Mazurczak


Jerzy MAZURCZAK*

STRATEGIE I KRYTERIA W PROJEKTOWANIU STRUKTUR PRODUKCYJNYCH

W literaturze problemu, szczególnie polskiej, istnieje wiele rozbieżności w zakresie projektowania struktur systemów produkcyjnych. W artykule przedstawiono próbę uporządkowania podstawowych pojęć i podejść metodycznych związanych z kształtowaniem, czyli projektowaniem nowych i modernizacją istniejących struktur produkcyjnych. Opisano podstawowe strategie tworzenia jednostek produkcyjnych jako składników struktur produkcyjnych oraz najczęściej stosowane kryteria optymalizacji i oceny wyników w procesie projektowania.

Słowa kluczowe: organizacja produkcji, organizacja systemów produkcyjnych, struktura produkcyjna

1. WPROWADZENIE

W literaturze z zakresu projektowania struktur systemów produkcyjnych można wyróżnić dwa, najczęściej występujące podejścia definiujące strukturę produkcyjną: pierwsze można nazwać procesowym (procesualnym), które określa strukturę produkcyjną przedsiębiorstwa jako: sposób podziału procesu produkcyjnego pomiędzy jednostki produkcyjne, razem ze związkami wewnętrznymi i zewnętrznymi wynikającymi ze współpracy stanowisk roboczych i jednostek produkcyjnych wyższego stopnia (gniazd, linii, oddziałów) w ramach procesu produkcyjnego wydziału czy zakładu [1, 10]. Podejście drugie, które można określić jako strukturalne, definiuje strukturę produkcyjną jako: zestaw (układ) komórek produkcyjnych oraz formy ich wewnętrznych powiązań kooperacyjnych (zespół związków kooperacyjnych) [2, 3, 4, 5, 7, 8].

Z cytowanych definicji wynika, że elementami składowymi struktury produkcyjnej są jednostki (komórki) produkcyjne różnych stopni złożoności. Jednostka produkcyjna jest systemem produkcyjnym. System produkcyjny rozumiany jest jako: celowo zaprojektowany i zorganizowany układ materialny, energetyczny i informacyjny eksploatowany przez człowiek, który służy produkowaniu określonych wyrobów lub usług (produktów) [2, 4, 5, 7]. Przyjmuje się najczęściej, że jednostką produkcyjną (systemem produkcyjnym) zerowego stopnia złożoności JP0 jest stanowisko robocze, pierwszego stopnia JPI - gniazdo, linia, brygada, drugiego JPII - oddział, a następnie wydział, zakład.

Można więc założyć, że projektowanie struktury produkcyjnej jest równoznaczne (równorzędne) z projektowaniem i organizacją struktur systemów produkcyjnych [2, 5, 6, 7, 10]. Takie podejście umożliwia określenie miejsca projektowania struktury w procesie projektowania organizacji przedsiębiorstw.

We wcześniejszych pracach, np. S. Chajtmana [2] czy S. Lisa [8] projektowanie struktury produkcyjnej jest jednym z etapów projektowania produkcji rytmicznej, a więc projektowania wybranego obszaru organizacji produkcji przedsiębiorstwa. W innych pracach, [np. 2, 5, 7] miejsce projektowania i organizacji struktur systemów produkcyjnych w projektowaniu przedsiębiorstwa nie jest jednoznacznie określone. Natomiast w [1, 10] autorzy przyjmują, że projektowanie struktury produkcyjnej jest pierwszym i podstawowym etapem w projektowaniu struktury organizacyjnej przedsiębiorstwa (rozumianej jako struktura produkcyjna i struktura administracyjna).

2. WARUNKI I ZAŁOŻENIA W KSZTAŁTOWANIU STRUKTUR PRODUKCYJNYCH

Istotne jest wyraźne zdefiniowanie pojęcia kształtowania - projektowania struktur produkcyjnych zakładów budowy maszyn (zakładów przemysłowych). Proces ten można określić rozpatrując go od strony podmiotowej (jednostek produkcyjnych) lub przedmiotowej (wyrobów - detali). Można, więc przyjąć, że kształtowanie - projektowanie struktury produkcyjnej polega na łączeniu (lub celowym dzieleniu grup) stanowisk roboczych i jednostek produkcyjnych wyższych stopni, albo na łączeniu (lub celowym dzieleniu grup) detali przewidzianych do wykonania w jednej jednostce produkcyjnej.

Jak wspomniano wcześniej, projektowanie struktur produkcyjnych jest jednym z podstawowych etapów projektowania technologiczno-organizacyjnego zakładów przemysłowych. Projektowanie struktury produkcyjnej podejmuje się najczęściej w dwóch przypadkach

Algorytm projektowania struktury produkcyjnej w tych dwóch przypadkach jest bardzo podobny. Różnice dotyczą źródła pozyskiwania informacji i zbiorów danych wejściowych oraz konieczności przeprowadzenia analizy struktury w przypadku modernizacji struktury istniejącej (por. [10]).

Z podanych definicji wynika, że strukturę produkcyjną tworzą jednostki produkcyjne o różnych stopniach złożoności. Jednostka produkcyjna stanowi rodzaj jednostki organizacyjnej. Zasady czy prawidłowości tworzenia jednostek organizacyjnych dotyczą więc również jednostek produkcyjnych, a także w szczególnym przypadku, dzielenia istniejących jednostek na jednostki mniejsze.

O wydzieleniu lub utworzeniu jednostki organizacyjnej (w tym jednostki produkcyjnej) decydują dwa działające równolegle czynniki [1, 10]:

Pierwszy czynnik dotyczy podobieństwa technologicznego robót i produkowanych przedmio­tów. Celem jest zawężenie ich różnorodności. Należy tak wyselek­cjonować przedmioty i operacje, aby zbliżyć się do pracy ciągłej, o małym stopniu zróżnicowania dla uzyskania wysokiego stopnia specjalizacji maszyn i urządzeń. Grupuje się więc przedmioty o określonym stopniu podobieństwa, na przykład kon­strukcyjnego czy technologicznego, w zbiory o jak najmniejszej różnorodności.

Drugi czynnik to rozmiar robót mierzony zazwyczaj ich pracochłonnością i powta­rzalnością. Rozmiar pracy musi być na tyle duży, aby na poszczególnych stanowiskach roboczych i w jednostkach produk­cyjnych występowało pełne zatrudnienie (odpowiednie obciążenie). Często z powodu braku pełnego zatrudnienia musimy go­dzić się na większą różnorodność, kojarząc w jednostce organizacyjnej wykonanie operacji i przedmiotów o mniejszym podobieństwie. Należy jeszcze raz podkreślić, że działanie powyższego „prawa podziału i tworzenia jednostek organizacyjnych” dotyczy zarówno bu­dowy nowych systemów produkcyjnych (obszarem projektowania objęty jest wówczas określony zbiór przedmiotów do wykonania w tworzonej jednostce), jak również dzielenia istniejących systemów na mniejsze, odpowiednio specjalizowane.

Tworząc jednostki produkcyjne, należy przyjąć następujące założenia:

Przy takich założeniach zbiór przedmiotów może oczywiście być różnorodny pod względem podobieństwa konstrukcyjnego i technologicznego. W zależności od tego powstaną możliwości kształtowania różnych jakościowo jednostek produkcyjnych, różnych form organizacji produkcji.

3. KRYTERIA OPTYMALIZACJI STRUKTUR PRODUKCYJNYCH

Głównym celem projektowania struktury produkcyjnej jest ukształtowanie jednostek produkcyjnych i podział procesu produkcyjnego między te jednostki w sposób zapewniający możliwie największą efektywność. Projektowanie struktury produkcyjnej jest więc problemem optymalizacyjnym.

Kryteria stosowane w projektowaniu struktury produkcyjnej można podzielić na dwie grupy:

Decyzje projektowe dotyczą podstawowych etapów kształtowania struktury produkcyjnej, to jest:

Podstawą kształtowania kryteriów optymalizacji struktur winna być generalna tendencja do pogłębiania specjalizacji przedmiotowej. Efekty tej specjalizacji występują szczególnie wyraźnie przy najwyższych formach organizacji produkcji, tj. formach potokowych. W związku z powyższym, kształtując struktury produkcyjne, dążymy do maksymalnego pogłębiania specjalizacji przedmiotowej, co oznacza maksymalizację liczby jednostek produkcyjnych o potokowej formie organizacji produkcji. A zatem w procesie projektowania struktur poszukujemy nielicznych zbiorów pozycji asortymentowych, które charakteryzują się od­powiednim stopniem podobieństwa technologiczno-organizacyjnego i których pracochłonność gwarantuje jednocześnie należyte wykorzystanie niezbędnych do ich wykonania stanowisk roboczych.

Jak wynika z powyższego, kryterium optymalizacji (funkcją celu) winna być funk­cja wielowymiarowa, a zatem mamy do czynienia z wielokryterialną optymalizacją struktury produkcyjnej.

S. Lis oraz R. Jackowicz [7, 8] jako kryteria optymalizacji wyróżniają: minimalizację kosztów produkcji, maksymalizację produkcji, maksymalizację zysku, minimalizację czasu pracy dla zadanego programu. Natomiast I. Durlik [4] i L. Dwiliński [5] jako kryteria wyróżniają: jakość i nowoczesność produktów, obniżkę kosztów własnych wytwarzania, wzrost produktywności systemu.

Można przyjąć, że kryterium optymalizacji struktury produkcyjnej stanowić powinna funkcja, której elementami są [10]: poziom zapasu robót w toku, długość cyklu wyrobu, poziom wykorzystania czasu pracy stanowisk roboczych, poziom wykorzystania czasu pracy robotników, wielkość przewozów między stanowiskami, koszty stanowiskowe.

Model optymalizacyjny struktur produkcyjnych zapewnia więc równoczesne spełnienie następujących kryteriów [6, 10]:

Drugą grupę kryteriów stanowią kryteria oceny. W literaturze spotyka się wiele propozycji mierników służących bezpośrednio lub pośrednio ocenie przedsięwzięć organizacyjno-technicznych. Mierniki te zwane są wskaźnikami techniczno-ekonomicznymi [4]. Z tej grupy do oceny struktury produkcyjnej stosowane są m.in.: kapitałochłonność produkcji, powierzchnia produkcyjna lub użytkowa na jednego pracownika, koszt jednego metra kwadratowego powierzchni, wydajność pracy, efektywność środków trwałych, uzysk produkcji z jednostki powierzchni.

Inne wskaźniki zalecane w literaturze problemu to m.in.: pracochłonność produkcji i jej zmienność w poszczególnych wariantach struktury, wielkość produkcji, zatrudnienie i wydajność pracy, stopień wykorzystania maszyn i urządzeń, przewidywany zysk.

Oceny dokonuje się przez porównanie wartości wyżej wymienionych wskaźników w różnych wariantach projektowych albo przez porównanie rozwiązania lub jego wariantów ze stanem istniejącym. Brak jest w tym przypadku bezpośredniego powiązania efektów wyrażonych w wymienionych wyżej miernikach z nakładami, jakie należy ponieść w celu ich uzyskania. Propozycję ekonomicznej oceny struktury produkcyjnej autor przedstawia w poz. [10].

Bardzo przydatna (i często w zupełności wystarczająca) jest ocena struktury produkcyjnej za pomocą wskaźników techniczno-organizacyjnych (parametrów). Wskaźniki te można podzielić na cztery grupy:

Szczegółowy opis tych wskaźników wraz z przykładami autor zamieszcza m.in. w [10].

4. STRATEGIE PROJEKTOWANIA STRUKTUR PRODUKCYJNYCH

Najczęściej przyjmuje się, że głównym kryterium w projektowaniu struktur systemów produkcyjnych jest największy efekt techniczno-ekonomiczny, określany też jako efektywność techniczno-ekonomiczna. Kryterium to oparte jest na tradycyjnych zasadach organizacji i zarządzania produkcją. Według tego kryterium największy efekt techniczno-ekonomiczny uzyskuje się w wyniku najwłaściwszego wykorzystania pracy ludzkiej, materiałów, energii, powierzchni oraz środków pracy [4].

W literaturze pojawiają się również inne podejścia, stanowiące jednocześnie strategie w projektowaniu systemów produkcyjnych. Jednym z nich jest kryterium tzw. zadowolenia społecznego, inaczej socjologiczno-psychologiczne. W pewnym okresie obok nurtu technicznego związanego z doskonaleniem form potokowych pojawił się nurt społeczny ukierunkowany na wady, mankamenty i uciążliwość prac w tego typu jednostkach (głównie liniowych). Główne zarzuty stawiane formom potokowym to:

Pojawiły się, również w praktyce w przemyśle maszynowym rozwiązania w organizacji produkcji, które przyjmowały postać strukturyzacji pracy lub wzbogacania treści pracy. Wśród podstawowych technik strukturyzacji pracy, znanych jako tzw. nowe - zhumanizowane formy organizacji wymienia się najczęściej:

Formy te zostały szczegółowo opisane w literaturze, np. w [2, 4, 5, 10, 11]. Ich stosowanie w praktyce przemysłowej wiązało się jednak zazwyczaj z wyższymi kosztami uzbrojenia, magazynowania i zamrożenia produkcji w toku, co nie było z kolei rekompensowane efektami, takimi jak: skrócenie przestojów, obniżenie absencji i fluktuacji pracowników, wyższa wydajność.

Dokładniejsza analiza istoty zmian organizacyjnych związanych z wprowadzaniem zhumanizowanych form organizacji wskazuje, że w wielu przypadkach możliwe jest stosowanie tych działań z zachowaniem typowych (tradycyjnych) rozwiązań struktury systemów produkcyjnych. Nie wyklucza to oczywiście możliwości większych zmian, na przykład przez zastępowanie tradycyjnych linii zespołami indywidualnych stanowisk pracy, oraz poszukiwania nowych form. Przykładem takich nowych form są przedstawione w [11]: forma gwiazdowa (gwiaździsta) oraz wyspowa. Wyspowa forma znalazła zastosowanie np. w firmie Volvo, gdzie w celu w celu uatrakcyjnienia pracy zdecydowano się na wprowadzenie w zakładzie w Kalmar takiego właśnie rozwiązania pracy w grupach.

W ostatnim czasie w coraz większym stopniu zwraca się uwagę na stosowanie innego kryterium w projektowaniu organizacji systemów produkcyjnych. Jest to kryterium (traktowane jako strategia projektowania) zaawansowanej techniki wytwarzania AMT/HT [4, 5], określane również jako strategia stosowania nowoczesnych i przyszłościowych systemów produkcyjnych [2, 9]. I. Durlik do tej grupy rozwiązań zalicza m.in. elastyczne systemy produkcyjne (ESP), systemy CAM (komputerowo wspomaganego wytwarzania) oraz CIM (komputerowo zintegrowanego wytwarzania). Rozszerzenie tej problematyki zawiera praca M. Brzezińskiego [2], w której do tej grupy systemów zaliczono ESP, CIM ( w tym systemy CAD - komputerowo wspomagane projektowanie, CAP - komputerowo wspomagane planowanie, CAM, CAQ - komputerowo wspomagane sterowanie jakością, TDM - totalne zarządzanie danymi) oraz systemy przyszłości: organizacja ucząca się, sieciowa, wirtualna, fraktalna, biologiczna, holoniczna, holograficzna, hipertekstowa.

J. Łopatowska w poz. [9] wyróżnia następujące czynniki wpływające na modelowanie organizacji systemów produkcyjnych (w tym ich struktur): związane z rozwojem automatyzacji, technologii informatycznych i komunikacyjnych oraz tendencje (trendy) zmian organizacyjnych, co przedstawia rysunek 1.

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

Rys. 1. Czynniki wpływające na modelowanie systemów produkcyjnych

Źródło: opracowanie własne na podstawie [9]

Automatyzacja wytwarzania oznacza wprowadzanie środków technicznych w celu samoczynnego sterowania i kontrolowania procesów wytwarzania [9]. Czynniki tej grupy pozwoliły na kształtowanie systemów produkcyjnych opartych na kryterium postępowej techniki wytwarzania AMT (por. I. Durlik). Wyróżnić tutaj można: NC - sterowanie numeryczne, CNC - komputerowe sterowanie numeryczne, DNC - bezpośrednie sterowanie komputerowe, centra obróbkowe, roboty i manipulatory, ESP, systemy typu CAM, CIM, HMS (holoniczne).

Druga grupa czynników, mająca zdecydowany wpływ na modelowanie organizacji produkcji to technologie informatyczne i technologie komunikacyjne. W poz. [9] do tej grupy zaliczono: systemy MRP - planowanie potrzeb materiałowych, MRPII - planowanie zasobów produkcyjnych, ERP - planowanie zasobów przedsiębiorstwa, eERP oraz iERP - systemy klasy ERP wspomagane internetem, organizacje inteligentne, samouczące, samoregulujące i wirtualne (systemy oparte na wiedzy).

Kolejnym czynnikiem, który ma wpływ na modelowanie systemów produkcyjnych są wg [9] nowe tendencje - trendy w organizacji i zarządzaniu produkcją. Zaliczono tutaj systemy: TQM - kompleksowego zarządzania jakością, JiT - Just in Time, TPS - system produkcyjny Toyoty, TOC - pracujące przy wykorzystaniu teorii ograniczeń, BPR - działające wg koncepcji reengineringu, LM (LP) - typu Lean (Management - Manufacturing i Production), TQL - kompleksowe przewodnictwo, AM - oparte na zwinnym wytwarzaniu.

Należy zwrócić uwagę, że te rozwiązania dotyczą w zasadzie projektowania systemów zarządzania, a w mniejszym stopniu organizacji produkcji, a w tym kształtowania struktur produkcyjnych.

5. PODSUMOWANIE

W polskiej literaturze związanej z projektowaniem struktur systemów produkcyjnych napotkać można wiele, często istotnie różniących się między sobą definicji i podejść metodycznych. Artykuł stanowi próbę uporządkowania w tym obszarze. Analizując ostatnie publikacje, wydaje się, że dostrzec można, zacieranie się granic pomiędzy projektowaniem struktur produkcyjnych w tradycyjnym podejściu (projektowanie systemów konwencjonalnych), a projektowaniem struktur systemów zarządzania w tzw. nowych (przyszłościowych) strategiach projektowania.

W chwili obecnej nie jest możliwa precyzyjna odpowiedź na pytanie, jakie będą tendencje i kierunki w kształtowaniu organizacji systemów produkcyjnych (w tym struktur produkcyjnych). Niemniej można założyć, że podstawowymi cechami rozwiązań przyszłościowych będą [10]:

LITERATURA

  1. Boszko J., Wstęp do inżynierii zarządzania, Wydawnictwo WSKiZ, Poznań, 1999.

  2. Brzeziński M., Organizacja i sterowanie produkcją, Agencja Wydawnicza Placet, Warszawa 2002.

  3. Chajtman S., Organizacja produkcji rytmicznej, PWE, Warszawa, 1973.

  4. Durlik I., Inżynieria zarządzania, Agencja Wydawnicza Placet, Warszawa 1998.

  5. Dwiliński L., Zarządzanie produkcją, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2002.

  6. Głowacka-Fertsch D., Fertsch M., Zarządzanie produkcją, Wyższa Szkoła Logistyki, Poznań 2004.

  7. Jackowicz R., Lis S., Podstawy projektowania struktur przedsiębiorstw przemysłowych, Warszawa, PWN, 1987.

  8. Lis S., Organizacja i ekonomika procesów produkcyjnych w przemyśle maszynowym, Warszawa, PWN, 1984.

  9. Łopatowska J., Rozwój metod modelowania systemów organizacji i zarządzania produkcją, w: Modelowanie systemów gospodarczych w przedsiębiorstwach europejskich, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2004.

  10. Mazurczak J., Projektowanie struktur systemów produkcyjnych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2004.

  11. REFA, Methodenlehre des Arbeitsstudiums. Grundlagen, Carl Hansen Verlag, München 1994.

* Instytut Inżynierii Zarządzania Politechniki Poznańskiej

Pojęcia jednostka produkcyjna i komórka produkcyjna są równorzędne.

Na operację rodzajową składa się jedna lub więcej operacji technologicznych, pod warunkiem wykonywania ich na tej samej jednorodnej grupie stanowisk.

10

Jerzy MAZURCZAK

9

Strategie i kryteria w projektowaniu struktur systemów produkcyjnych

Logistyka 1/2007

Automatyzacja wytwarzania

NC, CNC, DNC, centra obbkowe, manipulatory,

roboty, ESP, CIM

Technologie komunikacyjne

eERP, iERP, organizacja wirtualna, samoucząca, samoregulująca

Modelowanie systemów

produkcyjnych

Technologie informatyczne

MRP, MRPII, ERP

Trendy zmian organizacyjnych

TQM, TPS-JiT, TOC, BPR, LM-LP, TQL



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PSTL SZU, Mariusz Mazurczak
PIERWSZA WOJNA ŚWIATOWA Mazurczak
Grzegorz Mazurczak Irak Nieznośna lekkość zabijania (13 12 2009)(1)
Urszula Mazurczak Inspiracje tekstów starotestamentalnych i apokryfów żydowskich w średniowiecznych

więcej podobnych podstron