Toote disainist tulenev toodetavus sõiduki lisaakukasti näitel

Tootedisaini lahendused on tänapäeval olulise tähendusega, sest tooted pole mitte ainult keerulised, vaid ka nende tootmisprotsess on suuremahulisem ning keerukam. Selleks, et tootjatel oleks võimalik jõuda toote prototüübist masstootmiseni ja kaugemalegi on vaja tootmist ja tootedisaini optimeerida, kaasates protsessi nii insenerid kui ka disainerid. Kogu tootmisprotsess peab olema hästi läbi mõeldud, et oleks võimalik kulusid optimeerida ja tootmist lihtsustada. Tootedisain loob ettevõtetele konkurentsieelise ja on üheks olulisemaks tõukejõuks tulemuslikkusel. Tänapäeval on tootedisainist saanud peamine vahend toodete eristamiseks tiheda konkurentsiga turul. Seetõttu käsitleti töös ka tootedisaini olulisust ning selle nelja dimensiooni: esteetika, funktsionaalsus, sümboolika ja ergonoomilisus. Samuti käsitleti kolme erinevat tootedisaini planeerimisprotsessi tüüpi, milleks on DFM, DFA ja DFMA. Need metoodikad aitavad mõista, kuidas on võimalik tootearenduses kulusid kokku hoida ning tagada konkurentsieelis ning parem kvaliteet. Töös kirjeldati nende metoodikate rakendamise erinevusi, eelised ja puuduseid. Autori huvi oli neid metoodikaid siduda ka valitud uurimisobjekti ehk sõiduki lisaakukasti tootmisprotsessiga ning leida metoodikate rakendamise kasutegureid ja miinuseid. Töö autor uurib toote disainist tulenevat toodetavust sõiduki lisaakukasti näitel ettevõttes AT&G OÜ. Töös kasutatavad andmed on kogutud autori poolt ettevõttes teostatud mõõtmete tulemusena ning ettevõtte antud sisendist. Töö metoodika osas on kõigepealt leitud sõiduki lisaakukasti detailide töötlemisele kuluv aeg igas tootmisetapis. Seejärel on leitud operatsioonietappidele vastavad töötasud ning leitud seadmete kulu, mille järel oli võimalik leida operatsioonide kogukulu. Tootmisetappidele kuluvat aega ning kogukulu leidis autor nii väikeseeria tootmise kui ka masstootmise korral. Väikeseeria tootmise korral on arvestatud, et toodetakse neli lisaakukasti ning masstootmisel 100 lisaakukasti. Selleks, et hinnata tootmisoperatsioonidele kuluvat aega on leitud tootmisvood ehk ajad, mille jooksul tootmine jõuab lõpuni. Selleks, et leida toote omahind, tuli leida kõigepealt lisaakukasti 48 erineva detaili maksumused, arvestades seejuures ka detailidega, mida on akukastil rohkem kui üks. Sama protsess tuli läbi viia ka masstootmise korral. Selleks, et hinnata millise aja jooksul tuleb kliendi nõudluse täitmiseks tooteid toota, leidis autor taktajad. Samuti leiti tsükliajad, mis näitavad, kui palju võime kulutada aega ühe tootmisoperatsiooni peale ning aitab tootmisprotsessi paremini planeerida. Töös leitakse ka mõlema tootmise korral minimaalne töötajate arv seadmete teenindamiseks ning liini tasakaalustamise efektiivsus. Väikeseeria tootmistulemused näitavad, et ettevõttel on võimalik tooted õigeaegselt valmistada. Autori teostatud tootmisvoo tabelist joonistub ilusti välja, et tootmisvoo kestus on 28,5 tundi ehk 3,6 päeva, mis on väiksem kui planeeritud tööaeg 5 päeva. Taktaeg väikeseeria tootmise korral on 10 tundi/ ühe lisaakukasti kohta. Kui autori poolt teostatud tootmisvoog ühe lisaakukasti tootmisel andis ajakuluks 9 tundi, siis taktaja põhjal saab teha järelduse, et tegelik tootmisaeg on kiirem. Autor leidis, et tsükliaeg on 2,25 tundi, selle aja jooksul tuleb teostada üks tootmisoperatsioon. Minimaalseks töötajate arvuks leidis autor 5 inimest ning liini tasakaalustamise efektiivsus on 104%. Autor leidis, et toote omahind on väikeseeria tootmisel 1672,32 eurot. Masstootmise puhul on tootmisvoo pikkuseks 505 tundi ehk 63,1 päeva, mis on samuti väiksem kui planeeritud tööaeg 90 päeva. Taktaeg masstootmise korral on 7,2 tundi/ ühe lisaakukasti kohta. Seda on 2,8 tundi vähem, kui väikeseeria tootmisel. Autor on leidnud masstootmise tsükliajaks 0,09 tundi ehk 5,4 minutit. Kuna iga operatsiooni jaoks on nii vähe aega, siis võib järeldada, et praeguse võimsuse juures ei ole võimalik protsesse korralikult teostada ning praagi osakaal võib suurneda. Kokkuvõtvalt saab järeldada, et ettevõttel ei ole sellist võimsust, et masstootmist hetkel rakendada ning samas ei ole ka nii suurt nõudlust hetkel. Minimaalseks töötajate arvuks leidis autor 181 inimest ning liini tasakaalu efektiivsuseks 99,75%. Seega vajaks ettevõte enne masstootmist väga suurt ettevõtte laiendust ning tööle tuleks võtta väga palju inimesi. Väiksemate koguste tootmine on ettevõtte jaoks lihtsam, nii paljude komponentidega (48 detaili) toote puhul oleks tootmiskiiruse tõstmine ning laienemine keeruline. Ühe lisaakukasti omahind masstootmise puhul on 1450,16 eurot, mis on väiksem, kui väikeseeria tootmisel. Töö tulemused ja järeldused annavad ülevaate, milline tootmine on ettevõtte jaoks kasulik ning kas masstootmine oleks võimalik kui nõudlus kasvab. Lisaks eelneval saab antud töö tulemusi ning järeldusi kasutada ka järgnevate uuringute aluseks. Ettepanek edasisteks uuringuteks oleks uurida võimalusi tooteprotsessi automatiseerimiseks, et kiirendada ja tõhustada tootmist. Kuna aga automatiseerimisega kaasneb üsna palju kulusid, võiks uurida, kuidas automatiseeritud protsessid aitaksid kiirendada tootmist ning leida selle tasuvus. Uuringu täiustamisel võiks uurida ja leida ka allhangete kasutamise eelise ja tasuvuse, kus AT&G OÜ teostaks vaid kooste ning tehnilise kontrolli.

The following thesis is Manufacturability due to Product Design on the Example of a Vehicle Additional Battery Box. Nowadays, thinking about product design is crucial because products and large-scale production processes are becoming more and more complex. In order for manufacturers to be able to go from product prototype to mass production, it is necessary to optimize production and product design. The entire production process must be well thought out in order to optimize costs and simplify production. Smart design solutions and efficient processes help to stay competitive. The manufacturability resulting from the design of the product, using the example of the vehicle's additional battery box, has not been studied before. Effective strategies to improve production have also not been discussed. Examining the manufacturability resulting from the product design helps to clarify whether and how the design of a product could be changed to make the product simpler, cheaper to produce and have fewer components. Consequently, the aim of this work is to assess the manufacturability resulting from the design of the product using the example of a vehicle's additional battery box. To achieve the goal of the work, the author set the following research questions: 1.What are effective strategies to improve the productability of the additional battery box resulting from the product design? 2.What are the advantages and disadvantages of small series production of additional battery box? 3.What are the advantages and disadvantages of mass production of additional battery box? The work provides an overview of the importance of product design and the types of product design planning processes: DFM (Design of Manufacturing), DFA (Design of Assembly) and DFMA (Design for Manufacturing and Assembly). These methodologies help to understand how to save costs in product development and also to ensure greater competitiveness and quality. The author's interest was in their theories to understand the differences, advantages and disadvantages of each of them in the production process and how they are applied. The author of the work examines the manufacturability arising from the design of the product using the example of the vehicle's additional battery box in the company AT&G OÜ. All calculations are found in the work both for small-series production (4 additional battery boxes) and for mass production (100 additional battery boxes). As for the methodology of work, the time spent on processing the parts of the vehicle's additional battery box is found first. The salaries corresponding to the operational stages have then been found, as well as the cost of the equipment and total cost found. In order to estimate the time spent on production operations, production flows have been found, that is, the times during which production is completed. In order to find the cost price of the product, it was first necessary to find the costs of the 48 different parts of the additional battery box, while also taking into account the details that the battery box has more than one. In order to estimate the period of time in which products must be produced in order to meet customer demand, the author also found takt time. The author also found cycle times,which show how much time we can spend on a single production operation. The work also finds the minimum number of employees for servicing the equipment for both productions, as well as the efficiency of the line balancing. Small series production results show that the company is able to manufacture products on time. From the production flow table performed by the author, it can be clearly seen that the duration of the production flow is 28.5 hours or 3.6 days, which is less than the planned working time of 5 days. The takt time for small series production is 10 hours/per additional battery box. If the production flow carried out by the author for the production of one additional battery box gave a time consumption of 9 hours, then based on the takt time, it can be concluded that the actual production time is faster. The author found that the cycle time is 2.25 hours, during this time one production operation must be performed. For the minimum number of employees, the author found 5 people, and the efficiency of the line balance is 104%. The author found that the cost price of the product is 1672,32 euros for small series production. In the case of mass production, the length of the production flow is 505 hours or 63.1 days, which is also less than the planned operating time of 90 days. The takt time for mass production is 7.2 hours/per additional battery box. The author has found a mass production cycle time of 0.09 hours or 5.4 minutes, which at current capacity is a very short for any process. At the moment, there is no capacity to implement mass production, and at the same time there is not so much demand. The author found a minimum number of employees of 181 people and the efficiency of the line balance is 99.75%. Thus, before mass production, the company would need a very large expansion of the company and a large number of people would have to be hired. The cost price of one additional battery box for mass production is 1450.16 euros, which is less than for small series production. The results and conclusions of the work provide an overview of what kind of production is beneficial for the company, as well as whether mass production would be possible if demand grows. In addition to the above, the results and conclusions of this work can also be used as a basis for subsequent studies. A suggestion for further research would be to explore ways to automate the product process in order to speed it up and make it more efficient. However, since automation involves quite a lot of costs, one could investigate how automated processes could help speed up production and find its profitability. When improving the study, the advantage and profitability of using outsourcing could also be studied and found, where AT&G OÜ would only carry out assembly and technical inspection.