IX. PROJEKTOWANIE SYSTEMÓW PRODUKCYJNYCH
1. ELEMENTY WEJÅšCIA I WYJÅšCIA W SYSTEMIE PRODUKCYJNYM.
System produkcyjny składa się z 5 elementów:
-wektora wejścia X- wszystkie czynniki produkcji
-wektora wyjścia Y- wyroby, usługi, odpady
-procesu przetwarzania (T) wektora X w wektor Y
-procesu zarzÄ…dzania systemem
-sprzężenia materialnego, energetycznego, informacyjnego pomiędzy elementami S.P.
Wektor wejścia:
1) Åšrodki techniczne produkcji
-teren zakładu przemysłowego i powierzchnia produkcyjna
-wyposażenie technologiczne
-budynki i budowle
-instalacje rurowe, energetyczne
2) Przedmioty pracy, czyli materiały, półwyroby przeznaczone do dalszej produkcji lub
montażu
3) Czynniki energetyczne (woda, gaz, ciepło, energia elektryczna, paliwa)
4) Czynnik ludzki
-personel inżyniersko-technologiczny
-personel wykonawczy
-personel administracyjno-biurowy
-personel zarzÄ…dzajÄ…cy
-warunki pracy i płynność załogi
5) Informacje:
-prognozy rynkowe
-o jakości i koszcie własnym
-doświadczenie produkcyjne załogi
6) Kapitał:
-finansowy w kasach
-zamrożony w materiałach
-zamrożony w środkach technicznych
Wektor wyjścia
1) Wyroby przemysłowe
2) Usługi produkcyjne
3) Brak produkcyjne
4) Odpady szkodliwe dla środowiska
5) Informacje o jakości wyrobu, koszcie własnym
2. OTOCZENIE SYSTEMU PRODUKCYJNEGO.
Otoczenie S.P. ma wpływ na funkcjonowanie systemu, a jednocześnie system wpływa na
otoczenie.
- przedsiębiorstwo- otoczenie I stopnia (w ramach którego dany system funkcjonuje)
-gospodarka kraju- otoczenie II stopnia (w ramach którego funkcjonuje dane przedsiębiorstwo)
SCHEMAT OTOCZENIA
kondycja ekonomiczna państwa relacje prawne poziom techniki konkurencja
finanse marketing handel wyposażenie
I PROCES PRODUKCUJNY
służby ekonomiczne firma badania i rozwój zakład przemysłowy
II
środowisko naturalne otoczenie firmy, zakładu środowisko społeczno-polityczne
Na organizację i wyniki eksploatacji w ramach otoczenia I stopnia mają wpływ:
-personel wykonawczy i zarzÄ…dzajÄ…cy
-prowadzone prace badawcze i rozwojowe
-poziom techniczny
-organizacja zbytu, serwisu
-wykorzystanie marketingu
-organizacja zaopatrzenia
-posiadane środki finansowe i szybkość ich rotacji
-służby ekonomiczne i księgowe
-metody i formy zarządzania S.P. oraz służbami pomocniczymi
Znaczenie pierwszorzędne ma:
-struktura zarzÄ…dzania firmÄ…
-zarzÄ…dzanie personelem i motywacja
-celowość i kwalifikacje kierownictwa firmy
Na organizację i wyniki eksploatacji w ramach otoczenia II stopnia mają wpływ:
-poziom techniczny serwisu, możliwości zakupu
-poziom nowoczesności i jakości
-cena zakupu maszyn i urządzeń, środków przetwarzania informacji
-warunki makroekonomiczne:
*system bankowy
*możliwość pozyskania surowców, paliw
*poziom i możliwość konkurencji
*kondycja ekonomiczna kraju
*regulacje państwowe, podatki, system celny
*system kształcenia
*środowisko polityczno-społeczne
*środowisko naturalne
*metody i formy zarządzania i sterowania produkcją przez państwo.
WNIOSKI: Porównywanie nawet podobnych SP może prowadzić do błędnych ocen i wniosków,
jeśli nie uwzględni się podwójnego otoczenia tych systemów. SP mogą ze sobą sprawnie
współdziałać tylko wówczas, jeśli funkcjonują w podobnym lub identycznym otoczeniu.
3. STRUKTURA PROCESU PRODUKCYJNEGO.
Proces produkcyjny  proces transformacji, czyli przekształcenia wektora wejścia systemu
produkcji w wektor wyjścia. Uporządkowany ciąg działań, w wyniku konsument/użytkownik
otrzymuje produkty (wyroby lub usługi).
STRUKTURA P.P.
PROCES PRODUKCYJNY
Proces badań i rozwoju Proces wytwórczy proces dystrybucji i obsługi klienta
Proces wytwórczy podstawowy Proces wytwórczy pomocniczy Proces obsługi wytwarzania
1. Proces badań i rozwoju  odpowiedzialny za:
- gromadzenie kapitału i finansowanie projektu
-prognozowanie strategii zarzÄ…dzania
-projektowanie produktu
-projektowanie procesu, systemu wytwórczego, zdolności produkcyjnych
-projektowanie lokalizacji maszyn, sieci, instalacji
-przygotowanie czynności produkcji i szkolenie personelu
2. Proces wytwórczy  dotyczy wytwarzania produktu, czyli przetwarzania czynników
produkcji w produkty (wyroby, usługi).
W skład procesu wytwórczego wchodzą:
-proces wytwórczy podstawowy
- proces wytwórczy pomocniczy (utrzymanie ruchu remontów, dostarczenie energii,
utrzymanie infrastruktury)
-proces obsługi wytwarzania (obsługa administracyjna bezpieczeństwa pracy, ochrony
obiektu, utrzymania czystości).
3. Proces dystrybucji i obsługi klienta  dotyczy zorganizowania i funkcjonowania sieci
sprzedaży, obsługi serwisowej, badań marketingowych.
Podstawowymi cechami sÄ…:
-celowość (P.P. jest uporządkowanym zbiorem zespołów działań w konkretnym celu)
-dynamika (P.P. przebiega w zmiennych jego funkcjonowania)
-ekonomiczność (maksymalizacja efektu produkcji).
4. PRODUKTYWNOŚĆ SYSTEMU PRODUKCYJNEGO.
To współzależność pomiędzy strumieniami nakładów czynników produkcji X, a strumieniami
produktów Y (wyrobów lub usług) czyli ( = ). W krajach wysokorozwiniętych jest niemal
powszechnie uważana za jedno z podstawowych kryteriów oceny funkcjonowania SP.
Produktywność na ważny wpływ na wiele problemów gospodarki narodowej:
- inflację, - bezrobocie, - konkurencję międzynarodową.
Niska produktywność może prowadzić do:
- wzrostu cen,
- zwiększenia zapotrzebowania na energię i materiały bez wzrostu wyników produkcyjnych.
Wysoka produktywność daje:
- obniżenie kosztów wytwarzania,
- zwiększa wyniki produkcyjne i zysk,
- większe zapotrzebowanie na pracę.
ZATEM: Stwarzanie warunków do wzrostu produktywności jest podstawowym celem
projektowania SP oraz organizacji produkcji i zarządzania w przemyśle.
Podstawowa formuła produktywności:
=
Produktywność jest określana w różnych jednostkach w zależności od wyrażenia wektora
wejścia i wyjścia (godz., PLN, szt.).
Produktywność całkowita odzwierciedla równocześnie poziom technologiczny wytwarzania,
metody organizacji i zarządzania, umiejętności zatrudnionych, a także zmiany w nakładach
kapitałowych i inne relacje w sferze projektowania i eksploatacji SP.
Produktywność cząstkowa: = , np:
a) Produktywność maszyn i urządzeń:
- liczba wyrobów na dysponowaną maszynogodzinę,
- liczba wyrobów na przepracowana maszynogodzinę,
- wartość produkcji na jednostkę pracy maszyny.
b) Produktywność energii:
- liczba jednostek wyrobów na 1 kW mocy zainstalowanej,
- liczba jednostek wyrobów na jednostkę opłat za energię.
5. PODZIAA
PROCESÓW PRODUKCYJNYCH.
1) Wg ciągłości i przebiegu w czasie:
a) Procesy dyskretne- będące elastycznymi kompleksami operacji uwarunkowanymi
logicznie w czasie i w przestrzeni, uwzględniającymi podstawową rolę człowieka w
ich tworzeniu. Człowiek działa poprzez ingerencję w proces lub za pomocą
zautomatyzowanego systemu logicznego, wspomaganego technikÄ… komputerowÄ…
(przemysł elektromaszynowy, samochodowy, odzieżowy).
b) Procesy ciągłe- z reguły aparaturowe, na trwałe powiązane z urządzeniami
produkcyjnymi, produkcja zazwyczaj zautomatyzowana,  sztywnymi układami.
Procesy ciągłe są typowe dla przemysłu chemicznego, elektryki i ciepłownictwa,
cementowego i zazwyczaj przebiegają bez przerw w całodobowym cyklu pracy.
2) Wg rodzajów stosowanych technologii:
a) Procesy wydobywcze- związane są z pozyskiwaniem zasobów naturalnych z ziemi,
wody i powietrza. Najczęściej wydobywa się surowce kopalne. Technologia
pozyskania tych surowców zależna jest od rodzaju złoża, warunków geofizycznych,
dysponowanej techniki, kwalifikacji personelu.
b) Procesy przetwórcze- powodują zmiany właściwości fizykochemicznych surowców i
często prowadzi do uzyskania zupełnie innych materiałów. Produkty tych procesów
są często poddawane dalszemu przetwarzaniu w procesach obróbkowych lub tez
zostają spożytkowane przez konsumentów indywidualnych czy zbiorowych.
Przykładem takich procesów jest ciężka synteza chemiczna, hutnictwo, energetyka
cieplna.
c) Procesy obróbkowe- powodują zmiany kształtów i cech powierzchni lub struktury
wewnętrznej wyrobów z materiałów metalowych, drewna, materiałów sztucznych.
Są one typowe dla przemysłu maszynowego, elektrochemicznego,
telekomunikacyjnego i innych gałęzi przemysłu lekkiego i spożywczego.
d) Procesy montażowe- mają na calu złożenie wyrobu z dwóch części składowych i
doprowadzanie go do stanu gotowości użytkowej ( budownictwo, środki transportu).
e) Procesy naturalne i biotechnologiczne- zmiana struktury powierzchniowej i
wewnętrznej materiału, z którego wykonano wyroby przemysłowe i instalacje
techniczne (korozja, gnicie, fermentacja).
3) Wg cech organizacyjnych:
a) w ujęciu komórki produkcyjnej (analiza cząstkowych procesów wszystkich wyrobów
wytwarzanych w komórce)
b) w ujęciu produkowanego wyrobu (analiza procesów niezbędnych do jej wykonania
niezależnie od komórek produkcyjnych)
c) w ujęciu technologii grupowej (analiza złożonego procesu przystosowanego dla grupy
wyrobów prostych i złożonych)
4) Wg zastosowania środków produkcji:
a) ręczne  z wykorzystaniem ręcznych przyrządów
b) maszynowe  z wykorzystaniem maszyn i urządzeń z napędem elektrycznym i innych
c) aparaturowe
d) zautomatyzowane  w układach sztywnych i elastycznych
e) wspomagane komputerowo (CAM)
f) zintegrowane komputerowo (CIM)
7.PROJEKTOWANIE PROCESÓW PRODUKCYJNYCH.
Należy opracować:
- strukturę procesu badań i rozwoju oraz przygotowania czynników produkcji,
- strukturę procesu wytwórczego,
- strukturę procesu dystrybucji i obsługi klienta.
Projektując PP należy obok procesów i operacji technologicznych również uwzględnić i
projektować procesy i operacje kontrolne, pomiarowe, transportowe i magazynowo-składowe.
W skali makro-organizacyjnej projektowanie/analizowanie struktury PP w ujęciu
technologicznym polega na:
- sporzÄ…dzeniu tabeli struktury procesu,
- sporzÄ…dzeniu schematu struktury PP,
- sporzÄ…dzeniu opisu technicznego projektowanego procesu.
Opis techniczny analizowanego lub projektowanego procesu w skali makro-organizacyjnej
polega na:
- scharakteryzowaniu faz i procesów technologicznych przez podanie fizykochemicznej strony
procesów wytwórczych, a także wymagań powierzchniowych, energetycznych, w zakresie
ochrony środowiska.
- określeniu podstawowych wskaz
ników technicznych, które mogą służyć w dalszym procesie
projektowania, do obliczania liczby określonych maszyn, urządzeń, wielkości powierzchni,
liczby zatrudnionych, ilości różnorodnych czynników energetycznych.
- określeniu podstawowych wskaz
ników ekonomicznych, które mogą służyć w dalszym
procesie projektowania, do obliczania efektywności przedsięwzięcia i podjęcia decyzji o
wyborze określonego wariantu technologii, produkcji, z uwzględnieniem skali produkcji i
realności realizacji.
Opis technologii analizowanego lub projektowanego procesu w skali mikro-organizacyjnej
polega na sporządzeniu planów operacyjnych, w których dla każdej operacji PP
wyszczególnia się:
- postać i masę przerobionego materiału przed i po operacji,
- maszynę lub urządzenie techniczne służące do wykonania operacji,
- rodzaj i wielkość potrzebnej powierzchni,
- narzędzia i pomoce warsztatowe,
- czasy maszynowe i czasy obciążenia pracownika,
- szczegółowe warunki bądz
instrukcje wykonania operacji.
8. ZALETY I KORZYŚCI ORGANIZOWANIA PRZEDMIOTOWYCH KOMÓREK PRODUKCYJNYCH
Komórka produkcyjna składa się z ludzi, maszyn, oraz stanowisk roboczych, mających na celu
wykonywanie kolejnych operacji procesu wytwórczego, przy czym wyposażenie i stanowiska
robocze są rozmieszczone w taki sposób, aby zapewnić możliwie gładki przepływ materiału
przez proces, minimalizujÄ…c oczekiwania oraz zapotrzebowanie na transport.
1. Przedmiotowa zasada organizowania komórek produkcyjnych (grupa stanowisk
produkcyjnych różnorodnych specjalizowanych przedmiotowo). Stanowiska robocze
ustawione w kolejności przebiegu procesu technologicznego  produkcja przepływowa.
Zastosowanie w produkcji wielkoseryjnej i masowej. Na ogół dotyczy to wydziałów
produkujących określony zespół lub część wyrobu.
Produkcja w komórkach przedmiotowych - sposoby organizacji zasobów:
a) Procesowa - technologiczna - Zgrupowanie razem maszyn i ludzi wykonujÄ…cych podobne
operacje. Grupując maszyny i ludzi według specjalizacji technologicznej tworzy się strukturę
technologicznÄ….
b) Przedmiotowa - Zgrupowanie razem maszyn i ludzi pracujÄ…cych na tym samym wyrobie
(przedmiocie) lub rodzinie wyrobów. Grupując maszyny i ludzi ze względu na specjalizację
przedmiotowÄ… tworzy siÄ™ strukturÄ™ przedmiotowÄ….
U - kształtne rozplanowanie przestrzenne komórek przedmiotowych.
Zalety:
-krótkie drogi i niskie koszty transportu,
-ściśle określona odpowiedzialność.
Sposób rozmieszczenia ludzi i wyposażenia w komórkach produkcyjnych ma olbrzymi wpływ
na osiąganie przez przedsiębiorstwa dwóch ważnych celów szczupłego wytwarzania, a
mianowicie przepływu jednej sztuki i zdolności do wytwarzania dużej różnorodności
produktów. Wytwarzanie w komórkach jest systemem zaprojektowanym by zwiększać
elastyczność operacji produkcyjnych w celu wytwarzania rosnącej różnorodności produktów
w coraz mniejszych partiach, równocześnie redukując koszty produkcji i zwiększając
wykorzystanie pracy, niezależnie od zmian w ilościach i mixie sprzedawanych produktów.
2. Technologiczna zasada organizowania komórek - grupy stanowisk produkcyjnych
jednorodnych specjalizowanych technologicznie. Maszyny jednego typu zgromadzone na
jednym oddziale. Zastosowanie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej.
Produkcja w strukturach technologicznych :
·ð dÅ‚ugie czasy realizacji
·ð duża produkcja w toku
·ð brak odpowiedzialnoÅ›ci pracowników za produkt koÅ„cowy w zakresie jakoÅ›ci, iloÅ›ci i
terminu oraz brak płynności w przepływie produkcji.
·ð Konieczne jest rozstrzyganie o kolejnoÅ›ci (priorytecie) obróbki wyrobów i skÅ‚adników w
grupach podobnych maszyn (gniazdach technologicznych.
Wady: krzyżujące się drogi transportu, nawroty, duże zapasy w toku, długi cykl produkcyjny.
9. PLANOWANIE OPERATYWNE.
Planowanie operatywne to podział zadań ogólnych na cząstkowe i przydzielenie ich
poszczególnym wydziałom, oddziałom, liniom, ogniwom, stanowiskom pracy. Polega na
przydzieleniu środków umożliwiających wykonanie zadań. Podział zadań wymaga
harmonogramu ich wykonania w czasie.
Podstawową funkcją planów operatywnych jest wyznaczenie zbioru tych decyzji i działań, które
muszą być podejmowane aby skutecznie i terminowo realizować zamierzenia ujęte w planach
taktycznych i strategicznych.
Przykłady planów operatywnych:
1. Plan sprzedaży  określa ilość i wartość produkcji lub usług możliwych do sprzedaży
2. Plan marketingowy  opisuje działania w zakresie marketingu
3. Plan produkcji (działania podstawowego) jest wyznacznikiem poziomu produkcji
poszczególnych grup produktów, określa kolejność i terminy, w których poszczególne partie
produktów mają być wytwarzane.
4. Plan zaopatrzenia  dotyczy określenia terminów i wielkości pozyskiwania surowców,
materiałów, części zamiennych itp. niezbędnych do realizacji planowanych procesów prod.
5. Plan zatrudnienia  ustala poziom i strukturÄ™ zatrudnienia
6. Plan inwestycji i remontów  określa rodzaje i terminy inwestycji i remontów.
7. Plan finansowy  konfrontujÄ… planowane przychody z kosztami.
Funkcja planowania operatywnego polega na określeniu dla każdej najmniejszej jednostki, czyli
dla indywidualnego stanowiska roboczego, jej szczególnego zadania, które przypada na
konkretnie ustalony krótki odcinek czasu.
10. TECHNIKI INFORMATYCZNE W PRODUKCJI.
A) Komputerowo wspomagane systemy wytwórcze CAM:
System przygotowania programów procesu wytwarzania, sterowania, rejestrowania danych o
wynikach procesów, a także obejmujący takie działania organizatorskie jak: planowanie
produkcji, ustalanie terminów dostaw materiałów czy spływu gotowych wyrobów.
CAM można określić jako:
- elastyczny system wytwórczy, który jest w stanie wytwarzać równolegle zestawy różnych
wyrobów, w różnych wielkościach serii, przy zmianach ilościowych i asortymentowych
sterowanych komputerowo,
- system sterowany hierarchicznie, komputerowo nadzorowany i obsługiwany przez mały
zespół ludzi, stanowiący kilka procent personelu, który potrzebny jest do wykonania tych
samych zadań w warunkach konwencjonalnych,
- system, który sam generuje programy obróbki i przebiegu części i podzespołów przez moduły
i stanowiska robocze, zoptymalizowane ze względu na obciążenie i wykorzystanie urządzeń,
cykl produkcyjny, produktywność, zużycie energii, zanieczyszczenie środowiska i ochronę
pracy.
W praktyce przemysłowej w krajach wysokorozwiniętych CAM oprócz wytwarzania w FMS
obejmuje również:
- opracowanie programów i planów operacyjnych obróbki i montażu,
- opracowanie harmonogramów przebiegu i realizacji produkcji,
- optymalizowane sterowanie wytwarzaniem,
- optymalizacyjne sterowanie jakością,
- zarzÄ…dzanie produkcjÄ….
CAM traktowany jest jako rozwinięcie zaprojektowanych i funkcjonujących FMS o niektóre
funkcje związane ze sterowaniem na szczeblu określonego SP, a także jako etap przejściowy dla
zintegrowanego komputerowo wytwarzania.
B) Komputerowo zintegrowane systemy wytwórcze CIM:
- podstawowym celem CIM jest całościowy system dla zintegrowanej realizacji zleceń,
- CIM oznacza zastosowanie komputerów ze wszystkich działach zakładu przemysłowego, w
tym w zakresie planowania i sterowania produkcją, opracowywania ofert dla klientów,
kalkulacji kosztów, zapewnienia jakości.
* * *
Rosnące przenikanie systemów komputerowych do wszelkich sfer zakładu przemysłowego i
integracja tych systemów w jeden ogólnozakładowy system informacyjny wpłynie w przyszłości
na:
- skrócenie cyklu przygotowania i realizacji zleceń,
- obniżkę kosztów własnych,
- poprawienie komunikacji zewnętrznej i wewnętrznej,
- usprawnienie projektowania, planowania i przygotowania produkcji,
- zwiększenie elastyczności i skrócenie realizacji na życzenie klienta,
- redukcje kosztów zamrożenia kapitału (gospodarka zapasami w oparciu o dokładniejsze
planowanie).