Studiu privind identificarea și reducerea rebutului la SC Plastic Engineering SRL [305596]

[anonimizat], ȘTIINȚE ȘI TEHNOLOGE DIN TÂRGU MUREȘ

Facultatea de Inginerie

DEPARTAMENTUL: Inginerie Industrială și Management

PROGRAM DE STUDII DE LICENȚĂ: Inginerie Economică Industrială

PROIECT DE DIPLOMĂ

Conducător științific: ABSOLVENT: [anonimizat]. STRNAD Gabriela ORMENIȘAN Bianca Larisa

PROMOȚIA

2019

[anonimizat], ȘTIINȚE ȘI TEHNOLOGE DIN TÂRGU MUREȘ

Facultatea de Inginerie

DEPARTAMENTUL: Inginerie Industrială și Management

PROGRAM DE STUDII DE LICENȚĂ: Inginerie Economică Industrială

PROIECT DE DIPLOMĂ

Studiu privind identificarea și reducerea rebutului la SC Plastic Engineering SRL

Conducător științific: ABSOLVENT: [anonimizat]. STRNAD Gabriela ORMENIȘAN Bianca Larisa

PROMOȚIA

2019

[anonimizat], a luat amploare în ultimii 100 [anonimizat] a maselor plastice să devină o industrie de vârf în Europa.

Datorită posibilității de a [anonimizat], prelucrarea materialelor plastice este foarte rentabilă.

[anonimizat] s-au identificat categoriile de rebuturi existente, s-a ales o problemă și s-a tratat.

Tema abordată propune implementarea unei metodologii de identificare a categoriilor de defecte care va ajuta la reducerea cantității de rebut în cadrul societății Plastic Engineering SRL.

Structura proiectului este compusă din 2 [anonimizat], fiecare cuprinzând alte 3 subcapitole importante cu subdiviziunile lor.

[anonimizat]. Sunt prezentate și noțiuni de bază din domeniul injectării maselor plastice și principiul de funcționare a procesului de injectare.

În partea practică este descrisă întreprinderea în cadrul căreia se desfășoară studiul de caz și aplicarea tehnicilor și instrumentelor moderne de calitate pentru un reper. Aici este detaliat modul prin care s-a creat și implementat metodologia de identificare a categoriilor de defecte. Astfel, cu ajutorul tehnicilor moderne ale calității s-a identificat o cauză rădăcină pentru un reper și s-au aplicat îmbunătățiri.

[anonimizat], has grown over the last 100 years, allowing plastics technology to become a leading industry in Europe.

[anonimizat] a [anonimizat]-effective.

[anonimizat] a problem and to deal with.

The theme approached proposes the implementation of a methodology for identifying the categories of defects that will help to reduce the amount of scrap within Plastic Engineering SRL.

The structure of the project consists of 2 main chapters, the theoretical part and the practical part, each of which contains three other subchapters with their subdivisions.

The theoretical part introduces the reader to the evolution of the quality concept and the techniques used in the quality management. The basic concepts of plastics injection and the operation principle of the injection process are also presented.

The practical part describes the enterprise where the case study is carried out and the application of modern quality techniques and instruments for improving a part. Here is how the method for defining defects categories has been developed and implemented. Thus, with modern quality techniques, a root cause for a part was identified and improvements have been made.

At the end of the paper we are looking how solutions have had an effect in reducing the scrap and increasing the productivity

PARTEA TEORETICĂ

Ce este calitatea ?

Istoric

Primele scrieri legate de calitate și responsabilitate au aparut în secolul 1800 î.Hr. Scrierile precizează clar responsabilitatea pe care o are un constructor de case sau temple asupra muncii lui: “dacă un constructor construiește o casă pentru cineva și construcția lui nu este suficient de solidă, astfel încât aceasta se prabușește și cauzează moartea beneficiarului, acest constructor trebuie omorât.” “În cazul în care în urma prăbușirii a fost distrusă proprietatea, constructorul va reface ceea ce a fost distrus: deoarece acesta nu a construit casa cu o structură suficient de solidă, acesta o va reface pe propriile costuri. (Responsabilitate față de produs, Hammurabi).

Istoria calității începe la mijlocul secolului XIII în Europa medievală unde meșteșugarii s-au organizat în sindicate numite bresle. Acestea aveau rolul de a marca produsele înalt calitative din piețe.

Secolul XIX este marcat de o puternică dezvoltare industrială. Primele sisteme de calitate s-au dezvoltat din necesitatea fabricării produselor calitative și competitive pe o piață în creștere. Pentru prima dată responsabilii de fabrici și ateliere introduc sistemul de control al produselor finite.

Tehnicile și metodele de calitate și-au început dezvoltarea și analiza la începutul secolului XX.

Primele tehnici de calitate au fost dezvoltate în primul și al doilea război mondial în industria aerospațială și de armament. Walter Shewart statistician la Bell Laboratories, a dezvoltat SQC (Statistical Quality Control) o metodă de analiză a sistemelor care analizează riscurile apărute în procese sau produs.

La mijlocul anilor 1960 apar noi tehnici și metode de calitate care s-au dezvoltat în industria japoneză, o dată cu nevoia de a îmbunătăți procesele și produsele, în concurență cu piața americană. Industria automotive din SUA a preluat tehnicile japoneze de calitate, și le-a dezvoltat numindu-le managementul calității totale.

Inceputul secolului XXI este marcat de dezvoltarea tehnicilor de prevenție și detecție a neconformităților din sisteme și produse.[13]

Definții

Calitatea este un concept care se utilizează în toate domeniile vieții economice și sociale, însă care prezintă caracter subiectiv și care are semnificații particulare pentru domenii sectoare, funcțiuni sau obiecte specifice. Calitatea este un termen general, aplicabil la cele mai diferite trăsături sau caracteristici, fie individuale, fie generice și a fost definită în diferite moduri de către diverși experți sau consultanți în calitate, care îi atribuie deci acestui termen semnificații diferite.

J.M. Juran: “ Calitatea unui produs înseamnă aptitudinea acestuia de a fi bun de utilizat”.

G. Taguchi: “Calitatea este pierderea minimă adusă societății prin ieșirea produsului pe piață”.

P.B. Crosby: “Calitatea înseamnă conformitate cu cerințele”.

ISO 9001 oferă o definiție generală a calității cu aplicabilitate în toate industriile. Conform ISO calitatea reprezintă gradul în care un set de caracteristici inerente îndeplineste cerințele date. Cerințele rezultă din utilizarea prevăzută care este determinată de calitatea proiectării, a procesului tehnologic, a procesului de producție și a lucrărilor de întreținere. Cu alte cuvinte Inerent reprezintă o caracteristică internă, și în special permanentă a unei entități. Calitatea indică măsura în care un produs (marfă sau serviciu) corespunde cerintelor date.

Calitatea reprezintă totalitatea însușirilor și caracteristicilor unui produs sau a unei activități care se raporteaza la îndeplinirea cerințelor date (ale clientului).

Cele șase principii ale calității:

Scopul nostru este să îndeplinim așteptările clientului prin calitatea produselor și serviciilor furnizate.

Calitatea și îmbunătățirea calității este responsabilitatea și țelul suprem al fiecărui asociat – de la conducerea companiei până la ucenici.

Directivele, procesele, sistemele și scopurile se bazează pe standarde internaționale, pe așteptările clienților, pe cunoștințele și experiența noastră.

Calitatea înseamnă să facem lucrurile corect de la bun început, astfel prevenim eșecurile. Îmbunătățirea continuă a calității proceselor scade costurile și crește productivitatea.

Evitarea greșelilor este mai importantă decât eliminarea defectelor. În mod continuu aplicăm metode și tehnici preventive pentru asigurarea sistematică a calității, învățăm din erori și eliminăm fără întârziere cauzele rădăcină ale greșelilor.

Furnizorii noștri contribuie substanțial la calitatea produselor și serviciilor noastre. De aceea furnizorii noștri trebuie să aplice aceleași standarde înalte ale calității pe care le-am adoptat și noi.

Figura 1.1 Conceptul de calitate

Managementul calității

Calitatea reprezintă unul dintre factorii majori din piața mondială. Calitatea înseamnă satisfacția clientului asupra produsului cumpărat, rentabilitatea produsului fabricat, durabilitatea companiei pe piața și siguranța utilizatorilor.

„Definiția cea mai larg acceptată în literatura de specialitate și în practica economică a managementului calității este în prezent cea prezentată în standardul ISO 9000, potrivit căruia:

Managementul calității reprezintă activități coordonate pentru a orienta și controla o organizație în ceea ce privește calitatea.”

Pe scurt, managementul calității include toate activitățile pe care organizațiile le implementează pentru a conduce, a controla și a coordona calitatea.

Figura 1.2 Principalele modalități de organizare a calității

Managementul calității sprijină și verifică conținutul activității și al managementului prin:

strategia de calitate: principiul “0 defecte”

regulamente prin managementul documentelor

monitorizare: audituri de sistem, de proces și de produs, evaluări

suport: metode de calitate

Elementele principale în cadrul procesului de calitate și îmbunătățire continuă a acestora sunt:

sistem de raportare

sistem de audit

managementul reclamațiilor

documentație

Ciclul inițial al tuturor modelelor pentru îmbunătățire continuă care leagă cele 4 elemente principale din procesul de calitate este PDCA (Plan, Do, Check, Act).

Figura 1.3 Ciclul PDCA

Responsabilitate față de produs

Raspunderea pentru produs reprezintă răspunderea producătorului pentru daunele cauzate terților prin defecțiunile produselor sale.

La fel răspunde și distribuitorul, a cărui marcă apare înscrisă pe produsul cu deficiențe (cvasi-producător).

Producătorul este responsabil pentru pagubele provocate terților dacă produsul său nu furnizează un nivel acceptabil de siguranță realizabil prin eforturi tehnice rezonabile.

Un produs se considera defect dacă prezintă deficiențe de securitate, respectiv dacă nu oferă securitatea pe care ar trebui să conteze utilizatorul.

Se răspunde pentru pagubele directe materiale sau daunele aduse persoanelor (vătămare, deces) și pentru toate consecințele rezultate pentru persoana prejudiciată.

Răspunderea pentru produs este, în primul rând, o răspundere de periclitate.

Cu alte cuvinte: Producătorul răspunde indiferent dacă eroarea îi aparține sau nu. Determinantă este doar existența erorii.

Doar în cazul în care persoana vătămată are pretenții și la daune morale alături de despăgubiri materiale, intervine suplimentar culpa producatorului. Caz în care este aplicabilă teza reversibilității obligației probării, adică: nu persoana vătămată trebuie să dovedească culpa producătorului – ca de regula; producătorul trebuie să aducă proba ca eroarea nu îi aparține. În majoritatea cazurilor este imposibil de probat acest lucru.

Responsabilitatea față de produs este o obligație impusă de lege; nu poate fi eliminată prin contract.

Tehnici și instrumente moderne folosite în calitate

Fișa de colectarea datelor

Colectarea datelor referitoare la o anumită problemă legată de calitatea produsului se face cu ajutorul Fișelor de colectare a datelor.

Aceasta furnizează informații pentru a stabili care este tendința de evoluție a problemei care a constituit obiectul înregistrării.

„Analiza datelor înregistrate, permite stabilirea caracterului periodic al unor fenomene, semnalând zonele în care trebuie intervenit cu precădere. Datele înregistrate pot constitui elemente primare pentru alte analize, spre exemplu Pareto.

După funcțiunile îndeplinite fișele de colectare pot fi clasificate în două categorii:

Fișa pentru înregistrarea datelor

Fișa pentru inspecție

Fișa pentru înregistrarea datelor se întocmește în cateva etape, formatul adoptat trebuind să ofere răspunsuri la următoarele probleme:

indicarea clară a scopului colectării datelor, de exemplu: tipurile de defecte, frecvența defectelor

colectarea volumului de date necesare pentru atingerea scopului propus

stabilirea modului de colectare a datelor: cine, când va culege datele

revizuirea și definitivarea formatului fișei de înregistrare

Fișa pentru inspecție trebuie sa ofere răspunsuri la următoarele probleme:

indicarea clară a scopului colectării datelor

stabilirea punctelor de inspecție

stabilirea mărimilor inspectate

stabilirea formatului fișei

Analiza Pareto

Acest tip de analiză pune în evidență distribuția neuniformă, conform căreia în asigurarea calității 20% din cauze explică 80% din defecte.

În vederea construirii diagramei Pareto, se parcurg următoarele etape:

Tipurile de defecte sunt clasificate în funcție de cauze

În intervalul de timp stabiliteste urmărită producția și sunt identificate piesele defecte în funcție de cauzele studiate, printr-o fișă de colectare a datelor.

Datele colectate sunt inserate intr-un tabel în ordine descrescătoare a frecvenței de apariție și se calculează numărul cumulat de defecte.

Se trasează axele diagramei Pareto:

axa orizontală, reprezintă clasificarea tipurilor de defecte sau a cauzelor acestor

axa verticală, pune în evidență cuantificarea numerică a defectelor studiate

Defectele întâlnite sunt reprezentate în diagramă sub forma unor coloane de aceeași lățime în ordinea descrescătoare a frecvențelor defectelor semnalate, sau a cauzelor acestora, după cum se dorețte reprezentarea.

Trasarea curbei sumă a tipurilor de defecte, se obține prin însumarea frecvenței defectelor. Colțul drept al fiecărei coloane semnifică numărul cumulat al defectelor, care se unesc prin puncte.

Din extremitatea curbei sumă se coboară o paralelă la ordonată. Punctul de extremitate reprezintă procentul de 100% al defectelor, în funcție de care se stabilețte scara pentru procentul cumulativ.

Sunt considerate defecte de rangul I toate categoriile de defecte care însumate dau o frecvență de 70%, de rangul III categoriile de defecte ce sunt curpinse între 90-100% și rangul II restul tipurilor de defecte.

Figura 1.4 Diagrama Pareto

Diagrama cauză-efect

Diagrama cauză-efect (diagrama Ishikawa) este un instrument utilizat pentru analiza și reprezentarea grafică a relațiilor dintre un efect dat și cauzele sale posibile. Diagramă evidențiază legătura între cauze-factori de influență și un efect – o caracteristică de calitate.

Figura 1.5 Diagrama Ishikawa

Cauzele posibile pot fi clasificate, după importanță, în:

cauze principale (majore),

cauze secundare,

cauze terțiare etc. pe diferite niveluri de importanță, astfel încât reprezentarea grafică seamănă cu scheletul unui pește.

Această diagramă permite descoperirea cauzelor defectelor și ierarhizarea acestora (reale și potențiale) după ce principalele tipuri de defecte au fost stabilite, ea constituind o etapă preliminară a analizei Pareto, pentru controlul proceselor tehnologice, controlul eciziei și al reglării utilajelor etc. Poate fi utilizată și în multe alte domenii de activitate.

Diagrama „cauză-efect”, denumită și diagrama “schelet de pește” sau diagrama “Ishikawa”, după numele cercetătorului japonez care a elaborat-o, este o reprezentare grafică care prezintă o multitudine de relații sistematice între un obiect și cauzele care se află în legătură cu acesta. În asigurarea calității, o echipă de experți, stabilește cauzele fiecărui defect semnalat, care apoi sunt evidențiate în diagramă, alături de factorii care o definesc.

Efectul, provine din rezultatul activității. Astfel, în controlul calității acesta poate fi: rezultatul unei măsurători, precizia, refuzuri la recepție etc. În problema costurilor se materializează în: costul defectului, costul muncii, costul procesului tehnologic, rata de profit etc. În probleme de aprovizionare-desfacere, efectul poate fi: nivelul stocurilor, nivelul producției etc.

Cauzele sunt alcătuite din elementele care influențează rezultatul activității: metoda de lucru, mașina-unealtă, muncitorul, materialul, măsurarea. Aceste elemente pot fi reunite în cheia mnemotehnică 5m. Fiecare cauză este influențată de o serie de factori de ordin subiectiv sau obiectiv, denumiti și cauze de ordinul 2, care trebuie evidentiati pe diagramă. În alcătuirea diagramei este important să nu fie confundate cauzele cu măsurile corective, care se deduc într-o etapă ulterioară.

Figura 1.6 Diagrama Ishikawa, factori obiectivi și subiectivi[12]

Etapele realizării Diagramei Ishikawa:

Se definește efectul sau caracteristica de calitate analizată, în mod clar și concis.

Se definesc cauzele principale posibile sau factorii principali care influențează caracteristica de calitate.

Figura 1.7 Diagrama Ishikawa, cauze principale[12]

Se începe construirea diagramei, prin înscrierea efectului într-o casetă din partea dreaptă a foii de hârtie la capătul liniei principale și prin poziționarea cauzelor principale drept“canale de alimentare” pentru caseta “Efect”

Se dezvoltă diagrama printr-o analiză profundă și prin completarea tuturor cauzelor secundare, terțiare etc. de la nivelurile următoare și se continuă această procedură la nivelurile de ordin mai înalt. O diagramă bine întocmită nu va avea ramificații (ramuri) cu mai puțin de două niveluri, ci va avea multe ramificații pe trei sau mai multe niveluri

Se selectează și se identifică un număr mic (2 la 3) de cauze de nivel mai înalt care sunt susceptibile să aibă influențe semnificative asupra efectului și care necesită acțiuni ulterioare, cum ar fi colectarea datelor, eforturi pentru control etc

Figura 1.8 Diagrama Ishikawa, cauze de nivelul 1, cauze de nivelul 2[12]

Metoda 5 Why

Figura 1.9 Metoda 5 Why

Analiza “5 WHY” este o tehnică care folosește întrebări în scopul determinării motivului care a cauzat problema / neconformitatea.

“5 WHY” este metoda cea mai folosită în soluționarea problemelor care implică factorul uman și interacțiunile acestuia cu mediu.

Figura 1.10 Modul de aplicare a metodei „5 Why”

Beneficiile tehnicii 5 Why:

Este rapidă, ajută să se determine cauza unei probleme.

Determină relația dintre diferite cauze ale unei probleme.

Una dintre cele mai simple unelte; ușor de învățat, de aplicat si de finalizat fără analiza statistică

Figura 1.11 Exemplu pentru metoda „5 Why”

Diagrama flux

„Diagrama flux este o reprezentare grafică a succesiunii etapelor într-un anumit proces. Acest instrument ne permite să examinăm logica, sau lipsa de logică în succesiunea etapelor pe care le parcurgem pentru obținerea unui anumit rezultat.

Construirea unei diagrame flux permite tuturor membrilor echipei de îmbunătățire o înțelegere a procesului ca un întreg.

Diagrama flux poate fi utilă și în definirea scopului proiectului de îmbunătățire, a limitelor acestui proiect.

Dacă o diagramă flux este construită corespunzător și reflectă procesul așa cum el se desfășoară în realitate, toți membri vor avea imaginea comună, corectă a acestui proces. Mai mult, echipa nu va trebui să investească timp și energie pentru a observa procesul fizic, ori de câte ori dorește să analizeze anumite probleme, să analizeze teorii referitoare la cauzele problemei, sau să examineze impactul soluțiilor propuse.

În figura de mai jos sunt prezentate diferite simboluri utilizate în diagrama flux.„[10]

Figura 1.12 Simboluri folosite pentru construirea unei diagrame flux[10]

Procesul de injectare

Descrierea tehnicii de injectare

Prelucarea prin injecție este cel mai răspândit procedeu industrial de obținere a produselor din materiale plastice.

Procedeul de formare prin injecție reprezintă procesul tehnologic prin care materialul plastic, adus în stare de curgere prin acțiunea căldurii, este introdus, sub presiune, în cavitatea unei matrițe unde are loc răcirea si solidificarea lui. Odată cu încetarea forței, materialul răcit păstrează forma cuibului în care a fost injectat.

Productivitatea utilajelor de injecție este ridicată, deorece durata unui ciclu de injecție nu depașește în general 1-2 minute, indiferent dacă piesele au pereți groși și greutate mare. În funcție de numărul de cuiburi pe care matrița îl are, productivitatea mașinii crește.

Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinzând urmatoarele operații:

Alimentarea materialului sau dozarea

Încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii

Închiderea matriței

Introducerea materialului topit sub presiune în matriță

Răcirea și solidificarea materialului din matriță

Deschidera matriței

Eliminarea piesei injectate din matriță

Schematic, procesul de injectare a unei piese este reprezentat în următoarele figuri:

Figura 1.13 Injectarea materialului în matriță

Figura 1.14 Solidificarea și răcirea topiturii

Figura 1.15 Deschiderea matriței și aruncarea reperului din matriță

Descrierea mașinilor de injectat

Utilajele destinate injectării materialelor plastice diferă între ele prin caracteristicile funcționale, soluțiile constructive adoptate sau gradul de automatizare a unor operații.

Figura 1.16 Părțile principale ale unei mașini de injecție

Mașina de injectat mase plastice se caracterizează prin două unități constructive de bază:

Unitatea de injectare – cuprinde sistemul de alimentare cu material, sistemul de plastifiere și sistemul de injectare

Unitatea de închidere – realizează mișcările de deschidere și închidere a matriței de injectat

Tipul de acționare poate fi:

Pneumatică

Hidraulică

Hidromecanică

Mecanică

După sistemul de acționare, mașinile pot fi:

Manuale

Pneumatice

Electromecanice

Electrohidraulice

După direcția de lucru, mașinile de injectat de pot clasifica în:

Orizontale – sunt mașini la care axele unității de injecție și de închidere sunt orizontale

Verticare – sunt mașini la care axele unității de injecție și de închidere sunt verticale

Mașini la care unitatea de închidere este orizontală și unitatea de injectare este verticală

Mașini la care unitatea de închidere este orizontală și unitatea de injectare este orizontală așezată în unghi de 90ș

După tipul unității de plastifiere-injectare, mașinile pot fi:

Cu piston

Cu melc piston

Cu piston și extruder auxiliar

După numărul matrițelor mașinile se clasifică în:

Mașini normale cu o singură matriță

Mașini cu mai multe matrițe așezate pe un carusel care le aduce pe rând în fața unității de injectare

Comanda mașinii poate fi:

Manuală

Semiautomată

Automată

Descrierea materialelor plastice

„Dezvoltarea explozivă a industriei materialelor plastice datorată, pe de o parte apariției unor numeroși polimeri noi cu caracteristici foarte diferite, pe de altă parte perfecționării tehnologiilor de prelucrare a acestora, a determinat extinderea vertiginoasă în ultimii 20 de ani a aplicațiilor materialelor plastice, apariția a numeroase produse din polimeri sintetici sau naturali modificați, înlocuitori ai metalelor sau ai altor materiale deficitare, care au invadat mediul artificial în care evolueaza viața oamenilor, influențând în mod determinat evoluția economico-socială.

Caracteristicile specifice materialelor plastice determină, și vor determina, realizarea unor produse la un alt nivel calitativ, cu mari performanțe tehnologice și de fiabilitate.”[8]

Figura 1.17 Materiale plastice sub formă de granule

În mod curent se prelucrează materiale termoplastice cum ar fi: polietilena, polipropilena (PP), polistiren, policlorura de vinil, poliamida (PA), ABS, etc. Ele se furnizează sub formă de granule (Figura 1.17)

Materialele plastice sunt produse sintetice macromoleculare din care, prin prelucrare mecanică sau termică, se pot obține obiecte de diferite forme, cu utilizări largi în industrie și comerț.

Principalii factori care influențează procesul de formare a materialelor termoplastice sunt:

Proprietățile fizice, chimice și tehnologice ale materialului termoplastic în condițiile specifice procesului de injectare

Regimul temperaturilor

Regimul presiunilor

Durata necesară formării

Clasificarea materialelor plastice

Materiale termoplaste – sunt materiale plastice care odata cu creșterea temperaturii se topesc și prin răcire se rigidizează, procesul fiind reversibil teoretic de un numar limitat de ori. Practic, fiecare prelucrare duce la diminuarea cu aproximativ 5% a caracteristicilor mecanice, însoțită de o creștere a indicelui de curgere. Aceasta se datorează ruperii lanțurilor macromoleculare la reprelucrare, cu consecința scăderii gradului de polimerizare. Astfel dupa mai multe procesări, piesele nu vor mai satisface cerințele utilizatorului de produs.

Materiale termorigide – sunt materiale plastice rigide la temperatură ambiantă care însă prin creșterea temperaturii suferă o descompunere ireversibilă. În timpul procesării structura acestora reticulează iar legăturile permanente nu mai pot fi rupte fără distrugerea moleculei.

Clastomeri-sunt materiale plastice la care temperatura de vitrifiere este mai mică decât temperatura mediului ambiant. Temperatura de vitrifiere este temperatura la care starea rigid-clastică a unui material se schimbă cu starea de înalt-clastică a acestuia.

PARTEA PRACTICĂ

Prezentarea S.C Plastic Engineering SRL

Date generale referitoare la unitatea de producție

Istoric

PLASTIC ENGINEERING SRL România apare pe piața autohtonă a procesatorilor de mase plastice în anul 2006, răspunzând unei nevoi specifice de piese injectate din mase plastice destinate sectorului Automotive, realizate la prețuri competitive.

Tendința generală de reducere a costurilor de producție înregistrată pe plan mondial în întreaga industrie constructoare de automobile a fost motivul pentru care compania PLASTIC ENGINEERING Ltd Marea Britanie decide să urmeze principalilor săi clienți din sectorul Automotive din Europa,deschizând prima sa filială în străinatate,în România.

PLASTIC ENGINEERING Ltd Marea Britanie este o companie cu îndelungată tradiție în domeniul prelucrării maselor plastice în Marea Britanie, oferind clienților săi peste 40 de ani de experiență în acest domeniu.

In primul trimestru al anului 2006, compania înființează o unitate de producție în Targu Mureș, într-o locație închiriată de la unul din principalii săi clienți.

Ideea inițială a afacerii se limita la transferul capacității productive pentru producerea a două repere utilizate de clientul respectiv și de a reduce astfel costurile cu forța de muncă și cele de logistică,cunoscut fiind costul de forță de muncă mai redus al României comparativ cu Marea Britanie.

Utilizând conjunctura favorabilă a momentului, intuind direcțiile de profit oferite de relocarea producției înspre noile piețe emergente europene, managementul britanic al firmei-mamă decide să crească afacerea , prin transferul a noi repere pentru producția în compania filială din România.

Se ajunge astfel de la două mașini de injectat prevăzute în planul de început al afacerii, la șapte mașini de injectat în mai puțin de zece luni.

Echipa românească va creste în acest timp,ajungând să numere 10 persoane si să realizeze o cifră de afaceri de peste 250.000 euro la sfârșitul anului 2007.

Anul 2008 va aduce creșteri semnificative ale afacerii, având loc o relocare a fabricii românești în Târgu Mureș într-un spațiu productiv și administrativ de 6 ori mai mare decât cel inițial,de la 250 la 1300 metri pătrați.

Cifra de afaceri a PLASTIC ENGINEERING SRL România se dublează pe parcursul anului 2008 comparativ cu anul precedent, în condițiile începutului crizei financiare și economice mondiale pe parcursul trimestrului al treilea al anului.

Capacitatea productivă crește de la șapte la doisprezece mașini de injectat, adică de 6 ori față de momentul inițial. Echipa crește de la zece la șaptesprezece persoane.

Compania obține acreditarea sistemului de management al calității ISO 9001 – 2000 în octombrie 2008, ca o dovadă evoluției ascendente a afacerii.

Nomenclatorul de produse al companiei PLASTIC ENGINEERING SRL România crește de 17 ori în 16 luni, de la două la 35 de produse.

Domeniul principal rămâne sectorul Automotive, cu tendințe de diversificare a portofoliului de clienți.

O succesiune de creșteri și schimbări au loc în cadrul intreprinderii până în anul 2016. Se achiziționează noi mașini de injectat, crescându-și astfel capacitatea până la 23 de utilaje și 75 de produse. Are loc o nouă relocare a fabricii într-un spațiu ce permite creșterea și dezvoltarea în bune condiții a afacerii, unde se nasc și colaborări noi ce se păstrează până în prezent.

Numărul mediu de angajați în cadrul societății în anul 2018 a fost 37, din care 6 angajați au fost personal administrativ, iar restul personal productiv.

În prezent, societatea dispune de 29 mașini de injecție dintre care 19 ARBURG, 3 ENGEL și 7 NEGRI BOSSI.

Forma juridică

Societatea Plastic Engineering S.R.L. este o persoană juridică română. Este o societate cu răspundere limitată, înregistrată la Oficul Registrului Comerțului de pe lângă Tribunalul Mures sub nr. J26/787/2006, având codul unic de înregistrare 18664834, cu atributul fiscal RO.

Societatea a fost înființată cu un capital social roman privat în valoare de 200 RON.

Dotări

În laboratorul de calitate instrumentele de măsură și control sunt: șubler, comparator optic, calibre, CMM automat, etc.

Structura organizatorică

Figura 2.6 Structura organizatorică a societății Plastic Engineering

Structura organizatorică a societății Plastic Engineering se întinde pe 4 niveluri ierarhice. Primul nivel ierarhic este reprezentat de către administratorul societății. Al doilea nivel ierarhic, subordonat administratorului, este compus din managerul operațional care are în alăturare departamentul de resurse umane si departamentul externalizat de sănătate si securitate în muncă.

Al treilea nivel ierarhic este format din diferite departamente ale societății, subordonate managerului operațional și anume:servicii client, departamentul financiar-contabil, departamentul de logistică, departamentul de calitate și departamentul de mentenanță.

Gama de produse

Nomenclatorul de produse al companiei PLASTIC ENGINEERING SRL România cuprinde 47 de produse distribuite astfel:

Tabel 2.1 Categorii de produse

AUTOMOTIVE

Materia primă folosită în producția curentă este sub formă de granule. Ca și componență predomină Polipropilena și Poliacetalul, în diverse sortimente

Culorile utilizate sunt obținute prin amestec de granule natur cu colorant in proporție de 2% din totalul masei de granule. Culorile au, în general, rol de distincție-recunoaștere în faza de montaj a piesei în subansamblu.

CONTOARE GAZ

Dimensiunile pieselor pot varia de la câțiva milimetri până la 13-15 centimetri ca gabarit. Piesele injectate pot să necesite sau nu operațiuni secundare, cum ar fi desprinderea de pe rețeaua de injectare, debavurare.

Producția este verificată calitativ respectând prevederile ISO 9001-2015, iar documentele de control sunt Planul de control și Fișa de inspecție.

ACCESORII MOBILIER

Materia primă folosită este poliamidă (PA) și se furnizează sub formă de granule. Aceste tipuri de piese necesită operații secundare și anume asamblare

Defecte posibile ale pieselor realizate din mase plastice

Efectuarea prototipurilor turnate prin injecție este o artă și o știință. Sunt necesare niveluri ridicate de expertiză tehnică și atenție la detalii pentru a preveni micile greșeli ce se pot transforma în erori costisitoare pentru întreprindere.

Problemele de calitate ale produselor turnate prin injecție pot varia de la defecte de suprafață minore la probleme mult mai grave, care pot afecta siguranța, performanța și funcția produsului. Acestea pot fi cauzate de probleme legate de procesul de injectare, de utilizarea materialelor, de proiectarea sculelor sau de o combinație a celor trei.

Cele mai frecvente defecte de calitate întalnite la piesele realizate prin procedeul de injecție sunt:

Piese incomplete, lipsă material

Piese contaminate

Deformări în timpul demulării

Piese cu bavură

Bule cu gaz

Arsură pe suprafața piesei

Piese îndoite

Fisurarea piesei injectate [7]

Studiu privind identificarea și reducerea rebutului la SC Plastic Engineering SRL

Analiza situației inițiale referitoare la produsele cu defecte și cauzele acestora

În urma unei analize privind cantitatea de rebut rezultată într-o anumită perioadă de timp am sesizat lipsa informației referitoare la tipurile de defecte și numărul acestora intâlnite în timpul procesului de sortare. Având în vedere faptul că se cunoștea doar rebutul final, aflat din diferența realizată între cantitatea produsă și cea livrată, după multe ore de cercetare și consultații cu persoana responsabilă de pe departamentul de calitate, am decis să proiectăm și să implementăm o metodologie pentru identificarea și centralizarea tipurilor de defecte.

O practică obișnuită în asigurarea calității este de a număra defectele întâlnite.

Proiectarea unei metodologii și a documentației pentru identificarea și centralizarea tipurilor de defecte

Folosind Microsoft Excel am creat o Fișă de colectare a defectelor și un Centralizator colectare defecte.

Fișa de colectare a defectelor este o formă structurată și pregatită pentru colectarea și analizarea datelor privind frecvența tipurilor de defecte. Aceasta este un instrument generic de colectare și analiză a datelor care poate fi adaptată pentru o gamă largă de scopuri, aflarea volumului de rebut pe categorii de defecte în cazul nostru, și este considerată unul dintre cele șapte instrumente de bază a calității.

Pașii pentru întocmirea Fișei de colectare a defectelor

Stabilirea scopului întocmirii acestui document

Stabilirea rubricilor ce urmează a fi completate de către sortatori

Proiectarea formularului

Testarea formularului

Scopul acestei metodologii este de a ușura sarcinile departamentului de calitate, de a scurta timpul de identificare a defectelor și cauzelor posibile.Este un instrument puternic pentru îmbunătățirea procesului și gestionarea eficientă a defectelor.

Structura formularului este realizată într-o manieră simplă pentru a putea fi completată cu ușurință de către sortator.

Figura 2.11 Fișă de colectare a defectelor

Pentru început, sortatorii au datoria de a-si menționa numele, data la care se realizează procesul de sortare și denumirea produsului care este verificat pe documentul întocmit.

Fișa de colectare a defectelor cuprinde defectele cele mai des întalnite în reclamațiile clienților și anume:

Incomplete

Bavuri

Arsuri

Contaminate

Murdare

Adâncitură

Culoare neconformă

Altele

Pentru a se obține o evidență cât mai eficientă și precisă asupra detaliilor referitoare la defecte, sortatorii trebuie să realizeze un total al rebuturilor pentru fiecare categorie de defect, totalul pieselor verificate, totalul produselor bune și totalul defectelor întâlnite la o cutie sortată, de asemenea se va menționa numărul aferent cutiei dar și numărul comenzii imprimate pe cutie.

În structura documentului s-a adăugat și rubrica pentru „Observații”, în cazul în care sortatorul dorește sa menționeze detalii adiționale cu privire la cutia sortată.

Fișa de colectare a defectelor a fost implementată în luna ianuarie 2019, a fost testată in aceeași lună și revizuită în urma rezultatelor și concluziilor obținute.

Din analiza fișei am putut determina cu ușurință tipurile de defecte care influențează preponderent calitatea produsului, precum și defectul asupra căruia trebuie intervenit cu prioritate.

Centralizatorul colectare defecte este întocmit exact după modelul Fișei de colectare a defectelor, având doar o coloană adițională unde este calculat automat PPM-ul intern în funcție de datele inserate în tabel.

După fiecare schimb fișele completate de sortatori vor fi preluate de către inginerul de calitate și introduse in centralizator.

Figura 2.12 Centralizator colectare defecte

Centralizatorul pentru colectarea defectelor conține o rubrică pentru calcularea PPM-ului intern având la bază formula: Total piese NOK*1000000/Total piese OK

Pentru a reprezenta grafic succesiunea etapelor cuprinse în metodologia implementată, am realizat o diagrama flux

Descrierea etapelor diagramei flux:

Completarea Fișei de colectare a defectelor: după fiecare cutie finalizată, sortatorii au datoria de a completa Fișa de colectare a defectelor pentru cutia respectivă.

Colectarea rapoartelor: la sfârșitul programului se colectează rapoartele de către responsabilul pe calitate.

Introducerea datelor în Centralizatorul de defecte: toate informațiile de pe fișele de colectare a defectelor sunt introduse zilnic în Centralizator.

Crearea Diagramei Pareto: la sfârșitul lunii, se creează Diagrama Pareto pentru fiecare articol în parte.

Identificarea defectului predominant: în urma realizării Diagramei Pareto,putem identifica defectul predominant și se inițiază demersurile pentru rezolvarea lui.

Identificarea piesei cu rata rebutului cea mai ridicată

În urma analizei asupra centralizatorului de defecte, s-a putut realiza o clasificare a pieselor în funcție de nivelul rebutului lor, pentru luna Ianuarie. Primele 3 piese clasate sunt:

Gear Bearing

Bottom Cage

Lock Gear

În lucrarea prezentă se va analiza un singur reper, acela fiind primul clasat în analiza pieselor cu rebutul cel mai ridicat și anume Gear Bearing.

Detalii despre produsul vizat

Denumire piesă: Gear Bearing

Materialul din care este realizat: POM (Polioximetilenă), culoarea naturală

Se acceptă 30% măcinătură cu condiția să existe sistem cu circuit închis

Timpul de uscare a materialului: 2-4 ore la 80ș

Mașina pe care se injectează: ARBURG 100 Tone

Metode de măsurare: șubler, comparator optic

Utilizarea piesei ce urmează a fi analizată este în domeniul automotive, ca aplicație la centura de siguranță.

Gear Bearing are rolul de a distanța sistemul retractor de bobină.

Figura 2.15 Etapele montării unei piese Gear Bearing într-un subansamblu retractor

Procesul de declanșare a centurii de siguranță

„În cazul dispozitivului din figura, dispozitivul pirotehnic (detonat) plasat în corpul 1 forțează fluidul din tubul 2 asupra palelor de pe rotorul unei turbine 4. Mișcarea de rotație a rotorului cu pale ale turbinei determină rotirea axului rolei pentru centura de siguranță 3, astfel încât centura de siguranță este întinsă pe corpul ocupantului.

Figura 2.16 1 – corp cu capsă detonată, cameră de ardere și piston; 2 – tub; 3 – rolă pentru centura de siguranță; 4 – rotorul cu pale al turbinei

Capsa detonată este activată cu ajutorul unui impuls electric. Presiunea ridicată ce apare în acest fel forțează deplasarea pistonului prin tubul ce este umplut cu un lichid. Această deplasare provoacă ruperea unei membrane ce închide celălalt capat al tubului. Lichidul, un amestec de apă cu glicerină,este dirijat cu mare viteză spre palele rotorului turbinei prin deschiderea apărută la capătul tubului după ruperea membranei. Rotația turbinei antreneaza axul rolei cu centura de siguranță în sensul înfășurării, ceea ce determina tensionarea centurii.”[6]

Colectarea datelor

Pentru început, am extras informații referitoare la cantitățile comandate de client, cantitățile injectate dar si cantitățile livrate din programul de gestiune a producției, Timeline Neo, pentru reperul analizat.

Astfel cantitatea comandată de client în luna ianuarie pentru reperul Gear Bearing este:

Tabel 2.2 Cantitatea totală de piese comandată în luna ianuarie

Cantitatea raportată și anume cantitatea injectată pe comanda respectivă este:

Tabel 2.3 Cantitatea totală de piese injectate în luna ianuarie

Cantitatea totală livrată în luna ianuarie este:

Tabel 2.4 Cantitatea totală de piese livrată în luna ianuarie

Pentru a afla cantitatea totală de rebut rezultată în urma producției din luna ianuarie, am realizat diferența dintre cantitatea totală injectată și cantitatea totală livrată din luna respectivă:

Tabel 2.5 Cantitatea de rebut rezultată în luna ianuarie

Întocmirea diagramei Pareto

Din cauza faptului că programul de gestiune a producției nu ofera detalii referitoare la cantitatea exactă a rebutului în linie sau a rebutului rezultat în urma sortării, am extras din centralizatorul de defecte informații referitoare la tipurile de defecte care influențează preponderent calitatea reperului nostru și am realizat un tabel de unde va rezulta Diagrama Pareto.

Pentru a realiza diagrama Pareto s-au luat în considerare toate tipurile de defecte întâlnite pe parcursul procesului de sortare și cantitatea defectă marcată.

Etapele pentru întocmirea diagramei Pareto

Completarea tabelului

Tabel 2.6 Tipurile de defecte și cantitățile lor

Ordonarea liniilor tabelului în ordine descendentă

Tabel 2.7 Categoriile de defecte ordonate descrescător în funcție de cantitate

Calculul frecvențelor relative și cumulative pentru fiecare tip de defect

Tabel 2.8 Frecvențele cumulative ți relative pentru fiecare categorie de defecte

Trasarea Diagramei Pareto

Figura 2.17 Diagrama Pareto

Interpretarea diagramei

Pentru a rezolva în mod rapid 57% din reclamațiile clienților, este suficient să se elimine 20% din cauzele insatisfacției.

Din acest motiv am ales ca in continuare sa abordez problema cavității 2 care este fisurată.

Analizarea defectului

În aliaje gazele se pot găsi sub formă de sufluri, straturi de gaze absorbite, soluții solide și combinații chimice.

Incloziunile de gaze constituie unul dintre cele mai răspândite defecte ale pieselor turnate.

Gazele dizolvate se degajează în soluții solide și pot provoca crăpături ce se prezintă sub forme de numeroase fisuri cu aspect de pete de culoare deschisă denumite fulgi.

Figura 2.18 Analiza vizuală a piesei afectate

Întocmirea diagramei Cauză-Efect

Etapele ce trebuie parcurse pentru construirea diagramei:

Definirea problemei a cărei cauze vor fi analizate

Problema analizată este cavitatea a doua a unei piese din mase plastice ce rezultă fisurată în urma procesului de injectare și care crapă la montare, defect sesizat în urma reclamațiilor de la client.

Definirea cauzelor principale posibile (cauzele de ordinul I), în domeniul producției sunt delimitate deobicei cauzele „5m”

În prima etapă se stabilesc cauzele de ordinul I a defectului vizat: factorul uman, procesul tehnologic, materialul, mașină de lucru, mediu înconjurător.

Identificarea tuturor cauzelor posibile (cauzele de ordinul II), fiecare din aceste cauze este încadrată într-una din categoriile principale, constituite anterior

În etapa următoare se stabilesc cauzele de ordinul 2 (factorii de influență), asociate cauzei principale respective. În acest fel sunt adunate și reprezentate , într-o formă intuitivă, toate cauzele posibile ale problemei studiate.

Verificarea cauzelor identificate

Tabel 2.9 Verificarea cauzei „Factor uman”

Tabel 2.10 Verificarea cauzei „Proces tehnologic”

Tabel 2.11 Verificarea cauzei „Mașină de lucru”

Tabel 2.12 Verificarea cauzei „Material”

5 WHY

Cauză potențială: acumularea gazelor în matriță

De ce este cavitatea a doua fisurată?

Deoarece se acumulează gaze în matriță.

De ce se acumulează gaze în matriță?

Deoarece sistemul de ventilație existent este insuficient.

De ce sistemul de ventilație existent este insuficient?

Deoarece un al doilea sistem de ventilație nu a fost luat în considerare în faza de proiectare a matriței.

Cauză rădăcină : construcția necorespunzătoare a matriței

Acțiuni corective

Eliminarea cauzei rădăcină ce a generat neconformitate se realizează prin acțiuni corective.

În urma analizei am reușit să identificăm cauza rădăcină și anume construcția matriței care este necorespunzătoare.

Matrița dispune de un singur sistem de ventilație (fig) pe rețea, acesta dovedindu-se a fi insuficient. (canalele de ventilație sunt marcate cu roz).

Figura 2.20 Sistem de ventilație la rețea

La proiectarea matrițelor pentru injectarea anumitor piese este necesar să fie luate măsuri speciale pentru asigurarea aerisirii corespunzătoare a cuibului.

Fisurile pe suprafețele pieselor apar în urma problemelor de ventilație. Acestea pot aparea către zona de capăt a unui front de curgere și în apropierea zonei unde se întâlnesc două sau mai multe fronturi de curgere. Acest lucru se întâmplă când aerul prins în interior nu poate ieși sau nu poate fi evacuat repede pe la îmbinări, canale de ventilație sau ajustajul aruncătorului.

Scopurile sistemului de ventilație sunt:

Evacuarea aerului din cavitate în timpul procesului de injectare a plasticului topit .

Îndepărtarea diferitelor gaze produse în timpul procesului de injecție.

Astfel după realizarea mai multor simulări și teste, s-a constatat că este necesar incă un sistem de ventilație, acesta fiind realizat de data aceasta la nivelul cuiburilor .

Se vor realiza noi canale de evacuare în matriță , în așa fel încât gazele să nu mai rămână captive în zona unde se întâlnesc cele două fronturi de curgere.

O planificare a modificărilor aduse la matriță sunt ilustrate în imaginile următoare:

Figura 2.21 Planificare sistem de ventilație la cuiburi

Lățimea canalelor de ventilație poate varia de la 1,5 până la 6 mm, în timp ce valorile adâncimii depind de vâscozitatea materialului, dar deobicei intervalul aplicabil este de la 0,013 la 0,05 mm.

Tabel 2.13 Adâncimea canalului de ventilație în funcție de canal

Deoarece materialul utilizat la realizarea piesei Gear Bearing este POM (Polioximetilena), adâncimea canalului de ventilație s-a realizat la 0,02 mm și 3-4 mm lățime. Canalul s-a frezat la CNC și s-a rectificat la mașina de rectificat.

Figura 2.23 Matrița înainte de modificări

Figura 2.24 Matrița după modificări

Urmărirea rezultatelor după efectuarea îmbunătățirii

Îmbunătățirea adusă pentru reperul studiat se poate observa printr-o analiză similară cu cea efectuată, pentru lunile Februarie și Martie.

Astfel în primă fază am extras datele necesare aferente piesei pentru luna Februarie si am întocmit o diagramă Pareto.

Tabel 2.14 Cantitatea totală de piese comandată în luna Februarie

Tabel 2.15 Cantitatea totală de piese injectată în luna Februarie

Tabel 2.16 Cantitatea totală de piese livrată în luna Februarie

Tabel 2.17 Analiză Pareto

Figura 2.25 Diagramă Pareto pentru luna Februarie

Comparativ cu situația din luna Ianuarie, în luna Februarie cantitatea de rebut s-a redus vizibil, de la 56,42% la 2,94% din cantitatea totală produsă. Calitatea pieselor s-a îmbunătățit dar insuficient, ele crapă în continuare cand sunt supuse la teste cu un procentaj mult mai redus.

După diagrama Pareto se poate observa că principalele defecte în luna Februarie sunt piesele contaminate, ele reprezentând a doua categorie de defecte cu procentajul cel mai ridicat rezultat din diagrama Pareto din luna Ianuarie.

Cauza pieselor contaminate s-a datorat din lipsa unui sistem cu circuit închis. În luna februarie s-a realizat un plan de acțiuni, s-a implementat sistemul și s-a îmbunătățit procesul.

Rezultatele le putem observa într-o nouă analiză pentru luna Martie.

Situația rebutului pentru luna Martie

Tabel 2.18 Cantitatea totală de piese comandată în luna Martie

Tabel 2.19 Cantitatea totală de piese injectată în luna Martie

Tabel 2.20 Cantitatea totală de piese livrată în luna Martie

Tabel 2.21 Analiză Pareto pentru luna Martie

Figura 2.26 Diagrama Pareto pentru luna Martie

Se poate observa că procentajul piesei analizate în lucrare a scăzut semnificativ. Parametrii, cum ar fi presiunea sau viteza de injectare, au fost modificați.

În urma implementării sistemului cu circuit închis, nu s-au mai produs piese contaminate. Principalul defect în aecastă lună sunt piesele ce se produc cu lipsuri, adică incomplete. Acestea sunt urmate de bavuri cu un procentaj mult mai ridicat decât în luna precedentă.

CONCLUZII

În urma analizei piesei Gear Bearing s-a identificat cauza rădăcină, de unde rezulta cantitatea mare de rebut și anume sistemul de ventilație a matriței insuficient.

Această cauză potențială s-a determinat în urma eliminării tuturor celorlalte cauze posibile din diagrama Ishikawa.

Crearea unui nou sistem de ventilație la nivelul cuiburilor a dus la eficientizarea procesului de injectare și la creșterea productivității.

Urmărind situația centralizatorului pentru lunile Februarie și Martie se poate observa o scădere semnificativă a rebutului în ceea ce privește piesa asupra căreia s-au adus îmbunătățiri.

În ceea ce privește prezența in continuare a acestui defect pentru piesa Gear Bearing, se vor relua cercetările pentru a soluționa problema in vederea eliminării defectului.