Πανεπιςτήμιο Πατρών Ενδοπανεπιςτημιακά Δίκτυα Δίκτυο PROCEN Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ (PLC PLM) - Πρότυπα Συναρμολόγηςησ ςτην Αυτοκινητοβιομηχανία Νικόλαοσ Παπακώςτασ Δρ. Μηχανολόγοσ Μηχανικόσ Εργαςτήριο Συςτημάτων Παραγωγήσ & Αυτοματιςμού Διευθυντήσ: Καθηγητήσ Γ. Χρυςολούρησ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ειςαγωγή Εξζλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Διαχείριςη Κφκλου Ζωήσ ςτην Αυτοκινητοβιομηχανία Γραμμζσ υναρμολόγηςησ ςτην Αυτοκινητοβιομηχανία υμπεράςματα 2
Ειςαγωγή Εξέλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Γραμμή υναρμολόγηςησ Ford T Model, 1913 3 Ειςαγωγή Εξέλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Γραμμή υναρμολόγηςησ τησ Ford ςτο Detroit, 1927 4
Ειςαγωγή Εξέλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Γραμμή υναρμολόγηςησ τησ Ford ςτο Louisville, Kentucky, 1933 5 Ειςαγωγή Εξέλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Γραμμή υναρμολόγηςησ τησ Ford ςτο Dearborn, 1958 6
Ειςαγωγή Εξέλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Technological Advance Design & Validation of Manufacturing Processes 2D 3D Digital Mockup Knowledge Capture Digital Manufacturing Integration of Product Design and Production Process Design D. Slansky ARC Advisory Group 80s 90s 2000 2006.. 7 Ειςαγωγή Εξέλιξη Αυτοκινητοβιομηχανίασ Ρομπότ κατά τη διάρκεια ςυγκόλληςησ κομματιϊν πλαιςίου Ford, 2005 8
Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ Η. Wildemann, 2003 9 Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ Πλεονεκτήματα Χρήςησ υςτημάτων PLM Microsoft Corporation 10
Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ InCar, ThyssenKrupp 11 Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ Product Design CAD Collaborative PDM Product Data Management Closing the Loop From As-Built Records To As-Designed 3D Models E-BOM Process Planning Digital Manufacturing/MPM Process Simulation & Validation Process Modeling Process Models,3D Simulations, Work Order Instructions D. Slansky ARC Advisory Group E-BOM Master Routings, M-BOM Process Execution Shop Floor Execution (MES) Quality Assurance Work Order Release Work Orders Release & Status Production Scheduling Material / Parts Unit Data & Work History Inventory Mgmt Labor Reporting Data Vault Job Sign On/Off ERP Financials Work Order Status Invoicing Parts Purchasing Shipping Receiving 12
Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ Design Specify Sales & Marketing Integrate Fab & Ass y HW Integration Control HW-SW Integration Product Data F=m V t SW Integration SW Design System Engineer Code & Unit test Repair Checkout 13 Operate & Maintain HW Design Multiple Disciplines Multiple Organizations Fast! Manufacture Εργαςτήριο υςτημάτων Παραγωγήσ & Αυτοματιςμοφ J. Nallon 2003 Πανεπιςτήμιο Πατρϊν Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ Κόςτοσ Κατεργαςίασ Διαφορετικϊν Υλικϊν FUTURA Integrated Project 2005-2010 14 Εργαςτήριο υςτημάτων Παραγωγήσ & Αυτοματιςμοφ Πανεπιςτήμιο Πατρϊν
Διαχείριςη Κύκλου Ζωήσ Κόςτοσ υναρμολόγηςησ Διαφορετικϊν Υλικϊν FUTURA Integrated Project 2005-2010 15 Γραμμέσ υναρμολόγηςησ High Manual Assembly Many Low Semi automation Flexible automation Low Fixed special purpose automation Κατηγορίεσ Γραμμϊν υναρμολόγηςησ Few High Heilala et al, 2001 16
Γραμμέσ υναρμολόγηςησ Bill of Resource Gluing Flexibility 2 Jobs/h 7 8 9 50 4 5 6 20 1 2 3 18 30 Κατηγορίεσ Γραμμϊν υναρμολόγηςησ Hourly rate in 17 Γραμμέσ υναρμολόγηςησ OEM / SI Χρονοδιάγραμμα Εγκατάςταςησ Γραμμήσ υναρμολόγηςησ ςτην Αυτοκινητοβιομηχανία 1. ΥΜΦΩΝΙΑ OEM ΜΔ SYSTEM INTEGRATOR 2. ΔΠΑΦΔ ΜΔ OEM 3. ΧΔΓΙΑΜΟ ΓΡΑΜΜΗ ΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΗ 4. ΑΓΟΡΑ & ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΗ ΚΟΙΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ / ΔΡΓΑΛΔΙΩΝ 5. ΑΓΟΡΑ & ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΗ ΔΞΔΙΓΙΚΔΥΜΔΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ/ ΔΡΓΑΛΔΙΩΝ 6. ΓΡΑΜΜΗ ΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΗ (SYSTEM INTEGRATOR s SITE) 7. ΓΡΑΜΜΗ ΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΗ 8. ΓΙΑΧΔΙΡΙΗ ΑΛΛΑΓΩΝ (OEM s SITE), ΠΑΡΑΓΟΗ ΔΡΓΟΥ 9. ΓΙΑΧΔΙΡΙΗ ΥΜΒΟΛΑΙΟΥ 18 Μήνες 18
ΣΤΟΧΟΙ Επαναχρηςιμοποίηςη πρότερησ γνϊςησ υςτηματική διερεφνηςη προηγοφμενων ζργων Γρήγοροσ ςχεδιαςμόσ γραμμήσ ςυναρμολόγηςησ Μικρότερο κόςτοσ εγκατάςταςησ Αποτελεςματικότεροσ ςυγχρονιςμόσ ςχεδιαςμοφ και παραγωγήσ (e-bom, m-bom) Ολοκληρωμζνη διαχείριςη αλλαγϊν (ςχεδίων, προγραμμάτων παραγωγήσ) 19 Plant Line Station Unit Tool Cost Quality Flexibility Time Assembly Cost Assembly Quality Demand and Production Profiles Throughput, MTBF, MTTR Platform Model Version Assembly Part 20
SUBASSEMBLY Joints RSW Material Frame Geometry Length Number of parts Cost Laser Indirect Spots Skin Coating Width Thickness Adhesive Anti-fluter 21 Feature Description Type RSW The number of RSW Spots Number Laser The number of laser stitches Number Indirect spots The number of indirect spots Number Adhesive Adhesive joining [m] Number Anti-flutter Anti-flutter joining [m] Number Frame Subassembly s frame material type Text Skin Subassembly s skin material type Text Coating Subassembly s coating material type Text Length Subassembly s maximum length [mm] Number Width Subassembly s max width [mm] Number Thickness Subassembly s max thickness [mm] Number Number of Parts The number of the different part types of subassembly Number Παράμετροι Κατηγοριοποίηςησ Προτφπων υναρμολόγηςησ 22
Scenario 1 Cost Quality Flexibility Time Assembly Process Templates Plant Line Station Unit Tool Assembly Cost Assembly Quality Demand and Production Profiles Throughput, MTBF, MTTR Platform Model Version Assembly Part Step 2 - Classification Platform Model Version Assembly Part Plant Line Station Unit Tool Scenario 2 Platform Model Version Assembly Part Plant Line Station Unit Tool Step 3 - Selection Step 4 - Realisation Step 1 - Analysis 23 Flexibility Reusability Overall efficiency Equipment delivery time high Highest Flexibility Highest Costs Lowest Time Product Performance Indicators - Structural efficiency - Weight - Product costs - Geometrical capability Output contains: Process description - Engineering deliverytime Resource BOM Costs for operation Costs for investment Only related links to Product Performance Indicators medium low medium low high medium low high Time Zero-loss launch time Scalability Cost Investment andoperating costs Footprint 24
25 26
υμπεράςματα Η χρήςη μεθόδων CE μπορεί να επιφζρει μείωςη των χρόνων διαμόρφωςησ γραμμϊν ςυναρμολόγηςησ μζχρι και πλζον του 50% Η χρήςη μοντζρνων ςυςτημάτων CE / PLM οδηγεί ςτην καλφτερη οργάνωςη τησ υπάρχουςασ γνϊςησ και ςτην αποτελεςματικότερη ςυνεργαςία ομάδων, τμημάτων, οργανιςμϊν Η ενςωμάτωςη τεχνολογιϊν CE / PLM δεν είναι (βραχυπρόθεςμα) απλή ή φτηνή υπόθεςη Μακροπρόθεςμα είναι μια πολφ ςοβαρή και ανταγωνιςτική επζνδυςη Η ψηφιακή ανάπτυξη γραμμϊν παραγωγήσ και ςυναρμολόγηςησ (virtual commissioning) αποτελεί ζνα από τα πολλά υποςχόμενα πεδία ζρευνασ. 27 υμπεράςματα 1. ΥΜΦΩΝΙΑ OEM ΜΔ SYSTEM INTEGRATOR 2. ΔΠΑΦΔ ΜΔ OEM 3. ΧΔΓΙΑΜΟ ΓΡΑΜΜΗ ΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΗ 4. ΑΓΟΡΑ & ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΗ ΚΟΙΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ / ΔΡΓΑΛΔΙΩΝ 5. ΑΓΟΡΑ & ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΗ ΔΞΔΙΓΙΚΔΥΜΔΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ/ ΔΡΓΑΛΔΙΩΝ 6. ΓΡΑΜΜΗ ΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΗ (SYSTEM INTEGRATOR s SITE) 7. ΓΡΑΜΜΗ ΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΗ 8. ΓΙΑΧΔΙΡΙΗ ΑΛΛΑΓΩΝ (OEM s SITE), ΠΑΡΑΓΟΗ ΔΡΓΟΥ 9. ΓΙΑΧΔΙΡΙΗ ΥΜΒΟΛΑΙΟΥ 1. 2. 3. 4. 5. 9. 8. 6. Χρήςη προτφπων ςυναρμολόγηςησ 7. Ψηφιακή ανάπτυξη γραμμήσ ςυναρμολόγηςησ (virtual commissioning) φγχρονεσ Μζθοδοι CE 18 Μήνες 28
υμπεράςματα DARPA, 2007 29 Βιβλιογραφία Chryssolouris G., Manufacturing Systems: Theory and Practice, 2 nd Edition, Springer-Verlag, New York, New York, (2006). Papakostas N., Efthymiou K., Chryssolouris G., Stanev S., Ovtcharova J., Schäfer K., Conrad R.-P. and Eytan A., Assembly Process Templates for the Automotive Industry, 3 rd CIRP Conference on Assembly Technologies and Systems, 2010 Pandremenos J., Paralikas J., Salonitis K. and Chryssolouris G., "Modularity Concepts for the Automotive Industry: A Critical Review" CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, (Vol.1, 2009), pp. 148-152, doi:10.1016/j.cirpj.2008.09.012 Michalos G., Makris S., Papakostas N., Mourtzis D. and Chryssolouris G., "Automotive assembly technologies review: challenges and outlook for a flexible and adaptive approach", CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, In Press Chryssolouris G., Mavrikios D., Papakostas N., Mourtzis D., Michalos G. and Georgoulias K., "Digital manufacturing: history, perspectives, and outlook", Proceedings of the I MECH E Part B Journal of Engineering Manufacture, Vol. 222, pp.451-462, 2008 Chryssolouris G., Papakostas N. and Mavrikios D., "A perspective on manufacturing strategy: Produce more with less", CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, (Vol. 1, 2008), pp. 45-52. Makris, S., Michalos G., Papakostas N. and Chryssolouris G., "Automotive assembly technologies performance and limitations", Proceedings of the 40 th CIRP International Seminar on Manufacturing Systems, Liverpool, U.K., (May - June 2007). 30