Design for Assembly, automatyzacja produkcji

Design for Assembly – co to?

Design for Assembly z ang. projektowanie do montażu jest to metoda projektowania, w którym priorytetem jest łatwy montaż komponentów. Dzięki temu procesowi płyną szerokie korzyści zauważalne już podczas montażu, ale mające także efekty w serwisowaniu oraz użytkowaniu produktu (często te korzyści nawet przewyższają sam proces montażu).

Co do zasady DFA stosuje się w produkcji seryjnej w branżach takich jak automotive, przemysł elektrotechniczny czy produkcja sprzętu AGD, ale wdrożenie głównych zasad daje wyraźne oszczędności także przy jednostkowej produkcji maszyn i linii produkcyjnych.

Od lat 60-tych XX wieku rozwijana była przez największe marki świata takie jak GE, Hitachi, Ford czy Xerox. Skupiano się głównie na zmniejszeniu ilości potrzebnych części to wytworzenia zespołu produktu. Analiza ta jest szczególnie przydatna przy projektowaniu pod automatyzację produkcji.

Projektując części w ten sposób, aby była zawsze możliwość oceny jednoznacznego położenia komponentu (nawet dodając elementy, które nie pełnią żadnej innej funkcji niż właściwe orientowanie detali) czy też łatwość uchwycenia przez chwytak robota przemysłowego (projektując odpowiednie punkty referencyjne). Nadrzędnym celem DFA jest jednak ograniczenie liczby części z których składa się zespół – ideałem jest jedna część na jeden zespół wykonujący ruch.

Jeśli komponent jest projektowany od razu pod automatyczny montaż w konkretnej pozycji znacznie ułatwia to późniejszy proces automatyzacji produkcji.

Kilka podstawowych zasad DFA to:

• Minimalizacja liczby części w złożeniu – łączenie ich funkcji
• Część powinna być zaprojektowana tak, aby podczas montażu nie można było jej zainstalować niepoprawnie, a sam proces montażu pełnił rolę samokontroli
• Unikanie części „lewych” i „prawych” nawet jeśli oznacza to dodanie dodatkowych cech do części
• Mocno promowana jest symetria części lub duża asymetryczność, aby wspomóc identyfikację części.
• Część powinna być tak zaprojektowana, aby przy jej montażu walidowany był montaż poprzednich elementów.
• Minimalizacja potrzeby zmiany orientacji komponentu podczas montażu
• Części powinny być projektowane tak, aby łatwo było je przenosić w sposób zautomatyzowany (np. chwytakiem robota), ale także ręcznie.
• Zespół powinien mieć część bazową, na której wykonywany jest dalszy montaż.
• Części powinny być projektowane tak, aby można było je montować od góry do dołu na części bazowej, aby montaż wspierany był grawitacją.
• Minimalizacja elementów złącznych

Warto o tym pamiętać już na etapie projektowania nowych urządzeń, aby efektywniej można było zaprojektować linie montażowe przez integratora automatyki przemysłowej.

Podobne analizy należy także wykonywać podczas projektowania elementów pod automatyzację procesów spawania lub spawanie zrobotyzowane uwzględniając pracę z przyrządem spawalniczym.

Każdy detal, który nie jest zaprojektowany nie będzie:

• generował potrzeby tworzenia dokumentacji technicznej
• prototypowany i produkowany
• zezłomowany
• testowany
• przeprojektowany
• kupiony
• wadliwie wyprodukowany
• magazynowany
• awaryjny, zawodny
• opóźniony w dostawie
• recyklingowany

DFA w projektowaniu linii produkcyjnych

Dla procesów montażowych, które mają podlegać automatyzacji uzyskanie korzyści z mniejszej ilości części jest bardzo namacalne, ale przenosząc doświadczenia na projektowanie linii produkcyjnych można zauważyć podobny efekt (choć na mniejszą skalę w zakresie montażu, ale porównywalną w trakcie serwisowania i użytkowania linii). Samo ograniczenie stosowania typów elementów złącznych potrafi znacznie skrócić montaż maszyny. Redukcja ilości części nawet o 10-20% prowadzi do ogromnych oszczędności podczas procesu montażu. Najważniejsze jednak jest korzyść dla użytkownika danej linii, który nie traci ogromnych ilości czasu na przestojach maszyny, która jest znacznie mniej zawodna i łatwiej serwisowalna. W dobie przemysłu 4.0 szukając usprawnień w zakresie komunikacji warto nie zapominać o tak ważnych kwestiach i ich nie zaniedbywać na etapie budowy linii produkcyjnej.

Zobacz także:

1. Projektowanie instalacji elektrycznych – maszyny
2. Dyrektywa Maszynowa – obowiązki producenta, odpowiedzialność pracodawcy
3. Budowa maszyn zgodnych z TPM
4. Projektowanie i budowa maszyn przemysłowych
5. Programowanie PLC
6. Prefabrykacja szaf sterowniczych – dlaczego warto stosować standardy?
7. Czym jest maszyna nieukończona i jak ją bezpiecznie wdrażać?
8. Relokacja maszyn i urządzeń
9. Certyfikacja maszyn CE
10. POKA-YOKE w projektowaniu maszyn