Hållbara produktionssystem

 1. INDUSTRIELL PRODUKTION 19

• 1.1 Begrepp och definitioner 19
  • 1.1.1 Industriella tillverkningsmetoder 20
  • 1.1.2 Produktframtagning 22
  • 1.1.3 Kund- och produktionsvärde samt kärnverksamhet 26
•  1.2 Tillverkningsindustrins förutsättningar 28
  •  1.2.1 Trender och samhällsutmaningar 29
  •  1.2.2 Hållbar utveckling 31
  •  1.2.3 Kritiska råvaror 31
•  1.3 Tillverkningsindustrins utveckling 32
•  1.4 Samverkan och integration inom företag 37
  •  1.4.1 Intern företagsintegration 38
  •  1.4.2 Produktionsteknisk utveckling i linje med Next Step 39
•  1.5 Produktionsutveckling och forskningsparadigm 41
•  1.6 Utveckling av produktion i tillväxtländer 42
•  1.7 Tillverkningsindustrins olika branscher 45

 2 PRODUKTIONSTYPER OCH LAYOUTER 49

•  2.1 Tillverkning av produkter och komponenter 49
•  2.2 Huvudtyper av layouter vid tillverkning 51
•  2.3 Flödes- och transferlinjer 54
  •  2.3.1 Flödeslinjer 54
  •  2.3.2 Transferlinjer 55
  •  2.3.3 Uppbyggnad av flödeorienterad tillverkning 56
•  2.4 Produktverkstäder och flödesgrupper 64
•  2.5 Fraktala fabriker 65
•  2.6 Gruppteknologiska synsätt 67
  •  2.6.1 Gruppteknologibaserad flödestillverkning 67
  •  2.6.2 Strategisk gruppteknologi och produktion 70
  •  2.6.3 Modularisering och plattformstänkande 71
•  2.7 Flexibel tillverkning och flexibla flödesvägar 72
  •  2.7.1 Numerisk styrning, NC, CNC och CADCAM 74
  •  2.7.2 FMS och CIM 82
  •  2.7.3 Formationer för flexibla tillverkningssystem 84
  •  2.7.4 Funktioner i ett flexibelt tillverkningssystem 87
  •  2.7.5 Samordnande och övervakande enhet 91

 3 PRODUKTIONSTIDER OCH KOSTNADER 93

•  3.1 Produktionstid och takt 93
  •  3.1.1 Tidsåtgång och takt vid serietillverkning 93
  •  3.1.2 Tidsåtgång och takt vid flödestillverkning 99
  •  3.1.3 Övergripande produktionskapacitet 100
•  3.2 Allmän beräkning av tillverkningskostnaden 100
  •  3.2.1 Kostnadsmodell för en planeringspunkt 101
•  3.3 Detaljkostnaden vid reducerad beläggning 113
•  3.4 Kostnad vid fördröjd eller förlorad produktion 116
•  3.5 Kostnadsdrivare vid diskret tillverkning 117
•  3.6 Årlig tillverkningskostnad för en komponent 118

 4 PRODUKTIONSKAPACITET OCH BELÄGGNING 121

•  4.1 Produkter i arbete, PIA. 121
•  4.2 Årlig efterfråga och produktionskapaciteten 122
•  4.3 Planerad och verklig utrustningskostnad 123
•  4.4 Karakteristisk detalj och tillverkningskostnader 124
  •  4.4.1 Beräkning av karakteristiska data för en produktfamilj 125
  •  4.4.2 Produktionstid för en karakteristisk detalj 126
  •  4.4.3 Kostnader baserade på karakteristisk detalj 129
  •  4.4.4 Produktionsplanering baserad på karakteristisk detalj 133

 5 PRODUKTIONSRELATERADE NYCKELTAL, KPI 137

•  5.1 Introduktion till nyckeltal, KPI:er 137
  •  5.1.1 Användning av KPI:er 137
  •  5.1.2 Krav på och val av KPI:er 138
  •  5.1.3 Exempel och utformning av KPI:er 139
•  5.2 Tekniska, ekonomiska och administrativa nyckeltal 139
  •  5.2.1 Tillgänglighet A och utnyttjandegrad U 140
  •  5.2.2 Totaleffektiviteten E, Eq, OPE och OEE 143
  •  5.2.3 Produktivitet 146
•  5.3 Tillverkningsekonomisk verkningsgrad, TEV 146

 6 SYSTEMATISK PRODUKTIONSANALYS, SPA 149

•  6.1 Produktionssäkerhet och dess uppbyggnad 149
•  6.2 Resultatparametrar 150
  •  6.2.1 Kvalitetsförluster 150
•  6.3 Stilleståndsförluster. 163
•  6.4 Taktförluster 164
•  6.5 Miljö- och kretsloppsparametrar. 164
•  6.6 Styrande faktorer och faktorgrupper 164
•  6.7 Produktionssäkerhetsmatrisen och uppföljningar 167
•  6.8 Data för en Systematisk ProduktionsAnalys 169
  •  6.8.1 Protokoll för produktionsuppföljning 170
  •  6.8.2 Uppbyggnad av matrisen 171
•  6.9 Olika typer av produktion och produktionsanalyser 172
  •  6.9.1 Manuell och automatiserad produktion 172
  •  6.9.2 Enstyckstillverkning kontra masstillverkning 173
•  6.10 Praktiska exempel med SPA/PSM 173
  •  6.10.1 Analys av en stångautomat 173
  •  6.10.2 Formning av skarvat ämne 176
  •  6.10.3 Exempel på teknisk bedömning 179
•  6.11 Slutsatser knutna till SPA/PSM 183

 7 PRODUKTIONSSYSTEM OCH MATERIALHANTERING 185

•  7.1 Detaljkostnad vid sekventiella processteg 185
•  7.2 Tillverkningskostnad för modul och produkt. 188
•  7.3 Kvalitetssäkring och kostnadsaspekter 189
•  7.4 Kostnader vid materialhantering 190
  •  7.4.1 Pallekvivalent 192
  •  7.4.2 Tid- och avståndsanalyser ur ett kostnadsperspektiv 193
  •  7.4.3 Kostnader för intern materialhantering 194
•  7.5 Bundet kapital och produktionskostnader 195

 8 EKONOMISKT STYRD PRODUKTIONSUTVECKLING 197

•  8.1 Inledning 197
•  8.2 Målfunktioner för produktionsutveckling 198
•  8.3 Produktionskostnaden som målfunktion 199
  •  8.3.1 Kostnadsneutrala förändringar med
     oberoende variabler 202
  •  8.3.2 Viktade kostnadsderivator 206
  •  8.3.3 Ställtid kontra produktionstid 209
•  8.4 Tillverkningsekonomisk simulering för givna indata 211
  •  8.4.1 Möjligheter med TillverkningsEkonomisk Simulering 213
  •  8.4.2 Kostnadsanalys vid sekventiella produktionssteg 219
  •  8.4.3 Tekniksprång och produktionsutveckling 221
  •  8.4.4 Generell faktorgruppsbaserad produktionsutveckling 222
  •  8.4.5 Cellvisa kostnader 224
  •  8.4.6 Faktorgruppsbaserad produktionsutveckling 228
•  8.5 Teknisk bedömning vid produktionsutveckling 243
  •  8.5.1 PSM som stöd vid forskning och utveckling 243
•  8.6 Inkrementell produktionsutveckling 250
  •  8.6.1 Introduktion till inkrementell produktionsutveckling 250
  •  8.6.2 Principen för inkrementell produktionsutveckling 250
  •  8.6.3 Tillämpning av inkrementell produktionsutveckling 251
•  8.7 Artificiell Intelligens inom produktionsområdet 252
  •  8.7.1 Introduktion till artificiell intelligens 253
  •  8.7.2 Maskininlärning - Machine Learning 253
  •  8.7.3 Processövervakning 255
  •  8.7.4 Verktygsövervakning och kvalitetssäkring 257
•  8.8 Automation och produktionsutveckling 260
  •  8.8.1 Motiv och drivkrafter för ökad automation 260
  •  8.8.2 Automatisering, automation och flexibilitet 262
  •  8.8.3 Ekonomisk beskrivning av automationsnivån 265
•  8.9 Produktionsutveckling kan ge överkapacitet 266

 9 OPTIMERING AV TILLVERKNINGSSYSTEM 267

• •  9.1 Introduktion till tillverkningsekonomisk optimering 267
  •  9.2 Optimal batchstorlek vid tillverkning 267
    •  9.2.1 Ekonomisk orderstorlek, EOQ 268
    •  9.2.2 Tillverkning och lagerkostnad 268
    •  9.2.3 Optimal batchstorlek 273
    •  9.2.4 Jämförelse mellan olika samband för optimal
      batchstorlek 274
    •  9.2.5 Exempel på speciella materialrelaterade lagringsbehov 275
•  9.3 Optimering av bemanningsnivå 276
  •  9.3.1 Introduktion till bemanningsoptimering 276
  •  9.3.2 Cykeltid och antalet operatörer 277
  •  9.3.3 Tillverkningskostnad och antalet operatörer 278
•  9.4 Optimal automationsnivå vid diskret tillverkning 280
  •  9.4.1 Generella effekter av olika automationsnivå 280
  •  9.4.2 Begränsningar i metod och arbetssätt 281
  •  9.4.3 Ekonomisk definition av automationsnivå 281
  •  9.4.4 Metod för optimering av xLoA 282
  •  9.4.5 Detaljkostnaden för olika automationsnivåer 283
  •  9.4.6 Exempel på optimering av automationsnivån 284
  •  9.4.7 Slutsatser angående val av automationsnivå 289
•  9.5 Kostnadsmodellering av balanseringsförluster 291
  •  9.5.1 Produktionslinjens effektivitet och
    balanseringsförluster 292
  •  9.5.2 Detaljkostnadens beroende av balanseringsförluster 293
  •  9.5.3 Sammanfattning och begränsningar 295

10 APPLIKATIONSANPASSADE KOSTNADSMODELLER 297

•  10.1 Introduktion till anpassade modeller 297
• 10.2 Modell för skärande bearbetning 301
  •  10.2.1 Cykeltidens uppbyggnad vid skärande bearbetning 301
  •  10.2.2 Verktygslivslängd och livslängdsmodeller 305
  •  10.2.3 Antalet arbetsstycken per skärverktyg 307
  •  10.2.4 Kassationer i anslutning till verktygsbyten 308
  •  10.2.5 Tidsåtgång för att tillverka en batch 310
  •  10.2.6 Processintegrerad kostnadsmodell 310
  •  10.2.7 Bearbetningskostnad per volymenhet 314
  •  10.2.8 Detaljkostnad vid varierande skärbarhet 315
  •  10.2.9 Detaljkostnaden och verktygets prestanda 317
  •  10.2.10 Slutsatser och konklusioner 318
•  10.4 Ekonomisk modell för renovering och underhåll 329
  •  10.4.1 Modellbeskrivning för underhåll och renovering 330
  •  10.4.2 Kostnadsmodellering av underhåll och renovering 331
  •  10.4.3 Slutsatser och generell användning av modellen 334
•  10.5 Modell för enstycks- och kortserietillverkning 336
  •  10.5.1 Kostnadsdrivare vid enstyckstillverkning 336
  •  10.5.2 Kostnadsmodellering av enstyckstillverkning 338
•  10.6 Modell för kontinuerliga processer 340
  •  10.6.1 Produktionstakt för kontinuerliga processer 340
  •  10.6.2 Produktionskostnader vid kontinuerlig tillverkning 341
•  10.7 Modell för mineralkrossning och siktning 342
  •  10.7.1 Introduktion till kostnadsmodell för C&S 342
  •  10.7.2 Kostnadsmodell för en produkt 342
  •  10.7.3 Kostnadsmodell för C&S anläggning med flera
    produkter 344

 11 STÖRNINGSANALYS, STATISTIK OCH KOSTNADER 345

•  11.1 Introduktion till produktionsdata och statistik 345
•  11.2 Statistiska fördelningar. 345
  • 11.2.1 Geometrisk fördelning och exponentialfördelning 346
  •  11.2.2 Weibullfördelning och gammafördelning 349
  •  11.2.3 Normalfördelning 350
•  11.3 Funktionssannolikhet 351
•  11.4 Behandling av insamlade data och TBF/DT-cykler 354
  •  11.4.1 Feluppskattning vid anpassning av mätdata 356
  •  11.4.2 Anpassning av data och val av uppföljningstid 357
  •  11.4.3 Empiriska fördelningar och funktionsanpassning 359
  •  11.4.4 Statistisk dimensionering av buffertar 362
•  11.5 Mixade fördelningar och funktionsanpassning 368
  •  11.5.1 Mixade fördelningar och relationen till PSM 368
  •  11.5.2 Statistisk identifiering av orsakssamband 370
•  11.6 Dynamiska tillverkningskostnader 374
  •  11.6.1 Exempel på dynamiska förluster 376
  •  11.6.2 Dynamiska kostnader och produktionsutveckling 377

 12 SIMULERING AV TILLVERKNINGSKOSTNADER 381

•  12.1 Dynamisk simulering av tillverkningskostnader 381
• 12.2 Val av statistiska fördelningar 382
  •  12.2.1 Symmetriska eller asymmetriska fördelningar 383
  •  12.2.2 Speglad och supersymmetrisk Weibullfördelning 383
  •  12.2.3 Bestämning av statistiska konstanter och parametrar 384
•  12.3 Indata och val av kostnadsparametrar 389
•  12.4 Dynamisk simulering av tillverkningskostnaden 390
  •  12.4.1 Exempel på statistiska indata 391
  •  12.4.2 Osäkerhet kring inköp och maskintimkostnad 393
  •  12.4.3 Simulering av detaljkostnaden med oberoende
    variabler 394
  •  12.4.4 Simulering av erforderlig produktionstid 396
  •  12.4.5 Tillverkningskostnaden för beroende variabler 397

 13 RESURSEFFEKTIV PRODUKTION 401

• • •  13.1 Lean Production som utvecklingskoncept 401
    •  13.2 Modellbeskrivning av Lean Production 402
      •  13.2.1 Resurseffektiv tillverkning och Lean Manufacturing 403
      •  13.2.2 Byggstenar i en resurseffektiv tillverkning 404
•  13.3 Ericssons modell av Lean Manufacturing 406
  •  13.3.1 Kontinuerliga förbättringar genom dynamiska
    effekter 407
  •  13.3.2 Visualiseringssystem 407
  •  13.3.3 Reducering av störningar 414
•  13.4 Six Sigma − Ett kompletterande verktyg 414
•  13.5 Lean Production, Six Sigma och SPA/PSM 416
•  13.6 Verktyg och metoder för resurseffektiv produktion 417
  •  13.6.1 DFMA (Design for Manufacturing and Assembly) 417
  •  13.6.2 QFD (Quality Function Deployment) 419
  •  13.6.3 FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) 420
  •  13.6.4 JIT (Just-In-Time) 421
  •  13.6.5 Värdeflödesanalys, VFA 422
  •  13.6.6 Kanban 423
  •  13.6.7 TPM (Total Productive Maintenance) 424
  •  13.6.8 OEE som verktyg 425
  •  13.6.9 Underhåll och konceptet kring operatörsunderhåll 426
  •  13.6.10 5S 428
  •  13.6.11 Pareto- och Ishikawa-diagram 430
  •  13.6.12 Statistisk processtyrning, SPC 431
  •  13.6.13 QC-cirklar och TQC 432
  •  13.6.14 Gruppteknologi och flödesgrupper 433
  •  13.6.15 Five why 434
  •  13.6.16 Automatiskt stopp 435
  •  13.6.17 SMED 435
  •  13.6.18 Andon 438
  •  13.6.19 Små eller inga lager eller buffertar 438
  •  13.6.20 Kaizen 440
•  13.7 Plan för att realisera resurseffektiv produktion 441
  •  13.7.1 Sammanställning av arbetssätt och verktyg 442
•  13.8 Val av effektivitetshöjande verktyg och metoder 442
  •  13.8.1 Aktiviteter knutna till val av verktyg och metoder 442
  •  13.8.2 Implementering av verktyg och metoder 445
  •  13.8.3 Ekonomisk bedömning av verktyg och arbetssätt 446

 14 TILLVERKNING OCH HÅLLBAR PRODUKTUTVECKLING 449

•  14.1 Hållbar utveckling 449
•  14.2 Miljöföroreningar knutna till produktion 451
• •  14.2.1 Föroreningar i allmänhet 452
  •  14.2.2 Legeringsämnen, föroreningar och processtillsatser 453

•  14.3 Hållbar cirkulär ekonomi i ett produktionsperspektiv 454
  •  14.3.1 Cirkulär metallåtervinning i ett globalt perspektiv 456
  •  14.3.2 Materialdegradering efter flera återvinningscykler 457
  •  14.3.3 Krav på hållbar cirkulär återvinning 459
•  14.4 Produktrealisering och återvinning 459
•  14.5 Grundkoncept för återvinning 462
•  14.6 Materialvalets betydelse 465
•  14.7 Miljöanpassad produktframtagning 468
•  14.8 Produktionsanpassade produkter 469
  •  14.8.1 Samverkan mellan konstruktion och produktion 469
  •  14.8.2 Samverkan i olika produktfaser 470
  •  14.8.3 Miljöanpassad produkt- och produktionsutveckling 473
  •  14.8.4 Minskad miljöbelastning vid produktutveckling 475
•  14.9 Metodik och synsätt för miljöintegrering 478
•  14.10 Kritiska råvaror  En nyckelfråga för industrin 478
  •  14.10.1 EU:s värdering av kritiska råvaror 479
  •  14.10.2 Import och tillgång på CRM 479
  •  14.10.3 CRM i produktionstekniska sammanhang 481

 15 TRENDER OCH PRODUKTIONSLOKALISERING 483

•  15.1 Trender inom global produktion och lokalisering 483
  • 15.2 Samhällsutmaningar och utvecklingsprogram 485
    •  15.2.1 Forsknings- och utvecklingsagendor 485
•  15.3 Nya teknologier och drivkrafter för utveckling 487
  •  15.3.1 Trender, nya teknologier och dess implementering 488
  •  15.3.2 Industriell digitalisering vid skärande bearbetning 492
  •  15.3.3 Försörjningskedjor och samverkan mellan regioner 494
•  15.4 Strategier för lokalisering av produktion. 495
  •  15.4.1 Faktorer och incitament för olika lokaliseringsalternativ 496
  •  15.4.2 Risker och potential med olika lokaliseringsalternativ 498
  •  15.4.3 Beslutsstöd vid lokalisering 500

 16 KOSTNADS- OCH PRESTANDAANALYS, CPR 509

•  16.1 Introduktion till kostnads- och prestandaindex 509
  •  16.1.1 Grundläggande definitioner 510
•  16.2 Exempel på CPRA för verktyg och verktygssystem 511
  •  16.2.1 Beräknade CPRA vid skärande bearbetning i
    manganstål 511
  •  16.2.2 Beräknade CPRA för bearbetning i Alloy 718 515
  •  16.2.3 Statistisk analys av CPRA 520
•  16.3 Exempel på CPRC för olika maskinkoncept 521
  •  16.3.1 Exempel på användning av CPRC 521
•  16.4 Dynamisk modell för CPR analys 527
•  16.5 Användning av CPR 528

 17 OFFERTARBETE OCH PRISSÄTTNING 531

•  17.1 Introduktion till offerter och offertarbete 531
  •  17.1.1 Speciella situationer vid offertarbete 532
  •  17.1.2 Etiska och moraliska överväganden vid offertarbete 532
•  17.2 Offertarbete och hantering av mottagna order 533
  •  17.2.1 Checklista för bedömning av offertförfrågan 534
  •  17.2.2 Offertarbetet och dess ingående delar 535
  •  17.2.3 Datorstöd för beräkning av produktionsparametrar 535
  •  17.2.4 Aktiviteter efter order mottagits 537
  •  17.2.5 Geometri- och teknologiberedning efter erhållen order 538
  •  17.2.6 Standarder vid orderberedning 539
  •  17.2.7 Digitalt stöd för beräkning av ekonomiska produktionsdata 540
•  17.3 Prissättningsmodeller vid tillverkning 545
  •  17.3.1 Marknadsbaserad prissättning 545
  •  17.3.2 Kostnadsbaserad prissättning 550
  •  17.3.3 Kundvärdesbaserad prissättning 555
  •  17.3.4 Hybridprissättning och slutsatser knutet till
    prissättning 555
• 17.4  Värdering av offerter 555

 18 FÖRETAGSINTEGRATION OCH LEDNING 557

•  18.1 Företagsintegration i tre dimensioner 557
  •  18.1.1 Vertikal integration och samverkan 559
  •  18.1.2 Tvärfunktionell samverkan och integration 568
  •  18.1.3 Horisontell integration 570
•  18.2 Produktionsledning och styrelsearbete 572
  •  18.2.1 Ledning och ledarskap 572
  •  18.2.2 Teambildning och teamkontrakt 574
  •  18.2.3 Viktiga produktionsfrågor i ledning och styrelse 576
•  18.3 Samverkan mellan industri och akademi 579

 INDEX 582