Brainstorming

Pojem brainstorming můţeme někdy slyšet ve volném překladu jako bouření mozků.

Je to jedna z nejvíce vyuţívaných technik při hledání nápadů. V rámci schůzky čítající několik členů, má kaţdý účastník prostor k vyslovení svého nápadu. Ostatní členové se zároveň vyslovenými nápady inspirují a přicházejí s dalšími. Nosnou myšlenkou je předpoklad, ţe skupina lidí na základě podnětů ostatních vymyslí mnohem více, neţ by vymysleli jednotlivci. Poprvé tuto metodu začal pouţívat v roce 1939 reklamní pracovník Alex Faickney Osborn. Všechny vyslovené nápady se zapisují na viditelné místo a dále pak rozpracovávají.

Hlavní výhody při pouţití této techniky jsou následující:

 originalita nápadů,

 rozvoj tvořivosti účastníků,

 kompletní přehled o problému v krátkém čase,

 zachycení velkého mnoţství nápadů,

 eliminace moţných problémů jiţ v počátku.

Nevýhody:

 ne všichni umějí takto pracovat,

 daný počet účastníků (minimálně 3 a dle doporučení maximálně 12). [18]

26 2.1.3 Metoda JE / NENÍ (IS / IS NOT)

Jedná se o analytický nástroj za účelem zjištění podmínek vzniku určitého problému. Tuto metodu pouţijeme ve fázi, kdy máme identifikovaný problém a snaţíme se jej vysledovat. Pátráme po tom, kde se nám problém objevil, kdy, jak a v jakém rozsahu.

Následně problém popisujeme exaktním, avšak pro všechny členy řešitelského týmu srozumitelným způsobem. Pro tuto metodu existuje několik druhů formulářů, jako příklad je uveden jeden na obrázku č. 8 (jedná se o část formuláře).

Ishikawův diagram je jednoduchá grafická metoda pro vizualizaci a následnou analýzu příčin a následků. Duchovním otcem této metody je Kaoru Ishikawa. Tento grafický nástroj patří do skupiny sedmi základních nástrojů kvality (vývojový diagram, histogram, kontrolní tabulky, Paretův diagram, regulační diagramy, bodový diagram). Dle

27

svého tvaru je nazýván také jako diagram rybí kosti. Důleţitým předpokladem při pouţití této metody je efektivní vyuţití týmové práce a brainstormingu.

Na začátku si tým přesně definuje řešený problém (následek), který zaznamená na pravou stranu diagramu. Dále si zakreslíme hlavní vodorovnou osu, viz obrázek č. 9.

V týmu si stanovíme hlavní kategorie příčin, nejčastěji materiál, zařízení, prostředí, lidé, metoda. Následně v těchto hlavních kategoriích analyzujeme všechny moţné příčiny.

Cílem Ishikawova diagramu je nalézt kořenovou příčinu problému. Pokud máme v diagramu všechny příčiny zaznamenány, tu nejpravděpodobnější můţeme definovat např. pomocí bodového hodnocení. [20]

Obr. 9: Ishikawův diagram [16]

2.1.5 Metoda 5x PROČ (5 WHY)

Nástroj kvality 5x proč (pět krát proč) nebo také anglicky častěji slýchávaný výraz 5 Why je velmi jednoduchá a účinná metoda pro zjištění skutečných počátečních příčin vzniku vad na výrobcích, nebo defektů na zařízeních. Tato metoda je velmi často pouţívána v automobilovém průmyslu.

Jestliţe má být odstranění problémů účinné, je na místě vysledovat kořenovou příčinu vzniku daného problému. V opačném případě, pokud nevysledujeme a neodstraníme kořenovou příčinu, nelze počítat s vyřešením dané problematiky. I přesto v takových případech můţe docházet k opakování defektů. Otázkou nyní vyvstává, z jakého důvodu klást proč právě 5 krát? Autoři pouţili poznatky z praxe. Ve většině případů stačí právě 5 krát poloţit otázku proč a dojdeme k nalezení kořenové příčiny.

Ovšem pokud tomu tak není, můţeme v pokládání otázek pokračovat dále. [16]

28 3 TYPY FAKTOROVÝCH PLÁNŮ

V literaturách se můţeme dočíst o různých druzích faktorových plánů lišících se přístupy daných autorů a úrovní plánovaného experimentu. V praxi vyvstává otázka, jak daný experiment provést na základě časových, finančních, znalostních a dalších hledisek.

V této kapitole se zaměřím na objasnění základních typů faktorových plánů.

3.1 Klasický přístup k DOE

Klasický přístup je jedním ze čtyř ér přístupů k DOE, který v dvacátých aţ třicátých letech 20. století vypočítal R. Fischer. Ten definoval 3 základní jiţ zmíněné principy, a to náhodnost (randomization), opakovatelnost (replication) a třídění (blocking), které později zavedl do plánování experimentu spolu se statistickým myšlením. [4]

3.1.1 Úplný faktorový plán n^k

Úplný faktorový plán se skládá z maximálního počtu opakování všech moţných kombinací úrovní faktorů. Například máme-li tři úrovně jednoho faktoru a u dalších dvou faktorů máme 2 úrovně, budeme počítat s 12 pokusy. A to z toho důvodu, ţe faktor na třech úrovních se vynásobí se zbývajícími faktory na dvou úrovních a výsledkem je 3x2x2 pokusů. Zároveň chceme zamezit vzniku chyby měření. Toho nejúčinněji docílíme opakování kaţdého z pokusů a dostaneme nyní 24 pokusů.

Existuje mnoho důvodů, proč vykonávat úplný faktorový plán. Jeden z nich je ten, ţe nám poskytne kompletní výsledek daného experimentu. Další výhoda je ta, ţe takto provedený experiment umoţní posouzení všech interakcí mezi faktory. Nevýhodou ovšem je to, ţe takto navrţený experiment bývá často značně velký a obsahuje spoustu pokusů, které se musí vykonat. Tento případ ovšem nastane tehdy, pokud experiment obsahuje velké mnoţství faktorů, jejich úrovní a kombinací. [11]

29 3.1.2 Úplný faktorový plán na 2 úrovních

Úplný faktorový plán na dvou úrovních představuje takový plán experimentu, jehoţ faktory jsou na dvou úrovních. Tyto úrovně jsou značeny jako dolní a horní. V kódovaných proměnných značeny ve formě „+“ a „-“, případně u numerických výpočtů se můţeme setkat se značením 1 a -1. Přepočet reálných hodnot úrovní faktorů na faktory kódované se aplikuje podle vzorce (1).

(1)

kde xc je hodnota kódované proměnné

x0 je průměrná hodnota v původních (reálných) jednotkách xmax horní úroveň x

xmin dolní úroveň x

Pokud vezmeme v potaz návrh experimentu, jeţ zahrnuje všechny kombinace faktorů, hovoříme o úplném faktorovém plánu na dvou úrovních. Nechť k je počet faktorů na dvou úrovních, potom plán experimentu bude mít právě 2^k opakování. Počet opakování u takovéhoto plánu s navyšujícími se faktory roste exponenciálně. Z toho můţeme usoudit, ţe pro např. 5 a více faktorů bude úplný faktorový plán neefektivní s velkým počtem opakování. V takovýchto případech je vhodné uvaţovat o částečných faktorových plánech, nebo Plackett-Burmanovho návrhu.

Zaměřme se na obrázek č. 1, kde vstupní regulované veličiny máme označeny X1, X2, X3 a výstupní veličiny Y1, Y2, Y3. Toto značení je obecné a záleţí na tom, kolik vstupních a výstupních veličin budeme v experimentu sledovat. Obecné rozepsání kódovaných faktorů a sledování odezev můţeme vidět v tabulce č. 1.

30 Tab. 1: Úplný plán experimentu

X₁ X₂ … X_n Y₁ Y₂ … Y_n Yi Průměrný efekt

1 -1 -1 … -1

2 1 -1 … -1

3 -1 1 … -1

4 1 1 … -1

… … … … … … … … … … …

Faktor

Pokus Opakování výsledků (odezvy)

kde i je průměrný výsledek měření v i-tém pokusu Xj je j-tý faktor nebo interakce

n počet pokusů

Dále počítáme průměrný efekt dle vztahu (2):

(2)

Abychom vyjádřili velikost průměrného efektu daného faktoru, případně interakcí, spočítáme rozdíly průměrů výstupních hodnot. Nejdříve spočítáme průměrné hodnoty i

pro horní úroveň + daného faktoru (interakce) podle vzorce 3 a průměrné hodnoty i pro dolní úroveň - faktoru (interakce) dle vzorce (4).

(3)

(4)

Výsledný průměrný efekt se počítá dosazením vzorce (3) a (4) do vzorce (2) pro kaţdý faktor a interakci. Spočítané hodnoty průměrných efektů faktorů a interakcí se dále zapíší do příslušného sloupce tabulky č. 1. [2], [11]

31 4 CHARAKTERISTIKA PODNIKU

Svou diplomovou práci jsem řešila ve společnosti Continental Automotice Czech Republic s.r.o., jeţ sídlí ve Frenštátu pod Radhoštěm. V následujících podkapitolách se zaměřím na přestavení této společnosti obecně, jako celkového koncernu Continental a na jeho historii. Dále představím závod ve Frenštátu pod Radhoštěm a uvedu jeho základní výrobkové portfolio.

4.1 Historie společnosti Continental AG

Společnost „Continental-Caoutchouc- und Gutta-PerchaCompagnie“ byla zaloţena 8. října 1871 v Hannoveru. První výrobky, které akciová společnost v 70. letech 19. století vyrobila, byly tlumiče pro podkovy a celopryţové obruče pro povozy. Coţ objasňuje, proč od roku 1882 má ve svém koncernovém znaku koně.

V roce 1892 pak společnost Continental jako první začala vyrábět pneumatiky pro jízdní kola. Touto etapou se spustil začátek úspěšné historie. Continental jako první rovněţ vyvinul velké pneumatiky vyztuţené ocelovým kordem, které byly do té doby u vozidel celopryţové. V roce 1921 je uvedl do prodeje. O tři roky později v roce 1924 Continental představil zdokonalené pneumatiky vyztuţené ocelovým kordem a v podobě výrobku

„Conti-Cord“ představil nízkotlakou balonovou pneumatiku. Ta náhle měla lepší jízdní komfort a mnohem delší ţivotnost.

Obr. 10: Současné logo společnosti Continental [21]

Jako jeden z největších výrobců špičkových pneumatik pro uţitková i osobní vozidla Continental nabízí široký výběr vysoce výkonných produktů. Ty odráţí potřeby pro pouţití těţkých, tak i lehkých nákladních vozů, autobusů a terénních vozidel.

Pneumatiky vyrábí pod značkami Continental, Uniroyal, Semperit a Barum.

32

V roce 2007 Continental Corporation koupil veškeré podíly společnosti Siemens VDO, čímţ se dostal mezi 5 největších výrobců v oblasti automobilového průmyslu a rozšířil své portfolio výrobků především o elektronickou výrobu. [21]

Obr. 11: Závody společnosti Continental AG v České Republice [21]

4.2 Continental Automotive Czech Republic s.r.o.

Závod Continental Automotive Czech Republic s.r.o. ve Frenštátě pod Radhoštem (dále jen Continental Frenštát) byl zaloţen v roce 1995 jako odnoţ Siemens Elektromotory s výrobou pro automobilový průmysl a „bílé zboţí“ (řídící jednotky a ovládací panely myček, praček a varných desek). O rok později byla otevřena výrobní hala postavena „na zelené louce“.

Od roku 1999 pak byla firma vedena pod názvem Siemens automobilové systémy s.r.o. jako samostatný podnikatelský subjekt se stoprocentní majetkovou účastí společnosti Siemens AG Mnichov, který byl organizačně řízený Siemensem VDO Automotive AG se sídlem v Regensburgu v Německu. Společnost dále prošla více organizačními změnami a aţ v roce 2012 byla lokace ve Frenštátě pod Radhoštěm přejmenována na Continental Automotive Czech Republic s. r. o. [21]

33

Obr. 12: Continental – závod ve Frenštátě pod Radhoštěm [21]

V současné době společnost vyrábí a dodává proudky pro přední automobilky. Na obrázku č. 13 je uveden výčet hlavních zákazníků. Na obrázku č. 14 jsou zákazníci Continentalu rozděleni dle podílů z prodejů.

Obr. 13: Zákazníci Continental Frenštátu pod Radhoštěm [21]

Obr. 14: TOP 10 zákazníků dle podílu na trţbách

34 4.3 Výrobkové portfolio a struktura firmy

Závod Continental ve Frenštátě pod Radhoštěm se skládá ze tří samostatných oddělení, tzv. Focus Factory (FF) a dalších jejích podpůrných oborů. Kaţdá tato FF má své vlastní vedení, plánování kvality, výroby, logistiku, controlling, základní servis výrobních zařízení atd.

FF1 – Body&Security, Commercial Vehicles, Aftermarket: zaměřuje se na výrobu ovládacích panelů, střešních soustav, dveřních kontrolních systémů, kontrolních modulů, náhradních dílů. Příklady výrobků jsou na obrázku č. 15.

Obr. 15: Výrobky Focus Factory 1 [21]

FF2 – Engine systems, Transmission, Fuel Supply: tato FF se zaměřuje na řídící jednotky benzínových a dieselových motorů, řídící jednotky převodových systémů, speciální řídící moduly, elektronika palubních desek, řídící jednotky palivových systémů.

Příklady výrobků jsou uvedeny na obrázku č. 16.

Obr. 16: Výrobky Focus Factory 2 [21]

35

FF 3 – Sensors&Actuators, Sensorics: teplotní sensory, vysokoteplotní senzory, rychlostní sensory, tlakové sensory, čerpadla a pumpy. Příklady jsou na obrázku č. 17.

Obr. 17: Výrobky Focus Factory 3 [21]

Podpůrné celopodnikové odbory jsou:

 centrální kvalita,

 centrální logistika,

 vývoj senzorů,

 správa strojů a budov (včetně údrţby),

 personální odbor,

 informační technologie (správa hardware a software).

4.4 Certifikáty společnosti

Momentálně je Continental ve Frenštátě drţitelem těchto certifikátů a ocenění:

 ISO 9001

 ISO/TS 16949

 ISO 14001:2004

 Ford Q1 Certifikát

V pravidelných intervalech jsou prováděny recertifikační audity, čímţ je udrţována stálá platnost certifikátů. Velkým úspěchem firmy je drţení si Ford Q1 Certikátu, který deklaruje Continental jako předního dodavatele pro zákazníka Ford.

36 5 POPIS PROCESU LAKOVÁNÍ

Proces lakování osazených desek plošných spojů je metoda, jak co nejúčinněji ochránit elektronické výrobky před nepříznivými vlivy vnějšího okolí. Jedná se zejména o vlhkost, působení různých chemických látek, vibrace a otřesy.

V dnešní době existují různé klasické metody pro aplikaci ochranných laků.

Z těchto metod můţeme zmínit namáčení, stříkání a nanášení laku štětcem. Jako hlavní nevýhoda u zmíněných metod lakování je nutnost určitým způsobem maskovat místa, jeţ nemají, nebo nemohou být lakem pokryta. Proces maskování definovaných oblastí na DPS přitom značně celý proces lakování zpomaluje a zároveň prodraţuje.

Současná moderní technologie selektivního strojního lakování umoţňuje aplikovat lak pouze na definovaná místa na DPS bez nutnosti maskovat místa, na nichţ se lak nesmí nacházet. Lak tak můţeme nanášet na přesně určená místa a v dané tloušťce 50 aţ 200 μm.

Pro proces nanášení ochranného laku je jako pro všechny ostatní procesy důleţitá jeho přesnost, opakovatelnost, rychlost a samozřejmě i moţnost kontroly po lakování.

Pro lakované elektronické komponenty a plochy desek plošných spojů jsou zároveň důleţité i vlastnosti pouţívaného laku a jeho typ. Lak musí mít dobré dielektrické vlastnosti, musí dobře přilnout k povrhu a nesmí docházet k ţádnému dodatečnému mechanickému namáhání součástek při schnutí a vytvrzování laku. Pokud pro proces vybíráme lak, musíme brát v potaz, v jakém prostředí se bude výrobek nacházet, v němţ je lakovaná deska plošných spojů instalována. V jakých teplotách se bude výrobek pohybovat, v jaké vlhkosti, zda na něj bude působit nějaká chemická látka, nebo bude vystaven velkým otřesům.

Laky pro lakování osazených desek plošných spojů se dělí podle dvou kritérií:

 podle sloţení: laky akrylátové, polyuretanové, epoxidové a silikonové.

 podle typu rozpouštědla: laky na vodní bázi, na bázi organických rozpouštědel a laky vytvrditelné UV zářením.

Většina laků pro selektivní lakování je transparentních. Pro zviditelnění laku a pro vizuální kontrolu lakování se do laků přidává tzv. UV tracer, který zviditelní lak pod UV světlem. [23]

37

Pro selektivní lakování se dnes pouţívají tzv. selektivní lakovací automaty. Jedno z nejmodernějších zařízení pro selektivní lakování je automat společnosti Asymtek SL-940E.

Tento selektivní lakovací automat je určen pro kvalitní a rychlé provádění procesu selektivního lakování osazené desky plošných spojů. Patentovaná technologie nahrazuje tradiční metody aplikace laků a virtuálně nahrazuje proces maskování desky plošných spojů před lakováním. Zařízení SL-940E je velmi rychlé a přesné s integrovanými zpětnovazebními systémy pro zabezpečení excelentní kvality a opakovatelnosti lakovacího procesu. [23]

Obr. 18: Lakovací modul Asymtek SL-940E

38

6 APLIKACE PLÁNOVANÉHO EXPERIMENTU V PODMÍNKÁCH SPOLEČNOSTI

Tématem mé diplomové práce je „Aplikace plánovaného experimentu v procesu lakování“ ve společnosti Continental Automotive Czech Republic s.r.o. se sídlem ve Frenštátě pod Radhoštěm (dále jen Continental).

6.1 Představení výrobku

Ze širokého portfolia výrobků společnosti Continental jsem se zaměřila na klíček s pasivní funkcí pro koncového zákazníka Ford. Na obrázku č. 19 je vidět klíček v jeho finální podobě. Tento klíček je v sériové produkci od roku 2007 a jeho průměrná produkce je zhruba 1 200 000 kusů ročně. Základem pro tento výrobek je DPS (deska plošných spojů, anglicky označována PCB – Printed Circuit Board). DPS je osazena elektrickými komponenty, jako jsou například mikroprocesory, rezistory, kondenzátory, diody, cívky a další. Dále se skládá z mechanických prvků, jako jsou tlačítka, pouzdro atd. Na dalším obrázku č. 20 vidíme klíček skládající se ze všech jednotlivých dílů.

Obr. 19: Finální výrobek - klíček

Na základě nejnovějších poţadavků v automobilovém průmyslu se jedná o

„bezolovnatý“ produkt, jeţ přispívá k naplnění stále přísnějších poţadavků na ekologii.

39

Obr. 20: Klíček skládající se z daných dílů

6.2 Představení výroby klíčku

Výroba klíče je rozdělena do několika částí. Obecně se dělí na výrobu Frond-end, začínající vypálením DMX (data matrix) kódu na jednotlivé neosazené DPS v panelu a pokračuje dále na SMT (Surface Mount Technology – technologie povrchové montáţe).

Po osazení elektronickými komponenty se kusy předávají do FIFO zóny. Back-end začíná touto FIFO zónou a končí po zabalení hotového výrobku do zákaznického balení.

6.2.1 Výroba Front-end

Prvním procesním krokem výroby klíčku je vypálení DMX kódu pomocí laseru na jednotlivé DPS v panelu. Panel obsahuje 25 DPS. Vypálený DMX kód je unikátní identifikátor, který je dále v průběhu výroby pouţíván v systému traceability (zpětné dohledatelnosti) a interlockingu (blokování následující operace, pokud předchozí neproběhla s kladným výsledkem).

40

Obr. 21: Panel s 25 DPS

Laserové zařízení se skládá ze vstupní stanice, transportního dopravníku, laserové části, čtečky DMX kódů a výstupní část (obrázek č. 22).

Obr. 22: Laserové centrum pro vypalování DMX kódu

Po vypálení DMX kódu následuje procesní krok SMT, kdy jsou na jednotlivé DPS v panelu osazeny SMD komponenty. SMT linka se skládá z několika na sebe navazujících stanic, kde transport výrobků je zajištěn pomocí dopravníkového pásu. Prvním výrobním krokem na SMT lince je tisk pasty na neosazený panel s jednotlivými DPS. Tisk pájecí pasty je zajištěn pomocí stanice sítotisku. Zde je přes síto nanesena vrstva pájecí bezolovnaté pasty na pájecí plošky DPS.

41

Obr. 23: Oboustranně osazená DPS klíčku

Proces nanášení pájecí pasty je jedním z klíčových procesních kroků, jeţ má vliv na celkovou kvalitu a funkci finálního výrobku. Aby byla zajištěna správná pozice, tvar a mnoţství nanesené pájecí pasty je v lince instalována 3D SPI (Solder Paste Inspection – kontrola pájecí pasty). Jedná se o systém s barevnou řádkovou kamerou, jeţ s rychlostí snímání a vyhodnocování 90 cm²/s při rozlišení 20 µm v ploše a 3 µm ve výšce kontroluje všechny nanesené oblasti.

Obr. 24: 3D kamerová kontrola pájecí pasty

Po nanesení pájecí pasty dochází na další stanici v SMT lince k osazování SMD komponent na desku plošných spojů. Součástky jsou ze zásobníků nabírány pomocí rotačních vakuových pipet a pokládány na pájecí pastu s rychlostí okolo 27 000 součástek za hodinu.

Po osazení komponentů výrobek dále pokračuje po transportním pásu do pájecí pece, kde dochází k přetavení pájecí pasty a k zapájení SMD komponentů. Této technologii pájení se z anglického výrazu říká „reflow“. Pájecí pec se skládá z předehřívacích, pájecích a chladících zón. Pro kaţdý výrobek se automaticky nastavuje

42

jiný teplotní profil pece dle vyčtení daného DMX a automatického přiřazení definovaného programu.

Po zapájení SMD komponentů je výrobek kontrolován na AOI (automatická optická inspekce). Jedná se o kontrolu po reflow peci, která za pomocí kamer vyhodnocuje kvalitu zapájených spojů, jejich polaritu, přítomnost a další definované parametry.

6.2.2 Výroba Back-end

Jak jiţ bylo zmíněno, finální procesy se v Continentalu nazývají „Back-end“. Je to část výroby začínající zpracováváním panelů s jednotlivými DPS. Tyto DPS jsou jiţ osazeny všemi SMD komponenty, jsou připraveny na lakování, vizuální kontrolu, dělení panelů a zpracování jednotlivých desek plošných spojů ve finální „U“ buňce.

6.2.2.1 Předvýroba a přípravné operace

Dalšími procesními kroky, které napomáhají zefektivnit proces výroby, jsou vytříděné přídavné operace. Ty nejsou začleněny do výrobní U buňky (linky), ale jsou umístěny mimo pracoviště. Přídavné operace zajišťují plynulou přípravu vstupního materiálu, který následně vstupuje ve výrobních dávkách do výrobní buňky (U-CELL).

Těmito přípravnými operacemi je proces lakování a dělení DPS.

Lakování je prováděno pomocí lakovacího zařízení Asymtek SL940. Lakování jednotlivých DPS dochází v panelu, kdy po načtení DMX dojde k automatickému výběru lakovacího programu. Po lakovacím procesu pokračuje panel automaticky do UV pece, kde dochází k vytvrzení laku pod UV světlem.

Obr. 25: Osazovací plán DPS pro vizuální kontrolu

43

Na obrázku č. 25 můţeme vidět osazovací plán desky plošných spojů vyráběného klíčku. Červeně je vyznačena oblast, která nesmí obsahovat ţádný lak. Modře pak minimální oblast, která musí být zalakovaná. Kaţdý vyrobený klíček se takto vizuálně kontroluje pod UV lampou na pracovišti vizuální kontroly. Rozmístění tohoto pracoviště můţeme vidět na obrázku č. 26.

Obr. 26: Rozmístění pracoviště „vizuální kontrola po lakování“

Obr. 26: Rozmístění pracoviště „vizuální kontrola po lakování“

In document Aplikace plánovaného experimentu v procesu lakování DIPLOMOVÁ PRÁCE (Stránka 26-0)