Optimizarea tehnologiilor de montaj în industria de automobile. The Optimization of Final Assembly Processes in the Automotive Industry - PDF

Description
UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV FACULTATEA INGINERIE MECANICĂ TEZA DE DOCTORAT -rezumat- Optimizarea tehnologiilor de montaj în industria de automobile The Optimization of Final Assembly Processes

Please download to get full document.

View again

of 53
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

Travel/ Places/ Nature

Publish on:

Views: 26 | Pages: 53

Extension: PDF | Download: 0

Share
Transcript
UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV FACULTATEA INGINERIE MECANICĂ TEZA DE DOCTORAT -rezumat- Optimizarea tehnologiilor de montaj în industria de automobile The Optimization of Final Assembly Processes in the Automotive Industry Autor: ing. Andrei - Mihai NEGRUȘ Conducător ştiinţific: prof. univ. dr. ing. Anghel CHIRU BRAŞOV 2011 MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII, TINERETULUI ȘI SPORTULUI UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, , TEL , FAX RECTORAT COMPONENŢA comisiei de doctorat numită prin Ordinul Rectorului Universităţii Transilvania din Braşov nr.4477/ PREŞEDINTE: CONUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: REFERENŢI: - Prof.univ.dr.ing. Ioan Călin ROȘCA Universitatea Transilvania din Braşov - Prof.univ.dr.ing. Anghel CHIRU Universitatea Transilvania din Braşov - Prof.univ.dr.ing. Nicolae BURNETE Universitatea Tehnică din Cluj Napoca - Prof.univ.dr.ing. Ion TABACU Universitatea din Pitești - Prof.univ.dr.ing. Ion VIȘA Universitatea Transilvania din Braşov Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 25:02:2011, ora 11:00, Corp U (Aula Sergiu T. Chiriacescu), Universitatea Transilvania din Braşov, U II 3 Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi, în timp util, pe adresa Universităţii Transilvania din Braşov. Optimizarea tehnologiei de montaj în industria de autovehicule Cuvânt înainte Din dorința de a valorifica experiența activităților directe, pe care autorul lucrării le desfășoară în domeniile proiectării și punerii în funcțiune a liniilor tehnologice de asamblare a autovehiculelor, acesta, sub coordonarea conducătorului științific, a elaborat un program prin care a valorificat caracterul tehnico aplicativ al acestora într o teză de doctorat. În acest sens, încă din anul 2000, au demarat activitățile de concepere, implementare și urmărire în producție, a unui nou concept de montaj a caroseriilor de autoturisme, care, ulterior, a fost introdus pe liniile de fabricație. Lucrarea prezintă o serie de elemente originale din domeniul tehnologiilor de montaj a autoturismelor, aduce contribuții teoretice și, mai ales, practice, care evidențiază nivelul cunoștințelor profesionale ale autorului în optimizarea proceselor tehnologice din industria de autovehicule la nivelul unui OEM renumit. Abordările sunt multiple, lucrarea cuprinzând elemente de practică și teorie, care se referă, în principal, la următoarele aspecte: tehnologii de montaj pe linii de asamblare, dar și modalități și instrumente necesare asigurării și gestionării calității în sensul optimizării proceselor aferente. Se îmbină, astfel, teoria cu aplicațiile practice, atât din domeniul strict tehnic, cât și din cel al managementului avansat al calității. Autorul mulțumește, pe această cale, tuturor celor care l au sprijinit în elaborarea lucrării, în primul rând Dlui prof.dr.ing. Anghel CHIRU, conducătorul științific al prezentei teze, care s a implicat, foarte mult, în obținerea eficacității necesare finalizării prezentei lucrări. Autorul aduce, de asemenea, mulțumiri din suflet și familiei de acasă, din România, și celei de acasă din SUA. Acestora le dedică și acest fruct al muncii sale. Nu în cele din urmă, mulțumirile sincere se îndreaptă și către membrii din comisia de analiză a prezentei teze de doctorat. Observațiile profesionale și pertinente ale acestora au fost deosebit de utile în conturarea formei finale a lucrării. Andrei Mihai NEGRUȘ 1 OPTIMIZAREA TEHNOLOGIILOR DE MONTAJ ÎN INDUSTRIA DE AUTOMOBILE 1. ASPECTE GENERALE PRIVIND PROCESUL DE ASAMBLARE A AUTOVEHICULULUI 1.1. Introducere Industria de automobile este una dintre cele mai importante industrii din lume, afectând nu numai economia dar și cultura lumii. Ea asigura locuri de munca pentru milioane de oameni, generează baza pentru o multitudine de servicii. Automobilele au revoluționat transportul în secolele 20 și 21, schimbând pentru totdeauna modul de a trai al oamenilor și afacerile. Automobilul a permis transportul materialelor mai departe și mai repede și a deschis o piața larga pentru afaceri și comerț. Industria auto a redus costul total al transportului utilizând metode ca producția de serie mare, vânzarea în masă și globalizarea producției Importanța economică a industriei de autovehicule Producătorii de automobile reprezintă cele mai mari companii ale lumii. Aceste corporații sunt adesea multinaționale, având sucursale și fabrici în diferite tari. Aceste companii distribuie piese, folosesc componente produse în alte tari, sau asamblează automobile în tari străine. Cele trei mari companii de automobile din Statele Unite, General Motors Corporation, Ford Motor Company și Crysler asigură cele mai multe locuri de munca, dar intrarea pe piață a unor companii străine (Toyota Motor Corporation, și Nissan Motor Co., Ltd.,) a contribuit de asemenea la apariția multor oportunități de dezvoltare și inovare Scurta istorie a automobilului Primul vehicul, care a circulat pe un drum public a folosit un motor cu aburi și a fost construit de Nicolas Joseph Cugnot, în Franța, în anul Primul motor cu ardere intern ce a folosit drept combustibil un amestec de hidrogen și oxigen a fost realizat de elvețianul Isaac de Rivaz. Henry Ford a inventat și îmbunătățit linia de asamblare și a instalat primul conveior în linia de asamblare în fabrica sa Ford s Highland Park, din Michigan între anii Linia de asamblare a redus costurile de producție a automobilelor prin diminuarea timpilor de montaj. Renumitul Model T, a fost asamblat în 93 de minute. Ford a construit primul sau automobil numit Quadricycle în iunie Succesul a venit după ce a format firma Ford Motor Company în anul A fost a treia companie ce producea automobilele pe care le proiecta. Modelul T de automobil a fost introdus în fabricatie în anul 1908, fiind un succes. După ce a introdus liniile de asamblare în fabrica sa, Ford a devenit cel mai mare producător de automobile din lume în anul În anul 1927 firma Ford a fabricat 15 milioane de automobile Model T Linia de asamblare Ideea de bază, ce a condus la creșterea numărului de automobile produse, la un preț mic, a fost introducerea liniei de asamblare. Ford nu a inventat aceasta metodă, în schimb a perfectat o. Înainte de conceperea acestei metode, automobilele erau asamblate individual de oameni cu o calificare ridicată. Aceasta asigura o producție mică la un preț mare al automobilului (Figura 1.1). Linia de asamblare a inversat procesul de fabricare a 2 Drd. Andrei Mihai Negrus automobilului. În loc ca muncitorii sa meargă la automobil, acum automobilul se deplasează la muncitori, care efectuează aceeași operație de fiecare dată. Cu introducerea liniei de asamblare s a redus timpul de fabricatie al modelului T de la 12,5 ore la mai puțin de 2 ore. Ideea de baza a liniei de asamblare, la compania Ford, a fost introdusa de William Klann după întoarcerea lui din Chicago, unde a vizitat un abator, care avea o linie de dezasamblare a animalelor ce erau tranșate pe măsură ce se deplasau pe un conveior. Eficienta unei singure persoane îndepărtând aceeași piesă mereu și mereu a atras atenția lui. William Klann a raportat ideea lui Peter Martin, șeful producției de la Ford, care avea îndoieli la început, dar l a încurajat pe Klann să persevereze. Figura 1.1. Asamblarea individuala a automobilelor Ford (1903) Figura 1.2. Linia de asamblare a Modelului T (1925) 3 Figura 1.3. Linie de asamblare a caroseriei utilizând roboții în Deaborn, Michigan (2000) Componentele, care intră în structura automobilului sunt produse în diferite locații. Acest lucru înseamnă că ele trebuie testate, împachetate și trimise în zona de montaj, adesea în aceiași zi. Programul de livrare trebuie foarte bine proiectat și verificat pentru a nu crea timpi morți la asamblare. În multe din fabricile de montaj sunt plasați senzori și traductoare, care vor transmite informații referitoare la elementul montat și stadiul de asamblare a caroseriei. În acest mod se poate monitoriza întregul proces de montaj Producția de masă Fabricația de masă este acel mod de producție, în care bunurile se produc în cantități mari la un preț mic. Cu toate ca producția de masa permite obținerea produselor la un preț mic, calitatea lor este ridicată. În producția de masă se folosesc, pe scară largă, standardizarea produselor și piese interschimbabile. Procesul de fabricație în masă este caracterizat prin mecanizare, ce permite atingerea unui volum mare de produse executate, elaborarea planului de producție în flux în diferite stagii de producție, verificarea atentă a produselor standardizate și o diviziune a muncii. Henry Ford a fost primul ce a introdus linia de asamblare în uzinele sale. Prin reducerea drastica a timpului de asamblare a automobilelor, prețul lor de vânzare a scăzut mult. Modelul introdus de Ford a fost repede copiat de alți producători de automobile și linia de asamblare a fost răspândită în scurt timp în Statele Unite, aducând câștiguri mari în productivitate și determinând forța de muncă mai puțin calificată. Deoarece pe aceste linii de asamblare, muncitorii efectuau aceleași operații foarte mult timp, atenția lor a scăzut, la fel și interesul acestora, ceea ce a dus la conflicte intre muncitori și patroni. Dezvoltarea producției de masă a determinat organizarea muncii în trei direcții importante. Prima a fost: divizarea sarcinilor și realizarea lor de către muncitori necalificați, sau semicalificați, deoarece mașinile performante executau munca lor. A doua direcție a fost: creșterea fabricilor în mari concerne, unde a fost necesara o ierarhizare a personalului de conducere. A treia direcție a fost generată de creșterea complexității operațiilor ceea ce a Aspecte generale privind procesul de asamblare a autovehiculului condus la majorarea necesarului de personal cu calificări superioare, precum: economiști, ingineri, chimiști, psihologi. Producția de masă a dus, de asemenea, la o diviziune internațională a muncii. Anul 1923 a fost cel în care producția de masa a prosperat datorita unor cereri stabile de produse cu o mica varietate. În perioada de vârf sloganul orice culoare, numai neagră să fie, ca a Modelului T a lui Ford, a făcut ca 57% din piața de automobile să fie ocupată de Ford. În ciuda prețului foarte mic al automobilului Ford, de 245 $, el a fost dat jos de pe primul loc de General Motors, care a oferit o varietate de culori și alte opțiuni ale automobilelor sale Conceptul Lean manufacturing ( fabricație suplă ) Lean Manufacturing este un sistem de prelucrare și o filozofie, care a fost dezvoltata la inceput de Toyota Motor Company, și care este acum folosita de mulți producători în toata lumea. La uzinele Toyota acest sistem se referea la Toyota Production System (TPS). Alte companii au adaptat acest sistem pentru a rezolva problemele lor specifice și i au dat alte denumiri, ca de exemplu Delphi Automotive s Manufacturing System, etc.. De aceea, termenul de Lean manufacturing este mai mult generic și se refera la principiile generale ale acestuia. Termenul de Lean este folosit în Lean Manufacturing pentru a sublinia nivelarea și îndepărtarea a tot ceea ce este risipa, irosire, în procesul de producție. Poate fi definit și ca orice cost pe care clientul nu este bucuros să l plătească. Lean manufacturing se refera la un proces dinamic de schimbare și adaptare a producției, acoperind întreaga întreprindere, îmbrăcând toate aspectele și operațiile industriale (dezvoltare de produs, prelucrare, organizarea resurselor umane și materiale, studiul pieței), și includerea, în rețeaua de desfacere, a produselor la clienți, care este guvernată de un set de principii, metode și practici. Principiul cheie este acela al realizării unei calități perfecte, minimizarea risipei și înlăturarea tuturor activităților ce nu adaugă valoare pentru client, îmbunătățirea continuă, flexibilitatea și relația client producător de lungă durată. Beneficiile introducerii producției lean, includ folosirea unor resurse minime, dezvoltarea rapida și eficienta a ciclului pe produs, calitate mai bună a produsului, la un preț mic și o mare flexibilitate. Tehnologia lean identifica șapte tipuri de risipa, în cadrul unei companii: supra producția; stocarea și depozitarea; transferul; corectarea; mișcarea; procesarea; așteptarea. Toate conceptele și principiile prezentate, în cadrul acestui capitol, vor fi utilizate în dezvoltările ulterioare, din cadrul lucrării. 4 OPTIMIZAREA TEHNOLOGIEI DE MONTAJ ÎN INDUSTRIA DE AUTOMOBILE 2. INTEGRAREA SISTEMELOR COMPUTERIZATE ÎN PROCESUL DE MONTAJ A AUTOMOBILELOR 2.1. Introducere În ultima perioada, concurenta și cerințele crescânde, pentru o mare varietate de produse în piețele de desfacere au dus la creșterea rolului sistemelor de producție și mai ales a sistemelor flexibile de fabricatie. Aceste sisteme au capacitatea de inova în mediul productiv și a combina eficiența liniilor de producție în masa cu flexibilitatea secțiilor de producție, pentru a produce o varietate de bunuri în loturi mici sau medii. Mai mult, sistemele flexibile de fabricatie pot oferi elemente dinamice și adaptive, care să absoarbă schimbările interne și externe și să folosească eficient toate resursele. Introducerea calculatoarelor în sistemele de fabricatie joaca un rol important în optimizarea hardware (mașinilor cu comanda numerica, dispozitivelor de manevrare a semifabricatelor, etc.) și software (fluxul de informații, conținutul bazelor de date, etc.). Noțiunea de sistem provine din limba greacă to systema, care înseamnă un ansamblu de componente. Prima definiție a noțiunii de sistem este dată de Aristotel, acesta afirmând că întregul este mai mult decât suma părților, iar această noțiune va evolua și se va dezvolta în veacurile următoare. La modul general, sistemul (S), poate fi definit ca reprezentând mulțimea componentelor, grupate după reguli de organizare / aranjare şi între care există relații funcționale, de interdependență, în scopul realizării unui obiectiv comun [ABR 96]. Sistemele sunt orientate ca scop, atunci când există un mijloc ce poate fi utilizat pentru obținerea rezultatelor dorite. Sarcina sistemului rezultă din scop şi se evaluează prin, rezultatele obținute, pe ieşirile lui. Funcția sistemului este proprietatea acestuia de a transfera intrările pe ieşiri, definind modul cum se realizează sarcina de producție. Sistemul de producție (SP) reprezintă totalitatea componentelor naturale şi artificiale (materii prime, materiale, energie, scule, dispozitive, utilaje tehnologice, clădiri, forța de muncă şi relațiile de producție, concepția, organizarea muncii şi conducerea fabricației), având ca scop obținerea de produse finite şi servicii, vandabile pe piață, [BOJ 99]. Producția reprezintă activitatea socială, organizată prin care forța de muncă, cu ajutorul mijloacelor de producție, în cadrul unor activități şi formațiuni sociale organizate, utilizează şi modifică elementele naturale în scopul obținerii de bunuri materiale. În esență, producția însemnă fabricația de bunuri materiale, cu valoare de vânzare pe piață. În cadrul sistemului de producție, (sub)sistemul de fabricație este determinant şi el exprimă condiția de existență a primului Sistemul de fabricaţie Fabricația este procesul parțial al producției de bunuri materiale, prin care se realizează transformările de configurație geometrică şi proprietățile fizico chimice şi funcționale ale produsului rezultat, precum şi procese de alipire şi inserționare. În construcția de maşini, principalele procese de fabricație sunt: a) primare: forjarea, turnarea, presarea, debitarea; b) secundare: aşchierea, deformarea plastică, sudarea, tratamentul termic; 5 Integrarea sistemelor computerizate in procesul de asamblare c) terțiare: asamblarea şi montarea, remedierea/finisarea, suprafațarea, conservarea, ambalarea. Sistemul de fabricație (SF) execută sarcinile de realizare fizică (directă) a produsului, prin transformări fizico chimice şi de formă, asupra fluxului material cu ajutorul componentei energetice, prin care informațiile tehnologice (fluxul informațional) se transferă asupra produsului, în condiții economice impuse. Fluxul material (FM) include materia primă (S f, subansambluri de la terți), materiale (lichid de răcire, uleiuri, chituri, diluanți, vopseluri, ş.a.), produse finite şi intermediare, scule, dispozitive, verificatoare. Fluxul informațional (FI) este constituit din totalitatea datelor tehnico economice inițiale şi a informațiilor tehnologice referitoare la procesul de fabricație, precum şi din informațiile organizatorice şi economice. Figura 2.1. Schema simplificată a sistemului de fabricație Analiza fluxurilor sistemului de fabricaţie Principalele tipuri de procese de fabricație sunt: a) Procese de fabricație cu deşeuri (reziduuri); astfel de procese sunt cele prelucrătoare. Ecuația de echilibru i/e exprimă faptul că toate consumurile de pe intrare i trebuie să se regăsească pe ieşire e sub alte forme, adică: ΔQP f ΔQd ΔQM + = (2.1.) Δt Δt Δt b) Procesele de fabricație fără deşeuri. Sunt cele specifice asamblării şi montării, în care M 1, ΔQ M 2, M 3,... sunt componentele diferite la asamblarea P f, iar d = 0, adică: Δt ΔQP f ΔQM ΔQ Δ 1 M Q 2 M 3 = (2.2.) Δt Δt Δt Δt c) Procesele de fabricație complexe. Se caracterizează prin consumuri M, E, I, şi livrează pe ieşiri, pe lângă P f și d şi produse secundare ca E s și E d numite şi deşeuri sau reziduuri energetice. Rezultă că echilibrul va fi: ΔQP ΔQ ΔQ Δ Δ E ΔQE Q Q M E ΔQ f d s d i j I = + + k (2.1.) Δt Δt Δt Δt i Δt j Δt k Δ t 2.4. Concepte noi privind sistemele de producție În conceptul producției actuale nu s a modificat esențial rolul şi locul sistemelor de producție / sistemelor de fabricație. Acestea au un rol şi loc definite în sens clasic. S a schimbat numai modul de răspuns al lor la condițiile impuse de piață: diversitate, adaptare, timp de livrare, serie de fabricație şi cost. Noul mod de răspuns al SP/SF, la cerințele pieței, se reflectă în conceptul de flexibilitate. 6 Drd. Andrei Mihai Negrus Sistemul flexibil de fabricație (SFF) nu constituie soluția universală actuală de tip rețetă, aplicabilă în oricare condiții. SFF este o soluție, totuşi specifică unei anumite sarcini, în condiții predeterminate, cu un grad redus de previziune şi determinism, şi deci o variantă orientată pe scop. Sistemul de producție integrat (CIM) este sistemul în care FM, FI, FE sunt conduse (parțial sau total) cu o rețea ierarhică de calculatoare, într un nou sistem de organizare, parțial sau total de tip JIT, în scopul creşterii performanțelor tehnico economice Locul sistemelor flexibile de fabricatie în cadrul sistemelor de producție Sistemele flexibile de fabricație fac parte din marea grupă a sistemelor de fabricație, care la rândul lor sunt părți componente ale sistemelor de producție Organizarea ierarhică a sistemelor flexibile de fabricaţie Având la bază conceptul de ierarhizare a sistemelor de producție [HOD 92], sistemele flexibile de fabricație au o structură ierarhică piramidală, (Figura 2.2) conținând: Maşina unealtă cu comandă numerică (MUCN) şi centrul de prelucrare (CP); Modulul flexibil de fabricație (MFF); Celula flexibilă de fabricație (CFF); Insula flexibilă de fabricație (IFF); Sistemul
Related Search
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks