VÝROBNÍ SYSTÉMY V ELEKTROTECHNICE A JEJICH USPOŘÁDÁNÍ - VS a jeho složky

1. VÝROBNÍ SYSTÉMY V ELEKTROTECHNICE A JEJICH USPOŘÁDÁNÍ - VS a jeho složky - technologický systém a jeho uspořádání - konstrukční a technologická příprava výroby - systémy řízení jakosti, enviromentální managenent - mechanizace a automatizace VP

2. Výrobní systém ( VS – obecně ) ohraničené uspořádání vzájemně působících útvarů – prostředí (lidé a zařízení) - vznik předem definovaného výrobku – parametry technické, ekonomické, ekologické – úroveň výrobku VS – toky materiálu, energie, informace rozdělení VS dle toku informací – subsystém vnitřní ( A ) – výrobní proces ( VP ) tvoří základ VS – subsystém vnější ( B ) – příprava a řízení VP informace B výrobky materiál A odpad (mater., teplo) energie

3. subsystém A ( VP )– průběh činností dle instrukcí a záměrů z B • složky VP ( jeho podsystémy) : • hlavní složka VP - technologický systém ( TS složený z TP ) – zařízení • ( ovl.ručně, automat. ) - materiál, postup – probíhá TEPvznik výrobku • kontrolní ( KS ) - vstupní, mezioperační, výstupní kontrola • dopravně manipulační ( DMS ) - materiál, součástky, výr.pomůcky, odpad… • skladovací ( S ) – vstup. mater., polotovary, hotové výrobky – snaha minimalizovat • řídicí a informační ( ŘS ) – integrace počítačem • energetický ( ES ) – zdroje a rozvody (el.,teplo, plyn…) • - rozdělení a uspořádání VP • charakter výroby (výrobků) – elektrotechnika, strojírenství, hutnictví, chemie… • kontinuita hmot. toku ( např. elektrotechnika ) • - spojitý VP (vodiče, kabely, izolační mat. ..) • - přerušovaný – vel. výrobní dávky ( počet ks stejných výrobků) • výroba kusová . …… dávka 101 ….. velké výrobky • maloseriová ……. 102 • velkoseriová ……. 103 • hromadná ……. 104 a více …. menší

4. b)předmětové uspořádání TS • TP - jednoúčelové stroje • sériové řazení dle toku materiálu • výrobní linka (domácí spotřebič ..) • jednoduchý DMS ( pás, závěs …) • nižší kvalifikace pracovníků • problémy se zastupitelností • automatizace • pružnost • velkosériová, hromadná výroba • a) technologické uspořádání TS • TP - univerzální stroje • sdružov. podle tech.operace • (lisovna, navijárna …) • - vysoká kvalifikace pracovníků • pružnost systému • optim. umístění TP • komplikovaný DMS • automatizace • kusová, malosériová výroba c) kombinované uspořádání TS - výhody , nevýhody předchozích současný stav v elektrotechnické výrobě VP – trend (ve zdůvod. případech) – ATS složené z ATP (např. výroba malých točivých strojů …) – počítačem integ. VP – adaptibilita ( předpoklad automatizace všech složek VP ) • technologický systém ( TS ) - uspořádání • soubor TP ( stroj, výrobní zařízení) – přeměna mater. na výrobek (TEP) - energie • specifické prostorové uspořádání (určující pro celý VP) , rozdělení dle funkce :

5. Př. TEP - asynchronní motorP ~ 500 kW, n= 2800 ot/min, rotor nakrátko (klec), malosériová výroba statorrotor vinutímg.obvodkostrahřídelmg.obvodvinutí výroba cívek lisování plechů obrábění obrábění lisování plechů výroba tyčí izolování skládání povrch.úpravy skládání zkoušení vkládání cívek montáž rotoru impregnace zkoušení vkládání tyčí svaření spoj. kruhů zkoušení vyvažování montáž statoru celková montáž stroje výstupní zkoušky konečná povrchová úprava - expedice

6. MG obvod statoru a rotoru s vinutím v drážkách Točivé MP, 3 fáz. vinutí Asynchronní motor před expedicíí Cívka dvouvrstvého šablonového vinutí a řez drážkou statoru

7. subsystém B– organizační a řídicí struktura VS (podniku), soubor útvarů propojených informacemi, specifické uspořádání - určující (instrukce) pro VP – hlavní složky : - řídicí, plánovací, obchodní útvary - HM, ŘJ, PRP, PV, marketing, … -konstrukční a technologická příprava výroby ( KPV, TPV ) - až 25 % výr. nákladů dle sériovosti a uspořádání VP – zásadní vliv na kvalitu výrobku - příprava materiálu, součástek, výrobních pomůcek (přípravky, formy …) - údržba TP ( TS ) požadavek – přístup k informacím – integrovaný datový systém ( vnitřní – v B, vnější tok – mezi B a A, mezi B a okolím ) KPV - aspekty -technologičnost konstrukce ekonomický efekt návrhu max. úspora materiálu, energie, času (pracnost) dosažení volba materiálu, výchozí zpracovat. stav, tvar, tolerance rozměrů, povrchová úprava, typizace, unifikace, dědičnost … typizace – počet typů stejného výrobku ( typové řady, např. stykače, jističe …) unifikace – stejné součástky u různých výrobků ( např. spojovací prvky, ložiska …) dědičnost – prvky ze starší konstrukce uplatněny u nové

8. - konstrukce (provedení) - z čeho - jakým způsobem - s jakým zařízením - uplatnění dílčích montážních celků ( u větších sestav z modulů ) - využití CAD ( konstruování pomocí počítače ) TPV - aspekty - materiál a součástky ( standardizace ) - výrobní postup, výběr polotovarů, pořadí operací - výběr strojů ( TP), nástrojů, přípravků, měřidel - využití CAP ( aut. tvorba technol. postupů, programy pro NC stroje … ) KPV, TPV vliv na jakost výrobku ( Q )

9. Jakost ( Q ) - dle ČSN EN ISO 9000:2000-míra splnění požadavků (potřeb, očekávání) zákazníka na výrobek nebo službu – Q jeměřitelná vlastnost požadavek stanoven obecně (bez konkrétních dat) (techn., ekon., ekol.) závazně (norma, předpis, požadavek zákazníka) systém jakosti (QS) – organizační struktura - zodpovědnosti, postupy, zdroje pro zajištění jakosti (QA) - úroveň - reprodukovatelnost QS nástroj řízení VS - realizace managementu jakosti – náplň útvaru ŘJ - hlavní zodpovědnost (zavedení, udržování) má HM - užitečný - výrobci (schopnost konkurence ) - odběrateli (zaručená kvalita ne zmetky ) prohlášení o shodě - povinnost výrobce (opora v zavedeném QS)

10. dokumentace QS – příručka jakosti (QM ) – základní dokument dále směrnice, pracovní instrukce (plány jakosti) a manuály certifikace zavedeného QS - audity (vstupní, kontrolní), nezávislá organizace s akreditací (např. EZÚ Praha, LGA Norimberk … ) platnost zavedeného QS - časově omezená ( 5 let ) - nutnost obnovy

11. zavádění QS- normy řady ČSN EN ISO 9000 - technické, ekonomické, společenské, bezpečnostní aspekty (např. analýza rizika) výroby, výrobků, služeb - v ČR od zač. 90. let od r. 1997 - systém enviromentálního managementu (EMS) - normy řady ČSN EN ISO 14000 uplatnění koncepce – zajištění životního cyklu výrobku (LCA) - ČSN EN ISO 14040, ČSN EN ISO 14044 stanovena metoda hodnocení vlivu výrobku na ŽP – význaky : - určení a minimalizace vlivů na ŽP - velký časový rozsah ( těžba surovin ….. likvidace po skončení života výrobku ) součástí EMS - ekodesign výrobku – směrnice EU 2005 / 32 / ES (závazná od 08. 2007) - proces návrhu a vývoje výrobku musí zohledňovat aspekty : - technické, ekonomické … - minimální ekologickou zátěž v celém ŽC výrobku

12. strategie ekodesignu - výběr materiálu s malým dopadem na ŽP ( obnovitelné zdroje, recyklovatelnost …) - snižování spotřeby materiálu ( nízká hmotnost, objem, mater. různorodost …) - optimální výběr výrobního procesu s min. dopadem na ŽP ( stejný výrobek lze vyrobit různým způsobem ) - optimalizace způsobu přepravy a distribuce výrobku ( min. ekologická zátěž ) - snižování negativních vlivů během využívání výrobku ( úspora energie – účinnost, množství a toxicita odpadů …) - optimalizace životnosti výrobku ( vyváženost životnosti komponent, soulad s dobou celkového „morálního“ stárnutí konstrukce výrobku – dle povahy výrobku ) - optimalizace způsobu likvidace ( konec života - snadná demontáž, bezpečná likvidace, recyklovatelnost )

13. Strategie ekodesignu pro nové a inovované elektrotechnické výrobky ( pořadí činností dle průběhu ŽC výrobku )

14. TP 2 1 3 Úroveň výrobkuúroveň složek VS ( A, B ) – tendence snížit : - materiál, energii, čas, lidskou prácimechanizace, automatizace - VP MVP( předstupeň AVP) – zejména v DMS (těžká břemena) - technické prostředky – provádění operací (TEP) silou (energie) - systémy elektrické, mechanické, hydraulické, pneumatické - vzájemná vazba člověk (operátor) – výběr, zahájení, ukončení operací (IQ) - cíl - námaha člověka , produktivita , bezpečnost a hygiena práce Model MTP(článek MTS) TP technologické pracoviště (stroj…) 1… pracovní instrukce ( výkres, sled operací…) 2… operátor (člověk - obsluha zařízení) 3… ovládání, řízení TP (tlačítka,ovladače...) výrobky materiál energie odpad (mater., teplo) 3

15. AČ S ŘS Automatizace VP současný stav v elektrotechnice ( podmínka MVP) – průvodní jev tech. prostředky, vzájemná vazba (instrukce dle programu v paměti), bez zásahu člověka přínos – ekonomický (produktivita), technický (jakost), společenský (humanizace) stupně AVP - řízení dílčích činností TP (teplota, otáčky…) - řízení celých TP (stroj, zařízení…) - řízení součinnosti více TP (ATS – výroba komut. motorů …) - řízení součinnosti všech složek VP – systémy CAM Model ATP(článek ATS) materiál výrobky ATP ATP energie odpad (mater., teplo) nadřazený řídicí systém

16. ATP– automatické TP ( NC stroj, navíječka, osazovací automat…) AČ– soubor akčních členů - řízeně mechanicky, tepelně - provádí TEP (soustružení, žíhání, …) mechanické AČ - tah, tlak, Mk , pohyby - lineární, rotační, spojité, nespojité … energie - el. pohony - asynchronní, krokové, lineární …. - hydromechanické AČ - pneumatické AČ tepelné AČ - temperace materiálu ( T - většinou, T - výjimečně) energie - elektrická (nejčastěji) – odporový, indukční, infrač., oblouk … ohřev přímý, nepřímý - plyn (vodík, zemní plyn … ) - pára (voda, solventy ) S–soubor senzorů monitoring veličin TEP (měř. T, p, v, n …) - převod na el. signál (U, I) , - úprava signálu ( zesílení, A / D převodníky, chráněný transport dat ) - nejčastěji senzory – U, I, H, T, poloha, v, n, Mk … - různé principy

17. S–soubor senzorů – monitoring veličin TEP (měř. T, p, v, n …) - převod na el. signál (U, I) , úprava signálu - zesílení, A / D převodníky, chráněný transport dat nejčastěji senzory – U, I, H, T, poloha, v, n, Mk … různé principy ŘS - řídicí systém ATP – zpracov. informace o TEP - z S - z a do nadřazeného ŘS vyhodnocení nastavení (ovládání) AČ ŘS s programem pevným, omezeně volitelným , volným - pružným s vysokou adaptibilitou - mechanické ( zarážky, vačky, dorazy …) - hydraulické, pneumatické - elektronické - analogové ( méně ) - číslicové - digitální vstupní a výstupní signály – současný stav

18. ukázka ATP Rychlý osazovací automat Speed Mounter 2 s rotující hlavicí belgické firmy IPTE

19. ukázka ATP pro navíjení malých statorů- DVD ( motory s vnějším rotorem – fa Aumann ) Výrobní systémy v elektrotechnice a elektronice - všeobecný pohled v dalším vybrané TEP (realizované v VS) – podrobněji z hlediska: - použitého materiálu - postupu zpracování ( charakteristiky a sled operací ) - zařízení ( TP, TS ) TEP – využití a zpracování plastů, povrchové ochrany a úpravy součástek a dílců, výroba vinutí a vodičů pro vinutí, sušení a impregnační procesy, výroba silových kabelů tj. TEP zaměřené spíše do oblasti výkonové elektrotechniky ( návaznost na 1. část semestru – TEP zaměřené zejména na technologie v elektronické výrobě )