Katedra automatizácie a výrobných systémovKatedra automatizácie a výrobných systémov STROJNÍCKA FAKULTASTROJNÍCKA FAKULTA

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINEŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE

TECHNOLOGICKÁ PRÍPRAVA VÝROBYTECHNOLOGICKÁ PRÍPRAVA VÝROBY/základné informácie//základné informácie/

Ing. Jozef Kuba, PhD.

ZÁKLADNÉ ETAPY V TPV

• Posúdenie vstupov od zákazníka

• Analýza špecifík výrobného procesu

• Spracovanie konštrukčnej dokumentácie

• Spracovanie technologickej dokumentácie

• Návrh a výroba náradia pre nultú sériu

• Realizácia skúšobných vzoriek

• Dopracovanie a spresnenie technickej dokumentácie

• Zavedenie sériovej výroby

EFEKTÍVNY ŠTÝL RIADENIA TPV

• Zodpovednosť za návrh (individuálna alebo skupinová zodpovednosť za realizáciu)

• Vytvorenie riešiteľského tímu

• Definovanie oblasti pôsobnosti členov tímu

Na základe charakteru riešenej úlohy vyberať pracovníkov podľa ich

kvalifikácie, psychickej zdatnosti a

záujmovej orientácie

Komplexné riadenie výrobného procesu

INTEGRÁCIA KPV A TgPV

• Tímová spolupráca• Integrovaná analýza technickej dokumentácie• Návrh polotovaru

INTEGRÁCIA KPV A TgPV

Spolupráca pri návrhu polotovaru

RACIONALIZÁCIA TVORBY TECHNICKEJ DOKUMENTÁCIE-ŠTANDARDIZÁCIA PROCESOV

• Procesová analýza• Rozbory súčiastkovej základne• Typizácia• Skupinová technológia

Výrobný proces

Použité nástroje

Tvarvýrobku

Rozmery

výrobku

Stav vstupného polotovaru

Použité strojné zariadenia

Presnosť výrobku

Obrobiteľnosť, kovatelnosťmateriálu

Hmotnosťvýrobku

RACIONALIZÁCIA TVORBY TECHNICKEJ DOKUMENTÁCIE-ŠTANDARDIZÁCIA PROCESOV

Štandardizáciu je možné ju rozdeliť na niekoľko základných úsekov:

Rozbor súčiastkovej základne, roztriedenie do typov a skupín a zaradenie do triednika

Analýza súčiastok jednej skupiny. Rozbor tvaru, rozmerov materiálu, použitej technológie.

Analýza operácií z hľadiska ich charakteru, poradia a použitých nástrojov. Samotné spracovanie technologického postupu pre predstaviteľa súčiastok

zaradených do jednej skupiny.

Technologické postupy je možné štandardizovať buď metódou typovej alebo skupinovej technológie:

Typová technológia rieši sled operácií a ich obsah pre tvarovo a technologicky podobné súčiastky Skupinová technológia je založená na princípe komplexnej súčiastky

Základnou črtou tohoto spôsobu je výber "komplexnej súčiastky" pre každú skupinu :

•komplexná súčiastka obsahuje všetky elementy, ktoré sa vyskytujú u ostatných súčiastok v skupine,•súčiastky v skupine nemusia obsahovať celý súbor plôch komplexnej súčiastky,plochy súčiastky môžu byť usporiadané inak ako u komplexnej súčiastky,•komplexná súčiastka môže byť skutočná alebo zidealizovaná ( skutočná je najzložitejšia zo skupiny),•možnosť použitia rovnakého zoskupenia strojov, náradia, nástrojov (tvárniaci komplex, formovacia a odlievacia linka) a spôsobu výroby pre všetky súčiastky skupiny.

Subtechnológie - tvárnenie

Subtechnológie tepelného spracovania

RACIONALIZÁCIA TVORBY TECHNICKEJ DOKUMENTÁCIE-ŠTANDARDIZÁCIA PROCESOV

Klasifikácia súčiastok

Klasifikačný znak - štruktúra

Klasifikácia – tvorba klasifikačného znaku

OPTIMALIZÁCIA TECHNOLOGICKÝCH POSTUPOV

Komplexným cieľom optimalizácie tvorby technologických procesov je zabezpečenieadekvátnych energetických, materiálových nákladov a spotreby času v procese realizácievýroby na základe vypracovaného postupu . Taktiež dôležitým cieľom je aj skrátenie času tvorby samotného technologického postupu v rámci technologickej prípravy výroby. Jednou z podmienok dosiahnutia tohto cieľa je využite informačných systémov (CAPP), ktoré súkľúčovým prostriedkom v rámci automatizácie TgPV.

OPTIMALIZÁCIA TECHNOLOGICKÝCH POSTUPOV

Ilustratívne porovnanie normy spotreby

materiálu a času

(objemové tvárnenie vs. obrábanie)

OPTIMALIZÁCIA TECHNOLOGICKÝCH POSTUPOV

Jednofaktorové matematické metódy

- dichotomická,- zlatý rez,- Fibonaccciho,- Newtonova.

Viacfaktorové matematické metódy- Gaussova-Seidelova,- náhodný výber,- relaxačná,- Boxova-Wilsonova.

Metódy optimalizácie redukujú náklady na získanie optimálnych hodnôt objektu alebo procesu (redukuje sa počet experimentov, overovacích skúšok) a zvyšujú spoľahlivosť oproti intuitívnemu spôsobu určovania hodnôt. Vo výrobnej praxi sa používa aj metóda adaptačnej optimalizácie alebo metóda Simplexova.V oblasti metód optimalizácie nie je možné nespomenúť evolučné a genetické stochastické optimalizačné algoritmy, alebo fuzzy matematiku vo viackriteriálnom vyhodnocovaní variánt, ktorých výhoda spočíva v nasadení pri nemožnosti zostrojenia adekvátneho algoritmu na základe exaktného popisu procesu.

PONUKOVÉ KONANIE - ZÁKAZKOVÁ KOMISIA

• Hodnotová analýza• Predbežné zhodnotenie vyrobiteľnosti výrobku• Zvláštne znaky výrobku a procesu• Predbežné požiadavky na nové zariadenia, náradie a priestory z pohľadu

zákazkového konania• Predbežná rozpiska materiálu

Otázky:

Aká je funkcia súčiastky?

Je možné použiť normalizovanú súčiastku?

Aké technológie je možné použiť vzhľadom k tvaru a materiálu súčiastky?

Ktorá technológia bude najvýhodnejšia vzhľadom k zariadeniam, sériovosti, výrobným nákladom?

Je možná úprava súčiastky z dôvodu redukcie nákladov?

Nie je možné získať súčiastku lacnejšie od iného výrobcu?

Ktoré rozmery a tvary, resp. iné vlastnosti sú najdôležitejšie?

Prototyping

Definícia produktu

Náčrt postupnosti realizácie

Analýza požiadaviek

Testovanie Výroba

Tvorba konštrukčnej

a technologickej dokumentácie

PONUKOVÉ KONANIE - ZÁKAZKOVÁ KOMISIA

Analýza výroby musí zahrňovať:

- materiál (nájsť lacnejší materiál, nie na úkor úžitkových vlastností prehľad o materiáloch)- účel operácie(analýza z hľadiska nutnosti)- výrobnú technológiu (potrebná analýza v určitých časových intervaloch)- nástroje (posúdenie využitia už existujúcich nástrojov, posúdenie životnosti)- dovolené výrobné odchýlky(analyzovať ich potrebnosť)- manipulácia s materiálom

Analýza a predikcia chýb

PONUKOVÉ KONANIE - ZÁKAZKOVÁ KOMISIA

Uspokojenie požiadaviek zákazníka

Definícia produktu VýkovokOdliatokObrobokZvarenec

Určenie materiálu OceľLiatinaĽahký kovPlast

Voľba technologického procesu

Tvárnenie OdlievanieObrábanie Zváranie

Voľba apretácie PieskovanieOmieľanieTvorba náteru

Spôsob expedície Voľné uloženiePaletizáciaIndividuálne balenie

Výsledok:Naplnenie požiadaviek zákazníka

ZMENOVÁ SLUŽBA

• Realizácia zmenovej služby• Jednoznačnosť a identifikovateľnosť zmien

Požiadavka zákazníka

Výkres súčiastky

Výkres náradia

Technologický postup výroby náradia

Technologický postup výroby súčiastky

Archív výrobnej dokumentácie

Požiadavka zákazníka

Kópia dokumentu

Vyjadrenie zainteresovaných oddelení /konštrukčná príprava výroby, technologická príprava výroby, plánovanie ..../,potvrdenie zmien

ŠPECIFIKÁCIA ZMENOVÉHO RIADENIA

• Zmeny výkresov a technologickej dokumentácie

• Požiadavky na nové zariadenia, náradie a priestory

Požiadavky zákazníka

Požiadavky zákazníka

Vstupná kontrola

Vstupná kontrola

Vstupný materiálVstupný materiál

Reklamácia vst. materiálu cez úsek zásobovania

Reklamácia vst. materiálu cez úsek zásobovania --

Žiadosť o povolenie odchýlky

Žiadosť o povolenie odchýlky

Výrobný proces Výrobný proces++

++

Výstupná kontrola

Výstupná kontrola

Žiadosť u zákazníka o odchýlku

Žiadosť u zákazníka o odchýlku

ExpedicíaExpedicía

++

Zmetková komisia

Zmetková komisia

++

Uspokojený zákazník

Uspokojený zákazník

KLASICKÁ A DIGITALIZOVANÁ DOKUMENTÁCIA

• Charakteristika dokumentácie• Digitalizácia klasickej dokumentácie• Prednosti digitalizovanej dokumentácie

Výkresová dokumentáciaTechnologická dokumentácia(textová, piktografická)

Dokumentácia musí definovať proces následovnými základnými entitami:a)       prevádzkab)       vstupný polotovarc)       stroj d)       nástroje)       ľudské zdrojeDôležitá a taktiež všeobecne platná je vyčerpávajúca definícia produktu:a)       číslo výkresub)       zákazníkc)       geometrické charakteristikyd)       materiálové charakteristikye)       hmotnostné charakteristikyf)        počet kusovg)       technicko dodacie podmienky

KLASICKÁ A DIGITALIZOVANÁ DOKUMENTÁCIA

• Charakteristika dokumentácie• Digitalizácia klasickej dokumentácie• Prednosti digitalizovanej dokumentácie

Nielen vyššia úložná kapacita

elektronických médií

KLASICKÁ A DIGITALIZOVANÁ DOKUMENTÁCIA

Problémy digitalizácie klasickej dokumentácie

Skenovanie:

-potreba skenovacieho zariadenia-nutnosť investícií-nie vždy uspokojivá kvalita digitalizovanej dokumentácie-rastrové formáty

Vektorizácia:

-nie všetky podklady sú vhodné pre vektorizáciu-závislosť na kvalite predlohy-závislosť na kvalite softweru

Môžu vzniknúť problémy s editáciou a niekedy je vhodnejšie prekresliť súčiastky nanovo v CAD

systéme

KLASICKÁ A DIGITALIZOVANÁ DOKUMENTÁCIA

• Prednosti digitalizovanej dokumentácie

VÝKONOVÁ NORMA

• Doba trvania činností• Metódy určovania prácnosti• Normatívy prácnosti pre technické činnosti• Presnosť použitých metód

Metóda odhadováMetóda prevodných súčiniteľovMetóda bodovacia

Metóda hrubých normatívov pre skupiny zložitostiMetóda hrubých normatívov pre konštrukčno technologické triedyNormatívy pracnosti pre vybrané technické činnostiMetóda normatívnych funkciíMetóda priemerného normatívu prácnosti výroby súčiastkyMetóda určenia pracnosti protytypu podľa štatistických údajov

Vychádza sa zo znalosti objemu práce konkrétnych činností s využitím metód slúžiacich k stanoveniu prácnosti

MATERIÁLOVÁ NORMA• Norma spotreby materiálu• Ukazovatele spotreby materiálu

Norma spotreby materiálu – určuje nevyhnutne potrebnú mieru spotreby určitého materiálu na jednotku výrobku, resp. spotrebného predmetu.

Normy spotreby materiálu sa vypracúvajú a členia podľa:

-základného roztriedenia materiálu

- plánovacieho obdobia

- predmetu spotreby

- hĺbky a rozsahu špecifikácie

- merných (kalkulačných) jednotiek.Ukazovateľ využitia materiálu je vhodný na tabuľkové porovnávanie.

Vyčísľuje stupeň, mieru využitia materiálu a všeobecne ho vyjadruje vzťah

F

q = -------------- .100 (%)

E

kde F je hotový výrobok , jeho hmotnosť alebo iná merná (kalkulačná) jednotka,

E – spotrebný materiál,jeho hmotnosť alebo iná merná (kalkulačná) jednotka.

TPV A SYSTÉM RIADENIA KVALITY

• SPC – Statistical Process Control• APQP• PPAP(PSDV)

Prínosy:

úspora materiálu a energie na výrobu nepodarkovúspora v rámci výstupnej kontrolyúspora v rámci vstupnej kontroly zákazníka

SPC – štatistická regulácia kvality výrobných provesov je známa aj ako metóda regulačných kariet. Širšie nasadenie tejto metódy v praxi , z dôvodu pracnosti, prinieslo až nasadenie výpočtovej techniky.Našla si miesto ako odporúčená metóda riadenia kvality v ISO 9000

Podstata SPC ako štatistickej regulácie procesov spočíva v jej schopnosti spozorovať poruchy pravidelnosti (stálosti) výrobného procesu skôr než dôjde k výrobe nepodarkov

TPV A SYSTÉM RIADENIA KVALITY

• SPC – Statistical Process Control• APQP• PPAP(PSDV)

APQP – Advanced Product Quality Planning(Moderné plánovanie akosti výrobku)

Orientuje zdroje na uspokojovanie zákazníka

Podporuje včasné zistenie zmien

Vyhýba sa neskorším zmenám

Pomáha vytvárať akosť výrobku včas a za najmešiu cenu

TPV A SYSTÉM RIADENIA KVALITY

• SPC – Statistical Process Control, (STN ISO 8258, STN ISO 7870)

• APQP• PPAP(PSDV)

PPAP – Production Part Approval ProcessPSDV – Proces schvaľovania dielov k výrobe

Schválenie sa vyžaduje v situáciach:-nový diel-oprava nedostatku už schváleného dielu-výrobok upravený konštrukčnou zmenou-použitie iného materiálu-použitie zmenených nástrojov-zmena strojných zariadení-zmena procesu alebo metódy výroby-zmena subdodávateľa

PREDIKCIA POTENCIÁLNYCH CHÝB V RÁMCI TPV A JEJ NÁSTROJE

• FMEA• Determinizácia priebehu overovania výroby• Požiadavky na meradlá, kontrolné a skúšobné zariadenia

FMEA- Potential FailureMode and Effects Analyses

Procesná FMEA je analytická technika využívaná technikom (tímom zodpovedným za výrobu ako prostriedok )

Ide o zhrnutie myšlienok zahrňujúcich analýzu položiek, ku ktorých porušeniu môže dôjsť, (založenú na skúsenostiach a prípadoch z minulosti ) počas vývoja procesu

PREDIKCIA POTENCIÁLNYCH CHÝB V RÁMCI TPV A JEJ NÁSTROJE

• Potencionálne poruchy sú definované ako spôsob , ktorým by proces mohol potencionálne zlyhať v splnení požiadaviek, ktoré sú naň kladené

• Potenciálne následky porúch sú definované ako následky poruchy pre zákazníka. Zákazníkom môže byť aj nasledujúca operácia

• Závažnosť je ohodnotenie dôležitosti dôsledku

• Výskytom sa rozumie frekvencia očákavania výskytu mechanizmu poruchy

• Odhalenie je hodnotenie pravdepodobnosti,

že navrhovaný typ kontrolných nástrojov odhalí môžnú príčinu poruchy

ANALÝZA VÝROBNÉHO PROCESU Z HĽADISKA TPV

• Preskúmanie a návrh výrobného procesu• Ciele návrhu• Ciele akosti a spoľahlivosti

ANALÝZA VÝROBNÉHO PROCESU Z HĽADISKA TPV

• Preskúmanie a návrh výrobného procesu

• Ciele návrhu• Ciele akosti

a spoľahlivosti

ŠTÚDIA SPÔSOBILOSTI VÝROBNÉHO PROCESUV RÁMCI TPV

• Výrobok je definovaný tak, aby bolo možné vyhodnotiť schopnosť vyrobiteľnosti?• Je možné splniť konštrukčné požiadavky na vlastnosti tak ako sú uvedené?• Je možné vyrobiť výrobok v predpísaných toleranciách výkresu?• Je pre predpokladané množstvo dostatočná kapacita na výrobu?• Umožňuje konštrukcia výrobku produktívnu technologickú manipuláciu?• Sú potrebné nové investičné zariadenia pre výrobu?• Sú potrebné nové skúšobné a kontrolné zariadenia?• Sú potrebné nové zdroje pre splnenie požiadaviek špecifikácie?

Závery

-uskutočniteľné (výroba je možna bez zmien)-uskutočniteľné (doporučené zmeny)-neuskutočniteľné(nutné konštrukčné zmeny )

MARKETINGOVÁ STRATÉGIA A JEJ VPLYV NA TPV

• Znižovanie cien výrobku v rámci hospodárenia s materiálmi a energiou• Úspora materiálu a TPV• Úspora energie a TPV• Porovnanie strojárskych tecnológií z hľdiska redukcie nákladov

MARKETINGOVÁ STRATÉGIA A JEJ VPLYV NA TPV

• Znižovanie cien výrobku v rámci hospodárenia s materiálmi a energiou• Úspora materiálu a TPV• Úspora energie a TPV• Porovnanie strojárskych tecnológií z hľdiska redukcie nákladov

SYSTEMATICKÝ PRÍSTUP PRACOVNÍKOV TPV KU VZDELANIU

• Metódy vzdelávania• Zabezpečenie vzdelávania

Získavanie nových poznatkov(4 fázy):- skúsenosť- premýšľanie- záver (na základe prvých dvoch fáz)- plánovanie

Ako sa učíme:- pokusom a omylom (v rámci TPV nevhodné)- oznámením s inštrukciami- napodobnením (imitácia iných technikov)- uvažovaním (premýšľanie s cieľom pochopenia)

SYSTEMATICKÝ PRÍSTUP PRACOVNÍKOV TPVKU VZDELANIU

• Metódy vzdelávania

• Zabezpečenie vzdelávania

Metódy vzdelávania:

- kaučovanie (systematický rozvoj zručností a skúseností plánovaným zadávaním úloh a ich priebežným vyhodnocovaním spojeným s radami) - prezentácia (vysvetľovanie s možným použitím vizuálnych pomôcok)- vedenie diskusie (učenie vychádza skôr z účastníkov ako z trénera)- aktívne učenie (na základe simulácie konkrétnej situácie a jej analýzy)

- analýza vzdelávacích potrieb (výber vhodnej formy - kurz, seminár alebo škola)- plánovanie vzdelávacích akcií (čas na prebratie tém, opakovanie, dôraz na témy)- realizácia vzdelávacích akcií- hodnotenie účinnosti vzdelávania