3/009 TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU BADANIE PRACOCHŁONNOŚCI MONTAŻU KOKPITU DO SAMOCHODU WIELOZADANIOWEGO Jan ŻUREK, Olaf CISZAK, Robert CIEŚLAK Proces technologiczny montażu jest końcowym etapem procesu produkcyjnego, w którym łączenie elementów przebiega według szeregu logicznie zaplanowanych czynności tak, aby jednostki montażowe oraz wyrób finalny spełniały określone warunki techniczne zaproponowane przez konstruktora. Jednym z głównych zadań projektowania procesu technologicznego montażu jest ustalenie właściwej kolejności przebiegu operacji, w tym czasu ich trwania. Współczesne przedsiębiorstwo montażowe, w warunkach silnej konkurencji rynkowej, przy rosnącej liczbie typów, wariantów oraz coraz większej złożoności wyrobów, wymaga ciągłej poprawy organizacji i technologicznej elastyczności systemów, szczególnie systemów zautomatyzowanych, zrobotyzowanych i hybrydowych [4]. Pomiary czasu pracy człowieka w procesach montażowych służą do: ustalania rzeczywistego jej przebiegu i sposobu wykonania, ujawniania strat wynikających ze stosowanej metody (określenie rezerw produkcyjnych), ustalania racjonalnych sposobów i metod oraz niezbędnego czasu jej wykonania []. Stanowią także jeden z elementów ekonomicznego zarządzania przedsiębiorstwem. Do planowania, kierowania i kontroli przebiegu pracy, potrzebnych do realizacji danego programu produkcyjnego, niezbędne jest precyzyjne ustalenie jej czasu. Ustalenie to jest potrzebne szczególnie wówczas, gdy kształtowany jest on świadomie. W trosce o pracownika dba się o to, aby wykonujący pracę na wydziałach montażu byli w stanie zrobić to bez znaczącego wysiłku. Celowość badań czasu pracy wynika także z faktu, że ekonomiczne funkcjonowanie przedsiębiorstwa (minimalizacja kosztów wytwarzania) jest możliwe, kiedy na poszczególnych stanowiskach przebieg pracy zorganizowany będzie w sposób racjonalny. METODYKA I WYNIKI BADAŃ PRACOCHŁONNOŚCI MONTAŻU Podczas badań w wytypowanym przedsiębiorstwie wykonano pomiary czasu pracy przy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego, stosując metody: ) chronometrażową (tab. ), ) fotografii dnia roboczego (tab. 3), 3) MTM (tab. 4), 4) MOST (tab. 5), 5) Work-Factor (tab. 6). Przeprowadzenie badań pracochłonności wiązało się z następującymi pracami []: zgromadzeniem danych dotyczących przebiegu procesu technologicznego montażu końcowego kokpitu do samochodu wielozadaniowego (podział kokpitu na zespoły, podzespoły i części niezależne, liczbę i rodzaj operacji, system transportu, liczbę pracowników, kolejność montażu wydzielonych jednostek montażowych itd.); zapoznaniem się z pracownikami wykonującymi badane operacje technologiczne oraz organizacją, wyposażeniem techniczno-technologicznym i zasadami obsługi stanowisk montażowych; pomiar czasu pracy przy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego (rys. ) obejmował grupę 3 pracowników; praca wykonywana była w zamkniętej hali produkcyjnej, na wydzielonym organizacyjnie stanowisku montażu końcowego kokpitu do samochodu wielozadaniowego, 7 dni w tygodniu przez 3 zmiany; Rys.. Widok kokpitu do samochodu wielozadaniowego podziałem badanych operacji na elementy składowe (tab. ); ustaleniem metody oraz zakresu badanej czynności; wraz z kierownikiem produkcji ustalono, że do pomiaru powtarzalnych, wyróżnionych elementów procesów montażu kokpitu będą stosowane metody: chronometraż, fotografia dnia roboczego, MTM, MOST i Work-Factor; ustaleniem punktów granicznych (przez punkty graniczne rozumie się możliwe do wyodrębnienia i łatwo dostrzegalne momenty rozpoczęcia lub zakończenia poszczególnych elementów zabiegu); z reguły ten sam punkt jest jednocześnie momentem zakończenia elementu poprzedniego i momentem rozpoczęcia następnego; wyznaczeniem czasu i terminu przeprowadzenia pomiarów; czas trwania pomiarów obejmował jedną 9
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU 3/009 zmianę roboczą w godzinach 6 00 4 00, od 4.06 do 5.06.008 r. obliczeniem niezbędnej liczby pomiarów (tab. ); przeprowadzeniem pomiarów poszczególnych czynności; czasy czynności mierzono za pomocą stoperów (z dokładnością do jednej sekundy) i wyniki pomiarów nanoszono na wcześniej przygotowane i zatwierdzone formularze; opracowaniem wyników obserwacji i ich analizą. Średnie wyniki badań, z 6 przeprowadzonych obserwacji, przedstawiono w tab.. Tabela. Wzory do ustalania liczby niezbędnych pomiarów chronometrażowych i fotografii dnia roboczego Chronometraż Fotografia dnia roboczego e mr 0 3,8 e x 0 435,45 0,38 43,54 00 00 00 00 δ błąd bezwzględny pomiaru, e dokładność (e = 0%), m R wartość środkowa rozstępu t4 R,38 0,54 n 6 0,38 pomiarów n niezbędna liczba pomiarów, t 4α wartość krytyczna statystyki t 4 (t 4α =,38), δ dopuszczalny błąd bezwzględny pomiaru, R rozstęp w próbce, obliczany jako różnica skrajnych wartości: maksymalnej i minimalnej: R = 3,45,9 = 0,54. Źródło: opracowanie na podstawie [3] δ błąd bezwzględny, e dokładność (e = 0%), x wartość przeciętna = 435,45 t R,6 7 n 43,54 fotografię n niezbędna liczba pomiarów, t α wartość krytyczna statystyki t (t α =,6), δ dopuszczalny błąd względny pomiaru, R rozstęp w próbce, obliczany jako różnica skrajnych wartości: maksymalnej i minimalnej: R = 44,5 45,5 = 7 Tabela. Wyniki pomiaru chronometrażowego montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego (wartości średnie) KARTA BADANIA CZASU PRACY METODĄ CHRONOMETRAŻOWĄ Nr operacji Nr zabiegu Opis (nazwa) operacji Pracochłonność wartości średnie [min]. Przygotowanie i pobranie karty 0,55. Wpięcie karty do dokumentacji pojazdu 0,3.3 Pobranie kokpitu 0,7. Skanowanie dokumentacji z kartą nadwozia 0,4. Wprowadzenie kokpitu do nadwozia 0,4.3 Potwierdzenie wprowadzenia kokpitu 0,5.4 Skręcanie kokpitu za pomocą manipulatora 0,4.5 Wyprowadzenie manipulatora 0,0.6 Wklejenie wydruku WBK (do karty pojazdu) 0,5 Suma: 3,4 Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych pomiarów chronometrażowych 0
3/009 TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU Tabela 3. Przykładowe wyniki pomiaru metodą fotografii dnia pracy dla pracownika X wykonującego montaż kokpitu dla samochodu wielozadaniowego (z 4 przeprowadzonych obserwacji) Imię i nazwisko pracownika: Pracownik X ARKUSZ REJESTRACYJNY INDYWIDUALNEJ OBSERWACJI CZASU PRACY Nr karty opisowej: Zadanie pracownika: Godziny Elementy zużycia czasu Czas trwania Uwagi obserwatora Rodzaj czasu 6:00 6:5 Przygotowanie : 4 MH 90,00%,00 6:5 6:30 5,00 Magazyn: 3,0 MZ 0,63% 6:30 6:45 5,00 Przygotowanie: 3,0 MN 0,63% 6:45 7:00 5,00 Przerwa na stanowisku MS,88% do montażu silnika: 9,0 7:00 7:5 5,00 Suma: 447,00 Suma: 3,3% 7:5 7:30 5,00 7:30 7:45 5,00 Śniadanie: 5,00 ML 3,3% 7:45 8:00 5,00 Toaleta: 5,00 MP 3,3% 8:00 8:5 Toaleta,00 Sprzątanie: 3,0 MZ 0,63% 8:5 8:30 5,00 Suma: 3 8:30 8:45 5,00 8:45 9:00 5,00 Ogółem: 447,00 + 3 = 480 9:00 9:5 Śniadanie 5,00 Suma: MH + MN + MA = 90,68% Suma: 6,88% Ogółem: 9,5 + 8,75 = 00% 9:5 9:30 Magazyn,00 9:30 9:45 5,00 9:45 0:00 5,00 0:00 0:5 Przerwa (na stanowisku do montażu silnika) 5,00 0,00 0:5 0:30 5,00 0:30 0:45 5,00 0:45 :00 5,00 :00 :5 5,00 :5 :30 5,00 :30 :45 5,00 :45 :00 Toaleta,00 :00 :5 5,00 :5 :30 5,00 :30 :45 5,00 Źródło: opracowanie własne Uwagi: Czas liczony jest w [min]: MH czynność podstawowa MN czynność pomocnicza MZ czynność dodatkowa MA przerwa uwarunkowana przebiegiem MS przerwa uwarunkowana zakłóceniami ME przerwa na odpoczynek MP przerwa na potrzeby osobiste ML niedyspozycja MR postój przedsiębiorstwa MX nierozpoznane
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU 3/009 Tabela 4. Przykładowe, ustalone metodą MTM, wyniki pracochłonności montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego dla zabiegu. Lp. Operacje Czynności Ruchy elementarne Kod Wartość [TMU] 3 4 5 6 Wstać STD 43,4 Przejście do karty LM 89 TS90 5,4 R0C 8,4 Sięgnięcie do karty i przeniesienie do drugiej ręki G4B 9, M0A 6 Przejście do manipulatora TS90 5,4 LM 89 R0C 8,4 Sięgnięcie do nakrętek i przeniesienie do drugiej G4B 9, ręki M0A 6 Wkręcenie nakrętki P3NSD 394 R0D 8,4 Sięgnięcie po manipulator GC 8,7 M50C,8 R0D 8,4 Zdjęcie pokrowca z kokpitu GC 8,7 M50C,8 Przejście do karty TL80 8, LM 9,4 Przygotowanie i pobranie karty Ustawienie manipulatora Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych obserwacji z wykorzystaniem metodyki MTM [] Suma TMU 4 78,40 Suma min,87 Suma godz. 0,05 Tabela 5. Przykładowe, ustalone metodą MOST, wyniki pracochłonności montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego dla zabiegu. MOST Lp. Operacje Czynności Sekwencje ruchów Kod Wartość [TMU] 3 4 5 6 Przygotowanie i pobranie karty Ustawienie manipulatora Sięgnięcie po kartę A B 3 G A B 3 P A 6,5 Sięgnięcie po nakrętki i ich wkręcenie A B 3 G A 3 B 3 P F 0 A 0 B 0 P 0 A 64,5 Sięgnięcie po manipulator A 3 B 3 G 3 A 6 B 3 P A 30 Zdjęcie pokrowca z kokpitu A B 3 G A B 3 P A 6,5 Suma TMU 4 430,50 Suma min,6583 Suma godz. 0,044305 Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych obserwacji z wykorzystaniem metodyki MOST [5,6]
3/009 TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU Tabela 6. Przykładowe, ustalone metodą Work-Factor, wyniki pracochłonności montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego dla zabiegu. Lp. Operacje Czynności Ruchy elementarne Kod Work-Factor 3 4 5 6 Wstać T50D 09 Przejście do karty L00D 6 Przygotowanie i pobranie karty Ustawienie manipulatora Sięgnięcie do karty i przeniesienie do drugiej ręki A0D 38 Przejście do manipulatora L00D 6 Sięgnięcie do nakrętek i przeniesienie do drugiej ręki A30D 65 Wkręcić nakrętkę 0A50SD 040 Sięgnięcie po manipulator A0PUD 58 Zdjęcie pokrowca z kokpitu A0D 38 Przejście do kasty L50D 59 Suma 9 76,00 Suma min,93 Suma godz. 0,05 Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych obserwacji z wykorzystaniem metodyki Work-Factor [3] 3,50,50 a) b) c) d) e) Zdaniem autorów (wykazały to badania i analiza wyników) najkorzystniejsze czasy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego uzyskano za pomocą metody MTM.,00,50 3,9 3,3,87,65,93 PODSUMOWANIE,00 0,50 0,00 Chronometraż Fotografia dnia pracy MTM MOST Work-Factor Metody Rys.. Wartości czasów montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego określanych za pomocą: a) chronometrażu, b) fotografii dnia pracy, c) MTM, d) MOST, e) Work-Factor Z wykonanych badań wynika, że najkrótszy czas montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego wyniósł,65 minut określony metodą MOST. Czas ten jest najkorzystniejszy dla pracodawcy. Według autorów czas ten wystarcza na wykonanie przewidzianych w procesie czynności, ale jest on mniej dokładny niż określony metodą MTM (,87 min). Różnica wynika stąd, że w metodzie MTM dzieli się czynności montażowe na proste ruchy elementarne, a przypadku metody MOST czynności te dzieli się tylko na sekwencje, co skutkuje mniejszą o 5 0% dokładnością wyników. Najdłuższe czasy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego określono za pomocą metody chronometrażowej i fotografii dnia roboczego (odpowiednio 3,9 i 3,3 min). Na uzyskane wyniki, w przypadku metod chronometrażowej i fotografii dnia roboczego, wpłynął fakt, że pracownicy celowo wydłużali czas na swoją korzyść. Celem opisanych badań było uzyskanie wzrostu intensywności procesów technologicznych montażu, wynikających z istniejących rezerw w ich organizacji. Zaobserwowano, że w praktyce przemysłowej rzeczywisty czas czynności montażowych ustala się za pomocą chronometrażu i fotografii dnia roboczego (czasy mierzy się za pomocą stopera). Zgodnie z metodami MTM i Work-Factor operacje montażowe podzielono na czynności i ruchy elementarne (a w przypadku metody MOST na sekwencje). Za pomocą kodów ustalono czasy operacji montażowych. Normatywne czasy trwania określano za pomocą tablic (kart wartości czasów normatywnych). Kodowanie poszczególnych elementów ruchów prowadzi do identycznych na całym świecie i odtwarzalnych opisów przebiegu pracy, co jest bardzo istotne dla konstrukcji normatywów czasu. LITERATURA. Mreła H.: Technika organizowania pracy. WWP, Warszawa 975.. REFA, Metody badania prac cz. i cz.. Cieszyńska Drukarnia Wydawnicza, 984. 3. Wołk R.: Podstawy normowania pracy w przemyśle maszynowym. WNT, Warszawa 966. 3
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU 3/009 4. Ciszak O., Żurek J.: Badanie wydajności gniazda montażu wrzeciennika głównego centrum tokarskiego. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, vol. 8, nr 4, kwartalnik, KBM PAN o. Poznań, Poznań 008, s. 99 05, ISSN 33-9709. 5. Podobiński A.: Zarządzanie przedsiębiorstwem w warunkach integracji europejskiej. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 004. 6. Peszko A.: Współczesne czynniki rozwoju przedsiębiorstwa. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo- Dydaktyczne, Kraków 005. Prof. dr hab. inż. J. Żurek jest dziekanem Wydziału Budowy Maszyn i Zarządzania, dr inż. O. Ciszak jest adiunktem w Instytucie Technologii Mechanicznej, mgr inż. R. Cieślak jest doktorantem pracującym pod kierunkiem Pana prof. dr. hab. inż. J. Żurka na Politechnice Poznańskiej. NOWE KSIĄŻKI W Oficynie Wydawniczej Politechniki Rzeszowskiej ukazał się podręcznik akademicki opracowany przez prof. Jerzego Łunarskiego pt. ZARZĄDZANIE TECHNOLO- GIAMI. OCENA I DOSKONALENIE. Podręcznik przeznaczony jest dla studentów studiów stacjonarnych i niestacjonarnych o kierunkach technicznych, zwłaszcza dotyczących zarządzania technologią, zarządzania produkcją, zarządzania parkiem maszyn technologicznych itp. Podręcznik można również polecić pracownikom i kadrze przedsiębiorstw produkcyjnych zainteresowanych oceną i doskonaleniem potencjału technologicznego, działalności technologicznej, poziomu stosowanej technologii i jej cech specyficznych (np. ekologiczności, elastyczności i in.). Książka o objętości 37 stron B5 zawiera następujące rozdziały: Indeks skrótów i oznaczeń. Wprowadzenie.. Technologia i jej uwarunkowania.. Strategia rozwoju technologii. 3. Efektywność technologii. 4. Technologia a produkt. 5. Pozyskiwanie i transfery technologii. 6. Samoocena stanu i poziomu technologii. 7. Wspomaganie rozwoju technologii. 8. Systemowe zarządzanie technologią. Literatura. W ostatnim rozdziale zaproponowano system zarządzania technologią podobny do systemu zarządzania jakością wg ISO 900. Podano kluczowe procesy, wymagania, dokumentację, zasady projektowania, wdrożenia i utrzymywania systemu. Opracowała: Dorota Stadnicka ciąg dalszy ze str. 7 ASSEMBLY AUTOMATION 3/008 VOLUME 8 ISSUE 3 Wydanie specjalne: Inteligentne metody montażu Wybrane artykuły Evolvability and the intangibles Rozwojowe systemy montażowe. Celem niniejszej pracy było spojrzenie na produkcję i montaż linii produkcyjnych oraz odpowiedź na pytanie, jak zmniejszyć inwestycje związane z projektowaniem i wdrażaniem w celu wykorzystania do ponownego wytwarzania nowych wyrobów. W artykule przedstawiono niektóre współzależności technologiczne. Stwierdzono, że know-how, doświadczenie i kreatywność czynią czynnik ludzki bardzo ważnym atutem w kategoriach ekonomicznych funkcjonowania fabryki. Rozwojowe systemy produkcyjne mogą w niedalekiej przyszłości okazać się pomostem pomiędzy tym, co można by nazwać zmniejszaniem kosztów siły roboczej, a odpowiedzią, jak funkcjonowanie fabryki może być utrzymywane ze względów społecznych i jednocześnie być wysoce rentowne. Stwierdzono, że rozwojowe systemy montażowe stanowią zadanie technologiczne wymagające obszernych badań teoretycznych i konkretnych rozwiązań. W artykule sformułowano wymagania dla takich systemów. ciąg dalszy na str. 40 4