Universitatea POLITEHNICA din București

/
Universitatea POLITEHNICA din București
Facultatea de Ingineria și Managementul Sistemelor Tehnologice
( (021) 4029520, (021) 4029302/ Fax: 0213107753
http://www.imst.pub.ro
/


Departamentul Mașini și Sisteme de Producție
Studii universitare de Masterat
Domeniul Inginerie Industrială
Programul de studii Concepție și Management în Productică (CMP)
TEMA
LUCRĂRII DE DISERTAȚIE
REDUCEREA COSTURILOR LA FABRICAȚIA UNEI CUTII DE VITEZE AUTO PRIN ROBOTIZARE
Autor,
Absolvent: CONSTANTINESCU Cristian
Conducător științific,
Conf.dr.ing. Sorin CROITORU
Decan, Director de departament,
Prof. dr. ing. Cristian DOICIN Prof.dr.ing. Tiberiu DOBRESCU
2015
Conducator stiintific: Masterand:
Conf.dr. ing. Sorin CROITORU Cristian CONSTANTINESCU


București

2015





Cuprins
INTRODUCERE 2
Cap.1 TIPURI DE PRODUCȚIE. METODE DE ORGANIZARE A PRODUCȚIEI 5
1.1 Tipul de producție de serie 5
1.2 Metode de organizare a producției 6
Cap.2 FIABILITATEA INSTALAȚIILOR AUTOMATE 11
2.1 Definirea noțiunii.Tipuri de defecțiuni. Indicatori de fiabilitate 11
2.2 Probabilitatea de bună funcționare – funcția de fiabilitate/ funcția de nonfiabilitate 13
Cap.3 FIABILITATEA ROBOTULUI 15
3.1 Limitarea timpului de nefuncționare 15
Cap.4 DEFINIREA ȘI STRUCTURA DISPOZITIVELOR DE PREHENSIUNE 16
Cap.5 SENZORI 16
5.1 Senzori pentru măsurarea parametrilor interni 17
5.2 Măsurarea poziției…………………………………………………………………………. 17
Cap.6 STUDIUL DE CAZ 18
6.1 Prezentarea reperului 18
6.2 Rolul funcțional al reperului 20
6.3 Idei de imbunatațire pentru reducere cost/CV 21
Cap.7 IMPLEMENTARE ROBOTI PN2 si PN1 30
7.1 Plan de acțiuni 30
7.2 Descriere mașini de rectificat. Caracteristici 31
7.3 Amplasare robot PN2. Performanța 36
7.4 Transversalizare solutie in postul PN1….……………………………………………………… 38
Cap.8 CONCLUZII PRIVIND REZULTATELE OBȚINUTE ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE 42
Bibliografie 43
INTRODUCERE
Construcția Uzinei de Autoturisme Pitești a început în 1966, la Colibași , județul Argeș(acum orașul Mioveni).Întreprinderea a fost construită într-un an și jumătate fiind terminată în 1968. Primul automobil a fost produs la 3 august 1968. La 20 august 1968 a debutat producția de serie Dacia 1100, după un model Renault 8. Un an mai târziu începe producția la Dacia 1300. În 1970 Dacia 1300 era produsă în trei variante 1300 Standard, 1300 Super, 1301. În 1973 se producea Dacia 1300 break și doi ani mai târziu Dacia camionetă. În 1979 a fost lansată Dacia 1310 și Dacia Sport Brașovia. Pentru anul 1981, Întreprinderea de autoturisme Pitești oferea o gamă largă de modele : Dacia 1310 cu variantele Lux și Standard, Dacia 1300 Sport, camioneta Dacia 1304. Îîn 1983 Dacia 1410 și Dacia 1210 erau noile modele Dacia. În 1988 a fost produs modelul 1320 CN 1 pentru taximetre, iar în 1989 un model Dacia Sport.Industria de automobile a fost apreciată de regimul comunist și folosită ca propagandă .
Dacia este cel mai mare producător român de automobile, care din septembrie 1999 aparține grupului Renault. Obiectul de activitate al societății îl constituie producerea și comercializarea de automobile, piese de schimb, mașini unelte și instalații pentru industria de automobile. La 2 iulie 1999, se semnează contractul de privatizare al societății și Dacia devine o marcă a Grupului Renault, având ca principală misiune susținerea dezvoltării Grupului pe piețele emergente. În 2000 are loc lansarea modelului Dacia SupeRNova, un autoturism echipat cu motor și cutie de viteze Renault.
După 1999, Renault a investit peste 600 de milioane de euro în echipamentele de producție ale uzinei Dacia de la Pitești, care astăzi respectă cele mai înalte standarde ale uzinelor din cadrul grupului Renault.
Obiectivul grupului Renault este de a transforma Dacia într-o marcă recunoscută pe plan internațional pentru modernitatea și accesibilitatea produselor sale, gama Logan fiind prima etapă în construirea unei game complete.
In anul 2008 Uzina Dacia Pitesti se imparte în doua zone:
-zona noua numita UVD (Uzina Vehicule Dacia)
-zona veche numita UMCD (Uzina Mecanica si Sasiuri Dacia)
Uzina Mecanica si Chassis Dacia este împarțita în urmatoarele departamente:
-Departamentul Motor
-Departamentul si Transmisii
-Departamentul Cutii de viteze TL si JH
-Departamentul Aluminiu.
-Directorul Uzinei Mecanice este Philip Notez.
Cele patru departamente de fabricatie împreuna cu departamentul Logistica și cu serviciul Progres/SPR formeaza Directia de Fabricatii Mecanice, condusa de Jacques Chalbos.
Acestora li se adauga alte cinci departamente suport (Logistica, Calitate, Mentenanta, Resurse Umane si Controlul de Gestiune).
Uzina Mecanica Dacia se ocupa de fabricarea pieselor brute din aluminiu, de uzinajul si ansamblarea motoarelor, a cutiilor de viteze și transmisiilor pentru vehiculele din gama Dacia și pentru vehicule Renault produse in intreaga lume.
Scurt istoric al societății Renault Mécanique Roumanie
Renault Mecanique Roumanie este o Societate cu Răspundere Limitată, SRL, fiind amplasată în zona Industrială de Furnizori de la Mioveni pe platforma Dacia.
Renault Mecanique Roumanie produce prima cutie de viteze concepută și utilizată în comun de Alianța Renault Nissan. Ea echipează motoarele pe benzină de 1.8 litri și 2.0 litri, precum și motoarele diesel cu turbocompresor de 1.5 dCI. Această cutie de viteză modernă și compactă cu 6 trepte este utilizată pe vehicule din gamele Renault și Nissan sub denumirea: MT1/TL4. In martie 2010 s-a obtinut acordul de fabricatie pentru TL8 care va echipa modelul 4×4 Dacia Duster.
/
Fig.1. Cutia de viteze cu 6 trepte TL
Capacitatea de fabricație
Capacitatea de producție a fost concepută și construită la standardele Renault, conform normelor ISO 9001, în materie de management al calității și ISO 14.001, în privința protecției mediului. Condițiile de muncă și de siguranță sunt la nivelul celor mai exigente norme ale Renault. Capacitatea actuală de fabricație a uzinei este de 7.500 cutii de viteze/săptămână. O extindere a capacității de producție este prevăzută la nivelul orizontului anului 2015(10000CV/sapt).
Principalele caracteristici ale cutiei de viteze MT1/TL4 sunt următoarele:- este prima cutie de viteza comună a Alianței Renault Nissan,- cutie cu 6 trepte, este capabilă să transmită un cuplu de până la 240 Nm,
– este ușoara (41 kg) și compactă,
– este adaptată pentru noile motoare diesel cu turbocompresor de 1.5 litri și pentru motoarele pe benzină de 1.8 litri și 2.0 litri.
Performanță și consum:
– Capacitate adaptată pentru reducerea de emisii de CO²
– Viteza 6 ameliorează acustica și consumul la viteze mari
Principalele puncte de expediție ale cutiilor de viteza
În prezent, Renault Mécanique Roumanie expediază cutii de viteza uzinelor Renault Douai și Maubeuge, din Franța, și uzinei Nissan din Sunderland, din Marea Britanie .
Proiectul vizează extinderea expedițiilor de cutii de viteze, pe mai multe continente.
Astfel, cutia de Viteza TL4:
– echipează modelele Renault: Clio, Modus, Kangoo, Mégane, Scénic și Laguna III,
– echipează modelele Nissan: Tiida, Sentra, Versa, Latio, Livinia, Note și Qashqai.
1. TIPURI DE PRODUCTIE. CARACTERISTICI SI METODE DE ORGANIZATIE A FABRICATIEI
Tipuri de producție noțiune tipologie importanță
Prin tip de producție se înțelege o stare organizatorică și funcțională a întreprinderii, determinată de nomenclatura produselor fabricate, volumul producției executate pe fiecare poziție din nomenclatură, gradul de specializare a întreprinderii, secțiilor și locurilor de muncă, modul de deplasare a diferitelor materii prime, materiale, semifabricate de la un loc de muncă la altul.
În practică se disting 3 tipuri de producție:
tipul de producție în masă,
tipul de producție în serie,
tipul de producție individual.
Tipul de producție de masă
Acest tip de producție se caracterizează prin următoarele:
fabricarea unei nomenclaturi reduse de produse, în mod neîntrerupt și în cantități mari sau foarte mari;
specializare înaltă atât la nivelul locurilor de muncă, cât și la nivelul întreprinderii;
deplasarea produselor de la un loc de muncă la altul se face bucată cu bucată, în mod continuu cu ajutorul unor mijloace de transport specifice, cu deplasare continuă de felul benzilor rulante, conveiere sau planuri înclinate;
din punct de vedere organizatoric, locurile de muncă și forța de muncă care le utilizează au un grad înalt de specializare fiind amplasate în succesiunea operațiilor tehnologice sub forma liniilor de producție în flux;
Tipul de producție de masă creează condiții foarte bune pentru folosirea pe scară largă a proceselor de producție automatizate, cu efecte deosebite în creșterea eficienței economice a întreprinderii.
Tipul de producție în serie
Tipul de producție în serie este și el de mai multe feluri, în funcție de mărimea lotului de fabricație, și anume:
tipul de producție de serie mare;
tipul de producție de serie mijlocie;
tipul de producție de serie mică.
Caracteristici:
acest tip de producție este specific întreprinderilor care fabrică o nomenclatură relativ largă de produse, în mod periodic și în loturi de fabricație de mărime mare, mică sau mijlocie;
gradul de specializare al întreprinderii sau locurilor de muncă este mai redus atât la tipul de serie mare, fiind mai ridicat sau mai scăzut în funcție de mărimea seriilor de fabricație;
deplasarea produselor de la un loc de muncă la altul se face cu mijloace de transport cu deplasare discontinuă (pentru seriile mici de fabricație) – cărucioare, electrocare, etc. sau cu mijloace cu deplasare continuă, pentru seriile mari de fabricație;
locurile de muncă sunt amplasate după diferite criterii în funcție de mărimea seriilor de fabricație. Astfel, pentru serii mari de fabricate locurile de muncă sunt amplasate după criteriul liniilor tehnologice, iar pentru seriile mici de fabricație după criteriul grupelor omogene de mașini.
În cazul tipului de producție de serie, de fapt, se întâlnesc caracteristici comune atât tipului de producție de masă, cât și tipului de producție individual (unicate).
Tipul de producție individual de unicate
Acest tip de producție capătă în prezent o amploare din ce în ce mai mare, datorită diversificării într-o măsură foarte ridicată a cererii consumatorilor.
Caracteristici:
fabricarea unei nomenclaturi foarte largi de produse, în cantități reduse, uneori chiar unicate;
repetarea fabricării unor produse are loc la intervale de timp nedeterminate, uneori fabricarea acestora putând să nu se mai repete vreodată;
utilajele din dotare au un caracter universal, iar personalul care le utilizează o calificare înaltă;
deplasarea produselor între locurile de muncă se face bucată cu bucată sau în loturi mici de fabricație, cu ajutorul unor mijloace de transport cu deplasare discontinuă;
amplasarea locurilor de muncă în secțiile de producție se face conform principiului grupelor omogene de mașini.
Existența în cadrul întreprinderii a unui tip de producție sau altul determină în mod esențial asupra metodelor de organizare a producției și a muncii, a managementului, a activității de pregătire a fabricației noilor produse și a metodelor de evidență și control a producției. Astfel, pentru tipul de producție de serie mare și de masă, metoda de organizare a producției este sub forma liniilor de producție în flux, iar pentru tipul de producție de serie mică și individuală organizarea producției se face sub forma grupelor omogene de mașini. Pentru tipul de producție de serie mijlocie se folosesc elemente din cele două metode prezentate anterior[2].
1.2 Metode de organizare a productiei
Incepand cu marea diversitate a întreprinderilor care își desfășoară activitatea în cadrul economiei naționale, se pot stabili anumite metode si tehnici specifice de organizare a acestora pe grupe de întreprinderi, avându-se în vedere anumite criterii comune.
Primul tip de organizare a producției de baza este organizarea producției în flux pe linii de fabricație – specifică întreprinderilor care fabrică o gamă redusă de feluri de produse în masă sau în serie mare.În aceste cazuri, organizarea producției în flux se caracterizează în metode și tehnici specifice cum sunt: organizarea pe linii tehnologice pe bandă, pe linii automate de producție și ajungându-se în cadrul unor forme agregate superioare la organizarea pe ateliere, secții sau a întreprinderii în ansamblu cu producția în flux în condițiile unui grad înalt de mecanizare și automatizare.
Organizarea producției în flux se caracterizează prin:
divizarea procesului tehnologic pe operații egale sau multiple sub raportul volumului de muncă și precizarea celei mai raționale succesiuni a executării lor;
repartizarea executării unei operații sau a unui grup restrâns de operații pe un anumit loc de muncă;
amplasarea locurilor de muncă în ordinea impusă de succesiunea executării operațiilor tehnologice;
trecerea diferitelor materii prime, piese și semifabricate de la un loc de muncă la altul în mod continuu sau discontinuu, cu ritm reglementat sau liber, în raport cu gradul de sincronizare a executării operațiilor tehnologice;
executarea în mod concomitent a operațiilor la toate locurile de muncă, în cadrul liniei de producție în flux;
deplasarea materialelor, a pieselor, semifabricatelor sau produselor de la un loc de muncă la altul prin mijloacele de transport adecvate;
-executarea în cadrul formei de organizare a producției în flux a unui fel de produs sau piesă sau a mai multor produse asemănătoare din punct de vedere constructiv, tehnologic și al materiilor prime utilizate.
Organizarea producției în flux poate fi definita ca acea formă de organizare a producției caracterizată prin specializarea locurilor de muncă în executarea anumitor operații, necesitate de fabricarea unui produs, a unor piese sau a unui grup de produse sau piese asemănătoare prin amplasarea locurilor de muncă în ordinea impusă de succesiunea executării operațiilor și prin deplasarea produselor sau pieselor de la un loc de muncă la altul, cu mijloace adecvate de transport; întregul proces de producție desfășurându-se sincronizat, pe baza unui model unic de funcționare, stabilit anterior.
Organizarea fabricării produselor după metoda producției individuale și de serie mică În cadrul agenților economici există o serie de unități economice care execută o gamă largă de produse, în loturi foarte mici sau unicate.
De aceea se impune adoptarea unui sistem și a unor metode de organizare a producției de bază care să corespundă cel mai bine realizării de produse unicat sau în serii mici.
Principalele caracteristici ale acestui mod de organizare sunt:
Organizarea unităților de producție după principiul tehnologic. In acesta metoda de organizare unitățile de producție se creează pentru efectuarea anumitor stadii ale procesului tehnologic, iar amplasarea unităților și a utilajelor din cadrul lor se face pe grupe omogene de mașini. În acest caz, dotarea locurilor de muncă se face cu mașini universale care să permită efectuarea tuturor operațiunilor tehnologice la o mare varietate de produse.
Trecerea de la o operație la alta a produsului are loc bucată cu bucată.
În cazul acesta, există întreprinderi foarte mari în procesul de producție, ceea ce determină cicluri lungi de fabricație și stocuri mari de producție neterminată.
Pentru fabricarea produselor se elaborează o tehnologie în care se vor stabili următoarele aspecte:
– felul și succesiunea operațiunilor ce vor fi executate;
– grupele de utilaje pe care vor fi executate operațiile;
– felul SDV-urilor ce vor fi utilizate.
Această tehnologie urmează a se definitiva pentru fiecare loc de muncă.
Pentru proiectarea tehnologiei de fabricație se folosesc normative grupate, evidențiindu-se elaborarea de tehnologii detaliate care ar necesita o mare perioadă de timp și costuri ridicate.
Metode moderne de organizare a productiei
Datorita creșterii concurenței pe piață a apărut necesitatea dezvoltării unor sisteme integrate de organizare a producției. Ele sunt urmatoarele:
programare liniară
metoda PERT
metoda CPM (metoda drumului critic )
metoda „Just in Time” (J.I.T.)
Programarea liniară este folosită în optimizarea alocării resurselor.
Programarea liniară ține cont de 2 elemente:obiective și restricții.
Programarea liniară poate fi folosită în gestiunea producției pentru rezolvarea unor probleme de:
repartizare a producției pe diferite mașini în condițiile maximizării profitului;
transportul produselor între locurile de munca și între acestea și punctele de distribuție;
determinare a cantităților din diverse bunuri ce trebuie produse.
 Metoda PERT (Program Evaluation and Review Technique – Tehnica Evaluării Repetate a Programului).
Aceasta metoda se aplică în cazul producției de unicate complexe și de mare importanță, la care operațiile succesive trebuie realizate prin respectarea restricțiilor de prioritate și de termene.
Modul de folosire al analizei PERT
Cel mai important concept al analizei PERT este drumul critic.
Drumul critic este drumul de la începutul la sfârșitul rețelei, a cărui activitate însumează un total de timp mai mare decât orice alt drum din rețea.
Drumul critic este o bază pentru stabilirea calendarului unui proiect, deoarece durata totală a unui proiect nu poate să fie mai mică decât timpul total al drumului critic. Intârzierile în activitățile componente ale drumului critic pot pune în pericol întregul proiect. Pentru aceasta este necesar ca acestor activități să li se acorde o atenție marita.
Etapele în analiza PERT sunt:
Planificarea:
identificarea sarcinilor și estimarea necesarului de timp pentru acestea
aranjarea sarcinilor și a evenimentelor într-o secvență fezabilă
desenarea diagramei
2. Încadrarea în timp:
stabilirea, acolo unde este posibil, a datelor de început și de sfârșit
3. Analiza:
calcularea datelor minime posibile, a datelor maxime permise și a marjelor de timp pentru fiecare eveniment. Acest lucru se face lucrând de la stânga la dreapta și apoi de la dreapta la stânga diagramei
evaluarea oportunității planificării propuse și, dacă este necesar, revizuirea ei.
Realizarea analizei PERT
Există posibilitatea să se utilizeze un soft specializat de management al proiectului, care pune la dispoziție mult mai multe facilități în privința informațiilor incluse în analiză. Pentru început se listează activitățile, durata lor și dependențele (vezi tabelul 1).
Tabelul 1
Sarcini
Locul de desfășurare
Depinde de…
Durata






A

-
2

B

-
2

C

-
4

D

-
3

E

-
3

F

C
4

G

B, F
1

H

E
3

I

E
2

J

G
1







Regulile care trebuie respectate în efectuarea analizei PERT
Metoda CPM. (Critical Path Method), Metoda Drumului Critic
Principiul analizei drumului critic constă în divizarea unui proiect (acțiuni complexe) în părți componente, la un nivel care să permită corelarea logică și tehnologică a acestora, adică să facă posibilă stabilirea interacțiunilor între părțile componente. Aceste părți componente sunt activitățile unor acțiuni complexe.
La definirea listei de activități specialistul care participă la această operație folosește experiența sa pentru a răspunde, pentru fiecare activitate la întrebările:
”ce alte activități succed sau preced în mod necesar această activitate ?”;
”care este durata activității ?”.
Ia naștere în acest fel un tabel care conține activitățile proiectului, intercondiționările între activități și duratele acestora.
Un astfel de tabel trebuie să conțină cel puțin următoarele elemente:
activități: în această coloană se enumeră activitățile proiectului, fiind puse în evidență printr-o denumire sau printr-un simbol (codul activității);
condiționări: se precizează, pentru fiecare activitate, activitățile imediat precedente, prin simbolurile lor; activitățile de start nu au activități precedente, în căsuță fiind trecută o liniuță;
durata: pentru fiecare activitate se precizează durata de execuție, într-o anumită unitate de măsură. Durata unei activități este o constantă.
Modelele de analiză a drumului critic se bazează pe reprezentarea proiectului printr-un graf, elementele tabelului asociat acestuia fiind suficiente pentru a construi graful corespunzător.
În tabelul 2 este prezentat un proiect, activitățile fiind notate prin litere mari A, B, C, …. Activitățile A și B sunt activitățile de început ale proiectului. Activitatea A este direct precedentă activității C. De asemenea, activitatea C este direct precedentă activităților E și F.
Tabelul 2
Nr.
crt.
Activitățile proiectului
Activitățile
direct precedente (condiționări)
Durate

1
A
-
3

2
B
-
2

3
C
A
2

4
D
B
6

5
E
B
4

6
F
C,D,E
4

7
G
E
1


Metoda CPM este un procedeu de analiză a drumului critic în care singurul parametru analizat este timpul și în reprezentarea graficului rețea se ține seama de următoarele convenții:
fiecărei activități i se asociază un segment orientat numit arc, definit prin capetele sale, astfel fiecare activitate identificându-se printr-un arc;
fiecărui arc i se asociază o valoare egală cu durata activității pe care o reprezintă;
condiționarea a două activități se reprezintă prin succesiunea a două arce adiacente.
Nodurile grafului vor reprezenta momentele caracteristice ale proiectului, reprezentând stadii de realizare a activităților (adică terminarea uneia sau mai multor activități și/sau începerea uneia sau mai multor activități).
Procedeul CPM se bazează pe existența unei corespondențe bipartide între elementele unui proiect (activități, evenimente) și elementele unui graf (arce și noduri).
Pentru reprezentarea corectă a proiectului (respectarea interdependențelor, claritatea desenului etc.), cât și pentru o standardizare a reprezentării (pentru a putea fi înțeles și de altcineva decât cel care l-a desenat) în desenarea grafului se respectă următoarele reguli:
fiecare activitate se reprezintă printr-un arc a cărui orientare indică, pentru activitate, desfășurarea ei în timp;
un arc este limitat prin două noduri (reprezentate prin cerculețe) care simbolizează momentele de început și de sfârșit ale executării activității corespunzătoare;
lungimea fiecărui arc, în general, nu este proporțională cu lungimea activității;
activitățile vor fi reprezentate prin arce de forma:
sau sau sau
sau sau sau
esențială fiind porțiunea orizontală, pe care se vor trece informațiile despre activitate, porțiunile oblice fiind la 45(.
Lungimea și înclinarea arcului au în vedere numai considerente grafice, pentru urmărirea ușoară a întregului grafic.
deoarece respectarea tuturor regulilor nu se poate face doar cu arce care corespund doar activităților proiectului, vor exista și arce care nu corespund nici unei activități, care vor fi reprezentate punctat și care, pentru unitatea prezentării, vor fi numite activități fictive, ele neconsumând resurse și având durata 0.
pentru reprezentarea unor dependențe de tipul „terminare – început” în care tAB > 0, vom introduce niște arce reprezentate prin linii duble, care corespund intervalului tAB, având semnificația unor așteptări (în acest interval se „consumă” doar timp, nu și resurse) și care vor fi numite activități de așteptare.
Metoda Just in Time („exact la momentul potrivit”) reprezinta o strategie de producție ce se bazează pe ideea ca activitatea de producție trebuie calculată și ajustată astfel incat stocurile să fie reduse la o valoare minima. Pentru a indeplini obiective JIT, companiile care aplică pentru această metodă se vor orienta mai mult către procese, către implicarea activă a personalului și, bineințeles, către calitate.
Metoda Just in Time a fost elaborată in 1950 de către firma TOYOTA. Mulți specialiști vad in metoda Just in Time o tehnica de lucru, alții o consideră o metodă de conducere, iar unii îi dau conotații filosofice.
  Filosofia Just in Time este simplă: stocurile pot fi o pierdere pentru orice afacere, deoarece exista: costuri mari de depozitare, pierderi de calitate a produselor in timpul depozitarii, riscul de a produce stocuri nevandabile, fluctuații in ceea ce privește costul de achiziție, iar un stoc mare ascunde probleme de producție.
Această metodă duce la organizarea procesului de producție pe baza celor 7 reguli de aur:
Zero defecte
Zero timpi de pregatire-încheiere
Zero stocuri
Zero manevrări sau mânuiri
Zero defecțiuni
Zero timpi de producție
Zero dimensiune a lotului de fabricație
Cele 7 reguli  conduc, de fapt, la eficientizarea procesului, unde „zero” joacă un rol de minim.
Printre avantajele acestei metode se numara:
Reducerea timpului de pregatire
Un control cantitativ mai bun al stocurilor (loturi minime –> cantitați mici comparativ cu metodele tradiționale)
Folosirea mult mai eficientă a angajațlor cu mai multe calificări / abilități.
Planificarea si programarea producției se poate sincroniza cu cererea pieței
Creșterea și întarirea relațiilor cu furnizorii
Un echilibru între cererea de producție (pentru materii prime și materiale) și disponibilul de stocuri
Minimizarea spațiului necesar pentru depozitarea stocurilor
Erori mult mai mici raportate la o perioada în ceea ce privește controlul cantitativ al stocurilor (diferențe de inventar)
Șanse mult mai mici de expirare / scoatere din uz a bunurilor depozitate
Una dintre problemele acestei metode o reprezintă echilibrul cerere-ofertă. În cazul în care cererea pieței oscilează semnificativ, companiile ce sunt organizate Just în Time, nu își vor putea adapta oferta către trendul pieței. Pe de altă parte, specificul unei companii poate duce la crearea unor instrumente de analiză a trendului pieței pe baza unui caracater sezonier sau pe baza unei predicții în funcție de anumite variabile raportate la istoricul companiei.
Trebuie mentionat faptul ca relația cu furnizorii capată un aspect mult mai important. Aceată metodă obligă companiile să aplice diferite strategii de aprovizionare pentru:
a menține un parteneriat stabil cu furnizorii
a reduce timpii de livrare
a imbunatați calitatea bunurilor aprovizionate
a reduce valoarea stocurilor
Just in time rămâne o abordare extrem de actuală în managementul modern dar trebuie reținut faptul că ea creează și se bazează pe o cultură organizațională puternică.
2. FIABILITATEA INSTALAȚIILOR AUTOMATE
2.1. Definirea noțiunii
Definită în jurul anului 1960, noțiunea de fiabilitate a fost desprinsă din conceptul de calitate și se poate defini ca fiind capacitatea produsului de a-și menține calitatea specifică pe toată durata de utilizare.
Interacțiunea dintre calitate și fiabilitate este foarte strânsă. Acest lucru este evidențiat prin însăși definiția calității ca ”aptitudine de folosire”, ceea ce include și capacitatea de folosire în timp a produselor. Actualul nivel de dezvoltare și studii de marketing arată că, alături de modernism și performanță, produselor noi le este necesar a li se adăuga și un nivel ridicat de fiabilitate.
În ultima perioadă s-au constatat noi direcții de abordare a fiabilității, datorită creșterii interesului pentru acest domeniu. Foarte mulți clienți, cuprind în clauzele contractuale condiții ce vizează aspecte legate de fiabilitate. Ca efecte, furnizorii au introdus programe noi prin care a fost asigurată, prognozată și asigurată fiabilitatea produselor.
Fiabilitatea ca și concept se poate defini sub două aspecte: cantitativ și calitativ.
Din punct de vedere cantitativ, fiabilitatea este definită ca probabilitatea unui produs să își îndeplinească funcția fundamentală, în condițiile prevăzute, pe o perioadă prevăzută.
În funcție de etapa de realizare a fiabilității există următoarele categori de fiabilitate:
a) fiabilitate proiectată (previzionată) – această etapă poate fi determinată în perioada fazei de concepere și proiectare a produsului, în ce privește elementele componente și structura acestuia.
b) fiabilitatea operațională – aceasta se stabilește în urma rezultatelor de exploatare primite de la clienți, în urma unui număr mare de exemplare.
c) fiabilitatea experimentală – se determină pe standuri în laboratoare, pe sisteme ce simulează
condițiile reale de exploatare [4].
Tipuri de defecțiuni
Defecțiunea reprezintă efectul procesului de defectare, adică un deranjament ce face imposibilă funcționarea unui utilaj, mecanism, aparat, cu alte cuvinte se poate spune că acțiunea nu se poate desfășura în condiții optime.
Nr.Crt.
Criteriul
Tipul defecțiunii

1
Natura defecțiunii
- funcționale și structurale



- de aspect



- de asamblare

2
Mod de depistare
- vizibilă



- ascunsă

3
Cauza apariției
- generate de concepția constructivă



- generate de concepția tehnologică



- generate de regimul de exploatare

4
Importanță
- critice



- majore



- minore

5
Durata defectării
- temporară



- intermitentă



- definitivă

6
Posibilitatea
eliminarii
- eliminabila



- neeliminabila

7
Nivelul defectarii
- totala



- partiala

8
Viteza de aparitie
- brusca



- progresiva

9
Frecventa de aparitie
- unica



- sistematica

10
Legatura dintre defectiuni
- dependente



- independente

Clasificarea defectărilor se face după criterile prezentate în tabelul 3, [4]:
Tabelul 3
Foarte important este să cunoaștem cauzele apariției defecțiunilor.
Defecțiunile generate de concepția constructivă au ca principal factor greșelile de proiectare precum: alegerea necorespunzătoare a unor materiale, a lubrefianților, utilizarea unor metode empirice și neadecvate de dimensionare, propuneri de scheme cinematice sau de etanșare necorespunzătoare, subevaluarea sarcinilor și condițiilor de mediu ambiant, etc.
Defecțiunile generate de concepția tehnologică și de execuție au drept cauză principală greșeli de concepere și de proiectare a tehnologiilor de fabricare, spre exemplu prezența unor dispozitive neadecvate, stabilirea unor regimuri de așchiere necorespunzătoare, etc. Pentru faza de execuție defecțiunile apar după principiul celor 4M:
– defecte provocate de natura materialului (M1);
– defecte provocate de mașina sau utilajul tehnologic (M2);
– defecte provocate de către operatorul uman (M3);
– defecte provocate de metoda de control (M4);
Defecțiunile cauzate de regimul de exploatare apar în urma modului de exploatare eronat a sistemului și au ca principală cauză necunoașterea sau neatenția personalului ce utilizează sistemul respectiv. Pentru sistemele mecanice defecțiunile sunt datorate procesului de uzare. Acest proces are o tendință crescătoare în timp și este amplificat de mediul în care sistemul își desfășoară activitatea (mediu salin, umed, praf, nisip, etc.). Acest defect apare și în urma unei întrețineri necorespunzătoare.
Indicatori de fiabilitate
Indicatorii de fiabilitate exprimă din punct de vedere cantitativ fiabilitatea produselor.
Indicatorii de fiabilitate sunt:
– probabilitatea de bună funcționare – funcția de fiabilitate;
– probabilitatea de defectare – funcția de nonfiabilitate;
– densitatea de probabilitate a defectărilor;
– intensitatea defectărilor (rata defectărilor);
– timpul mediu de bună funcționare;
2.2 Probabilitatea de bună funcționare-funcția de fiabilitate
Pentru a determina forma analitică a funcției de fiabilitate, este necesar să se urmărească modul de comportare în timp a unui anumit număr de produse noi (N0), care au fost fabricate pe baza acelorași tehnologii, care funcționează în aceleași condiții și care au aceleași condiții impuse.
La un moment – dat, un număr de produse Nd se defectează și nu mai îndeplinesc condițiile impuse, iar celelalte produse ce funcționează în continuare, înseamnă că supraviețuiesc și le notam cu Ns . Din punct de vedere matematic putem scrie:
N0=Nd+NS (1)
deci, în timp, putem spune că fiabilitatea este definită ca probabilitatea de supraviețuire a acestor produse.
Raportând numărul produselor care nu s-au defectat la numărul total al produselor, obținem funcția de fiabilitate. Matematic, aceasta se poate scrie:
𝑅(𝑡)=Ns/No
Dacă la notarea fiecărei defectări se notează și ora la care s-a produs defectarea, se obține o imagine ca cea din figura 1.
/
Fig. 2. Modul de defectare în timp a produselor[4]
Din relația (1), rezultă că fiabilitatea reprezintă probabilitatea unei anume variabile în timp. Dacă reluăm exemplul și considerăm că la t=0 avem N0 produse în stare de funcționare, la momentul t vom avea Nd produse defecte. La timpul t1=𝑡+∆𝑡 vor fi produse defecte. Altfel spus pe intervalul ∆𝑡 avem ∆𝑁 produse defecte.
Functia de nonfiabilitate
Funcția de nonfiabilitate exprimă valoric probabilitatea defectării unui produs proiectat să funcționeze în anumite condiții, un anumit interval de timp prestabilit sau un anumit număr de cicluri.
F(t)=Prob(t≤ t1)
Empiric, relația va fi:
F(t)=1- Rt
Graficele funcțiilor R(t) și F(t) sunt trasate în fig.1.2. După cum se observă funcția F(t) este o funcție crescătoare,continuă și pozitivă pe intervalul (0,∞ ). Astfel dacă t = 0, F(0) = 0 și dacă
t = ∞, F(t) = 1
/
Fig. 3. Modul de variație al funcțiilor R(t) și F(t),[4].
3. FIABILITATEA ROBOTULUI
Fiabilitatea robotului se poate aborda prin următoarele planuri:
– care este fiabilitatea necesară?
– este robotul un echipament fiabil?
– ce specificații implică determinarea fiabilității potențiale?
Fiabilitatea necesară a unui echipament sau necesarul de fiabilitate al unui proces, în care introducem un echipament se poate evalua prin următoarele concepte:
– timpul mediu între defectări;
– timpul de nefuncționare sau timpul mort;
Interdependența dintre cele două poate fi definită astfel: ,,cu cât timpul mediu între defectări va fi mai mare cu atât volumul total al timpului de nefuncționare va fi mai mic” [9].
Interdependența nu este însă direct proporțională, ea este influențată de durata reparației, deci este posibil ca la timpi mari între două opriri să se obțină timpi morți mari. Acest lucru este posibil în cazul în care caracteristica de mentabilitate a echipamentului este scăzută sau dacă capabilitatea sistemului de operații este scăzută.
Chiar dacă există o asemănare între manipulatoare sau roboți industriali și mașinile unelte cu comandă numerică ce se datorează compunerii, complexității și modului de funcționare, este total greșit să comparăm fiabilitățile celor două, datorită specificităților importante ce deosebesc cele două sisteme cu privire la rolul lor în proces. Mașina unealtă cu comandă numerică este asistată pe perioada funcționării de un operator uman, iar procentul timpului activ este de 90% ; roboții industriali sunt cei care asistă (deservesc) una sau mai multe mașini unelte, iar timpul lor activ este de 95-97% . Procentul timpului activ depinde de natura procesului în care este utilizat robotul.
Robotul industrial este un echipament complex și este o componentă de automatizare. Robotul industrial se situează
între obiectul muncii și mașina unealtă, fapt ce conduce la o cerere de fiabilitate ridicată, iar definirea analitică a roboților să fie dificil de realizat. Timpii morți pentru un robot industrial au valoare cuprinsă între 3-5% ceea ce permite îmbunătățirea fiabilității sistemelor deservite anterior de operator.
3.1 Limitarea timpului de nefuncționare
Timpul de nefuncționare depinde de felul de organizare al sistemului de întreținere pentru un anumit robot industrial. Sistemul de întreținere depinde de numărul de schimburi lucrătoare numărul de roboți, modul de obținere a pieselor de schimb și de calificarea personalului. În funcție de timpul mediu de bază de funcționare se va aplica sau nu un sistem preventiv, standard, de întreținere și reparații. Acesta se evaluează în funcție de eficiența în raport cu cheltuielile ocazionate și cu efectele favorabile induse de reducerea duratei de reparații și creșterea timpului mediu de bază de funcționare.
,,Valori de 6-8 ore pentru repararea unei căderi sunt realiste și reprezintă 1,5-2% timp de nefuncționare față de timpul mediu de bază de funcționare. Pentru un sistem de întreținere pentru robot, prețul ce reprezintă maximul de 10% din cel de achiziții și instalare este unul convenabil” [9].
4. DEFINIREA ȘI STRUCTURA DISPOZITIVELOR DE PREHENSIUNE
“Interfața finală dintre robot și lucrarea ce se efectuează o constituie elementul de execuție. Sub acest nume generic este cuprinsă o gamă largă de dispozitive și scule ce poate fi divizată în două categorii: dispozitive de prehensiune și scule tehnologice (pentru sudare, vopsire, etc.) ” [10].
Principala problemă care se tratează la instalarea unui robot industrial este utilizarea și adaptarea unui sistem de prehensiune care să se preteze operației pentru care se dorește instalarea robotului. Oricât de complex și de performant ar fi brațul robotului, fără un sistem de prehensiune adecvat, robotul nu își poate îndeplini sarcina în condițiile impuse, ba chiar mai mult, îl poate face inutil.
Dispozitivul de prehensiune este independent de structura mecanică a robotului din punct de vedere al gradelor de mobilitate. Acest sistem se poate înlocui, se poate detașa, dar contribuie în mod activ la îmbunătățire sau scăderea performanțelor robotului.
Dispozitivul de prehensiune este organul care face legătura dintre brațul robotului și obiectul ce urmează a fi manipulat. Acest sistem de prehensiune trebuie să asigure prinderea, ridicarea și manipularea obiectului fără a-l scăpa sau deteriora. Sistemele de prehensiune se aleg și se dimensionează în funcție de geometria obiectului de manipulat (formă și dimensiune) și proprietățile lui mecanice (rezistență, greutate, starea suprafeței, etc.).
Încercând să creeze un sistem de prehensiune universal care să imite măna omului ce are 28 de grade de libertate, s-au dezvoltat așa numitele mâini mecanice ce conțin acest număr de grade de mobilitate, dar care au mii de senzori de presiune și temperatură și ajung să fie foarte grele și costisitoare. Aceste mâini mecanice s-au dovedit a fi mai puțin adaptabile decât mâna omului și ineficiente, dar în condiții de temperatură ridicată sau obiecte cu muchii ascuțite sunt superioare mâinii omului.
În industrie este preferabil să se folosescă sisteme de prehensiune adaptate pentru o anumită operație sau pentru un grup de operații asemătătoare.
5. SENZORI
Necesitatea perfecționării roboților cu buclă închisă a apărut ca efect al problemei percepției asupra mediului. Funcția aceasta, funcție ce este una umană, a fost eliminată inițial pentru simplificarea roboților, însă ea a fost reintrodusă în construcția roboților moderni.
Există o mare varietate de senzori, deoarece există o mare varietate de domenii pe care le percep și datorită multitudinii de principiilor constructive adoptate.
”Senzorii sunt traductori ai diferitelor mărimi fizice din lumea robotului în semnale electrice convenabile pentru informarea sistemului de comandă” [11].
După natura mărimilor ce urmează a fi percepute de către robot, senzorii se clasifică în senzori pentru: distanță, volum, proximitate, contact, forță, imagine, temperatură, vorbire, cuplu, presiune, viteză, etc. Un caz special îl reprezintă mâna de la Belgrad, cu patru degete, fiecare cu trei cuple de rotație conducătoare. Cu ajutorul acestora se transferă informații despre obiectul ce este manipulat.
Pentru roboții ce folosesc astfel de senzori este necesar ca între senzor și dispozitivul de preluare să inserăm convertori analog-digitali, mai ales pentru că în majoritatea cazurilor avem de lucru cu dispozitive digitale. Există și cazuri în care senzorii fac o comparație sau dau o informație simplă și nu mai sunt necesari convertorii analog-digitali, legătura se face în acest caz direct (discutăm despre valori binare).
Senzorii sunt conectați la nivelele inferioare ale sistemului de comandă, iar informațiile primite sunt interpretate cu ajutorul unor programe specifice incluse în aplicație.
5.1. Senzori pentru măsurarea parametrilor interni
Funcția tehnologică impusă unui robot, necesită executarea unei anumite traiectorii, pentru ca acestasă își îndeplinească sarcinile. Pentru ca realizarea traiectoriei să fie posibilă este necesar să cunoaștem în orice moment poziția, viteza și accelerația. În acest mod se realizează transmiterea informației căii de reacție a sistemului de conducere și asigură acuratețea traseului programat.
Informațiile cu privire la viteza, accelerația sau poziția sunt obținute cu ajutorul sistemelor de măsurare specifice caracteristicei de măsurat și se numesc traductoare.
5.2. Măsurarea poziției
Poziția poate fi și ea măsurată cu ajutorul traductoarelor. Acestea convertesc deplasarea în semnal electric, care la rândul său va fi prelucrat numeric.
Principalele traductoare utilizate pentru măsurarea poziției sunt traductoarele analogice, numerice și cele incrementate unghiulare.
Traductorul analogic reprezintă cel mai simplu sistem de măsurare. În fig.4 sunt reprezentate două tipuri de traductoare analogice: unul folosit pentru a măsura deplasările liniare (a) și unul pentru a măsura deplasările unghiulare (b).
/
Fig. 4.Tipuri de traductoare analogice [3]
6. STUDIUL DE CAZ
6.1 Prezentarea reperului
Reperul analizat este arborele secundar și face parte din UEL-ul(Unitate Elementară de Lucru) Arbore Secundar, din departamentul Cutii viteze TL, S.C. Renault Mecanique Roumanie S.A(RMR). Departamentul este situat în sud-vestul UMCD(Uzina Mecanica și Sasiuri Dacia), în suprafața de 28830m²(fig.5).
/
Fig.5. Poziționare departament
Uel-ul este compus din 22 operatori(7 femei si 15 barbati), 19 CDI și 3 CDD.Vârsta medie operatori 43 ani.UEL-ul este compus din 3 zone:
1) Piese albe(PA), unde se execută operații de strunjiri, frezări, șeveruiri, rulări caneluri și găuriri.
2) Piese negre 1(PN1), în care se execută operațiile de sablare de ecruisare, redresare și rectificare pinion liber 1(PL1).
3) Piese negre 2(PN2), unde se execută operațiile de rectificare cote rulmenți și caneluri.
Activitatea UEL-ului constă în fabricarea arborelui secundar TL4 si TL8, în condiții de serie mare.
/
Fig.6. Cartografia liniei Arbore Secundar PA
În figura 7 este prezentat desenul de execuție pentru arborele secundar [12].
/
Fig.7. Desenul de execuție
6.2. Rolul functional al Arborelui Secundar
Arborele secundar reprezintă componenta cutiei de viteze pe care se montează pinioanele. Cu ajutorul pinioanelor și baladorilor, arborele secundar primește mișcarea de rotație și puterea de la arborele primar și o transmite cutiei diferențial (coroana diferențialului). Forma constructivă a arborelui secundar este cea din figurile 8 si 9.
/ /
Fig. 8. Arborele secundar prelucrat in stare cruda Fig.9. Arbore secundar dupa TTh si rectificari
Pe arborele secundar sunt montate pinioanele și roțile baladoare, cu ajutorul cărora se realizează schimbarea de viteză dorită de conducător din cutia de viteze.
El primește mișcarea de rotație și puterea de la arborele primar și o transmite diferențialului, iar de aici prin transmisie la fiecare roată motoare.
Dantura înclinată angrenează cu coroana diferențialului prin care arborele transmite mișcarea la diferențial. Canelurile au rolul de a ghida și prelua mișcarea și puterea de la pinioanele montate pe el. Prin ele se primește mișcarea și puterea de la pinioanele ce angrenează cu cele de pe arborele primar.
Poziția de montaj a arborelui secundar în cutia de viteze este reprezentată în figura 9.
/
Fig. 10. Poziția arborelui secundar în cutia de viteze
6.3. Idei de îmbunatațire de reducere cost/CV
-Realizare soluție noua burghiu de centrare Ø14, Op.frezare-centruire
-Modificare portscule freze frontale de la 7 placute la 10 placuțe, op.frezare-centruire
-Realizare sistem POKA-YOKE, op.strunjire de finisare
-Modificare geometrie burghiu Ø8, op.găurire
-IMPLEMENTARE ROBOTI, PN2 si PN1
Operația 110: Frezare și Centruire
1)– ambori (centruitori);
2)– piesa de uzinat;
3)– freze frontale (frezare capete).
/
Fig.11. Utilaj Sungrim
/
Fig.12. Scule pentru frezare capete și centruire
Datorită faptului că utilajul Sungrim(op. 110) este mașina bușon (Tcy timpul de ciclu cel mai mare) precum și ca piesele uzinate la această operație merg pe doua linii paralele conform cartografierii din fig.13 s-a încercat scăderea timpului de ciclu pe piesă.
/
Fig.13. Cartografia liniei Arbore Secundar PA
Acest lucru a fost posibil prin implementarea unui nou furnizor pentru centruire. S-au studiat
îndeaproape parametrii de uzinare ai mașinii unelte, iar împreuna cu specialistul de la Guhring Romania s-a stabilit o noua configurație a sculei de centruire. Aceasta este prezenatată în figura 15. În urma testelor s-a constatat că se poate crește și lungimea totală a sculei pentru a scădea costul pe operație. Astfel, s-a crescut durata de viața a burghiului, prin modificarea lungimii sculei de la 90 mm inițial, la 105 mm. Prin această modificare s-a crescut și numarul de utilizări al sculei de la 5 utilizări inițial la 9 utilizări cu costuri pe operație mult mai mici (figura 16. înainte/dupa).
Fig.14. Ambore Sandvik
Fig.15. Ambore Guhring
Fig.16. Fisa ameliorare înainte/după
O altă soluție de micșorare a Tcy, precum și creșterea randamentului operațional a fost modificarea frezelor frontale de la o sculă cu 7 plăcuțe la o sculă cu 10 plăcuțe conform figurii 11. Astfel, pastrand aceeasi viteza de aschiere si acelasi avans pe tais, s-a realizat o crestere a avansului de lucru in mm/min, fapt ce a dus la o micsorare a timpului de ciclu cu 2 secunde (de la 0.45cmin la 0.41cmin).
Calculul avansului de lucru pentru operatia de frezare:
n=(vas*1000) / π*d =(200*1000)/3.14*100=637[rot/min], unde
vas=200m/min
d=100mm (diametrul frezei)
F=n*fn*z, [mm/min], unde
z=nr.dinti (plăcuțe)
fn=0.12mm/tais
Lp= 50 mm (lungimea de prelucrat)
=>F=637*0.12*7=535[mm/min], pentru freza cu 7 plăcuțe => 6 sec timp de prelucrare
=>F=637*0.12*10=764[mm/min], pentru freza cu 10 plăcuțe => 4 sec timp de prelucrare
/
Fig.17. Freza cu 7 plăcuțe Fig.18.Freza cu 10 plăcuțe
Operația 120: stunjire ebos
Îmbunatatirea de la operația de strunjire de degrosare constă în micșorarea timpului de ciclu cu 2.3 secunde (0.04cmin) și implicit creștere de randament, prin optimizarea programului de așchiere a plăcuței ce execută fața frontală a pinionului piesei.
Calculul micșorarii timpului de ciclu este urmatorul:
X31.9…..X55.95
(55.95-31.9):2=12.025mm:0.25=48.1rot
F=0.25mm/rot
S=1250rot/min
1250rot…..……….60secunde
48.1rot…………….Xsecunde
X=(48.1*60):1250= 2.3secunde => 0.04cmin
Tcy=1.14 cmin = 68.4 sec
3600 : 68.4=52 piese/ora
3600s : (68.4-2.3) = 54 piese/ora
Castig = 2 piese/ora*7.5ore * 3 sch = 45piese/zi
Program inainte
N100 LIMS=3500
N110 T=R11 D1 G00 Z=289 M08
N120 G00 X=73
N130 G01 X=70 Z=287.1 F0.5
N140 G01 X=40.14 F0.35
N150 G01 Z=288.45
N160 G01 X=32 F0.25
N170 G01 X=35 Z=291 F1
N180 G00 Z=306
N190 G00 X=30
N200 G601 G09 G01 X=26.06 Z=306 F1
N210 G09 G01 X=29.5 Z=303 F0.35
N220 G09 G01 Z=289.587 F0.25
N230 G02 X=31.9 Z=288.387 CR=1.2 F0.25
N240 G09 G01 X=40.2
N250 G09 G01 Z=287.8
N260 G09 G02 X=41.6 Z=287 CR=0.8
N290 G09 G01 X=55.15
N340 G09 G01 X=55.15 Z=287
N350 G09 G01 X=55.95 Z=286.45
N360 G01 Z=256 F0.3
N370 G01 X=65 F1
N380 G603 G00 G40 X200
În graficul urmator fig.19. este prezentat traseul programului înainte
/
Fig.19. Traseu înainte
Program după modificare
N100 LIMS=3500
N110 T=R11 D1 G00 Z=289 M08
N120 G00 X=73
N130 G01 X=70 Z=287 F0.5
N140 G01 X=40.14 F0.35
N150 G01 Z=288.387
N160 G01 X=32 F0.25
N170 G01 X=35 Z=291 F1
N180 G00 Z=306
N190 G00 X=30
N200 G601 G09 G01 X=26.06 Z=306 F1
N210 G09 G01 X=29.5 Z=303 F0.35
N220 G09 G01 Z=289.587 F0.25
N230 G02 X=31.9 Z=288.387 CR=1.2 F0.25
N240 G09 G01 X=32.
N250 G09 G00 X=54.25 Z=289
N340 G09 G00 X=54.25 Z=287.65
N350 G09 G01 X=55.95 Z=286.45 F0.3
N360 G01 Z=256 F0.3
N370 G01 X=65 F1
N380 G603 G00 G40 X200
În graficul urmator fig.20. este prezentat traseul programului după modificare.
/
Fig.20. Traseu după modificare
Operația 130: strunjire finiție
Datorită politicii Renault, prin care fiecare operator de mașini unelte în producția de serie mare trebuie să fie polivalent (un operator să cunoască trei posturi, iar un post trebuie să fie cunoscut de către trei operatori din cadrul liniei unde își deșfășoară activitatea), s-a observat posibilitatea nerespectării procesului de producție al uzinarii pieselor. Astfel, operatorul are posibilitatea de a poziționa piesa la operația 130 strunjire de finisare fară a fi uzinată în prealabil la operația 120 strunjire de degroșare.
/
Fig.21. Piesa ce urmează a fi prelucrată la op.130
/
Fig.22. Element Poka-Yoke
Pentru aceasta s-a realizat și montat pe utilajul de strunjire finiție un sistem Poka –Yoke conform figurii 22, sistem ce protejază sculele așchietoare a nu intra în coliziune cu piesa de uzinat. Concepția utilajului permite poziționarea piesei chiar dacă operația anterioară de strunjire de degroșare nu este efectuată fig.23, iar dupa amplasarea elementului Poka –Yoke cursa de strângere a varfului rotitor de pe păpușa mobila nu mai este aceiasi ca în cazul unei piese poziționate corect și mașina nu pornește în ciclul automat prezentând alarma(fig.25).
/
Fig.23. Piesă nedegroșată și introdusă la Fig.24. Piesa nedegroșata introdusa in mașina
strunjire finiție(risc coliziune) de finiție
Fig.25. Mașina nu pornește în ciclul automat(strângere neconformă)
Pentru introducerea în planul de mentenanță autonomă a sistemului Poka-Yoke, în vederea verificării zilnice a funcționării elementului Poka-Yoke de către operatori, s-a realizat și afișat în post fișa Poka-Yoke fig.26.
/
Fig.26. Fișa Poka-Yoke
Operația 220: Gaurire
La această operație s-a modificat geometria burghiului de Ø8 prin renunțarea folosirii burghiului în 3 muchii și înlocuirea acestuia cu un burghiu în 2 muchii. S-a testat și realizat această soluție nouă pentru scaderea costului pe piesă.
În fișa de ameliorare fig.27. este prezentat calculul economic al soluției noi.
/
Fig.27. Fișa ameliorare burghiu Ø8
În concluzie, îmbunătățirile si caștigurile realizate pentru a reduce costul pe operație și creșterea randamentului operațional sunt urmatoarele:
Op. 110 Frezare capete – înlocuit portsculă de frezat 7 plăcuțe cu 10 placuțe;
câștig: realizare rugozitate conformă, toleranță admisă maxim 10µm
Op. 110 Centruire – modificat geometrie centruitor și lungime sculă prin implementarea unui alt furnizor, GUHRING
câștig: net 0,055 euro/piesă
Op. 120 Strunjire de degroșare – optimizare program uzinare piesă
câștig: 35 piese/24 ore
Op. 130 Strunjire de finisare – realizare sistem Poka-Yoke
câștig: costuri scăzute pe piesă (menternanță echipamente auxiliare)
rebut uzinaj scăzut
Op. 220 Găurire – implementare burghiu în două muchii
câștig: 0,007 euro/piesă
timp de ciclu scazut prin schimbările de scule
Dar cel mai mare caștig din linia Arbore Secundar a fost implementarea unui robot în zona rectificare PN2(rectificare cote rulmenți si caneluri), fig.28.
7. IMPLEMENTARE ROBOT
7.1. Plan acțiuni
/
Fig.21. Zona implementare robot
Fig.28. Zona amplasare robot
Motivul alegerii implementarii acestui robot în aceasta zonă a fost angajamentul scăzut de 69% față de 100% ,om/masină in postul 7. După cum observăm din graficul din fig.29, există două posturi cu încarcare sub 70%, dar s-a ales postul 7 pentru că postul este izolat, iar operatorul nu mai poate fi încărcat cu alte operații, fig.29.
Fig.29.Grafic angajament om/masina
Pentru aceasta , s-a intocmit un plan de acțiuni in vederea punerii pe poziție a robotului, a punerii in funcțiune a lui, dar si elaborarea documentelor necesare in vederea instruirii operatorilor la utilizarea lui.
/
Mașinile de rectificat au un timp de ciclu de 0,38cmin, iar operatorul așteaptă după mașina la încărcarea cu piese.In prima fază, s-a analizat postul 7, în vederea implementarii primului robot, unde am avut o contribuție 100% la robotizatea acestui post. Actorii implicati au fost toate funcțiile suport, începand cu mentenanța locala, mentenanța centrala(cu ajutorul cărora am realizat punerea în funcțiune a robotului) si ingineria.
7.2. Descriere masini de rectificat si caracteristici
Prezentarea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic
Mașina unealta: Prelucrarea arborelui secundar se realizează pe o mașină de rectificat cu comandă numerică TACCHELLA , cu următoarele caracteristici prezentate în tabelul 4.
Mașina are un cap port-piatră capabil de a executa două mișcări: longitudinală și transversală, asigurând respectiv cele două axe „X” ș i „Z”.
Sistemul de prindere între vârfuri (contre-pointe) întrebuințat este hidraulic cu cursă fixă (diametru cămașă: 75mm, cursă 50mm); în acest caz, fiecare tip impune o poziționare mecanică diferită a sistemului de prindere, cu scopul de a adapta distanța între centrele
geometriei piesei. Un sistem pneumatic de reducere a distanței dintre capetele de prindere
asistă operatorul cu ocazia punerii la punct a mașinii.
Mașina este predispusă pentru a primi un sistem automat de încărcare/descărcare a pieselor. Incinta de acces a dispozitivului de încărcare/descărcare este realizată printr-o trapă cu comandă hidraulică, marcată pe verticală.
Mișcări executate de mașinile TACCHELLA
//
Fig. 30. Mașina de rectificat TACCHELLA
Dispozitivul de orientare și fixare a piesei: Dispozitiv de lucru
Scula utilizată: piatra de rectificat profilată este prezentată în figura 31.
/
Fig. 31. Piatra de rectificat profilată
Verificatoare: etalon.
Parametrii regimului de așchiere și norma de timp
avansul de lcuru [mm/rot]: 0,05;
turația de lucru [rot/min]: 3000;
norma de timp [min]: 0,63
Operația 360 – Rectificare 2 cote rulmenti
este prezentată în figura 32.
Întocmirea schiței operației


Fig. 32. Operația de rectificare
Precizarea fazelor de lucru ale operației
Orientarea și fixarea semifabricatului în dispozitiv
Rectificare
Desprinderea piesei
Prezentarea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic
Mașina unealtă: Prelucrarea se realizează pe o mașină de rectificat TACCHELLA cu următoarele caracteristici prezentate în tabelul 4.
Tab.4. Caracteristicile M-U TACCHELLA
/
Dispozitivul de orientare și fixare a piesei: Dispozitiv de lucru
Scula utilizată: piatră de rectificat prezentată în figura 33.
/
Fig. 33. Piatră de rectificat
Verificatoare: etalon ,Marposs.
Parametrii regimului de așchiere și norma de timp
avansul de lcuru [mm/rot]: 0,05;
turația de lucru [rot/min]: 3000;
norma de timp [min]: 0,60
Operația 370 – Rectificare 3(caneluri)este prezentată în figura 34.
Întocmirea schiței operației


Fig. 34. Operație de rectificare
Precizarea fazelor de lucru ale operației
1. Orientarea și fixarea semifabricatului în dispozitiv
2. Rectificare
3. Desprinderea piesei
C.Prezentarea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic
Mașina unealta: Prelucrarea se realizează pe o mașină de rectificat TACCHELLA
Dispozitivul de orientare și fixare a piesei: Dispozitiv de lucru
Scula utilizată: piatră de rectificat profilată prezentată în figura 35.
Pietrele abrazive din sunt scule speciale care pot prezenta o extremă varietate de forme.
Ele sunt constituite prin esență din granule abrazive cu o duritate foarte ridicată , folosind drept lianți în principiu, vitrifiați, magnezici și organici.
/
Fig. 35. Piatră de rectificat profilată
Verificatoare: etalon.
Parametrii regimului de așchiere și norma de timp
-avansul de lcuru [mm/rot]: 0,05;
-turația de lucru [rot/min]: 3000;
-norma de timp [min]: 0,63
Prezentarea situației inițiale a postului nr.7 cu încarcare manuală.
7.3. Amplasare robot. Situația înainte.
Fig.36. Mod de lucru cu operatorul
Situația după implementare robot.
Fig.37. Mod de lucru cu robot Fig.38. Incarcare descărcare op. 360 rectificare cote
rulmenți
Fig.39. Incărcare descarcare op. 370 rectificare Fig.40. Incărcare op. 390 spălare
caneluri
Fig.41.Grafic angajament om/masina dupa robotizare
Performanța economică:
Economii de 30 000 € privind punerea în funcțiune a robotului cu DMC (lucrarea ar fi costat 54 000 € conform caietului de sarcini)
Caștigare 1 post = 3 operatori x 12 000 €/an = 36 000 €/an.
Angajament operator senior + 10%
Competenta managerială :
Abilitați de delegare si responsabilizare – operatorul din post este autonom și motivat.
Imbunatațirea comunicarii asertive – ascultandu-i mai bine pe operatori, aceștia vin cu multe idei de imbunatațire fața de standard.
7.4. Transversalizare soluție in postul PN1
Aceasta performanță s-a transversalizat și în postul nr. 6, rectificare PL1(pinion liber 1) și față pinion AS (arbore secundar), post prezentat anterior cu un angajament de 65%.
Pașii au fost aceiași ca și în postul nr.7, începand cu un plan de acțiuni și finalizand cu implementarea robotului. Acesta a fost pus în funcțiune în ianuarie 2015 de către mentenanța centrală.
Zona de prelucrare este cea prezentată în fig. 42 pe o mașină de rectificat arbori, Tacchella, cu aceleași caracteristici prezentate la celelalte mașini din postul nr. 7.
Operația 290 – Rectificare PL1(pinion liber 1) și fața frontală pinion AS(arbore secundar)
A. Întocmirea schiței operației fig 42


Fig. 42. Operația de rectificare PL1 și fața frontală pinion AS
Schița operației de rectificare PL1 și fața frontală AS:
/
Fig. 43. Schita operației de rectificare PL1 și fața frontală AS
B. Precizarea fazelor de lucru ale operației
1. Orientarea și fixarea semifabricatului în dispozitiv
2. Rectificare
3. Desprinderea piesei
Situația înainte:
Fig.44. Mod de lucru cu operatorul
Operatorul ia câte o piesă de pe cărutul cu piese și o transportă în mașina de rectificat, iar dupa uzinarea acesteia o depune pe conveiorul mașinii de spălat. In timpul când mașina de rectificat uzineaza piesa, operatorul descarca conveiorul mașinii de redresat arbori pe cărutul cu piese, timpul de ciclu fiind mai mic decat al mașinii de rectificat (21cmin fata de 43cmin).
Situația dupa implementare robot:
Fig.45. Mod de lucru cu robotul
Dupa implementarea robotului, acesta ia piesa de pe conveiorul mașinii de redresat (1), apoi o introduce în mașina de rectificat(2), iar dupa uzinarea acesteia o depune pe conveiorul mașinii de spalăt(3).
Câstig:
– 1 post = 3 operatori x 12 000 €/an = 36 000 €/an.
– Economii de 30 000 € privind punerea în funcțiune a robotului cu DMC (lucrarea ar fi costat 54 000 € conform caietului de sarcini).
/
Fig.46. Grafic angajament om/mașina dupa robotizare
Lucrarea a avut ca scop, creșterea randamentului operațional prin aplicarea unor idei de îmbunatățire și câștigarea a doua posturi de lucru, prin implementarea a doi roboți ABB în posturile de rectificare PN1 și PN2, pe linia de prelucrare Arbore Secundar, atelier Arbore Primar/Arbore Secundar/Procese Speciale, departamentul Cutii Viteze TLx, Uzina Mecanica și Șasiuri Dacia.
Câștigarea a 3,8 puncte de RO se poate realiza prin mărirea timpului de lucru cu cate 30 min/sch. Posturile respective au un angajament om/ mașină de 65% si 69%, ajungând dupa robotizare la un angajament de 80%, prin lucru de la 450min(cât lucrează un operator/sch. cu pauză de masă inclusă), la lucru de 480min(cât lucrează robotul/sch. fără pauză), rezultând un randament operațional de 93,8% față de 88%, iar câștigarea posturilor este posibilă prin reorganizarea a 6 operatori din postul respectiv la alte ateliere sau departamente, unde sunt cereri de forță de muncă.
8. CONCLUZII SI CONTRIBUTII PERSONALE:
Câștigurile realizate în linia de fabricație Arbore Secundar sunt următoarele:
• Op. 110 Frezare capete – înlocuit portsculă de frezat 7 plăcuțe cu 10 placuțe;
câștig: realizare rugozitate conformă, tolerantă admisă maxim 10µm
• Op. 110 Centruire – modificat geometrie centruitor și lungime sculă prin implementarea unui alt furnizor GUHRING
câștig: net 0,055€/piesă si rugozitate conforma
• Op. 120 Strunjire de degrosare – optimizare program uzinare piesă
câștig: 35 piese/24 ore(0,074€/piesa)
• Op. 130 Strunjire de finisare – realizare sistem Poka-Yoke
câștig: costuri scăzute pe piesă (mentenanță echipamente auxiliare)
rebut uzinaj scăzut
• Op. 220 Găurire – implementare burghiu în două muchii
câștig: 0,007 €/piesă
timp de ciclu scăzut prin schimbările de scule
Op. 360 /370 /390 Rectificare-implementare robot PN2
Economii de 30 000 € privind punerea în funcțiune a robotului cu DMC (lucrarea ar fi costat 54 000 € conform caietului de sarcini) =0,1€/piesa
Eliminare post = 3 operatori x 12 000 € = 36 000 € pe an=0,12€/piesa.
Op. 280 /290/310 Rectificare-implementare robot PN1
Economii de 30 000 € privind punerea în funcțiune a robotului cu DMC (lucrarea ar fi costat 54 000 € conform caietului de sarcini) =0,1€/piesa
Eliminare post = 3 operatori x 12 000 € = 36 000 € pe an=0,12€/piesă.
Contribuția mea personală la reducerea costului unei cutii de viteze auto, au fost în prima fază ideile de îmbunătățire realizate și cu câștigurile menționate mai sus, dar și ideea de amplasare a acestor roboți la posturile de rectificare(la posturile de strunjiri, frezari, șeveruiri, rulari,găuriri, corecțiile pentru menținerea în intervalul de tolerantă se fac mai des, iar caștigul nu ar fi acoperit costul achiziționării robotului în timp scurt), precum și aportul adus la punerea în funcțiune a acestor roboți prin modificările postului de lucru, astfel încât robotul să poată fi folosit și la mărirea capacității de 10000CV/sapt.
Total câstig linie AS=0,539€/CV
BIBLIOGRAFIE
[1]. Pârvulescu C. si Diaconu G. (2009), Sisteme de reglare automată, București, Editura Colegiului Tehnic Media.
[2]. Cazimir B. si Eugen N. ( 2008), Tehnologia construcțiilor de mașini, Editura PIM.
[3]. Popovici O. (2007). Traductoare, senzori și automate programabile. [versiune electronică].
[4]. Grămescu T. si Chirilă V. (2001), Calitatea și fiabilitatea produselor, Chișinău, Editura Tehnica-info.
[5]. Pănescu D. (1996). Sisteme de conducere a roboților industriali, Universitatea Tehnică “Gh. Asachi” Iași.
[6]. Ivănescu Mr. (1994). Roboți industriali. Editura Universitaria, Craiova.
[7]. Popescu P., Negrean I., Vușcan I. si Haiduc N. (1994), Mecanica manipulatoarelor și roboților. Vol. I și II, Editura Didactică și Pedagogică, București.
[8]. Borangiu Th. si Hossu A. (1991), Sisteme educaționale în robotică, Editura Tehnică, București.
[9]. Cojocaru G. si Kovacs F.( 1985), Roboții în acțiune, Timișoara, Editura Facla.
[10]. Ionescu R. si Semenciuc D. (1996), Roboți industriali, București, Editura Oficiul de informare documentară pentru industria constructoare de mașini.
[11]. Ispas V., Pop I., Bocu M., 1985, Roboți industriali, Cluj-Napoca, Editura Dacia
[12]. Documentatie interna Dacia.
[13]. Manual ABB, AB Robotics Products, SE-721 68 Västerås Suède.
[14]. Neagu C., Nițu E., Melnic L., Catană M., 2006. Ingineria și managementul producției, Ed. Didactică și Pedagogică, București.
[15]. POPESCU I., ș.a., 2002. Scule așchietoare, Dispozitive de prindere a sculelor, Dispozitive de prindere a semifabricatelor, Verificatoare, Editura Matrix Rom Bucuresti.
[16].Zetu D., 1976, Mașini-unelte automate, București, Editura didactică și pedagogică
[17]. Pârvulescu C., Diaconu G., 2009, Sisteme de reglare automată, București, Editura Colegiului Tehnic Media;
[18]. Kovacs F., Cojocaru G., 1982, Manipulatoare, roboți și aplicațiile lor industriale, Timișoara, Editura Facla;
[19]. Drimer D., Oprea A., Dorin A., Alexandrescu N., Paris A., Panaitopol H., Udrea C., Crișan I., 1985, Roboți indistriali și manipulatoare, București, Editura Tehnică;
[20]. Banu Ilarion., 2011. Fabricarea asistata de calculator, Editura Universitati din Pitesti.
NOTATII:
Următoarele simboluri sunt utilizate în cadrul lucrării:
SPR = Sistem Producție Renault
TL4/TL8 = Diversități cutii viteze
RO = Randament Operațional
UEL=Unitate Elementară de Lucru
AS=Arbore Secundar
CV=Cutie Viteze
DMC=Departamentul Mentenanță Centrală
PN1=Piese negre 1
PN2=Piese negre 2
PL1=Pinion liber1