Sinkittyjen palkkien jälkikäsittely : jälkikäsittelylinjan suunnittelu Dexion GmbH:lle

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella uusi automatisoitu jälkikäsittelylinjasto Dexion GmbH:lle, joka on saksalainen varastologistiikan ratkaisujen toimittaja. Työn tarkoituksena oli tehostaa sinkittyjen P90-palkkien jälkikäsittelylinjastoa, joka sisältää hitsaussaumojen puhdistamisen ja palkkien maalaamisen. Työssä keskityttiin linjaston 3D-mallinnukseen, kustannuslaskelmien ja investoinnin suuruuden laskemiseen sekä sijoitetun pääoman tuottoanalyysin (ROI-analyysin) toteuttamiseen. Linjaston mallinnus toteutettiin SolidWorks-suunnitteluohjelmistolla ja laskelmat puolestaan Microsoft Excelillä.

Työn lähtökohtana analysoitiin toimeksiantajan tuotantotehtaassa olevaa "sinistä linjastoa" ja sen prosesseja. Tavoite uuden linjaston yhden palkin läpimenoajaksi oli 10 sekuntia, mikä on kuusi kertaa tehokkaampi kuin nykyisen linjaston suorituskyky. Suunnittelussa hyödynnettiin jo olemassa olevia toimivia ratkaisuja, kuten lautas- ja kuppiteräsharjoja sekä laatikoiden suunnittelua, jossa palkit prosessoidaan. Lisäksi linjaston ratkaisujen toimittajissa pyrittiin hyödyntämään valmiita kontakteja. Uuden linjaston tehokkuutta parannettiin esimerkiksi sijoittamalla palkit horisontaalisesti linjastolle, mikä mahdollistaa kahden hitsaussauman samanaikaisen käsittelyn siirtymän aikana. Ratkaisulla pystyttiin lyhentämään aikaa, jolloin linjasto on pysähdyksissä.

Työn tuloksena kehitetyllä idealla saavutettiin tärkeimmät asetetut vaatimusmäärittelyt. Uusi linjasto suunniteltiin soveltumaan eri kokoisten palkkien prosessointiin, ja sinisen linjaston toimiviksi todetuilla prosessointiratkaisuilla varmistettiin laatuvaatimusten täyttyminen. Linjaston laskennallisen maksimituotantokapasiteetin laskettiin olevan 1 728 000 palkkia vuodessa 80 % tehokkuudella, ja vuositavoite 1 500 000 palkkia saavutetaan käyttäen 217 työpäivää kolmivuorosyklillä. ROI-analyysi perusteella uusi linjasto todettiin kannattavaksi investoinniksi ROI:n ollessa 47,25 %, ja sen tuotantokustannusten laskettiin olevan alhaisemmat, mikä mahdollistaa 0,10 € säästön jokaisesta palkista nykyiseen linjastoon verrattuna.

Vaikka tutkimuskysymyksiin onnistuttiin vastaamaan ja työ saavutti keskeiset tavoitteet, on jatkokehitykselle tarvetta. Suunnitteluvaiheen jatkokehityksessä linjaston mallia on kehitettävä yksityiskohtaisemmaksi vastaamaan virallisesti toteutettavaa ratkaisua. Yksityiskohtaisemmalla mallilla voidaan arvioida investointia tarkemmin sekä toteuttaa esimerkiksi simulointeja linjaston toimivuuden varmistamiseksi. Kaiken kaikkiaan opinnäytetyössä kehitetty idea tarjoaa toimeksiantajalle selkeän pohjan linjaston jatkokehitykselle ja toteutukselle, tukien samalla Dexion GmbH:n tuotantotavoitteiden saavuttamista ja kilpailukyvyn tehostamista.

The aim of this thesis was to design a new automated post-processing line for Dexion GmbH, which is a German supplier of warehouse logistics solutions. The purpose of the thesis was to increase the throughput of a post-processing line for galvanized P90 beams, which includes cleaning and painting the weld seams. The thesis focused on 3D-modeling of the line, cost and investment calculations and Return on Investment analysis. The modeling of the line was done using SolidWorks design software and the calculations were done using Microsoft Excel Spreadsheet software.

The starting point for the thesis was an analysis of the existing "blue line" and its processes in the commissioner's production plant. The new line had a target throughput time of 10 seconds per beam, which is six times more efficient than the existing line. For the new line design, existing workable solutions were used from the blue line, such as plate and cup steel brushes and a box design where the beams are processed. In addition, suppliers of the line solutions were selected using existing contacts. The efficiency of the new line was improved, for example, by positioning the beams horizontally on the line, which allows two welding seams to be processed at the same time during line transfer. This solution allowed to reduce the time when the line is stopped.

The concept developed in the thesis achieved the key requirements. The new line was designed to process beams of different sizes, and the processing solutions that were proven working in the blue line, ensured that the quality requirements were fulfilled. The maximum production capacity of the line was calculated to be 1 728 000 beams per year at 80 % efficiency, and the annual target of 1 500 000 beams will be achieved using 217 working days in a three-shift cycle. The production cost of the new line was calculated to be lower, allowing a saving of 0,10 € per beam. Lastly, based on the ROI analysis, the new line was found to be a profitable investment with an ROI of 47,25 %.

Although the research questions were answered and the thesis achieved its key objectives, further development is needed. In the further development of the design phase, the model of the line must be developed in more detail to match the solution that will be officially implemented. A more detailed model will allow a more accurate evaluation of the investment and, for example, simulations to confirm the functionality of the line. Overall, the idea developed in the thesis provides the commissioner with a clear basis for further development and implementation of the line, supporting Dexion GmbH in achieving its production targets and improving its competitiveness.