Taajuusmuuttajien kokoonpanossa tarvittavien komponenttien toimitusprosessin automatisointi
Vuorenmäki, Jukka (2019)
Vuorenmäki, Jukka
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019092319175
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019092319175
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli tehdä konseptisuunnitelma Danfoss Drivesin Vaasan taajuusmuuttajatehtaan tilankäytön ja toimintojen tehostamiseksi komponenttien kokoonpanoon toimittamiseen liittyvän logistiikan automatisoinnin avulla. Kirjoittajan robotiikka- ja automaatio-opintojen lisäksi työssä hyödynnettiin hänen aiempaa koulutusta sekä työuralla kertynyttä kokemusta sisälogistiikasta ja tuotannon materiaalivirroista.
Meneillään on mielenkiintoinen aikakausi robottien, konenäköjärjestelmien ja monenlaisen automaatiotekniikan kehittyessä varsinaisin harppauksin. Automaation hyödyntäminen on viime vuosina lisääntynyt globaalisti myös tuotantolaitoksissa ja logistiikkakeskuksissa. Trendin odotetaan jatkuvan, koska automatisoinnilla on saavutettavissa ainakin kustannustehokkuuden, toimitusnopeuden ja laadun parannusta. Tarve hyödyntää resursseja joustavasti ohjaa automaatioratkaisujenkin valintaa muutoksiin helpommin sopeutuvien järjestelmien suuntaan. Tämän johdosta mobiilirobotiikan osuuden odotetaan kasvavan. Suomessa automaatioon panostamista puoltaa lisäksi väestön työikäisten osuuden pieneneminen.
Työ aloitettiin havainnoimalla taajuusmuuttajatehtaan nykyistä tuotantomallia ja materiaalivirtaa sekä perehtymällä tehostustarpeisiin. Seuraavaksi perehdyttiin nykyaikaisiin markkinoilla oleviin automaatio- ja mobiilirobottijärjestelmiin esitemateriaalin avulla sekä tavattiin automaatiojärjestelmätoimittajien edustajia. Vaasan lähiseudulla käytössä oleviin mobiilirobottiratkaisuihin tutustuminen paikan päällä antoi hyvän käsityksen laitteiden toiminnallisuudesta ja tarjosi samalla tilaisuuden kuulla käyttäjien mielipiteitä. Lisäksi tiedonhaussa hyödynnettiin automaatiota käsittelevää kirjallisuutta ja aiheesta internetistä löytyvää materiaalia.
Työ koostuu nykyisen toimintamallin, tuotantotilojen ja taajuusmuuttajien kokoonpanossa käytettävien komponenttien kuvauksista sekä toimintafilosofioiden teoreettisesta tarkastelusta, automaation ratkaisuvaihtoehtojen esittelystä ja automatisoidun konseptin kuvauksesta. Automaatiokonseptissa kuvattu moderni tekniikka on yleisesti markkinoilla tarjolla. Laaditun konseptisuunnitelman ratkaisuja on mahdollista soveltaa skaalautuvasti erilaisiin kappaletavaran käsittely-ympäristöihin. Laitteiden tai järjestelmien toimittajiin ei työssä oteta kantaa. Järjestelmien rakenteiden ja toiminnan yksityiskohtainen suunnittelukaan ei kuulu työn piiriin, vaikka työssä on niitä kuvien avulla havainnollistettu. Materiaalivirtaan, tuotantoon ja tuotteisiin liittyviä toimeksiantajan liiketoiminnan kannalta salassa pidettäviä tietoja ei julkaista tässä työssä. The aim of this thesis was to create a concept plan for Danfoss Drives Vaasa frequency converter factory to make space usage and operations more efficient through the automation of component delivery logistics. In addition to writer’s current studies in robotics and automation, this work utilized his previous education as well as his career experience in intralogistics and material flow on production.
We are going through an exciting era of robots, machine vision systems, and a variety of automation technologies that are taking a leap forward. In recent years, the utilization of automation has also increased globally, including in manufacturing factories and logistics centers. The trend is expected to continue because automation is helping to achieve cost efficiency, delivery speed and quality. The need for flexible use of resources also guides the choice of automation solutions towards more adaptable systems. As a result, the share of mobile robotics is expected to increase. In Finland, investments for automation is also guided by the declining of the working-age population.
The work was started by observing the current production model, material flow and need of improvements at the Vaasa factory. Next phase was orient to the modern automation and mobile robot systems on the market with the help of demonstration materials and equipment vendors. Getting to know the mobile robot solutions on the Vaasa area gave a good understanding of the device functionality and offered the opportunity to listen to users' comments. In addition, the literature on automation and the information available on the internet was used to information collecting.
The work consists of a description of the current operating model and producion facilities, the components used in the assembly, as well as a theoretical examination of the operating philosophies, the presentation of automation solutions and the description of the automated concept. The modern technology described in the automation concept is available in the market. The solutions of the developed concept can be scalably applied to different environments. Equipment or system suppliers are not considered in this work. The detailed design of the structures and operation of the systems is outside the scope of this work, although there are some illustrative pictures. Material flow, production and product-related information that is confidential to the principal's business will not be disclosed in this work.
Meneillään on mielenkiintoinen aikakausi robottien, konenäköjärjestelmien ja monenlaisen automaatiotekniikan kehittyessä varsinaisin harppauksin. Automaation hyödyntäminen on viime vuosina lisääntynyt globaalisti myös tuotantolaitoksissa ja logistiikkakeskuksissa. Trendin odotetaan jatkuvan, koska automatisoinnilla on saavutettavissa ainakin kustannustehokkuuden, toimitusnopeuden ja laadun parannusta. Tarve hyödyntää resursseja joustavasti ohjaa automaatioratkaisujenkin valintaa muutoksiin helpommin sopeutuvien järjestelmien suuntaan. Tämän johdosta mobiilirobotiikan osuuden odotetaan kasvavan. Suomessa automaatioon panostamista puoltaa lisäksi väestön työikäisten osuuden pieneneminen.
Työ aloitettiin havainnoimalla taajuusmuuttajatehtaan nykyistä tuotantomallia ja materiaalivirtaa sekä perehtymällä tehostustarpeisiin. Seuraavaksi perehdyttiin nykyaikaisiin markkinoilla oleviin automaatio- ja mobiilirobottijärjestelmiin esitemateriaalin avulla sekä tavattiin automaatiojärjestelmätoimittajien edustajia. Vaasan lähiseudulla käytössä oleviin mobiilirobottiratkaisuihin tutustuminen paikan päällä antoi hyvän käsityksen laitteiden toiminnallisuudesta ja tarjosi samalla tilaisuuden kuulla käyttäjien mielipiteitä. Lisäksi tiedonhaussa hyödynnettiin automaatiota käsittelevää kirjallisuutta ja aiheesta internetistä löytyvää materiaalia.
Työ koostuu nykyisen toimintamallin, tuotantotilojen ja taajuusmuuttajien kokoonpanossa käytettävien komponenttien kuvauksista sekä toimintafilosofioiden teoreettisesta tarkastelusta, automaation ratkaisuvaihtoehtojen esittelystä ja automatisoidun konseptin kuvauksesta. Automaatiokonseptissa kuvattu moderni tekniikka on yleisesti markkinoilla tarjolla. Laaditun konseptisuunnitelman ratkaisuja on mahdollista soveltaa skaalautuvasti erilaisiin kappaletavaran käsittely-ympäristöihin. Laitteiden tai järjestelmien toimittajiin ei työssä oteta kantaa. Järjestelmien rakenteiden ja toiminnan yksityiskohtainen suunnittelukaan ei kuulu työn piiriin, vaikka työssä on niitä kuvien avulla havainnollistettu. Materiaalivirtaan, tuotantoon ja tuotteisiin liittyviä toimeksiantajan liiketoiminnan kannalta salassa pidettäviä tietoja ei julkaista tässä työssä.
We are going through an exciting era of robots, machine vision systems, and a variety of automation technologies that are taking a leap forward. In recent years, the utilization of automation has also increased globally, including in manufacturing factories and logistics centers. The trend is expected to continue because automation is helping to achieve cost efficiency, delivery speed and quality. The need for flexible use of resources also guides the choice of automation solutions towards more adaptable systems. As a result, the share of mobile robotics is expected to increase. In Finland, investments for automation is also guided by the declining of the working-age population.
The work was started by observing the current production model, material flow and need of improvements at the Vaasa factory. Next phase was orient to the modern automation and mobile robot systems on the market with the help of demonstration materials and equipment vendors. Getting to know the mobile robot solutions on the Vaasa area gave a good understanding of the device functionality and offered the opportunity to listen to users' comments. In addition, the literature on automation and the information available on the internet was used to information collecting.
The work consists of a description of the current operating model and producion facilities, the components used in the assembly, as well as a theoretical examination of the operating philosophies, the presentation of automation solutions and the description of the automated concept. The modern technology described in the automation concept is available in the market. The solutions of the developed concept can be scalably applied to different environments. Equipment or system suppliers are not considered in this work. The detailed design of the structures and operation of the systems is outside the scope of this work, although there are some illustrative pictures. Material flow, production and product-related information that is confidential to the principal's business will not be disclosed in this work.