E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

1

WYKŁAD 3

SYSTEM PRODUKCYJNY I JEGO OTOCZENIE

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.

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

2

Rys. 1. Schemat struktury logistycznego systemu produkcji

P

O

D

S

Y

S

Y

S

T
E

M

Z

A
R

Z

Ą
D

Z

A
N

I

A

S
P T
O E
D R
S O
Y W
S A
T N
E I
M A

Podsystem zasilania

Podsystem usuwania odpadów

Podsystem

wytwarzania

Podsystem

kontroli i diagnostyki

Podsystem
przepływu

narzędzi

Podsystem

transportu i manipulacji

Podsystem

przepływu materiałów

Podsystem

magazynowania

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

3

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 = ( x

1

, x

2

,... x

i

, ...x

n

) - elementy wejścia (materiały, części, urządzenia, energia, kapitał,

informacje, personel),

Y = ( y

1

, y

2

,... y

j

, ...y

m

) - elementy wyjścia (wyroby gotowe, usługi, odpady z produkcji),

T = ( t

1

, t

2

,... t

k

, ...t

p

) - elementy procesu przetwarzania wektora wejścia w proces wyjścia

(operacje technologiczne, transportowe, magazynowe, kontrolne, usługowe); inaczej
elementy procesu produkcyjnego,

Z = ( z

1

, z

2

,... z

l

, ...z

r

) - elementy procesu zarządzania (planowanie, organizacja, sterowanie,

kontrola),

R = R

X

R

Y

R

T

R

Z

) - 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.

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

4

Rys. 2. Schemat uogólnionego systemu produkcyjnego

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.

- zasilanie materiałowe, informacyjne i energetyczne
- decyzje zarządzające
- sprzężenia informacyjne

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.

Wejście X

materiały

i części do

produkcji,

energia,
informacje,

kapitał,

personel.

Wyjście Y

wyroby

gotowe,

usługi

serwisowe,

odpady

Przetwarzanie T

operacje technolo-

giczne, transporto-

we, magazynowe,

kontrolne,

operacje

usługowe.

Zarządzanie Z

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

5

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 bądź 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.

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

6

W sytuacji nadal zachodzących w Polsce przemian rynkowych uwzględnianie

otoczenia dalekiego jest niezwykle istotne.

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:

Poziom ekonomiki

Regulacje

państwowe

Poziom

techniki

Konkurencja

Finanse

Marketing

Personel

Poziom techniki

System

produkcyjny

Zaopatrzenie

Dystrybucja

Koszty

i

księgowość

Badania

i

rozwój

Środowisko

naturalne

Środowisko

społeczno-

polityczne

Otoczenie dalekie

Otoczenie bliskie

Rys. 3. Otoczenie systemu produkcyjnego

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

7

Z = D - ( K

st

+ K

zm

jp )

gdzie:
Z - zysk,
D = (jp c - K

u

) - zmienne w czasie dochody ze sprzedaży wyrobów lub usług,

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 wskaźnik (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
P

cz

= ; np. [ton blachy karoseryjnej / 1000 $ nakładu]

X

cz

Produktywność charakteryzuje poziom technologiczny wytwarzania oraz metody

organizacji produkcji i zarządzania.

Określone poprzednio dochody D, koszty K, jak i zysk Z są wielkościami dynamicznymi i
zależą od wielu czynników związanych z funkcjonowaniem systemu produkcyjnego.
Często do oceny produktywności wykorzystuje się cząstkowe mierniki produktywności.
Przykładowo w Stanach Zjednoczonych, Biuro Statystyki Pracy stosuje powszechnie
następujący wskaźnik produktywności:

P

cz

= Y

e

/ X

5

;

tj. iloraz całkowitego efektu ekonomicznego Y

e

(przychody netto) i czasu pracy zużytego na

produkcję przez wszystkie grupy zatrudnionych (także grupy nieprodukcyjne).

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

8

Inne stosowane wskaźniki produktywności zestawiono w tablicy 1.

Tab. 1. Przykładowe wskaźniki produktywności

Nazwa miernika

Przykłady wymiarowania

Produktywność pracy

sztuk wyrobów (ton) na roboczogodzinę wszystkich
zatrudnionych w zakładzie,

sprzedaż (w zł, $) na jednostkę kosztu pracy wszystkich
zatrudnionych (tj. fundusz płac + podatki od płac +
koszty socjalne).

Produktywność maszyn
i urządzeń

sztuk wyrobów (ton) na dysponowaną maszynogodzinę,

wartość produkcji (zł, $) na jednostkę kosztu postoju i
pracy maszyn.

Produktywność kapitału

liczba jednostek wyrobów (ton) na jednostkę nakładu

(zł,$),

wartość sprzedaży na jednostkę nakładu (zł, $),

wartość spływu produkcji gotowej do magazynu na
jednostkę zamrożonych środków obrotowych w
materiałach

i

zapasach

w

danym

okresie

kalendarzowym.

Produktywność energii

liczba jednostek wyrobów (ton) na 1 kW (zainstalowaną

liczbę kW),

liczba jednostek wyrobów (ton) na 1 kWh,

liczba jednostek wyrobów na jednostkę opłat za energię.

Tak charakteryzowana produktywność jest wskaźnikiem umożliwiającym poszczególnym
przedsiębiorstwom wzajemne porównywanie się.

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.

W literaturze anglojęzycznej także wyróżnia się:
- proces produkcyjny (production),
- proces wytwórczy (manufacturing).

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

9

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

produkcji

Proces dystrybucji

i obsługi klienta

Proces

wytwarzania

Proces wytwórczy

podstawowy

Proces wytwórczy

pomocniczy

Proces wytwórczy

obsługowy

Rys. 4. Struktura procesu produkcyjnego

E. Michlowicz: LP – System produkcyjny i otoczenie

10

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 opóźnione 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.