1. SYSTEM PRODUKCYJNY
System produkcyjny stanowi celowo zaprojektowany i zorganizowany układ
materialny, energetyczny i informacyjny eksploatowany przez człowieka i służący
wytwarzaniu określonych produktów (wyrobów lub usług) w celu zaspokojenia
różnorodnych potrzeb konsumentów. W rozumieniu tej definicji, systemem pro-
dukcyjnym jest więc organizacja (przedsiębiorstwo, firma) dysponująca środkami
produkcji (maszyny, urządzenia) oraz niezbędnymi informacjami (technologie)
które umożliwiają realizację procesu produkcji.
System produkcyjny działa w określonym otoczeniu; dalszym (np. system
prawny obowiązujący w państwie) i bliższym (np. sytuacja na rynku), które od-
działując na ten system wymuszają jego określone reakcje. Jeżeli będą one prawi-
dłowe - firma utrzymuje się na rynku i rozwija, jeżeli popełnione zostaną błędy -
firma wcześniej lub póz
niej znika z rynku.
Jądrem systemu produkcyjnego jest proces produkcyjny rozumiany jako zespół
działań zmierzających do wytworzenia określonego produktu (może to być kon-
kretny wyrób lub usługa). Wytworzenie produktu kojarzy się przede wszystkim z
szumem silników obrabiarek, hukiem młotów, piskiem narzędzi itd. Owszem tak
jest, lecz ten etap wytwarzania, zwany realizacją określonego procesu technolo-
gicznego, poprzedzony jest procesem przygotowania produkcji (rys.1.1).
SYSTEM PRODUKCYJNY
Konstrukcyjne
przygotowanie produkcji
Wejście:
Wyjście:
" materiały
" wyroby
" wyposażenie
" usługi
Technologiczne
Realizacja procesu
" personel
" odpady
przygotowanie produkcji
technologicznego
" informacje
" informacje
" energia
" kapitał
Organizacyjne
przygotowanie produkcji
Rys.1.1. System produkcyjny [16]
Aczkolwiek realizacja procesu technologicznego jest  materialnym ucieleśnie-
niem sensu istnienia systemu produkcyjnego, to jednak decyzje o tym procesie po-
dejmowane są podczas przygotowania produkcji. Dotyczą one zarówno tego co
będzie produkowane i z jakich materiałów (przygotowanie konstrukcyjne), jak zor-
ganizować przebieg procesu (przygotowanie organizacyjne) i w końcu jakie tech-
niki wytwarzania zastosować w procesie technologicznym by uzyskać zamierzony
efekt końcowy w postaci znajdującego nabywców wyrobu (przygotowanie tech-
nologiczne). Komórki firmy związane z procesem przygotowania produkcji stano-
wią najważniejszy element w systemie produkcyjnym. Wynika to z faktu, iż decy-
zje podjęte w trakcie przygotowania produkcji rzutują na końcowy efekt działania
8 1. System produkcyjny
systemu produkcyjnego - produkt. Niewłaściwie dobrane techniki wytwarzania
powodować mogą opóz
nienie w dostarczeniu wyrobu na rynek, zbyt wysokie (w
stosunku do konkurencji) koszty wytwarzania i tym samym wysoką cenę wyrobu,
czy w końcu złą jego jakość. Firma nie doceniająca problematyki przygotowania
produkcji i nowoczesnych technik z tym związanych prędzej czy póz
niej zostanie
wyprzedzona przez inne firmy. Konkurencja między systemami produkcyjnymi o
jak najlepszą pozycję na rynku rozgrywana jest głównie w działach przygotowania
produkcji. Im lepsze współdziałanie i integracja między tymi działami oparta na
rzetelnej wiedzy ( nie tylko w swojej wąsko pojętej specjalności), tym lepsze
efekty ich pracy i tym większa konkurencyjność firmy na rynku.
Rozwój ludzkości to również współbieżny rozwój różnych technik wytwa-
rzania. Aktualnie najczęściej stosowane techniki wytwarzania to tzw. grupa tech-
nologii obróbki bezwiórowej oraz obróbka mechaniczna.
Do pierwszej z nich zalicza się przede wszystkim technologie obróbki pla-
stycznej, odlewnictwo, metalurgie proszków, spawalnictwo, przetwórstwo two-
rzyw sztucznych i inne. Służyły one i służą do wykonywania półwyrobów podda-
nych dalszej obróbce mechanicznej. Nadmienić należy, że jakość produktów uzy-
skiwanych technologiami obróbki bezwiórowej jest coraz lepsza i w wielu przy-
padkach pozwala na wykonanie gotowego produktu, bez konieczności stosowania
technologii obróbki mechanicznej. Podział obróbki mechanicznej (stanowiącej
podstawową treść niniejszego skryptu) przedstawiony został na rys.1.2.
Obróbka mechaniczna
Obróbka wiórowa Obróbka ścierna Obróbka erozyjna
Dużo małych ostrzy
Wiór Ostrze o
Narzędzie
o nieokreślonej
(oddzielony określonej
geometrii
materiał) geometrii
Wyładowanie
Mały wiór
Materiał obrabiany
Materiał obrabiany
Materiał obrabiany
Skrócona charakterystyka: Skrócona charakterystyka: Skrócona charakterystyka:
" narzędzie jedno lub wielo " narzędzie składające się z " usuwanie materiału następuje
ostrzowe o określonej geo- nieprzeliczalnej liczby ostrzy na skutek miejscowego pod-
metrii, (ziaren) o nieokreślonej geo- grzania do wysokiej tempe-
metrii, ratury (wyładowanie elek-
" wiór o większych wymiarach
tryczne, strumień fotonów ...)
(widoczny gołym okiem), " wiór o małych wymiarach ,
częściowo utleniany (snop " materiał usuwany nie wi-
" usuwanie materiału na skutek
iskier), doczny gołym okiem,
 efektu klina - rozdzielanie
materiału przez ostrze narzę- " usuwanie materiału na skutek " kształt narzędzia odzwiercie-
dzia  efektu klina - rozdzielanie dlony na przedmiocie
materiału przez ostrze narzę-
dzia
Rys.1.2. Podział obróbki mechanicznej
Charakteryzowane obróbki są obróbkami ubytkowymi, a więc takimi w wy-
niku których usuwany jest materiał przedmiotu obrabianego. Ta cecha odróżnia
1. System produkcyjny 9
charakterystyczne dla tej obróbki technologie ubytkowe od technologii przyro-
stowych. W efekcie technologii przyrostowych na powierzchni przedmiotu obra-
bianego nakłada się warstwę materiału (np. pokrycia warstwami TiN, napawanie i
inne). W przypadku obróbki wiórowej i ściernej (zaliczanych do technologii ubyt-
kowych) materiał usuwany jest przez narzędzie skrawające (usuwające materiał) w
postaci oddzielonych części materiału zwanych wiórami. W przypadku obróbki
wiórowej wymiar tych wiórów jest na ogół większy niż w przypadku obróbki
ściernej. Narzędzie stosowane podczas obróbki wiórowej ma jednoznacznie okre-
śloną geometrię, a więc wartości kątów które określają charakterystykę  klina te-
go narzędzia (patrz rys.1.2), przy czym liczba ostrzy (a więc tak jakby oddzielnych
 klinów ) może być różna, ale zawsze przeliczalna. W przypadku obróbki ściernej
materiał usuwany jest za pomocą połączonych ze sobą ziaren ściernych (działają-
cych jak  mini-kliny ) , tworzących razem narzędzie ścierne. Ilość ziaren ściernych
w narzędziu jest praktycznie nieprzeliczalna, a ich geometria bardzo różna. Try-
wialnie rzecz ujmując narzędzie do obróbki wiórowej stanowi ściśle zdefiniowany
obiekt, narzędzie do obróbki ściernej jest z tego punktu widzenia w pewnym sensie
nieuporządkowane. Wspólną cechą jednakże dla obu typów narzędzi jest to, że
materiał z którego jest ono wykonane musi mieć specjalne właściwości, a przede
wszystkim twardość materiału narzędzia winna być większa od twardości materiału
obrabianego. Z tego względu problematyka doboru materiału narzędziowego jest
jedną z ważniejszych w obróbce mechanicznej. Odmiennymi prawami rządzi się
obróbka erozyjna. Materiał usuwany jest zazwyczaj przez jego miejscowe pod-
grzanie go do temperatury przekraczającej temperaturę topnienia. Materiał topi się
a w miejscu wytopienia pojawia się  krater stanowiący widoczny efekt tej obrób-
ki. Podział metod tej obróbki zależy głównie od sposobu spowodowania efektu
miejscowego topienia materiału. W przypadku tej obróbki trudno mówić o kon-
wencjonalnym narzędziu skrawającym wykorzystującym  efekt klina , stąd i twar-
dość materiału narzędzia nie jest dla niej czynnikiem decydującym.
Dalszy podział obróbki mechanicznej dokonany jest już w ramach poszcze-
gólnych obróbek. Przedstawiony jest on na rys.1.3.
Obróbka erozyjna
Obróbka wiórowa Obróbka ścierna
Toczenie
Szlifowanie ścierni-
Obróbka elektroero-
cami
zyjna
Frezowanie
Obróbka luz
nym
Obróbka
Wiercenie
ścierniwem
elektrochemiczna
Struganie, dłutowanie
Obróbka strumienio-
wo erozyjna
Przecinanie
Rys.1.3. Podział obróbki mechanicznej
Podział ten przedstawiony jest w ujęciu prezentowanym w dalszej części pracy.
10 1. System produkcyjny
Realizacja w systemie produkcyjnym określonego procesu zmierzającego do
wytwarzania danego wyrobu wiąże się z koniecznością uprzedniej odpowiedzi na
następujące pytania:
" co mam wytwarzać, z ilu części i jakich wyrób się będzie składał ?
" jaki jest kształt poszczególnych części i jakie są wymagania dotyczące jakości
powierzchni i dokładności?
" w jaki sposób części ze sobą współpracują ?
" jaką ilość wyrobów zamierzamy produkować ?
Informacje te dostarczane są wraz z dokumentacją konstrukcyjną wyrobu ( rysunki
złożeniowe oraz rysunki części) i stanowią punkt wyjścia do dalszego opracowania
technologii1, a więc inaczej rzecz ujmując metody wykonania części - czyli tech-
nologii obróbki oraz metody póz
niejszego łączenia poszczególnych części w wy-
rób, czyli technologii montażu.
Projektując technologię obróbki należy określić:
" jaki półwyrób będzie najodpowiedniejszy; kryteriami tego procesu są z jednej
strony dążenie do tego aby półwyrób był swoim kształtem, wymiarami i do-
kładnością jak najbardziej zbliżony do wyroby gotowego - gdyż w takim przy-
padku  oszczędza się na procesie obróbki mechanicznej, z drugiej strony dą-
żenie do tego aby półwyrób był jak najtańszy dla określonej ilości przewidzia-
nych do produkcji wyrobów,
" mając określony półwyrób, jaka będzie kolejność sekwencyjnego dochodzenia
od kształtu i dokładności półwyrobu do ostatecznego kształtu i wymaganej do-
kładności wyrobu - kolejność operacji,
" na jakich urządzeniach technologicznych (obrabiarkach) wykonywane bę-
dą operacje, czy każda operacja na innej obrabiarce (dekoncentracja operacji),
czy też może kilka operacji na jednej obrabiarce (koncentracja operacji), a może
wszystkie operacje na jednym urządzeniu technologicznym (obróbka komplet-
na),
" jakie narzędzia stosować aby wykonać na danej obrabiarce określoną operacje,
" jakie mają być warunki obróbki (parametry skrawania) aby zapewnić wyma-
ganą jakość powierzchni uzyskaną w danej operacji,
" w jaki sposób określić zgodność wykonania z wymaganiami ( sposób pomia-
ru).
Na takie i podobne pytania należy odpowiedzieć przygotowując proces produkcji,
przy czym przed podjęciem ostatecznej decyzji dotyczącej sposobu wykonania ( a
więc wspomnianej uprzednio technologii) należy przeprowadzić wielowarianto-
wą symulację kosztów możliwych do realizacji sposobów wykonania. Jeżeli tego
nie wykonamy, może się okazać, że przegraliśmy z konkurencją  batalię o rynek ,
1
Chcąc skrócić czas od pomysłu do wprowadzenia wyrobu na rynek, stosuje się tzw. pro-
jektowanie współbieżne, polegające w ogólnym zarysie na prawie jednoczesnym projek-
towaniu  konstrukcji i  technologii . Szersze informacje dotyczące tego zagadnienia
znalez
ć można w pracach np. [1,22].
1. System produkcyjny 11
jeszcze przed wprowadzeniem danego wyrobu do produkcji, a przyczyną tej po-
rażki mogą być koszty lub jakość i związana z nią niezawodność wyrobu.
Podsumowaniem tego rozdziału niech będzie parafraza znanej wojskowej
dewizy  ... im więcej potu na ćwiczeniach, tym mniej krwi na polu walki... . My
możemy powiedzieć, że ... im więcej naszej wiedzy o możliwych sposobach wyko-
nania przedmiotu, im szersza analiza możliwych wariantów jego wykonania, tym
większa szansa, że wyrób osiągnie sukces rynkowy.