Testpesade projekteerimise ja tootmise protsessi optimeerimine integreeritud CAD/CAM ja andmehaldustarkvara juurutamisega

Käesoleva lõputöö põhieesmärgiks on testpesade projekteerimise ja tootmise protsesside optimeerimine läbi integreeritud CAD/CAM süsteemi ning juurutades SolidWorks Enterprise PDM andmehaldustarkvara. Lõputöö autor on käsitlenud võimalikke koguprotsessi parendusettepanekuid. Antud lõputöö tegemise ajendiks on testpesade tootmisprotsessis esinevad mittevastavused, mis kanduvad edasi järgnevatesse tööetappidesse ja tekitavad omakorda suuri materjali- ning ajakadusid. Selgus, et töösse tuleb kaasata kogu testpesade tootmisprotsess. Lõputöös on töö autor käsitlenud testpesade tootmisosakonna reaalset probleemistikku ja sellega kaasnevaid kulusid ettevõttele. Töös on esitatud töö autori poolt koostatud osakonna struktuur ja kogu testpesa valmimisprotsessi voodiagramm. Voodiagrammil on kirjeldatud arvudega ligikaudsed mittevastavused ühe kuu arvestuses. Testpesasid on lihtsaid kui ka väga keerulisi ja paljudest osadest koosnevaid. Sõltuvalt testpesas esinevast veast, võib see selguda erinevates tootmisetappides. Mida hiljem viga avastatakse, seda suuremad on ettevõtte kulud testpesa taastootmiseks. Töö autori poolt kaardistatud andmete põhjal selgus, et isegi väga väikese vea tõttu lihtsas mudelis on raisatav ajakulu märkimisväärne ja summeerudes rahalises väljenduses suur. Projekteerija tehtud väike viga, kus kahe ava koordinaadid on vales kohas, toob projekteerijale kaasa paranduse sisse viimise ajaks ca 2 min, aga juba läbitud etappide kordamine võtab aega 40 min. Lisanduvad veel POM materjali kulud (sest detail on kasutuskõlbmatu), töötajate tööaja kulud, CNC freespingi väärtuslik tööaeg ja praagi parandamiseks kulunud kasumi osa. Töös käsitletud lihtsa näite põhjal on ühes kuus üleliigne tööjõukulu ja POM materjalikulu kokku 256 eurot. Õnneks selgus näites 1 ( punkt 2.7.1.) käsitletud viga CNC etapis ja enne koostamist. Käesoleva lõputöö (punktis 2.7.2.) on käsitletud valmis toodetud neljast detailist koosnevat mitte väga keerulist testpesa (vt lisa 3), mille viga avastati lõppfaasis testimisel. Ainult ühe sellise testpesa korduvtootmiseks kulunud aeg oli kokku ca 5,5 tundi, rahaliselt teeb see ühes kuus ligikaudu 1330 eurot. Vigane, mittevastav testpesa tuleb lammutada, mis on aeganõudev käsitöö. Testpesa koosneb paljudest erinevatest komponentidest ja sisaldab kalleid testpinne ning hülsse, mille korduvkasutamine on tihti võimatu, sest need purunevad välja võtmisel. Lisanduvateks kuludeks on veel töötajate ajaline ressurss ja kõigi nelja detaili POM materjal. Praagi parandamisega samaaegselt ei ole võimalik toota uusi tooteid ja ettevõtte kasum väheneb ning lisaks võivad kannatada tarneajad. Arvestades tootmisprotsessis esinevaid mittevastavusi, kulub ettevõttel rahaliselt märkimisväärne summa mittevastavuste parandamiseks. Hetkel kasutusel olevad CAD/CAM tarkvaralised lahendused on iganenud ja ei võimalda mittevastavuste puhul kiiresti muutusi sisse viia. Kasutatava tarkvaraga ei ole võimalik rahvusvaheline koostöö ning hetkel puudub üldse faili-ja andmehaldustarkvara. Töö autori seisukohalt kaasaegne integreeritud CAD/CAM tarkvaralahendus koos SolidWorks EPDM andmehaldustarkvaraga võimaldab oluliselt kiirendada tootmisprotsessi. Teostatud hetkeolukorra ja uue CAD projekteerimistarkvara vaheline võrdlus näitab, et investeeringud tasuvad ära ja aastane võit on juba märkimisväärne. Samuti näitavad EPDM ROI esialgsed kalkulatsioonid, et andmehaldustarkvara juurutamine võimaldab ettevõttel säästa kolme aasta peale rahaliselt 71 667 eurot. Tootearenduse ettepanekuna tuuakse töö autori poolt esile vajadus toodete standardiseerimiseks, uute tehnoloogiate juurutuseks ja FMEA rakendamiseks testpesade tootmisprotsessis. FMEA on vajalik ettevalmistus edukaks ISO standardi juurutamiseks tulevikus ka testpesade osakonnas. Testpesade protsessile kohandatud FMEA aitab kaardistada mittevastavusi ja võimaldab tulevikus potentsiaalseid vigu minimaliseerida, mille tulemusena parendatakse kogu testpesade tootmisprotsessi. Koostöös tarkvara arendajatega on oluline juurutada testpesade tootmiseks sobilik CAM lahendus, mis on ka järgmiseks reaalseks sammuks testpesade tootmisprotsessis.

Designing and creating CAM programs for testing counterparts in PKC Keila factory are currently in different software environments and there is no well-established data management software. Also international cooperation is difficult. In the design stage (CAD), there are a lot of design errors that are passed on to subsequent stages of production. Frequent mismatches cause great loss of material, wasted time and work stoppages. The company spends a significant part of the profits on products remaking. According to the thesis, the example discussed in section 2.7.2, counterpart remaking takes 88 euros and 70 cents. Similar 15 design errors a month will be about 1,330 euros plus machine time and costs caused by work stoppages. The above-mentioned problems - the need for process and product development - determined the topic and aim of the present thesis. The aim of the thesis is to optimize the manufacturing of testing counterparts using integrated CAD/CAM system with SolidWorks Enterprise PDM (product data management) software to make production more efficient and increase profitability. Software solutions currently in use are obsolete. In order to increase cooperation with the other factories of the group, harmonization of the CAD software resources needs to be done. In order to reduce errors in designing a new integrated CAD/CAM system with SolidWorks Enterprise PDM software needs to be implemented. CAD/CAM system integration with the SolidWorks Enterprise PDM software implementation  improves file and data management,  accelerates the flow of information between designers,  easily produces customized bills of materials (BOMs),  significantly improves cooperation and mutual understanding between CAD designer and CAM engineer,  helps to ensure the quality of products,  ensurse better security of supply and thereby will increase customer satisfaction. The current situation and new CAD software comparison shows that the investment will pay off, and the annual gains will be significant. EPDM ROI calculations also show that the implementation of data management software enables the company to save, which is financially 71,667 euros per three years. Product development suggestion is the need for standardization of products, new technologies, deployment and implementation of FMEA in the manufacturing process of testing counterparts. FMEA, customized for testing counterparts production helps to map design erros and allows to minimize the potential errors in the future. It is important in cooperation with software developers to implement a suitable CAM solution, which is also the next step in the testing counterparts manufacturing process.