Tehnologija I 238260 Montaža dio5 PDF

IZRADA PLANA PROCESA (PROJEKTIRANJE) RUČNE MONTAŽE Plan je opis zamišljenog niza akcija kojima se iz početnoga stanja postiže ciljno stanje. U montaži, početno stanje predstavlja skup ugradbenih elemenata (dijelovi, sklopovi, bezoblične tvari), a ciljno je stanje sklop (proizvod). Zamišlj...

IZRADA PLANA PROCESA (PROJEKTIRANJE) RUČNE MONTAŽE Plan je opis zamišljenog niza akcija kojima se iz početnoga stanja postiže ciljno stanje. U montaži, početno stanje predstavlja skup ugradbenih elemenata (dijelovi, sklopovi, bezoblične tvari), a ciljno je stanje sklop (proizvod). Zamišljeni niz akcija u montaži jest niz radnji kojima se ugradbeni elementi dovode u uzajamni zahtijevani odnos, na jednom ili više radnih mjesta (stanica). Tok izvođenja rada određen je redoslijedom sklapanja ugradbenih elemenata, odnosno njihovim prostornim rasporedom. Stupanj detaljnosti plana ovisi o zahtijevanome stupnju podjele rada: što je stupanj podjele rada viši, potrebno je detaljnije razraditi proces (redovit slučaj u planovima automatskih procesa). Podjela rada i stupanj automatizacije proistječu iz učestalosti ponavljanja procesa, kompleksnosti proizvoda i kvalitete kadrova. Učestalost ponavljanja montažnog procesa određena je proizvodnim količinama: što su proizvodne količine veće, zahtijevaju se detaljnije tehnološke podloge. Kompleksniji sklopovi (proizvodi) iziskuju viši stupanj detaljnosti procesa u cilju postizanja zahtijevane funkcionalne kakvoće sklopa. Za kvalificirane radnike dovoljna je i gruba podjela rada, dok su detaljne radne upute nužne kod nekvalificirane radne snage. Općenito vrijedi pravilo: što su veći planirani obujam proizvodnje i kompleksnost proizvoda, i niža kvalifikacija radnika, zahtijeva se viši stupanj podjele rada odnosno detaljnije razrađena tehnološka dokumentacija. 2 Primjenjivi stupnjevi detaljnosti jesu: ❑ skupine operacija ❑ operacije, ili ❑ elementi rada. Skupinama operacija se vrlo grubo opisuje montažni proces, a koristi se kod malenog stupnja podjele rada. Montažni proces opisan operacijama definira stupanj podjele rada po radnim mjestima. Rad izvodi jedan radnik ili više radnika, ne prekidajući taj rad drugom djelatnošću. Najviši stupanj podjele rada dobiva se podjelom procesa na elemente rada. 3 Element rada je najmanji racionalni dio rada, koji se može nezavisno izvoditi, i kojim se definira takvo stanje djelomično montiranog sklopa da se može pomicati na drugo radno mjesto bez neželjenog rasklapanja. Element rada dijeli se na pokrete. Pokreti se dadu opisati i izmjeriti, ali se u okviru montažnoga procesa ne mogu izolirano izvesti (posegnuti, uhvatiti). Podjelom montažnoga procesa na elemente rada, utvrđuje se točan sadržaj rada i vremena za njegovo izvođenje, te se mogu definirati točne upute za izvršenje rada i odrediti troškovi montažnoga procesa. Zbog toga se preporuča primjena ovog stupnja detaljnosti za izradu planova montaže i kod maloserijske proizvodnje. Grupiranjem elemenata rada po radnim mjestima oblikuju se montažne operacije. 4  Obrazac PLAN MONTAŽE FSB Mjesto troška: List: Fakultet strojarstva i PLAN MONTAŽE Datum Ime Potpis 1 brodogradnje, Zagreb Zamjena za: Naziv: Broj radnog mjesta: Listova: Izradio 2013-04-01 MLIN ZA KAVU 1 Zamijenjen sa: Identitet: Takt (minuta): Tpz (minuta): Kontrolirao Vrijedi, od-do: Broj crteža: Optimalna serija, od-do (komada): Veličina serije (komada): Komada/smjena: Oznaka Oznaka Ugradbeni Sastavnica Sredstva za mon- Vrijeme Norma Kvalifikacija radnog Broj Broj crteža/ elementa Opis elemenata rada elementi, Komada tažu, kontrolu i izrade ti vrijeme t1 radnika mjesta/ radnika standard rada materijal List Broj poz. ispitivanje (minuta) (minuta) stroja ER 1 Sk lo p A u s te gu sklop A stega poz. 3, ER 2 U ti s nu ti 3 u 5 ( Sk lo p B ) poz. 5 Sk lo pi ti s k lo p A i s k lo p B s k lo p A , ER 3 ( Sk lo p C) s k lo p B poz. 2, ER 4 U ti s nu ti 2 na 4 ( Sk lo p D) poz. 4 Sk lo pi ti s k lo p C i s k lo p D s k lo p C, ER 5 ( Sk lo p E) s k lo p D poz. 1, ER 6 U ti s nu ti 2 1 na 1 ( Sk lo p F ) poz. 21 Sk lo pi ti s k lo p E i s k lo p F s k lo p E, ER 7 ( Pr o i z v o d ) s k lo p F U r e đ aj z a ER 8 I s pi ti v anje Proizvod i s pi ti v anje Pr o i z v o d , ER 9 Pak i r anje Ku ti ja 5  POSTUPAK DEFINIRANJE REDOSLIJEDA PLAN PROJEKTIRANJA SKLAPANJA MONTAŽE DEFINIRANJE ELEMENATA RADA crteži, PROIZVOD (alati, naprave) sastavnice uzorak, prototip, CAD model ODREĐIVANJE VREMENA (MTM, WF) strukturna PRIKAZ I STRUKTURIRANJE sastavnica PROIZVODA ZA MONTAŽU IZRADA GRAFA PRETHODNOSTI DF(M)A DODJELA ELEMENATA RADA RADNIM MJESTIMA Design For (Manufacture and) Assembly -- analiza (izradivosti i) sklopivosti proizvoda KOREKCIJE ELEMENATA RADA (analiza tehnologičnosti proizvoda (za izradbu i) sklapanje) OBLIKOVANJE MONTAŽNOGA SUSTAVA plan montaže, IZRADA RADNE DOKUMENTACIJE upute za montažu IZVEDBA SKLAPANJA 6 Određivanje redoslijeda sklapanja ugradbenih elemenata jest jedna od vremenski najrastrošnijih (Struktura proizvoda?) zadaća. Za sklop (proizvod) od n ugradbenih elemenata postoji teoretski n! mogućih redoslijeda sklapanja. U stvarnosti se broj mogućih redoslijeda sklapanja smanjuje zbog geometrijskih i tehnoloških ograničenja, koje tehnolog relativno brzo može uočiti (prepoznati) i isključiti iz razmatranja. Redoslijed sklapanja ovisi o prostornom rasporedu ugradbenih elemenata. Proces određivanja redoslijeda sklapanja se odvija često u mislima tehnologa prema načelu određivanja redoslijeda rasklapanja (demontaže). Tako će ugradbeni element koji je ostao posljednji za demontažu biti prvi po redoslijedu sklapanja (bazni dio), pretposljednji drugi itd. 7 Nakon određivanja redoslijeda sklapanja ugradbenih elemenata definiraju se elementi rada. Elementi rada navode se isprva bez detalja o načinu njihovog izvođenja. Njima se definira koje ugradbene elemente i na koji način treba sklapati. Sredstva za montažu jesu ručni i mehanizirani alati, naprave, jednonamjenski i programabilni automatski strojevi. Koja će se sredstva primijeniti, zavisi o tehničko-ekonomskoj analizi mogućnosti automatizacije elemenata rada. Za proračun troškova i izbor sredstava, nužno je izraditi varijante procesa sa sredstvima montaže različitog stupnja automatizacije. 8 Za određivanje vremena izvođenja montaže, ovisno o zahtijevanoj točnosti i projektnom zadatku, u fazi planiranja procesa, koriste se: ▪ metoda procjene i usporedbe ▪ sustavi unaprijed određenih vremena. Za sklop (proizvod) koji je sličan ili jednak postojećim sklopovima: metoda procjene i usporedbe. Za potpuno novi sklop (proizvod): metoda procjene i usporedbe, ili neki od sustava unaprijed određenih vremena. Metoda procjene i usporedbe najjednostavnija je metoda određivanja vremena. Vrijeme izvođenja montaže se procjenjuje na osnovi iskustva tehnologa ili se određuje usporedbom s vremenom montaže sličnog postojećeg sklopa. Točnost rezultata bitno ovisi o znanju, iskustvu, savjesnosti i odgovornosti tehnologa. 9 Sustavi unaprijed određenih vremena su postupci koji se temelje na raščlani elemenata rada u osnovne pokrete, kojima je dodijeljeno unaprijed određeno standardno vrijeme, ovisno o vrsti pokreta i uvjetima izvođenja. Određivanjem osnovnih pokreta s njihovim vremenima, određuje se vrijeme potrebno za izvođenje elemenata rada. Najpoznatiji sustavi unaprijed određenih vremena jesu Work Factor (WF) i Methods-Time Measurement (MTM). U okviru ovih sustava razvijeni su postupci za različita područja primjene (https://www.mtm-psc.com), s različitim trajanjima analize i različitim točnostima određivanja vremena. 10 Po identificiranju, ili još detaljnijem određivanju elemenata rada, izrađuje se graf prethodnosti montaže, koji predočava tehnološki i vremenski tijek izvođenja sklapanja. Graf prethodnosti prikazuje koji se elementi rada izvode slijedno (sekvencijalno) jedan za drugim, odnosno koji se izvode usporedno (paralelno), nezavisno jedan od drugoga (npr. montaža nekog sklopa). To je mrežni prikaz izvođenja montažnoga procesa, u kojem se elementi rada prikazuju kao čvorovi, a njihove međusobne ovisnosti poveznim linijama između čvorova. Elementi rada se u graf prethodnosti unose u vremenskoj točki najranijeg mogućeg početka izvođenja. Kraj linije koja izlazi iz čvora označava vremensku točku najkasnijeg završetka dotičnoga elementa rada. Primjer grafa prethodnosti 11  Dodjeljivanje elemenata rada radnim mjestima Na osnovi grafa prethodnosti i vremena elemenata rada, elementi rada dodjeljuju se radnim mjestima tako da zbirno vrijeme trajanja (elemenata rada) bude manje ili jednako taktu montažnoga sustava, uz zadovoljenje tehnoloških i drugih ograničenja. Takt sustava određen je raspoloživim vremenom za montažu, T, i obujmom proizvodnje (proizvodne količine, broj komada), N: c = T/N s/komad. Na svakom se radnom mjestu dodijeljeni elementi rada moraju izvršiti u vremenu koje je manje ili jednako proračunatom taktnom vremenu, tj. mora biti zadovoljen uvjet:  tk  c Takt i ostalo: k Qi 1. ručna linija, od 3.07 do 3.37 2. automatske linije https://www.youtube.com/watch?v=X_1sOPqM_VA pri čemu su: https://www.youtube.com/watch?time_continue=33&v=5UIs-kFtqGA. c - taktno vrijeme, s tk - vrijeme izvršenja k-tog elementa rada, s Qi - skup elemenata rada dodijeljen i-tom radnom mjestu. 12 Otuda se može pojaviti vrijeme čekanja na radnome mjestu kao razlika između taktnog vremena c i zbirnog trajanja dodijeljenih elemenata rada  tk. k Qi Vrijeme čekanja može biti znatno, i predstavlja izgubljeno vrijeme d, koje se izračunava izrazom: M   k d =   c −  t k  = M  c −  t k gdje su: i =1  kQi  k =1 M - broj radnih mjesta k - broj elemenata rada tk - vrijeme izvršenja k-tog elementa rada, s. Prethodni izraz optimira se minimiranjem: ▪ takta c, ▪ broja radnih mjesta M, ili ▪ umnoška broja radnih mjesta i takta (cxM). Najčešće se minimira broj radnih mjesta uz konstantni takt sustava. Razlog je tome da tržište određuje količinu proizvoda, a time i takt sustava. 13  Postupak rangiranja pozicijskih vrijednosti Pozicijska vrijednost (PV) je zbir vremena izvršenja promatranoga elementa rada i vremena izvršenja svih elemenata rada koji slijede promatrani element. To je veličina koja definira i određuje položaj elemenata rada u grafu predhodnosti. Nakon izračunavanja PV svih elemenata rada, elementi se rada rangiraju u redoslijedu padajućih PV. Prvom radnom mjestu dodjeljuje se element rada s maksimalnom PV. Razlika između taktnog vremena i vremena izvršenja tog elementa rada, minimira se tako da se analizira elemente rada u redoslijedu padajućih PV dok se ne nađe takav ili takve elemente koji zadovoljavaju zadana ograničenja i uvjet da je zbir njihovih vremena manji ili jednak taktnom vremenu. Time je dodjeljivanje elemenata rada na prvo radno mjesto završeno. Za drugo radno mjesto ponovno se počinje od onog elementa rada koji ima maksimalnu PV, a nije dodijeljen prvom radnom mjestu. Postupak se ponavlja tako dugo dok ima nedodijeljenih elemenata rada. 14  Polje kapaciteta Potreban kapacitet, C, nastaje na osnovi nekog montažnog zadatka i proračunava se umnoškom dnevne količine sklopova koje treba sklopiti, N, i potrebnog vremena za montažu jednog sklopa, t1: C = N · t1 [minuta/dan]. Potreban kapacitet C može se prikazati kao površina u dijagramu dnevna količina – vrijeme montaže jednog sklopa. Dobivena površina naziva se poljem kapaciteta. Potreban broj radnih mjesta: m = cjelobrojno [ C / c ] pri čemu su: C − potreban vremenski kapacitet za neki montažni zadatak, s c − vremenski kapacitet jednog radnog mjesta, s. 15 Ponuda kapaciteta radnog mjesta je iskoristiva ako se radnik nalazi za vrijeme radnog vremena na radnom mjestu. Ponuda kapaciteta radnika prekriva se u tome slučaju s kapacitetom radnog mjesta. Ponuda kapaciteta: n [komada/dan] ci – radnog mjesta i cRAi – radnika RAi 180 radno mjesto i 120 ODGOVARA 60 1 2 3 radnik RAi t [minuta/komad] 16  n [komada/dan] 240 Primjer: 180 C = 1920 [minuta/dan] ci = 480 [minuta/dan] 120 M = 4. 60 2 4 6 8 t [minuta/komad] Budući da se na svakom radnom mjestu izvodi drugačije montažne radnje, radna se mjesta razlikuju po potrebnoj opremi (četiri tipa radnih mjesta). Raspored radnih mjesta u liniji Raspored radnih mjesta u kružnome toku 17 Na slici je prikazana podjela kapaciteta paralelno osi vremena montaže. n [komada/dan] 240 180 120 60 2 4 6 8 t [minuta/komad] 18 n [komada/dan] 240 Kombinirana podjela kapaciteta 180 160 120 60 2 4 6 8 t [minuta/komad] Raspored radnih mjesta u obliku slova L Raspored radnih mjesta u liniji 19  Svi mogući oblici kombinirane podjele kapaciteta za četiri radna mjesta, uključujući i ekstreme. Podjela polja kapaciteta paralelna osi dnevnih količina Kombinirana podjela kapaciteta Podjela polja kapaciteta paralelna osi vremena montaže 20 Razrada montažnoga procesa rezultira dvama dokumentima: ▪ planom montaže (str. 35), i ▪ uputama za montažu, kontrolu i ispitivanje. Plan montaže je osnovni dokument koji sadrži jednoznačan opis procesa montaže i sve potrebne informacije za njegovo izvođenje i kontrolu. Izrađuje se za svaki sklop i završnu montažu proizvoda. Funkcija mu je tehničko i organizacijsko definiranje procesa montaže. Tehnička funkcija se odnosi na izvođenje procesa i sadrži informacije o: potrebnim ugradbenim elementima, elementima rada u najpovoljnijem redoslijedu i opremi radnih mjesta (alat, naprave, strojevi i slično). Organizacijska se funkcija odnosi na planiranje, ustroj, upravljanje i obračun troškova montažnoga procesa, a izražava se informacijama o mjestu troška, norma vremenu, grupi plaćanja i veličini serije. Obrazac plana montaže treba oblikovati tako da sadrži informacije za obje funkcije. Zaglavlje obrasca plana montaže sadrži podatke za identifikaciju sklopa (proizvoda), poduzeća i plana. Proces montaže se u planu montaže opisuje tekstualno bez grafičkih prikaza. 21 Ako je potrebno pojedine elemente rada detaljnije i potpunije opisati, rabi se poseban dokument − Upute za montažu, kontrolu i ispitivanje. Uputom se objašnjava i opisuje način i tijek izvođenja elemenata rada, a može sadržavati tehničke uvjete, tehnološke parametre i grafičke prikaze. Postojanje upute se navodi u planu montaže u stupcu "Opis elemenata rada". Koristi se za: ▪ detaljan opis montažnog procesa u masovnoj i velikoserijskoj proizvodnji ▪ prikaz složenih elemenata rada/operacija, u slučajevima kada se želi osigurati visoka kakvoća objekta montaže, zadovoljiti propise zaštite na radu, izbjeći pojavu škarta ili prekoračenja rokova realizacije proizvoda na tržištu. 22 23  ORGANIZACIJSKE STRUKTURE I SUSTAVI U RUČNOJ MONTAŽI U ručnoj se montaži koristi niz organizacijskih struktura u različitim izvedbama. One se dadu grupirati prema sljedećim načelima: - količini gibanja: ❑ ugradbenih elemenata (objekata montaže) − nepokretni/pokretni ❑ radnih mjesta − nepokretna/pokretna; i - parametrima gibanja: ❑ toku gibanja − periodično/aperiodično, i ❑ načinu gibanja − usmjereno/neusmjereno. 24  NAČELNE IZVEDBE MONTAŽE Montaža na Montaža velikih Uzastopna Taktna linijska Kombinirana samostalnom Linijska montaža objekata montaža montaža linijska montaža radnom mjestu Pokretni montažni Nepokretni montažni objekti Pokretni montažni objekti količina gibanja objekti Pokretna radna Pokretna radna Nepokretna radna mjesta Nepokretna radna mjesta mjesta mjesta aperiodični tok periodični tok periodični tok parametar aperiodični tok gibanja gibanja periodični gibanja kontinuirani gibanja kontinuirani gibanja usmjereno giba- usmjereno gibanje usmjereno gibanje neusmjereno nje radno mjesto gibanje objekta montažni objekt mehanizirani montažni uređaj gibanje radnog mjesta 25 Strukture, određene prema tome jesu li radna mjesta ili objekti montaže pokretni/pomični ili nepokretni/nepomični, jesu: 1. samostalno radno mjesto 2. montaža velikih objekata 3. pokretna radna mjesta i nepokretni objekti montaže 4. linijska montaža 5. pomična radna mjesta i pomični objekti sklapanja 6. skupna (autonomna) montaža. 26 1. Samostalno radno mjesto Objekt montaže i radno mjesto su nepokretni. Sklapanje objekta montaže odvija se na jednom radnom mjestu. Struktura se koristi za objekte koji svojim dimenzijama, težinom, brojem ugradbenih elemenata i potrebnom opremom dopuštaju integrirano prostorno uređenje radnog mjesta. Struktura se odlikuje visokom fleksibilnošću prema količinama i varijantama proizvoda, te ne postoji problem povezivanja radnih mjesta i poteškoće uzrokovane zastojima i razlikama u proizvodnosti radnika. Bogatstvo sadržaja rada dopušta visoku radnikovu samostalnost u odlučivanju o tijeku i metodi rada, a uvid u krajnji rezultat rada, zadovoljstvo i motiviranost. Radno vrijeme dade se oblikovati klizno. Struktura dopušta zapošljavanje osoba umanjenih tjelesnih sposobnosti. 27 Nedostaci se strukture ogledaju u: ▪ povišenim investicijskim troškovima (udvajanje opreme u slučaju potrebe za više jednakih radnih mjesta) ▪ potrebi za višom kvalifikacijom radnika ▪ otežanoj komunikaciji između radnika, i ▪ većim potrebnim prostorom. 28 29  Oznaka Mjere (mm) Radna visina A Fini rad 1275 Strojni rad 1100 do 1200 Ručni rad 1000 Položaj radnog komada B Fini rad 200 Strojni rad 300 Ručni rad maks. 325 Dubina uvlačenja C min. 50 sjedeće površine D min. 700 Prostor za koljena L min. 400 Prostor za ispružene K min. 350 noge L min. 300 M 280 do 380 Podnožak N min. 400 O min. 200 Prostor za stopalo P min. 200 Udaljenost radni komad S – korijen nosa Fini rad 280 Strojni rad 270 Ručni rad 450 http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/Workplace_Measurements.pdf 30 http://www.bosch.us/content/language1/downloads/Bosch_MaE_delivery_specs_appen42_Workplace_Measurements.pdf 31 32 2. Montaža velikih objekata Montaža velikih objekata karakteristična je za pojedinačnu proizvodnju. Objekt je sklapanja nepokretan, a montažu izvodi jedna ili više skupina radnika. Prema vrsti proizvoda, strukture se uspostavljaju: ▪ na mjestu korištenja (velika postrojenja, npr. cementare) ▪ na mjestu proizvodnje i mjestu korištenja (brodski motor: montaža- ispitivanje-demontaža-transport-montaža), te ▪ na mjestu proizvodnje (brod). Sklapanje se svaki puta odvija pod drugačijim prostornim uvjetima i u redoslijedu koji zavisi od slobode građenja. Zbog isprepletenosti i međuzavisnosti različitih zadaća javljaju se poteškoće sinkronizacije aktivnosti i osiguranja kontinuiteta izvođenja montaže. Poteškoće mogu biti uzrokovane neiskustvom montera i susretom različitih sustava tolerancija (strojarstvo-građevinarstvo). Zbog osobitosti i navedenih poteškoća, kod montaže velikih objekata poseban značaj ima planiranje i upravljanje procesom montaže. 33  Veličina objekta montaže dozvoljava usporedni rad, bez međusobnog ometanja. Struktura je fleksibilna u pogledu proizvodnoga programa i kadrova. Bogatstvo sadržaja rada dopušta visoku samostalnost radnika u odlučivanju o tijeku i metodi rada. Za jednakomjerno kontinuirano iskorištenje kapaciteta (radnika i sredstava) potrebno je dugoročno planiranje i terminiranje. Troškovi su transporta visoki. http://www.novilist.hr/var/novilist/storage/images/multimedija/foto/ogromni-avion-na-plesu-foto-nenad-rebersak/z0911n2/3493946-1-cro-HR/z0911n2_gallery_embed_item.jpg 34  3. Pokretna radna mjesta i nepokretni objekti montaže Struktura je karakteristična za maloserijsku i serijsku proizvodnju. The Boeing Everett Factory - 777 Bazni dijelovi objekata na kojima će se odvijati montaža, i ugradbeni elementi za sklapanje, postavljaju se unaprijed, prije izvođenja sklapanja, budući da su bazni dijelovi nepogodni za pomicanje. Pojedine montažne zadatke obavljaju radnik ili skupina radnika pomičući se od objekta do objekta. The Boeing Everett Factory - 747 35 Izvođenja zadataka može biti vremenski usklađeno tako da skupine imaju približno jednako raspoloživo vrijeme izvođenja, pa se skupine u jednolikim vremenskim intervalima smjenjuju na pojedinim objektima. Ako vremena skupina nisu jednaka, za skupine s kraćim vremenom treba definirati alternativni posao, ili, ako je moguće, prelaze na idući (iduće) objekte. Struktura posjeduje fleksibilnost prema proizvodnom programu, količinama i osoblju. Tvornica Čkalov, Novosibirsk Nedostaci su strukture: Udruga za proizvodnju zrakoplova Čkalov Novosibirsk (Tvornica Čkalov) jedan je od najvećih proizvođača zrakoplova u Rusiji i dio zrakoplovnog holdinga Suhoj. ❑ rastrošnost pripreme radnih mjesta ❑ velik potreban prostor ❑ radnici moraju nositi sredstva rada od objekta do objekta ❑ poteškoće pri pojavljivanju zastoja. 36 4. Linijska montaža Struktura se koristi u serijskoj, velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji. Proizvodi (bazni dijelovi) su takvi da se dadu pomicati od radnog mjesta do radnog mjesta. Radna su mjesta raspoređena sukladno visoko izvedenoj podjeli rada i slijedu montaže, a povezana transportnim sustavom. Linije se izvode s taktom ili bez njega. Između radnih mjesta oblikuju se spremnici za ublažavanje vremenske ovisnosti (takta). R. Končar Ford 37  Linijskom montažom postiže se visoka proizvodnost i kratak ciklus proizvodnje. Potpuno definiranim i malenim sadržajem rada na radnim mjestima stvaraju se uvjeti za automatizaciju procesa. Vrijeme obuke kadrova je kratko, a zahtijevana kvalifikacija niska. Nedostaci su strukture: ❑ velika osjetljivost na zastoje ❑ malena fleksibilnost (prema proizvodnom programu, kadrovima i količinama) ❑ monotonija. Appliance Manufacturers Look to Robots to Boost Productivity 38 5. Pomična radna mjesta i pomični objekti sklapanja Struktura posjeduje prednosti linijske strukture (visoka proizvodnost i kratak ciklus proizvodnje), uz istodobno obogaćenje rada i fleksibilnost prema varijantama proizvoda i količinama. Koristi se u serijskoj i velikoserijskoj proizvodnji. Radnik obavlja (ponekad cjelokupnu) montažu objekta, krećući se zajedno s objektom sklapanja. Potrebne kvalifikacije su više, a obuka dulja no u linijskoj strukturi. 39  Boeing 777 Jetliners, od 2006. godine linija za završnu montažu, pomak 40,6 mm/minuta https://www.assemblymag.com/articles/92790- assembly-automation-takes-off-in-aerospace-industry 40  Volvo (od 70-ih godina 6. Montaža u relativno autonomnim skupinama 20. stoljeća) Njome se polučuju prednosti linijske strukture (visoka proizvodnost) i fleksibilnost samostalnog radnog mjesta. Postavka je da međuljudski odnosi unutar skupine, tj. način na koji su odnosi oblikovani, značajno utječu na učinkovitost izvođenja sklapanja. U skupnoj montaži grupa radnika obavlja dio ukupno predviđenoga rada ili pak potpunu montažu proizvoda. Pri tome se na radnu grupu prenose, uz montažne zadatke, i druge djelatnosti i odgovornosti, kao što su snabdijevanje dijelovima, kontrola kakvoće, otklanjanje zastoja, održavanje itd. Radnici mogu međusobno dogovarati, poticati i organizirati rad. Tako dobivaju više autonomije, odgovornosti i kontrole nad vlastitim radom, što se pozitivno odražava na povećanje motivacije, fleksibilnosti i proizvodnosti. Poremećaji u radu ne utječu bitno na odvijanje cijeloga procesa, budući da preraspodjelom poslova radnici brzo prilagođuju proces nastalim promjenama i tako osiguravaju njegovu stalnost. 41  RUČNI MONTAŽNI SUSTAVI I NOSAČI PREDMETA RADA Naredna slika prikazuje oblike montažnih sustava s ručnim radnim mjestima. Oblici se razlikuju i po tome transportira li se objekt montaže od radnog mjesta do radnog mjesta sa ili bez nosača predmeta rada (NPR). Nosač predmeta rada potreban je ako osnovni dio proizvoda ne posjeduje stabilnu podlogu ili ako se u toku transporta očekuju smetnje. Prednost primjene NPR je definirana orijentacija i pozicija objekta montaže. 42 Ručni sustavi bez automatiziranog kretanja predmeta rada Bez nosača predmeta rada S nosačem predmeta rada Pravokutan oblik U-oblik Linija Posebni oblici 43  PRAVOKUTAN OBLIK OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ podobnost za grupni rad ❑ nije potreban NPR (sa/bez promjene radnih mjesta) ❑ otežana je pristupačnost kod promjene i dostave kutija u ❑ručni transport objekata ❑dobar vidni kontakt i dobre unutrašnjem području stola montaže između radnih mjesta mogućnosti za komunikaciju ❑mali međuspremnik ili bez ❑ moguća je priprema dijelova sa ❑ mali investicijski troškovi za međuspremnika između radnih svih strana sustav načinjen od standardnih mjesta elemenata  U-OBLIK OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ transport objekta montaže ❑ podobnost za grupni rad (sa ❑ veće tjelesno opterećenje zbog između radnih mjesta izvodi se promjenom radnih mjesta) hodanja od radnog mjesta ka ručno (bez NPR) radnom mjestu (posebno kada je ❑ nužna promjena radnih mjesta ❑ kratak put od radnog mjesta do objekt montaže teži od 5 kg) kada postoji više radnih mjesta radnog mjesta i kratko vrijeme ❑ ne postoji direktan vidni kontakt nego radnika reakcija kod smetnji u sustavu s drugim radnicima ❑ struktura je posebno prikladna ❑ mali investicijski troškovi za ❑ brže umaranje radnika ako su za sadržaj rada po radnom mjestu sustav načinjen od standardnih taktno vrijeme ili ritam izmjene ne dulji od 1,5 minuta i do šest elemenata radnih mjesta kraći od 1,5 minuta radnika  LINIJA OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ raspored radnih mjesta po redoslijedu odvijanja ❑ nije prikladna za grupni rad ❑ mala površina operacija ❑ ne postoji direktan vidni ❑ ručno transportiranje ❑ jednostavna struktura od kontakt s drugim radnicima objekta montaže klizanjem standardnih elemenata ❑ nefleksibilna bez NPR ili preko tračnica s ❑ osjetljiva na zastoje NPR ❑ mogu se realizirati sjedeća/stojeća radna mjesta ❑ uzrokuje monotoniju kod ❑ priprema dijelova na jednoj radnika strani uzduž linije  POSEBAN OBLIK, varijanta I OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ križni raspored radnih ❑dobar vidni kontakt i dobre mjesta kao nezavisnih, mogućnosti komunikacija samostalnih ili grupnih radnih ❑ jednostavna struktura od ❑ sustav je prikladan samo mjesta standardnih elemenata za grupu od četiri radnika ❑ moguća je priprema ❑ male investicije za osnovni dijelova sa svih strana sustav  POSEBAN OBLIK, varijanta II OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ stol služi kao sustav za ❑ dobre mogućnosti za grupni rad raspodjelu objekata montaže i ❑ kod velikog broja NPR kao spremnik između radnih ❑ nije potrebno ujednačavanje opasnost od nepreglednosti i mjesta vremena po radnim mjestima “blokada” ❑ prikladan je za maloserijsku ❑ potrebna velika površina za ❑ moguća je istovremena montažu različitih tipova smještaj stola (u odnosu na U- montaža dva različita tipa, proizvoda oblik) odnosno varijante proizvoda ❑ ručno postavljanje NPR na početku i na kraju stola ❑ dobar vidni kontakt i ❑ ručno postavljanje NPR na komunikacija početku i na kraju stola ❑ povratan tok NPR ispod stola  HIBRIDNI MONTAŽNI SUSTAVI Situacija miješanih − ručnih i automatskih stanica, u sustavu montaže. (U tvornici BMW-a u Muenchenu, 2016. godine, montaža motora je 15 % automatizirana, 3000 motora dnevno.) Na sljedećoj slici prikazana su četiri osnovna oblika montažnih sustava kod kojih nosač predmeta rada (NPR) uvijek služi kao pomoćno transportno sredstvo. Transportom objekta montaže na NPR nestaju neproduktivna pomoćna vremena za centriranje i fiksiranje objekta montaže. 49 Hibridni sustavi montaže s automatskim tokom predmeta rada u radnoj ravnini iznad/ispod radne ravnine Pravokutan oblik U-oblik Linija Radna mjesta u sporednom toku A − automatska stanica − stanica za podizanje − stanica za spuštanje 50  PRAVOKUTAN OBLIK OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ manje investicije za sustav ❑ ručna radna mjesta i kruženja NPR-a u usporedbi s U- automatske stanice u glavnome oblikom i linijskim rasporedom toku na obje strane sustava ❑ ograničena pristupačnost ❑ manja potrebna površina kruženja NPR unutrašnjeg područja sustava, ❑ pogodnost za grupni rad ❑ direktna dostava materijala s naročito kod automatskih stanica ❑ dobar vidni kontakt i obje strane radnih mjesta i (u slučaju popravka) komunikacija kod nasuprotno stanica, ili centralna dostava i ležećih ručnih radnih mjesta otprema na čelnoj strani sustava ❑ povratan tok NPR-a je kratak  U-OBLIK NPR u radnoj ravnini OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ veće investicije za sustav ❑ ručna radna mjesta i kruženja NPR u odnosu na posluživanje automatskih stanica ❑ pogodnost za grupni rad sa pravokutan oblik je u unutrašnjem području promjenom radnih mjesta (npr. sustava kruženja NPR više radnih mjesta nego radnika) ❑ veći broj NPR u usporedbi sa pravokutnim oblikom ❑ centralna doprema i otprema na ❑ dobra preglednost čelnoj strani sustava ❑ nepovoljna priprema dijelova na ❑kratko vrijeme reakcija kod radnim mjestima u usporedbi s ❑ kružno kretanje NPR-a u radnoj smetnji u sustavu pravokutnim, odnosno linijskim ravnini sustavom posebno kod velikih dijelova  U-OBLIK povratan tok NPR iznad radne ravnine OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ pogodnost za grupni rad s ❑ ručna radna mjesta i promjenom radnih mjesta (npr. ❑ veće investicije za sustav posluživanje automatskih stanica više radnih mjesta nego radnika) kruženja NPR-a zbog skupljeg je u unutrašnjem području uređaja za podizanje NPR-a u sustava kruženja NPR ❑ dobra preglednost usporedbi s povratnim tokom ❑ centralna doprema i otprema na ❑kratko vrijeme reakcija kod NPR-a u radnoj ravnini čelnoj strani sustava smetnji u sustavu ❑ ograničeno korištenje ❑ povratan tok NPR iznad radne ❑ manji broj NPR u usporedbi s transportnog sustava u kutnim ravnine s dizalom povratnim tokom NPR-a u radnoj područjima ravnini  LINIJA OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ ručna radna mjesta i ❑ manje investicije za transportni ❑ nije prikladna za grupni rad s automatske stanice raspoređeni sustav u usporedbi s U-oblikom promjenom radnih mjesta na samo jednoj strani transportnog sustava ❑ manja potrebna površina u ❑ slaba, odnosno, ne postoji usporedbi s U-oblikom komunikacija između ručnih ❑ kretanje NPR u radnoj ravnini radnih mjesta na početku i na (mogućnosti: ispod ili iznad radne ❑ doprema i priprema dijelova kraju linije (posebno ako je linija ravnine) direktno na radna mjesta i stanice dulja od 10 metara) (posebno veliki dijelovi) ❑ direktna dostava materijala na ❑ ograničene mogućnosti za strani ručnih radnih mjesta i ❑ dobra pristupačnost korištenje NPR-a u povratnom automatskih stanica automatskim stanicama toku  SPOREDAN TOK, varijanta I OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ sustav je pravokutnog oblika ali je raspored Smanjeni: ručnih radnih mjesta u sporednom toku Razlozi za sporedni tok jesu: ❑ međusobna ovisnost kod odstupanja produktivnosti ❑potrebno je kodiranje - sadržaj rada po radnim mjestima traje dulje od takta automatskih stanica, i NPR-a ❑ troškovi izjednačenja - postupna izgradnja sustava kod povećanja vremena izvođenja (postizanja ❑ veće su investicije za broja komada u duljem vremenskom takta) jednakomjernim NPR sustav u usporedbi razdoblju bez preoblikovanja postojećih opterećenjem (veći sadržaj s pravokutnim oblikom i radnih mjesta. rada kod paralelnih mjesta) linijom ❑ moguće je odvajanje ručnog područja od automatskog područja uspostavom ❑ izgubljeno vrijeme kod spremnika prilagodbi sustava.  SPOREDAN TOK, varijanta II OBILJEŽJA PREDNOSTI NEDOSTACI ❑ kao varijanta I, s time da su i automatske Smanjeni: stanice raspoređene u sporednom toku ❑ potrebno je ❑ međusobna ovisnost kod kodiranje NPR-a ❑ automatske stanice mogu se dodatno odstupanja produktivnosti postaviti i u glavni tok (nije prikazano) ❑ veće su investicije ❑ ovakav raspored dopušta potpunu ❑ troškovi izjednačenja vremena za NPR sustav u montažu proizvoda na svakom ručnom izvođenja (postizanja takta) usporedbi s radnom mjestu jednakomjernim opterećenjem (veći pravokutnim oblikom ❑ svaki radnik je odgovoran za kvalitetu sadržaj rada kod paralelnih mjesta) i linijom svojega proizvoda izgubljeno vrijeme kod prilagodbi ❑ ❑ dodatne investicije ❑ NPR se s radnog mjesta transportira na sustava. za prilagođavanje automatske stanice i nakon što uslijedi automatskih stanica automatsko sklapanje i ispitivanje, vraća se Moguća je paralelna montaža kod “miks” montaže na dotično ručno radno mjesto različitih tipova i varijanti proizvoda.  Zajednički rad (kolaboracija) čovjek-robot (čovjek-stroj) (https://www.kuka.com/en-de/technologies/human-robot-collaboration/) Sensitives Fügen von Kegelrädern im Mensch-Roboter-Kollaboration-Betrieb (MRK) Mensch-Roboter-Kollaboration im Karosseriebau Mensch-Roboter-Kooperation im Mercedes-Benz Werk Bremen https://www.kuka.com/en-de/press/news/2016/08/kuka-roboter-und-menschen-arbeiten-hand-in-hand https://www.youtube.com/watch?v=I8nMKH3y_1I 57  AUTOMATSKI MONTAŽNI SUSTAVI Automatski montažni sustavi uglavnom se koriste za montažu velikih količina proizvoda. Obilježja automatskih montažnih sustava jesu: ❑ automatske stanice su povezane transportnim uređajem kruto ili slobodno ❑ korištenje uređaja za rukovanje. 58 Automatski sustavi Automat sa okrećućim stolom kruta veza Transfer linija kruta veza Fleksibilna robotska stanica Fleksibilna robotska montažna linija slobodna veza transfer uređaj, odnosno okrećući stol uređaj za dostavu dijelova (dodavač) stanica robot 59 Automatski sustav montaže s okrećućim stolom https://www.youtu be.com/watch?v= 3ly8ICRMpHs 1.25 do 2.50 60 Transfer linija 61  FLEKSIBILNE ROBOTSKE STANICE Fleksibilnu robotsku stanicu čine jedna ili više montažnih jedinki povezanih jedinstvenim sustavom za transport i upravljačka jedinica (programabilni logički kontroler (PLC) ili industrijski PC). U fleksibilnoj se montaži transport unutar stanice obavlja pomoću industrijskoga robota, indeksnih rotirajućih stolova ili konvejera sa slobodnim ili pak indeksiranim transportom. Rukovanje u nekim slučajevima može biti integrirano s transportnim sustavom, kao naprimjer u slučaju primjene industrijskoga robota koji je sposoban osim prenošenja predmeta rada izvoditi i složene radnje orijentiranja, umetanja i slične. 62  robot SCARA manipulator http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/v/UNIVCART.avi http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/v/ASSEM_FL.avi Dodavači 1. https://www.youtube.com/watch?time_continue=3&v=ke0ugQ9w3HM dijelova 2. https://www.youtube.com/watch?v=R2CxLoBI-1Y 3. https://www.youtube.com/watch?v=_3envoV7l0Q 63  FLEKSIBILNA ROBOTSKA MONTAŽNA LINIJA Posebno je prikladna za proizvode sa velikim brojem različitih tipova i varijanti. Montažne linije su karakteristične po: ❑ velikoj fleksibilnosti za preuređenje ❑ fleksibilne robotske stanice i jedinke su povezane pomoću transportne trake s NPR ❑ jednostavnom (pre)programiranju. 64 http://www.fujipress.jp/JRM/abst-image/00260004/03.jpg HVAC assembly line Višestanični robotski sustavi montaže 65 DETALJNO OBLIKOVANJE RADNIH MJESTA I SUSTAVA (FINO PROJEKTIRANJE/OBLIKOVANJE) Katalozi standardne opreme i vlastitooblikovana oprema Specifikacija opreme po radnim mjestima i za cjeloviti sustav (povezivanje radnih mjesta) Narudžba i realizacija 66 Katalozi proizvođača opreme 67  SOFTVERSKI ALATI ZA OBLIKOVANJE PROCESA I SUSTAVA SKLAPANJA Oblikovanje (uključujući simulaciju, vizualizaciju i optimiranje) montažnih sustava, ručnih i/ili automatskih, danas se može načiniti pomoću računala i softverskih 4D CAD/CAE/CAM alata. Softverima, kao što su CATIA (DELMIA) i Siemens NX (Tecnomatix) objedinjuju oblikovanje proizvoda, procesa i sustava (koncepti: Concurrent Engineering – istodobno inženjerstvo, Product Lifecycle Management). 68 Softverima se može: -- detaljno oblikovati radna mjesta i načiniti njihov raspored -- utvrditi vremena potrebna za izvršenje zadaća na radnim mjestima -- izvršiti analiza troškova -- odrediti/ispitati koncepte strukture montažnog sustava, naprimjer u vezi tokova materijala i veličine spremnika u sustavu -- izračunati iskorištenja različitih montažnih stanica uz različite rubne uvjete (naprimjer zastoje), i verificirati stvarni kapacitet sustava -- zaključivati o najpovoljnijoj podjeli rada između pojedinih montažnih stanica, odnosno radnih mjesta -- ostvariti planska sigurnost i planska kvaliteta, uz smanjenje rizika pogrešnih investicija. 69 Raspored Ujednačavanje radnih (balansiranje) mjesta vremena izvođenja rada po radnim mjestima Mjerenje ❑ područje hvatanja vremena ❑ vidno područje (Sustavi ❑ modeli čovjeka unaprijed određenih ❑ maksimalno opterećenje vremena) ❑ dimenzije radnog mjesta ❑ analiza zdravstvenog rizika... Ergomas (DELMIA) 70 Filip Strsoglavec, 2011. Matija Petranović, 2011. 71 https://www.automationworld.com/products/data/news/13313506/a-flexible-assembly-line 72 Projekt Scania – linija za montažu prednjeg mosta kamiona kapaciteta 95 do 150 kamiona dnevno, načinjena softverom eM-Plant (Tecnomatix) 73  Domagoj Buzjak, 2017. http://titan.fsb.hr/~zkunic a/nastava/v/Domagoj%2 0Jezl%20Diplomski%20 rad%20FSB%202011% 20Radna%20stanica%2 03.avi Domagoj Jezl, 2010. Konac! http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/v/Filip%20Str http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/Domagoj%20Bu soglavec%20Diplomski%20rad%20FSB%20201 zjak%20FSB_Zagreb%20VR%20Montaza%20mot 1%20video1.avi ora.mp4 http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/v/Filip%20Str http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/Domagoj%2 soglavec%20Diplomski%20rad%20FSB%20201 0Buzjak%20FSB_Zagreb%20VR%20Peg-in- 1%20video2.avi Hole.mp4 Ivan Štivić, 2019.