Tillverkningsekonomisk utvärdering av återvinning och återanvändning av blyfri mässing

Detta examensarbete är en del av ett större projekt (Evochip) som bedrivs på Lunds tekniska högskola, avdelningen för industriell produktion (iProd) och med samarbete med bland annat AB Markaryds metallarmatur och Mistra innovation. I detta arbete har en dynamisk kostnadsmodell tagits fram för att beräkna tillverkningskostnaderna av komponenter tillverkade av återanvända spånor av blyfri mässing från de egna tillverkningsprocesserna hos AB Markaryds metallarmatur (MMA). Idag skickas alla kasserade detaljer och materialspill ner till materialleverantörer i Sydeuropa för återvinning. Transporterna sker med lastbil och återvinningsprocessen utgår från ett energikrävande nedsmältningssteg. Idag pågår utvecklingsprojekt med målet att återanvända spånorna utan nedsmältning hos MMA, men kostnadsbilden per detalj har varit hittills okänd. Med hjälp av detta examensarbete ska detaljpriset tas fram. Tillverkningsprocessen delas in i totalt 11 olika förädlingsstationer. För att kartlägga kostnaderna används Jan-Eric Ståhls dynamiska kostnadsmodell. Nödvändig data och information har samlats in med hjälp av intervjuer på företaget och genom företagets egna dokumentationer. För att minska felmarginalen i resultaten har lämpliga Monte Carlo simuleringar utförts. Arbetet utgår även från ett hållbarhetsperspektiv. Förutom elimineringen av lastbilstransporter och energikrävande nedsmältningsprocesser för grundmaterialet, främjar arbetet även användning och återanvändning av blyfri mässing genom att kompaktera spånor till nya grönkroppar. Detta då forskare länge har varnat för blyade detaljers negativa hälsoeffekter. Detaljen som undersöks i detta arbete är en ventil som har benämningen EVO 10, vilken återfinns i företagets blyfria standardsortiment. Kostnadsmodellen är dynamisk till den grad att den i framtiden skulle kunna appliceras på övriga blyfria mässingkomponenter hos MMA. En jämförelse mellan två olika koncept presenteras i resultatdelen. Koncept ett representerar dagens tillverkningssystem, och koncept två framtidens kompakteringsteknik. Då många av förädlingsstegen är desamma för båda systemen, valdes en jämförelse mellan framtagningen av grönkropparna genom de två olika koncepten. Resultaten visar att kutsar, framtagna enligt dagens tillverkningssystem, kostar 12,75 SEK/detalj, och kutsar framtagna enligt koncept två kostar 9,61 SEK/detalj. Då koncept två är beroende av spånor från dagens tillverkningssystem, kan MMA inte helt gå över till att kompaktera spånor till nya kutsar. Mer arbete måste utföras för att hitta en balanserad modell mellan de två olika tillverkningssystemen för bästa möjliga resultat. Monte Carlo-simuleringarna visar att kostnaden per detalj uppgår till 12.96 SEK, detta med de på förhand valda konstanter och variabler i systemet.This master thesis is part of a larger project (Evochip), conducted at Lund University, faculty of engineering, Industrial Production Department (iProd). The project is in collaboration with AB Markaryds metallarmatur and Mistra innovation. In this work, a dynamic cost model has been developed to calculate the manufacturing costs of components made from recycled chips of lead-free brass from the manufacturing processes of AB Markaryds metallarmatur (MMA). In the current situation, all rejected details and waste materials are sent to the material supplier in southern Europe for recycling. The transport takes place by trucks and the recycling process is based on an energy-intensive melting step. Development projects are currently underway to reuse the chips without melting at sight at MMA´s facilities, but the cost per detail has been unknown for the company. With the help of this thesis, the manufacturing price will be presented. The manufacturing process is divided into a total of 11 different processing stations. To estimate the costs, Jan-Eric Ståhl's dynamic cost model is used. Necessary data and information have been collected using interviews with the employees of the company and through the company's own documentation regarding the production lines. In order to reduce the error margin in the results, suitable Monte Carlo simulations have been performed. The work is also based on a sustainability perspective. In addition to eliminating transportations by trucks and energy-intensive melting processes for the products, the work also promotes the use and reuse of lead-free brass by pressing metal chips to form new bars. All this in order to avoid leaded brass components due to the negative health effects caused by the lead. The component investigated in this work is a radiator valve called EVO 10. The valve is found in the company's lead-free standard range. The cost model in this project is dynamic to the extent that it could be applied in the future to other lead-free brass components at MMA. A comparison of two different concepts is presented in the results section. Concept one represents the current manufacturing system, and concept two, the future compacting technology. Since many of the processing steps are the same for both systems, a comparison was made between the productions of the pellet through the two different concepts. The results show that pellets made according to today's manufacturing system cost 12.75 SEK / detail, and pellets manufactured according to concept two costs 9.61 SEK / detail. As concept two is dependent on chips from today's manufacturing system, MMA cannot completely switch to compacting chips to new pellets. More work must be done to find a balanced model between the two different manufacturing systems for the best possible results.The results from the Monte Carlo-simulations shows that the manufacturing cost with the chosen parameters and variables is 12.96 SEK/detail