Politechika Pozańska Zakład Zarządzaia i Iżyierii Jakości PLANOWANIE PROCESÓW WYTWARZANIA Materiały pomocicze do projektu z przedmiotu: Zarządzaie produkcją i usługami Opracował Krzysztof ŻYWICKI Pozań, 2005r.
. OBSZAR TEMATYCZNY PROJEKTU.. System wytwarzaia System wytwarzaia staowi jede z elemetów składowych systemu produkcyjego (rys..). System produkcyjy defiioway jest jako celowo zaprojektoway i zorgaizoway układ materialy, eergetyczy i iformacyjy służący produkowaiu określoych produktów (wyrobów lub usług) w celu zaspokajaia różorodych potrzeb klietów [3]. Produkcja wyrobów odbywa się w procesie produkcyjym, który jest uporządkowaym ciągiem działań w wyiku, którego kosumet otrzymuje produkty (wyroby lub usługi). Na proces produkcyjy składają się[2]: proces badań i rozwoju odpowiada za, p.: projektowaie produktu, przygotowaie zasobów produkcyjych, iwestycyje przygotowaie produkcji, itd. proces wytwarzaia, proces dystrybucji i obsługi klieta dotyczy zorgaizowaia i fukcjoowaia sieci sprzedaży, obsługi serwisowej, badań marketigowych. W systemie wytwarzaia materiały podlegają bezpośrediemu przetwarzaiu w wyroby poprzez realizację procesów wytwarzaia. W ujęciu przedmiotowym system wytwarzaia to zbiór komórek produkcyjych (staowisk, giazd, liii) powiązaych ze sobą relacjami wyikającymi z procesu wytwarzaia. Rys... System wytwarzaia System wytwarzaia podlega zarządzaiu w zakresie orgaizacji systemu, plaowaia procesów wytwarzaia i potrzeb materiałowych oraz sterowaia tymi procesami. Proces wytwarzaia jest to proces bezpośrediego przetwarzaia czyików produkcji (materiały, eergia, iformacje) w wyroby. Na proces wytwarzaia składają się procesy techologicze oraz procesy pomocicze w obszarze kotroli wyrobów lub procesów a także wewętrze procesy logistycze: trasportu i magazyowaia (rys..2). 6
Rys..2. Struktura procesu wytwarzaia Proces techologiczy staowi podstawową część procesu wytwarzaia obejmującą działaia mające a celu uzyskaia wymagaych kształtów, wymiarów i właściwości wyrobu (proces techologiczy obróbki) lub ustaleie wzajemych położeń części czy zespołów w wyrobie (proces techologiczy motażu). Proces techologiczy obróbki dzieli się a operacje. Operacja techologicza jest to część procesu techologiczego wykoywaa a jedym staowisku produkcyjym przez jedego pracowika (lub grupę pracowików) a jedym wyrobie (lub grupie przedmiotów) bez przerw a ia pracę. Podstawowym składikiem operacji jest zabieg. Jest to część operacji techologiczej realizowaa za pomocą tych samych środków produkcji bez zmiay parametrów obróbki, ustawieia i zamocowaia. W zabiegu moża wyróżić przejścia, polegające a zdjęciu kolejych warstw materiału. W związku z tym zabieg może być wykoyway w jedym lub kilku przejściach. Przeprowadzeie operacji lub zabiegu wymaga wykoaia określoych czyości, do których moża zaliczyć: zamocowaie przedmiotu, uruchomieie obrabiarki, dosuięcie arzędzia obróbkowego, zatrzymaie obrabiarki, odmocowaie przedmiotu itd. Każdą czyość moża jeszcze podzielić a ruchy elemetare, p. uchwyceie, przestawieie itd. Na procesy pomocicze składają się: Operacje kotroli występują, gdy cześć, zespół lub gotowy wyrób jest sprawdzay (kotroloway). Procesy te polegają a sprawdzeiu poprawości zmia wywołaych w obrobioym przedmiocie podczas obróbki lub a skutek procesów aturalych p. składowaia. Operacja ta ie zmieia przedmiotu, zużywa jedak czas, eergię, pracę ludzką, arzędzia i urządzeia. Operacja trasportu występuje wówczas, gdy materiał, półwyrób, część lub cały wyrób zostaje w procesie wytwórczym przemieszczay pomiędzy staowiskami obróbkowymi w czasie ustaloym przez program przepływu produkcji, ustaloy z góry lub korygoway w trakcie realizacji procesu wytwórczego. Operacja ta cechuje się brakiem zmiay właściwości przedmiotu, zużywa atomiast czas oraz środki produkcji. Orgaizacja produkcji powia zakładać miimalizację liczby i czasu tych operacji przy zapewieiu prawidłowego przebiegu procesu wytwórczego. Operacja magazyowaia występuje, gdy materiał, półwyrób lub gotowy wyrób spoczywa w wyodrębioych powierzchiach magazyowych, składowych, lub wprost a urządzeiach techologiczych, kotrolych lub trasportowych. Operacje te ie powodują zmia wyrobu, zużywają jedak kapitał, czas i środki pracy, czyli główie powierzchie 7
magazyowe i urządzeia do magazyowaia. Występowaie tych operacji w procesie wytwarzaia ie jest koiecze w prawidłowym jego przebiegu, dlatego powiy być ograiczoe do iezbędego miimum..2. Plaowaie produkcji Plaowaie produkcji jest programem działań dotyczących główie podejmowaiu decyzji w zakresie wykorzystywaia zasobów produkcyjych i materiałowych w celu realizacji zleceń produkcyjych. Podstawowym celem plaowaia produkcji powio być spełieie wymagań klieta w związku z zamówioymi zleceiami produkcyjymi: wielkością i termiem dostawy. Od stroy produceta istote jest racjoale wykorzystaie zdolości produkcyjych i miimalizacji zapasów. W efekcie chodzi o to, żeby sprecyzować momet rozpoczęcia i zakończeia zadań oraz ustaleiu, kiedy i z wykorzystaiem, jakich zasobów produkcyjych ma oo być wykoywae. W plaowaiu produkcji pojawiają się dwa podstawowe pojęcia takie jak: plaowaie zadań w czasie - harmoogramowaie oraz bilasowaie obciążeń, polegające a koordyacji możliwości produkcyjych urządzeń i pracowików realizujących produkcję. Proces plaowaia produkcji jest uzależioy od wielu czyików mi. od: struktury wyrobów (wyroby proste lub złożoe), realizacji zleceń produkcyjych (produkcja a zamówieie, produkcja a magazy), przebiegu produkcji (produkcja stacjoara, w giazdach, liiach produkcyjych), ilości zamówień (produkcja jedostkowa, seryja, masowa). W projekcie za podstawowe kryterium plaowaia przyjęto realizację zleceń produkcyjych a podstawie zamówień. W takim przypadku podczas plaowaia opracowywae są coraz bardziej szczegółowe play przydziału zasobów w postaci maszy, materiałów, urządzeń trasportowych, pracowików oraz termiów ich wykorzystaia. Szczegółowość tych plaów jest uzależioa od przyjętej jedostki plaowaia. Schemat przykładowego przebiegu plaowaia produkcji przedstawioo a rys.3. Etap plaowaia produkcji rozpoczya przyjęciem zleceń produkcyjych, które będą podlegały decyzji, co do ich przyjęcia do wytwarzaia w systemie. Rys..3. Etapy plaowaia produkcji Etap plaowaia produkcji rozpoczya przyjęciem zleceń produkcyjych, dla, których ustala się, które zasoby i w jakim stopiu będą wykorzystywae do ich wykoywaia. Jest to plaowaie zleceń produkcyjych w postaci plau produkcji. W etapie tym plauje się, które urządzeia produkcyje będą wykorzystae do wykoaia zadaia, jakie i ile środków trasportowych trzeba będzie użyć, aby zapewić płyą pracę urządzeń, ile miejsca zarezerwować a złożeie zakupioych materiałów, gdzie złożyć wyroby gotowe, ile osób bę- 8
dzie pracowało przy wykoaiu zadaia i ile potrzeba będzie czasu a wykoaie zadaia. Jedostką plaowaia w tym etapie jest ajczęściej okres jedego tygodia. Kolejym etapem jest plaowaie operacyje, które jest dokładym plaowaiem czasowym wykoaia zadań składających się a zleceia produkcyje. W te sposób jest tworzoy harmoogram produkcyjy, będący szczegółowym plaem obciążeń zasobów produkcyjych. Precyzoway jest czas rozpoczęcia i zakończeia poszczególych operacji oraz czyości związaych z bezpośredim przygotowaiem produkcji (pobraie materiałów i arzędzi, zarezerwowaie miejsca przy maszyie, zarezerwowaie odpowiediej ilości palet lub pojemików, itp.). W czasie realizacji procesów wytwórczych według plaów operacyjych, koiecza jest ich kotrola, co do bez zakłóceiowego ich przebiegu. W przypadku wystąpieia zakłóceia p. awaria urządzeia produkcyjego koiecza jest korekta plaów operacyjych, aby możliwa była dalsza realizacja procesów wytwarzaia. Działaia te wchodzą w zakres sterowaia produkcją. Rys..4. Obszary związae z plaowaie produkcji Celem plaowaia produkcji jest zaplaowaie (doprowadzeie) zadań produkcyjych dla poszczególych komórek produkcyjych: wydziałów, oddziałów, giazd, liii oraz staowisk produkcyjych przy uwzględieiu waruków orgaizacyjych oraz ekoomiczych. Plaowaie operacyje polega przede wszystkim a zbilasowaiu zadań plaowaych w postaci zleceń produkcyjych z możliwościami produkcyjymi w oparciu o: określoe zapotrzebowaie a zdolości produkcyje określeie pracochłoości realizacji kolejych faz procesu wytwarzaia dla poszczególych komórek produkcyjych, obliczeie dyspoowaego fuduszu czasu poszczególych komórek produkcyjych, ustalaiu kolejości zadań produkcyjych, czasu i trwaia oraz początku i końca ich wykoaia zestawieie długości cykli wytwarzaia, ustaleiu potrzeb materiałowych, oprzyrządowaia, arzędzi. Wyika z tego iż koiecza jest koordyacja działań podejmowaych w obszarach (rys..4): projektowaia procesów techologiczych, plaowaia produkcji, plaowaia zapotrzebowaia materiałowego. 9
Obszary te są ze sobą powiązae między, którymi powiie występować obustroy przepływ iformacji. Większość zagadień związaych z plaowaiem produkcji jest ze sobą ściśle powiązaa. Jede elemety dobrze zaplaowaej produkcji zależą od iych. Np. termi dostawy może bezpośredio zależeć od wielkości produkowaej partii daego towaru, ilość przyjętych zleceń produkcyjych wpływa a termi realizacji kolejych zleceń. Zdolości produkcyje mają bezpośredi wpływ tak a termi jak i a wielkość produkcji w czasie. 0
2. SYSTEM WYTWARZANIA 2.. Struktura systemu wytwarzaia Struktura systemu wytwarzaia to układ komórek produkcyjych oraz zespół związków kooperacyjych zachodzących pomiędzy imi. Najmiejszym elemetem struktury systemu wytwarzaia jest staowisko produkcyje. Staowiska ie występują samodzielie i współdziałają z iymi. Dlatego ze względów orgaizacyjych grupuje się pojedycze staowiska produkcyje, które to grupy mogą staowić przedmiot dalszego łączeia tworząc rozbudowaa strukturę. Najczęściej w przemyśle stosuje się pięciostopiowe orgaizowaie komórek produkcyjych []: KP 0 staowisko produkcyje, KP giazdo produkcyje, liia produkcyja, KP 2 dział obróbki skrawaiem, plastyczej, arzędziowia, itd., KP 3 wydział mechaiczy, motażu, wysyłki, KP 4 zakład produkcyjy, KP 5 przedsiębiorstwo. Na wybór struktury mają wpływ []: charakterystyka, złożoość i rodzaj wytwarzaych wyrobów, właściwości i charakter procesów techologiczych, liczebość, zróżicowaie programów produkcji oraz asortymet wyrobów, stopień specjalizacji i powiązaia kooperacyje komórki produkcyjej, ograiczeia powierzchi produkcyjej. W systemach wytwarzaia staowiska produkcyje grupowae są ajczęściej w astępujące układy: Grupy staowisk produkcyjych jedorodych składają się z urządzeń produkcyjych jedego rodzaju posiadających możliwości realizacji tych samych operacji procesu techologiczego. W wyiku tego może występować ich wzajema zastępowalość. Tego typu układ azyway jest giazdem techologiczym. Przykładem tego typu giazda są: giazdo tokarek, frezarek, itp. Układ te charakteryzuje się: staowiska mają pomiędzy sobą względą iezależość, urządzeia produkcyje zajdują się w pewej odległości od siebie co wymusza orgaizację procesów trasportu międzyoperacyjego, cykl wytwarzaia jest zazwyczaj dłuższy iż w układzie przedmiotowym oraz wymaga okresowego składowaia wyrobów ie zakończoych tworząc zapasy produkcji w toku. wymaga zazwyczaj większej powierzchi produkcyjej iż układ przedmiotowy (dla porówywalej produkcji) dla właściwego przemieszczaia materiałów pomiędzy kolejymi staowiskami produkcyjymi oraz do składowaia. Grupa staowisk produkcyjych różorodych grupę tę tworzą urządzeia produkcyje różego rodzaju, które pozwalają zrealizować proces techologiczy bądź tez tylko jego fragmet. W takim przypadku urządzeia tworzą giazdo o specjalizacji przedmiotowej p. giazdo obróbki korpusów, kół zębatych, itp. Układ te charakteryzuje się: wymagaiami co do wysokiego stopia zbilasowaia zdolości produkcyjych poszczególych urządzeń produkcyjych, przebiegiem procesu wytwarzaia według określoej marszruty,
uszkodzeie jedego staowiska produkcyjego powoduje zatrzymaie całego procesu wytwarzaia, praca staowiska produkcyjego uzależioa jest od pracy staowisk poprzedzających, urządzeia produkcyje, które realizują proces techologiczy zajdują się obok siebie, urządzeia produkcyje pracują z wydajością określoą przez wąskie gardło, ajmiej wydaje urządzeie Liie produkcyje staowią ja różorode urządzeia produkcyje, które posiadają możliwość realizacji całego procesu techologiczego bądź jego fragmet, charakteryzujące się rozmieszczeiem liiowym p. motaż. 2.2. Formy orgaizacji systemu wytwarzaia Formą orgaizacji wytwarzaia jest azyway sposób powiązaia staowisk produkcyjych w procesie wytwarzaia dla poszczególych wyrobów. Geeralie formy te moża podzielić a: ierytmicze iaczej: iepotokowe, iepowtarzale, zmieoseryje, ieustabilizowae, rytmicze iaczej: potokowe, powtarzale, stałoseryje, ustabilizowae. Wytwarzaie ierytmicze charakteryzuje się miimalą powtarzalością operacji a poszczególych staowiskach produkcyjych, co powoduje dużą częstotliwość przezbrojeń. Podstawowe cechy tej formy to: iski stopień oprzyrządowaia, duże i zmiee zapasy produkcji w toku, ajczęściej stosowaą strukturą orgaizacji wytwarzaia jest struktura techologicza, wytwarzaie jest iicjowae poprzez idywiduale i jedorazowe zleceia produkcyje. W wytwarzaiu rytmiczym występuje ścisłe powiązaie staowisk produkcyjych oraz powtarzalość wytwarzaia takich samych wyrobów. W wyiku, czego istieje możliwość tworzeia tzw. harmoogramów wzorcowych. Jak wspomiao wcześiej ta forma orgaizacji wytwarzaia charakteryzuje się powtarzalością wytwarzaia takich samych wyrobów. Jest to tzw. rytmiczości wytwarzaia. Polega oa a tym, że w ściśle określoych okresach czasu zostaje uruchomioy proces wytwarzaia daego wyrobu. Przy czym proces te przebiega według ściśle określoych i stałych zasad. Czyli przy wykorzystaiu tych samych środków produkcji (urządzeń, oprzyrządowaia) a tych samych staowiskach produkcyjych i według stałej techologii. Te ściśle określoy odstęp czasu staowi okres powtarzalości (rytm) wytwarzaia daego zleceia produkcyjego. Okres powtarzalości może być wyikiem ustaleń a podstawie progoz zbytu lub (częstszy przypadek) wymogów idywidualych klieta kooperata. Podstawową cechą tego rodzaju systemu wytwarzaia jest zmiey asortymet i ilość wytwarzaych wyrobów określoych w apływających zleceiach produkcyjych bez wyraźego rytmu produkcji. 2.3. Zdolość produkcyja systemu wytwarzaia Zdolość produkcyja (wydajość) to maksymala ilość wyrobów, jaka może zostać wytworzoa w systemie wytwórczym w określoym okresie czasu. W przypadku określaia zdolości produkcyjej dla waruków idealych, tz. takich, dla których ie przewiduje się zakłóceń w systemie wytwarzaia mamy do czyieia ze zdolością plaowaą reale możliwości produkcyje w daych warukach orgaizacyjych. Poieważ zwykle w systemie występują różego rodzaju zakłóceia (p. awarie urządzeń produkcyjych) bardziej realistyczym mierikiem jest wydajość efektywa. Te rodzaj mierika moża progozować poprzez współczyiki uwzględiające te zakłóceia w systemie. 2
Zdolość produkcyja musi być mierzoa jedostkami czasu pracy właściwymi dla daej komórki produkcyjej. Dla urządzeia produkcyjego p. obrabiarek jest to maszyogodzia. Poiżej przedstawioo określaie zdolości produkcyjych dla urządzeń produkcyjych (obrabiarek). Wyrażoa jest oa poprzez fudusze czasu pracy dla okresu czasu rówego jede rok, które dzielimy a: Kaledarzowy fudusz czasu maszyy Fkm wyikający z liczby godzi a dobę i liczby di w roku: F = 24 km K d D k liczba di w roku. Nomialy fudusz czasu maszyy Fm uwzględiający di wole w roku: F m = ( D D ) 8 z k D w di wole w roku (iedziele, wole soboty, święta), z liczba zmia pracy. Dyspooway fudusz czasu maszyy Fdm uwzględiający przestoje maszyy (plaowaa koserwacja i remoty) F dm = F m β F m jak wyżej, β współczyik uwzględiający przestoje (0,7 0,8). Przedstawioe poziomy fuduszu maszyy pozwalają określić, jakie są potecjale (reale) możliwości wykorzystaia zdolości produkcyjych w okresie jedego roku. Wymieioe fudusze czasu maszyy iformują o potecjalych możliwościach wykorzystaia tych zasobów w ciągu roku. 2.4. Koszty fukcjoowaia systemu wytwarzaia Fukcjoowaie systemu wytwarzaia jest związae z pooszeiem kosztów. Koszty te są pooszoe bez względu a to czy w systemie astępuje realizacja zleceń produkcyjych czy też ie w daym okresie czasu. Wszystkie koszty powstałe w systemie wytwarzaia związae z jego fukcjoowaiem w daym okresie czasu ujęte są w rodzajowym rachuku kosztów. W ramach, którego rozróżia się astępujące grupy kosztów:. Usługi obce: obróbka obca koszty usług i robót wykoywaych przez ie podmioty gospodarcze, usługi trasportowe koszty usług trasportowych i spedycyjych związaych z zakupem materiałów i towarów, ze sprzedaży produktów i towarów usługi remotowe koszty remotów wykoywaych przez ie podmioty gospodarcze ie usługi koszty wyajmu pomieszczeń i urządzeń, opłaty za usługi iformatycze, itp. 2. Podatki i opłaty: podatek od ieruchomości, podatek od grutów, podatek od lokali oraz ie podatki i opłaty a rzecz miasta i gmiy, w 3
3. Wyagrodzeia: ogół wyagrodzeń pieiężych za pracę 4. Ubezpieczeia społecze i ie świadczeia składki z tytułu ubezpieczeia społeczego - obciążających pracodawcę (ZUS), odpisy a zakładowy fudusz świadczeń socjalych. 5. Amortyzacja wartość zużycia środków trwałych i wartości iematerialych i prawych 6. Pozostałe koszty rodzajowe ie koszty rodzajowe p. czysze i dzierżawy, składki ubezpieczeń majątkowych itp. System wytwarzaia składa się z określoych komórek produkcyjych, których fukcjoowaie geeruje koszty całego systemu. W celu bardziej dokładego określeia struktury kosztów, jeżeli istieje tak możliwość, koszty całkowite systemu wytwarzaia przypisuje się odpowiedim komórkom produkcyjych, które staowią miejsca powstawaia kosztów. Stwarza to możliwość stwierdzeia, jakie koszty powoduje fukcjoowaie poszczególych komórek produkcyjych. W te sposób jest tworzoy rachuek kosztów według miejsc powstawaia. Zadaiem rachuku kosztów według miejsc powstawaia jest ewidecja (przydział) rodzajów kosztów do wyodrębioych miejsc powstawaia systemu wytwarzaia. Miejscem powstawaia kosztów (MPK) jest wyodrębioy obszar w systemie wytwarzaia, dla którego istieje możliwość odrębego obciążeia rodzajami kosztów. Istieje wiele metod wyodrębiaia miejsc powstawaia kosztów. Poiżej zaprezetowao jede z podziałów, jaki może występować w systemie wytwarzaia []: podstawowe miejsca powstawaia kosztów z wykorzystaiem tych miejsc odbywa się realizacja procesu techologiczego p. system wytwarzaia, giazda, staowiska produkcyje (obrabiarki), pomocicze miejsca powstawaia kosztów warsztat remotowy, dział trasportu wewętrzego, dział techologiczy, kostrukcyjy, materiałowe miejsca powstawaia kosztów magazy surowców, produkcji w toku, wyrobów fialych, admiistracja dział księgowości, kierowictwo. Ewidecja ta może (powia) podlegać dalszym podziałom, stwarzając tym samym możliwość dokładiejszego przeprowadzaia kalkulacji kosztów. W obszarze systemu wytwarzaia powszechie wykorzystyway jest podział a poszczególe grupy czy awet pojedycze staowiska produkcyje związae z eksploatacją wchodzących w ich skład maszy i urządzeń. W takim przypadku występuje staowiskowy rachuek kosztów. W obszarze systemu wytwarzaia powszechie wykorzystyway jest podział a poszczególe grupy czy awet pojedycze staowiska produkcyje związae z eksploatacją wchodzących w ich skład maszy i urządzeń. W takim przypadku występuje staowiskowy rachuek kosztów. Staowiskowy rachuek kosztów Podstawą staowiskowego rachuku kosztów jest ustaleie kosztów maszyogodziy eksploatacji daego urządzeia produkcyjego. Ujmuje o wszystkie rodzaje kosztów dotyczące daego urządzeia produkcyjego (obrabiarki) staowiącego zasób systemu wytwarzaia. Do rodzajów kosztów, które moża bezpośredio przypisać do daego urządzeia zalicza się: K A koszt amortyzacji obrabiarki ( koszt odpisów amortyzacyjych obrabiarki a rok ) 4
C K Aj = u K Aj koszt amortyzacji j-tej obrabiarki [zł/rok], C obj całkowita cea zakupu j tej obrabiarki [zł], U j okres użytkowaia j tej obrabiarki [p. 0 lat] K UP koszty utrzymaia powierzchi zajmowaej przez obrabiarkę K UPj obj = C pj Poj 2 K UPj koszt utrzymaia powierzchi zajmowaej przez j-tą obrabiarkę [zł/rok], C pj koszt utrzymaia powierzchi zajmowaej przez j tą obrabiarkę, P oj powierzchia zajmowaa przez j tą obrabiarkę. K EN koszt eergii K ENj = N sj K ENj koszty eergii elektryczej j-tej obrabiarki [zł/rok], N j moc zaistalowaych silików j tej obrabiarki [kw], w sj współczyik wykorzystaia mocy zamioowej silików j tej obrabiarki [%], w s 30%, F mj fudusz omialy maszyy j tej obrabiarki [h/rok], c e cea eergii elektryczej[zł/kwh], K UO koszt utrzymaia obrabiarki K w sj = 0, 3 j F UOj K Aj K UOj koszty utrzymaia j-tej obrabiarkę [zł/rok], reszta ozaczeń jak wyżej Koszt maszyogodziy obrabiarki wyzacza się z wzoru: MGO K = Aj + K UPj + K K MGOj koszt maszyogodziy j-tej obrabiarki [zł/h], reszta ozaczeń jak wyżej. K j F mj mj ENj c e + K UOj 5
3. PROCES TECHNOLOGICZNY OBRÓBKI SKRAWANIEM 3.. Rodzaje i struktura procesu techologiczego obróbki skrawaiem Proces techologiczy obróbki a przede wszystkim obróbki skrawaiem charakteryzuje się stopiowym adawaiem przedmiotowi obrabiaemu kształtu, dokładości wykoaia i właściwości użytkowych. Stopiowe adawaie kształtu uzależioe jest od określoych wymagań kostrukcyjych dotyczących jego dokładości wymiarowych oraz jakościowych. Uzyskaie tych wymagań odbywa się poprzez zastosowaie określoych sposobów obróbki (toczeie, frezowaie, szlifowaie, itd.). W zależości od przyjętego półwyrobu (rodzaju, dokładości wykoaia) koieczy jest podział obróbki w procesie techologiczym a koleje rodzaje w celu uzyskaia wymagaych parametrów wymiarowo jakościowych. Proces techologiczy dzieli się a obróbkę zgrubą, kształtująca i wykańczająca. Obróbkę zgrubą stosuje się w celu usuięcia zewętrzych warstw materiału przy zastosowaiu parametrów obróbkowych (głębokości skrawaia, prędkości skrawaia, posuwu) zapewiających maksymalą możliwą wydajość obróbki. Obróbka ta cechuje się małą dokładością. Obróbka kształtująca służy adaiu kształtu części obrabiaej zgodego z wymogami kostrukcyjymi. Natomiast w wyiku zastosowaia obróbki wykańczającej uzyskuje się żądae parametry jakościowe. W strukturze procesu techologiczego ie muszą występować wszystkie rodzaje obróbek. Przykładowo dobraie dokładego półwyrobu umożliwia rezygację z obróbki zgrubej. Natomiast w przypadku braku wymagań odośie dużej dokładości powierzchi po obróbce pozwala a elimiację obróbki wykańczającej. Na rys. 3.2 przedstawioo ogóle etapy obróbkowe procesu techologiczego. W przykładzie tym pomiięto występowaie obróbki cieplej. Rys. 3.. Ogóle etapy obróbkowe procesu techologiczego W tabelach 3. i 3.2 przedstawioo orietacyje wartości ekoomiczej dokładości obróbki i możliwe do uzyskaia chropowatości powierzchi a wybraych sposobów obróbki. 6
Tabela 3.. Orietacyje zakresy dokładości przy różych rodzajach obróbek [5] OBRÓBKA KLASY DOKŁADNOŚCI SPOSÓB RODZAJ 5 6 7 8 9 0 2 3 4 Wierceie Toczeie Wytaczaie Rozwiercaie Frezowaie Szlifowaie zgruba kształtująca wykańczająca zgruba kształtująca wykańczająca zgruba wykańczająca zgruba kształtująca wykańczająca zgruba kształtująca wykańczająca Tabela 3.2. Orietacyje zakresy chropowatości powierzchi dla różych rodzajów obróbki [6] OBRÓBKA CHROPOWATOŚĆ R a µm SPOSÓB RODZAJ 20 0 5 2,5,25 0,63 0,32 0,6 Wierceie Toczeie Wytaczaie Rozwiercaie Frezowaie Szlifowaie zgruba kształtująca wykańczająca zgruba kształtująca wykańczająca zgruba wykańczająca zgruba kształtująca wykańczająca zgruba kształtująca wykańczająca Struktura procesu techologiczego to określoa kolejość wykoywaia poszczególych operacji. Charakteryzuje się stopiowym adawaiem kształtu, dokładości wykoaia oraz właściwości poszczególym powierzchiom obróbkowym. 3.2. Struktura ormy czasu operacji techologiczej Czas trwaia operacji techologiczej określa orma czasu a wykoaie zadaia roboczego (tn). Składa się z (rys.3.3). 7
Rys. 3.2. Składowe czasu realizacji operacji techologiczej Czas przygotowawczo zakończeiowy (Tpz) przezaczoy jest a takie typowe czyości (t pz ), jak zapozaie się z dokumetacją zadaia roboczego, pobraie iezbędych arzędzi, uzbrojeie maszyy, rozliczeie z wykoywaej pracy itp. Cechą tej kategorii czasu jest to, że występuje raz a całe zadaie robocze, iezależie od wielkości tego zadaia. Wielkością zadaia roboczego może być liczba sztuk w partii przedmiotów, czyli czas T pz jest rozliczay raz a partię. Czas jedostkowy (tj) czas przezaczoy a wykoaie jedej sztuki wyrobu. Na czas jedostkowy składają się czas wykoaia (tw) oraz czas uzupełiający (tu). W skład czasu wykoaia wchodzą: czas główy (tg) i czas pomociczy (tp). Czas główy to czas dokoywaia zmia techologiczych a elemetach maszy zgodie z celem daego zabiegu obróbkowego. W obliczeiu tego czasu uwzględia się kiematykę pracy obrabiarki oraz parametry obróbkowe (prędkość skrawaia i posuw). Poiżej przedstawioo ogólą postać wzoru pozwalająca obliczyć czas główy: t g = L f i L droga skrawaia [mm], prędkość obrotowa wrzecioa obrabiarki [obr/mi], f posuw [mm/obr], i ilość przejść. Każdy rodzaj obróbki charakteryzuje się właściwym zbiorem wzorów obliczeiowych i tablic parametrów obróbki. Czas pomociczy to czas trwaia czyości, które towarzyszą zmiaom techologiczym i umożliwiają lub ułatwiają ich realizację, ale tych zmia ie dokoują. Przykładami tego czasu są: zakładaie przedmiotu w uchwycie, ustawieia parametrów obróbkowych. Czas uzupełiający jest to uzasadioy czas a: obsługę techiczą (p. wymiaa stępioych arzędzi), obsługę orgaizacyją (p. porządkowaie staowiska pracy), potrzeby aturale. Norma czasu wykoaia operacji a partii wyrobów jest obliczoa ze wzoru: T N = T pz + obr t j atomiast orma czasu wykoaia jedej sztuki wyrobu obliczaa jest z wzoru: 8
gdzie czas jedostkowy obliczamy z wzoru. ozaczeia jak wyżej w tekście. j Tpz t N = + t w u obr j ( t g + t p ) tu t = t + t = + 3.3. Projektowaie procesu techologiczego obróbki skrawaiem Opracowaie procesu techologiczego obróbki skrawaiem wymaga przygotowaia iformacji wejściowych do projektowaia. Na dae te składają się: rysuek kostrukcyjy który zawiera iformacje geometrycze oraz końcowego stau powierzchi przedmiotu przewidziaego do obróbki, program produkcji ilość sztuk przewidziaa do wytworzeia, zasoby produkcyje iformacje o dyspoowaym parku maszyowym (obrabiarkowym), Jedym z parametrów koieczych do opracowaia procesu techologiczego jest ustaleie liczby sztuk daego wyrobu jaka będzie koiecza do wytworzeia. Jest to związae tym iż w procesie wytwarzaia pojawiają się braki (wyroby wadliwe). Wielkość powstających braków jest uzależioa od wielu czyików, które mogą być związae między iymi z: ieprzewidziaymi awariami urządzeń produkcyjych, brakiem kwalifikacji pracowików, złym staem jakościowym materiałów wejściowych, ieprawidłowym opracowaiem procesu techologiczego, itd. Wymaga to zwiększeia ilości wyrobów określoych w zleceiu produkcyjym, w wyiku czego otrzymywaa jego wielkość skorygowaa. Liczbę braków moża określić a podstawie wzoru: N i = N pi ( + bpi ) N i korygoway liczość zleceia produkcyjego produkcyjego-tego wyrobu [szt.], N pi plaowaa (wymagaa) liczba i-tego wyrobu w zleceiu produkcyjym [szt.], b pi współczyik określający plaoway poziom braków i-tego wyrobu [%] Wielkość współczyika braków jest ustalaa idywidualie dla każdego systemu wytwarzaia oraz daego wyrobu a podstawie daych uzyskaych z przeszłości Na podstawie tych daych projektowaa jest struktura procesu techologiczego, czyli układ kolejych operacji techologiczych zapewiający taki przepływ materiałów (półwyrobów) przez staowiska produkcyje (obrabiarki), aby uzyskać gotową część. Opracowaie struktury procesu techologiczego poprzedza dobór rodzaju półwyrobu, którego kształtowaie w wyiku zastosowaia daych sposobów obróbki umożliwi uzyskaie gotowej części. Dla różych typów części maszy (wałki, korpusy, tuleje, dźwigie) istieją opracowae ramowe procesy techologicze. Poiżej przedstawioo przykłady typowych procesów techologiczych dla części typu wałek i korpus, które są przedmiotem projektu [5]. Ramowy proces techologiczy dla części typu wałek bez obróbki cieplej: przeciaie materiału, plaowaie czół, 9
akiełkowaie, toczeie zgrube, toczeie kształtujące, frezowaie rowków wpustowych, wykoaie wielowypustów, wykoaie gwitów, wykoaie otworów poprzeczych, obróbka wykańczająca, wykoaie otworu osiowego. Ramowy proces techologiczy dla części typu korpus jedolity: trasowaie, obróbka zgruba i kształtująca płaszczyzy staowiącej pomociczą podstawę obróbkową, obróbka zgruba i kształtująca płaszczyzy staowiącej główą podstawę obróbkową, obróbka wykańczająca płaszczyzy staowiącej główą podstawę obróbkową, wytaczaie otworów, obróbka powierzchi drugorzędych, wierceie i gwitowaie otworów. Operacja staowi podstawową część procesu techologiczego. Dlatego właściwemu jej zaprojektowaiu ależy poświęcić dużo uwagi. W każdej operacji techologiczej występują cztery obiekty: obrabiarka, uchwyt, przedmiot obrabiay i arzędzie (układ OUPN). Operacje techologicze mogą mieć różą kocetrację zabiegów fakt te powoduje, że operacja procesu techologiczego jako system jest bardzo iejedoroda zarówo pod względem rodzajów, jak i liczby występujących obiektów. Projektując operacje techologiczą powio się dążyć do zmiimalizowaia czasu jedostkowego. Osiągięcie tego celu może zapewić zmiaa parametrów obróbkowych, (co powoduje zmiaę czasów główych), ale także zastosowaie kocetracji operacji. Kocetracja operacji występuje, gdy w jedej operacji wystąpi kilka zabiegów, będzie przeprowadzaa obróbka kilku powierzchi lub też będą wykoywae róże rodzaje obróbki p. obróbka zgruba i kształtująca (p. toczeie zgruba i kształtująca). Rozróżia się trzy rodzaje kocetracji: techologiczą, mechaiczą, orgaizacyją. 20
Rys. 3.3. Algorytm projektowaia procesu techologiczego części typu wałek Kocetracja techologicza polega a rówoczesej obróbce kilku powierzchi. Moża to osiągąć poprzez zastosowaie kilku arzędzi zamocowaymi w specjalym uchwycie arzędziowym bądź też w głowicy arzędziowej lub też poprzez zastosowaie specjalych arzędzi obróbkowych p. wierteł stopiowaych. Kocetracja mechaicza występuje wówczas, gdy przedmiot jest obrabiay w jedym ustawieiu, ale z zastosowaiem kilku pozycji. Kocetracja orgaizacyja polega główie a uproszczeiu prac związaych z orgaizacją i przygotowaiem staowiska obróbkowego. Z tego typu kocetracją mamy do czyieia w przypadku obróbki kompletej przedmiotu (a gotowo) a jedym staowisku obróbkowym, a więc przeprowadzeie obróbki zgrubej, kształtującej, a awet wykańczającej, co powoduje zmiejszeie ilości zadań trasportowych. W celu dokoaia kocetracji operacji techologiczych wymagae jest zastosowaie owoczesych obrabiarek (obrabiarki sterowae umeryczie, liie obróbkowe, cetra obróbkowe), bądź specjalego oprzyrządowaia techologiczego. Zastosowaie kocetracji powoduje zmiejszeie czasów jedostkowych główie poprzez zmiejszeie czasów pomociczych. Na rys. 3.4 zamieszczoo algorytm projektowaia procesu techologiczego obróbki skrawaiem dla części typu wałek a podstawie ramowego procesu techologiczego z uwzględieiem kocetracji. Algorytm te odosi się do projektowaia procesu techologiczego a poziomie operacji pomijając ie składowe (zamocowaia, zabiegi, itd.).w 2
algorytmie pomiięto także operacje obróbki cieplej i kotroli jakości między operacyjej jak i końcowej. Wyikiem tak przeprowadzoego projektowaia jest proces techologiczy wytworzeia, którego realizacja pozwoli a otrzymaie gotowej części. Oczywiście realizacja ta wywołuje skutki w postaci cyklu i kosztu techologiczego. Przedstawioe zagadieia wskazują, że projektowaie procesu techologiczego cechuje się wielowariatowością, a wybór daego wariatu przekłada się a czas jego realizacji oraz koszt wytworzeia zleceia produkcyjego. Problem te został szerzej omówioy w dalszej części. 3.4. Wyzaczeie partii obróbkowej Orgaizacja procesu wytwarzaia wymaga podziału zleceń produkcyjych a miejsze zbiory, a miaowicie partie obróbkowe. Partia obróbkowa obr to liczba wyrobów zleceia produkcyjego obrabiaych a staowisku produkcyjym podlegająca wykoaiu kolejych operacji procesu techologiczego bez przerw a wykoaie iych wyrobów. Istieje wiele kryteriów pozwalających a określaie wielkości partii produkcyjej. Moża do ich zaliczyć: Stała wielkości partii stosowaa podczas wykoywaia dużych przedmiotów (p. koteery, skrzyie), Partia a partię w metodzie tej wielkość partii jest rówa wielkości zleceia produkcyjego, Techiczo orgaizacyja wielkość partii Dla obliczeia wielkości partii produkcyjej według tego kryterium moża posłużyć się wzorem przedstawioym poiżej, w którym występuje współczyik q, wyrażający maksymaly udział sumy czasów przygotowawczo zakończeiowych operacji techologiczych w całkowitej przewidziaej ormie czasu wykoaia partii wyrobów T N. Norma czasu wykoaia partii wyrobów jest obliczoa ze zaego już wzoru: T N = T pz + atomiast orma czasu wykoaia jedej sztuki wyrobu obliczaa jest z wzoru: Wzór a liczość partii produkcyjej przyjmuje postać: m i= org = m i= org liczba sztuk w partii obróbkowej, T pzi kolejy czas przygotowawczo zakończeiowy i-tej operacji procesu techologiczego, t ji kolejy czas jedostkowy i-tej operacji procesu techologiczego, q współczyik proporcjoalości. Współczyik q przyjmuje się w graicach 0,03 0, przy czym: części o dużych wymiarach, skomplikowaych kształtach, wykoywaych z drogich materiałów przyjmuje wartości 0,07 0,, dla części drobych o prostych kształtach, wykoywaych z taich materiałów przyjmuje wartości 0,03 0,06. t T obr j i pz i t q j 22
4. EKONOMIKA PROCESU TECHNOLOGICZNEGO 4.. Składowe kosztu techologiczego Projektowaie procesu techologiczego związae jest z podejmowaiem decyzji w zakresie kosztów realizacji tegoż procesu. Koszt te staowi (powiie staowić) podstawowy mierik ocey pozwalający podjąć decyzję, co do opłacalość przyjęcia daego zleceia produkcyjego do wytworzeia. Mierik te pozwala także stwierdzić, czy zasoby produkcyje będące w systemie wytwarzaia stwarzają możliwość kokurecyjego wytwarzaia wyrobów. Podstawą wyzaczeia kosztów techologiczych jest obliczeie składowych czasu wykoaia operacji techologiczych (etap 2). Koszt techologiczy związay jest z realizacją kolejych operacji procesu techologiczego. Jego składowe to: Koszty materiałów bezpośredich obliczae z wzorów: Dla jedej sztuki: k M = M M j mas jedej sztuki półwyrobu [kg], C j cea jedostkowa półwyrobu [zł/kg] Koszt przygotowaia staowisk produkcyjych do realizacji kolejych operacji techologiczych; jest to koszt powstały w wyiku prac przygotowawczo zakończeiowych. Jego wielkość oblicza się z wzorów: Dla daej operacji procesu techologiczego TPZji pzji j C k = T + ( S K ) dla całego procesu techologiczego (wszystkich operacji procesu techologiczego): tpzji i= i= Pj j MGOj K TPZ = k = Tpzji Pj + ( S K ) k tpzji koszt przygotowaia j-tego staowiska produkcyjego do wykoaia i-tej operacji techologiczej, K TPZ koszt przygotowaia staowisk produkcyjych do realizacji procesu techologiczego, T pzji czas przygotowawczo-zakończeiowy wykoaia i-tej operacji procesu techologiczego partii wyrobów a j-tym urządzeiu produkcyjym (obrabiarce), S Pj stawka wyagrodzeia pracowika obsługującego j-te urządzeie produkcyje wraz z arzutami; przy założeiu, że czyości przygotowawczo-zakończeiowe wykouje pracowik obsługujący dae urządzeie produkcyje, K MGOj koszt maszyogodziy j-tego urządzeia produkcyjego (obrabiarki). Koszt obróbki związay bezpośredio z kształtowaiem fizyczym wyrobów, realizacją kolejych operacji techologiczych (stopiowym adawaiem kształtu półwyrobowi) partii wyrobów/zleceia. Są to koszty związae z czasem jedostkowym. Jego składowymi są: koszt robocizy bezpośrediej, koszt arzędzi oraz koszt staowiskowy. Koszt moża odieść w dwóch płaszczyzach, a miaowicie:. Pojedyczej operacji techologiczej Koszt obróbki związay z wykoywaiem daej operacji procesu techologiczego: MGOj 23
k = k + k + k OB Rji k Rji koszt robocizy pracowika bezpośredio produkcyjego obsługującego j-te staowisko produkcyje, a którym wykoywaa jest i-ta operacja techologicza, k Ni koszty arzędzi zużytych podczas wykoywaia i-tej operacji procesu techologiczego, k STji koszt staowiskowy j-tego staowiska produkcyjego, a którym wykoywaa jest i- ta opracja procesu techologiczego. koszt robocizy wyraża wzór: k Rji = S S pj stawka jedostkowa wyagrodzeia pracowika obsługującego j-te staowisko produkcyje, a którym wykoao i-tą operację procesu techologiczego. t ji czas jedostkowy wykoaia i-tej operacji procesu techologiczego koszt arzędzi według faktyczego zużycia. koszt staowiskowy k STji = K K MGOj koszt maszyogodziy j-tej obrabiarki [zł/h], t ji czas jedostkowy wykoaia i-tej operacji techologiczej [h]. 2. Procesu techologiczego Koszty obróbki związae z realizacją całego procesu techologiczego (kolejych operacji techologiczych) dla pojedyczej sztuki wyrobu wyraża wzór: K OB = K Rji + K Ni + K STji pj Ni t MGOj = i= ji t k ji Rji STji + i= k Ni i= ozaczeia jak wyżej. Wartość kosztu techologiczego jest związaa oprócz wykorzystywaych zasobów produkcyjych także od wielkości zleceia produkcyjego oraz liczości partii produkcyjych, a które to zleceie zostało podzieloe. Przedstawioe zagadieia odoście składowych kosztu techologiczego staowią podstawę wykorzystaia do wielu zagadień decyzyjych związaych z plaowaiem wytwarzaia, mi. wariatowaiem procesów techologiczych, wyzaczaiem wielkości partii obróbkowych. 4.2. Ekoomicza wielkość partii obróbkowej W przypadku określaia ekoomiczej wielkości partii produkcyjej bierze się pod uwagę: ilość wyrobów do wykoaia, koszty jedostkowe wykoaia jedej sztuki, koszty przezbrajaia obrabiarki, oprocetowaie wartości zamrożoych środków obrotowych, itp. Poiżej a rys. 4. przedstawioo wykres obrazujący zależości pomiędzy kosztami wywołaymi tymi czyikami. k STji 24
Rys. 4.. Ekoomicza wielkość partii produkcyjej Ekoomiczą wielkość partii produkcyjej moża obliczyć z wzoru []: ek N i K = 2 K ek ekoomicza wielkość partii produkcyjej, N i liczba wyrobów do wykoaia w zleceiu produkcyjym, K TPZ koszt przygotowaia staowisk produkcyjych do obróbki partii wyrobów, K OB koszt obróbki jedej sztuki wyrobu. Koszty przezbrojeia wyikają z czyości przygotowawczo zakończeiowych wykoaia owej partii wyrobów. Składają się z kosztów płac oraz środków pomociczych związaych z przygotowaiem środków produkcyjych, p. z produkcji wyrobu A a produkcję wyrobu B. Koszty obróbki staowią wielkość kosztów związaych tylko z wykoaiem operacji techologiczych daego procesu techologiczego dla partii wyrobów. Oczywiście wielkość partii produkcyjej powia w końcowym efekcie być wielokrotością zleceia produkcyjego, co wyraża wzór: N i = i obr i obr liczba partii produkcyjych zleceia produkcyjego. Ustaleie wielkości partii obróbkowej jest zagadieiem, w którym ależy uwzględić wymagaia ekoomicze oraz orgaizacyje, które występują w warukach realych. Związae jest to także ze specyfiką idywidualą systemu wytwarzaia. Dlatego przy wyzaczaiu wielkości partii zachodzi koieczość uwzględieia wielu czyików, które wymagają odmieych decyzji, co do zwiększeia lub zmiejszeia tej wielkości. Zwiększeie partii obróbkowej powoduje [Brzeziński]: zmiejszeie akładów a ustawiaie przygotowaie wytwarzaia w przeliczeiu a jedostkę wyrobu, wykorzystaie w większym stopiu zdolości produkcyjych poprzez zmiejszeie czasu przezbrajaia, zwiększeie wydajości, OB obr TPZ 25
uproszczeie orgaizacji i zarządzaia produkcją, zwłaszcza plaowaia operacyjego, wydłużeie cyklu wytwarzaia, zwiększeie zapasów produkcji w toku, powierzchi magazyowych, wzrost zamrożeia środków obrotowych, zmiejszeie elastyczości procesu wytwarzaia Podae metody wyzaczeia partii obróbkowych uwzględiające kryterium ekoomicze oraz orgaizacyje mogą staowić podstawę. Natomiast do przyjęcia wielkość partii obróbkowej ależy podejść idywidualie do każdego problemu. 4.3. Wyzaczeie kosztu techologiczego Cechą charakterystyczą kosztu techologiczego jest stopiowy wzrostem jego wzrost wartości w ciągu realizacji kolejych operacji techologiczych. Przedstawioo to a rys. 4.2. Związay jest także z liczością i ilością partii produkcyjych składających się a całe zleceie produkcyje. Rys. 4.2. Koszt techologiczy Koszt techologiczy wytworzeia partii produkcyjej zleceia produkcyjego wyraża się wzorem: K T = K TPZ + obr K ozaczeia jak wyżej. Natomiast koszt techologiczy wytworzeia jedej sztuki wyrobu zleceia produkcyjego określoy jest wzorem: ozaczeia jak wyżej. K K OB + TPZ K Tj = + OB + obr k obr MAT k MAT 26
5. PLAN PRODUKCJI Główy harmoogramu produkcji precyzuje, które zasoby i w jakim stopiu będą wykorzystywae do zrealizowaia zleceń produkcyjych. W etapie tym plauje się, które urządzeia produkcyje będą wykorzystae do wykoaia zadaia, ile osób będzie pracowało przy wykoaiu zadaia i ile potrzeba będzie czasu a wykoaie zadaia. Jest to tzw. zgrube bilasowaie zdolości produkcyjych. Bilasowaie polega a porówaiu zdolości (możliwości) produkcyjych z zapotrzebowaiem a te zdolości wyikających z pracochłoości procesu (procesów) wytwarzaia wyrobów. Moża to wyrazić ogólą zależością: Gz G p G z zapotrzebowaie a zdolości produkcyje w daym okresie czasu, G p zdolości produkcyje w określoym okresie czasu. Lewa stroa ierówości ozacza zapotrzebowaie a zdolości produkcyje, wyikające z realizacją zleceń produkcyjych, a stroa prawa określa dostępe zdolości w systemie wytwarzaia, wyikające z aktualego obciążeia staowisk produkcyjych. Bilasowaie zdolości produkcyjych może przyjmować róże poziomy szczegółowości (dokładości) odośie czasu jak i struktury systemu wytwarzaia. Moża jedakże przyjąć, że stopień szczegółowości maleje wraz z przechodzeiem a bardziej złożoe formy struktury systemu wytwarzaia. Bilasowaie szacukowe zdolości produkcyjych polega a porówaiu zdolości produkcyjych całego systemu produkcyjego lub poszczególych zasobów produkcyjych wymagaymi zdolościami produkcyjymi dla zleceń produkcyjych w daym okresie czasu. Pozwala to określić: czy możliwa jest realizacja zleceia produkcyjego w wymagaym termiie, lub jaki jest ajwcześiejszy możliwy (szacoway) termi realizacji zleceia produkcyjego? Dokładość bilasowaia zdolości produkcyjych w postaci wstępej uzależioa jest od przyjętego okresu czasu. Okres czasu staowi jedostkę termiowaia τ, która wyraża dokładość, z jaką zastaie określoy szacoway termi realizacji zleceia produkcyjego. Jedostką tą może być dekada, miesiąc, tydzień, itd. (w projekcie propouje się przyjęcie jedostki termiowaia w wymiarze jedego tygodia) Parametrami wejściowymi do tego typu bilasowaia są: teoretycza długość cyklu wytwarzaia zleceia produkcyjego, dostępe zdolości zasobów produkcyjych (p. urządzeń produkcyjych). Teoretycza długość cyklu wytwarzaia uzależioa jest przyjętej metody orgaizacji przebiegu procesu wytwarzaia w systemie wytwarzaia (szeregowa, rówoległa, szeregowo - rówoległa). Dostępe zdolości produkcyje zasobów systemu wytwarzaia są określoe poprzez fudusze czasu maszy i pracowików dla daego przyjętego okresu czasu. Szacukowe bilasowaie dla zleceia produkcyjego może przyjąć postać: C wti długość cyklu wytwarzaia i-tego zleceia produkcyjego, C wi j= F m j 27
F mj fudusz omialy czasu j-tej maszyy w systemie produkcyjym w przyjętej jedostce termiowaiaτ. W przypadku, gdy zapotrzebowaie całkowite a realizację zleceia produkcyjego przekracza zdolości produkcyje w daej jedostce termiowaia, jego adwyżka przechodzi do kolejej jedostki termiowaia. Przy bilasowaiu wstępym zalecae jest wykorzystaie możliwości produkcyjych a poziomie 70-80 % [8]. Pozwala to a pozostawieie pewych rezerw produkcyjych a ieprzewidziae wydarzeia (p. awaria urządzeń). Jest to także zalecae z tego powodu, iż w tego typu bilasowaiu ie uwzględia się struktury cyklu wytwarzaia, co może spowodować błędym określeiem termiu realizacji zleceia produkcyjego. Do utworzeia plau produkcji (bilasowaia szacukowego) moża posłużyć się dzieikiem zdolości produkcyjych bądź formą graficzą w postaci wykresu zdolości produkcyjych. Przykład dzieika zdolości produkcyjych przedstawioo a rys. 5.. PLAN PRODUKCJI Obrabiarka Obrabiarka 2 Obrabiarka 3 Obrabiarka 4 Zdolości produkcyje [h] 40 40 38,5 39 Zlec. Op. T N[h] % Zlec. Op. T N[h] % Zlec. Op. T N[h] % Zlec. Op. T N[h] % 0 0 2,25 5,6 002 0 3,50 8,7 Wykorzystaie 3,5 Rys. 5.. Przykład dzieika bilasowaia zdolości produkcyjych Wykres zdolości produkcyjych jest formą wykresu słupkowego o układzie współrzędych czas, reale zdolości produkcyje systemu wytwarzaia. Jedostkami osi czasu są koleje jedostki termiowaia p. miesiąc, tydzień, dzień itd. Na tak przygotoway wykres zostają aoszoe koleje zapotrzebowaia a realizacje zleceń produkcyjych wyikających w cyklów wytwarzaia. Rysuek 5.2 przedstawia przykład ogóly bilasowaia wstępego zdolości produkcyjych dla systemu wytwarzaia. 28
Rys. 5.2. Przykład bilasowaia zdolości produkcyjych systemu wytwarzaia W przykładzie tym poziom wykorzystaia zdolości produkcyjych przyjęto w przedziale 0,7-0,8 możliwości produkcyjych, atomiast jedostką termiowaia jest jede tydzień. Istotym zagadieiem podczas opracowywaia plau produkcji jest określeie kolejości wykoywaia zleceń produkcyjych w systemie wytwarzaia. Kolejość tą uzyskuje się poprzez adaie zleceiom priorytetów, dzięki, którym uzyskuje się uszeregowaie zleceń według ważości. Priorytety odoszą się przede wszystkim do klietów i wyikają z wielu względów m. i. wiarygodości klieta (p. termiowości zapłaty) czy też długotrwałej współpracy. 29
6. CYKL WYTWARZANIA 6.. Charakterystyka cyklu wytwarzaia Orgaizacja przebiegu procesu wytwarzaia części jest zagadieiem iezmierie ważym, poieważ od iej uzależioe jest wiele czyików mających wpływ a efektywość procesu p. wykorzystaie zasobów produkcyjych, koszty wytwarzaia. Orgaizacja przebiegu procesu wytwarzaia części może dotyczyć: pojedyczej operacji, pojedyczego wyrobu (wyrobu prostego), wyrobu złożoego. Przebieg procesu wytwarzaia wyrobu określa orgaizację kolejych etapów tegoż procesu z uwzględieiem czasu i wykorzystaych zasobów produkcyjych. Czasowa struktura procesu wytwarzaia staowi cykl wytwarzaia, który jest okresem iezbędym do wykoaia zleceia produkcyjego w daych warukach techiczo orgaizacyjych. Cykl wytwarzaia jest, więc sumą czasów trwaia kolejych operacji występujących w procesie wytwarzaia. Moża to ująć wzorem: C = C + T + T + T + T + T + T W t k t W cyklu wytwarzaia moża wyróżić ogólie: C t cykl techologiczy staowiącego sumę czasów realizacji wszystkich kolejych operacji techologiczych oraz sumę czasów przezaczoych a przygotowaie staowisk produkcyjych. Cykl techologiczy dla partii obróbkowej wyraża wzór: C t = i= T pz i m + os obr i= obr wielkość partii obróbkowej, t j czas jedostkowy i tej operacji T pz czas przygotowawczo zakończeiowy i tej operacji. T k łączy czas trwaia operacji kotrolych, T t łączy czas trwaia operacji trasportowych, T m łączy czas występujący w operacjach magazyowaia, T os łączy czas oczekiwaia międzyoperacyjego partii a zwolieie staowiska produkcyjego, T od okres przerw wyikających z orgaizacji dia roboczego (di wole, zmiaowość), T oo łaczy czas wyikający z przyczy orgaizacyjych (brak surowca, arzędzi, eergii). Przebieg cyklu procesu wytwarzaia partii pojedyczego wyrobu może być orgaizoway według astępujących metod: szeregowej, rówoległej, szeregowo rówoległej. Poiżej przedstawioo te przebiegi dla pojedyczych partii obróbkowych, które mogą staowić część większego zleceia produkcyjego. t j i od oo 30
6.2. Przebieg szeregowy procesu wytwarzaia Przebieg szeregowy polega a tym, że daą operację techologiczą rozpoczya się realizować dopiero wtedy, gdy poprzedzająca ją operacja została wykoaa a wszystkich wyrobach wchodzących w skład partii obróbkowej. Przedstawia to rys. 6., a którym przedstawioo przykład zakładający, że każda koleja operacja techologicza jest realizowaa a jedym staowisku produkcyjym. Rys. 6.. Przebieg szeregowy realizacji procesu wytwarzaia Długość cyklu wytwarzaia w przebiegu szeregowym określa wzór: C W sz = obr ji i= t + t + T i i= tri = t ji czas jedostkowy i-tej operacji techologiczej, T pzi czas przygotowawczo zakończeiowy i-tej operacji techologiczej, t tri czas kolejych operacji trasportu, obr liczba sztuk w partii obróbkowej. Należy tu wyjaśić zapis sumy czasów przygotowawczo zakończeiowych w awiasie. Jest to związae z czasem rozpoczęcia wykoywaia zadań przygotowawczych a staowisku obróbkowym, poieważ może to astąpić przed dostarczeiem partii przedmiotów a staowisko obróbkowe lub dopiero w chwili jej dostarczeia. Oczywiście ma to wpływ a długość trwaia cyklu wytwarzaia, co ależy brać pod uwagę przy jego opracowywaiu (rys.6.2). pzi Rys. 6.2. Realizacja czasu Tpz w cyklu wytwarzaia Zagadieie to odosi się także do pozostałych metod przebiegu procesu wytwarzaia. 3
6.3. Przebieg rówoległy procesu wytwarzaia Te rodzaj przebiegu charakteryzuje się przekazywaiem wyrobów lub partii trasportowej pomiędzy operacjami atychmiast po wykoaiu operacji poprzedzającej. Przebieg rówoległy przebieg odbywa się zazwyczaj w partiach trasportowych, których liczość jest miejsza od wielkości partii produkcyjej. W przebiegu tym dopuszcza się przerwy w pracy staowisk roboczych po wykoaiu każdej kolejej partii trasportowej z wyjątkiem ajdłuższej operacji, której się ie przerywa (rys. 6.3). Rys. 6.3. Przebieg rówoległy realizacji procesu wytwarzaia Długość cyklu wytwarzaia w przebiegu rówoległym określa wzór: C W = tr t R ji i= + ( ) obr tr t j max + t T i i= tri = t ji czas jedostkowy i-tej operacji techologiczej, t jmax ajdłuższy czas jedostkowy operacji wchodzących w skład procesu techologiczego, T pzi czas przygotowawczo zakończeiowy i-tej operacji techologiczej, t tri czas kolejych operacji trasportu, m koleja operacje w procesie techologiczym, obr liczba sztuk w partii obróbkowej, tr liczba sztuk w partii trasportowej. 6.4. Przebieg szeregowo rówoległy procesu wytwarzaia Przebieg szeregowo rówoległy staowi kombiację przebiegów szeregowego i rówoległego. Przebieg te umożliwia skróceie cyklu wytwarzaia w stosuku do przebiegu szeregowego o czasy, w których poszczególe operacje wykoywae są rówolegle a skumulowaie przerw z cyklu rówoległego umożliwia lepsze wykorzystaie czasu pracy urządzeń techologiczych (rys.6.4). pzi 32
Rys. 6.4. Przebieg szeregowo - rówoległy realizacji procesu wytwarzaia Długość cyklu wytwarzaia w przebiegu szeregowo rówoległym określa wzór: C W SzR = obr ji i= t ( ) obr tr i= t j mi + t + T i i= tri = t ji czas jedostkowy i-tej operacji techologiczej, t jmi czas jedostkowy miejszy w każdej kolejej parze porówywaych operacji procesu techologiczego, T pzi czas przygotowawczo zakończeiowy i-tej operacji techologiczej, t tri czas i-tej operacji trasportu, obr liczba sztuk w partii obróbkowej, tr liczba sztuk w partii trasportowej. Początek każdej operacji ustala się tak, aby zapewić maksymalą ciągłość obróbki a poszczególych staowiskach produkcyjych. gdy operacja astępa jest krótsza od poprzediej t ji > t ji+ to wykoaie ostatiego przedmiotu (lub partii trasportowej) a tej operacji powio się rozpoczyać atychmiast po zakończeiu poprzediej operacji a tym przedmiocie (lub partii trasportowej) jeżeli operacja astępa jest dłuższa lub rówa t ji < t ji+ to zasadą jest atychmiastowe przekazaie przedmiotu (lub partii trasportowej) a astępą operację uzyskując w te sposób ciągłość pracy a wszystkich staowiskach. Metoda szeregowa realizacji cyklu jest ajmiej efektywa. Powia być elimiowaa a rzecz metody szeregowo rówoległej, a awet rówoległej. Ta ostatia jest metodą ajbardziej efektywą od stroy wykorzystaia czasu i kapitału, lecz ajtrudiejszą do praktyczej realizacji od stroy orgaizacyjej. Porówując przedstawioe metody orgaizacji przebiegu procesu wytwarzaia wyrobu moża stwierdzić, że: metoda szeregowa cechuje się ajdłuższym cyklem wytwarzaia, ajmiejszą ilością operacji trasportowych, dużym stopiem wykorzystaia staowisk produkcyjych oraz ciągłością produkcji; metodę te ależy stosować w przypadku krótkich czasów operacji techologiczych, małej liczbie operacji oraz małej wielkości partii produkcyjej, metoda rówoległa cechuje się skróceiem długości cyklu wytwórczego, zwiększoa liczbą operacji trasportowych, metoda szeregowo rówoległa cechuje się skróceiem cyklu wytwarzaia w porówaiu z metoda szeregową, zwiększoa częstotliwością operacji techologiczych oraz wysokim stopiem wykorzystaia staowisk produkcyjych i ciągłością produkcji; stoso- pzi 33