PROCES PRODUKCJI, CYKL PRODUKCYJNY

Transkrypt

1 PROCES PRODUKCJI, CYKL PRODUKCYJNY PRZEWODNIK DO ĆWICZEŃ 3 1. Proces produkcji Definicja Proces produkcyjny wyrobu zbiór operacji produkcyjnych realizowanych w uporządkowanej kolejności w celu wytworzenia określonego wyrobu. Obraz graficzny procesu produkcji Proces produkcji ma miejsce na 4 stanowiskach pracy: (stanowisko 3 jest pomijane) 2. Operacja produkcyjna i jej typy Definicja Operacja produkcyjna (technologiczna) część procesu produkcyjnego, która jest wykonywana na określonym przedmiocie (lub grupie) przez pracownika (lub kilku) na jednym (bądź wielu) stanowiskach pracy bez przerw. Typy operacji produkcyjnych: bezpośrednio produkcyjne (na lewo) oraz pośrednio produkcyjne (na prawo) Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

2 3. Przerwa międzyoperacyjna Definicja Przerwa międzyoperacyjna ( mo ) czas pomiędzy wykonaniem dwóch kolejnych operacji technologicznych; w czasie przerwy międzyoperacyjnej mają miejsce operacje pośrednio produkcyjne (logistyka) Obraz graficzny przerwy międzyoperacyjnej Sekwencja procesu produkcji: operacja 1 na stanowisku 1 operacja 2 na stanowisku 2 operacja 3 na stanowisku 4 operacja 4 na stanowisku 5 (miejsce występowania przerw międzyoperacyjnych znaczono strzałkami) 4. Cykl produkcyjny Definicja Cykl produkcyjny czas niezbędny do wykonania wszystkich operacji w procesie produkcyjnym danego wyrobu łącznie z czasem wszystkich koniecznych przerw Obraz graficzny cyklu produkcyjnego Cykl produkcyjny wizualizuje najgrubsza ze strzałek (czas od momentu rozpoczęcia do momentu zakończenia wszelkich operacji w procesie prod.) Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

3 5. Wielkość partii produkcji Partia optymalna Idea optymalnej partii produkcji koresponduje z koncepcją optymalnej partii dostawy w zaopatrzeniu i dystrybucji (EWZ, EWP, EWD, EOQ). W obszarach tych występują koszty magazynowania i zamawiania, którym w sferze wytwarzania odpowiadają odpowiednio koszty produkcji (roboty w toku) i koszty przygotowania produkcji (przezbrojenia). W każdym z przypadków poszukuje się wielkości optymalnej minimum kosztów całkowitych (suma obu kosztów) - wykres. Wielkość partii optymalnej obliczamy według wzoru: gdzie: T pz T j q suma czasów przygotowawczo-zakończeniowych [należy dla wszystkich operacji zsumować podane czasy t pz ] suma czasów jednostkowych [należy dla wszystkich operacji zsumować podane czasy t j ] współczynnik proporcjonalności kosztów przygotowania produkcji do kosztów produkcji (jest on zależny od skali produkcji) [zawsze w zadaniach należy przyjmować warunki produkcji średnioseryjnej, dla której q=0,05] Partia ekonomiczna Jest to zakres wielkości partii optymalnej, w którym odchylenie kosztów jest akceptowane przez organizatora. Partia jest uzasadniona ekonomicznie w następujących granicach: Zatem otrzymaną wielkość partii optymalnej można dalej kształtować: pomniejszając ją maksymalnie o 30% (w dół) albo powiększając maksymalnie o 50% (w górę); należy unikać wielkości skrajnych, wybierając wartości bliskie optimum. Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

4 Partia transportowa (występuje w przebiegu równoległym i szeregowo-równoległym) W przebiegu równoległym i szeregowo-równoległym przekazywanie detali między stanowiskami nie odbywa się całą partią (optymalną, ekonomiczną), ale w partiach transportowych (pakietach). Wielkość partii transportowej obliczamy według wzoru: gdzie: n op k t wielkość partii optymalnej (ekonomicznej) [obliczona wg wzoru na n op, ewentualnie następnie skorygowana wg wzoru na n ek ] liczba partii transportowych [zawsze w zadaniach będzie podawana arbitralnie przez prowadzącego zajęcia; w praktyce ilość partii transportowych podyktowana jest wielkością pojemnika, w którym przekazuje się detale z operacji na operację] Przykład obliczania wielkości partii Dane: Op 10 tpz = 0,25 tj = 0,15 Op 20 tpz = 0,50 tj = 0,25 Op 30 tpz = 0,75 tj = 0,50 Op 40 tpz = 0,25 tj = 0,10 Rozwiązanie: n op = (0,25 + 0,50 + 0,75 + 0,25) / (0,15 + 0,25 + 0,50 + 0,10) * 0,05 = 1,75 / 1 * 0,05 = = 35 sztuk/ partię Uzyskaną wielkość partii optymalnej możemy skorygować ekonomicznie: n ek = <0,7 1,5> n op = <0,7 1,5> * 35 = <24,5 52,5> Przyjmujemy (arbitralnie) do dalszych obliczeń n ek = 40 sztuk/partię (nieznacznie ją powiększyliśmy). Przyjmując (arbitralnie), iż liczba partii transportowych będzie równa dwa (k t = 2), otrzymujemy wielkość partii transportowej: n t = 40 / 2 = 20 sztuk/partię transportową Uwaga: wielkość partii zawsze musi być liczbą całkowitą; ułamki należy zaokrąglać w górę. Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

5 6. Cykl produkcyjny pojedynczej operacji Długotrwałość wiązania przedmiotu z operacją Relacja ta informuje jak długo wykonujemy daną operację (jaka jest długotrwałość pracy; kolokwialnie mówiąc: ile zajmie nam robota?) gdzie: n op t j wielkość partii optymalnej (ekonomicznej) [obliczona wg wzoru na n op, ewentualnie następnie skorygowana wg wzoru na n ek ] czas jednostkowy [dana z dokumentacji technologicznej] Długotrwałość wiązania stanowiska z operacją Relacja ta informuje jak długo stanowisko będzie zajęte w związku z wykonywaniem danej operacji (jaka jest dostępność stanowiska; kolokwialnie mówiąc: ile zajmie nam robota wraz z przezbrojeniem stanowiska?) gdzie: n op t j t j wielkość partii optymalnej (ekonomicznej) [obliczona wg wzoru na n op, ewentualnie następnie skorygowana wg wzoru na n ek ] czas jednostkowy [dana z dokumentacji technologicznej] czas przygotowawczo-zakończeniowy [dana z dokumentacji technologicznej] 7. Cykl produkcyjny wyrobu prostego Istnieją trzy podstawowe formy przejścia partii detali z jednej operacji na drugą: 1. przebieg szeregowy 2. przebieg równoległy 3. przebieg szeregowo równoległy Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

6 8. Wariant szeregowy istota: następna operacja rozpoczyna się po zakończeniu operacji poprzedniej dla wszystkich sztuk w partii zalety: organizacyjnie najłatwiejszy do realizacji najmniejsza liczba operacji transportowych wada: największy czas trwania cyklu produkcyjnego zastosowanie: niskie typy produkcji (specjalizacja technologiczna) warunki większej seryjności (małe tj; Τ niewielki) wzór: gdzie: n op t j τ mo wielkość partii optymalnej (ekonomicznej) [obliczona wg wzoru na n op, ewentualnie następnie skorygowana wg wzoru na n ek ] czas jednostkowy [dana z dokumentacji technologicznej] czas przerw międzyoperacyjnych [należy dokonać zliczenia ilości przerw między operacjami, przemnażając tę wartość przez czas trwania przerwy; zawsze w zadaniach czas przerwy będzie podawany arbitralnie przez prowadzącego zajęcia; także zakładamy iż cykl produkcyjny kończy się w momencie przekazania wyrobu na magazyn tzn. zawsze po ostatniej operacji będzie występowała jeszcze przerwa międzyoperacyjna rekapitulując: ile operacji tyle przerw międzyoperacyjnych] wykres przebiegu: Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

7 9. Wariant równoległy istota: poszczególne detale przechodzą na następne stanowisko natychmiast po wykonaniu operacji poprzedniej zaleta: największe skrócenie cyklu produkcyjnego wady: może powodować przestoje maszyn (~ synchronizacji) zwiększa liczbę operacji transportowych (koszty) zastosowanie: wyższe typy produkcji (specjalizacja przedmiotowa) wzór: gdzie: n t n op t j t jmax τ mo wielkość partii transportowej [obliczona wg wzoru na n t ] wielkość partii optymalnej (ekonomicznej) [obliczona wg wzoru na n op, ewentualnie następnie skorygowana wg wzoru na n ek ] czas jednostkowy [dana z dokumentacji technologicznej] maksymalny czas jednostkowy (t j najdłużej operacji) [dana z dokumentacji technologicznej] czas przerw międzyoperacyjnych [należy dokonać zliczenia ilości przerw między operacjami, przemnażając tę wartość przez czas trwania przerwy; zawsze w zadaniach czas przerwy będzie podawany arbitralnie przez prowadzącego zajęcia; także zakładamy iż cykl produkcyjny kończy się w momencie przekazania wyrobu na magazyn tzn. zawsze po ostatniej operacji będzie występowała jeszcze przerwa międzyoperacyjna rekapitulując: ile operacji tyle przerw międzyoperacyjnych] Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

8 wykres przebiegu: Proces produkcji, cykl produkcyjny 10. Wariant szeregowo-równoległy istota: kolejna operacja rozpoczyna się przed zakończeniem operacji poprzedzającej (zapewnienie największej ciągłości obróbki) zaleta: skrócenie cyklu produkcyjnego wada: wzrost liczby operacji transportowych, przezbrojeń zastosowanie: asynchroniczne procesy produkcyjne wzór: gdzie: n op n t t j wielkość partii optymalnej (ekonomicznej) [obliczona wg wzoru na n op, ewentualnie następnie skorygowana wg wzoru na n ek ] wielkość partii transportowej [obliczona wg wzoru na n t ] czas jednostkowy [dana z dokumentacji technologicznej] Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

9 t jmin τ mo Proces produkcji, cykl produkcyjny minimalne czasy jednostkowe (najkrótszy t j z dwóch t j operacji, które porównuje się parami: tj op10 z tj op20 wybierz krótszy, tj op20 z tj op30 wybierz krótszy itd.; zsumuj wszystkie wybrane) [dana z dokumentacji technologicznej] czas przerw międzyoperacyjnych [należy dokonać zliczenia ilości przerw między operacjami, przemnażając tę wartość przez czas trwania przerwy; zawsze w zadaniach czas przerwy będzie podawany arbitralnie przez prowadzącego zajęcia; także zakładamy iż cykl produkcyjny kończy się w momencie przekazania wyrobu na magazyn tzn. zawsze po ostatniej operacji będzie występowała jeszcze przerwa międzyoperacyjna rekapitulując: ile operacji tyle przerw międzyoperacyjnych] wykres przebiegu: 11. Rysowanie harmonogramów uwagi ogólne Na samym początku rysujemy układ współrzędnych, w którym na osi x oznaczamy czas (τ) zaś na osi y stanowiska (r) względnie operacje (op). Rozpoczynamy od narysowania pierwszego czasu przygotowawczo-zakończeniowego przed osią stanowisk/operacji (chodzi o to, aby obróbka dla pierwszej z operacji rozpoczęła się dokładnie w chwili 0). Tpz dla op 10 wynosi w tym przypadku 0,5 siwy prostokąt (wykres). Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

10 Dalej należy dokonać obliczenia długotrwałości wykonania operacji 10 wg wzoru na (τ op ): pomnożyć wielkość partii (n) przez czas wykonania jednej sztuki (tj). Przyjmując, iż partia liczy 50 szt., a czas wykonania 1 sztuki w operacji 10 wynosi 0,05 otrzymujemy czas równy 2,5 jednostki. Czas wykonania operacji 10 zaznaczamy na harmonogramie niebieski prostokąt. Następnie należy dokonać przejścia do obliczeń kolejnej operacji. Zanim jednak się ona rozpocznie, należy dokonać odczekania pewnego interwału czasu (musi się dokonać chociażby transport ze stanowiska na stanowisko). Przyjmijmy, iż przerwa międzyoperacyjna wynosi 1 jednostkę czasu. Dalsza praca obróbcza (operacja 20) będzie mogła mieć miejsce równo po jednostce czasu od chwili zakończenia operacji 10 (reprezentuje ją czerwona pionowa kreska w operacji 20). Aby otrzymać na wykresie moment rozpoczęcia dalszej pracy należy dokonać rzutowania momentu zakończenia operacji 10 na operację 20 i doliczyć czas przerwy międzyoperacyjnej (przerwę obrazuje czerwona strzałka). W ramach przerwy międzyoperacyjnej możliwe jest przezbrajanie stanowisk (należy wrysowywać czasy tpz w ramach tego okresu). Zakładamy, iż tpz dla operacji 20 także wynosi 0,5. Otrzymujemy tym samym siwy prostokąt (przezbrojenie) w operacji 20. Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

11 Pozostaje wyznaczenie czasu wykonania operacji 20 (wg poznanego już schematu). Liczebność partii to 50 szt, zaś przyjęty czas wykonania operacji 20 to 0,06. W efekcie otrzymujemy czas wykonania operacji 20 równy 3 jednostki czasu niebieski prostokąt w kolejnej operacji. Dalej postępujemy w sposób analogiczny, aż do ostatniej operacji. Na końcu należy dokonać pokazania przejść detalu z operacji na operację obrazuje się to relacjami od momentu zakończenia operacji poprzedniej, do momentu rozpoczęcia operacji kolejnej (czarna przerywana linia na wykresie). Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

12 12. Przebieg szeregowy zadanie z komentarzem Oblicz i przedstaw graficznie długość cyklu produkcji partii przy założeniu przebiegu szeregowego na podstawie poniższej technologii: op 10 cięcie t pz = 0,1 t j =0,05 op 20 toczenie t pz = 0,2 t j =0,06 op 30 wiercenie t pz = 0,2 t j =0,05 op 40 szlifowanie t pz = 0,1 t j =0,04 mo = 1 q = 0,05 Obliczenia: Wykres przebiegu: Część C2 wchodzi w skład: zespołu Z2 w ilości 3 szt. oraz zespołu Z3 w ilości 1 szt. Zapotrzebowanie na zespół Z2 wynosi 2 szt, więc ilość C2 wzrasta do 6 szt (2 Z2 x 3 C2). Dalej jednak Z2 wchodzi w skład zespołu Z1, potrzebnego w ilości 2 szt. Tym samym ilość C2 rośnie do 12 szt (obliczone wcześniej 6szt x 2 Z1). Analogicznie należy dokonać Przebieg szeregowy jest bardzo prosty wyjaśnienia do obliczeń jak i postępowania przy sporządzaniu wykresu przebiegu znajdują się w materiale powyżej, stąd w tym miejscu pominięto wyczerpujący komentarz do zadania. 13. Przebieg równoległy zadanie z komentarzem Oblicz i przedstaw graficznie długość cyklu produkcji partii przy założeniu przebiegu równoległego na podstawie poniższej technologii: op 10 cięcie t pz = 0,1 t j =0,05 op 20 toczenie t pz = 0,3 t j =0,20 op 30 frezowanie t pz = 0,2 t j =0,10 mo = 2 q = 0,05 kt = 4 Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

13 Obliczenia: Proces produkcji, cykl produkcyjny W przypadku obliczeń tego wariantu należy zwrócić uwagę na operację o najdłuższym czasie jednostkowym (tj max): w tym celu należy dokonać przeglądu technologii wykonania (czasy tj) i wybrać do obliczeń największy spośród nich. Wykres przebiegu: W przypadku rysowania wykresu postępujemy dokładnie tak samo, tylko że obliczamy długotrwałość wykonania każdej z partii transportowej w operacji 10 wg poznanego wzoru na (τ op ): pomnożyć wielkość partii transportowej (nt) przez czas wykonania jednej sztuki (tj). Takich partii będzie w ramach operacji tyle ile wynosi parametr kt (liczba partii transportowych) w zadaniu 4; na wykresie czas wykonania każdej partii transportowej został zobrazowana prostokątem w innym odcieniu koloru niebieskiego. Logika rysowania: wykres należy rysować tak jak w przebiegu szeregowym, tyle że po partii transportowej, aż do momentu dojścia do operacji maksymalnej rysujemy tpz operacji 10 przed osią obliczamy i rysujemy czas wykonania 1 partii transportowej w operacji 10 niebieski prostokąt oznaczony 1 zaznaczamy przerwę międzyoperacyjną czerwona strzałka w ramach przerwy międzyoperacyjnej wrysowujemy tpz operacji 20 obliczamy i rysujemy czas wykonania 1 partii transportowej w operacji 20 niebieski prostokąt oznaczony 1 dotarliśmy do operacji maksymalnej: będzie ona zawsze wykonywana bez przerw (poszczególne partie transportowe będą wykonywane jedna za drugą) powielamy zatem pierwszą partię transportową trzykrotnie otrzymując w operacji 20 stan: tpz, 1 partia transportowa, 2 partia transportowa, 3 partia transportowa, 4 partia transportowa Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

14 (równe prostokąty, gdyż czasy wykonania poszczególnych partii transportowych są takie same) następnie postępujemy tak jak w przebiegu szeregowym: patrzymy gdzie skończyliśmy 1 partię transportową w operacji 20 i zaznaczamy przerwę między operacyjną czerwona strzałka w ramach przerwy międzyoperacyjnej zaznaczamy czas tpz operacji 30 obliczamy i rysujemy czas wykonania 1 partii transportowej w operacji 30 niebieski prostokąt oznaczony 1 potem postępujemy następująco: patrzymy gdzie skończyliśmy 2 partię transportową w operacji 20 i zaznaczamy przerwę między operacyjną czerwona strzałka rysujemy czas wykonania 2 partii transportowej w operacji 30 (jej wykonanie jest czasowo takie samo jak 1 partii transportowej) niebieski prostokąt oznaczony 2; przed tą partią transportową (jak i kolejnymi) nie zaznaczamy czasu tpz, gdyż stanowisko jest już przygotowane do tego typu pracy (swoją pracę już wykonało i oczekuje teraz na kolejną partię detali do obróbki) dalej w ramach operacji 30 identycznie postępujemy w przypadku partii transportowych numer 3 i 4 pozostały do narysowania partie transportowe 2-4 w operacji 10; logika postępowania jest dokładnie taka sama jak przedstawiona powyżej, tyle że w odwrotnym kierunku (w lewo) patrzymy gdzie rozpocząć się musi praca nad 2 partią transportową w operacji 20 zaznaczamy przerwę międzyoperacyjną czerwona strzałka (w lewo); wyznacza nam ona moment zakończenia obróbki 2 partii transportowej w operacji 10 rysujemy czas wykonania 2 partii transportowej w operacji 10 w lewo, do tyłu (jej wykonanie jest czasowo takie samo jak 1 partii transportowej) niebieski prostokąt oznaczony 2 potem patrzymy gdzie rozpocząć się musi praca nad 3 partią transportową w operacji 20 zaznaczamy przerwę międzyoperacyjną czerwona strzałka (w lewo); wyznacza nam ona moment zakończenia obróbki 3 partii transportowej w operacji 10 rysujemy czas wykonania 3 partii transportowej w operacji 10 w lewo (do tyłu) niebieski prostokąt oznaczony 3 w przypadku 4 partii transportowej w operacji 10 postępujemy identycznie na koniec zaznaczamy przejścia poszczególnych partii transportowych czarne przerywane linie Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

15 Maksymalna partia transportowa może wystąpić w dowolnym miejscu marszruty technologicznej wyrobu. W zadaniu miał miejsce wariant w środku procesu technologicznego. Zdarzyć się mogą również dwa inne: na początku pierwsza operacja maksymalna (narysowana łącznie), pozostałe operacje mające nieciągłość prac oraz na końcu wszystkie operacje będą wykonywane z przerwami poza ostatnią, maksymalną (rysowaną łącznie). 14. Przebieg szeregowo-równoległy zadanie z komentarzem Oblicz i przedstaw graficznie długość cyklu produkcji partii przy założeniu przebiegu szeregowo-równoległego na podstawie poniższej technologii: op 10 toczenie t pz = 0,1 t j =0,05 op 20 frezowanie t pz = 0,2 t j =0,20 op 30 wiercenie t pz = 0,2 t j =0,10 op 40 szlifowanie t pz = 0,1 t j =0,05 mo = 1 q = 0,05 kt = 3 Obliczenia: W przypadku obliczeń tego wariantu należy zwrócić uwagę na sumę czasów jednostkowych (tj min): w celu jej wyznaczenia należy porównywać czasy tj parami tj operacji 10 z tj operacji 20 i wybrać krótszy z nich; następnie tj operacji 20 z tj operacji 30 i wybrać krótszy z nich itd.; na końcu należy wszystkie tj minimalne (wyniki porównania par tj) zsumować. Wykres przebiegu: Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

16 W przypadku rysowania wykresu postępujemy dokładnie tak samo, tylko że obliczamy długotrwałość wykonania każdej z partii transportowej w operacji 10 wg poznanego wzoru na (τ op ): pomnożyć wielkość partii transportowej (nt) przez czas wykonania jednej sztuki (tj). Takich partii będzie w ramach operacji tyle ile wynosi parametr kt (liczba partii transportowych) w zadaniu 3; na wykresie czas wykonania każdej partii transportowej został zobrazowana prostokątem w innym odcieniu koloru niebieskiego. Logika rysowania: wykres należy rysować według zasad przebiegu szeregowego i równoległego rysujemy tpz operacji 10 przed osią obliczamy i rysujemy czas wykonania 1 partii transportowej w operacji 10 niebieski prostokąt oznaczony 1 następnie za nim dorysowujemy kolejne partie transportowe w operacji 10 (kolejne prostokąty) analogia do operacji maksymalnej przebiegu równoległego patrzymy, czy czas tj kolejnej operacji 20 jest dłuższy czy krótszy od bieżącej; w naszym przypadku dłuższy, co oznacza iż kolejną operację będziemy rysowali od przodu: wariant: przejście z operacji krótszej (tj mniejszy) na operację dłuższą (tj większy) zaznaczamy przerwę międzyoperacyjną z przodu czerwona strzałka w ramach przerwy międzyoperacyjnej wrysowujemy tpz operacji 20 obliczamy i rysujemy czas wykonania 1 partii transportowej w operacji 20 niebieski prostokąt oznaczony 1 następnie za nim dorysowujemy kolejne partie transportowe w operacji 20 (kolejne prostokąty) patrzymy, czy czas tj kolejnej operacji 30 jest dłuższy czy krótszy od bieżącej; w naszym przypadku krótszy, co oznacza iż kolejną operację będziemy rysowali od tyłu: wariant: przejście z operacji dłuższej (tj większy) na operację krótszą (tj mniejszy) zaznaczamy przerwę międzyoperacyjną od tyłu czerwona strzałka; obejmuje ona okres czasu od momentu zakończenia pracy ostatniej partii transportowej w bieżącej operacji do momentu rozpoczęcia obróbki tej partii w kolejnej operacji analogia do przebiegu szeregowego ale po ostatniej z partii transportowych pozostałe partie transportowe wrysowujemy z przodu, podobnie jak i tpz kolejne operacje rysujemy tak samo, w zależności z którym z dwóch wariantów operacji (krótsza/dłuższą czy dłuższa/krótszą) mamy do czynienia na koniec zaznaczamy przejścia poszczególnych partii transportowych czarne przerywane linie Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

17 15. Wykresy przebiegów (duży format) a) szeregowy b) równoległy Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik

18 c) szeregowo-równoległy Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, październik