Potentials for Economic Improvement of Die Casting Cells

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1 Potentials for Economic Improvement of Die Casting Cells Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014 source: internet

2 Background Economic efficiency is key for every process Total Productive Manufacturing (TPM) KPIs to describe economic performance - Production rate (parts/h) - Energy consumption (kwh/t) - Overall equipment effectiveness source: Toyota, Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

3 Agenda Background Productivity (Cycle Time) Improvement of OEE Understanding Downtime Summary 3 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

4 Agenda Background Productivity (Cycle Time) Improvement of OEE Understanding Downtime Summary 5 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

5 Reduction of cycle time by Fast movements Parallel operations - peripherals - sprayer/die movements - tempering/machine movements Cell automation Thermal management - spraying - die based cooling source: 45 die castings cells of different sizes/parts 1 die closing 2 dosing 3 shot movement 4 solidification 5 die opening 6 extraction 7 spraying 6 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

6 Reduction of cycle time by Today s cell concepts: Fast movements Parallel operations - peripherals - sprayer/die movements - tempering/machine movements Cell automation Thermal management - spraying - die based cooling Potential in future: 7 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

7 Reduction of cycle time by Fast movements Parallel operations - peripherals - sprayer/die movements - tempering/machine movements Cell automation Thermal management - spraying - die based cooling Potential of µ- spraying IR image of the die just after part extraction (SLM core made of , feed temperature = 100 C, water, image 2s after extraction) 8 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

8 Agenda Background Productivity (Cycle Time) Improvement of OEE Understanding Downtime Summary 9 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

9 Overall Equipment Effectiveness Overall Equipment Effectiveness (OEE) - Uptime - Performance - Quality OEE = UT x P x Q TEEP not considered Utilization Time Effective Output 10 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

10 Overall Equipment Effectiveness Overall Equipment Effectiveness (OEE) - Uptime - Performance - Quality OEE = UT x P x Q TEEP not considered 11% 8% 21% 100% 60% source: data adjusted from FH Steyr, Analysis of 55 die casting cells in five foundries 11 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

11 Downtime Deviation from real to scheduled production time Classification in Organizational downtime Technical downtime Maintenance energy shortfall lack of workpieces lack of tools insufficient training handling errors material defects shortcomings repairs waiting for spare parts scheduled maintenance cleaning lack of maintenance programming errors time for setup missing personnel troubleshooting trial runs after correction test runs Bühler Event Analyzer a tool to understand downtime 12 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

12 Agenda Background Productivity (Cycle Time) Improvement of OEE Understanding Downtime Summary 13 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

13 Concept of Bühler Event Analyzer Report Event Analyzer Data acquisition 2.2% Miscellaneous 42.4% Periphery 43.2% Operator 5.0% Dosing 3.2% Die Detailed Studies (e.g. reasons for stop auto mode) 4.0% Machine Statistical Data Evaluation 14 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

14 Understanding Downtime Analysis of stop reasons from automatic mode - duration of stops and downtime 15 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

15 Understanding Downtime Consideration of operational mode - estimation of machine/cell uptime time in automatic mode = 55.5% time in automatic mode = 66.2% -2 control system OFF 0 emergency OFF -1 boot up 1 OFF 2 setup 3 manual 4 semi-automatic 5 automatic 16 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

16 Understanding Downtime Duration in automatic mode = process constancy t avg = 21.5 min t max = 3.5 h t avg = 72.1 min t max = 7.8 h 17 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

17 Understanding Downtime Tracking of process improvements - eg. process stability of different cells - eg. stop reasons for automatic mode change high process stability low process stability 18 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

18 Agenda Background Productivity (Cycle Time) Improvement of OEE Understanding Downtime Summary 19 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

19 Economic Improvement of DC Cells KPIs to describe economic performance - Production rate (parts/h) - Energy consumption (kwh/t) - Overall equipment effectiveness Cycle time improvement - reliable cell automation concepts - thermal management Understanding downtime to increase OEE - Success by consequent analysis of root causes - Buhler Event Analyzer 20 Bühler Potentiale zur Wirtschaftlichkeitsverbesserung in der Druckgiesszelle Patrick Reichen January 14, 2014

20 EUROGUSS, Bühler booth Bühler

21 For further questions Please contact: 22 Bühler

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