PROCESY PRODUKCYJNE

ĆWICZENIA 28.09

Proces produkcyjny, wytwórczy, technologiczny

Proces produkcyjny – proces przekształcania „wejścia” systemu produkcyjnego w „wyjście”; inaczej jest to uporządkowany zespół działań, których celem jest wykonanie określonego produktu dla użytkownika (klienta).

Proces wytwórczy – dotyczy wytwarzania produktu, czyli przetwarzania czynników produkcji w produkty (wyroby, usługi).

Proces technologiczny – obejmuje wszystkie czynności związane bezpośrednio ze zmianą kształtu, wymiarów, jakości powierzchni, właściwości fizyko-chemicznych elementów, bądź łączeniem tych elementów w jedną całość (montaż w podzespoły, zespoły, wyrób gotowy). Proces technologiczny może być procesem:

• Obróbki: obejmuje czynności związane bezpośrednio ze zmianą kształtu, wymiarów, jakości powierzchni, właściwości przedmiotu (od półfabrykatu do gotowej części)

• Montażu: obejmuje wszystkie czynności niezbędne do złożenia poszczególnych części w jednostkę montażową (podzespół, wyrób) przy warunku zapewnienia odpowiedniego położenia i ruchu części. Proces odwrotny do montażu – demontaż.

Stanowisko robocze – proces technologiczny realizowany na stanowisku roboczym

To wydzielona część powierzchni produkcyjnej wyposażona w czynniki energetyczne (m.in. energia elektryczna, sprzężone powietrze, ciepła lub zimna woda) oraz odpowiednie środki techniczne, np. obrabiarki, narzędzia przeznaczone do wykonywania określonego zbioru czynności.

Operacja:
Zamknięta część procesu (wydzielony zbiór czynności głównych oraz pomocniczych) wykonana:

• Na określonej części lub zespole części

• Przez jednego robotnika lub jedną brygadę

• Na jednym stanowisku pracy

• Przy jednym określonym oprzyrządowaniu

• Bez przerw na wykonanie innych prac

UWAGA: wszystkie warunki muszą być spełnione łącznie.

Rodzaje operacji:

• prosta – niewielka liczba zabiegów,

• złożona- składa się z wielu zabiegów

Zabieg

Część operacji, której czynności odbywają się:

• W celu uzyskania jednej powierzchni lub zespołu powierzchni

• Bez zmiany narządzi pracy

• Bez zmiany parametrów obróbki

• Przy jednym ustawieniu i umocowaniu

UWAGA: wszystkie warunki muszą być spełnione łącznie.

Czynności, ruchy elementarne

Czynności, np. zamocowanie przedmiotu, uruchomienie obrabiarki, dosunięcie narzędzia obróbkowego, zatrzymanie obrabiarki, odmocowanie przedmiotu

Ruchy elementarne, np. zamocowanie, przestawienie

CWICZENIA, 12.10

Obróbka skrawaniem – istotą tej obróbki jest usuwanie z przedmiotu obrabianego określonej warstwy materiału, przy użyciu specjalnych maszyn zwanych obrabiarkami, z zastosowaniem odpowiednich narzędzi skrawających. W jej wyniku obrabiany przedmiot uzyskuje żądany kształt, wymiary, dokładność i chropowatość powierzchni.

Bardzo twarde ostrze i odpowiednia dynamika oddziaływania na materiał powodują odzielenie materiału w postaci wióra i kształtują pow Przedmiotu. W celu zwiększenia trwałości narzędzia stosuje się jego chłodzenie płynem chłodzącym.

Metody obróbki skrawaniem:

• Toczenie

• Struganie

• Przeciąganie

• Wiercenie / rozwiercanie

• Frezowanie

W każdej metodzie obróbki skrawaniem stosuje się innego rodzaju narzędzie, różniące się od pozostałych kształtem, liczbą i układem ostrzy oraz inną kinematyką maszyny.

Istota obróbki skrawaniem (schemat)

Najwięcej ciepła powinno być wprowadzone do wióra.

Toczenie – jest sposobem obróbki skrawaniem, w którym przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy, a narzędzie płaski ruch liniowy. Toczenie realizowane jest na obrabiarkach nazywanych tokarkami.

W procesie toczenia wyróżniane są 2 ruchy:

• Główny (ruch obrotowy przedmiotu)

• Ruch pomocniczy / posuwowy (ruch płaski narzędzia)

Odmiany kinetyczne toczenia ze względu na kierunek ruchu posuwowego:

• Wzdłużne zewnętrzne i wewnętrzne – występuje gdy kierunek ruchu posuwowego jest równoległy do osi toczenia. Stosowany do obróbki powierzchni zewnętrznych, wałków gładkich i stopniowych (obtaczanie) oraz do obróbki powierzchni wewnętrznej otworów (roztaczanie) na ogół ruch obrotowy wykonuje przedmiot obrabiany, ruch posuwowy zaś – nóż.

• Poprzeczne zewnętrzne i wewnętrzne – gdy kierunek ruchu posuwowego jest prostopadły do osi toczeia, stosowane do wykonywania podcięć (wcinanie), obróbki powierzchni czołowych (planowanie).

• Skośne (stożkowe) zewnętrzne i wewnętrzne – gdy kierunek ruchu posuwowego przecina się z osią toczenia, stosowane do obróbki powierzchni stożkowych.

• Kształtowe profilowe i kopiowe – stosowane do obórki powierzchni kształtowych, realizowane przez odtwarzanie na przedmiocie obrabianym kształtu wzornika (toczenie kopiowe) lub przez zastosowanie specjalnych noży kształtowych (toczenie profilowe) .

Parametry skrawania:

• Szybkość skrawania (V) – droga jaką przebywa krawędź skrawająca (lub dowolny jej punkt) narzędzia względem powierzchn obrabianej części w kierunku głównego ruchu roboczego w jednostce czasu:

V = (πdn) / 1000

V – prędkość skrawania [m/min]

d – średnica przedmiotu obrabianego [mm]

n – prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego [obr/min]

• Głębokość skrawania (G) – grubość warstwy materiału usuwanego podczas jednego przejścia narzędzia skrawającego [mm]:

G = (d-D)/2

G – głębokość skrawania [mm]

d – średnica przedmiotu obrabianego [mm]

D – średnica przedmiotu obrobionego [mm]

• Posuw (p) – wartość przesunięcia nożna podczas jednego obrotu toczonego przedmiotu [ mm/obr ]

• Siła skrawania – siła z jaką ostrze narzedzia odziałuje na materiał skrawany w celu odzielenia od niego wióra

PLANOWANIE PRODUKCJI

Wprowadzenie do planowania produkcji:

Planowanie produkcji – program działań dotyczących podejmowania decyzji w zakresie wykorzystywania zasobów produkcyjnych i materiałowych dla realizacji zleceń produkcyjnych.

Głownym celem planowania produkcji powinno być spełnienie wymagań klienta w aspekcie wielkości, terminowości i jakości dostawy. Od strony producenta istotne jest racjonalne wykorzystanie zdolności produkcyjnych i minimalizacja zapasów.

W planowaniu produkcji pojawiają się 2 podstawowe pojęcia:

• Harmonogrowanie – planowanie zadań w czasie

• Bilansowanie obciażeń – koordynacja mozliwości produkcyjnych urządzeń i pracowników realizujących poszczególne zadania

Proces planowania jest uzależniony od wielu czynników, w tym od:

• Struktury wyrobów (proste/złożone)

• Realizacji zleceń produkcyjnych (produkcja na zapas – MTS / na zamówienie – MTO)

• Przebiegu produkcji

• Ilości zamówień

Ćwiczenia, 26.10

Metody ustalania partii dostaw materiałowych na mniejsze części – partie obróbkowe.

Partia obróbkowa – liczba wyrobów zlecenia produkcyjnego obrabianych na stanowisku produkcyjnym obrabianych na stanowisku produkcyjnym,

Organizacja procesów wytwarzania wymaga podziału zleceń produkcyjnych:

1. Stała wielkość partii/zamówienia: zamówieniu podlega zawsze taka sama ilość materiałów, może ona wynikać m.in. z przesłanek techniczno-technologicznych czy organizacyjnych.

2. Partia na partię: zamawiana jest taka ilość materiałów, na którą jest zapotrzebowanie w danym okresie, in. Zapewnia pokrycie potrzeb netto w kolejnych okresach.

3. Ekonomiczna wielkość partii obróbkowej/zamówienia: polega na ustaleniu wielkości partii zamawianej minimalizującej koszty zamówienia.

4. Partia zamawiająca stały rytm dostaw: przyjmuje się ilość dostaw w danym okresie, z której wynika wielkość partii dostaw gwarantujących osiągnięcie wymaganego całkowitego zapotrzebowania w tym okresie.

Oznaczenia do zadań:

• t - okres produkcji

• T - okres zamówieniowy

• Qt - zapotrzebowanie w okresie t [szt]

• kt – koszt zakupu jednostki [zł/szt]

• At – koszt zaopatrzenia [zł/partię]

• Ct – koszt utrzymania jednostki zapasu w okresie t [zł/partię]

• It – wielkość zapasu w okresie t [szt]

• Ut – koszt utrzymania zapasów w okresie t [zł]

• xt – wielkość zamówienia w okresie t [szt/okres] – do obliczenia

Ćwiczenia, 16.11

Harmonogram

W zarządzaniu produkcją szczególną rolę odgrywają plany i związane z nimi harmonogramy operacyjne (krótkoterminowe).

Harmonogram – to wykres lub opis poszczególnych operacji zadań, uwzględniający jednostki terminowania, w których poszczególne operacje będą wykonywane

Harmonogramy operacyjne zależą od tego, czy produkcja odbywa się:

• na zapas; produkcja na magazyn MTS (Make to Stock)

• na bezpośrednie zlecenia – produkcja na zamówienie MTO (Make To Order) – bardziej dynamiczne harmonogram.

Harmonogram statyczny – w przypadku gry produkcja odbywa się na magazyn (MTS) przygotowywany harmonogram jest na ogół stały w określonym horyzoncie planistycznym.

Wynika to z faktu, że produkcja nastawiona jest na określony punkt w tym przedziale czasowym.

Harmonogram dynamiczny - w przypadku na zamówienie (MTO) produkty zamawiane są przez konkretnych klientów w rożnych odmianach i różnej wielkości zamówienia, napływających w rożnych terminach. To powoduje że harmonogram operacyjny ulega częstym korektom, wynikającym ze zmian w obciążeniu stanowisk.

WSKAŹNIK JAKOŚCI HARMONOGRAMU PRODUKCYJNEGO – ocena wariantów harmonogramów:

W h = ∑(n, i=1) CwTi / ∑(n, i=1) CwRi

CwTi – teoretyczny cykl wytwarzania i-tego wyrobu

CwRi – rzeczywisty cykl wytworzenia i-tego wyrobu odczytany z harmonogramu

WYKRES GANTA - najczęstszy sposób przedstawiania harmonogramów. Jest sporządzany w układzie współrzędnych w którym:

• oś odciętych (x) jest osią czasu, z zaznaczonymi jednostkami terminowania

• oś rzędnych y to stanowiska, na których wykonywane są określone operacje procesu wytwórczego.

• Operacje zaznaczane są paskami lub liniami o długości odpowiadającej czasowi realizacji danej operacji.

Metody harmonogramowania: opracowanie harmonogramu odbywa się za pomocą 2 metod:

1. Harmonogramowanie w przód – znając datę rozpoczęcia pierwszej operacji i czasy trwania operacji wyznacza się datę zakończenia wszystkich operacji , a zatem termin wykonywania zlecenia

2. Harmonogramowanie wstecz – znając wymagany termin zakończenia zlecenia i czasy operacji, wyznacza się najpóźniejszy termin rozpoczęcia pierwszej operacji

Zasady harmonogramowania:

• Zasada FIFO (First in first Out) – pierwsze przyszło – pierwsze wyszło: w harmonogramie pierwsze jest zlecenie, które pierwsze napłynęło.

• Zasada najpierw najważniejsze prace – poszczególnym zleceniom przypisywane są wagi, zleceniom o wyższej wadze przypisywany jest wyższy priorytet, prace o niższym priorytecie oczekują na wykonanie.

• Zasada najpierw najkrótsze prace w harmonogramie ujmowane są najpierw zlecenia o najkrótszym czasie wykonania, co powoduje minimalizację przeciętnego czasu wykonania zlecenia, możliwe jest oczekiwanie prac najbardziej czasochłonnych.

• Zasada najpierw prace o wcześniejszym terminie realizacji – podstawą przygotowania harmonogramu jest termin realizacji zlecenia, zlecenia z wcześniejszym terminem realizacji wykonywane są jako pierwsze, zasada ta może powodować powstanie opóźnień.

Zadanie: W centrum obróbkowym w jednej operacji wykonywane są wszystkie zabiegi dotyczące 6 różnych zleceń wykonania określonych części: zlecenia 001 – 006. Obliczony czas wykonywania poszczególnych zleceń, ich wagi oraz terminy realizacji podano w tabeli. Korzystając z poznanych zasad harmonogramowania, wyznaczyć taką kolejność zleceń, dla której średni czas przebywania zlecenia w procesie będzie najkorzystniejszy.

Średni czas w systemie T jest równy stosunkowi czasów zakończenia do liczby zleceń:

T = suma czasów zakończenia / liczby zleceń

Numer zlecenia	001	002	003	004	005	006
Czas [h]	48	32	16	64	8	40
Wagi	0,02	0,25	0,08	0,4	0,15	0,1
Termin wykonania	22.12.2012	15.12.2012	20.12.2012	30.12.2012	17.12.2012	27.12.2012

Pierwsza metoda:

Zlecenie	Czas trwania	Początek	Koniec
001		0	48
002		48	80
003		80	96
004		96	160
005		160	168
006		168	208

Druga metoda

Trzecia metoda

Czwarta metoda

….

Algorytm Johnosna – daje pewną ścieżkę postępowania, dzięki niemu nie zgubimy się przy wykonywaniu zadań. Ustalenie optymalnej kolejności obróbki n zleceń na 2 obrabiarkach X, Y :

• Wybierz zlecenie o najkrótszym czasie. Jeżeli najkrótszy czas jest na pierwszej maszynie wykonuj to zlecenie jako pierwsze, jeżeli najkrótszy czas jest na drugiej maszynie wykonuj to zlecenie jako ostatnie

• Wykreśl zlecenie z dalszych rozwiązań

• Powtórz kroki 1 i 2 dla wszystkich pozostałych zleceń, odpowiednio je umiejscowiając wewnątrz sekwencji numerów zleceń.