Istota Zarządzania Produkcją

Transkrypt

1 Zarządzanie produkcją i usługami dr inż. Marek Dudek ul. Gramatyka 10, tel Istota Zarządzania Produkcją Istota Zarządzania Produkcją Zarządzanie produkcją (inżynieria zarządzania) obejmuje całość zagadnień zawartych w trzech grupach: 1. Działania poprzedzające proces wytwarzania: - projektowanie wyrobu; - projektowanie systemu produkcyjnego; 2. Organizację procesu wytwarzania: - formowanie przebiegu procesów produkcyjnych; - planowanie przebiegu procesów wytwarzania; - sterowanie przebiegiem procesów wytwarzania; 3. Organizację procesów pomocniczych (niezbędnych do funkcjonowania procesu wytwarzania) procesy logistyczne.

2 Zadania Zarządzania Produkcją opracowanie i realizację programu produkcji dostosowanego do potrzeb rynku i zapewniającego efektywne wytworzenie; określenie zapotrzebowania i efektywnego wykorzystania niezbędnych do tego celu zasobów; stworzenie racjonalnych przebiegów procesów przy uwzględnieniu aspektów przestrzennych, czasowych oraz organizacyjnych Literatura Literatura

3 Zagadnienia do omówienia Zasady projektowania systemów produkcyjnych część 1 (organizacja procesów w przestrzeni) Organizacja procesów w systemach produkcyjnych część 2 (organizacja procesów w czasie) Organizacja procesu w przestrzeni Organizacja procesu w czasie Formowanie przepływów Odwzorowanie procesów Formowanie zsynchronizowanych ciągłych przepływów o najkrótszych cyklach Ocena poziomu zorganizowania procesów Optymalizacja czasu realizacji procesu Synchronizacja Organizacja realizacji zadania procesowego Kolejość realizacji Organizacja ciągłych przepływów

4 Współczesna produkcja Procesy związane z zarządzaniem Wirtualne przedsiębiorstwo Dostawca N W D Produkty Zlecenia Nabywanie Dystrybucja Wytwarzanie produkty Zlecenia Klient N W D Popyt Internet Intranet Popyt Internet Zarządzanie procesami gospodarczymi Współczesna produkcja - cele 1. Utrzymanie poziomu produkcji pozwalającej szybko odpowiadać na przewidywalne i nieprzewidywalne zmiany otoczenia Internet Internet 2.Osiągnięcie satysfakcji klientów w zmieniających się dynamicznie warunkach rynkowych (czas, jakość, koszt)

5 Współczesna produkcja - środki WIRTUALNOŚĆ SZCZUPŁOŚĆ -LEAN Internet Internet ELASTYCZNOŚĆ ZWINNOŚĆ -AGILE Wirtualność Wirtualność jest tworzona na zasadzie dobrowolności w kontekście realizowanego celu i określa się ją poprzez charakterystykę własności i połączenia informatyczne, a nie poprzez istniejące cechy fizyczne. Wirtualność tworzy sieć instytucji, zespołów i ludzi zorganizowanych w luźno związanych, niezdefiniowanych strukturach, których łączy wspólny cel polegający na świadczeniu produkcji wyrobów lub usług na rzecz klienta. Opanowanie do perfekcji zasady outsourcingu. Zwinność Wola, wiedza, umiejętności ciągłej rekonfiguracji i integracji procesu wytwarzania. Produkcja małych ilości w tempie produkcji masowej, przy zaangażowaniu producenta i odbiorcy. Podstawową jej cechą jest poszukiwanie i ograniczanie do minimum (lub też całkowite wyeliminowanie) wszelkiego rodzaju strat oraz wprowadzenie automatyzacji opartej przeważnie na sprzęcie sterowanym numerycznie

6 Szczupłość Podstawą był model produkcji zwany Toyota Production System (TPS), który potem przerodził się w koncepcję produkcji szczupłej (masowa produkcja samochodów nie ma racji bytu). Podstawą jest wartość dodana generowana w procesie wytwarzania wyrobu lub usługi. Wartość dodaną definiuje klient nabywający w określonym czasie produkt lub usługę, która spełnia jego oczekiwania. Szczupłość Dla sprawnego zarządzania potrzebne jest zdefiniowanie łańcucha wartości obejmującego trzy podstawowe ogniwa: 1.proces projektowania wyrobu (usług), 2.proces planowania i programowania produkcji od momentu wpłynięcia zamówienia, aż do czasu dostarczenia wyrobu (usługi) klientowi, 3. proces wykonawczy wyrobu lub usługi Elastyczność Zdolność do przystosowywania się do wymogów klienta oraz do zmienności warunków wewnętrznych i zewnętrznych.

7 Zależności WIRTUALNOŚĆ SZCZUPŁOŚĆ -LEAN ELASTYCZNOŚĆ ZWINNOŚĆ -AGILE Cechy produkcji przyszłości - operacjonalizacja Elastyczność struktury dająca możliwość: dostosowywania działań do powstałej sytuacji, gotowości innowacyjnej, produkcji na indywidualne życzenie klienta. Dynamiczność i szczupłość struktury osiągana poprzez: orientację na procesy, tworzenie sieci powiązań elementów (struktury sieciowe). Ewolucja SP

8 Ewolucja SP wartość produkcji przemysłu elektromaszynowego TE ZS AMT/HT CI/BPR TQM/LM czas Tradycyjność a nowoczesność R A M W C M CIM MES rozwój technologii FMS CE/BPR ODCHUDZONE WYTWARZANE CAM TQC/TQM/MRP2/JIT ROBOTY/CNC MRP postęp t technikach zarządzania NC POJEDYNCZE MASZYNY MASOWE WYTWARZANE ZARZĄDZANIE ZAPASAMI STUDIA PRACY Przyszłościowe koncepcje SW wirtualne wytwarzanie (VM virtual management) powstałe wskutek współpracy różnych systemów na zasadzie udostępniania własnych zasobów poprzez połączenia sieciowe; biologiczne wytwarzanie (BM biological manufacturing) opierające się na samorozwoju, samoorganizacji i ewolucji; holoniczne wytwarzanie (HM holon manufacturing), bazujące na organizacji socjalnej i żyjących w niej organizmach fraktalne wytwarzanie (FRM fractal manufacturing) oparte o wzory rekurencyjne zwinne (sprawne) wytwarzanie (AM agile manufacturing) łączy wszystkie pozostałe z koncepcją lean (RAM real agile manufacturing)

9 Holoniczna koncepcja SW Hoslos (całość) On (część) HMS to holarchiczny system wytwórczy złożony z holonów; Holon to autonomiczny blok systemu wytwarzania stworzony do przetwarzania, transportowania i magazynowania produktów lub informacji. Holon autonomiczny i kooperatywny moduł odpowiedzialny za przetwarzanie obiektów fizycznych oraz skojarzonych z nimi informacji w ramach określonych operacji produkcyjnych, Holon jednostka integrująca świat fizyczny i informacyjny (realny i wirtualny) Holoniczna koncepcja SW Rodzaje holonów: zamówień, wyrobów oraz zasobów. Holon obejmuje mechanikę samego procesu i składa się z trzech warstw: warstwy fizycznej, warstwy sterującej, warstwy interfejsu. Holarchia dynamiczna hierarchia kooperujących holonów, celowo i czasowo agregująca i ograniczająca ich autonomiczność, zgodnie ze zdefiniowanymi zadaniami produkcyjnymi Holoniczna organizacja procesów wytwórczych umożliwia uzyskiwanie dynamicznie zmiennych struktur systemu wytwarzania. Tradycyjność a nowoczesność Tradycyjne Orientacja na zdolności produkcyjne Sterowanie programem produkcyjnym Maksymalny podział pracy Wytwarzanie serii elementów i wyrobów powtarzalnych Organizacje funkcjonalne Zarządzanie systemem Elastyczne (nowoczesne) Orientacja na strumień materiału (proces) Sterowanie zleceniami w formie zadania projektowego Minimalny podział pracy Wytwarzanie grupy wyrobów lub wyrobu na zamówienie Organizacje procesowe i sieciowe (wirtualizacja) Zarządzanie zleceniem (procesem)

10 System wytwarzania a produkcja System produkcyjny to zbiór elementów w zorganizowanej przestrzeni o ustalonych powiązaniach kooperacyjnych między elementami Systemem produkcyjnym jest każda jednostka organizacyjna wytwarzająca dobra materialne lub świadcząca usługi materialne OTOCZENIE WEJŚCIE(A) SYSTEM WYJŚCIE(A) Poziom ekonomiki regionu Regulacje państwowe Konkurencja Poziom techniki Marketing Handel Finanse Wyposażenie Zapotrzebowanie System produkcyjny Personel Służby ekonomiczne Badania i rozwój Środowisko naturalne Przedsiębiorstwo, tzw. otoczenie bliskie Otoczenie przedsiębiorstwa tzw. otoczenie dalekie Środowisko społeczno polityczne Sieciowość i procesy Partner zewnętrzny Partner dostawca Moja firma R/2 Kojarzenie dostawców z odbiorcami Partner Partner odbiorca Źródła zewnętrzne

11 System wytwarzania System wytwórczy stanowi podstawowy fragment systemu produkcyjnego wytwarzającego części, podzespoły, zespoły i wyroby gotowe z materiałów i surowców. Struktura procesu produkcyjnego: Proces produkcyjny Proces badań i rozwoju Proces wytwórczy Proces dystrybucji które są zintegrowane systemem zarządzania. OTOCZENIE Marketing WEJŚCIE X Procesy Procesy przetwarzania WYJŚCIE Y kapitał informacje personel BADANIE I ROZWÓJ przygotowanie wytwarzania, zakupy, szkolenia, WYTWARZANIE operacje wytwórcze wyrobów, operacje montażowe, DYSTRYBUCJA sprzedaż, serwis. kapitał informacje personel Procesy związane zarządzania z zarządzaniem Planowanie Organizowanie Sterowanie i motywowanie Kontrolowanie zasilanie decyzje sprzężenia zwrotne Cel systemu wytwarzania Realizacja procesów wytwarzania. Działanie w procesach wytwarzania to wykonywanie operacji w określonej kolejności wynikającej z planu operacji. Każdej realizacji procesu towarzyszy występowanie wzajemnie oddziaływujących na siebie strumieni materiałów, informacji i energii.

12 Definicja SW Nowoczesny system wytwarzania zatem jest zbiorem stanowisk lub modułów wytwórczych, powiązanych ze sobą relacjami wynikającymi z procesu wytwarzania, które mogą mieć różny charakter: konfiguracyjny, wynikający z rozmieszczenia stanowisk lub modułów wytwórczych, technologiczny, wynikający z faz procesu wytwarzania, operacji, zabiegów, administracyjny, wynikający z administracyjnej obsługi i zarządzania wytwarzaniem (np. zwinne j.w.), funkcjonalny, wynikający ze sterowania procesem wytwarzania. Proces wytwarzania Proces wytwarzania składa się więc z: procesu podstawowego, w którym dzięki informacji, kwalifikowanej pracy ludzkiej, funkcjonowaniu maszyn i wykorzystywanej energii następuje przetwarzanie materiałów w wyroby, procesu pomocniczego, który polega na: dostarczaniu do elementów systemu wytwarzania materiałów, energii, informacji oraz zapewnieniu prawidłowego funkcjonowania czasami też z procesu obsługowego, który obejmuje miedzy innymi obsługę administracyjną i zarządzanie wytwarzaniem, zapewnienie bezpieczeństwa pracy, ochronę obiektów wytwórczych, utrzymanie czystości, usługi socjalne w miejscu pracy. Układ klasyczny-współczesny/przyszłościowy OTOCZENIE OTOCZENIE SYSTEM SYSTEM PROCESY PROCESY

13 Układ klasyczny-współczesny/przyszłościowy ZLECENIE SYSTEM SW 2 SW 1 WYTWÓRCA SW 4 SW 3 Procesy w systemie wytwarzania Procesy w systemie wytwarzania Procesy podstawowe Procesy przygotowania Procesy pomocnicze Procesy sterowania wytwarzaniem Procesy eksploatacyjne Procesy transportowe Procesy magazynowania Projektowanie produktu Procesy technicznego przygotowania wytwarzania Projektowanie procesu (formowanie przepływu) Organizacja systemu wytwarzania Planowanie procesów Eksploatacja systemu systemu wytwarzania Sterowanie wytwarzaniem Procesy wytwarzania Transport Magazynowanie Magazynowanie Procesy dystrybucji i zbytu Zaopatrzenie Procesy przepływu i zarządzania informacją czas

14 Parametry procesu wytwarzania Podział parametrów procesu Parametry wejścia Parametry wyjścia Przedmiotu pracy Środka pracy Pracy Proste Złożone Rodzajowe Program produkcji Nominalny fundusz czasu Rzeczywisty fundusz czasu Zadanie godzinowe Rezerwy Cykl produkcyjny Poziom braków Efektywny fundusz czasu Efektywny fundusz czasu Możliwość godziniwa Liczba stanowisk Zapasy produkcji w toku Partia produkcyjna Poziom obciążenia Takt produkcji Liczba robotników Partia transportowa Współczynnik obciążenia Wydajność Produktywność Procesowe kształtowanie SW Procesowe ujęcie systemu wytwarzania stwarza możliwości zastosowania zarządzania procesowego w strukturach wytwarzania. Jest to argumentowane potrzebą łączenia ze sobą wszystkich działań w celu osiągnięcia efektu synergicznego Prowadzi do przełamania organizacyjnej sztywności, gdzie pojedyncze funkcje lub jednostki często są od siebie odizolowane i spełniają wykluczające się nawzajem funkcje. Efekt końcowy Podejście procesowe jest zorientowane na zwiększenie efektywności procesów kosztem zmniejszenia funkcjonalnej skuteczności. Takie działania są osiągane poprzez harmonizację i integrację poszczególnych procesów, podprocesów, z odpowiedzialnością funkcjonalną skoordynowaną przez logikę procesu. Pozwala to na tworzenie dynamicznych logicznych struktur wytwarzania, które mogą dostosowywać się do zmian w otoczeniu.

15 Orientacja na procesy Polega na wyłonieniu dla każdej grupy wyrobów realizowanych w systemie tzw. zintegrowanego procesu wytwarzania. Zintegrowany proces to strumień przeplatających się działań: przygotowawczych, obsługowych, transportowo-magazynowych i sterujących wokół procesu podstawowego. Zintegrowany proces Procesy magazynowania Procesy transportowe Proces przygotowania wytwarzania i podstawowy proces wytwarzania Procesy eksploatacyjne Procesy sterowania Powiązanie procesów w ZPW

16 Stan obecny Projektowanie systemów wytwarzania UJĘCIE KLASYCZNE UJĘCIE PRZYSZŁOŚCIOWE Kotłownia Magazyn Regał Sanitar Regał Regał Magazyn Regał ZG1 ZG2 ZG3 ZG4 ZG5 PMS 100 PMS PMS WS Regał PWG1 PWG2 PWG FR ZG Efekt końcowy organizacji przestrzeni Kotłownia Magazyn Regał Sanitar Regał Regał Magazyn ZG1 ZG2 ZG3 ZG4 ZG5 Regał PMS 100 PMS 40 PMS 40 FR WS Regał PWG1 PWG2 PWG3 ZG

17 Hala produkcyjna Podstawy organizacji przestrzeni SW Wybór sposobu projektowania Formy struktur w systemie produkcji Dobór liczby stanowisk ich typu Dobór środków transportowych Dobór rodzaju magazynów Przestrzenne rozmieszczenie elementów Powierzchnia systemu produkcyjnego Ocena rozmieszczenia elementów Elastyczność systemu Stabilność systemu Efekt końcowy organizacji przestrzeni

18 FR WS CM 500S SG P 40 Regał Regał PMS 25 Faintool Regał PMS 160 PR-B PMS 160 PMS PMS Regał PMS 63 PMS 63 Regał PMS 63 Holarchia Magazyn Kotłownia Sanitar Magazyn Regał FR WS Regał Re gał PMS 100 ZG1 ZG2 Regał Regał Magazyn ZG3 ZG4 PWG1 PWG2 PWG3 ZG ZG5 PMS PMS Biura Magazyn Podstawy organizacji SW - nowoczesne Wybór sposobu projektowania Identyfikacja procesów (selekcja procesów) Odwzorowanie procesów (marszruta, czas, parametry) Formowanie przepływu procesu (parametry przepływu) Analiza otrzymanych rozwiązań (OCENA) Wybór i wdrożenie przyjętych założeń Ustalenie zasad kooperacji (organizacja form przepływu) Ocena rozmieszczenia elementów Elastyczność systemu Determinanty 1. Selekcja procesów 2. Analiza procesów (wykonalności procesu) 3. Analiza opłacalności procesu 4. Ustalenie zasad kooperacji 5. Forma organizacji (wahadłowy, obwodowy) 6. Forma zarządzania (dominacja jednego?) 7. Forma struktury systemu wytwarzania

19 Selekcja procesów 1.Jakie są możliwe drogi przepływu do realizacji zadań (ścieżki wytwarzania), 2.Jakie elementy struktury uczestniczyć powinny w procesie realizacji zadań, 3.Czy zamówienia mieszczą się zakresie wyrobu syntetycznego. Analiza procesów. Czy układ: 1.Dysponuje odpowiednią technologią, 2.Dysponuje odpowiednimi urządzeniami. 3.Dysponuje odpowiednią wiedzą, 4.Dysponuje odpowiednim kapitałem, 5.Dysponuje odpowiednią kadrą (specjalistami) Analiza procesów 1. Jaki jest koszt realizacji danego wariantu przepływu. 2. Czy zapewnimy terminową realizację zadań. 3. Jakie są możliwości formowania procesów. 4. Jakie są ograniczenia logistyczne realizacji przepływów. 5. Czy jesteśmy w stanie spełnić wymogi jakościowe zadań. 6. Czy zrealizujemy narzucone wielkości zamówień. 7. Jakie jest wykorzystanie zdolności produkcyjnych

20 Zasady kooperacji 1. Poszukiwanie kooperantów kto może e kooperować w realizacji zadań? 2. Określenie możliwych sieci ile jest możliwych wariantów kooperacji? 3. Wybór r najkorzystniejszych przebiegów które układy sąs najkorzystniejsze? 4. Wybór r jednego wariantu i jego organizacja który układ zapewnia najlepszą realizację zadań? Forma organizacji ZLECENIE SYSTEM ZLECENIE SYSTEM SW 2 SW 1 SW 1 SW 2 C Z C Z SW 3 SW 3 SW 4 SW 4 Forma zarządzania kto dominuje? kto steruje procesem? kto wytycza ścieżki kooperacji? kto zarządza wytwarzaniem? ZLECENIE ZLECENIE SYSTEM SYSTEM SW 2 SW 1 SW 2 WYTWÓRCA SW 1 C Z SW 4 SW 3 SW 3 SW 4

21 Zastosowanie Zastosowanie Uwarunkowania organizacji SW - klasyka O R G A N I Z O W A N I E orientacja na procesy, inżynieria współbieżna, podejście systemowe, podejście sytuacyjne, warunki realizacji zleceń

22 Uwarunkowania organizacji SW nowoczesność/przyszłość O R G A N I Z O W A N I E orientacja na procesy, inżynieria współbieżna, podejście systemowe, podejście sytuacyjne, warunki realizacji zleceń podejście zdarzeniowo-punktowe (impulsowe) kompresja rzeczywistości, Podejście procesowe Podejście procesowe zakłada, że przedsiębiorstwo jest całością złożoną z procesów a proces całością złożoną z sukcesywnie wykonywanych operacji zmierzających do osiągnięcia założonego celu. Proces to przebieg następujących po sobie działań podejmowanych w określony sposób i prowadzących do osiągnięcia pewnego rezultatu. Procesy rozumiane jako sekwencyjny ciąg operacji, tworzą dynamiczny obraz systemu Podejście symultaniczne Ideą CE jest redukcja cyklu realizacji zadania, poprzez lepszą integrację działań i procesów. Prowadzi to do równoległego, zamiast szeregowego, wykonywania etapów (faz) Inżynieria współbieżna (inżynieria symultaniczna jednoczesna) polega na nowej strategii zarządzania pracą zespołową w organizacjach ze sobą współpracujących.

23 Podejście systemowe Jest to sztuka widzenia wzajemnych relacji, a nie pojedynczych przedmiotów, charakteru zmian w czasie a nie statycznego bieżącego obrazu. Podstawą takiego ujęcia jest traktowanie przedsiębiorstwa jako systemu złożonego Głównym wyróżnikiem takiego podejścia jest badanie jego funkcjonowania wraz ze zmieniającym się otoczeniem. Podejście sytuacyjne Organizacja jest uzależniona od czynników sytuacyjnych występujących wewnątrz jak i w otoczeniu Sytuacja jako zespół uwarunkowań. Teoria wskazuje nie zawsze najlepsze rozwiązania, lecz najlepsze w danej sytuacji. Podejście zdarzeniowo-impulsowe SYSTEM SYSTEM POMIARY POMIARY???

24 Kompresja rzeczywistości PROCES CZAS? PUNKT POMIARU OPIS PROCESÓW (HOLIZM) X REDUKCJA PROCESÓW (KOMPRESJA RZECZYWISTOŚCI) Przykłady organizacji procesu wytwarzania (wytwarzanie ręczne) Przykłady organizacji procesu wytwarzania (wytwarzanie zautomatyzowane)

25 Przykłady organizacji procesu wytwarzania (wytwarzanie półautomatyczne) Struktura systemów wytwórczych Struktura systemu wytwarzania to liczba i rodzaj elementów wchodzących w jej skład oraz ich wzajemne zależności Struktura wyrobów to liczba operacji realizowanych na danym wyrobie Struktura systemów wytwórczych Struktura produkcyjna wpływa na: stopień wykorzystania maszyn i urządzeń, długość dróg transportu wewnętrznego, długość cykli produkcyjnych, stopień ciągłości procesu produkcyjnego, wielkość zapasów w toku, stopień wykorzystania powierzchni produkcyjnej, złożoność koordynacji przebiegu produkcji, zakres powiązań kooperacyjnych, sposób organizacji środków transportu wewnętrznego, sposób organizacji gospodarki remontowej.

26 Ewolucja struktur systemów wytwórczych formy struktur Procesowo zorientowane organizacje sieciowe w formie sieci powiązań kooperacyjnych Adaptacyjne systemy wytwarzania w formie struktur procesowych Struktury elastyczne w formie linii i gniazd przedmiotowych Struktury sztywne w formie sztywnych linii i gniazd etapy rozwoju Adaptacyjne systemy Adaptacyjne systemy wytwarzania to struktury procesowe z elastycznymi zespołami wytwarzania (powstałymi do realizacji określonego zadania). Podstawą struktur procesowych jest wydzielenie (identyfikacja) w rozpatrywanej organizacji procesów i stworzenie ich diagramów (identyfikacja to mapowanie a diagramy to mapy procesów). Strukturę procesową tworzy się dla zintegrowanego procesu wytwarzania. Organizacje sieciowe Struktury sieciowe dają możliwość wielu form przepływów w zależności od przyjętego rodzaju kooperacji. Systemy adaptacyjne mogą być też tworzone w formie sieci kooperacji, ale jest to kooperacja wewnętrzna (w danej organizacji). Ograniczone są więc: możliwości zmian granic systemu, synchronizacja a więc i ciągłość przepływu, realizacja terminów zamówień. Systemy sieciowe winny eliminować te wszystkie ograniczenia.

27 Podział struktur systemu wytwórczego Wybór rodzaju struktury Projektowanie struktur elastycznych

28 Projektowanie struktur procesowych Projektowanie struktur sieciowych Struktury ESP (FMS) ESP (FMS) - nazywa się zespół sterowanych numerycznie obrabiarek (CNC - Computer Numerical Control) zintegrowanych poprzez zautomatyzowany transport i magazynowanie oraz wspólne sterowanie komputerowe. maszyny i urządzenia produkcyjne (CNC), urządzenia transportowe: roboty przemysłowe, wózki automatycznie kierowane (AGV - Automated Guided Vehicle), transportery, przenośniki, suwnice, magazyny: centralne (AS / RS), lokalne, bufory międzyoperacyjne, sieć nadzorujących komputerów i mikroprocesorów.

29 Elastyczność struktury SW to zdolność systemu do produkcji wielu różnych wyrobów i szybkiego przestawiania się z wytwarzania jednego rodzaju wyrobu na drugi, czyli zdolność przystosowywania się do zmian stanów wejścia. Systemy o elastycznej strukturze powinny charakteryzować się: możliwością realizacji zmiennej wielkości produkcji elastyczność wielkości produkcji; możliwością realizacji zmiennego asortymentu elastyczność asortymentu; możliwością zmiany przepływów elastyczność marszrut technologicznych. Kształtowanie struktury SW rozpoczyna się od określenia procesów, polega na łączeniu stanowisk roboczych w grupy lub określaniu sieci kooperacji, doborze niezbędnych środków wytwórczych w formie wkładu własnego lub zlecenia zewnętrznego sprawia, że zbiór elementów staje się systemem wytwarzania, gdyż łączy je łańcuch kooperacji procesowych pozwalających osiągnąć główny cel działania, sprawia, że struktura jest tworzona ze współbieżnych i współzależnych procesów, których celem jest realizacja wyrobów o określonych parametrach.

30 FORMY PRZEPŁYWÓW LINIOWE (flow-shop) GNIAZDOWE (job-shop) OTWARTE (open-shop) Linie wieloprzedmiotowe Gniazda wieloprzedmiotowe Gniazda z centralnym magazynem ukierunkowane nieukierunkowane Identyczne marszruty wyrobów Każdy wyrób ma inną marszrutę, stąd mogą występować pomijania i nawroty (różna liczba operacji i różna ich kolejność) Każdy wyrób ma inną marszrutę, stąd mogą występować pomijania (różna liczba operacji ale ta sama ich kolejność) Różne marszruty dla każdego wyrobu, mogą występować pomijania i nawroty, inna kolejność realizacji wyrobu na danej maszynie (kolejne operacje procesu danego wyrobu mogą być realizowane w innej kolejności na danej maszynie). Wpływ na postać struktury SW forma organizacji konstrukcja wyrobu; technologia wykonania; rozmiary produkcji; seryjność wytwarzania; specjalizacja i kooperacja. Zasady kształtowania struktury klasycznej SW Zasada technologiczna polega na wydzieleniu komórek produkcyjnych o jednakowym charakterze technologicznym, czyli komórek podobnych pod względem metod obróbki. Zasada przedmiotowa polega na wydzieleniu komórek produkcyjnych zapewniających wykonanie określonej części lub całego procesu produkcyjnego. Zasada technologii grup (GT) wiąże się z opracowaniem zasad grupowania części w rodziny podobne a następnie wydzieleniem komórek produkcji wieloprzedmiotowej (dotyczącej grupy podobnych wyrobów).

31 Technologia grup Idea technologii grup polega na wyodrębnieniu grup wyrobów podobnych technologicznie i utworzeniu dla wyłonionych grup, komórek produkcyjnych do ich produkcji. Łączenie wyrobów w grupy umożliwia stosowanie wielkoseryjnych zasad (efekt skali) wytwarzania dla wyrobów produkowanych jednostkowo i małoseryjne Stosowanie nowych form organizacji produkcji (GT) jest istotne, gdyż 80% produkcji realizowane jest w małych i średnich seriach. Istota i zasady technologii grup są podstawą projektowania komórek obróbki grupowej (komórek wieloprzedmiotowych) o elastycznej strukturze produkcyjnej. Problem grupowania Grupowanie polega na wydzieleniu rodzin podobnych części celem stworzenia komórek a11... a1... a1 produkcyjnych obróbki grupowej j M... Problem grupowania definiuje AN = a... a... a się następująco: należy dokonać podziału zbioru M i ij im... M wyrobów na k grup w taki an1... anj... anm sposób, aby elementy wchodzące w skład danej grupy były wzajemnie podobne a wydzielone grupy wykazywały minimalne podobieństwo między sobą 0 gdydla danego wyrobu nie wykonuje się operacji a i, j = 1 gdy dla danego wyrobu wykonuje się operację Przykładowe macierze grupowania

32 Metody grupowania wizualnej obserwacji klasyfikacji i kodowania analizy przepływu produkcji dekompozycji macierzy dekompozycji grafu taksonometryczne współczynnika podobieństwa średniej grupowej wartości binarnej środka ciężkości wiązanej energii najdalszego sąsiedztwa identyfikacji powiązań najbliższego sąsiedztwa mediany Grupowanie odbywa się według: (1) Ustalonej granicznej wartości wskaźnika (2) Ustalonego wyrobu syntetycznego (umownego), czyli wyrobu, który zawiera wszystkie operacje mogące występować w projektowanej komórce. Każdy zaliczony do grupy wyrób nie może zwiększać zakresu operacji. (3) Ustalonego rozmiaru projektowanej komórki - ustala się liczbę różnych operacji projektowanej struktury Macierz incydencji

33 Umiejscowienie form struktury GT TYP PRODUKCJI Program produkcji Masowy i wielkoseryjny STRUKTURY LINIOWE Średnioseryjny Małoseryjny Jednostkowy FORMY O ELASTYCZNEJ STRUKTURZE LINIE OBRÓBKI GRUPOWEJ 10 GNIAZDA OBRÓBKI GRUPOWEJ 5 GNIAZDA TECHNOLOGICZNE Liczba pozycji asortymentowych Macierz sprzężeń obraz przepływów B N N r x r = x i1... r x N r x 1 ij j... r x... r x Nj r x 1N... r x in... r x NN 0 x i, j = 1 0 gdy w procesie wytwarzania występują powiązania elementu i z elementem j lub elementu j z elementem i, 1 w przeciwnym wypadku, Typy powiązań w systemie Bezpośrednie Pośrednie Brak powiązań M M W liniach i gniazdach przedmiotowych W systemach z rozdziałem zadań, w formach struktur specjalizowanych przedmiotowo, w elastycznych gniazdach i liniach produkcyjnych W technologicznych formach organizacji

34 Współczynnik kooperacji Wskaźnik W K oznacza średnią liczbę stanowisk w danym ogniwie produkcyjnym, z którymi kooperuje każde stanowisko W K N i= = 1 N d i Zależność wskaźnika od liczby stanowisk Wskaźnik kooperacji W K N - liczba stanowisk roboczych Struktura liniowa Struktura gniazdowa Kooperacje w systemie KOOPERACJE W SYSTEMIE Kooperacje wewnętrzne Kooperacje zewnętrzne Ukierunkowane Nieukierunkowane Wahadłowe Obwodowe przepływ jednokierunkowy w lini każdy wyrób ma każdy wyrób ma inną marszrutę, stąd inną marszrutę, stąd mogą występować mogą występować pomijania i pomijania (różna nawroty(różna ilość ilość operacji ale ta operacji i różna ich sama kolejność) kolejność) różne marszruty dla każdego wyrobu, mogą występować pomijania i nawroty, inna kolejność realizacji wyrobu na danej maszynie (inne operacje procesu danego wyrobu mogą być realizowane w innej kolejności na danej maszynie) indywidualne sterowanie przepływem danego zamówienia

35 Stanowisko robocze Stanowisko robocze Stanowisko robocze

36 Stanowisko wielo-robocze? Stanowisko robocze Urządzenie

37 Stanowisko robocze Rozmieszczenie z makietami Typy stanowisk produkcyjnych Stanowisko robocze to miejsce wykonywania jednej operacji technologicznej o typie masowym; o typie seryjnym; o typie jednostkowym.

38 Typy stanowisk Stanowiska o typie masowym wykonują daną operację na jednym lub kilku wyrobach produkowanych masowo lub wielkoseryjnie Stanowiska o typie jednostkowym wykonują daną operację na nieograniczonej liczbie wyrobów Stanowiska o typie seryjnym wykonują daną operację na kilkudziesięciu wyrobach należących do danej grupy, na różnych rozmiarach partii tych wyrobów. W zależności od rozmiaru partii wyróżnia się stanowiska: o wielkoseryjnym typie realizują operacje na dwóch do pięciu różnych wyrobach, na dużej partii danego wyrobu, o średnioseryjnym typie - realizują operacje na pięciu do dwudziestu różnych wyrobach, na średniej partii danego wyrobu, o małoseryjnym typie - realizują operacje na dwudziestu do pięćdziesięciu różnych wyrobach, na małym rozmiarze partii danego wyrobu. Specjalizacja stanowiska uniwersalne specjalizowane specjalne - U. - Sp. - S. Rodzaj stanowiska typ produkcji Liczba różnych wyrobów na których wykonuje się operacje. (Liczba detalooperacji). Typ produkcji Stanowisko robocze typu U Sp S Nieograniczona Jednostkowy X 20 do 50 Małoseryjna X 5 do 20 Średnioseryjna X X 2 do 5 Wielkoseryjna X 1 Masowa X X

39 Dobór maszyn do stanowiska Maszyny i urządzenia dobiera się z katalogów uwzględniając następujące parametry: skalę produkcji, dokładność obróbki (wykonania), rodzaj materiału, wymiary gabarytowe i ciężar wyrobu, kształt wyrobu, rodzaj przedmiotu. Tokarki Tokarki

40 Tokarki Szlifierki Szlifierki

41 Frezarki Frezarki Frezarki

42 Prasy Wiertarki Wiertarki

43 Piły Piece Gwinciarki

44 Strugarki Stanowiska wielonarzędziowe Stanowiska wielonarzędziowe

45 Wykres biegunowy Wykres biegunowy X o X X o o X o o X X o o X Liczba stanowisk n io ( P tij ) = j τ η

46 Zdolność produkcyjna to maksymalna ilość produktu jaka może być wytworzona w określonym czasie Pod pojęciem zdolność produkcyjna rozumiemy możliwość wytwarzania w danym okresie czasu maksymalnej wielkości produkcji o określonych parametrach jakościowych przy optymalnym wykorzystaniu czynników techniczno-organizacyjnych Zdolność produkcyjna Na zdolność produkcyjną wpływają czynniki tj: struktura asortymentowa produkcji; poziom kwalifikacji pracowników; liczba i jakość użytkowanych maszyn i urządzeń; wykorzystanie materiałów surowców; poziom opracowania dokumentacji technologicznej; poziom organizacji komórek produkcyjnych; warunki pracy; poziom kooperacji i specjalizacji. Metody wskaźnikowa analityczna normatywna

47 Metoda wskaźnikowa polega na określeniu zdolności produkcyjnych mając za punkt odniesienia wielkość okresu przeszłego. Przyjmuje się najczęściej wskaźniki z przedsiębiorstw przodujących, które odnosimy do naszej firmy (benchmarking) Zp= S*T Zp=V*Td S-liczba wyrobów wykonywanych w jednostce czasu T dysponowana liczba jednostek czasu V-wydajność ogniwa produkcyjnego na jednostkę czasu, Td-liczb efektywnych jednostek czasu do dyspozycji w ciągu roku Metoda analityczna polega na zbilansowaniu dysponowanego i potrzebnego funduszu czasu pracy, trudność jej zastosowania, wynika z niejednoznacznego zapotrzebowania na fundusz pracy, konieczna jest więc znajomość asortymentu i rzeczywistego czasu wykonania operacji Metoda normatywna polega na ustaleniu pewnej normy, której wynika ile wyrobów ma być wykonanych w konkretnej komórce produkcyjnej. Norma ta ustalona jest na podstawie normatywów odnoszących się do poszczególnych elementów komórki produkcyjnej. Najczęściej stosowana przy produkcji aparatowej i masowej

48 Przestrzeń produkcyjna To element systemu produkcyjnego, w którym przebiegają procesy produkcyjne. Organizowanie przestrzeni produkcyjnej dotyczy uporządkowania w tej przestrzeni komórek produkcyjnych (stanowisk pracy), usytuowania dróg transportowych i magazynów oraz określenie kształtów i wymiarów tej przestrzeni Przestrzeń produkcyjna Projekt przestrzeni produkcyjnej Etapy działania: Rozmieszczenie przestrzenne stanowisk. Dobór rodzaju i ilości środków transportowych. Dobór rodzaju magazynów. Ustalenie całkowitej niezbędnej powierzchni.

49 Optymalne rozmieszczenie Efekty: skrócenie dróg transportowych, skrócenie czasu przepływu produkcji, zmniejszenie liczby środków transportowych, zmniejszenie do minimum potrzebnej powierzchni produkcji, zmniejszenie pracochłonności robót transportowych. Problem rozmieszczenia Rozmieszczenie stanowisk polega na przyporządkowaniu miejsc lokalizacji w taki sposób, aby spełnić określone warunki. Rozmieszczenie stanowisk wiąże się z: projektowaniem rozwiązań teoretycznych (schematy rozmieszczania stanowisk), projektowaniem szczegółowym (plan rozmieszczenia). Problem rozmieszczenia W trakcie szczegółowego projektowania rozmieszczenia stanowisk należy: dokonać podziału dysponowanej powierzchni na pola zgodnie z rozmieszczenie teoretycznym, umieścić wstępne makiety stanowisk na wydzielonych polach (kształt stanowiska i jego wymiary podane są w katalogach maszyn i urządzeń), przemieścić tak makiety stanowisk aby spełnić wymagania dotyczące: szerokości dróg transportowych, odległości między stanowiskami, wielkości pól odkładczych.

50 Schemat rozmieszczenia To teoretyczny model szczegółowego planu rozmieszczenia. To ogólna koncepcja przestrzennego rozmieszczenia stanowisk, czyli: wzajemne usytuowanie stanowisk, ogólny kształt powierzchni, układ dróg transportowych. Kształt powierzchni Metody przybliżone rozmieszczenia Iteracyjne Krokowe Z nieograniczoną możliwością wyboru miejsc lokalizacji Z ograniczoną możliwością wyboru miejsc lokalizacji Metody przybliżone rozmieszczania obiektów w przestrzeni Punktowe Modułowe

51 Metody przybliżone Najbardziej znane metody przybliżone to: MAT- (Modular Allocation Technique). Siatki trójkątów równobocznych. CRAFT - (Computerized Relative Allocation of Facilities Technique) - technika względnego rozmieszczania środków. CORELAP - (Computerized Relationship Layout Planning) - planowanie względnego rozmieszczania obiektów. Funkcje kryterium w rozmieszczaniu Kryterium minimalizacji pracy przewozowej Q = N N i= 1 j= 1 S ij L ij min Rodzaje miar odległości Miejska miara odległości Y obiekt "i" obiekt "j" X Lij = ( xi x j ) + ( yi y j )

52 Rodzaje miar odległości Kartezjańska miara odległości Y obiekt "i" obiekt "j" L ij = 2 ( xi x j ) + ( yi y j X ) 2 Funkcje kryterium w rozmieszczaniu Kryterium minimalizacji liczby operacji transportowych długich Q = N N i= 1 j= 1 S ij L ij min Wskaźnik udziału operacji transportowych L WT = OT L L OT OTD

53 Wskaźnik sąsiedztwa miejsc lokalizacji WS N i= = 1 N k i Praktyczne możliwe rozmieszczenia Dla gniazd przedmiotowych: o swobodnym dostępie funkcjonalne (modułowe) komórkowe Dla linii produkcyjnych: w liniach wielorzędowych kołowe segmentowe

54 Rozmieszczenie o swobodnym dostępie środki transportowe mają bezpośredni dostęp do każdego stanowiska Rozmieszczenie funkcjonalne stanowiska są grupowane według rodzaju obróbki A A B B C C Rozmieszczenie komórkowe tworzy się wydzielone grupy stanowisk przeznaczone do obróbki określonego asortymentu detali A B A B A B C C C

55 Rozmieszczenie w liniach wielorzędowych stanowiska tworzą widoczne układy liniowe kooperujące ze sobą Rozmieszczenie kołowe stanowiska tworzą widoczne układy kołowe Rozmieszczenie segmentowe stanowiska tworzą widoczne układy segmentów

56 Rozmieszczenie najczęściej występujące stanowiska tworzą widoczne układy w kształcie litery U Powiązania transportowe Powiązania transportowe mogą mieć charakter: trwały (sztywne powiązania) w liniach jednoprzedmiotowych i systemach elastycznych, nietrwały (luźne powiązania) w gniazdach przedmiotowych, liniach wieloprzedmiotowych niezautomatyzowanych jak i pomiędzy gniazdami technologicznymi. Drogi transportowe

57 Konwencjonalne środki transportowe Środki transportowe Dźwignice Przenośniki Wózki Dźwigniki Cięgnowe Jezdniowe Wyciągi Bezcięgnowe Szynowe Suwnice Z czynnikiem pośredniczącym Żurawie Środki transportowe Środki transportowe

58 Środki transportowe Środki transportowe Środki transportowe

59 Środki transportowe środki transportowe Środki transportowe

60 środki transportowe Środki transportowe środki transportowe

61 środki transportowe środki transportowe Dobór środków transportowych Konfigurację przestrzenną stanowisk. Masę transportową. Wymiary gabarytowe materiałów. Stan materiału (stały, ciekły, gazowy). Stopień automatyzacji. Warunki budowlane: przebiegi i skrzyżowania tras, dopuszczalne obciążenia, pochylenie trasy. Intensywność powiązań transportowych.

62 Liczba środków transportowych na podstawie końcowego czasu wykonania pracy transportowej n t = τ Fe w Liczba środków transportowych z wykorzystaniem wydajności środka n t = Q l W w i Liczba środków transportowych posługując się czasem trwania cyklu transportowego Ct n t = ν

63 System wahadłowy C = t + t + t + t t z jz r jp System obwodowy C = i ( t + t ) + t t p z r j Podział magazynów magazyny produkowanych wyrobów - przechowują one zapasy międzyoperacyjne, kompensacyjne, rezerwowe, zapasy półfabrykatów i wyrobów gotowych, magazyny surowców i materiałów - przechowują zapasy zaopatrzeniowe potrzebne do realizacji podstawowego procesu produkcyjnego, magazyny materiałów pomocniczych, magazyny części zamiennych

64 Podział magazynów magazyny przystanowiskowe - przechowuje się w nich zapasy zabezpieczające ciągłą pracę stanowisk, centralne magazyny produkcyjne - przechowują materiały wejściowe i półfabrykaty zabezpieczające ciągłość pracy systemu, produkcję w toku, wyroby gotowe, pomoce warsztatowe; magazyny te stanowią również podstawowy sposób integracji elementów systemu produkcyjnego i faz procesu produkcyjnego Centralny magazyn statyczny - są to regały wysokiego składowania obsługiwane przez układarkę przejezdną. Może być zewnętrzny i wewnętrzny dynamiczny - jest to przenośnik podłogowy lub podwieszony pełniący funkcję środka transportu i magazynu. Jest to forma magazynu wewnętrznego Magazyny

65 Magazyny Magazyny Magazyn statyczny zewnętrzny stanowiska rozmieszcza się wzdłuż systemu transportowego łączącego je z magazynem Magazyn System transportowy

66 Magazyn statyczny wewnętrzny stanowiska rozmieszczone są wzdłuż magazynu Magazyn Magazyn dynamiczny buforowy Przenośnik Projektowanie magazynu Obejmuje ustalenie rodzaju magazynu, obliczanie pojemności i powierzchni magazynu, obliczanie wymiarów magazynu.

67 Powierzchnia ogólna magazynu P o P P = u = u Z Q d P ( 1,3 1,9) u = F r N reg Urządzenia w magazynie środki transportu magazynowego, urządzenia do składowania, pomocnicze urządzenia magazynowe, sprzęt informatyczny. Środki transportu w magazynie wózki ręczne o różnorodnej budowie wózki z napędem mechanicznym ciągniki przemysłowe o napędzie identycznym jak wózki oraz przyczepy, przenośniki rolkowe i wałkowe oraz przenośniki podłogowe, suwnice bramowe i pomostowe realizujące transport poziomy i pionowy, żurawie kolumnowe i przyścienne również realizujące transport poziomy i pionowy.

68 Składowanie ładunków na podłodze w jednej warstwie - wymagana duża powierzchnia, szerokie drogi transportowe, trudny jest dostęp do ładunków, na podłodze w jednej warstwie lub stosach, w regałach zwykłych (przedmioty luzem, w opakowaniach i pojemnikach), w regałach paletowych (przedmioty na paletach płaskich lub skrzyniowych, znormalizowanych), w regałach przelotowych (przepływowych) na paletach i w pojemnikach jednego typu. Środki transportowe w magazynie Środki transportowe w magazynie

69 Środki transportowe w magazynie Środki transportowe w magazynie Środki transportowe w magazynie

70 Środki transportowe w magazynie Środki transportowe w magazynie Środki transportowe w magazynie

71 Środki transportowe w magazynie Środki transportowe w magazynie Całkowita powierzchnia systemu P = P + P O pr pm P = P + pm m P t P pr = n i P S

72 Sposoby ustalania powierzchni metoda wskaźnikowa F = F w + ( F metoda Guerschet a P G w m i= 1 P = P + P + P C S G E = P s PE = ( PS + PG ) K S f i ) Stabilność struktury To zdolność systemu produkcyjnego do samoczynnego pokonywania zmian stanów wejścia. Z pojęciem stabilności struktury systemu produkcyjnego związany jest również tzw. obszar stabilności. Jest to obszar zmian stanów wejścia, w którym wyjściowa struktura nie ulega zmianie Obciążenie systemu (macierz obciążeń) C N M η... = η 11 i η η 1 j... ij η N1 η Nj... Pj tij + t pzj ηij = τ i η η η 1M... im... NM

73 Hala produkcyjna Hala produkcyjna Hala produkcyjna

74 Hala produkcyjna Hala produkcyjna Kotłownia Magazyn Regał Sanitar Regał Regał Magazyn ZG1 ZG2 ZG3 ZG4 ZG5 Regał PMS 100 PMS 40 PMS 40 FR WS Regał PWG1 PWG2 PWG3 ZG