Yamazumi diagram aplikovaný v nástroji pre návrh štíhlej ručnej montáže

Ing. Katarína Senderská, PhD., Ing. Albert Mareš, PhD., Bc. Tomáš Kandera

Katedra technológií a materiálov
Strojnícka fakulta
Technická univerzita v Košiciach
Mäsiarska 74, 040 01 Košice

katarina.senderska@tuke.sk

Abstrakt

Článok sa zaoberá aplikáciou YAMAZUMI diagramu pri návrhu ručných montážnych pracovísk vsúlade skonceptom Lean assembly (štíhla montáž). Yamazumi diagram bol implementovaný do konceptu nástroja pre návrh štíhlej montáže, ktorý má pomôcť pri vytváraní pracovísk štíhlej montáže. Popísaná je taktiež aplikácia, ktorá bola vytvorená vprograme Microsoft Excel za účelom tvorby Yamazumi diagramov.

Kľúčové slová: štíhla montáž, YAMAZUMI

Abstract

The paper deals with Yamazumi diagram application for manual assembly workstation design in compliance with Lean Assembly concept. The Yamazumi diagram was implemented in the concept of lean assembly design tool, which shall to assist to design of lean assembly workstations. It is also described the application developed in the Microsoft Excel for the purpose of Yamazumi diagram creation.

Key words: Lean Assembly, YAMAZUMI

Úvod

Koncept štíhlej výroby tzv. Lean Manufacturing je založený na potrebe identifikovať aodstrániť straty, ktoré vznikajú vo výrobe. Tento koncept sa samozrejme implementuje aj vmontážnych procesoch, kde vzásade ide oelimináciu neefektívnych pohybov amanipulácie, čakania, akýchkoľvek nadbytočných aktivít, vysokých zásob anadprodukcie. Ďalšou prioritnou oblasťou je transport akvalita výrobkov t.j. optimalizácia transportu aeliminácia chybných výrobkov. Zatýmto účelom je možné použiť celý rad metód anástrojov, ktoré koncept štíhlej výroby podporujú resp. sa vtomto koncepte využívajú. Pre účely výučby, tréningu ako aj riešenia projektov voblasti Lean montáže bolo na pracovisku autorov vybudované laboratórium štíhlej montáže.

 

Laboratórium štíhlej ručnej montáže

Montážny proces má svoje špecifiká, ktoré sa premietajú do všetkých etáp aúrovní riešenia anavrhovania montážnych procesov. Ide napríklad ovysoký podiel ručnej práce, silnú väzbu na výrobok ajeho parametre apodobne. Tieto špecifiká boli samozrejme zohľadnené tak pri budovaní samotného laboratória ako aj pri návrhu nástroja pre podporu navrhovania štíhlej montáže.

Laboratórium štíhlej montáže (obr. 1) je určené pre riešenie problematiky ručnej montáže výrobkov resp. montážnych podskupín malej astrednej komplexnosti svyužitím metód anástrojov štíhlej výroby. Vlaboratóriu sú štyri montážne pracoviská, ktoré sú vybavené policami, zásobníkmi, držiakmi, osvetlením, náradím apod. Jedno zpracovísk je osadené aj Pick to light systémom so šiestimi snímačmi ariadiacou jednotkou.

Obr.1 Laboratórium štíhlej montáže na Katedre technológií a materiálov

 

Koncept nástroja pre návrh štíhlej ručnej montáže

Pre efektívnejší návrh ahodnotenie montážnych pracovísk amontážnych procesov bol navrhnutý koncept nástroja pre návrh štíhlej montáže. Navrhnutá koncepcia umožňuje navrhovať arealizovať proces ručnej montáže komplexne od analýzy výrobku až po samotnú montáž na pracovisku resp. pracoviskách svyužitým celého radu metód anástrojov tzv. Lean konceptu. Vzásade sú metódy anástroje koncipované tak, že je možné:

•  prepojiť tzv. virtuálny návrh srealizáciou montáže vlaboratóriu,
•  aplikovať integrované avzájomné prepojené metódy tzv. štíhlej montáže,
•  individuálne aplikovať každú metódu,
•  vzávislosti od dostupných údajov použiť rozličné typy vstupov,
•  porovnanie získaných výsledkov vo virtuálnej aexperimentálnej časti

Výstupom navrhovaného nástroja je tzv. Standard process worksheet, ktorý definuje tak detailný postup montáže ako aj časové údaje acharakteristiky.

Súčasťou navrhovaného konceptu je aj aplikácia YAMAZUMI diagramu. Na obr. 2 je uvedená schéma metód anástrojov pre štíhlu montáž azároveň koncept prepojenia YAMAZUMI diagramu sostatnými metódami a nástrojmi.

Obr. 2 YAMAZUMI diagram ako súčasť konceptu nástroja štíhlej montáže

YAMAZUMI diagram

Ako už bolo spomenuté, jednou zaplikovaných metód vnavrhovanom koncepte nástroja pre štíhlu montáž je YAMAZUMI diagram. Ide o japonskú metódu určenú pre vizuálne zobrazenie zväčša časových údajov jednotlivých aktivít, identifikovaných vanalyzovanom procese. Údaje sú zobrazené vo forme stĺpcového grafu sfarebným rozlíšením jednotlivých aktivít na základe ich zaradenia do identifikovaných kategórií.

Aktivity označené zelenou farbou sú aktivity, ktoré vytvárajú pridanú hodnotu, oranžová farba označuje nutné aktivity ako napríklad uchopenie, upnutie, uchopenie nástrojov apod. Červenou farbou sú označené aktivity, ktoré je možné považovať za nadbytočné ako napríklad chôdza pracovníka alebo výmena zásobníkov. Tieto činnosti by sa vcelom procese mali vyskytovať minimálne. Žltou farbou sú označené tzv. voliteľné činnosti resp. aktivity, ktoré závisia napríklad od variantu montovaného výrobku. Modrou farbou sa označujú činnosti, ktoré sa síce vykonávajú vždy, ale ich trvanie môže byť rozličné napr. vzávislosti od variantu montovaného výrobku. Samotná metóda je určená buď pre vyvažovanie liniek alebo pre identifikáciu strát.

Vstupy t.j. časové údaje jednotlivých aktivít je možné získať napríklad na základe analýzy videa skúmaného procesu, meraním času pri priamom sledovaní procesu, výpočtom niektorou zmetód vopred definovaných časov alebo na základe údajov zo snímačov resp. iných zariadení pokiaľ tieto poskytujú relevantné údaje.

Tvorba YAMAZUMI diagramu môže byť zdĺhavá najmä sohľadom na parametre aich kategorizáciu, ktoré sa berú do úvahy. Pre účely zrýchlenia tvorby YAMAZUMI diagramu bola pre laboratórium montáže vypracovaná aplikácia vprograme Microsoft Excel.

Excel aplikácia - YAMAZUMI diagram pre laboratórium štíhlej montáže

Vrámci riešenia projektu bola spracovaná Excel aplikácia, ktorá obsahuje 13 metód t.j. navzájom prepojených hárkov. Na obr. 2 uvedená koncepcia obsahuje 16 modulov zktorých sú vo vytvorenejExcel aplikácii aplikované všetky okrem modulu 7 – vytvorenie 3D modelu pracoviska, modulu 8 – ergonomické analýzy, pre ktoré sa používa CATIA amodul 13 – video analýza, pre ktorú je na pracovisku kdispozícii špecializovaný softvér. Všetky moduly sú navzájom prepojené avýsledky jedného modulu sa môžu použiť iinom module. Na obr. 2 je farebnými šípkami označené prepojenie YAMAZUMI diagramu sinými modulmi aplikácie.

Pre aplikáciu YAMAZUMI diagramu vlaboratóriu štíhlej montáže je diagram koncipovaný tak, aby identifikoval straty na základe klasifikácie montážnych operácií azároveň zobrazil vyváženie montážnych pracovísk vprípade, že sa montáž jedného výrobku bude realizovať na viacerých ručných montážnych pracoviskách. Maximálny počet montážnych pracovísk, ktoré sú vlaboratóriu kdispozícii sú štyri.

Samotné časové údaje pre vypracovanie diagramu je možné získať buď priamo meraním, jednoduchým zadaním vprípade že existujú – napríklad údaje sú získané zexistujúceho montážneho procesu, na základe video analýzy alebo výpočtom podľa niektorej zmetód vopred určených časov.

Aplikácia bola vytvorená tak, že je možné:

• použiť ju nezávisle od akýchkoľvek predošlých krokov uvedených vnavrhovanom koncepte nástroja pre návrh štíhlej montáže t.j. na základe novo zapísaných údajov
•  vybrať si kombináciu vstupných údajov, napr. zoznam operácií aich sled zmapy procesu ačasové údaje zvideo analýzy.
• vypracovať viacero YAMAZUMI diagramov pre ten istý proces, napríklad pre porovnanie virtuálneho návrhu napr. MTM časových údajov amontážnych operácií súdajmi získanými pri realizácii vlaboratóriu počasexperimentálnej etapy – časové údaje zo snímky procesu asled operácií zmapy procesu.
•  jednoducho meniť údaje vpredošlých etapách navrhovania, napr. zmena systémových charakteristík môže viesť kzmene konceptu atáto kzmene rozdelenia montážnych operácií na jednotlivé pracoviská – YAMAZUMI diagram sa vygeneruje automaticky pokiaľ sú zvolené identické zdroje dát.

Na obr. 3 je uvedená obrazovka aplikácie pre tvorbu YAMAZUMI diagramu. Vprvej fáze je potrebné zvoliť si zdroj údajov pre vypracovanie diagramu. Aplikácia ponúka vtvare zaškrtávacích políčok výber na základe ktorého sa príslušné dáta načítajú priamo zpredtým realizovanej analýzy. Samozrejme, že je možné zvoliť si aj voľbu vlastné čo bude znamenať zadanie vlastných údajov – ide oindividuálne použitie Excel aplikácie bez akýchkoľvek väzieb resp. súvislostí. Ďalšími vstupnými údajmi je priradenie úlohy resp. montážnej operácie pracovisku. Vaplikácii sú vponuke maximálne 4 pracoviská keďže je aplikácia určená pre laboratóriu štíhlej montáže vktorom sú 4 montážne pracoviská. Je potrebné dodržať postupnosť operácií. Vprípade ak chceme zmeniť túto postupnosť je nutné sa vrátiť kpredošlým krokom, respektíve vrežime „vlastné“ upraviť poradie operácií.

Posledným krokom vtomto postupe je klasifikácia každej úlohy podľa zadanej škály na úlohy ktoré pridávajú hodnotu, ktoré sú stratové atď. Aplikácia ponúka jednoduchý výber zrozbaľovacieho menu, ktoré je aj farebne odlíšené podľa zaužívaných farebných označení.

Obr. 3 Obrazovka YAMAZUMI diagramu

Výsledky YAMAZUMI diagramu a ich interpretácia

Výstupom vytvorenej aplikácie je diagram, zktorého je možné zistiť časové vyváženie jednotlivých montážnych pracovísk pokiaľ ich je samozrejmä viac. Ďalej je to klasifikácia jednotlivých operácií resp. činností, ktoré sa vprocese montáže realizujú a ich farebné označenie na základe dohodnutého významu jednotlivých farieb. Zároveň je výsledkom aj skladba tj. percentuálne vyjadrenie počtu jednotlivých typov aktivít na každom pracovisku ako aj celkovo – obr. 4. Tieto výsledky je samozrejme potrebné interpretovať a prípadne navrhnúť opatrenia, ktoré sa následne môžu premietnuť do nového YAMAZUMI diagramu. Navrhnuté zmeny môžu mať taký charakter, že je potrebné sa vrátiť do niektorej zpredošlých etáp napr. zmeniť sled montážnych operácií alebo technologický postup.

Obr.4 YAMAZUMI diagram - výsledky analýzy

Záver

Navrhovaný koncept nástroja pre návrh štíhlej ručnej montáže je určený pre komplexné použitie. Všetky navrhované nástroje a postupy boli overené pri riešení čiastkových úloh zoblasti montáže. Na základe poznatkov a skúsenosti získaných pri riešení týchto čiastkových úloh je možné predpokladať účelnosť a užitočnosť použitia uvedeného nástroja. Jeho výhodou je aj modulárna koncepcia, ktorá umožňuje vprípade potreby použiť len tie nástroje, ktoré sú účelné pre daný typ úlohy bez viazanosti na ostatné nástroje. Príkladom takéhoto využitia je vytvorená aplikácia pre tvorbu Yamazumi diagramov, ktorá je schopná spracovávať dáta získané roznymi spôsobmi a môže byť použitá ako vrámci navrhovaného nástroja, tak aj nezávisle.

Literatúra

[1] Strukovszky, Z., Kádár, L., Fülep, T., Ászity S.: LEAN-labor létrejötte a BME Járműipari Tudásközpontban In: A Jövő Járműve. Vol. 5, no. 3-4, 2013, s. 83-89, ISSN 1788-2699

[2] Babjak, Š., Senderská, K.: Establishing LEAN knowledge and laboratories at the Technical University of Košice, Slovakia. In: A Jövő Járműve. Vol. 5, no. 3-4 2013, s. 38-41, ISSN 1788-2699

[3] Senderská, K., Mareš, A., Babjak Š.: Tréningový manuál pre výučbu štíhlej montáže vzdelávací materiál pre potreby projektu HUSK11011.6.10161 - 1 vyd - Košice: TU, 2013. - 62 s., ISBN 978-80-553-1559-1.

[4] Semjon, V., Evin, E.: Zvyšovanie produktivity montážnej linky vybalansovaním montážnych staníc pomocou metódy Yamazumi. In: Transfer inovacií. č. 13, 2009, s. 73-77. ISSN 1337-7094

Tento článok bol vytvorený vrámci projektu VEGA 1/0879/13: Agilné, trhu sa prispôsobujúce podnikové systémy s vysokoflexibilnou podnikovou štruktúrou.