Procesy i techniki produkcyjne

Kontakt: Dr inż. Mieczysław Ślósarz A1 III p. 302 slosarz@agh.edu.pl 12 617 45 09 533 407 508

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)

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.

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

sposób oddziaływania na przedmioty pracy (procesy) Kryterium: sposób oddziaływania na przedmioty pracy (procesy) ręczne maszynowo-ręczne maszynowe zautomatyzowane w centrach obróbczych aparaturowe)

charakter przemian (procesy): Kryterium: charakter przemian (procesy): liniowe dezintegracyjne intergracyjne mieszane

struktura procesu (procesy): Kryterium: struktura procesu (procesy): przygotowawcze technologiczne transportowe składowania kontrolno-pomiarowe

stopień złożoności (procesy): Kryterium: stopień złożoności (procesy): proste złożone

następstwo w czasie cykli (procesy): 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) 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.

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.

Półwyrób: wyrób prosty, celowo niewykończony (np 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.

Złożoność wyrobu: - określa stopień skomplikowania wyrobu oraz zbiór określonych reakcji zachodzących między poszczególnymi elementami wyrobu. (W0, W1, ...Wn – wyrób, główny zespół, zespół, podzespół, ..., detal) struktura wyrobu – elementy składowe (detale, podzespoły itd.) powiązane w wyrobie. Istotne są oznaczenia symboliczne uwzględniające strukturę wyrobu (schemat struktury wyrobu)

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: Ip – współczynnik proporcjonalności produkcji Mpn – możliwości produkcyjne n-tej komórki (fazy) produkcyjnej m – liczba komórek produkcyjnych n – numer kolejnej komórki produkcyjnej

Zasada liniowości – brak nawrotów, skrętów, skrzyżowań. Miara: gdzie: lp – najkrótsza (w lini prostej) droga przemieszczania przedmiotów pracy lrz – rzeczywista droga przemieszczania przedmiotów pracy

Zasada ciągłości – nakazuje eliminację z procesu produkcyjnego wszelkich przerw. Stopień ciągłości można określić: gdzie: Ot - okres technologiczny cyklu produkcyjnego Cp - cykl produkcyjny Pp - przerwy w cyklu Wp - współczynnik przerw (przestoju). im większy współczynnik Ic, tym lepiej

Zasada równoległości – nakazuje wykonywanie wyrobów w tym samym czasie (skracanie czasu cyklu). Współczynnik równoległości procesu: gdzie: Cpr - czas cyklu produkcyjnego przy równoległym przebiegu Cprz - czas cyklu rzeczywistego Mniejsze wartości współczynnika równoległości powodują zmniejszenie zapasów produkcji w toku i zamrożenie środków obrotowych

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 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.