Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
A.A.W.J. Verdult Automated truck frame assembly. A feasibility study.
Doctoraalopdracht, Rapport 2006.TL.7078, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
De huidige productielijn voor de montage van vrachtwagen-chassisframes bij DAF is twintig jaar oud. Het montageproces verloopt nu nog voor het grootste gedeelte handmatig. Problemen met de ergonomie, de efficiency en met meedraaiende bouten tijdens het vastdraaien van de moeren vormden de aanleiding voor het hier onder beschreven onderzoeksproject. Doel ervan is uit te zoeken of een nieuwe en meer geautomatiseerde framemontagelijn technisch en financieel haalbaar is.
In het begin van de opdracht zijn de frames onderzocht. Een standaard ladderframe bestaat uit twee langsliggers die de dwarsliggers insluiten. De 1836 verschillende langsliggerparen geven een goed idee van de grote variëteit. Met een productie van ongeveer 41.200 truckframes per jaar zijn twee ploegen van twaalf mensen nodig voor het montagewerk en de kwaliteitscontrole. Van de werktijd is 60 à 70% nodig voor montage en controle, de rest wordt besteed aan de handling van onderdelen, administratie, uitpakken etc.
De mogelijkheden om een oplossing te vinden voor de ergonomische problemen en voor een reductie van de hoge arbeidskosten zijn gezocht op het vlak van de automatisering. Twaalf ideeën zijn beoordeeld. Daarvan zijn er hieronder enkele uitgewerkt: twee concepten voor de handling van langs- en dwarsliggers en twee mogelijkheden voor het schroefproces.
Handling, Concept 1
Automated guided vehicles (AGV's), voor de handling van de langsliggers Autonome carriers (Roboloop), voor het transport en positioneren van dwarsliggers Handling, Concept 2
Een kraansysteem, voor het positioneren van de langsliggers Bewegende pallets (Montaflex®), voor de handling van dwarsliggers Schroeven, Volautomatisch
Toevoeren en vastdraaien van de bouten en moeren Schroeven, Semi-automatisch
Automatisch vastdraaien van de bouten en moeren, de rest is handmatig
De onderzochte opties leveren grote voordelen op: halvering van de doorlooptijd, verbeterde kwaliteit en minder ergonomieproblemen. Er zijn echter ook problemen die opgelost dienen te worden. Concept 1 gebruikt AGV's, die aangepast dienen te worden om de positionering-nauwkeurigheid te halen. Het Montaflex® systeem in concept 2 geeft problemen met de te halen snelheid. Bij het schroeven zal een volautomatische straat voor het maken van de schroefverbindingen een complexe bouten- en moerentoevoer en minimaal 12 robots vergen. Een semi-automatische oplossing met 2 robots heeft het probleem van de meedraaiende bouten. Voor alle opties zijn de kosten ingeschat. Deze zijn vergeleken met de besparingskosten van zeven werknemers per ploeg. Concept 1, met een semi-automatisch schroefproces, voldoet het best aan de technische en financiële eisen. Samen zal dit 3,5 miljoen euro kosten.
Alleen de voormontage op de langsliggers en het handmatig vastzetten van de bouten blijven handmatig. Dit resulteert in een automatiseringsgraad van 57% en een Return On Investment (ROI) van 41%. De variabele assemblagekosten voor een frame zakken met 52% van € 52,2 naar € 24,9. Dit systeem is zeer innovatief en uitdagend. De financiële en technische voordelen maken dit systeem echter zeer aanbevelenswaardig.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
