E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
WYKA
AD 8
LOGISTYKA PRODUKCJI
CZ.2 - STEROWANIE PRZEPA
YWAMI
1.Typowe modele przepływów w procesach produkcyjnych
Zarządzanie lub sterowanie przepływem materiałów w logistycznym systemie
produkcyjnym jest zdeterminowane rodzajem stosowanego procesu produkcyjnego.
Z punktu widzenia procesów logistycznych wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje
procesów produkcyjnych:
procesy aparaturowe (dywergencyjne, dywersyfikujące)
procesy obróbczo - montażowe (konwergencyjne, syntetyzujące)
1.1.Procesy aparaturowe (dywergencyjne) - charakteryzują się tym, że z niewielkiej liczby
surowców (półproduktów), w kolejnych etapach produkcji, wytwarzany jest liczny asortyment
wyrobów dostosowany do popytu klientów.
Typowym przykładem gałęzi, w której stosuje się takie procesy jest przemysł chemiczny.
Cechą procesów aparaturowych jest to, że natężenie strumieni przepływu materiałów jest
zdeterminowane technologią wytwarzania. Oznacza to, że  po wejściu surowców,
półwyrobów do pierwszej fazy procesu, praktycznie nie można wpływać na kształtowanie
dalszego przepływu ( w odnogach ) fizycznego materiałów. Przepływy  w odnogach są z
reguły niezależne i  rządzą się swoimi prawami.
Dlatego dość często mówi się, że logistyką produkcyjnych procesów aparaturowych steruje
technologia.
A zatem wynika stąd, że o prawidłowości przepływów decydują:
rozwiązania podjęte na etapie projektowania wyrobu
przyjęta technologia wytwarzania.
W procesach o dywergencyjnym przepływie materiałów dość trudno jest wprowadzać
typowe dla logistyki produkcji  narzędzia (JiT, MRP).
Innym rodzajem przemysłu, w którym także wykorzystuje się procesy dywergencyjne jest
hutnictwo, a w szczególności wytwarzanie hutniczych wyrobów gotowych (blachy, rury,
kształtowniki). Z kilku materiałów wsadowych produkuje się w hutnictwie setki wyrobów
gotowych.
1.2.Procesy obróbczo  montażowe (konwergencyjne) lub syntetyzujące
charakteryzują się tym, że z wielu materiałów (surowców, półproduktów lub produktów)
wytwarza się ograniczony asortyment wyrobów gotowych.
Typowym przykładem gałęzi, w której stosuje się takie procesy jest przemysł maszynowy, a
w szczególności przemysł motoryzacyjny, gdzie z kilkunastu tysięcy elementów wytwarza się
kilka typów samochodów.
Cechą charakterystyczną procesów konwergencyjnych (zwłaszcza o masowej lub
wielkoseryjnej produkcji) jest występowanie, obok licznych strumieni przepływów, różnego
rodzaju zapasów produkcji w toku (zapasy wewnątrzkomórkowe i międzykomórkowe).
1
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
Zapasy międzykomórkowe (w magazynach) służą do wyrównywania różnic w
zapotrzebowaniu, wynikających ze zmienności natężenia strumienia materiałów w
poszczególnych komórkach. Obejmują one zapasy bieżące oraz zabezpieczające (buforowe).
Zapasy wewnątrzkomórkowe tworzone są przez zapasy cykliczne (technologiczne) oraz
pozacykliczne, które służą jako zabezpieczenie w przypadkach wystąpienia nieprzewidzianych
zakłóceń. W skład zapasów cyklicznych wchodzą zapasy operacyjne (aktualnie obrabiane na
danym stanowisku) i zapasy międzyoperacyjne (obrotowe, transportowe, kompensacyjne i
awaryjne).
Ze względu na dużą złożoność procesów konwergencyjnych, a w szczególności ze
względu na  dużą wymiarowość tych procesów (duża liczba zmiennych decyzyjnych),
sterowanie przepływami materiałów oraz informacji w tych procesach jest bardzo
skomplikowane, a do sterowania wykorzystuje się wiele metod.
Z tego powodu powinno się  klasyfikować przepływy produkcyjne w ustalone, znane
rozwiązania organizacji przepływów.
Są to:
linie potokowe stałe zsynchronizowane,
linie potokowe stałe niezsynchronizowane,
linie potokowe zmienne,
gniazda przedmiotowe o produkcji powtarzalnej,
gniazda o produkcji niepowtarzalnej.
1. Linia potokowa stała zsynchronizowana
Jest to linia składająca się z grupy stanowisk, na których wytwarzany jest jeden rodzaj
wyrobu. Każde stanowisko służy do wykonania jednej operacji o czasie trwania równym
taktowi produkcji.
Takt produkcji to okres pomiędzy zakończeniem wytwarzania dwóch kolejnych wyrobów
(części).
2. Linia potokowa stała niezsynchronizowana
Jest to linia składająca się z grupy stanowisk, na których czas trwania operacji jest
różny, niż takt produkcji. Wynika to z nieopłacalności lub też niemożliwości zastosowania
linii zsynchronizowanej.
3. Linia potokowa zmienna
Jest to linia, na której można obrabiać (przetwarzać) różne wytwory, po uprzednim
przezbrojeniu tej linii. Wytwarzanie na takiej linii obejmuje serię produkcyjną, po wykonaniu
której dokonywane jest przezbrojenie linii.
4. Gniazda przedmiotowe o produkcji powtarzalnej
Gniazda przedmiotowe o produkcji powtarzalnej są typem rozwiązania
organizacyjnego, w którym wytwarzanie przebiega wg wzorcowych harmonogramów
obciążeń stanowisk produkcyjnych o powtarzalnej i ustabilizowanej produkcji.
5. Gniazda o produkcji niepowtarzalnej
Jest to rozwiązanie charakteryzujące proces produkcji niepotokowej. Duża zmienność
wykonywanych prac, a także brak stałych przydziałów operacji do konkretnych urządzeń
produkcyjnych powoduje niewystępowanie ściślejszych powiązań pomiędzy poszczególnymi
2
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
stanowiskami. W takim rozwiązaniu organizacyjnym wzrasta rola wewnątrzkomórkowego
sterowania przepływem materiałów (produkcji).
Według Z.Korzenia logistyka produkcji jest systemem:
opierającym się na zintegrowanej koncepcji bezkolizyjnych przepływów materiałowych we
właściwym czasie, do właściwego miejsca, we właściwej ilości oraz jakości w celu
optymalnej realizacji zadań i procesów produkcyjnych,
zapewniającym gotowość i zdolność produkcyjną maszyn i urządzeń wytwórczych oraz ich
obsługę informatyczną zgodnie z przyjętymi zasadami ekonomicznymi i technicznymi.
Planowanie działalności wytwórczej przedsiębiorstwa rozpatrywane jest zazwyczaj w trzech
horyzontach czasowych:
planowanie w długim horyzoncie czasowym obejmuje:
określenie celów działalności przedsiębiorstwa,
plan produkcji i sprzedaży,
plan asortymentowy i ilościowy,
plan zapotrzebowania materiałowego, uwzględniający zdolności produkcyjne w
dłuższym czasie,
plan finansowy;
planowanie w średnim horyzoncie czasowym obejmuje:
zarządzanie popytem (kształtowanie portfela zamówień),
sporządzenie harmonogramów produkcji i spływu wyrobów gotowych,
plan wykorzystania potencjału przedsiębiorstwa,
planowanie w krótkim horyzoncie czasowym obejmuje:
plan potrzeb materiałowych,
sporządzenie harmonogramu wykorzystania zdolności produkcyjnych,
sterowanie przebiegiem produkcji,
sterowanie zaopatrzeniem materiałowym.
Do podstawowych zadań sterowania procesem przepływu materiałów należą:
optymalizacja i bilansowanie zapotrzebowania zewnętrznego i zasobów przedsiębiorstwa,
optymalna realizacja zarządzania przepływem (planowanie, kontrola i regulacja, z
uwzględnieniem koniecznych sprzężeń zwrotnych),
zapewnienie odpowiedniego poziomu obsługi,
osiągniecie celów finansowych poprzez minimalizację kosztów (m.in. wytwarzania),
pozyskiwanie i odpowiednie wykorzystanie kompetentnego personelu do realizacji procesu
zarządzania przepływem materiałów.
Doświadczenia krajów wysoko uprzemysłowionych wskazują na czynnik istotnie
poprawiający sterowanie przepływami materiałów w logistyce produkcji - jest nim
upowszechnianie systemów informatycznych. Odpowiednio zintegrowane systemy
informatyczne umożliwiają ponadto powiązanie logistyki produkcji z logistyką zaopatrzenia i
dystrybucji.
3
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
Sterowanie produkcją wg R.Knosali polega na takim kierowaniu zdarzeń i czynności, aby
zadania i osiągane cele pokrywały się w jak największym stopniu z zamierzeniami. A zatem
sterowanie produkcją jest pojęciem znacznie szerszym, niż planowanie produkcji (podobnie
jak produkcja i wytwarzanie). Planowanie produkcji nie obejmuje bowiem faz:
konstruowania, opracowania technologii oraz zbytu wyrobu.
Ogólny schemat systemu sterowania produkcją w horyzoncie krótko i długoczasowym
przedstawiono na rysunku 1.
Produkcja
Wielkości zadane Zakłócenia
Plan Model Regulator Pomiar
(norma) operacyjny (decyzje) (kontrola)
Długofalowe sterowanie marketingowe
(inny, nowy produkt)
Rys. 1. Schemat sterowania produkcją
Przedstawiony na schemacie moduł  produkcja jest reprezentantem wszystkich
komórek produkcyjnych i magazynowych, przez które przepływa materiał i jest w nich
przetwarzany (urządzenia wytwórcze) lub magazynowany (różnego typu magazyny, np.
międzyoperacyjne).
Przyjęta norma sterowania przepływem jest zawarta w module  plan , w którym zawarte są
niezbędne informacje o asortymencie produkowanych wyrobów w przyjętym okresie
planowania. Moduł ten zawiera ponadto informacje o planowanym zapotrzebowaniu
materiałów, wielkości zapasów w toku produkcji oraz terminach realizacji poszczególnych
czynności.
W module  pomiar dokonywane jest porównywanie (kontrola, ewidencja)
rzeczywistych wyników funkcjonowania procesu produkcyjnego z założonymi jego
parametrami. Informacje uzyskane z tego modułu są jednocześnie podstawą do wprowadzania
odpowiednich zmian w realizowanym procesie.
W każdym procesie rzeczywistym mogą wystąpić (i występują) nieprawidłowości w jego
przebiegu (odchylenia od przyjętych norm). Głównymi przyczynami tych nieprawidłowości są
wszelkiego rodzaju zakłócenia zewnętrzne i wewnętrzne, np. awarie maszyn i urządzeń,
4
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
niedotrzymanie terminów dostaw materiałów wsadowych, nieprzewidywalna w okresie
planowania realizacja dodatkowego (opłacalnego) zamówienia.
Decyzje o wszelkich zmianach w przyjętym procesie zapadają w module  regulator ,
w którym dokonuje się wszelkich zmian i korekt zaplanowanego procesu.
Jakość działania systemu sterowania określa moduł  model operacyjny , w którym
dokonywane są wszelkie obliczenia planów produkcyjnych, ich korekty, a także ustalenia
odnośnie priorytetów (np. LIFO, FIFO lub inne). Moduł ten zawiera ponadto niezbędne
algorytmy planowania, ewidencji, kontroli i korekty przebiegu produkcji.
Produkowanie określonego wyrobu ma swoje granice ( life cycle ). Zadaniem
modułu  długofalowe sterowanie marketingowe jest przewidywanie  końca życia danego
produktu na istniejącym rynku i odpowiednio wyprzedzające przygotowanie nowego produktu
na rynek odbiorców (klientów).
2. Podstawowe algorytmy sterowania przepływami
Istnieją dwie podstawowe formuły sterowania przepływami materiałów:
sterowanie ilością (natężeniem dopływu lub odpływu),
sterowanie czasem (terminami dopływu, odpływu i czasem pobytu materiału w komórce).
Sterowanie ilością Q materiałów przepływających przez komórkę (element)
przedstawiono na rysunku 2.
Na rysunku 3 przedstawiono schematycznie sterowanie terminami T. W formule
terminowej natężenie dostaw jest równe natężeniu odpływu, tzn. Qd = Qod.
Qd
natężenie dopływu
natężenie
dopływu
zasób Z = Qd - Qod
zasób
Z
Z = Qd - Qod
Qod
natężenie odpływu
natężenie odpływu
Rys. 2. Sterowanie ilością materiałów Q
5
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
- czas pobytu materiału w komórce (elemencie),
(długość cyklu)
Td Tod
termin dostawy termin odbioru
Rys. 3. Schemat sterowania terminami T
Algorytmy sterowania ilością Q
1. QI - algorytm sterowania zapasem Z i odpływem Qod
(dostawa zależy od natężenia odpływu i zapasu ).
Qd
Z
Qod
2. QII - algorytm sterowania odpływem Qod - (dostawa zależy od natężenia odpływu).
Qd
Z
Qod
6
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
3. QIII - algorytm sterowania zapasem Z - (dostawa zależy od zapasu ).
Qd
Z
Qod
Algorytmy sterowania terminami T
1. TI - algorytm sterowania cyklem i terminem odpływu
(termin dostawy zależy od planowanego cyklu i terminu odpływu).
(długość cyklu)
Td Tod
2. TII - algorytm sterowania terminem odpływu
(termin dostawy zależy od planowanego terminu odpływu).
(długość cyklu)
Td Tod
7
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
3. TIII - algorytm sterowania cyklem
(termin dostawy zależy od planowanej długości cyklu).
(długość cyklu)
Td Tod
3. Systemy sterowania produkcją
Systemy sterowania produkcją przedsiębiorstw przemysłowych dzieli się najczęściej na
trzy rodzaje (grupy):
sterowanie wewnątrzkomórkowe
sterowanie międzykomórkowe
sterowanie kompleksowe (zintegrowane)
Sterowanie wewnątrzkomórkowe
- polega na wyznaczeniu zadań produkcyjnych dla komórek pierwszego stopnia i
poszczególnych stanowisk roboczych, na podstawie planu komórki wyższego stopnia.
Rozwiązanie sterowania zależy od odmiany organizacji produkcji danej komórki.
Sterowanie międzykomórkowe
- polega na wyznaczeniu zadań produkcyjnych pomiędzy poszczególne komórki w zależności
od struktury wyrobów oraz specjalizacji i przepustowości komórek. Rozwiązanie sterowania
obejmuje ponadto kontrolę realizacji zadań komórek.
Rodzaje sterowania wewnątrzkomórkowego:
Sterowanie przepływem produkcji w liniach potokowych
algorytm: QI lub QII,
Sterowanie przepływem produkcji w komórkach specjalizowanych przedmiotowo
algorytm: TI,
Sterowanie przepływem produkcji w komórkach specjalizowanych technologicznie
algorytm: TI , TII lub TIII.
8
E. Michlowicz: Logistyka przemysłowa - Logistyka produkcji  cz.2-sterowanie
Rodzaje sterowania międzykomórkowego:
Systemy sterowania ilością:
Według taktu produkcji:
formuła: QII,
Według rytmu produkcji:
formuła: QII,
Według programu i zapasów produkcji:
formuła: QI.
Systemy sterowania terminami:
Według wyprzedzeń:
formuła: TII, TI,
Według cyklu produkcyjnego:
formuła: TI,
Według priorytetów:
formuła: TII.
9