Proces, rozmieszczenie urządzeń, sposoby przepływu produkcji, normy prof. PŁ dr hab. inż. Andrzej Szymonik Łódź 2016/2017 www.gen-prof.pl 1
Def. Procesu: Uporządkowany w czasie ciąg zmian i stanów zachodzących po sobie. 2
Def. Procesu produkcyjnego (1): Proces produkcyjny to ciąg działań (uporządkowany), którego wynikiem jest otrzymany przez konsumenta produkt. 3
Def. Procesu produkcyjnego (2): jest to transformacja wchodzących do systemu produkcyjnego czynników produkcji w gotowe wyroby o odpowiedniej wartości dla klientów dzięki kwalifikowanej pracy ludzkiej oraz dostarczenie tych wyrobów klientom i roztaczanie serwisowej opieki nad sprzedanymi wyrobami. 4
Elementy składowe procesu produkcyjnego: proces wytwórczy podstawowy - przetwarzanie przedmiotu pracy w wyroby gotowe; proces wytwórczy pomocniczy obejmujący utrzymanie ruchu, remonty, itp.; proces obsługi wytworzenia zapewniający obsługę administracyjną, bhp itp.. 5
Proces wytwórczy (produkcji) podstawowy składa się z : procesu przygotowawczego; procesu technologicznego; procesu transportu; procesu składowania. 6
Proces technologiczny: obejmuje zespół działań w trakcie, których następuje zmiana kształtu, właściwości fizycznych chemicznych oraz położenia wzajemnego elementów w przetwarzanych przedmiotach. 7
cd. Procesy technologiczne dzielimy na: aparaturowe - są niekiedy nazywane procesami różnicującymi asortyment produktów, gdyż z niewielkiej liczby surowców w kolejnych stadiach produkcji wytwarza się - przy wykorzystaniu technologii chemicznej - liczne wyroby w asortymencie dostosowanym do popytu odbiorców (np. redukcja, naparowanie, dyfuzja); 8
Podział procesu ze względu na przebieg zdarzeń: ciągłe - z reguły aparaturowe (np. przemysł chemiczny, cementowy, energetycznym, farmaceutycznym); dyskretne - skończona liczba zdarzeń (np. przemysł maszynowy, samochodowy, odzieżowy). 9
Podział procesów ze względu na technologie: wydobywcze pozyskiwane zasoby są przetwarzane lub konsumowane; przetwórcze przemiana fizykochemiczna; obróbkowe kształtowanie (np. obróbka cieplna plastyczna); obróbka powierzchniowa (np. polerowanie, docieranie, malowanie), fizykochemiczna (np. uzyskanie struktur półprzewodnikowych, diody, przez fotolitografie, dyfuzję, naparowanie). 10
Operacje w kształtowaniu: pierwotne nadanie kształtu: (monokrystalizacja, odlewanie, kucie, cięcie itd.); plastyczne np. walcowanie, kucie, tłoczenie; ubytkowe skrawanie, obróbka erozyjna (elektroerozyjna, elektrochemiczna, strumieniowo-erozyjna); trwałe łączenie klejenie, nitowanie, napawanie; przyrostowe nakładanie kolejnych warstw 3D. 11
Procesy technologiczne ze względu na środki produkcji: ręczne wykonawca siłą mięśni za pomocą prostego narzędzia zmienia obrabiany przedmiot; maszynowo-ręczne wykonawca działa na przedmiot pracy roboczą częścią maszyny; 12
cd. Procesy technologiczne ze względu na środki produkcji: pomocniczych (wspomagane komputerowo funkcja człowieka ogranicza się do kontroli i regulacji pracy (maszyny zintegrowane maszynowo-półautomatyczne praca wykonawcy ogranicza się do działań CAM); procesy maszynowe automatyczne komputerowo CIM). 13
Specjalizacja jednostek produkcyjnych: przedmiotowa; technologiczna; mieszana. 14
Specjalizacja przedmiotowa: w strukturze produkcyjne - dążenie do zamknięcia w jednostce całości procesu produkcyjnego wyrobu (złożonego i prostego). 15
Specjalizacja przedmiotowa powoduje: zawężenie różnorodności wykonywanych robót (wyrobów i operacji), a tym samym zwiększenie wydajności pracy na stanowiskach; przybliżenie do warunków pracy ciągłej; 16
cd. Specjalizacja przedmiotowa powoduje: wyposażenie w tzw. maszyny i urządzenia jedno-celowe, przeznaczone do wykonywania tylko jednej operacji (zabiegu); 17
cd. Specjalizacja przedmiotowa powoduje: możliwość określenia w każdej chwili stanu zaawansowania obróbki przedmiotów; skrócenie cyklu produkcyjnego przez celowe rozłożenie operacji na poszczególne stanowiska; 18
cd. Specjalizacja przedmiotowa powoduje: racjonalną gospodarkę narzędziową przez przydzielenie do jednostki produkującej odpowiedniego oprzyrządowania, specjalizowanych ustawiaczy, określonej liczby przyrządów; 19
cd. Specjalizacja przedmiotowa powoduje: zamknięcie większości czynności kierowniczych na niższym szczeblu; 20
cd. Specjalizacja przedmiotowa powoduje: znaczne uproszczenia w procesie informacyjnym (likwidacja części ewidencji); wzajemną współpracę i przestrzeganie jakości i terminów prac w jednostce. 21
Specjalizacja technologiczna: Kryterium łączenia stanowisk - podobieństwo technologii stosowanej na danych stanowiskach. 22
Specjalizacja technologiczna - cechy: rozproszona odpowiedzialność za jakość i liczbę wykonywanych przedmiotów oraz za terminowość wykonania, większy zakres zabiegów kontrolnych i ewidencyjnych, 23
cd. Specjalizacja technologiczna- cechy: trudność w opanowaniu całości procesu produkcyjnego, przekazanie sterowania całością procesu jednostce nadrzędnej, nieproporcjonalna komplikacja systemu informacyjnego. 24
Porównanie jednostek przedmiotowych i technologicznych: koszty transportu zdecydowanie niższe w jednostkach przedmiotowych; w jednostkach technologicznych powstają długie i trudne do zorganizowania drogi transportowe; w jednostkach przedmiotowych uzyskujemy znacznie niższe koszty magazynowania. 25
Zadanie dla studenta: Które stanowisko przedmiotowe czy technologiczne sprzyja wysokiej jakości wytwarzanych wyrobów i dlaczego? 26
Def. Cykl produkcyjny wyrobu: to czas od rozpoczęcia podstawowego procesu produkcyjnego (wytwórczego) do momentu jego zakończenia i przekazania gotowego wyrobu do dyspozycji odbiorcy. 27
Cykl produkcyjny wyrobu składa się z: I. Czasu trwania operacji procesu produkcyjnego a w tym: a) operacje technologiczne wraz z czasem czynności przygotowawczozakończeniowych; b) składowe; c) transport; d) kontrole; 28
cd. Cykl produkcyjny wyrobu składa się z: II. Czasu przerw w procesie produkcyjnym w postaci: a) przerw organizacyjno-technicznych; b) przerw między zmianowych; c) czasu wolnego od pracy; d) przerw nieplanowanych. 29
Sposoby organizacji przebiegu produkcji: a) przebieg szeregowy polega na tym że cała partia detali jest obrabiana na jednym stanowisku i dopiero po obróbce wszystkich wyrobów partii jest przesyłana na kolejne stanowisko; 30
31
cd. Sposoby organizacji przebiegu produkcji: b) przebieg równoległy charakteryzuje się tym że pojedyncze sztuki obrabianej partii przekazywane są na kolejne stanowiska natychmiast po ich obróbce na poprzednim stanowisku; 32
Partia = 4 sztuki 33
cd. Sposoby organizacji przebiegu produkcji: c) przebieg szeregowo-równoległy polega na przekazywaniu partii między stanowiskami bądź pojedynczymi wyrobami, bądź częściami partii tzw. partiami transportowymi w zależności od długości operacji tj. z operacji krótszych na dłuższe przekazywane są pojedyncze wyroby zaś z operacji dłuższych na krótsze partie transportowe. 34
Partia = 4 sztuki 35
Zalety i wady - sposobów organizacji przebiegu produkcji: kolejne stanowiska mają przestoje wynikające z stanowisku roboczym do czasu ukończenia 1. przebieg szeregowy (kolejny): łatwość operatywnego kierowania produkcją; stanowiska wykonujące aktualną obróbkę pracują bez przerw; oczekiwania na partię; składowanie obrobionych przedmiotów na obróbki całej partii zwiększa zapasy produkcji. 36
cd. Zalety i wady - sposobów organizacji przebiegu produkcji: 2. przebieg równoległy: ciągła praca stanowisk o najdłuższym czasie trwania obróbki; pozostałe stanowiska - krótkotrwałe przerwy; znaczne skrócenie czasu obróbki całej partii; radykalne zmniejszenie zapasów produkcji w toku; synchronizacja pracy stanowisk roboczych; znaczne skrócenie dróg i czasu transportu. 37
cd. Zalety i wady - sposobów organizacji przebiegu produkcji: 3. przebieg szeregowo - równoległy: umożliwia skrócenie cyklu w porównaniu do cyklu szeregowego (kolejnego); zapewnia ciągłą pracę wszystkich stanowisk przy obróbce danej partii dzięki wcześniejszemu rozpoczęciu pracy stanowisk. 38
def. Forma organizacji produkcji: sposób powiązania stanowisk pracy zgrupowany w określony sposób do realizacji procesów wytwórczych oraz powstałe między nimi więzi (tj. stałość kierunków przebiegu przedmiotów pracy oraz jego równomierność) zapewniające racjonalny przebieg tych procesów. 39
Formy organizacji produkcji - liniowa: 1) to takie zgrupowanie stanowisk roboczych, w którym są one rozstawione zgodnie z kolejnością operacji w marszrucie technologicznej przedmiotów. 40
41
cd. Formy organizacji produkcji niepotokowa (gniazdowa): 2) kierunek przebiegu przedmiotów pracy między stanowiskami jest zmienny, każde stanowisko może współpracować z różnymi stanowiskami i kolejność operacji technologicznych może być zmienna; 42
Formy organizacji produkcji niepotokowa (gniazdowa): cd. 2) w warunkach produkcji na stanowiskach roboczych wykonywane są różne, przypadkowo przydzielone operacje. (przebieg tych operacji w czasie nie jest regulowany cyklicznie powtarzalnymi harmonogramami, a więc jest również w znacznym stopniu przypadkowy); 43
cd. Formy organizacji produkcji niepotokowa (gniazdowa): cd. 2) produkcja może przebiegać: w komórkach o strukturze technologicznej, w komórkach o strukturze podmiotowej, w liniach produkcyjnych. 44
cd. Formy organizacji produkcji niepotokowa (gniazdowa): d. 2) cechy charakterystyczne: długi okres oczekiwania na następną operacje, trudność organizacyjna, możliwość niesprawnego przepływu prac, powolny przyrost wartości dodanej; 45
cd. Formy organizacji produkcji niepotokowa (gniazdowa): cd. 2) cele : skoncentrować kwalifikacje, osiągnąć wysokie wykorzystanie maszyn i urządzeń. 46
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: 3) synchronizowanie całej linii: następuje ścisłe przydzielenie detalooperacji do poszczególnych stanowisk roboczych; kolejność wykonania operacji na każdym stanowisku roboczym jest normatywnie określona; sterowanie przebiegiem produkcji według operacji odbywa się zgodnie z wzorcem; 47
cd. Formy organizacji produkcji potokowa: cd. 3) linia zbudowana jest ze stanowisk rozmieszczonych wzdłuż przenośnika do transportu i obróbki części lub montażu całego wyrobu (możliwość wykorzystania tej metody produkcyjnej oparta jest o wykorzystanie szeroko pojętej automatyki i robotyki oraz ograniczenia pracy człowieka głównie do kontroli maszyn); 48
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) efektywność produkcji osiąga dzięki: rozmieszczeniu stanowisk roboczych zgodnie z przebiegiem procesu technologicznego, wyznaczenia czasu wykonywania jednej operacji przez jedno stanowisko robocze lub grupę równoległych stanowisk roboczych, 49
cd. Formy organizacji produkcji- potokowa: cd. 3) efektywność ten sposób produkcji osiąga dzięki: transportowania przedmiotu obrabianego od jednego stanowiska do drugiego możliwie bez przerwy, równego lub wielokrotnego czasu operacji na wszystkich stanowiskach tworzących linię potokową. 50
cd. Formy organizacji produkcjipotokowa: 3) warunki: znaczna stabilność popytu jeżeli popyt ma charakter nieregularny wówczas przezbrajanie i ustawianie na nowo linii pociąga za sobą koszty, aby temu zapobiec przy produkcji potokowej i niestabilnym popycie produkuje się na zapas (dodatkowe koszty); 51
cd. Formy organizacji produkcjipotokowa: cd. 3) warunki: wyroby lub muszą być znormalizowane, co powoduje nieelastyczność produkcji, swego rodzaju różnorodność można osiągnąć poprze zmienność np. zdobienia; 52
cd. Formy organizacji produkcjipotokowa: cd. 3) warunki: konieczność terminowych i zgodnych ze specyfikacją dostaw; wszystkie zadania muszą być zdefiniowane co pozwala na spokojną, miarową prace całej linii; 53
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) warunki: obsługa eksploatacyjno-remontowa musi być prowadzona z wyprzedzeniem, konieczna jest synchronizacja wszystkich stanowisk roboczych, co nazywane jest taktem linii pracy; 54
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) zalety: przejrzystość i jasność procesu produkcyjnego nieskomplikowana organizacja pracy i produkcji, 55
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) zalety: pełne wykorzystanie czasu pracy, łatwość koordynacji i synchronizacji pracy, zapewnienie rytmicznej i wydajnej pracy, 56
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) zalety: szybkie przygotowanie zawodowe pracowników do wykonywania pracy, krótki czas i niski koszt transportu, łatwość, wysoka sprawność i efektywność kontroli jakości, 57
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) wady: nieskomplikowana organizacja pracy i łatwość koordynacji i synchronizacji przejrzystość i jasność procesu produkcyjnego, produkcji, pełne wykorzystanie czasu pracy, pracy, 58
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) wady: zapewnienie rytmicznej i wydajnej pracy, szybkie przygotowanie zawodowe pracowników do wykonywania pracy, krótki czas i niski koszt transportu, 59
cd. Formy organizacji produkcji - potokowa: cd. 3) wady: łatwość, wysoka sprawność i efektywność kontroli jakości, krótki cykl produkcyjny, zmniejszenie zapasów materiałów i półfabrykatów, zmniejszenie kosztów prac; 60
cd. Formy organizacji produkcji - gniazdowa: 4) identyfikuje się podobieństwo zadań (prac, wyrobów) i tworzy się ich rodziny, a niezbędne do ich wykonania zasoby łączy się w gniazda lub komórki; 61
cd. Formy organizacji produkcji - gniazdowa: cd. 4) charakterystka gniazd: zespół, wyrób (zadanie), maszyny i urządzenia, specjalizacja przedmiotowa; 62
cd. Formy organizacji produkcji - gniazdowa: cd. 4) technologiczna - dla form niepotokowych, przedmiotowa - dla potokowych i niepotokowych wiąże się z grupowym podejściem do organizacji procesów produkcyjnych (związana jest z tzw. autonomicznymi grupami roboczymi). 63
cd. Formy organizacji produkcji gniazdowa: cd. 4. korzyści: zwiększenie wydajności wskutek normalizacji i uproszczenia przepływu; krótszy czas transportu; szybsze tempo uczenia się; uproszczona procedura planowania; zmniejszenie powierzchni magazynowych; prostsze zarządzanie; 64
Stanowiska wydziału zgrupowane w gniazdo technologiczne 65
66
cd. Formy organizacji produkcji: 5) niezależne stanowiska obróbkowe i montażowe CM, wyposażone w ultranowoczesne urządzenie sterowane numerycznie, z automatycznym zasobnikiem półwyrobów i automatyczna wymianą obrabianych przedmiotów; 67
cd. Formy organizacji produkcji elastyczne systemy produkcyjne (FMS): 6) inaczej: elastyczny system produkcyjny (ESP), elastyczny system obróbkowy (ESO), Flexible Manufacturing System (FMS); 68
cd. Formy organizacji produkcji elastyczne systemy produkcyjne (FMS): cd. 6) def. zespół sterowanych komputerowo podsystemów wykonawczych zintegrowanych przez wspólny układ zautomatyzowanego transportu i składowania przetwarzanych produktów i gotowych wyrobów oraz wymaganych do produkcji narzędzi i innych pomocniczych zasobów, zdolny do produkcji dość szerokiego asortymentu wyrobów przy minimalnym udziale człowieka. 69
cd. Formy organizacji produkcji elastyczne systemy produkcyjne cd. 6) rodzaje: (FMS): elastyczny moduł produkcyjny obrabiarka numeryczna wyposażona w urządzenia do wymiany narzędzi i obrabianych detali, elastyczne gniazdo produkcyjne kilka modułów produkcyjnych związanych z pewnym typem wyrobu lub procesu technologicznego. 70
cd. Formy organizacji produkcji elastyczne systemy produkcyjne (FMS): cd. 6) rodzaje: elastyczna linia produkcyjna - wyposażona w zbiór specjalistycznych maszyn rozmieszczonych w określonym porządku. (dana operacja może być wykonana tylko na jednej maszynie, która charakteryzuje się zdolnością do częstych i szybkich przezbrojeń). 71
cd. Formy organizacji produkcji elastyczne systemy produkcyjne (FMS): cd. 6) rodzaje: elastyczna sieć produkcyjna jest złożoną formą, składającą się z kilku powiązanych modułów i gniazd produkcyjnych, umożliwiającą pełną realizację produkcji określonego asortymentu wyrobów (występuje na poziomie wydziału produkcyjnego).
cd. Formy organizacji produkcji - komputerowe wspomagane systemy wytwórczo-produkcyjne CAM: 7) charakteryzują się właściwościami dwóch poprzednich form, jednak ich najważniejsze cechy to komputerowe sterowanie wytwarzaniem i jakością produkcji oraz komputerowa diagnostyka urządzeń i narzędzi. 73
cd. Formy organizacji produkcji - komputerowo zintegrowane systemy wytwórczo produkcyjne (CIM): 8) umożliwiają pełną automatyzację bez ciągłej obecności obsługi. 74
Normy zużycia materiałowego: jednostkowe - indywidualne (na jednostkę wyrobu np. ilość materiału, czas); zbiorcze (na grupy wyrobów); grupowa kilka jednostek wykonuje ten sam wyrób. 75
Rodzaje norm indywidualnych: detaliczna - na detal (np. jeden na wałek); zbiorcza - ilość materiału na wyrób (np. ilość złota w komputerze czy komórce wartość - 0,5$); uzysku ilość składnika będącego przedmiotem normy wydobywanego z jednostki materiału (np. ilość cukru z tony buraka); wsadowa zespół składników do produkcji jednostki wyrobu (np. wsad do ugotowania 100 kg grochówki); 76
cd. rodzaje norm indywidualnych: wydajności stosunek ilości materiału po przerobieniu do ilości materiału podanego obróbce (np. tarcica do drewna poddanego obróbce w m 3 ); współczynnik użytecznego wykorzystania stosunek ciężaru detalu (wyrobu) do ciężaru określonego przez normę z którego został wykonany (np. współczynnik wykorzystania blachy przy produkcji naczyń kuchennych). 77
Zasady obliczania norm indywidualnych: N (norma) = Z (zużycie teoretyczne) + S (straty i odpady) N = Z (1+K S /100) gdzie K S suma strat i odpadów wyrażona w % do wielkości Z Z - ilość określona np. przez mierzenie, wagę w laboratorium uwzględniając dokumentację techniczną lub PN 78
Dziękuję za uwagę 79