Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Scania Ferruform“

Teknologiska framsteg ökar trycket på organisationer att ständigt förbättra sig för att möta kundens förväntningar. Ur ett helhetsperspektiv är logistiken en central del för en organisations konkurrenskraftighet på marknaden genom skapandet av effektivare flöden. För att uppnå effektivare flöden anses ofta digitalisering och automatisering som viktiga stöttepelare. Dessutom kan Lean Production bidra till effektivare flöden framförallt genom dess fokus på eliminering av icke-värdeskapande aktiviteter i verksamheten. Scania Ferruform i Luleå ska framöver öka sin produktionstakt och en effektivisering av deras slutflöde för bakaxeltillverkningen är därför nödvändig för att kunna säkerställa fullständiga leveranser till kund. Dagens flöde är ineffektivt och innehåller flertalet slöserier som inte bidrar med något värde till kunden. Det finns därför ett behov av automatisering av slutflödet för att uppnå ett jämnare och effektivare flöde. Dessutom behöver lagerstorlekarna utredas för att säkerställa fullständiga leveranser till kund inför den kommande kapacitetshöjningen. Syftet med studien är därför att undersöka hur en tillverkande organisation kan effektivisera sitt materialflöde inför en kommande kapacitetshöjning. Syftet besvaras genom följande undersökningsmål (UM): UM: “Målet med denna studie är att presentera en framtida produktionslayout för slutflödet med tillhörande arbetsmetod för hantering av bakaxlar.” För att uppnå syftet med studien utfördes intervjuer och observationer för att skapa sig en förståelse av nuläget. Utifrån analysen av det nuvarande flödet kunde 18 slöserier identifieras. Vidare utfördes simuleringar och beräkningar för att fastställa lagerstorlekar samt antalet Q-gates och läckagetestanordningar. Detta medförde att en framtida produktionslayout kunde konstrueras i CAD-programmet AutoCAD. För att därefter kunna presentera ett framtida effektivare flöde. Resultatet av studien är en framtida produktionslayout som skapar ett effektivare flöde bland annat genom de 15 slöserier som kunnat elimineras. Utmärkande för layouten är det robotlager som konstruerats för lagring av de bakaxlar som ännu inte sekvenspackats, samt att läckagetestningen placerats efter torkningsprocessen. Dessutom har majoriteten av trucktransporterna kunnat elimineras genom införandet av transportband. Sammanfattningsvis har ett framtida effektivare flöde konstruerats som klarar av att hantera den framtida produktionsvolymen. Rekommendationen för Scania Ferruform i Luleå är därför att implementera layoutkonceptet då det skapar ett effektivare flöde som säkerställer leveranser till kund. Dessutom innebär konceptet kostnadsbesparingar genom att arbetsstyrkan kommer kunna reduceras med en truckförare och två operatörer.

En stor del av fordonsindustrin tillverkar mot order och använder sig av modulsystem för att effektivt kunna anpassa produkterna efter varierande kundbehov. Ett ökat antal varianter av moduler har bidragit till utvecklingen av just-in-sequence (JIS), ett koncept som har vidareutvecklats från just-in-time och ställer krav på att leveranser sker vid rätt tidpunkt, i rätt mängd, av rätt kvalitet och dessutom i en förbestämd sekvens. Produktionsstopp eller störningar som uppstår i sekvenserna kan orsaka stora kostnader hos kunden, vilket gör leverantören till en viktig aktör. Syftet med studien har i och med detta varit att undersöka hur leverantörer med ett kundorderstyrt produktionsflöde kan säkerställa sekvensleveranser, med fokus på planering och uppföljning. En fallstudie har genomförts på Scania Ferruform i Luleå och mer specifikt på företagets tillverkning av sidobalkar. Företaget genomför uppföljning av produktionen genom att bland annat mäta sekvensriktigheten, vilket speglar hur stor andel av färdigvarulagret som kan levereras i rätt sekvens till kunderna. Risken att störningar uppstår hos kunden, både internt och externt, kan reduceras genom att förbättra sekvensriktigheten. Studien har utifrån detta undersökt hur sekvensriktigheten kan förbättras, med avseende på planering och uppföljning. Planeringen har avgränsats till att främst undersöka körplaneringen, vilken sker efter frisläppning av order till verkstaden. Med hjälp av den upprättade teoretiska referensramen kunde empiriska data analyseras. Först och främst visar slutsatserna på att det finns en tydlig koppling mellan uppföljning och körplaneringen, men även till sekvensriktigheten. Körplaneringen är huvudsakligen operatörsstyrd, dock med grund i en initial körplan. Detta innebär att verkstadspersonalen har stor möjlighet att påverka produktionsordningen utifrån frisläppta order. Ofta sker även detta i syfte att optimera den egna processen, vilket i detta flöde innefattar bland annat minimering av omställningstid, skrotminimering och uppfyllande av nyckeltal. Den automatiska planeringsfunktionen som används har visat sig vara bristfällig och tillsammans med begränsningar i produktionens utformning skapar detta ett behov av att manuellt genomföra körplanering. Slutsatserna kring uppföljning i produktionen är att den i nuläget inte skapar några incitament till att prioritera sekvensriktigheten. Istället finns ett fokus inom produktionen att uppnå det skiftmål som finns, vilket beskriver antalet balkar som bör tillverkas under skiftet. Detta innebär vid tillfälle att den balk som ur sekvensperspektiv bör tillverkas prioriteras bort i syfte att uppnå målet angående antal balkar. Det som även kan konstateras genom studien är det faktum att produktionens utformning många gånger begränsar möjligheten att tillverka enligt sekvens, vilket ibland tvingar fram beslut som inte gynnar sekvensriktigheten. Rekommendationerna till företaget innebär att på kort sikt skapa incitament till att förbättra sekvensriktigheten, genom att införa nyckeltal som är anpassade efter detta. Sekvensriktighet kan införas som ett nyckeltal, men på grund av att procentsiffran kan vara svårtolkad rekommenderas även kompletterande mått. På längre sikt innebär rekommendationerna att utveckla den automatiska funktionen för produktionsplanering. Om denna kan ta hänsyn till de faktorer som leder till manuell körplanering i nuläget, kan detta reducera behovet av att genomföra körplanering i flödets olika processer. I sin tur kan detta skapa förutsättningar för en bättre sekvensriktighet och minskad risk för suboptimering.
A majority of the automotive industry are applying a make-to-order strategy in the manufacturing process. Many of them also use a modular system to efficiently adapt the products to changing customer requirements. An increasing amount of variations of the modules has led to the development of just-in-sequence, a concept that has developed further from just-in-time and that requires deliveries at the right time, in the right amount, of the right quantity and in a predetermined sequence. Disturbances that occur in the sequence can cause problems and high costs for the customer, which increases the role of the supplier. The purpose of the study has therefore been to examine how suppliers with a customer order driven production flow can ensure sequenced deliveries. A case study has been conducted at Scania Ferruform in Luleå and more specifically at the sidemember production unit. The sequence correctness is one measure that is used for monitoring and follow-up, and it reflects the share of the finished good inventory that can be delivered in sequence to the customers. Improving the sequence correctness can decrease the risk of disturbances occurring in the delivery and thereby at the customer, both internally and externally. The study has therefore had the focus of exploring how the sequence correctness can be improved, with regards to planning and monitoring. In this particular study, the planning has been limited to shop planning of production orders only. The empirically collected data were analysed with the theoretical frame of reference as a basis. The conclusions first of all show that there is a distinct connection between the follow-up process and shop planning, but also that these are directly connected to the sequence correctness. The operators in the different processes mainly control the shop planning, although with the basis of an initial plan based on the released orders. This means that the shop floor operators have a great opportunity to affect the production sequence. This planning is often performed in the purpose of optimizing an individual process of choice, which in this production flow involves for example minimizing setup time, minimizing scrap and fulfilling performance measures that are used. The automatic planning function that is used has proven to be inadequate, which creates a need for manually adjusting the sequence planning. When it comes to monitoring and follow-up of the production, the conclusion is that these do not give any incentives for prioritizing the sequence correctness. Instead there is a focus on achieving the goal of the number of sidemembers to be produced during each working shift. At some points, this means that sidemembers that should be produced with regards to the sequence correctness are not prioritized for the purpose of achieving the target of the number of sidemembers produced. Something that can also be stated is the fact that the production and facility layout limits the possibility to produce according to the customer sequence, which sometimes compels decisions that do not facilitate the sequence correctness. The recommendations to the company in short-term is to create incentives to improve the sequence correctness by implementing performance measures in the production that are adapted to this. Sequence correctness can be one of these measures, but measures to complement this are suggested because of the difficulty of interpreting the result. In the long-term however, the automatic production planning function should be developed. The need for adapting the shop plan in the different processes can be reduced if it can automatically take factors into account that today require manual planning. In turn, this can create a possibility of achieving better sequence correctness and reduce the risk of sub optimization.

Scania Ferruform AB is an independent affiliate of the truck- and bus manufacturer Scania AB which produces rear axle housings among other chassis components for said vehicles. The banjo part, i.e. the base of the rear axle housings undergoes processes which have issues both in terms of exceeded technical life span and insufficient production capacity. These three processes consist of both milling and welding operations. In order to resolve these issues the discussion of future investments arise. As this is discussed, the question whether alternative technologies could be of interest, specifically the performance of welding- and cutting operations with the use of laser technologies. By reviewing state-of-the-art literature, studying the present production conditions and interviewing experts within academia as well as parties active in developing and supplying industrial laser systems it has been shown that a laser arc hybrid welding technique would be the most suitable replacement, while laser nitrogen cutting would be the most suitable cutting technique. This project presents the theoretical outcome of implementing laser arc hybrid welding as a replacement to the present and conventional gas metal arc welding, as well as the possibility of using laser nitrogen cutting as a replacement to a set of milling processes. The study has shown that by implementing these technologies in a manner which also alters the balance in performed operations achieves a cycle time below the future goal for each production section. Cycle time values, quantities and costs are expressed with an indexed value of t, n and k respectively due to confidentiality. The first investment scenario results in an annual saving of consumption costs by 4 738k SEK, with a total investment cost of 112 743k SEK and 6,9 years pay-off time. The second scenario results in an annual saving of consumption costs by 5 018k SEK, with a total investment cost of 114 843k SEK and 5,2 years pay-off time. The third scenario is similar to the second in terms of the manufacturing processes, but it is the alternative of the lowest investment cost. This scenario would result in the same sum of annual savings as the second scenario, but with an investment cost of 89 843k SEK and 0,2 years pay-off time.

This thesis project is the final part of the Master of Science degree in Industrial Design Engineering with specialisation in Production Design at Luleå University of Technology. The project was conducted at Scania Ferruform in Luleå through January to June of 2018. Ferruform currently produces the side members to Scania’s trucks in a traditional roll forming machine. The technology of roll forming has developed and today there is a new version of the technology called 3D roll forming, which allows for forming beams with variable cross sections. Forming side members with variable web dimensions would make it possible to produce side members that have optimised form, which allows for a weight reduction in the trucks and an increase in the customers payload. The objective of this project was to identify the benefits and the limitations of investing in 3D roll forming at Ferruform’s side member production and to investigate how the technology should be implemented. The study had two aims. The first aim was to present a proposal for the implementation of 3D roll forming in the side member production at Ferruform. The second aim was to design a project plan for Ferruform’s eventual further work of implementing 3D roll forming. A literature study was performed and resulted in a theoretical framework consisting of relevant theories regarding industrial design engineering, roll forming, organisational changes and sustainability. A description and analysis of the current state was made and included the side member production, the side member paint shop and the chassis line at Scania Södertälje. The current state was mainly described through conducting interviews and performing observations. Process flow analysis was then done to visualise and analyse the current state. The next step was to describe and analyse the future state, this was done taking advantage of the available knowledge at Ferruform and analysing the material from a benchmark performed before this thesis project started. The description and analysis of the current and future state resulted in a specification of requirements. Four concepts for the future side member production were designed and evaluated with a Pugh matrix. The evaluation resulted in choosing one of the concepts for further development. The final concept for the implementation consists of keeping the traditional roll forming machine and building a new production line for 3D roll forming. The 3D roll forming machine consists of a one-part machine which requires the side members to pass through the machine twice. The results of the thesis showed that the amount of side members that would enable profit by being produced with 3D roll forming, was lower than expected. The results of the thesis also show that there are many considerations and further investigations that need to be conducted before starting an implementation could be started. However, as relevant theories propose, it is concluded that 3D roll forming is a flexible production method which would make it possible for Scania to satisfy individual customer needs and also provide the company with a long-term solution for future customer needs.
Det här examensarbetet är den sista delen för en civilingenjörsexamen inom Teknisk design med inriktning mot Produktionsdesign vid Luleå tekniska universitet. Projektet utfördes på Scania Ferruform i Luleå under januari till juni 2018. Ferruform producerar sidobalkar till Scanias lastbilar i en traditionell rullformningsmaskin. Rullformningstekniken har dock utvecklats och idag finns det en ny version av tekniken som kallas 3D-rullformning och som möjliggör formning av balkar med variabla tvärsnitt. Genom att forma sidobalkar med variabla livbredder skulle det vara möjligt att producera balkar med optimerad form, vilket innebär en viktminskning av lastbilarna och en ökning i kundernas nyttolast. Syftet med projektet var att identifiera fördelar och nackdelar med att investera i 3D-rullformning i Ferruforms sidobalkstillverkning och undersöka hur tekniken borde implementeras. Studien hade två olika mål. Det första målet var att presentera ett förslag för implementeringen av 3D-rullformning i sidobalktillverkningen på Ferruform. Det andra var att ta fram en projektplan för Ferruforms eventuella fortsatta arbete med att implementera 3D-rullformning. En litteraturstudie utfördes för att ta fram en teoretisk referensram bestående av relevanta teorier inom teknisk design, rullformning, organisationsförändringar och hållbarhet. En beskrivning och analys av nuläget genomfördes och inkluderade sidobalkstillverkningen, sidobalksmåleriet och chassimonteringen på Scania Södertälje. Nuläget undersöktes främst genom intervjuer och observationer. Processflödesanalys användes för att visualisera och analysera nuläget. Nästa steg i projektet var att beskriva och analysera det framtida läget, detta gjordes genom att ta tillvara på den tillgängliga kunskapen hos personalen på Ferruform och genom att analysera det benchmarkingbesök som gjordes innan detta projekt påbörjades. Undersökningarna av nuläge och framtid resulterade i kravspecifikation. Fyra koncept för den framtida sidobalkstillverkningen togs fram och utvärderades med hjälp av metoden Pughs matris. Utvärderingen resulterade i att ett koncept valdes ut för att utvecklas ytterligare. Det slutliga konceptet för implementeringen består av den nuvarande, traditionella rullformningsmaskinen och uppbyggnaden av en ny produktionslina för 3D-rullformning. 3D-rullformningsmaskinen består av en maskindel, vilket kräver att sidobalkarna går igenom maskinen två gånger. Projektets resultat visade att mängden sidobalkar som skulle möjliggöra vinst genom att tillverkas med 3D-rullformning, var lägre än väntat. Resultaten visar också att det är många överväganden och vidare utredningar som krävs innan en implementering kan påbörjas. Dock har jag, precis som relevant teori föreslår, också dragit slutsatsen att 3D-rullformning är en flexibel produktionsmetod som skulle göra det möjligt för Scania att tillfredsställa individuella kundbehov och även förse företaget med en långsiktig lösning för framtida kundbehov.

Den fjärde industriella revolutionen, även kallad Industri 4.0, drivs av ett antal teknologier som medför digitalisering och automatisering av industriella processer. Konceptet innebär en applicering av dataanalys med avancerade analytiska verktyg på stora mängder data, vilka påstås ge stora möjligheter för kvalitetsförbättringar. För att en sådan övergång ska ske är förmågan att hantera data avgörande. Trots det uppvisar många företag idag bristande användning av data för att ta beslut. Frågan är hur företag kan göra för att hantera data och utföra en transformation till Industri 4.0. För att studera det här ämnet har det här examensarbetet utförts som en fallstudie på en stansprocess hos Scania Ferruform. Genom en litteraturstudie, kvantitativ datainsamling samt observationer och intervjuer undersökte examensarbetet den nuvarande användning av data i processen. Därefter undersöktes data med statistiska verktyg för att visa på hur data kan hanteras i en process för att erhålla större kunskap om orsaker till avvikelser. Examensarbetet utredde till sist hur fortsatt arbete med datahantering kan utföras för att uppnå målet Industri 4.0.Analysverktyg har använts för att analysera över 39 000 datapunkter. Resultatet visar på att det finns utvecklingsmöjligheter vad gäller insamling, kvalitet och användning av data. Ett ramverk presenteras för hur företaget bör hantera data för att kunna utvinna ny kunskap från deras processer samt hur Ferruform fortsatt kan arbeta mot Industri 4.0.Slutligen ges rekommendationer om fortsatta studier. Resultatet av examensarbetet blir ett stöd för Ferruform i deras arbete mot mer dugliga processer och den tekniska utveckling företaget eftersträvar.
The fourth industrial revolution, also called Industry 4.0 is powered by several technologies which result in digitalization and automatization of industrial processes. The concept includes the application of big data and advanced analytics, which are said to provide great opportunities for quality improvements. For such a transition to take place, the ability to handle data is crucial. Despite this, many companies today show a lack of use of data to drive decision-making. The question is how companies can manage data and ultimately transition towards Industry 4.0. To research this topic this thesis has been carried out as a case study of a punching process at Scania Ferruform. Through a literature review, quantitative data collection, as well as observations and interviews, the thesis examined the current use of data in the process. Subsequently, data were examined with statistical tools to illustrate how data can be managed in a process to attain increased knowledge about causes of deviations. Lastly, the thesis explored future work towards Industry 4.0. Analysis tools have been used to analyse over 39 000 data points. The result of the study shows that there are opportunities for development in terms of collection, quality and use of data. A framework of how Ferruform should manage data in order to extract new knowledge from its processes is presented. Furthermore, an action plan is presented for a transition towards Industry 4.0. Finally, recommendations are given for further studies. The result of the thesis will be helpful for Ferruform in its transition towards more efficient processes and the technical development of which the company strives towards.