Produktionsteknik och Tillverkningsmetoder Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student) Tentamen 41M07B KINAF13, KINAR12, KINLO13, KMASK13 7,5 högskolepoäng Tentamensdatum: 150318 Tid: 09.00-13.00 Hjälpmedel: Miniräknare Totalt antal poäng på tentamen: För att få respektive betyg krävs: 3 20 poäng 4 30 poäng 5 40 poäng 50 poäng Allmänna anvisningar: Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Viktigt! Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Anders Nylund Telefonnummer: 033-435 4613 alt. 0732-30 59 24 1
Tentamen i Produktionsteknik och Tillverkningsmetoder för KINAF, KINAR, KINLO och KMASK onsdagen den 18 mars 2015 kl. 09.00-13.00. Tillåtna hjälpmedel: Anvisningar: Räknedosa Svar skall alltid åtföljas av motiveringar. Glöm inte att lämna in de sidor av tesen där du gjort markeringar i figurer eller andra noteringar. Notera att uppgifterna inte är ordnade efter ökande svårighetsgrad. Frågor: Jag kommer att dyka upp i skrivsalen kl. 10.00 och 11.20 (catider). Innehåll: Tesen omfattar 12 sidor inklusive formelblad och ett DuPontschema. Poängöversikt: 1. Kort om produktionsteknik 6p 2. Behållare AB 6p 3. TAK 5p 4. Tidsstudie 3p 5. Linjebalansering 8p 6. TOC 6p 7. Förluster 5p 8. Partistorlekar 4p 9. Sex Sigma 3p 10. Standardiserade arbetssätt 4p Summa 50p Betygsgränser: 3: 20 poäng 4: 30 poäng 5: 40 poäng Borås den 3 mars 2015 Anders E Nylund 2
0. Motivera Vid varje rättningstillfälle får jag ibland en känsla av att jag får dra poäng för bristande motiveringar och inte bara för bristande kunskaper. Motivera dina svar! Förklaringar som visar att du förstått hur och varför är mycket mera värt än att. 1. Kort om produktionsteknik 5p Nedanstående tipsfrågor visar om du har förstått några från kursboken grundläggande begrepp. Till varje fråga eller utsaga finns 3 st. olika svarsalternativ. Endast ett av dessa är korrekt, vilket? (I denna uppgift behöver du inte motivera svaret) a) Kundorderpunkten är den position i förädlingskedjan då en kundorder kopplas till en specifik artikel. Produktion mot lager (MTS) kännetecknas av 1. kundorderpunkten i råvaruförrådet. x. leverans direkt ur färdigvarulagret. 2. avsaknaden av kundorder. b) För att beskriva de målkonflikter som ofta finns inom produktionsekonomi brukar man dela upp produktionsfunktionens mål i följande delmål; god leveransförmåga, låg tillverkningskostnad per produkt och låg kapitalbindning i material. Vilket av nedanstående påståenden är sant? 1. Minskad kapitalbindning i material medför ofta att tillverkningskostnad och leveransförmåga ökar. x. Ökad leveransförmåga medför ofta att tillverkningskostnad eller kapitalbindning i material ökar. 2. Minskad tillverkningskostnad medför ofta att kapitalbindning i material och leveransförmåga ökar c) Produkt A tillverkas mot lager. Liggtiden i råvaruförrådet är 10 dagar i genomsnitt och råvaran har ett värde av 100 kr/st. Liggtiden i färdigvarulagret är 5 dagar i genomsnitt och den färdiga produkten har där ett värde av 200 kr/st. Produktionen av produkt A tar i genomsnitt 10 dagar. Hur stor är kapitalbindningen? 1. 3500 kr/st. x. 4000 kr/st. 2. 4500 kr/st. d) Vad är sant om linjebalansering? 1. Längsta operationstid först och Positionsviktsmetoden ger alltid samma antal stationer, men har olika fördelning av operationerna. x. Längsta operationstid först ger en lösning som alltid har färre eller lika många stationer som Positionsviktsmetoden. 2. Det är oftast lättare att nå en lägre balanseringsförlust om en U-formad lina används. e) Metod Tid Mätning (MTM) är en metodik inom arbetsmätning. Vilket syfte har MTM? 1. Att fastställa standardtider i produktionen i form av ställ- och stycktider. x. Att undersöka hur stor andel av en dag en maskin väntar, är upptagen eller trasig. 2. Att mäta inlärningseffekter i form av inlärningskurvor. 3
2. Behållare AB 6p I ovanstående figur visas en förenklad layout över företaget Behållare AB:s produktionsanläggning. Produkter som tillverkas är bland annat behållare för fläktkåpor, diskbänkar och annan utrustning till storkök, operationsbord samt olika artiklar inom legotillverkning. En typisk produkt passerar följande produktionsflöde: 1. Svetsning - Den plåt som skall användas till konan/konerna rullas vid svetsen och svetsas samman till en kon. I botten på konan svetsas en styrtapp fast. Svepet svetsas därefter samman till en rundel. 2. Slipning Efter att kona och svep anpassats till varandra sänds konan med styrtapp till slipen där slipning av konans insida och svetssömmar sker. 3. Svetsning Under tiden konan befinner sig på slipen svetsas en ring fast längs svepets nedre kant. Om dubbelmantlad behållare tillverkas svetsas också i detta skede den kona och det svep samman som skall bilda den yttre manteln. 4. Svetsning När konan med styrtapp återvänder från slipen svetsas denna samman med svepet och bildar en mantel. 5. Utlastning Efter ovan beskrivna moment körs de behållare med en styrtapp ut till utlastningen för att skickas vidare till företaget Persson AB. Hos dem justersvarvas styrtappen. På utlastningen 4
skrivs ett pallkort ut vilket talar om var pallen med behållaren skall och var den kommer ifrån. Det rapporteras även i MPS-systemet hur många behållare som sänds iväg. Därefter transporteras behållaren med Behållare AB:s egna bil till Persson AB. Hur ofta transport sker och hur länge behållarna får vänta beror på hur snart leverans till kund skall ske. Är det bråttom kan leverans av enstaka behållare ske samma dag, men oftast försöker Behållare AB att samla transporterna till Thorsson. Hur länge behållarna är borta kan variera allt från en dag till en vecka och beror oftast på hur mycket Thorsson har att göra. 6. Svetsning Under tiden behållaren befinner sig hos Thorsson svetsas delarna till handtaget samman. 7. Utlastning Då behållarna återvänder till Behållare AB avrapporterar personalen på utlastningen antalet behållare som kommit tillbaka. Därefter transporteras de till svetsen där kontroll av styrtappen sker med hjälp av en kontrollbit. Handtagen till behållaren sänds med i pallen som sedan transporteras vidare till slipen. 8. Slipning Här slipas handtagen och behållarens utsida. Till skillnad från övriga slipmoment som sker manuellt är det nu möjligt att med hjälp av bandslip slipa behållarens utsida. Därefter transporteras behållaren tillbaka till svetsen. 9. Svetsning Här svetsas handtagen fast på behållaren. Efter detta moment transporteras behållaren återigen till slipen. 10. Slipning Här slipas de sista svetssömmarna och insidan av svepet, dessutom ges behållaren den slutliga finishen. När behållaren är färdigställd transporteras den från slipen till lagerplatsen för slutkontroll. 11. Kontroll Kontroll av enkelmantlade behållare sker med hjälp av ficklampa. Genom att lysa med ficklampan på svetsfogarna är det möjligt att med ett tränat öga se om dåliga porer förekommer eller om behållaren är godkänd. De dubbelmantlade behållarna transporteras till ett rum i anslutning till slipen. Där kontrolleras behållaren genom att hålen sätts igen och behållaren fylls med vatten. Sedan tillförs ett tryck i behållaren och om inget vatten sipprar ut betyder det att behållaren är hel. Efter avslutad kontroll transporteras behållaren åter till lagerplatsen för kontroll och sedan till utlastningen. Ett intyg på genomförd kontroll med godkänt resultat skall alltid skickas med behållaren. Ibland kräver kunden även att ett certifikat skall medfölja behållaren vid leverans, detta för att säkerställa att rätt material använts i behållaren. Varje detalj kräver sin specifikation och ett godkännande av Behållare AB: s kvalitetsansvarig. Kassationsgraden är hög (ca. 25 %) och de flesta fel uppkommer under arbetsstegen 1 och 3 ovan. 12. Utlastning Här packas behållaren och därefter skrivs packsedel och pallkort ut som fästs på pallen innan behållarna transporteras till kund. a) Vilken typ av produktionssystem finner man hos Behållare AB? Motivera! (2p) b) Produktionslayouten är inte optimal med avseende på produktionsflödet. Varför? Ge ett förslag på hur denna kan ändras. (2p) c) Är kvalitetskontrollen optimalt placerad i flödet? Motivera! (2p) 5
3. TAK 5p Beslut har tagits att TAK skall användas som förbättringsverktyg på en av maskinerna hos Svenssons Stolar. Normal arbetstid är 07:15-16:00, med 45 minuters lunchrast. Maskinen är då avstängd. Under den senaste veckan har nedanstående inträffat: Maskinen har haft två haverier, vid det första stod den still under 3 h och det andra under 45 min. Verktyg har bytts 4 gånger, ett verktygsbyte tar i genomsnitt 65 min. Under veckan har man på maskinen i genomsnitt producerat 350 detaljer per dag. Cykeltiden är sedan tidigare fastställd till 45 sek/detalj Man har kasserat 101 detaljer. Operatörerna har haft två möten under veckan, ett kvalitetsmöte och ett veckomöte. Varje möte varade 30 min. Maskinen var då avstängd. Beräkna TAK för maskinen. 4. Tidsstudie 3p Du har fått i uppdrag att studera kapacitetsutnyttjandet i en fabrik. Man misstänker att delar av personalen inte har full sysselsättning under hela arbetstiden och att maskiner, truckar, lagerpersonal m.m. inte utnyttjas på ett för företaget optimalt sätt. Välj lämplig tidstudiemetod och förklara hur du går till väga. 5. Linjebalansering 8p Ett företag har nyligen startat tillverkning av datorhöljen i trä. Varje datorhölje tillverkas mot kundorder. De aktiviteter som måste till är dock desamma oavsett kund och delaktiviteterna tar i princip lika lång tid oavsett kund (se nedanstående tabell). Aktivitet Benämning Omedelbara föregångare Tidsåtgång (min) A Utkapning av sidor - 8 B Utkapning av front och bakstycke - 10 C Tillverka hålbild på front och bakstycke B 3 D Falsning av alla stycken A,B 5 E Montering C,D 31 F Slipning E 15 G Lackering alt. Målning F 19 H Inmontering av elektronik G 12 I Paketering H 7 a) Beräkna utgående från aktivitetsnätverket ledtiden för produkten (3p) b) Gör en linjebalansering med endera av metoderna Längsta operationstid först eller Positionsviktsmetoden. Cykeltiden är planerad till 32 min. Beräkna även balanseringsförlusten. (5p) 6
6. TOC 6p Skotillverkande företaget Pan Produktion tillverkar en skomodell som kräver fyra operationer; I-IV. Dessa utförs i fyra olika maskiner och eftersom ställtiden är betydande kör man partier om 2500 komponenter. Varje operation tar för dessa 2500 komponenter ungefär en vecka. Allt råmaterial (RM) som behövs för en batch levereras till lagret just före tillverkningen i maskin I startar. Maskin II startar sin produktion när maskin I är färdig med partiet osv. Vi förväntas leverera en batch på 2500 produkter till vår kund varje vecka. Leveransen till kunden sker direkt efter det att maskin IV är färdig med hela batchen. Operationssekvensen med de olika maskinernas kapacitet visas i nedanstående figur. RM Maskin I 60 st/h Maskin II 63 st/h Maskin III 65 st/h Maskin IV 70 st/h Leverans a) Pan Produktions VD har precis läst boken Målet och fascinerats av Goldratts sätt att ta itu med flaskhalsoptimering. Du får i uppgift att presentera för ledningsgruppen vad begreppet trumma-buffert-rep går ut på. Utgå från ovanstående process och förklara var någonstans du lägger in trumman, buffertar och repet. Antag att man arbetar 8 timmar om dagen 5 dagar i veckan. (4p) b) En person i ledningsgruppen undrar om man inte skall ha buffertar på alla stationer. Vad svarar du på detta (Givetvis vill man ha en motivering). (2p) 7. Förluster 5p Avdelning Alfa i elektronikföretaget Electronics International har sin produktion vid en driven lina (utan buffertar med tio stationer). Cykeltiden är 1 minut, nettomonteringstiden är 6 minuter, balanseringsförlusten är 2.5 minuter, hanteringsförlusten är 1 min, variantförlusten är 0.5 minuter och fyra produkter produceras på linan. Ställtiden är försumbar. För att täcka frånvaro och personlig fördelningstid finns en reservpool med fyra personer. Vilka av ovan nämnda förluster förändras och hur förändras de om: i. Varje montör får sin egen arbetsplats och monterar hela produkten själv? (2p) ii. Sortimentet utökas med en produktvariant med kortare nettomonteringstid än de övriga produkterna? (Den nya varianten körs blandat med de gamla och linan går med samma hastighet). (1p) iii. Sjukfrånvaron ökar från 10% till 15%? (2p) Varje förändring är relativ det ursprungliga systemet. 8. Partistorlekar 4p En kapmaskin skär rör med en takt av 0.5 min/rör under den tid den är i gång och producerar. Då man byter rördiameter tar det 20 min att ställa om maskinen för detta. I dagsläget jobbar man med partistorlekar av 100 st. och en utnyttjandegrad av 70%. Då kundefterfrågan ökar måste produktionstakten öka med 50% samtidigt som utnyttjandegraden ökas till 90%. Om man lyckas sänka ställtiden till 15 min, vilken partistorlek måste man då jobba med? 7
9. Sex sigma 3p Bilindustrin ställer i dag höga krav på sina underleverantörer. De ska kunna visa att de har dugliga processer och på de detaljer de levererar ska det inte finnas några kvalitetsbrister. För att säkerställa hög kvalité jobbar många företag med statistiska metoder där man med hög säkerhet kan visa att ens måttvariation skiftar inom ett litet intervall. En underleverantör tillverkar fyllbitar i plast i stora serier. Dimensionerna är då oerhört viktiga. Beställaren har klagat på att det finns en viss variation i måtten på levererade bitar. Underleverantören gör då en stydie och plockar slumpmässigt ut 145 bitar ur ordinarie produktion. Data för given dimension (längd) kan då sammanfattas enligt: Målvärde: 136 mm Tolerans: 4 mm Medelvärde: 135.8 mm Processridning (6s): 8.2 mm Beräkna C p och C pk och uttala dig om huruvida processen är under kontroll. 10. Standardiserade arbetssätt 4p Som ett led i leanarbetet använder sig många företag idag av s.k. standardiserade arbetssätt. Dessa skiljer sig i flera avseenden från den typ av arbetsinstruktioner som används inom traditionell produktion. Förklara vad som menas med begreppet standardiserade arbetssätt och ta i förklaringen med vad de har för syfte, var i fabriken man hittar dem samt hur de tas fram. 8
Formler Balanseringsförluster n = antal stationer c = cykeltid TAK ä ä ä ä ä ä Lönsamhet ö ä Produktivitet Frekvensstudier 100 N = nödvändigt antal stickprov z = risknivå (i procent) p = sannolikhet för aktiviteten (i procent) k erhålls ur nedanstående tabell 9
Signifikansnivå Konfidensgrad (k) 50 % 0 95 % 1.65 97.5% 1.96 99 % 2.33 De nya felgränserna fås enligt; 100 Driftsäkerhet och underhåll Seriefallet:.. Parallellfallet: 1 1 1.. 1 Driftsäkerhet: Sex sigma 1000000 Sigmanivån tiondelar 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 - - - - - 500000 460200 420700 382100 344600 2 308500 274300 242000 211900 184100 158700 135700 115100 96800 80760 3 66810 54800 44570 35930 28720 22750 17860 13900 10720 8198 4 6210 4661 3467 2555 1866 1350 968 687 484 337 5 233 159 108 72 48 32 21 13.4 8.6 5.4 6 3.4 - - - - - - - - - Sigmanivå heltal Ö 6 Ö 3 10
3 Omställningar Q = Orderkvantitet, partistorlek, sats (st.) OT = Operationstid, bearbetningstid, processtid ST = Ställtid för orderkvantiteten, partiet, satsen PT = Produktionstakt, bearbetningstakt (st./tidsenhet) K = Kapacitet (st./tidsenhet) UG = Utnyttjandegrad Samtidig bearbetning: Stabilt system då: Bearbetning i sekvens efter varandra: Stabilt system då: 1 11
12