E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
WYKA
AD 5
LOGISTYKA PRODUKCJI 1 - SYSTEM PRODUKCYJNY
1. System produkcyjny i jego otoczenie
W przedsiębiorstwie produkcyjnym procesem, w który angażuje się najwięcej kapitału
i który w znacznej mierze decyduje o sukcesie przedsiębiorstwa jest wytwarzanie wyrobów.
To właśnie wytwarzanie sprawia, że główny strumień materiałów i części przepływa przez
wydziały produkcyjne przedsiębiorstwa.
Stąd powszechnie przyjmuje się, że logistyka produkcji obejmuje wszystkie procesy,
które są związane z zaopatrzeniem procesu produkcji w stosowne towary (surowce,
materiały pomocnicze i eksploatacyjne oraz półwyroby i części z zakupu) i z
przekazywaniem półwyrobów oraz wyrobów gotowych do magazynu zbytu.
Według faz przepływu materiałów logistyka produkcji jest zlokalizowana między logistyką
zaopatrzenia i logistyką dystrybucji.
Właściwe ujęcie logistyki produkcji wymaga systemowego podejścia do zdefiniowania
systemu produkcyjnego oraz określenia oddziaływań otoczenia bliskiego (system
zaopatrzenia, system dystrybucji).
Na rysunku 1 przedstawiono przykładową strukturę logistycznego systemu produkcyjnego.
W systemie wyróżniono następujące podsystemy funkcjonalne:
podsystem wytwarzania,
podsystem przepływu materiałów,
podsystem magazynowania,
podsystem manipulacji,
podsystem przepływu narzędzi,
podsystem zasilania i usuwania odpadów,
podsystem kontroli i diagnostyki,
podsystem sterowania,
podsystem zarządzania.
Podstawowymi podsystemami decydującymi o prawidłowych przepływach materiałów i
niezbędnych informacji są podsystemy sterowania i zarządzania. Natomiast podsystem
wytwarzania jest tym elementem struktury, który integruje przepływy fizyczne i informacyjne.
Bardzo ważnym podsystemem jest podsystem magazynowania, w którym należy uwzględnić
zarówno składowiska stanowiskowe i magazyny międzyoperacyjne, jak również magazyny
buforowe na wejściu materiałów do systemu produkcyjnego oraz na wyjściu produktów z
systemu. Możliwe sprzężenia logistyki produkcji z logistyką zaopatrzenia i dystrybucji zależą
od wielu czynników i decyzji produkcyjnych. Bardzo często technologia wytwarzania
stosowana w przedsiębiorstwie produkcyjnym nie pozwala na wytwarzanie bez
magazynowania. Jednak jeśli to możliwe, logistyka produkcji powinna proponować
rozwiązania bez magazynowania buforowego i minimalizować składowiska stanowiskowe i
międzyoperacyjne.
1
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
P
O
D
S
Podsystem zasilania
Y
Podsystem usuwania odpadów S
Y
S
T
Podsystem Podsystem
Podsystem
E
kontroli i diagnostyki przepływu
S
wytwarzania
M
narzędzi
P T
O E
Z
D R
A
S O
R
Y W
Podsystem
Z
S A
transportu i manipulacji


T N
D
E I
Z
M A
A
Podsystem Podsystem
N
przepływu materiałów magazynowania
I
A
Rys. 1. Schemat struktury logistycznego systemu produkcji
2
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
Dla potrzeb logistyki bardzo wygodnym opisem systemu produkcyjnego jest, według
autora, ujęcie zgodne z inżynierią zarządzania zaproponowane przez I. Durlika.
Podstawowa definicja systemu produkcyjnego jest następująca:
System produkcyjny jest celowo zaprojektowanym układem materialnym, energetycznym
i informacyjnym, eksploatowanym przez człowieka i służącym do wytwarzania
określonych wyrobów lub usług w celu zaspokojenia potrzeb konsumentów.
Wykorzystując najprostszą definicję systemu w ujęciu teorii systemów można stwierdzić, że
system produkcyjny (jak każdy inny system) jest pewnym uporządkowanym zbiorem
elementów i relacji między nimi: SP = < A, R >. Wprowadzając do takiej definicji elementy,
otrzymujemy bardziej rozwiniętą postać systemu:
SP = < { X, Y, T, Z }, R > ,
gdzie:
X = ( x1, x2,... xi, ...xn) - elementy wejścia (materiały, części, urządzenia, energia, kapitał,
informacje, personel),
Y = ( y1, y2,... yj, ...ym) - elementy wyjścia (wyroby gotowe, usługi, odpady z produkcji),
T = ( t1, t2,... tk, ...tp) - elementy procesu przetwarzania wektora wejścia w proces wyjścia
(operacje technologiczne, transportowe, magazynowe, kontrolne, usługowe); inaczej
elementy procesu produkcyjnego,
Z = ( z1, z2,... zl, ...zr) - elementy procesu zarządzania (planowanie, organizacja, sterowanie,
kontrola),
R = RX RY RT RZ) - sprzężenia (relacje) materiałowe, informacyjne pomiędzy
elementami (X, Y, T, Z) systemu.
Na rysunku 2 przedstawiono schematycznie ogólną postać systemu produkcyjnego,
z zaznaczeniem przykładowych elementów i powiązań. Najczęściej przyjmowanymi
elementami wejścia i wyjścia systemu produkcyjnego w warunkach gospodarki rynkowej są:
Elementy wektora wejścia X:
1. Środki techniczne produkcji:
* wyposażenie technologiczne (maszyny i urządzenia),
* budynki i budowle,
* sieci energetyczne, sieci informatyczne.
2. Przedmioty pracy:
* materiały i surowce,
* półwyroby,
* części.
3. Czynniki energetyczne:
* woda,
* ciepło i czynniki oziębiające,
* energia elektryczna,
* paliwa stałe i gazowe.
4. Czynnik ludzki:
* personel inżynieryjno - techniczny,
* personel wykonawczy,
* personel administracyjno - biurowy,
* personel zarządzający.
3
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
5. Informacje:
* prognozy i informacje rynkowe,
* informacje o konstrukcji wyrobu i funkcjach użytkowych,
* informacje o jakości i koszcie własnym,
* decyzje związane z programem produkcji,
* wiedza i doświadczenia produkcyjne załogi.
6. Kapitał:
* kapitał zamrożony w technicznych środkach produkcji,
* kapitał zamrożony w materiałach, półwyrobach i wyrobach gotowych,
* kapitał finansowy w kasie, bankach, u klientów,
* obieg kapitału i stopa dyskonta.
Wejście X Przetwarzanie T Wyjście Y
wyroby
materiały
i części do operacje technolo- gotowe,
produkcji, giczne, transporto- usługi
energia, we, magazynowe, serwisowe,
kontrolne,
informacje, odpady
operacje
kapitał,
usługowe.
personel.
Zarządzanie Z
- zasilanie materiałowe, informacyjne i energetyczne
- decyzje zarządzające
- sprzężenia informacyjne
Rys. 2. Schemat uogólnionego systemu produkcyjnego
Elementy wektora wyjścia Y:
1. Wyroby przemysłowe
produkty gotowe wg oferowanego asortymentu produkcji,
półwyroby.
2. Usługi produkcyjne.
3. Wybraki produkcyjne i surowce wtórne dla innych.
4
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
4. Szkodliwe odpady zanieczyszczające środowisko: odpady stałe, ścieki, hałas, ciepło.
5. Informacje:
o jakości wyrobu,
rzeczywistym koszcie własnym,
o stanie procesu produkcyjnego,
inne informacje wyjściowe z systemu bądz
pozostające w systemie dla następnych cykli
produkcyjnych.
Relacje, sprzężenia, powiązania materiałowe, energetyczne i informacyjne umożliwiające
funkcjonowanie systemu produkcyjnego są następujące:
1. W odniesieniu do fizycznego przepływu materiałów i części od magazynów wejściowych
(logistyka zaopatrzenia) do magazynu wyrobów gotowych (logistyka dystrybucji):
zsynchronizowanie w czasie wszelkich dostaw, aby skrócić do minimum czas
oczekiwania materiału na dalsze przetwarzanie lub montaż,
zapewnienie właściwych środków transportu i innych ułatwiających magazynowanie
oraz wyszukiwanie potrzebnych w danej chwili materiałów, czy półwyrobów,
obniżenie do minimum strat transportowych i magazynowych, tj. zaprojektowanie takiej
struktury przepływu, która minimalizuje: długość dróg transportowych, przeładunki i
pracochłonność przeładunków.
2. W odniesieniu do instalacji energetycznych i innych instalacji przemysłowych:
zapewnienie dostawy czynników (mediów) zgodnie z wymaganiami procesu
produkcyjnego, poprzez właściwe sieci i instalacje,
zneutralizowanie i utylizacja odpadów ciekłych, gazowych i stałych, aby uniknąć
zanieczyszczenia środowiska,
zapewnienie stałego pomiaru zużycia i automatycznego sterowania natężenia strumieni
czynników energetycznych.
3. W odniesieniu do systemu informacyjnego:
selekcja informacji ( szum informacyjny ) i wyodrębnienie informacji istotnych z
punktu widzenia podstawowych celów zarządzania,
zaprojektowanie powiązań informacyjnych (kanałów przepływu informacji) właściwych
dla wymagań logistyki procesu produkcyjnego i procesu podejmowania decyzji w
obrębie wszystkich poziomów i funkcji zarządzania we właściwym czasie,
dobór sprzętu komputerowego (hardware) i oprogramowania (software) stosownie do
liczby przetwarzanych informacji, zakresu i wymaganego czasu.
Z teorii systemów wiadomo, że każdy system działa w określonym otoczeniu. Dla potrzeb
badania systemów określa się najczęściej tylko oddziaływanie tzw. otoczenia bliskiego.
W rozważaniach teoretycznych dodatkowo ustala się oddziaływania tzw. otoczenia dalekiego.
A zatem rozważając teoretycznie, funkcjonowanie systemu produkcyjnego odbywa się w
podwójnym otoczeniu:
otoczenia bliskiego (otoczenie stopnia pierwszego) - jest to system przedsiębiorstwa, w
którym wyodrębniono system (podsystem) produkcyjny,
otoczenia dalekiego (otoczenie stopnia drugiego) - jest to system, w ramach którego działa
przedsiębiorstwo (region, kraj).
Na rysunku 3 przedstawiono główne oddziaływania otoczenia bliskiego i dalekiego na
system produkcyjny.
5
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
Poziom ekonomiki Regulacje Poziom Konkurencja
państwowe techniki
Finanse Marketing Personel Poziom techniki
System
Zaopatrzenie Dystrybucja
produkcyjny
Koszty Badania
i i
Otoczenie bliskie
księgowość rozwój
Środowisko
Środowisko
społeczno-
naturalne
polityczne
Otoczenie dalekie
Rys. 3. Otoczenie systemu produkcyjnego
2. Cele działania i produktywność systemu produkcyjnego
W zakresie celów działania systemu produkcyjnego najczęściej wymienia się obecnie się
trzy podstawowe cele tych systemów:
jakość i nowoczesność produktów,
wzrost produktywności,
obniżka kosztów własnych wytwarzania produktów.
Wynikiem tak sformułowanych celów działania systemu produkcyjnego jest zysk, który w
warunkach rynkowych decyduje o sukcesie przedsiębiorstwa. Zysk Z zależny jest od relacji
sumy kosztów stałych i zmiennych do zmiennych dochodów:
Z = D - ( K st + K zm jp )
gdzie:
Z - zysk,
D = (jp c - Ku) - zmienne w czasie dochody ze sprzedaży wyrobów lub usług,
6
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
K st - koszty stałe,
K zm - koszty zmienne,
jp - liczba jednostek produkcji lub usług,
c - cena zbytu jednostki produkcji lub usługi,
K u - koszty utylizacji odpadów produkcyjnych i ochrony środowiska, także koszty braków i
reklamacji.
Dla oceny działania przedsiębiorstwa produkcyjnego w Polsce, a także w wielu innych
krajach przyjmuje się wskaz
nik (kryterium) wydajności. Jednak obecnie, w krajach
rozwiniętych przemysłowo, niemal powszechnym kryterium oceny funkcjonowania systemów
produkcyjnych jest produktywność.
Najczęściej produktywność jest mierzona ilorazem wyjścia Y z systemu do wejścia X do
systemu, czyli wynika stąd, że może być wyrażana w różnych jednostkach.
Wektory wejścia X i wyjścia Y muszą być mierzone i wyrażane w tych samych jednostkach
(np. godzinach, sztukach, walorach pieniężnych lub bardziej złożonymi miernikami
naturalnymi lub umownymi).
Podstawowy miernik produktywności P:
Y ( efekt )
P = =
X ( nakłady )
Często stosuje się pojęcie produktywności cząstkowej:
Y
Pcz = ; np. [ton blachy karoseryjnej / 1000 $ nakładu]
Xcz
Produktywność charakteryzuje poziom technologiczny wytwarzania oraz metody
organizacji produkcji i zarządzania.
3. Podstawowe cechy systemów produkcyjnych
W celu zaprojektowania logistycznego systemu produkcji niezbędna jest podstawowa
wiedza z zakresu inżynierii produkcji, a więc znajomość elementów składowych procesów
produkcyjnych i wytwórczych, typowych struktur i modeli przepływów materiałów w tych
procesach, a także typowych modeli organizacji tych przepływów.
Aktualnie, bazując na uogólnionym modelu systemu produkcyjnego przedstawionego na
rysunku 2, przyjmuje się, że proces produkcyjny to proces transformacji, czyli
przekształcania wektora wejścia X systemu produkcyjnego w wektor wyjścia Y tego
systemu.
Z takiej definicji wynika, że proces produkcyjny ma miejsce tam, gdzie:
występuje szeroko pojęta produkcja (przemysł, budownictwo, rolnictwo),
mamy do czynienia ze sferą usług związanych z działalnością przemysłową, budowlaną,
czy rolniczą (remonty maszyn, utylizacja odpadów),
realizowane jest wytwarzanie  software , przetwarzanie i przesyłanie informacji.
7
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
W literaturze anglojęzycznej także wyróżnia się:
- proces produkcyjny (production),
- proces wytwórczy (manufacturing).
Proces produkcyjny (production) - to działalność producenta dostarczającego wyroby na
rynek (są to tradycyjne wyroby przemysłowe i usługi, ale także programy komputerowe,
telewizyjne, radiowe).
Proces wytwarzania (manufacturing) - jest rozumiany jako wytwarzanie, produkcja,
wytwórczość polegająca na przemysłowym przetwarzaniu surowców i półwyrobów na wyroby
przeznaczone na rynek.
A zatem proces wytwarzania jest tylko częścią procesu produkcyjnego. W skład procesu
produkcyjnego wchodzą najczęściej:
proces wytwarzania,
proces dystrybucji i obsługi klienta,
proces przygotowania produkcji.
Warunkiem koniecznym zaistnienia procesu produkcyjnego jest zatem przepływ
materiałów, informacji, kapitału, czynników energetycznych, ludzi (personelu).
Podstawowymi cechami procesu produkcyjnego są:
celowość (system produkcyjny jest celowym systemem działaniowym),
dynamika (zmienność wielu składników procesu w czasie działania),
ekonomiczność (w gospodarce rynkowej system nie jest nastawiony na produkowanie, lecz
na maksymalizowanie zysku z realizowanego działania).
Strukturę i powiązania wzajemne tak rozbudowanego procesu produkcyjnego przedstawiono
schematycznie na rysunku 4.
Proces produkcyjny
Proces przygotowania Proces dystrybucji
produkcji i obsługi klienta
Proces
wytwarzania
Proces wytwórczy Proces wytwórczy Proces wytwórczy
podstawowy pomocniczy obsługowy
Rys. 4. Struktura procesu produkcyjnego
8
E. Michlowicz: Logistyka produkcji  System produkcyjny i otoczenie
4. Rodzaje strat w systemach produkcyjnych -  7 MUDA
(z jap. marnotrawstwo, strata)
Jednym ze sposobów zmniejszania strat zysków jest obniżanie strat w systemach
produkcyjnych.
Stratą są wszystkie te czynności lub operacje na produkcie, które nie dają nam zysku,
a generują dodatkowe koszty pracy lub energii, zmniejszają nam wolną powierzchnie
magazynową, generują wadliwe sztuki itp. - nie powiększają wartości dodanej.
Aspekt ekonomiczny:
ZYSK = SPRZEDAŻ - KOSZTY
Straty w systemach produkcyjnych (7 MUDA):
Straty nieprodukcyjne (7 Muda) to najczęściej:
1. Nadprodukcja (overproduction) - wytwarzanie produktów bez zamówienia
klienta.
2. Czekanie (waiting) - bezczynne oczekiwanie ludzi i maszyn na opóz
nione
dostawy.
3. Transport (transportation) - niepotrzebny transport materiałów.
4. Nadmiernie rozbudowany proces (overprocessing) - zbyt duże czasy
wykonania operacji procesu przepływu materiałów.
5. Nadmierne zapasy (inventory) - zapasy materiałowe większe niż absolutne
minimum.
6. Zbędne ruchy (motion) - bezproduktywne przemieszczanie (np. ludzi).
7. Brak jakości (rework) - produkty wymagające naprawy czy korekty.
9