Procesy i techniki produkcyjne
Procesy i techniki produkcyjne
Kontakt:
• Dr inż. Mieczysław Ślósarz
• A1 III p. 302
• 12 617 45 09
• 604 49 33 30
• 533 407 508
Literatura:
• Brzeziński M.: Organizacja produkcji.
Politechnika Lubelska, Wyd. Uczelniane,
2000
• Karpiński T.: Inżynieria produkcji, WNT,
Warszawa2004
• Martyniak Z.: Metody organizacji i
zarządzania, WAE Kraków, 1999
• Strzelecki T.: Organizacja i normowanie
pracy, Politechnika Warszawska, 1992
Pojęcia i definicje podstawowe
• Zarządzanie – zestaw działań
obejmujących planowanie,
organizowanie, kierowanie i kontrolę
skierowanych za zasoby organizacji
(rzeczowe, finansowe, ludzkie i
informacyjne) wykonywanych aby
organizacja osiągnęła swoje cele w
sposób sprawny i skuteczny
• System produkcyjny: celowo zaprojektowany i
zorganizowany układ materialny energetyczny i
informacyjny eksploatowany przez człowieka
służący produkowaniu określonych produktów
(wyrobów lub usług) w celu zaspokojenia
potrzeb klientów. (Brzeziński)
• Systemem wytwarzania wyrobów nazywa się
zoptymalizowaną strukturę organizacyjną, której
celem jest wytwarzanie i dystrybucja wyrobów o
wymaganych właściwościach i uzyskanie
odpowiedniego zysku. (Karpiński)
Podział procesów produkcyjnych:
•
Wydobywcze
•
Przetwórcze (przekształcenie surowców
i materiałów wyjściowych w produkty o
zmienionym składzie chemicznym, stanie
fizycznym, właściwościach
mechanicznych i eksploatacyjnych).
– Obróbczo – montażowe
– Aparaturowe
Podział procesów produkcyjnych
Kryterium:
•
zakładowy podział pracy (procesy):
– podstawowe
– pomocnicze
– obsługi
– uboczne
– zarządzania (informacyjno – sterujące)
Kryterium:
•
technologia procesu wytwarzania
(procesy):
– otwarte
– zamknięte
– półotwarte
– ciągłe
– półciągłe
– periodyczne
Kryterium:
•
sposób oddziaływania na przedmioty
pracy (procesy)
– ręczne
– maszynowo-ręczne
– maszynowe
– zautomatyzowane
– w centrach obróbczych
– aparaturowe)
Kryterium:
•
charakter przemian (procesy):
– liniowe
– dezintegracyjne
– intergracyjne
– mieszane
Kryterium:
•
struktura procesu (procesy):
– przygotowawcze
– technologiczne
– transportowe
– składowania
– kontrolno-pomiarowe
Kryterium:
•
stopień złożoności (procesy):
– proste
– złożone
Kryterium:
•
następstwo w czasie cykli (procesy):
– wielostopniowe o cyklach zachodzących na
siebie (równoległe i szeregowo-równoległe)
– wielostopniowe szeregowe
• Siła robocza
• Przedmioty pracy (surowce i materiały)
• Wyrób (efekt przekształcenia przedmiotów
pracy)
– Prosty (detal, część) – jednolity element
konstrukcyjny otrzymany z jednego materiału i
nie posiadający powiązań z innymi
elementami (chyba, że jest to powiązanie
nierozłączne)
– Złożony (co najmniej dwa wyroby proste)
• Zapasy produkcji
– Zapasy gotowe (magazynowe)
– Zapasy produkcji w toku
• Środki pracy: - obejmują maszyny i urządzenia
wytwórcze
• Środki produkcji: środki pracy wraz z
przedmiotami pracy.
• Stanowisko robocze (pracy, produkcyjne):
środki pracy + przedmioty pracy + praca ludzka.
Stanowiska mogą być
– jednoosobowe (indywidualne)
– wieloosobowe (brygadowe)
• Zgrupowanie stanowisk roboczych (komórek
produkcyjnych zerowego stopnia) tworzy
komórkę produkcyjną pierwszego stopnia
KP0 ... itd.
• Złożoność wyrobu: - określa stopień
skomplikowania wyrobu oraz zbiór określonych
reakcji zachodzących między poszczególnymi
elementami wyrobu. (W0, W1, ...Wn – wyrób,
główny zespół, zespół, podzespół, ..., detal)
(schemat zapisu złożoności wyrobu.)
• struktura wyrobu – elementy składowe (detale,
podzespoły itd.) powiązane w wyrobie. Istotne
są oznaczenia symboliczne uwzględniające
strukturę wyrobu
(schemat struktury wyrobu)
• Półwyrób: wyrób prosty, celowo niewykończony
(np. odlew, odkuwka), podlegający w przyszłości
dalszej obróbce
• Wyrób gotowy: (prosty lub złożony) nie
podlegający dalszej obróbce lub montażowi w
zakładzie określonego producenta. (wyroby
gotowe z punktu widzenia odbiorcy mogą być
oczywiście półwyrobami)
• Wyrób finalny: końcowy produkt procesu
produkcyjnego określonego przedsiębiorstwa
(jest on jednocześnie wyrobem gotowym).
Nadaje się do samodzielnej eksploatacji.
• Procesy:
– pracy
– naturalne (dotyczą zmian we właściwościach
przedmiotów pracy, na skutek naturalnych zjawisk –
bez udziału dodatkowej energii i człowieka
(chłodzenie, sezonowanie, starzenie naturalne)
• Operacja technologiczna – operacja produkcyjna
wykonywana na jednym stanowisku pracy przez
jednego pracownika na jednym przedmiocie (grupie
przedmiotów) bez przerw, której wynikiem jest
zmiana form, kształtu, wymiarów lub właściwości
fizyko-chemicznych obrabianego materiału lub
montaż (demontaż) wyrobów prostych w złożone.
Zasady racjonalnej organizacji procesu
produkcyjnego:
• zasada proporcjonalności
• zasada liniowości
• zasada ciągłości
• zasada równoległości
• zasada koncentracji
• zasada specjalizacji
• zasada rytmiczności – równomierności
• zasada elastyczności
• Zasada proporcjonalności – wszystkie operacje, fazy
produkcyjne, stanowiska robocze i komórki produkcyjne powinny
być dostosowane do siebie (brak wewnętrznych zakłóceń).
Oznaczając: N1, N2,...,Nn – zadania produkcyjne poszczególnych
komórek (faz), F1, F2,...,Fn – fundusze czasu dyspozycyjne
otrzymuje się:
ocena stopnia realizacji tej zasady: współczynnik proporcjonalności
produkcji
gdzie: I
p
– współczynnik proporcjonalności produkcji
M
pn
– możliwości produkcyjne n-tej komórki (fazy) produkcyjnej
m
– liczba komórek produkcyjnych
n
– numer kolejnej komórki produkcyjnej
.
...
2
2
1
1
const
F
N
F
N
F
N
n
n
=
=
=
=
(
)
m
N
M
I
m
n
n
pn
p
∑
=
−
=
1
2
•
Zasada liniowości – brak nawrotów,
skrętów, skrzyżowań. Miara:
gdzie: l
p
– najkrótsza (w lini prostej) droga przemieszczania
przedmiotów pracy
l
rz
– rzeczywista droga przemieszczania przedmiotów pracy
rz
p
l
l
l
I
=
•
Zasada ciągłości – nakazuje eliminację
z procesu produkcyjnego wszelkich
przerw. Stopień ciągłości można określić:
gdzie: O
t
- okres technologiczny cyklu produkcyjnego
C
p
- cykl produkcyjny
P
p
- przerwy w cyklu
W
p
- współczynnik przerw (przestoju).
im większy współczynnik I
c
, tym lepiej
p
p
p
p
p
p
p
t
c
W
C
P
C
P
C
C
O
I
−
=
−
=
−
=
=
1
1
•
Zasada równoległości – nakazuje
wykonywanie wyrobów w tym samym
czasie (skracanie czasu cyklu).
Współczynnik równoległości procesu:
gdzie: C
pr
- czas cyklu produkcyjnego przy równoległym
przebiegu
C
prz
- czas cyklu rzeczywistego
Mniejsze wartości współczynnika równoległości powodują
zmniejszenie zapasów produkcji w toku i zamrożenie
środków obrotowych
prz
pr
r
C
C
I
=
• Zasada koncentracji – nakazuje
skupienie czynników produkcji w
określonym obszarze produkcyjnym. Jej
przeciwwagą jest zróżnicowanie (czyli
dyferencjacja
•
zasada specjalizacji
– ograniczenie
różnorodności zadań produkcyjnych i asortymentu
produkcji (ułatwia to organizację i planowanie
produkcji).
Korzyści:
–
Postęp (zastosowanie specjalizowanych maszyn, integracja
podzielonych procesów pracy, optymalizacja wykorzystania
zdolności produkcyjnych, uproszczenie struktury produkcyjnej
–
Wzrost wydajności
–
Obniżenie kosztów wytwarzania
Ujemne strony:
–
Większe koszty stałe (więcej specjalizowanych – droższych)
maszyn
–
Zwiększenie inercji układu (mniejsze możliwości dostosowania
układu produkcyjnego do zmian warunków na rynku)
–
Zwiększenie niepewności produkcyjnej wyrobu finalnego
związanej ze zwiększonym stopniem koncentracji produkcji)
• zasada rytmiczności - równomierności
– wskazuje ona na potrzebę planowania
produkcji w ustalonych rytmach –
powtarzalność tych samych zjawisk w
czasie.
•
zasada elastyczności – mówi o
konieczności szybkiego i łatwego
przystosowania procesów produkcyjnych
do nowych warunków otoczenia.
Rozumie się przy tym:
– zdolność do wytwarzania detali
różnorodnych pod względem
technologicznym (możliwość szybkiego
przezbrajania stanowisk)
– zdolność do zmian w programach
produkcyjnych
– zdolność do przewidywania i szybkiego
reagowania na odchylenia i zaburzenia w
produkcji.
• Zasada ekonomii działania: optymalizacja efektu przy
danych nakładach. Uzyskuje się to przez taki dobór
środków i metod działania, aby zużyte nakłady dały
optymalny efekt. Zasada ta wyraża się relacją między
sposobem działania a efektem uzyskanym z
poniesionych nakładów.
• Zasada optymalnego wyniku działania: zwiększenie
zużycia środków (lub nakładu pracy) osiąga w pewnym
punkcie optymalny wynik użyteczny, po przekroczeniu
tego punktu efekt maleje. Zasada ta wyraża relację
między przyrostem ponoszonych nakładów a efektem
(przy zachowaniu zasady ekonomii działania).
• Zasada harmonizacji pracy: im lepiej są
zharmonizowane działania osób, środki działania i
okresy działania, tym lepsze uzyskuje się wyniki.
• Zasada pracy bezpiecznej: praca wykonywana w
warunkach bezpieczeństwa sprzyja wzrostowi
wydajności.
• Zasada sprawnego działania: stworzenie odpowiednich warunków
technicznych, organizacyjnych i motywacyjnych; dostosowanie
maszyn, narzędzi i pracy do człowieka oraz dobór człowieka do
pracy.
• Zasada ciągłości pracy: najlepsze wyniki uzyskuje się przy
równomiernym i nieprzerwanym ciągu pracy.
• Zasada intensyfikacji pracy: zwiększenie ilości i jakości
wykonywanej pracy. Intensyfikacja może dotyczyć: przestrzeni (jej
zmniejszenie), czasu, energii, ilości.
• Zasada kompleksowości organizacji: żadnego ogniwa w procesie
pracy nie można rozpatrywać w oderwaniu od całości, do której ono
należy.
• Zasada indywidualności organizacji: każde ogniwo w procesie
pracy ma swoiste i niepowtarzalne cechy.
• Zasada ekonomii ruchów: należy dążyć do ograniczenia ruchów
zbędnych, skracania drogi ruchów niezbędnych oraz ich ułatwiania,
a także do równomiernego i jednoczesnego (równoległego)
obciążania tych części ciała człowieka, które mogą być
zaangażowane w procesie pracy
• Zasady ekonomii ruchów dotyczące pracy
człowieka:
– Obie ręce powinny rozpoczynać i kończyć pracę jednocześnie.
– Obie ręce nie powinny pozostawać bezczynne w tym samym
czasie (z wyjątkiem przerw na odpoczynek).
– Ruchy ramion powinny być wykonywane jednocześnie,
symetrycznie i w kierunkach przeciwnych względem siebie.
– Ruchy rąk powinny być wykonywane przy zaangażowaniu
najmniejszej grupy mięśni, wystarczającej do prawidłowego
wykonania czynności.
– Należy wykorzystywać siły bezwładności, jeżeli pomagają one w
wykonywaniu pracy, a ograniczać ich występowanie w ruchach
kontrolnych.
– Ruchy płynne i łagodne są korzystniejsze od ruchów z wyraźnie
zaznaczonymi zmianami kierunku.
– Ruchy balistyczne są szybsze, łatwiejsze i bardziej dokładne niż
ruchy krępowane (kontrolowane).
– Praca rytmiczna pozwala na swobodne i automatyczne
wykonywanie ruchów (praca rytmiczna występuje wtedy, gdy w
wykonywanych ruchach występuje okresowe przyspieszenie i
zwolnienie).
• Zasady ekonomii ruchów dotyczące stanowiska
roboczego:
– Narzędzia i materiały powinny być układane na stałym ściśle
określonym miejscu.
– Narzędzia, materiały i przyrządy pomiarowe powinny być
umieszczane możliwie blisko i na wprost wykonawcy.
– Pojemniki i zasobniki wykorzystujące siłę ciężkości do
przemieszczania materiałów powinny być stosowane do
doprowadzenia ich na miejsce zużycia.
– Odprowadzenie wyrobów ze stanowiska powinno odbywać się
przy wykorzystywaniu siły ciężkości
– Narzędzia i materiały powinny być rozmieszczone tak, aby
zapewniały najlepszą kolejność ruchów.
– Powinno się stosować odpowiednie środki dla zapewnienia
dobrej widoczności, należyte oświetlenie jest podstawowym
warunkiem dobrej i wydajnej pracy.
– Wysokość stołu roboczego i siedzisk powinna umożliwiać
wygodną pracę w każdej pozycji.
– Konstrukcja i wysokość krzesła powinna zapewniać trzymanie
prawidłowej pozycji pracy.
• Zasady ekonomii ruchów dotyczące koncepcji
narzędzi i maszyn:
– Należy uwalniać ręce od czynności, które mogą być
wykonywane w inny sposób.
– Należy stosować narzędzia wieloczynnościowe.
– Odkładanym narzędziom i przedmiotom należy
nadawać określone położenie narzucające sposób ich
późniejszego podejmowania.
– Obciążenie pracą palców powinno być zgodne z
możliwościami fizycznymi każdego z nich.
– Uchwyty i rękojeści powinny być wykonane w sposób
zapewniający maksymalną powierzchnię przylegania
dłoni.
– Dźwignie, koła zamachowe i kołowroty powinny być
umieszczone w taki sposób, aby pracownik mógł nimi
manipulować przy minimalnym poruszaniu ciała i z
największą wydajnością.