajul de a conține solvenți poluanți. A treia posibilitate m-a condus către dezvoltarea vopsirii cu pulbere, lipsită de orice solvenți. Direcția mea era: să găsesc rășinile solide potrivite, întăritori, pigmenți și alte materiale, și să încerc să le amestec. Apoi să le mărunțesc într-o pulbere cu particulele potrivite ca dimensiune, să pun pulberea într-un recipient cu baza poroasă prin care să suflu aer astfel încât mixtul cu aer să fie «fluidizat» și să se comporte ca un lichid”

Astfel, în tehnologia actuală, mixtul de pulbere cu aer este pulverizabil și se comportă ca un lichid, făcând din protejare unor zone pentru prevenirea vopsirii, în unele cazuri, o adevărată provocare și fiind necesară o izolare ermetică.

Parte a procesului de vopsire cu pulbere, în câmp electrostatic, procesul de protejare a unor suprafețe, găuri, filete (interioare sau exterioare), împotriva vopsirii, are o importanță majoră fiind de cele mai multe ori critic în utilizarea sau buna funcționare a produsului final. O suprafață care trebuie să asigure transfer electric, dacă este vopsit, ar putea să nu funcționeze în cazul unui aparat electrocasnic și să nu asigure descărcarea electrică prin împământare, putând duce la vătămarea gravă a utilizatorului; un sistem radio pentru antene GSM ar putea să nu funcționeze corespunzător având interferențe în transmiterea sau recepționarea semnalului de la o altă antenă; la o gaură, a unei piese, care face parte dintr-un ajustaj, ar putea fi afectată îmbinarea cu arborele, mai ales în cazul ajustajelor cu strângere, sau buna funcționare ulterioară; în cazul unui filet, acesta ar putea să nu mai asigure funcția de asamblare. Acest proces îl voi numi în continuare: proces de mascare.

Bineînțeles, în unele cazuri în care se întâmplă ca aceste suprafețe sau elemente să fie vopsite există soluții pentru îndepărtarea vopselei, dar apare riscul deteriorării piesei datorită manipulării suplimentare, utilizării necorespunzătoare a unor substanțe decapante, întârzierii livrării produsului datorită timpului mare necesar pentru îndepărtarea vopselei.

În unele cazuri, este de dorit să se vopsească și apoi să fie îndepărtată vopseaua, deși aceste situații sunt rare, apar când bavura rezultată în urma mascării este mai greu de îndepărtat decât de îndepărtat vopseaua; ori atunci când costul mascării este mai mare decât îndepărtarea vopselei. De regulă, atunci când se optează pentru această îndepărtare ulterioară a vopselei, se face printr-un sistem automatizat sau semi-automatizat și precis.

În lucrarea de față îmi propun să prezint soluția de îmbunătățire a procesului de mascare pentru o piesă din industria telecomunicațiilor, o piesă componentă a unui sistem radio pentru antene GSM, a cărei scop final, cât și prestigiul clientului, impune o atenție ridicată la detalii și la capacitatea de livrare a cantităților de produse cerute.

CAPITOLUL I

PREZENTAREA FACTORILOR DETERMINANȚI ÎN CONSTITUIREA NEVOII DE ÎMBUNĂTĂȚIRE

Compania FAIST

Compania și-a început activitatea în anul 1978, într-un oraș aflat între regiunea Umbria și Toscana, Italia. Totul a început de la experiența fondatorilor ei în artizanat, care a fost repede orientată către lumea producției. Dezvoltarea afacerii duce la crearea unui grup industrial orientat către producția de componente și subansamble pentru o gama largă de industrii.

Azi Faist este compusă din cinci domenii de afaceri cu 32 de locații de producție în întreaga lume, unde sunt utilizate cele mai avansate și inovative tehnologi de producție. Producția a fost întotdeauna o misiune prioritară pentru Faist, datorită spiritului pioneresc care ii conferă companiei posibilitatea de-a previziona orice nouă oportunitate, bazându-se pe buna înțelegere a piețelor, a comportamentelor și direcțiilor economice, joacă un rol important în industriile în care operează, prin influența inovațiilor.

SC Faist Metalworking SRL este una dintre locațiile de producție ale grupului Faist, situată lângă granița dintre România cu Ungaria. Fabrică este împărțită în trei secții:

Mecanică, presupune activități de prelucrare și modelare a colilor metalice, pentru realizarea de diferite tipuri de carcase, ponderea cea mai mare o reprezintă aliajele din aluminiu, apoi cele din oțel, cu grosimi intre 0,5 și 8 mm, cuprinde procese și utilaje precum:

prese pentru modelarea la rece a colilor metalice, ponderea cea mai mare o reprezintă aliajele din aluminiu, apoi cele din oțel;

mașini CNC de debitare cu laser;

mașină CNC de debitare cu jet de apă;

mașini CNC de îndoit;

mașini CNC de ștanțat și perforat;

mașini CNC de decupat;

roboți pentru sudură;

prese pentru auto-sertizare.

Vopsitorie, presupune activități de prelucrarea prin tratamente chimice, vopsire și tipărire a carcaselor și pieselor produse în secția Mecanică, cuprinde procese și utilaje precum:

linie de vopsire în câmp electrostatic cu pulbere;

stație de distilare prin evaporare a apelor uzate;

stație de demineralizare a apei;

linii de mascare și demascare a pieselor;

mașini pentru serigrafiat;

baie de decapare cu barbotare pentru sistemele de agățare a pieselor pe conveiorul liniei de vopsire;

mașini de decupat folii de mascare;

Asamblare, presupune activități de asamblare a unor structuri și componente, cuprinde utilaje precum:

linii automate și semi-automate de asamblare pentru carcase.

SC Faist Metalworking SRL este una dintre companiile din județ cu creștere economică mare, fiind un angajator important al forței de muncă din Oradea, cât și din județ.

În decursul ultimilor șapte ani, compania s-a dezvoltat mărindu-și cifra de afaceri de la 4,5 milioane de lei la 55 milioane de lei; numărul de angajați de la 100 la 430; suprafața construită a fost triplată, deschizând în 2014 noul corp pentru birouri, mai apoi secția pentru asamblare și mase plastice.

Linia de vopsire în câmp electrostatic

Linia de vopsire în câmp electrostatic cu pulberi din cadrul societății Faist Metalworking a fost dată în folosință în anul 2011. A fost concepută pentru a satisface nevoia de vopsire a pieselor metalice produse de societate în cadrul secției de mecanică. În prima jumătate de an de activitate, secția de vopsitorie a vopsit cinci modele de piese, dintre care două modele erau produse de secția mecanică și reprezentau 85% din producție; celelalte 3 modele erau piese turnate din aliaj de aluminiu și siliciu, produse în afara companiei.

Azi, secția de vopsitorie reprezintă circa 45% din cifra de afaceri a companiei, iar numărul modelelor vopsite a ajuns la 400, din care circa 2% sunt modele produse prin procesul de turnare, produse în afara companiei și reprezintă 20% din producție.

Amplasarea liniei de vopsire și a utilajelor conexe în cadrul secției este prezentată în figura I.2. Hala în care este amplasată are o suprafață de 1080 m2.

Conveiorul cu lanț suspendat (poziția 1) este o linie transportoare cu o singură șina, tip CR4600 din 2011, producător Futura S.R.L. – Italia. Linia este dotată cu brațe în forma literei „T” răsturnată, pentru agățarea pieselor.

Sistemul a fost proiectat pentru transportarea pieselor cu dimensiunile maxime:

Tunelul pentru pre-tratare (poziția 3) – este o instalație destinată tratării chimice prin pulverizare a pieselor din metal și aluminiu. Este construit din panouri modulare din otel inoxidabil AISI 304 (și 316) sp.20/10 cu structura auto-portantă. Este proiectat cu 9 bazine pentru substanțe lichide, cel de al 8-lea bazin este divizat în 3 compartimente.

Piesele agățate pe brațele conveiorului sunt transportate prin tunelul de pre-tratare unde sunt în prima fază degresate, urmează două faze de clătire pentru îndepărtarea degresantului; urmează faza de decapare, se îndepărtează oxizii de pe suprafața pieselor, după care iar două clătiri pentru îndepărtarea decapantului; înainte de faza de tratare anticorozivă, piesele sunt clătite cu apă demineralizată, iar după tratare sunt clătite din nou cu apă demineralizată.

Pentru tratarea pieselor cât mai bine și utilizarea apei cât mai eficient prin reciclarea ei, sunt necesare următoarele două instalații:

Instalația de purificare Loft – Destimat LE 150 (poziția 15, din figura I.2.), este o instalație destinată purificării apelor uzate din procesul de pre-tratare în mod semiautomat. Din tunelul de pre-tratare, în mod automat se aduce apa uzată în decantor, apoi ajunge în evaporator, Destimat LE 150, unde urmează procesul de evaporare-condensare, obținându-se apă distilată.

Instalația de demineralizare cu recirculare și schimbare de ioni (poziția 16, din figura I.2.), este o instalație destinată demineralizării apelor necesare în procesul de tratare a pieselor. Circuitul apei demineralizate este un circuit închis.

Cuptorul pentru uscare (poziția 4, din figura I.2.), este o structura destinată uscării pieselor după pre-tratare înainte de vopsire. Este o structura auto-portantă din panouri sandwich cu grosimea de 100 mm + 50 mm. Temperatura necesara este obținută prin încălzire indirectă și circulare forțată. La ieșire și intrare sunt cate 2 antecamere în extinderea cuptorului cu rolul de a control căldura.

Cuptorul pentru polimerizare (poziția 5 din figura I.2.), este o structură destinată polimerizării pulberilor după aplicare. Este o structură auto-portantă din panouri sandwich cu grosimea de 100 mm + 50 mm. Temperatura necesara este obținută prin încălzire indirectă și circulare forțată. La ieșire și intrare sunt cate 2 antecamere în extinderea cuptorului cu rolul de a control căldura.

Instalația de vopsire cu pulbere, este compusă din:

Centrul de pulbere și panoul de comanda (poziția 7, din figura I.2.), are rolul de alimentare și fluidizare a pulberii. De la panoul de comanda se selectează modul de lucru, vopsire sau curățare.

Cabina pentru aplicarea pulberii, cu două posturi pentru acoperire manuală (poziția 5), are rolul de a asigura mediul necesar pentru acoperirea eficientă cu pulbere. Materialul din care este realizată este PVC Trovidur.

Roboții pentru acoperirea automată cu pulbere (poziția 8), au rolul de a acoperi cu pulbere piesele. Accesul la roboti este restricționat cu ajutorul unor garduri de protecție, iar intrările sunt prevăzute cu senzori, în caz de pătrundere în timpul funcționării sistemul se oprește și intră în regim de așteptare.

Mono-ciclon EZ 02 (poziția 9), are rolul de a separa prin centrifugare pulberea de aerul de transport din cabina de pulbere și de a recircula pulberea refolosibilă.

Filtrul separator Tama (poziția 10), are rolul de a separa aerul de pulbere, aerul curat fiind degajat în mediul din hala, iar pulberea deșeu este depozitată în recipientul de la baza instalației cu o capacitate de circa 85 litri.

Aplicarea pulberii se face cu ajutorul unor pistoale speciale de pulverizat pulberea. După ce este fluidizată cu ajutorul aerului, aceasta este pompată, așa cum este descris mai jos, cu pompă specială prin furtunile de pulbere la fiecare dintre pistoale, automate sau manuale (figura I.10.a și b). Dintre cele două tipuri de încărcare electrostatică, în cazul studiat este folosită încărcarea negativă în pistolul de pulverizare, în timp ce piesa este legată la împământare, deci pozitivă, prin intermediul conveiorului de care este agățată.

Figura I.9. – Pistoale pentru aplicarea pulberii: a) pistol automat; b) pistol manual

Descrierea procesului tehnologic

Vopsirea în câmp electrostatic cu pulbere se desfășoară în 4 faze majore (figura I.10). Pentru cele 4 faze, piesele sunt încărcate manual pe brațele conveiorului. Intermediar poate interveni faza de mascare, aceasta poate fi realizată fie prin descărcarea pieselor și încărcarea lor după finalizarea mascării, fie prin mascarea pieselor direct pe conveior.

Fluxul pulberii

O cutie cu pulbere (de la furnizor) este așezată în centrul de pulbere (8 – figura I.11.) unde pulberea este supusă vibrațiilor și fluidizată. Injectoarele transportă pulberea prin intermediul furtunurilor de pulbere, fiind pompată cu pompă specială, la pistoalele de vopsire (9 – figura I.11.). Pistoalele pulverizează un amestec pulbere-aer pe reperele de vopsit.

Pulberea care nu aderă pe repere cade pe podeaua cabinei și este absorbită în mono-ciclonul separator (2 – figura I.11.) ca un amestec pulbere-aer. În mono-ciclon pulberea este separată prin intermediul forței centrifuge. Pulberea separată este curățată în sita integrată (3 – figura I.11.) și transportată prin intermediul unui flux de fază densă (4 – figura I.11.) înapoi în containerul de pulbere din centrul de pulbere, unde este gata de reutilizare în procesul de vopsire.

Ceea ce rămâne după ce pulberea este separată (majoritatea fiind particule fine) trece în zona de post-filtrare (5 – figura I.11.). Post-filtrarea separă pulberea într-un container de pulbere "nerecuperabilă" care este poziționat direct sub patroanele filtrante și este ușor de golit. Aerul curat este evacuat înapoi în mediul de lucru.

Ventilul (5.5 – figura I.11.) rămâne închis pe toata durata operației de vopsire.

Protejarea suprafețelor împotriva vopsirii

Oricare ar fi fluxul urmat de piese, procesul de mascare, prin care se asamblează, pe semifabricat, elemente de protecție împotriva vopsirii unor zone sau a filetelor, reprezintă uneori o provocare în a-l face cât mai eficient și cât mai eficace.

În ajutorul acestui proces vine o întreagă industrie de elemente de protecție, cel mai utilizat material este siliconul, conferind elasticitate și durabilitate, rezistent la temperaturi ridicate, necesarul fiind de 200șC ±60șC, turnabilitate, ceea ce îi conferă posibilitatea de a se realiza o gamă largă de modele.

Aceste elemente au avantajul că se pot utiliza de mai multe ori, reducând considerabil costul de producție al semifabricatului.

Dezavantajul utilizării acestei soluții se datorează în principal bavurii de vopsea care se creează în jurul elementului din silicon, fiind necesară încă o operație, pentru îndepărtarea bavurii, ceea ce prezintă riscul de zgâriere și supra-procesare.

Figura I.12. – Elemente de protecție din silicon: a) pentru filete exterioare; b) pentru găuri cu diferite diametre; c) pentru găuri, cu sau fără filet, și suprafețe; d) pentru găuri filetate, câte două dimensiuni; e) pentru găuri filetate, câte două dimensiuni

Concurența și inovația sunt atât de importante în acest domeniu, încât unele companii simt nevoia de a-și breveta unele produse.

Un alt element de protecție împotriva vopsirii este banda scotch de mascare, este realizată din poliester, rezistă până la temperaturi de 315șC. Se comercializează într-o gamă variată de grosimi, cele mai uzuale sunt:

cele de 50-70 µm, pentru că este suficient de flexibilă ca să se muleze după anumite forme și suficient de rigidă pentru a putea fi aplicată cu ușurință pe suprafețe mici sau mari, de asemenea permite decuparea diferitor forme pe mașini de decupat tip plotter, acestea având un strat suport, tot din poliester; de regulă au culoarea verde;

Figura I.13. – Elemente de protecție din bandă din poliester verde, scotch: a) și b) role de diferite dimensiuni; c) rolă cu forme debitate; d) forme complexe decupate pe plotter

cele de 20-30 µm, sunt utilizate în special pentru flexibilitatea lor, mulându-se foarte ușor pe denivelări sau pini de ghidare aflați pe suprafețele care trebuie protejate; au dezavantajul că se nu se pot decupa pe plotter forme complexe, fiind prea subțiri; în cazul vopsirii cu pulbere, aceasta aplică un film de vopsea cu grosimea între 50 și 160 µm la prima aplicare, rezultând un strat prea gros pentru această banda, după polimerizare această bandă va fi greu de observat și îndepărtat.

Figura I.14. – Elemente de protecție din bandă din poliester albastră, scotch

Avantajele utilizării benzii de mascare din poliester este că protejează foarte bine zonele unde este aplicată și după polimerizare nu avem bavuri de vopsea, pentru cele cu grosime peste 50 µm. Un alt avantaj îl reprezintă posibilitatea de a fi decupată după modele diferite, conferind flexibilitate în realizarea proiectelor noi.

Printre dezavantaje se numără: costul ridicat (20 lei/m2); utilizarea de unică folosință; în cazul în care este aplicată pe suprafață unsă sau prăfuită aceasta nu aderă la suprafață iar în faza de degresare va fi îndepărtată; dificultate în a fi aplicată concentric, doar cu ajutorul unor dispozitive de ghidare.

Datorită avantajelor și dezavantajelor fiecărei soliții în parte, pentru mascări complexe se utilizează mixturi de elemente pentru mascare.

Alte materiale pot fi folosite pentru protejarea suprafețelor, în general sunt acele materiale care nu se topesc sau nu își schimbă forma când sunt expuse la temperaturi până la 250șC. materiale precum teflonul, aliaje metalice, hârtia de copt, etc.

Definirea procesului de mascare a unui produs nou

Definirea procesului de mascare se face consultând nevoia clientului, în cele mai multe cazuri această este definită în desenul de execuție, sau se poate stabili în ședințe de lucru împreună cu clientul. În funcție de complexitate se stabilesc:

suprafețele și elementele care trebuie să fie protejate;

importanța zonelor și elementelor pentru a fi lipsite de vopsea și toleranțele;

timpul estimativ pentru executarea procesului, productivitatea;

elementele de protecție și modul de aplicare;

utilajele și uneltele utilizate pentru realizarea, aplicarea și reutilizarea elementelor de mascare (unde este cazul);

fluxul semifabricatului și a materialelor necesare mascării;

modelarea posturilor de lucru, stabilirea operațiilor realizate la fiecare post de lucru (prin normare și echilibrare), stabilirea stocurilor minime și necesare pentru elementele de mascare cât și pentru semifabricate, cât și alimentarea acestora cu materiale necesare mascării;

modul, locul și timpul de depozitare a pieselor mascate pană la încărcarea lor pe conveiorul liniei de vopsire;

instruirea operatorilor, validarea procesului prin executare, măsurarea rezultatelor și verificare performanțelor.

„Vocea clientului”

Nevoia tot mai mare de performanță aduce mai aproape furnizorii, de produse sau servicii, de clienți și îi obligă, să facă toate eforturile necesare, în primă fază, pentru a înțelege ceea ce spune și ceea ce își dorește clientul. Satisfacerea clientului aduce după sine și satisfacție proprie, încredere, dar și experiență.

Termenul „vocea clientului” este utilizat în afaceri pentru a descrie, în profunzime, procesul de înțelegere a nevoilor și așteptărilor clientului. Este o tehnică de dezvoltarea a produsului, care adună un set de cerințe și nevoi ale clientului, organizate într-o structură ierarhică și apoi prioritizate în funcție de importanță și satisfacere.

Avantajele folosirii tehnicii sunt:

o înțelegere detaliată a cerințelor clientului;

crearea unui limbaj comun pentru comunicare facilă în viitor;

datele cheie de intrare pentru proiectarea specificațiilor corecte ale unui nou produs sau serviciu;

crearea unei baze pentru inovare.

În conceperea produsului de mascare studiat în acest proiect au fost implicate echipe atât din partea furnizorului, Faist Metalworking, cât și din partea clientului. Fiind un produs cu o necesitate mai aparte, au fost necesare mai multe întâlniri, în primul rând, necesare pentru client să înțeleagă procesul de mascare pentru protejarea cât mai corectă a zonelor dorite să fie libere de vopsea. În urma ședințelor de „workshop” s-a dezvoltat varianta inițială. Apoi după un an, datorită creșterii necesarului de piese pentru producția clientului și nevoia de reducere de costuri cu producția pentru Faist Metalworking, a fost dezvoltat, de data aceasta doar intern, dar care să respecte întrutotul setul de cerințe și nevoi stabilit anterior cu clientul, un nou sistem de mascare inovator.

Figura I.15. – Reprezentare 3D a produsului „EC_00_0H”

Produsul este o parte a unui sistem radio pentru o antenă GSM (figura I.15), din industria telecomunicațiilor. Este realizat prin turnare sub presiune din aliaj de aluminiu și siliciu, debavurări, frezări, găuriri, filetări, teșiri. Partea interioară este destinată unor componente electronice, partea exterioară, frontală, trecerii unor conectori și cabluri, spate, sunt dispuse disipatoare de căldură.

Nevoia clientului pentru mascarea produsului EC_00_0H

Din desenul de execuție al clientului se extrag specificațiile cu privire la mascare, se împarte piesa în zone de mascare pentru o înțelegere cât mai ușoară.

Zona A, partea frontală cu găurile pentru conectori și cabluri, suprafața orizontală a șuruburile pentru împământare, trebuie să fie lipsită de vopsea, inclusiv pinii de ghidare.

Zona B, delimitată de bordură și canal, trebuie să fie lipsită de vopsea, inclusiv bordura. Se acceptă ca peretele canalului dinspre bordură să fie acoperit cu vopsea de la 0 la 100%.

Zona C, reprezintă latura din dreapta zonei B, latura din spate și partea cu disipatoarele. În această zonă sunt doar găuri, filetate și nefiletate. Patru găuri M8 pe latura din dreapta zonei B, patru găuri M8 și o gaură Ø6, patru găuri M8, și patru M4.

Productivitatea liniei de vopsire, pentru satisfacerea cerințelor de calitate din punct de vedere al calității, datorat complexității piesei, este de 115 ±5 piese/oră, reprezentând 5175 piese/săptămână. Cererea clientului este de 4700 ±100 piese/săptămână, cantitate satisfăcută de linia de vopsire cu 5,45±0,12 schimburi/săptămână.

Productivitatea procesului de asamblare a sistemului de protejare, mascare, este de 1600 piese/linie/săptămână, pentru a satisface cererea clientului este necesar să se folosească 3 linii de asamblare, producând 4800 de piese care se vopsesc în 5,57 schimburi/săptămână.

Pentru elementele de mascare din silicon și șuruburile M3 cu ochi pentru agățare, se va folosi stocul de protecții din magazie, pentru elementele din banda scotch verde se va folosi mașina de decupat, plotter, pentru capacele de mascare se va folosi stocul de capace aranjate pe rafturi speciale pentru depozitarea lor.

Procesul inițial de asamblare a elementelor de protecție

Procesul inițial asamblare a elementelor de protecție se realiza pe trei linii de mascare cu câte patru posturi de lucru, pentru asigurarea productivității cerute de către client și realizabile în cele 6 schimburi rezervate pentru vopsirea pieselor.

Desfășurarea procesului de asamblare a elementelor de protecție

Postul de lucru numărul 1:

Postul de lucru numărul 2:

Postul de lucru numărul 3:

Postul de lucru numărul 4:

CAPITOLUL II

PROIECTAREA NOULUI SISTEM DE PROTECȚIE

Așa cum am stabilit, necesitatea îmbunătățirii procesului de asamblare a sistemului de protecție a zonelor care trebuie să fie nevopsite este cerută atât de către client prin:

cerința de creștere a productivității, în vederea prelucrării, în fabrica proprie a mai multor unități, de la 237500 unități/an, la 257500 unități/anul, reprezentând o creștere de 8,42%;

cerința, agreată la începerea proiectului, de scădere anuală a prețului per unitate cu minim 2,5%;

cât și de către conducerea întreprinderii prin:

limitarea strictă a intervalului de timp disponibil al liniei de vopsire la 6 schimburi pe săptămână, restul de 9 schimburi fiind alocat celorlalți clienți;

creșterea salarială de 11,3% planificată pentru următoarea perioadă;

nevoia de îmbunătățire continuă pentru creșterea eficienței.

Datorită faptului ca cerința clientului nu depășea capacitatea de vopsire, ci doar cea a asamblării, era necesară căutarea unor soluții de reducere a timpului de asamblare a sistemului de protecție.

Conceptul soluției

Pentru a stabili cât mai bine direcția în care să se canalizeze resursele, am făcut o analiză a procesului inițial. Mai precis, am marcat fiecare latură a piesei cu o literă, reprezentând fiecare zonă de protecție: cu litera A, am marcat latura cu găurile pentru conectori; cu litera B, am marcat partea interioară a piesei; cu litera C, am marcat latura opusă găurilor pentru conectori; cu litera D, am marcat zona disipatoarelor; cu litera E, am marcat latura adiacentă în stângă laturii A, iar cu litera F, am marcat latura adiacentă în dreapta laturii A.

Următorul pas a fost să analizez timpul necesar pentru mascarea fiecărei zone în parte, punând în dreptul fiecărei operații din anexa 1 timpul necesar și litera zonei unde se aplică. Rezultatul, pe zone a fost cel din tabelul II.1.

Pe latura B și A sunt cele mai multe operații, soluția care trebuia găsită era să se reducă cât mai mult numărul acestora, eventual printr-o singură operație să se protejeze toată latura B și eventual dacă este posibil să se reducă și din cele de pe latura A.

Exista deja un capac metalic, acestuia trebuia să i se adauge elemente pentru a elimina operațiile care urmau după montarea lui. În concluzie, capacul existent trebuia să fie îmbunătățit (poziția 1 din figura II.2.) și să aibă forma și funcțiunea ca prin montarea lui și doar a lui, să asigure etanșarea zonei B, realizată înainte cu folii din bandă scotch și buline semi-ovale care să se muleze peste gulerul găurilor, dar să și blocheze infiltrarea pulberii prin aceste găuri de trecere, pentru aceasta s-a ales ca material, coala din silicon (poziția 4 din figura II.2.) de 2 mm, cu duritate de 60 Shore A, care atașată unui capac metalic și strânsă între acesta și bordura piesei urma să închidă ermetic zona B, totodată trebuia să asigure și elasticitatea necesară pentru a putea fi îndepărtat cu ușurință după polimerizarea pulberii.

Garnitura din silicon nu putea fi lipită de capacul acoperitor, datorită forței necesare pentru îndepărtarea lui după polimerizare s-ar fi desprins, în consecință, era nevoie de o ramă de fixare a colii din silicon, care urma să îndeplinească încă un rol, acela de ghidare la aplicarea pe piesă și de prevenire împotriva așezării incorecte (poziția 2 și 3 din figura II.2.).

Figura II.2. – Sistemul de protecție tip capac sandwich

Pentru a nu crește greutatea capacului sandwich, elementele adiționale și neexpuse pulberii vor fi executate din aluminiu, în cazul ramei de ghidare s-a ținut cont să fie executată din două bucăți pentru a reduce consumul de material coală de 2 mm.

Pentru reducerea timpilor de asamblare pe latura A, am conceput un sistem de agățare încorporat capacului sandwich (pozițiile 6 și 7 din figura II.2.), care să înlocuiască cele 2 șuruburi M3 cu ochi care prezentau și un risc de deteriorare a filetelor piesei. Acesta a fost gândit detașabil pentru a putea fi înlocuite cu ușurință cârligele în urma încărcării lor cu vopsea, acestea trebuind să asigure conductivitatea.

Pentru ghidarea șuruburilor de fixare a capacului de protecție pe piesă, am prevăzut elemente de dirijare (poziția 5 din figura II.2.), realizate din tablă de aluminiu cu grosime de 2 mm. Restul elementelor sunt standardizate, șuruburi, piulițe și inserții (pem-uri), conform „Anexei 3 – Elementele componente ale sistemului de protecție”.

Prototiparea sistemului de protecție

Realizarea prototipului pentru sistemul de protecție a fost făcută cu ajutorul programelor CAD, Autocad 2018 și Catia.

Figura II.3. – Sistemul de protecție tip capac sandwich

Testarea ansamblului piesă – sistem de protecție:

Tehnologia de fabricație a componentelor sistemului de protecție

Procesul tehnologic este acea parte a procesului de producție legată nemijlocit de schimbarea dimensiunilor, a formei geometrice, a caracteristicilor fizico-mecanice, și controlul calității semifabricatului până la realizarea piesei finite.

Pentru realizarea sistemului de protecție, a capacului sandwich, s-au folosit următoarele procese tehnologice:

Debitarea pe mașină CNC cu cap laser

Procesul de debitarea cu laser este potrivit pentru debitarea oțelului moale de grosime de până la aproximativ 32 mm. Peste limita de 25 mm, totul trebuie să fie corect pentru a asigura fiabilitatea procesului, inclusiv materialul (oțel de calitate laser), puritatea gazului, starea duzei și calitatea fasciculului.

Debitarea cu laser nu este un proces foarte rapid, întrucât în cazul oțelului moale există doar un proces de ardere care utilizează căldura extremă a unui fascicul de laser concentrat în loc de o flacără de preîncălzire. Prin urmare, viteza este limitată de viteza reacției chimice dintre fier și oxigen. Debitarea cu laser este însă un proces foarte precis. Realizează o lățime a fantei foarte mică și, prin urmare, poate tăia contururi foarte precise și găuri mici de precizie. Calitatea muchiei este de obicei foarte, foarte bună, cu zimți și linii reziduale extrem de mici, muchii foarte drepte și zgură puțină sau absentă.

Un alt aspect extraordinar legat de procesul de debitarea cu laser este fiabilitatea. Durata de viață a consumabilelor este foarte mare, iar automatizarea mașinii foarte bună, astfel încât multe operații de debitarea cu laser pot fi efectuate fără supraveghere umană. Imaginați-vă că încărcați seara o placă de 3.048 x 12.192 mm din oțel de 13 mm pe masă, apăsați butonul „Start”, iar apoi plecați acasă. Când vă întoarceți a doua zi dimineața, sute de piese tăiate vă așteaptă gata de a fi descărcate.

Datorită complexității procesului de orientare a fasciculului, laserele cu CO2 nu se pretează la debitarea cu capete multiple pe aceeași mașină. Totuși, în cazul laserelor cu fibră, debitarea cu capete multiple este posibilă.

Pentru debitarea pe mașină CNC cu laser, desenele pieselor trebuie pregătite în format electronic, iar fișierul trebuie să fie compatibil cu softul de proiectare al mașinii. După ce este convertit în limbajul G-code, desenul 2D (flat-ul) este transformat într-un program pregătit pentru rulare.

Piesele, componente ale sistemului de protecție, debitate pe această mașină sunt:

Mașina CNC cu laser folosit pentru debitarea pieselor este Tru Laser 3030, are urătoarele specificații:

lungimea mașinii: 9300 [mm];

lățimea mașinii: 4700 [mm];

înălțimea mașinii: 2200 [mm];

viteza maximă: 140 [m/min];

lățimea de lucru: 1500 [mm];

lungimea de lucru: 3000 [mm];

greutatea maximă a piesei: 900 [kg];

Inserarea cu mașină CNC Heager

Procesul de inserare reprezintă fixarea unor elemente de asamblare, inserții sau pem-uri cum sunt ele numite, prin presare. Inserțiile trebuie să corespundă cu diametrul găurii, în cele mai multe cazuri, dar găurile pot să aibă și alte forme geometrice, exemplu: hexagonale. Din specificațiile inserțiilor se determină gaura necesară pentru o inserare corectă. Astfel, pentru cele două dimensiuni de diametre pentru inserțiile utilizate pentru capacul de acoperire vom avea: pentru M4 – gaura în tabla de 2 mm va fi de Ø4,08 mm, iar pentru cea de M6 va fi de Ø6,08.

Cu ajutorul unor unelte speciale, inserția este introdusă în gaura piesei, manual sau automat, apoi așezată, cu pem-ul în unealtă și activată mașina prin apăsarea pe pedală. Aceasta pornește și presează pem-ul, gulerul acestuia este imprimat în tablă. O inserare corectă va duce gulerul la același nivel cu suprafața piesei.

Prin această metodă se asamblează capacul de acoperire și inserțiile standard:

Îndoirea pe mașină CNC Trumpf

Procesul de îndoire reprezintă operația tehnologică de modificare a formei și dimensiunilor semifabricatelor, fără îndepărtare de material, adică se modifică forma unui semifabricat prin încovoiere plană în jurul unei muchii rectilinii. În procesul de îndoire a unui material de grosime „g”, doar fibra neutră își păstrează dimensiunea inițială (rămâne nedeformată). Fibra exterioară se lungește, datorită unor tensiuni de întindere care apar pe suprafața exterioară a tablei în zona îndoită, iar fibra interioară se scurtează, datorită tensiunilor de compresiune ce apar în zona interioară a curburii.

Specificațiile mașinii:

dimensiunile mașinii: 3020 x 1800 x 2375 [mm];

forța de presare: 850 [kN];

lungime de îndoire: 2210 [mm];

deschiderea: 385 [mm];

cursa maximă: 420 [mm];

viteza maximă de lucru: 25 [mm/s].

Prin această metodă se îndoaie mânerul capacului:

Decuparea pe plotter industrial

Decuparea garniturii cu ajutorul plotterului industrial, SMRE, se realizează asemănător cu pregătirea debitării pe CNC cu laser, desenele pieselor trebuie pregătite în format electronic, iar fișierul trebuie să fie compatibil cu softul de proiectare al mașinii. După ce este convertit în limbajul G-code, desenul 2D (flat-ul) este transformat într-un program pregătit pentru rulare.

Caracteristici ale mașinii:

dimensiuni de tăiere: 2000 x 1500 [mm];

viteza maximă a axelor (x/y/z): 35 / 35 / 15 [m/min.];

Prin această metodă se decupează garnitura din silicon a capacului:

Asamblarea capacului de protecție

În procesul de asamblare a sistemului de protecție se va avea grijă la ordinea de asamblare și se va utiliza o șurubelniță dinamometrică pentru strângerea piulițelor pentru evitarea presării excesive a garniturii din silicon, se evită astfel alungirea în exterior a garniturii. Cheia dinamometrică va fi ajustată la cuplul maxim de 1,5 Nm.

Pentru asamblarea sistemului de protecție se vor urma pașii:

Stabilirea noului proces de asamblare a elementelor de protecție

După realizarea sistemului de protecție au urmat testarea procesului și validarea sa. În urma validării s-a creat noul standard de lucru. S-a stabilit reducerea numărului posturi de lucru, implicit și a numărului de lini pentru asamblarea sistemului de protecție împotriva vopsirii.

Desfășurarea procesului îmbunătățit de asamblare:

Postul de lucru numărul 1:

Postul de lucru numărul 2:

Postul de lucru numărul 3:

CAPITOLUL III

MODELAREA ȘI ANALIZA PRODUCTIVITĂȚII CU AJUTORUL REȚELELOR PETRI

Rețeaua Petri este o metodă grafică folosită pentru modelarea și verificarea sistemelor, realizându-se o reprezentare matematică a acestora. Analiza rețelei Petri poate apoi să furnizeze informații importante despre structura și comportamentul dinamic al sistemului modelat, putând fi folosită pentru a evalua sistemul modelat și pentru a sugera îmbunătățiri sau schimbări.

Rețeaua Petri utilizează două categorii de noduri:

Poziții, reprezentate prin cercuri, sunt condițiile necesare pentru realizarea unui anumit eveniment;

Tranziții, reprezentate prin dreptunghiuri sau linii, sunt evenimentele care se realizează dacă sunt îndeplinite anumite condiții.

Un marcaj sau jeton reprezintă valoarea unei poziții, iar cantitatea lui se modifică în funcție de modul executării unui eveniment, a unei tranziții. O tranziție este executabilă dacă în orcicare din pozițiile care reprezintă condiție au cel puțin un jeton.

Așa cum am văzut din analiza de echilibrare a noului proces de mascare, unul din marile avantaje este acela de a reduce numărul de posturi necesare pentru realizarea mascării, de la patru posturi la trei. Împreună cu reducerea timpului necesar, de la 404 [secunde/piesă] la 187 [secunde/piesă], rezultă o creștere de productivitate care cu ajutorul reprezentării cu rețele Petri ne ajută să înțelegem mai bine necesarul de resurse atât în ceea ce implică procesul direct studiat cât și a altor procese conexe care în deservesc.

Pentru realizarea operațiilor de mascare fiecare post de lucru este prevăzut cu cutii dimensionate corespunzător din punct de vedere al spațiului disponibil și din punct ergonomic, în timpul proiectării postului de lucru. Aceste stocuri sunt limitate dar dimensionate la cantitatea suficientă pentru a putea fi realizată operația respectivă fără întrerupere. Un alt depozit, situat în vecinătatea zonei de mascare, „Depozitul A”, este dimensionat astfel încât să asigure alimentarea simultană a mai multor linii de mascare, chiar dacă se realizează produse identice sau similare. În acest depozit se vor aduce consumabilele și materialele necesare desfășurării procesului de mascare planificată în prealabil și va fi alimentat în funcție de cerințe.

Mai jos este explicat și prezentat grafic, cu rețele Petri, modul de desfășurare a procesului pentru fiecare post de lucru în parte și pentru ambele procese, inițial respectiv îmbunătățit.

Modelarea și analiza productivității procesului inițial

Așa cum reiese din standardul de lucru al procesului inițial de asamblare a sistemului de protecție, cât și din „Anexa 1 – Cronometrarea procesului de mascare inițial” după ce piesele sunt încărcate de către manipulant în stocul de alimentare al liniei și contorizate cutiile, urmează procesul de mascare a pieselor în cele 4 posturi de lucru ale liniei.

Primului post de lucru, (figura III.1.) cuprinde patru operații:

piesa este preluată din „stoc de intrare pe linia de mascare” și așezată pe masă, reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 11,6 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se aplică bulina ovală, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 7,7 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se aplică banda scotch, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 38,9 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se montează capacul de protecție, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 42,8 secunde.

După finalizarea celor 4 operații, piesa este contorizată și depozitată în „Stoc de piese între posturile de lucru”, urmând să fie prelucrată la postul al doilea de lucru.

Al doilea post de lucru, (figura III.1.) cuprinde patru operații:

piesa este preluată din „stoc de piese între posturile de lucru”, după care se fixează banda scotch peste capacul de protecție și bordura piesei în zona A (spre conectori), este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 25,2 secunde;

se aplică banda scotch peste capacul de protecție și bordura piesei în zona B (zona A se rotește în sensul acelor de ceasornic), este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 25,2 secunde;

se aplică banda scotch peste capacul de protecție și bordura piesei în zona C (zona nișei pentru mânerul piesei), este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 25,2 secunde;

se aplică banda scotch peste capacul de protecție și bordura piesei în zona D (zona A se rotește în sensul acelor de ceasornic), este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 25,2 secunde.

După finalizarea celor 4 operații, piesa este contorizată și depozitată în „Stoc de piese între posturile de lucru”, urmând să fie prelucrată la postul al treilea de lucru.

Al treilea post de lucru, (figura III.2.) cuprinde 3 operații:

piesa este preluată din „stoc de piese între posturile de lucru”, după care fixează 12 buline semi-ovale (pe găurile cu guler din jurul bordurii), reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 73,6 secunde;

se plică a 2 buline pe șuruburile de împământare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 12,3 secunde;

se fixează 5 protecții GTM 0405, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 15 secunde.

După finalizarea celor 3 operații, piesa este contorizată și depozitată în „Stoc de piese între posturile de lucru”, urmând să fie prelucrată la postul al patrulea de lucru.

Al patrulea post de lucru, (figura III.2.) cuprinde șase operații:

piesa este preluată din „stoc de piese între posturile de lucru”, se aplică 12 protecții GTM 1012, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 27 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se aplică protecția din silicon SPP 40LS, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 6,1 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se montează șuruburi cu ochi, EYE-M3-INOX, pentru agățare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 38,3 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se aplică 5 protecții SC-0070-0250, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 12,5 secunde;

din stocul de la postul de lucru, se fixează cârligele C90-2-250-R18 pentru agățare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 9 secunde;

piesa este finalizată, după o verificare vizuală, piesa mascată este agățată pe conveiorul liniei de vopsire sau pe cărucior cu brațe, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 7,8 secunde.

La procesul inițial, alimentarea cu elemente de protecție nu este luată în considerare, făcându-se doar o contorizarea elementelor de protecție folosite pentru fiecare operație în parte.

Rularea simulării procesului este prezentată în anexa 4, pentru piese realizate pe 6 schimburi, reprezentând 162000 secunde.

Modelarea și analiza productivității procesului îmbunătățit

Așa cum reiese din standardul de lucru descris pentru validarea procesului îmbunătățit al mascării, cât și din „Anexa 2 – Cronometrarea procesului de mascare îmbunătățit” după ce piesele sunt încărcate de către manipulant în stocul de alimentare al liniei și contorizate cutiile, urmează procesul de mascare a pieselor în cele 3 posturi de lucru ale liniei.

Primului post de lucru, (figura III.3.) cuprinde patru operații:

piesa este preluată din „stoc de intrare pe linia de mascare” și așezată pe masă, reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 11,6 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 20, se aplică bulina ovală, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 7,7 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 20, se aplică banda scotch, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 38,9 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 300, se aplică banda scotch, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 4,18 secunde.

După finalizarea celor 4 operații, piesa este contorizată și depozitată în „Stoc de piese între posturile de lucru”, urmând să fie prelucrată la postul al doilea de lucru.

Procesele conexe care deservesc acest post de lucru sunt:

decuparea pe plotter a formelor geometrice din banda scotch, această operație are o periodicitate de 40 de piese produse și durează 900 de secunde (15 minute), este reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 40 de piese și alimentează câte 40 de piese, pentru fiecare din stocurile operațiilor 2 respectiv 3, care inițial sunt de 40 de unități, în „Depozitul A”;

logistica, manipulantul, care asigură transferul materialelor, deservește postul de lucru prin:

alimentarea periodică cu bandă scotch albastră pe rolă pentru operația 4, cu o periodicitate de 600 de piese produse, iar alimentarea durează 600 de secunde, reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 600 de piese și alimentează câte 600 de piese în „Depozitul A” pentru operația 4;

alimentează stocurile de la posturile de lucru din „Depozitul A”;

face transferul de foliei decapate de la plotter în „Depozitul A.

Al doilea post de lucru, (figura III.4.) cuprinde patru operații:

piesa este preluată din „stoc de piese între posturile de lucru”, după care se fixează capacul de mascare, în stocul de la postul de lucru, inițial sunt 68 capace de mascare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 21,7 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 200, se folosesc 2 șuruburi M4x40, DIN 912, pentru fixarea capacului de mascare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 10,2 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 300, se folosesc 3 șuruburi M4x45, DIN 912, pentru fixarea capacului de mascare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 15,4 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 500, se aplică 5 protecții GTM 0405, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 15,0 secunde.

După finalizarea celor 4 operații, piesa este contorizată și depozitată în „Stoc de piese între posturile de lucru”, urmând să fie prelucrată la postul al treilea de lucru.

Procesele conexe care deservesc acest post de lucru sunt:

decaparea în baia cu ultrasunete a elementelor de mascare din silicon și a șuruburilor pentru montarea capacului de mascare, această operație are o periodicitate tot la 500 de piese produse și durează 18000 de secunde (5 ore), este reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 500 de piese, și alimentează câte 1000 de șuruburi pentru operația 2, câte 1500 de șuruburi pentru operația 3, și câte 2500 de pini din silicon pentru operația 4, care inițial sunt: 1800 pentru operația 2; 2700 pentru operația 3; 5000 pentru operația 4, în „Depozitul A”;

logistica, manipulantul, care asigură transferul materialelor, deservește postul de lucru prin:

alimentarea periodică cu capace de mascare pentru operația 1, cu o periodicitate de 68 de piese produse, iar alimentarea durează 600 de secunde, reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 68 de piese și alimentează câte 68 de capace de mascare în „Depozitul A” pentru operația 1;

alimentează stocurile de la posturile de lucru din „Depozitul A”;

face transferul elementelor de mascare la procesul de decapare și apoi în „Depozitul A”.

Al treilea post de lucru, (figura III.5.) cuprinde cinci operații:

piesa este preluată din „stoc de piese între posturile de lucru”, din stocul de la postul de lucru, inițial de 1200, se aplică 12 protecții GTM 1012, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 27 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 100, se aplică un pin din silicon SPP 40LS, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 6,1 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 200, se aplică 2 buline cu diametrul Ø13,5 pe șuruburile frontale, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 12,3 secunde;

din stocul de la postul de lucru, inițial de 200, se folosesc 2 cârlige pentru agățare, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 9 secunde;

piesa este finalizată, după o verificare vizuală, piesa mascată este agățată pe conveiorul liniei de vopsire sau pe cărucior cu brațe, este reprezentată printr-o tranziție cu temporizare de 7,8 secunde.

Procesele conexe care deservesc acest post de lucru sunt:

decaparea în baia cu ultrasunete a elementelor de mascare din silicon și a cârligelor pentru agățare, această operație are o periodicitate tot la 500 de piese produse și durează 18000 de secunde (5 ore), este reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 500 de piese, și alimentează câte 6000 de pini din silicon pentru operația 1, câte 500 de pini din silicon operația 2, și câte 1000 de cârlige pentru operația 4, care inițial sunt: 12000 pentru operația 1; 1400 pentru operația 2; 2800 pentru operația 4, în „Depozitul A”;

decuparea pe plotter a bulinelor din banda scotch, această operație are o periodicitate la 1000 de piese produse și durează 1800 de secunde (30 minute), este reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 1000 de piese și alimentează câte 2000 de buline, pentru stocul operației 3, care inițial este de 2800 de unități, în „Depozitul A”;

logistica, manipulantul, care asigură transferul materialelor, deservește postul de lucru prin:

alimentarea periodică cu elemente de mascare operațiile 1-3, și cu cârlige pentru agățare pentru operația 4, reprezentată printr-o tranziție temporizată cu intrare la 500 de piese și o altă tranziție cu intrare la 1000 de piese;

alimentează stocurile de la posturile de lucru din „Depozitul A”;

face transferul elementelor de mascare la procesul de decapare și apoi în „Depozitul A”.

Rularea simulării procesului este prezentată în anexa 5, pentru piese realizate pe 6 schimburi, reprezentând 162000 secunde.

Prin implementarea noului sistem de protecție a zonelor nevopsite, s-a îmbunătățit procesul de asamblare a sistemului de protecție, astfel încât:

pentru mascarea piesei, sunt necesare doar 2 linii de asamblare, în loc de 3;

pe o linie de asamblare sunt utilizați 3 operatori, în loc de 4;

numărul operațiilor de asamblare, pe o piesă, scade de la 17 la 13;

timpul necesar realizării unei piese scade de la 404 la 187 secunde/piesă;

productivitatea, per oră, crește de la 32 la 55 piese/oră/linie, creștere de 71,9%;

productivitatea, per săptămână, crește de la 1600 la 2594 piese/săptămână/linie.

CAPITOLUL IV

ANALIZA ECONOMICĂ A CAZULUI STUDIAT

Analiza economică financiară studiază mecanismul de formare și modificare a fenomenelor prin descompunerea lor în elemente componente, în părți simple, prin stabilirea factorilor de influență. Poate avea ca obiect nu numai o activitate economică, ci și una tehnică, socială, administrativă, financiară, concurențială, aspecte care sunt în directă legătură cu rezultatele finale obținute de întreprindere și care pot explica și completa concluziile rezultate în urma analizei.

Analiza economică studiază activitățile economice din punct de vedere:

al resurselor utilizate;

al rezultatelor obținute.

Costul sistemului de protecție este cumulul dintre:

costul materiei prime, pentru realizarea elementelor componente sau costul elementului de protecție (coloanele 3 – 6, din tabelele IV.1. și IV.2.);

costul timpului de mașină pentru realizarea elementului de protecție sau timpul mașinii utilizate pentru recondiționarea elementelor în vederea reutilizării lor, în condiții optime (coloanele 7 – 10, din tabelele IV.1. și IV.2.).

În funcție de numărul de utilizări a sistemului de protecție, putem calcula costul de producție al unei piese, pentru procesul de asamblare (coloana 13, din tabelele IV.1. și IV.2.), împărțind costul elementului (coloana 12) la numărul de utilizări acceptate (coloana 11, din tabelele IV.1. și IV.2.) pentru respectivul element de protecție. Suma costurilor din coloana 13 reprezintă costul total al sistemului de protecție studiat în tabel.

Calculul costului procesului de asamblare inițial

Procesul inițial de asamblare a sistemului de protecție cuprinde elementele de protecție necesare realizării procesului, descris în subcapitolul I.5., conform „Anexa 1”. În funcție de tipul de protecție ales avem:

bandă scotch decupată pe plotter, calculată la suprafață în cm2, cu preț de 0,002 lei/cm2 (rândurile: 1, 2, 4, 5 și 6, din tabelul IV.1.), viteza de decupare a plotterului este de 11 cm/minut și cost de 0,005 lei/secundă;

capac metalic pentru protecție, debitat la CNC cu cap cu laser, din coală de oțel zincat de 2 mm, costul este calculat la kg, la prețul de 9,2 lei/kg, costul de debitare pe CNC este de 1,763 lei/minut (rândul 3);

pini din silicon, achiziționați de la furnizori externi, la costul mediu de 0,69 lei/bucată, costul curățării lor prin decapare cu substanță chimică este de 0,077 lei/minut fiind nevoie de 1 oră pentru curățarea a 10000 de pini (rândul 7);

șuruburi cu ochi M3 pentru agățarea pieselor, achiziționați de la furnizori externi, la costul mediu de 1,2 lei/bucată, costul curățării lor prin decapare cu substanță chimică este de 0,038 lei/minut fiind nevoie de 1 oră pentru curățarea a 10000 de șuruburi (rândul 8);

cârlige pentru agățarea pieselor pe linie, achiziționați de la furnizori externi, la costul mediu de 1,5 lei/bucată, costul curățării lor prin decapare cu substanță chimică este de 0,038 lei/minut fiind nevoie de 1 oră pentru curățarea a 1000 de cârlige (rândul 9).

Costul total calculat al sistemului inițial de protecție este de: 4,6 lei.

Calculul costului procesului de asamblare îmbunătățit

Procesul îmbunătățit de asamblare a sistemului de protecție cuprinde elementele de protecție necesare realizării procesului, descris în subcapitolul II.3., conform „Anexa 2”. Spre deosebire de procesul inițial, cel îmbunătățit este calculat astfel:

bandă scotch decupată pe plotter, calculată la suprafață în cm2, cu preț de 0,002 lei/cm2 (rândurile: 1, 2, și 9, din tabelul IV.2.), viteza de decupare a plotterului este de 11 cm/minut și cost de 0,005 lei/secundă;

bandă scotch albastră, decupată din rolă cu lățimea de 20 mm și lungime 66 metri/rolă, se utilizează 15 cm pentru fiecare piesă la costul de 0,05 lei/piesă (rândul 3, din tabelul IV.2.);

capacul acoperitor, componentă a sistemului de protecție sandwich, debitat la CNC cu cap cu laser, din coală de oțel zincat de 2 mm, costul este calculat la kg, la prețul de 9,2 lei/kg, costul de debitare pe CNC este de 1,763 lei/minut (rândul 4);

garnitura din silicon, componentă a sistemului de protecție sandwich, decupat pe plotter industrial, din coală de silicon 1 m2 și 2 mm grosime, costul materialului este de 28,34 lei/piesă, iar al mașinii de 1,98 lei/piesă (rândul 5);

rama de ghidare, componentă a sistemului de protecție sandwich, debitat la CNC cu cap cu laser, din coală de aluminiu de 2 mm, costul este calculat la kg, la prețul de 23 lei/kg, costul de debitare pe CNC este de 1,763 lei/minut (rândul 6);

agățători, componentă a sistemului de protecție sandwich, debitat la CNC cu cap cu laser, din coală de oțel OLC45 de 5 mm, costul este calculat la kg, la prețul de 9,2 lei/kg, costul de debitare pe CNC este de 1,763 lei/minut (rândul 7);

elemente de asamblare, componente de asamblarea sistemului de protecție sandwich și montare pe piesă, achiziționate de la furnizori externi, la costul mediu de 0,3 lei/bucată, inserarea și asamblarea lor pe capacul acoperitor este calculată la un cost de 6,3 lei/piesă (rândul 8);

pini din silicon, achiziționați de la furnizori externi, la costul mediu de 0,69 lei/bucată, costul curățării lor prin decapare cu substanță chimică este de 0,077 lei/minut fiind nevoie de 1 oră pentru curățarea a 10000 de pini (rândul 10);

cârlige pentru agățarea pieselor pe linie, achiziționați de la furnizori externi, la costul mediu de 1,5 lei/bucată, costul curățării lor prin decapare cu substanță chimică este de 0,038 lei/minut fiind nevoie de 1 oră pentru curățarea a 1000 de cârlige (rândul11);

asamblarea capacului sandwich, componentele sistemului de protecție (rândurile 4 – 8), cost de asamblare de 2,482 lei/piesă (rândul 12).

Analiza cost-beneficiu

Analiza cost-beneficiu conține mai mulți factori majori care influențează veniturile și cheltuielile în consecință profitul anual. Dintre acești factori, cei mai importanți, cei care dau direcția, sunt cei ai clientului:

cererea creștere a numărului de piese livrate, cu 20000 de unități, reprezentând 8,4% din numărul de unități livrate inițial, numărul total de unități crescând de la 237500 la 257500 unități anul;

înțelegerea agreată la începerea proiectului cu privire la reducerea de 2,5%, anuală a prețului unității, reducere motivată de diminuarea, în timp, a interesului pieței asupra produselor, se consideră un produs având durata de fabricație în medie de 3 ani.

Tabelul IV.3. Analiza economică a beneficiului între cele două procese

Din cerințele clientului, prima are influență asupra veniturilor și a cheltuielilor, pe când cea de-a doua are influență stric asupra veniturilor, implicit asupra profitului companiei. Deci, prima cerință, chiar dacă pune unele probleme de productivitate, este pozitivă, pe când cea de-a doua este negativă.

Factori majori vin și din interior:

creșterea salarială cu 11,3% stabilită pentru anul studiat, influență negativă asupra veniturilor;

nevoia de îmbunătățire a procesului asamblare a sistemului de protecție a dus găsirea unei soluții inovatoare care a dus la scăderea cheltuielilor cu 44,4%, ceea ce influențează pozitiv profitul.

Chiar dacă sistemul de mascare este mai costisitor cu 14,2% decât cel inițial, beneficiul care îl aduce este de 44,4%, adică de 3,13 ori mai eficient și eficace.

Profitul anului curent față de anul precedent are o creștere de 59%. Ponderea costului sistemului de protecție din venit este de 14,8%, pentru cel inițial, iar pentru cel îmbunătățit 17,3%, o diferență de 2,5%, egală cu reducerea prețului per unitate.

Ponderea costului forței de muncă din venituri este de 9,6%, pentru procesul inițial și 5,1% pentru cel îmbunătățit.

CONCLUZII

În prima parte a lucrării am făcut o analiză a procesului de asamblare a sistemului de protecției inițial, proiectul de diplomă pune în evidență faptul că procesul de asamblare poate fi îmbunătățit prin reproiectarea sistemului de protecție. Analiza a evidențiat și punctele vulnerabile ale sistemului de protecție, dirijând direcția în care să decurgă conceperea noii soluții.

Nevoia de îmbunătățire este firească atât în relațiile interumane, cât și în relațiile de colaborare dintre companii. Obiectivele clienților, creșterea productivității, scăderea costurilor, duc de cele mai multe ori la stimularea furnizorilor și creșterea competitivității și astfel, cei din urmă au oportunitatea de aș evalua punctele vulnerabile și de aș dezvolta noi procese mai bune, mai eficiente.

Proiectul de diplomă descrie un astfel de caz, explică nevoia unui proces de asamblare a unui sistem de protecție și descrie modul în care este schimbat, îmbunătățit, un proces pentru a face față cerințelor dinamice ale pieței. Proiectul prezintă modul de confecționare și logica din spatele conceptului, un concept care are rol de „lecție învățată” fiind aplicat și altor produse, ale altor clienți, dovedindu-se a fi un punct de cotitură în abordarea procesului de vopsire din cadrul companiei Faist.

Această reproiectare a sistemului de protecție a permis reorganizarea liniei tehnologice de mascare, eficiența noii linii de mascare a fost evaluată prin modelare și simulare cu rețele Petri. Modelarea și simularea cu rețele Petri a celor două procese arată cât de utilă poate fi această abordare, mai ales în echilibrarea posturilor de lucru în producția tip „o piesă pe flux” (one piece flow). Modelarea și simularea cu rețele Petri poate fi un instrument eficient și în planificarea și estimarea cât mai exactă a producției.

Analiza economică, făcută la sfârșitul, proiectului confirmă eficiența noii soluții pentru mascare prin:

reducerea costului liniei de asamblare cu 44,4%;

reducerea timpului de asamblare cu 53,7% per piesă;

creșterea productivității săptămânale cu 62,1%;

creșterea profitului cu 59%.

BIBLIOGRAFIE

Society Of Manufacturing Engineers, User's Guide To Powder Coating, Third Edition, Dearbom, Michigan, 1993;

Griffin, A. și Hauser, J. R., The Voice of the Customer, Marketing Science, (1993);

Blaga Florin, Modelarea și simularea sistemelor de producție, Curs pentru ID, Ed. Universității din Oradea, 2009;

Țarcă I., Analiza economică a sistemelor de producție. Curs pentru studenții secției de Inginerie economică în domeniul mecanic, Curs pentru ID, Ed. Universității din Oradea, 2008;

Web

https://www.pcimag.com/articles accesat: 20 aprilie 2018;

https://www.analkoaluminium.ro accesat: 20 aprilie 2018;

http://www.dunalakk.ro/ro accesat: 20 aprilie 2018;

https://www.faistgroup.com accesat: 22 aprilie 2018;

https://www.pemnet.com/fastening-products accesat: 22 aprilie 2018;

https://www.irontrade.ro accesat: 22 aprilie 2018;

https://www.traceparts.com accesat: 22 aprilie 2018;

https://www.gemapowdercoating.com accesat: 23 aprilie 2018;

http://www.hangon.com accesat: 23 aprilie 2018;

http://global-mask.com accesat: 23 aprilie 2018;

https://www.haeger.com accesat: 23 aprilie 2018;

https://www.trumpf.com accesat: 28 aprilie 2018;

https://en.wikipedia.org accesat: 28 aprilie 2018;

ANEXE .