+ All Categories
Home > Documents > Ingineria sistemelor de productie

Ingineria sistemelor de productie

Date post: 18-Jun-2015
Category:
Upload: alexalivia
View: 1,550 times
Download: 5 times
Share this document with a friend
50
4. SISTEMUL DE FABRICA|IE Fabrica\ia constituie un proces par\ial al “produc\iei” de bunuri materiale (de tip industrial) având o component[ tehnic[ (func\iuni =i structur[) specifice. Raportul (de ierarhizare) dintre conceptul de produc\ie =i cel de fabrica\ie este un raport între ÎNTREG (produc\ia) =i PARTE (fabrica\ia): produc\ia nu se poate realiza f[r[ fabrica\ie, iar fabrica\ia nu are sens în afara produc\iei. Referitor la aceasta se impune definirea urm[torilor termeni: sarcina de fabrica\ie, procedeu de fabrica\ie, mijloace de fabrica\ie, fabrica\ia industrial[. Sarcina de fabrica\ie stabile=te structurile ce urmeaz[ a fi realizate, configura\iile lor =i rela\iile ce permit alc[tuirea prin îmbinare (asamblare). Ea se elaboreaz[ prin activitatea de proiectare a procesului =i se materializeaz[ în documenta\ia de execu\ie. Conceptul sarcin[ de fabrica\ie, reprezint[ diferen\a calitativ[ ce desparte materia prim[ de produsul cu configura\ia finit[. Procedeul de fabrica\ie este un mod sistematic de executare a unei opera\ii sau =ir de opera\ii având ca scop realizarea unei p[r\i a sarcinii de fabrica\ie. Suma procedeelor de fabrica\ie aplicate pentru realizarea proceselor par\iale de fabrica\ie formeaz[ tehnologia de fabrica\ie. Mijloace de fabrica\ie – totalitatea mijloacelor de munc[ (ma=ini, scule, dispozitive) necesare aplic[rii procedeelor de fabrica\ie. O caracteristic[ important[ a fabrica\iei o constituie neunivocitatea sarcin[-procedeu, adic[ o sarcin[ de fabrica\ie dat[ se poate realiza prin diferite procedee. Alegerea unui anumit procedeu depinde de cantitatea produselor realizate =i de costul procedeelor.
Transcript
Page 1: Ingineria sistemelor de productie

4. SISTEMUL DE FABRICA|IE

Fabrica\ia constituie un proces par\ial al “produc\iei” de bunuri

materiale (de tip industrial) având o component[ tehnic[ (func\iuni =i

structur[) specifice.

Raportul (de ierarhizare) dintre conceptul de produc\ie =i cel de

fabrica\ie este un raport între ÎNTREG (produc\ia) =i PARTE

(fabrica\ia): produc\ia nu se poate realiza f[r[ fabrica\ie, iar fabrica\ia nu

are sens în afara produc\iei.

Referitor la aceasta se impune definirea urm[torilor termeni:

sarcina de fabrica\ie, procedeu de fabrica\ie, mijloace de fabrica\ie,

fabrica\ia industrial[.

Sarcina de fabrica\ie stabile=te structurile ce urmeaz[ a fi realizate,

configura\iile lor =i rela\iile ce permit alc[tuirea prin îmbinare

(asamblare). Ea se elaboreaz[ prin activitatea de proiectare a procesului

=i se materializeaz[ în documenta\ia de execu\ie. Conceptul sarcin[ de

fabrica\ie, reprezint[ diferen\a calitativ[ ce desparte materia prim[ de

produsul cu configura\ia finit[.

Procedeul de fabrica\ie este un mod sistematic de executare a unei

opera\ii sau =ir de opera\ii având ca scop realizarea unei p[r\i a sarcinii

de fabrica\ie. Suma procedeelor de fabrica\ie aplicate pentru realizarea

proceselor par\iale de fabrica\ie formeaz[ tehnologia de fabrica\ie.

Mijloace de fabrica\ie – totalitatea mijloacelor de munc[ (ma=ini,

scule, dispozitive) necesare aplic[rii procedeelor de fabrica\ie.

O caracteristic[ important[ a fabrica\iei o constituie

neunivocitatea sarcin[-procedeu, adic[ o sarcin[ de fabrica\ie dat[ se

poate realiza prin diferite procedee. Alegerea unui anumit procedeu

depinde de cantitatea produselor realizate =i de costul procedeelor.

Page 2: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

167

Fabrica\ia industrial[ poate fi deci definit[ ca procesul de realizare

a sarcinilor de fabrica\ie, constând în transformarea materiei prime în

obiecte – produs, prin aplicarea procedeelor de fabricare cu ajutorul

mijloacelor de fabrica\ie.

4.1 Definirea =i delimitarea sistemului de fabrica\ie

Sistemul de fabrica\ie (S.F.) se consider[ a fi alc[tuit din

mijloacele de fabrica\ie =i leg[turile dintre acestea. S.F. este parte

integrant[ a sistemului de produc\ie =i corespunde practic unei p[r\i a

subsistemului opera\ional al acestuia.

Delimitarea S.F. în raport cu SP se face pe ideea c[, în timp ce SP

este cadrul general al tuturor activit[\ilor necesare realiz[rii produselor,

SF este limitat numai la rezolvarea sarcinilor de fabrica\ie (care sunt

particulariz[ri ale sarcinilor de produc\ie, cu referire la realizarea propriu

– zis[ a obiectelor fizice). Realizarea unei sarcini de fabrica\ie implic[

realizarea anumitor transform[ri, într-o anumit[ succesiune =i în condi\ii

de eficien\[ economic[, ceea ce presupune o anumit[ legare spa\ial[ a

mijloacelor tehnice =i umane =i existen\a unor metode de coordonare a

opera\iilor elementare.

Modelul general al unui sistem de fabrica\ie este prezentat ]n

figura 4.1

4.2 Func\iile sistemului de fabrica\ie Sistemul de fabrica\ie este definit =i limitat numai la rezolvarea

unor tipuri de sarcini ]n cadrul sistemului de produc\ie, legate de

realizarea fizic[ a produselor.

Page 3: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

168

M S M S P P D D

- leg[turi informa\ionale (date, comenzi)

M - materiale, materii prime; P - produse (piese); D - de=euri; S - scule; SPC - sistem par\ial de comand[; SMP - sistem manipulare piese;

SMS - sistem manipulare scule; SL - sistem de lucru SMC - sistem de m[sur[ =i control; SED - sistem evacuare de=euri

Fig. 4.1

Principalele func\ii ale sistemului de fabrica\ie (SF) (generare

form[, modificare propriet[\i, asamblare) =i rela\iile sale cu alte

subsisteme din cadrul sistemului de produc\ie (SP) sunt prezentate în

figura 4.2.

Sistemul de fabrica\ie este str[b[tut de trei fluxuri: materiale, energie =i informa\ie. Analiza acestor fluxuri eviden\iaz[ func\iile elementare ale sistemului de fabrica\ie. a) Fluxul de materiale -M

Un SF poate avea una sau mai multe intr[ri de M (care constituie

fluxul de M – la intrare) =i una sau mai multe ie=iri de M ( având forma

modificat[ fa\[ de intr[ri). Asupra fluxului de M (F.M.) sistemul de

fabrica\ie SF poate avea efecte caracterizate prin: descompunerea,

concentrarea, combinarea sau înlocuirea F.M.

S.M.P.

S.L.

S.M.S.

S.E.D.S.M.C.

S.P.C.

Page 4: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

169

SCp - sistem de concep\ie; T - tem[; Pp - proiect produs; SCd - sistem comand[; ScF - sarcin[ de fabrica\ie; Pr - produs realizat; SDC - sistem de determinare a

calit[\ii; Pv - produs vandabil; SF - sistem de fabrica\ie

Fig. 4.2 Scheme de rela\ii FM / SF (Vi – volum (cantitate) de materiale):

1. Transfer f[r[ modificarea formei (înlocuire):

Pentru suma intr[rilor =i cea a ie=irilor sunt valabile condi\iile de

continuitate calitativ[ =i cantitativ[.

tVΔΔ 1

tVΔΔ 2

tVΔΔ 1 =

tVΔΔ 2

2. Transfer cu concentrare (forma se modific[) (combinare):

tVΔΔ '

1 t

VΔΔ 2 =

tVΔΔ '

1 + t

VΔΔ ''

1

tVΔΔ ''

1

3. Transfer cu separare (forma se modific[) (descompunere):

SF

SF

SCp SCd SF

SDC

T

Pp Pr

ScF

Pv

Generare form[ Modificare propriet[\i Asamblare

Page 5: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

170

tVΔΔ 1

tVΔΔ 2

tVΔΔ 1 =

tVΔΔ 2 + D

D

Problema continuit[\ii analizat[ pe perioade scurte (Δt → 0)

costituie punctul de plecare pentru definirea diferitelor cazuri de

produc\ie. Astfel dac[ pentru o intrare / ie=ire, Vi = Vi (t) este o func\ie

continu[ de timp =i pentru orice interval de timp exist[ tV

t ΔΔ

→Δ 0lim ,

respectiva intrare / ie=ire este constituit[ dintr-un material care curge.

Dac[ aceste condi\ii nu sunt îndeplinite, FM este alc[tuit din unit[\i

separate (buc[\i).

În cazul în care SF divizeaz[ intrarea în mai multe ie=iri,

diferen\ierea lor se face în raport cu sarcina de fabrica\ie. Astfel, una sau

mai multe ie=iri vor reprezenta produse fabricate, iar celelalte vor avea

semnifica\ia de rebuturi =i / sau pierderi tehnologice (de=euri).

Func\iile de modificare a formei, concentrare =i separare a

fluxului de materiale (FM) reprezint[ func\ii elementare ale SF =i se

manifest[ de obicei ca func\ii combinate.

b) Fluxul de energie - E

Energia se constituie ca intrare specific[, dar ca ie=ire nu se

reg[se=te întotdeauna sub form[ energetic[. Energia (E) se consum[

pentru realizarea transform[rii obiectelor (M), respectiv modificarea

propriet[\ilor fizico-chimice sau a formei (restructurarea), asigurarea

transferului în timp =i spa\iu a M etc. Consumul de E se realizeaz[ prin

aplicarea procedeelor de transport =i transformare a E care se constitue ]n

func\ii elementare ale SF.

Page 6: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

171

E. se prezint[ la intrarea în sistem sub diferite forme caracterizate

prin parametrii proprii (de ex. combustibili). Bilan\ul intr[rilor de E. se

realizeaz[ prin convertirea tuturor cantit[\ilor de E. prezent[ (sub diferite

forme) într-o cantitate total[ a uneia din forme (de obicei cea

preponderent[) sau indirect prin corespondentul de combustibil

conven\ional necesar ob\inerii respectivei cantit[\i de E.

E. transformat[ în lucru mecanic de deformare, separare,

deplasare nu se va mai reg[si la ie=ire sub form[ de E. Cercetând, îns[,

transformarea fluxului energetic (FE) dup[ cerin\ele continuit[\ii

cantitative se vor reg[si forme de E. ca ie=iri, în special ca pierderi

(disip[ri), ce înso\esc procesele de transformare =i transport a E. =i

procesele referitoare la obiectele muncii.

Din considerente de utilizare ra\ional[ a E., se prev[d procedee

de recuperare a E. disipate (ED) astfel încât se ob\ine un flux energetic

(FE) secundar ce se poate întoarce par\ial sau total ca intrare în sistem.

Scheme de rela\ii dintre fluxul energetic FE =i sistemul de

fabrica\ie, SF:

1) F[r[ recuperarea energiei disipate (ED):

t

EΔΔ 1

tEΔΔ 2 - cuprins[ în M prelucrate

ED t

EΔΔ 1 ˆ

tEΔΔ 2 + ED

2) Cu recuperarea energiei disipate:

t

EΔ′Δ

t

EΔΔ 1

tEΔΔ 2

ED’

SF

SF

SR

Page 7: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

172

bilan\ul SF: t

EΔ′Δ =

tEΔΔ 2 + ED , t

EΔ′Δ

= t

EΔΔ 1 +

tEr

ΔΔ

bilan\ul SR: ED = t

Er

ΔΔ

+ ED’

SR + SF = SCA (sistem circular activ - o parte din

dispozitivele tehnice ale SF sunt concepute astfel încât s[ se

permit[ recuperarea ED =i folosirea energiei recuperate Er)

c) Fluxul de informa\ie - I

Informa\ia prezint[ particularit[\i calitative =i dificult[\i privind

m[surarea cantitativ[ (exist[ diferite teorii ale I.). Sub raport func\ional,

I este legat[ de fenomenul comunica\iei =i apare ca eveniment ce

modific[ (înl[tur[) starea de nedeterminare.

Din punct de vedere al ISP, un sistem de fabrica\ie (SF) prime=te

informa\ie de lucru - un set de date asupra formei, tehnologiei =i

desf[=ur[rii în timp a procesului. Informa\ia de lucru este prelucrat[ în

cadrul SF, fiind apoi (par\ial) fixat[ (imprimat[) în produse (M).

Principala func\ie informa\ional[ const[ în transferul datelor de

intrare în “forma” obiectelor constituind ie=irea. Func\iile derivate sunt

cele de transformare, separare, combinare =i transfer a I., astfel încât s[

se poat[ manifesta func\ia informa\ional[ principal[.

SF apare astfel =i ca un sistem de comunica\ie, în care un rol

hot[râtor îl are preg[tirea I. corespunz[tor cerin\elor diferitelor

subsisteme =i transmiterea sa. Sub raport structural global, fluxul

informa\ional (FI) permite selectarea =i aplicarea acelor combina\ii între

fluxul de materiale (FM) =i fluxul energetic (FE) care permit realizarea

sarcinii de fabrica\ie alocate sistemului într-o perioad[ dat[.

Page 8: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

173

Fluxul informa\ional (I. de lucru) poate fi structurat în I. de

modelare, I. de comand[ =i I. logistic[, fiecare cu componentele sale.

Componentele FI se transform[ în comenzi care ac\ioneaz[ coordonat

asupra sistemului de lucru astfel încât informa\iile p[r[sesc sistemul

incluse în produse (sub forma materialelor cu informa\ia imprimat[).

d) Func\ia logistic[

Funcţia par\ială care asigură punerea la dispoziţie a materialelor,

energiei =i informaţiei pentru toate subsistemele S.F. este numită funcţia

logistica a S.F.

Principalele operaţii de preg[tire a fluxurilor de intrare:

a) opera\ii de preg[tire a fluxurilor materiale de intrare:

a1. Descompunerea, f[r[ modificarea materiei cu efectul: grup[ri

după criterii diferite;

a2. Concentrarea, f[r[ modificarea materiei cu efectul: ob\inerea

unui flux de intrare combinat, eterogen;

a3. Separare, în vederea ob\inerii formei sau a unui component, cu

efectul: ob\inerea de obiecte cu form[ sau propriet[\i prescrise =i p[r\i

separate (de=euri);

a4. Combinare cu modific[ri ale materiei, cu efecte: ob\inerea de

intr[ri materiale cu un grad mai mare de complexitate decât a

elementelor lor, având noi caracteristici;

a5. Modific[ri structurale: ob\inerea de materiale sau de obicte cu

propriet[\i (caracteristici) prescrise.

b) opera\ii de preg[tire a fluxului de energie

b1. Descompunerea, f[r[ modificarea parametrilor calitativi -

realizarea de sisteme de distribu\ie pentru alimentarea consumatorilor;

b2. Concentrarea unor fluxuri separate - realizarea sistemelor de

alimentare cu mai multe surse;

Page 9: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

174

b3. Transformarea parametrilor calitativi sau a unei forme de

energie în alta - adecvarea fluxului de energie la diferite tipuri de

consumatori;

c) operaţii de preg[tire a fluxului informa\ional

c1. Separarea, f[r[ prelucrare a informa\iei – ob\inerea de date

grupate dup[ diferite criterii;

c2. Depozitarea informa\iei (stocarea) - formarea de baze de date

cu diferite moduri de organizare;

c3. Prelucrarea informa\iei (datelor) - extragerea de semnifica\ii

prin opera\iuni de selectare, combinare =i valorificare (sub formă de

decizii).

4.3. Structura sistemului de fabrica\ie Pornind de la delimitarea func\iei unui S.F. dat, se pot determina

structura, precum =i elementele =i rela\iile dintre acestea, astfel încât s[

fie posibil[ manifestarea (îndeplinirea) func\iei.

Etapele care se parcurg pentru definirea structurii S.F. sunt :

- analiza calitativ[ =i descompunerea func\iei generale a S.F. în

func\ii par\iale. Descompunerea trebuie să ia în considerare intr[rile =i

ie=irile sistemului, deoarece func\iile par\iale se definesc în raport cu

ac\iunea lor asupra fluxurilor din S.F.

- considerarea (analizarea) particularit[\ilor =i cerin\elor

constructive ale (sub)sistemului S.F. care genereaz[ restric\ii în definirea

func\iilor =i / sau gruparea lor.

- definirea subsistemelor purt[toare de func\ii =i stabilirea modului

de conectare a acestora în vederea ob\inerii func\iei generale a

sistemului.

Page 10: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

175

Definirea subsistemelor se realizează pe baza unor ra\ionamente

fundamentate pe următoarele dou[ consideraţii:

a) într-un S.F. trebuie să existe cel puţin un subsistem în care

materia, energia şi informaţia se interconectează direct, rezultând piesa

(considerată un material cu informaţie imprimată)

b) intrările-materiale, energie, informaţie - au o structură ce

necesită operaţii de pregătire şi transformare, neputând fi introduse

direct, nemijlocit în subsistemul de prelucrare.

Se obţine astfel o ordine de structurare logică a subsistemelor în

vederea pregătirii materialelor, energiei şi informaţiei astfel încât acestea

să fie “la dispoziţia” sistemului de prelucrare, adică la momentul t şi în

locul (punctul) S intrările-materiale, energie, informaţie, să fie prezente

în cantităţile şi de calitatea necesare realizării sarcinii de fabricaţie

programate.

Din cele de mai sus rezult[ c[ structura minimal[ a unui S.F.

conţine urm[toarele subsisteme: de lucru (prelucrare), de control, de

comand[, logistic.

Leg[turile dintre acestea sunt prezentate în figura 4.3.

Acest model al sistemului de fabricaţie nu d[ nici o indica\ie

asupra modului în care se structureaz[ sistemul pentru a satisface

cerinţele cantitative ale sarcinii de produc\ie. În func\ie de m[rimea unei

sarcini date, S.F. poate fi alc[tuit dintr-o singură ma=ină sau din mai

multe având sarcini par\iale, derivate din sarcina generală a sistemului.

Func\iilor par\iale coordonate le corespund sisteme par\iale care au

structura compusă din acela=i fel de elemente ca S.F. considerat ca

întreg. Aceste structuri (sisteme parţiale) se numesc cosisteme. Când un

S.F. este alc[tuit din mai multe cosisteme structura sa poate fi stabilit[

prin descompunerea, mai întâi în cosisteme, apoi a unui singur cosistem

Page 11: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

176

în subsistemele sale componente. Aceast[ descompunere este suficient[

pentru a stabili structura tuturor cosistemelor.

Cosistemele (CS1, CS2, …) se interconectează prin fluxuri de

materiale =i informa\ie de coordonare (IC), iar alimentarea cu energie =i

informa\ie se realizează în mod centralizat. Pentru a fi posibil[

conectarea lor, cosistemele trebuiesc concepute ca p[rţi ale S.F., astfel

încât fiecare s[ se poat[ integra funcţional în S.F., devenind subsistem al

acestuia.

IM IC M

M + I M M + I E E E

Fig. 4.3

S.L. - sistemul de lucru ; S.C.F. - sistemul de control al fabricaţiei; S.C. -

sistemul de comandă; S.Lg. - sistemul logistic; E - energie; I - informaţie; IT -

informaţie tehnologică; IC - informaţie de control; IM - informaţie de manipulare; M -

materiale; M + I - piese (produse) materie + informaţie.

În afara conexiunilor generate de fluxurile M, E, I, se eviden\iaz[

=i rela\ii spa\io-temporale, existente între elementele structurale

(subsisteme ale SF).

S.C.

S.L.S.Lg S.C.F.

SF

Page 12: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

177

Pentru cazul structurii minimale, desf[=urarea temporal[ pune în

eviden\[ caracteristicile de func\ionare ale subsistemului: continu[,

alternativ[, intermitent[.

Pentru structura dezvoltat[ în cosistem se eviden\iaz[ o

desf[=urare temporal[: paralel[ sau în serie.

M E I IC IC M + I

Fig. 4.4

Rela\iile spa\iale se refer[ la construc\ia geometric[ a

subsistemelor =i a conexiunilor dintre ele, ce permit realizarea material[

a structurii func\ionale.

Combina\iile tipice de cosisteme în grup[ri spa\iale sunt:

a) atelier pentru produc\ia discontinu[ (discret[);

b) linie în flux pentru produc\ia cu grad ridicat de continuitate.

Conectarea nemijlocit[ a cosistemelor se ob\ine în cazul b) – linie

în flux, fie printr-o ordonare spa\ial[ succesiv[, în func\ie de ordinea

opera\iilor, fie printr-o dispunere paralel[, ce presupune deasf[=urarea

simultan[ a opera\iilor (asupra unor piese diferite). Raportat[ la o pies[,

desf[=urarea nu poate fi decât succesiv[.

CS1 CS2 CS3

S.F

Page 13: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

178

La nivelul actual al tehnologiei =i organiz[rii produc\iei tipul

structurii optime de fabrica\ie se determin[ direct (fig. 4.5), func\ie de

tipul de produc\ie predominant sau tipul de produc\ie la locul de munc[.

Structura optim[ de fabricare asigur[ minimizarea costurilor complete

unitare, Ccu ale obiectelor i,j fabricate, prin adecvarea gradului de

automatizare al opera\iilor k =i a gradului de flexibilitate al fabrica\iei la

tipul produc\iei =i la condi\iile concrete ale acesteia.

Fig. 4.5 CLAF - celule =i linii automate flexibile

UCN - utilaje cu comenzi numerice CCN - centre de prelucrare cu comenzi numerice

UMU - utilaje universale multiopera\ii USP -utilaje specializate

US - utilaje speciale LAR -linii automate rigide

4.3.1 Structuri de fabricare func\ionale

Structurile de fabricare func\ionale ( pe grupe de utilaje sau

locuri de munc[ omogene tehnologic) se aplic[ eficient la produc\ia de

unicate sau de serie mic[. La nivelul actual de dezvoltare al utilajelor

Page 14: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

179

tehnologice, dotarea cu ma=ini, aparate =i echipamente de fabricare-

control a acestor structuri se face dependent de gradul de complexitate a

fabrica\iei:

- la valori mici =i mijlocii ale gradului de complexitate a fabrica\iei cele

mai mici costuri unitare ale produselor le asigur[ utilajele monoopera\ie

cu program variabil =i utilajele comandate manual de operator, echipate

cu SDV - uri universale;

- la valori ridicate ale gradului de complexitate al fabrica\iei, costurile

unitare cele mai mici le asigur[ centrele de prelucrare cu comenzi

numerice =i robo\ii industriali de nivel II pentru manipul[ri =i asambl[ri.

}n general for\ei de munc[ necesare, at`t pentru opera\iile de

fabricare c`t =i pentru preg[tirea tehnic[ a fabrica\iei (programare etc.) i

se cere un nivel ]nalt de calificare =i policalificare.

Amplasarea utilajelor se face diferen\iat func\ie de gabaritul

produselor:

- la produse complexe de mari dimensiuni (nave, avioane, turbine,

aparatura pentru industria chimic[ =i petrochimic[, utilaj minier,

instala\ii de foraj etc.) produsul are pozi\ie fix[ (sta\ionar[), muncitorii

sau echipele de lucru dotate cu utilaje =i echipamente tehnologice

portabile deplas`ndu-se ]n jurul produsului pentru a efectua opera\ii de

fabricare =i control;

- la produse de dimensiuni mici =i mijlocii utilajele =i locurile de munc[

sunt amplasate pe grupe omogene tehnologic (grupa strunguri, grupa

ma=ini de frezat, grupa locuri de munc[ pentru asamblat etc.) iar

produsele sunt deplasate succesiv de la un loc de munc[ la altul pentru a

se efectua opera\iile de fabricare =i control necesare. O amplasare

ra\ional[ pentru asemenea situa\ii ofer[ metoda verigilor, care

localizeaz[ pozi\ia central[ a celui mai solicitat utilaj sau loc de munc[.

Page 15: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

180

Metoda verigilor se folose=te ]n cazul produc\iei de serie mic[ =i

mijlocie, pentru stabilirea succesiunii diferitelor grupe de locuri de

munc[ de acela=i tip ]n cadrul unei sec\ii sau unui atelier de produc\ie cu

specializare tehnologic[.

Prin verig[ se ]n\elege rela\ia tehnologic[ dintre dou[ locuri de

munc[ diferite angrenate ]n acela=i flux tehnologic. }ntre cele dou[ locuri

de munc[ ale unei verigi se pot stabili mai multe leg[turi, fie ]n fluxurile

tehnologice ale unor produse diferite, fie ]n cazul aceluia=i flux

tehnologic.

Criteriul pe baza c[ruia se face amplasarea este frecven\a

leg[turilor dintre locurile de munc[.

}n func\ie de modul de exprimare a frecven\ei leg[turilor, metoda

verigilor poate fi folosit[ ]n dou[ variante cu grade diferite de

aprofundare a studiului de amplasare.

}n prima variant[ fecven\a leg[turilor se exprim[ ]n func\ie de

num[rul felurilor de produse deplasate ]ntre locurile de munc[ analizate.

}n cea de a doua variant[ , este necesar s[ se precizeze modul ]n

care circul[ produsele ]ntre locurile de munc[: individual (bucat[ cu

bucat[) sau pe subloturi.

Dac[ circula\ia produselor se face individual, frecven\a

leg[turilor se exprim[ ]n func\ie de num[rul de unit[\i (buc[\i) deplasate

]ntre locurile de munc[ analizate.

Dac[ circula\ia produselor se realizeaz[ pe subloturi, frecven\a

leg[turilor se exprim[ ]n func\ie de num[rul de subloturi de produse

deplasate ]ntre locurile de munc[ analizate.

}n ambele cazuri ale variantei a doua , criteriul folosit pentru

amplasarea locurilor de munc[ este prezentat sub denumirea generic[ de

intensitatea traficului pe verigile considerate.

Page 16: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

181

Aplicarea metodei verigilor presupune parcurgerea a trei etape de

lucru:

• }n prima etap[ se stabilesc verigile pentru fiecare fel de produs

executat pe locurile de munc[ care urmeaz[ a fi amplasate. Pentru

aceasta se intocme=te tabelul inventarierii verigilor pe produse.

• Etapa a doua are ca obiect determinarea num[rului total de leg[turi

(sub formele specifice de exprimare a lor) =i de verigi pe locuri de

munc[. }n acest scop se folose=te tabelul centraliz[rii leg[turilor =i

verigilor pe locuri de munc[, ]n varianta ]nt`i sau tabelul intensit[\ilor

de trafic, ]n varianta a doua.

• }n etapa a treia se stabile=te varianta teoretic[ de amplasare a locurilor

de munc[ folosindu-se o gril[ cu ochiuri triunghiulare. Dispunerea

locurilor de munc[ ]n v`rfurile triunghiurilor echilaterale din cadrul

grilei se face ]n mai multe subetape succesive, pornindu-se de la locul

de munc[ cel mai solicitat, care se va a=eza ]n centrul grilei. }n jurul

lui se vor pozi\iona celelalte locuri de munc[ pe baza criteriilor

stabilite ]n etapa anterioar[.

4.3.2 Structuri de fabricare celulare

Structurile de fabricare celulare se aplic[ eficient la produc\ia de serie

mic[ =i mijlocie. Prin celul[ de fabricare se ]n\elege grupa de utilaje de

fabricare, manipulare, transport, control, depozitare (max. 20 ... 30

utilaje) dispuse ]ntr-un spa\iu de produc\ie compact, astfel ]nc`t s[ poat[

asigura realizarea tuturor opera\iilor de fabricare a obiectelor dintr-o

familie.

O familie de obiecte i,j este caracterizat[ form[, dimensiuni,

itinerar tehnologic etc. relativ apropiate (exemple: familia de piese tip

carcas[, pl[ci, arbori, ro\i din\ate etc;).

Page 17: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

182

Structura de fabricare celular[ are ca scop maximizarea

flexibilit[\ii produc\iei =i reducerea general[ a costurilor prin reducerea

timpilor de ]ntreruperi (reglementate sau nereglementate), a timpilor de

deservire (tehnic[ =i organizatoric[) =i a timpilor de preg[tire - ]ncheiere,

respectiv prin minimizarea manipul[rilor =i transportului. (OBS. Scopul

structurilor de fabricare func\ional[, celular[ sau pe linie ]n flux

multiobiect pentru aplicarea tehnologiei de grup are ca obiectiv

minimizarea cheltuielilor legate de reglarea utilajelor sau echipamentelor

tehnologice =i de echipare tehnologic[).

Dotarea celulelor de fabrica\ie cu ma=ini aparate =i echipamente

de fabricare =i control se poate face diferit de la utilaje multiopera\ii

universale p`n[ la celule =i linii automate flexibile.

For\a de munc[ necear[ pentru preg[tirea tehnic[ =i pentru

fabricare trebuie s[ aib[ o calificare ridicat[ =i policalificare, iar

amplasarea locurilor de munc[ se face pe baza metodelor de optimizare.

O astfel de metod[ const[ ]n simularea, cu ajutorul calculatorului,

a unui num[r prestabilit de variante de amplasare a locurilor de munc[ =i

]n urm[rirea, pe aceast[ baz[, a varia\iei unei func\ii obiectiv, p`n[ la

ob\inerea unei solu\ii acceptabile sub raportul eficien\ei economice.

Pentru aplicarea acestei metode, suprafa\a de produc\ie a sec\iei

sau atelierului se va ]mp[r\i ]ntr-o mul\ime finit[ de suprafe\e de

amplasare, Sk. Este necesar ca mul\imea suprafe\elor de amplasare s[ fie

egal[ cu mul\imea locurilor de munc[, LI care face obiectul studiului.}n

vederea elabor[rii modelului matematic, se noteaz[ cu Xik, variabila

corespunz[toare amplas[rii locului de munc[ i pe suprafa\a k. Aceast[

variabil[ poate avea dou[ valori:

Xik = 1, atunci c`nd locul de munc[ I este amplast pe suprafa\a k;

Xik = 0, atunci c`nd locul de munc[ nu este amplasat pe suprafa\a

k.

Page 18: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

183

Func\ia obiectiv a modelului presupune minimizarea fluxurilor

tehnologice ale produselor analizate ]n cadrul studiului. Fluxurile

tehnologice se exprim[ prin distna\ele de deplasare a produselor

respective ]ntre locurile de munc[ care urmeaz[ s[ fie amplasate,

conform rela\iilor:

∑∑∑

=+

==

=+

→⋅==

=→=

m

jii

n

ijj

m

jj

n

iiijjj

LLlNdD

npentrujLLlNd

11

11

1

11

)((min)

,...,2,1,)((min)

(3.30)

unde:

dj este distan\a de deplasare a produsului j ]ntre locurile de

munc[ care fac obiectul studiului, conform fluxului tehnologic al

acestuia;

D – distan\a total[ de deplasare a produselor analizate ]ntre

locurile de munc[ care urmeaz[ a fi amplasate;

Nj – num[rul unit[\ilor sau a loturilor de produs j executate ]ntr-o

perioad[ dat[;

)( 11

+=

→∑ ii

n

ij LLl - lungimea total[ a traseelor de transport ]ntre

locurile de munc[ analizate, corespunz[toare produsului j, conform

fluxului tehnologic al acestuia.

Restric\iile modelului matematic sunt date de real\iile:

nipentruX

nkpentruX

n

kik

n

iik

,...,2,1,1

,...,2,1,1

1

1

==

==

=

= (3.31)

care arat[ c[ pe o anumit[ suprafa\[ k se amplaseaz[ un singur loc de

munc[, respectiv c[ un loc de munc[ se amplaseaz[ pe o singur[

suprafa\[.

Page 19: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

184

4.3.3 Structuri de fabricare ]n flux

Structurile de fabrica\ie ]n flux sunt o consecin\[ a

caracteristicilor produc\iei ]n flux, specific[ produc\iei de serie mare =i

mas[. Aceste caracteristici sunt:

- divizarea procesului tehnologic de fabricare, control =i transport ]n

opera\ii relativ simple, stabile, executate ]n paralel, simultan pentru

obiecte diferite =i ne]ntrerupt cu un tact unic, T (min/buc) sau un ritm

unic, R (buc/min). Tactul liniei este definit de intervalul de timp dup[

care la cap[tul ei se livreaz[ un produs finit. Ritmul liniei este definit de

cantitatea de produse finite livrate la cap[tul liniei, ]n unitatea de timp.

- sincronizarea opera\iilor liniei, adic[ structurarea acestora prin divizare

sau concentrare a fazelor, astfel ]nc`t durata lor s[ fie egal[ sau mutiplu

al tactului liniei;

- amplasarea locurilor de munc[ ]n ordinea strict[ a desf[=ur[rii

cronologice a opera\iilor tehnologice;

- transferul obiectelor (repere sau produse) de la un loc de munc[ la altul

]n mod continuu sau discontinuu, dependent de gradul de sincronizare =i

de raportul dintre durata opera\iei tehnologice =i cea a transportului

interoperativ (trecere bucat[ cu bucat[ sau ]n loturi mici);

- asigurarea omogenit[\ii calitative a materialelor =i obiectelor care intr[

pe linie, a interschimbabilit[\ii, a aprovizion[rii la timp =i ritmice (aceste

elemente condi\ioneaz[ func\ional realizarea sincroniz[rii =i atingerea

efectelor favorabile organiz[rii fabrica\iei ]n flux).

Clasificarea liniilor de fabrica\ie ]n flux ]n func\ie de criteriile:

sortimenta\ie, gradul de sincronizare al opera\iilor, caracteristicile

transportoarelor, deplasarea obiectelor, deplasarea operatorilor este

prezentat[ ]n figura 4.6.

Page 20: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

185

Liniile de produc\ie ]n flux monoobiect se aplic[ eficient ]n

cazul produc\iei de mas[, iar cele ]n flux multiobiect - la produc\ia de

serie. Trebuie re\inut fatul c[, deja, ]n prezent peste 70 % din produc\ia

industrial[ din domeniul construc\iilor de ma=ini este de tip serie mic[ =i

mijlocie. Acest lucru justific[ interesul pentru liniile tehnologice

multiobiect flexibile, a sistemelor celulare flexibile conduse de calculator

ca baz[ de constituire a atelierelor flexibile.

Liniile sincronizate denumite linii ]n flux continuu desf[=oar[

opera\iile de fabricare, control =i transport f[r[ ]ntrerupere, f[r[ a=tepr[ri

]ntre opera\ii. Durata opera\iilor este strict egal[ sau multiplu al tactului

liniei.

Liniile par\ial sincronizate, denumite linii ]n flux discontinuu

desf[=oar[ opera\iile de fabricare, control =i transport cu ]ntreruperi, cu

a=tept[ri la locurile de munc[ insuficient ]nc[rcate. Durata opera\iilor nu

este ]ntotdeauna egal[ sau multiplu al tactului liniei, abaterea de la

m[rimea acestuia fiind mai mare de ± 10 %. Reglarea ritmului liniei,

respectiv a tactului se face de c[tre operatori, iar existen\a unor stocuri

intermediare permite ca ritmul de livrare al produselor la cap[tul liniei s[

nu fie perturbat.

Transportoarele pentru liniile ]n flux de fabricare sunt de o mare

varietate =i pot fi:

- de lucru c`nd obiectele fabricate r[m`n pe transportor pe durta

efectu[rii tuturor opera\iilor tehnologice;

- de deplasare c`nd opera\iile tehnologice se efectueaz[ ]n afara

transportorului, obiectele fabricate fiind succesiv luate =i depuse pe

acesta.

}n cazul ]n care obiectele fabricate sunt de gabarite mari (mase

sau volume) liniile de produc\ie se organizeaz[ cu obiecte sta\ionare,

operatorii ]mpreun[ cu echipamentele tehnologice deplas`ndu-se

Page 21: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

186

succesiv de la un obiect la altul. Cel mai frecvent se utilizeaz[, ]ns[,

liniile cu obiect mobil, la care operatorii nu se deplaseaz[ de la un loc de

munc[ la altul dec`t dac[ deservesc mai multe locuri de munc[.

Configura\ia geometric[ a liniei tehnologice poate fi foarte

diferit[ (linie fr`nt[, circular[, configura\ie oarecare) dependent de:

- num[rul de posturi pe linie;

- gabaritele obiectelor fabricate;

- spa\iul disponibil ]n cadrul halei.

Indiferent de configura\ie, amplasarea utilajelor sau locurilor de

munc[ se face pe unul sau dou[ r`nduri, transportul obiectelor pe linie

fiind realizat cu transportoare de deplasare sau de lucru ac\ionate

mecanic sau gravita\ionale. }n cazul liniilor de prelucrare sau de

asamblare manual[ transportoarele de lucru au obligatoriu o mi=care

intermitent[ (pulsatorie).

}n ultimele cinci decenii ]ntreprinderile industriale fac eforturi

continui de modernizare a organiz[rii clasice a produc\iei ]n flux, care a

evoluat de la specializarea introdus[ ]n sec. XVIII de revolu\ia

industrial[ la superspecializarea impus[ ]n anii 1920 ... 1930 de

generalizarea benzii rulante de lucru.

Dezavantajele organiz[rii tayloriste a produc\iei ]n flux se pot

grupa ]n dou[ mari categorii:

a) pentru operatori: munca este s[r[cit[ de con\inutul uman

specific, adic[ de complexitate =i creativitate, muncitorii fiind obliga\i s[

execute la nesf`r=it mi=c[ri repetate simplificate; apari\ia =i men\inerea

unei tensiuni nervoase deosebite datorit[ grijii permanente de a nu se

abate de la tactul liniei ]n flux; oboseal[ prematur[ cauzat[ de monotonia

muncii; limitarea autoperfec\ion[rii =i calific[rii muncitorilor, inclusiv a

c`=tigurilor;

Page 22: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

187

Fig. 4.6

b) pentru ]ntreprindere: m[rirea cu 15 ... 25 % a duratei

opera\iilor cerut[ de echilibrarea acestora =i de siguran\a ]ncheierii

opera\iilor de asamblare; ]nc[rcarea relativ redus[ a capacit[\ii de

produc\ie la multe locuri de munc[ din linie, respectiv la opera\iile care

Par\ial sincronizate

Linia de fabricare ]n flux

Monoobiect Multiobiect

Sincronizate

Transportoare cu mi=care

continu[ sau intermitent[

Mijloace de transport

mecanizate

F[r[ mijloace de transport

De De deplasare

Obiect mobil Obiect sta\ionar

Operatorii nu se deplaseaz[

Operatorii se deplaseaz[

CRITERII (1) Sortimenta\ia (2) Gradul de sincronizare al opera\iilor (3) Caracteristica transportoarelor de obiecte pe linia de fabrica\ie (4) Deplasarea obiectelor (5) deplasarea operatorilor

Page 23: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

188

nu au un caracter de mas[ sau de serie mare; flexibilitatea redus[ a

sistemului de fabirca\ie.

Solu\iile de modernizare a liniilor de fabrica\ie tradi\ionale ]n

flux sunt:

a) pentru operatori:

- ]mbog[\irea muncii prin policalificare, astfel ]nc`t ace=tia s[

poat[ executa toate opera\ile de linia tehnologic[;

- asocierea muncii de execu\ie cu cea de conducere pentru a m[rii

responsabilitatea executantului;

- regim optim al pauzelor de odihn[, care pot ajunge p`n[ la 20

% din timpul de lucru ]n cazul locurilor de munc[ cu solicit[ri grele

fizice, nervoase =i de mediu ambiant;

- asigurarea unui ritm de lucru liber prin prezen\a unor stocuri

tampon interoperative =i organizarea produc\iei consider`nd tactul pe

subloturi ]n locul tactului de fabrica\ie pe obiect.

b) pentru ]ntreprindere, ]n corela\ie cu cele de mai sus, se

modific[ ]n principiu sarcinile de munc[ (alternarea opera\iilor,

poliservirea utilajelor, repartizarea sarcinilor de munc[ pe gruprui mici

de operatori); o alt[ solu\ie este cea de automatizare complet[ a

produc\iei.

Cre=terea flexibilit[\ii liniilor de fabrica\ie ]n flux r[m`ne ]n

continuare un obiectiv important al organiz[rii acestora, impun`nd

utiliz[ri, structuri =i asigur[ri specifice de resurse, inclusiv tipizarea =i

unificarea produselor. Trebuie remarc[ indeosebi extinderea rapid[ a

robotiz[rii liniilor de fabrica\ie ]n flux, o dat[ cu perfec\ion[rile

calitative =i dezvoltarea produc\iei de serie a robo\ilor industriali.

A.Structuri de fabricare ]n flux monoobiect

Page 24: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

189

Fabricarea produselor ]n flux monoobiect se aplic[ eficient ]n

industrie ]nc[ din secolul XVIII (produc\ia de ace, nasturi etc. realizat[

cu opera\ii manuale) =i a cunoscut o dezvoltare puternic[, mai ales ]n

primele decenii ale secolului XX o dat[ cu cre=terea masiv[ a cererii de

bunuri de larg consum. Se apreciaz[ c[ ]n prezent aproximativ 15% din

produsele industriei constructoare de ma=ini =i aparate prezint[

caracteristicile produc\iei de mas[ =i se fabric[ pe linii ]n flux

monoobiect.

Linia de fabrica\ie ]n flux monoobiect (cu nomenclatur[

constant[, monovalent[) este de tip continuu- opera\iile executate la

toate posturile sunt perfect echilibrate, sincronizate.

Se consider[ o astfel de linie ]n flux, pe care se execut[ 3 repere

(j ˆ 1, 2, 3) care terc pe la 6 locuri de munc[ unde se execut[ opera\ii

care au urm[torii timpi operativi:Top,1 ˆ 12 minute, Top,2 ˆ 18 minute,

Top,3 ˆ 6 minute, Top,4 ˆ 6 minute, Top,5 ˆ 18 minute, Top,6 ˆ 12 minute.

Se deduce u=or c[ tactul liniei este Tj ˆ 6 minute, iar num[rul de

posturi dubluri pentru fiecare opera\ie este: mj,1 ˆ 2, mj,2 ˆ 3, mj,3 ˆ1,

mj,4 ˆ 1, mj,5 ˆ 3, mj,6 ˆ2.

Dispunerea locurilor de munc[ pe linia tehnologic[ in flux este

prezentat[ in figura 4.8 iar ]n figura 4.9 – momentul (timpul) prelucr[rii

celor trei produse pe fiecare loc de munc[ (ma=in[).

}n practic[, este greu de realizat de la ]nceput sincronizarea

perfect[ a tuturor opera\iilor, astfel ]nc`t calculul de dimensionare al

unei linii de fabrica\ie ]n flux monoobiect este foarte laborios =i necesit[

experien\[ =i cunoa=terea ]n detaliu a posibilit[\ilor tehnologice

disponibile.

Page 25: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

190

Fig.3.8

Page 26: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

191

Fig.3.9

Page 27: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

192

Problema stabilirii num[rului de opera\ii distincte de fabricare =i

control N ˆ ORj astfel ]nc`t s[ se asigure sincronizarea opera\iilor este

una de optimizare.

Consider`nd situa\ia ]n care nu s-a realizat sincronizarea perfect[

a tuturor opera\iilor linia va funcv\iona cu un ritm r ≠ Tj – tactul de

sincronism. Evident, la fiecare post de lucru va exista un timp mort de

durat[ (r – Topjk). Totaliz`nd timpii mor\i pentru ]ntreaga linie se ob\ine

timpul mort total:

∑−⋅==

N

kopjkTrNd

1

Pentru o durat[ dat[ a sumei timpilor operativi, rezult[ c[ timpul

mort total va fi minim atunci c`nd produsul N x r este minim.

Gruparea fazelor opera\iilor pe linia ]n flux astfel ]nc`t timpul

mort total s[ fie minim poart[ numele de echilibrarea liniei.

Rezolvarea acestei probleme se poate face ]n urm[toarele dou[

variante:

a) se fixeaz[ valaorea tactului =i se caut[ gruparea fazelor ]ntr-un

num[r minim de opera\ii (posturi de lucru);

b) se prestabile=te num[rul de opera\ii (posturi de lucru) =i se

grupeaz[ fazele astfel ]nc`t tactul liniei s[ fie minim.

Varianta a) este mai folosit[ deoarece tactul liniei este impus, ]n

general volumul produc\iei fizice anuale Qjan.

Uneori trebuie ]ns[ utilizat[ varianta b), cum ar fi cazul

reechilibr[rii unei linii existente pentru fabricarea unui produs

reproiectat. }n acest caz num[rul posturilor de lucru este preluat de la

vechea linie, urm`nd a se grupa fazele noului proces tehnologic astfel

]nc`t s[ se ob\in[ un tact minim.

Echilibrarea liniilor tehnologice se poate face utiliz`nd:

Page 28: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

193

- metode matematice: programarea binar[, programarea dinamic[,

modelarea sub forma unei probleme de curgeri ]n re\ele, metode de

c[utare ]n structuri de tip arbore;

- metode euristice.

Termenul de „euristic” provine de la cuv`ntul grec „heuriskein”

care ]nseamn[ „a descoperii” =i este atribuit acelor modele care

utilizeaz[ logica =i bunul sim\ bazate pe observare =i introspec\ie pentru

a rezolva o anumit[ problem[.

Se exemplific[, ]n continuare, modul de lucru al metodelor

euristice consider`nd situa\ia prezentat[ ]n tabelul ….

Faza Predecesor imediat Durata

F1 - 6

F2 - 9

F3 F1 4

F4 F1 5

F5 F2 4

F6 F3 2

F7 F3, F4 3

F8 F6 7

F9 F7 3

F10 F5, F9 1

F11 F8, F10 10

F12 F11 1

Durata total[ 55

Solu\ia optim[ pentru un ritm r ˆ 12, prezentat[ ]n figura 3.10,

con\ine 5 opera\ii (posturi de lucru) care grupeaz[ fazele procesului

tehnologic conform =irului (barele verticale delimiteaz[ posturile):

Page 29: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

194

F1, F4,│F2, │F3, F7, F5, │F9, F6, F8, │F10, F11, F12. Spunem c[

acest =ir este executabil deoarece sunt respectate toate rela\iile de

preceden\[ - succesiune; nici-o faz[ nu s-a introdus ]n =ir ]nainte ca to\i

predecesorii s[i s[ fac[ deja parte din =ir.

Fig. 3.10

Dac[ pentru o anumit[ problem[ de echilibrare construim toate

=irurile executabile =i apoi pentru fiecare =ir grup[m fazele sub forma

posturilor de lucru ]n ordinea dat[, av`nd grij[ ca la nici un post suma

duratelro s[ nu dep[=easc[ valaorea ritmului ]nseamn[ c[ de fapt facem o

enumerare exhaustiv[ a tuturor posibilit[\ilor de organizare a liniei,

dintre care se va alege aceea solu\ie care are num[rul minim de posturi.

Evident , enumerarea complet[ nu poate constitui o metod[ practic[ de

rezolvare din cauza num[rului foarte mare de =iruri executabile.Tocmai

de aceea, orice procedur[ euristic[ renun\[ la aceast[ enumerare

exhaustiv[. Nu construie=te dec`t un singur =ir executabil. Pentru

aceasta, de fiecare dat[ c`nd o nou[ faz[ trebuie ad[ugat[ =irului aceasta

se alege din mul\imea fazelor ]nc[ neincluse, folosind o regul[ de

selec\ie.

Page 30: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

195

Procedura euristic[ 1 este bazat[ pe urm[toarele reguli:

1. Din setul de faze executabile se selecteaz[, ]n vederea introducerii ]n

=ir, mai ]nt`i faza cu cel mai mare num[r de succesori imedia\i (o faz[

este executabil[ atunci c`nd to\i predecesorii ei imedia\i au fost deja

inclu=i ]n =ir; o faz[ f[r[ predecesori este de la bun ]nceput executabil[).

2. }n caz c[ dou[ sau mai multe faze au acela=i num[r total de succesori,

se alege dintre aceste faze, una la ]nt`mplare.

Pe baza acestei proceduri se poate ob\ine (din ]nt`mplare, pentru

c[ exist[ multe faze care au un singur succesor =i atunci preponderent[

devine regula 2) urm[torul =ir executabil:

F1, F3, F6, │F4, F8, │F7, F2, │F5, F9, F10, │F11, F12

iar echilibrarea liniei are solu\ia prezentat[ ]n figura 3.11

Fig. 3.11

Procedura euristic[ 2:

1. Se intocme=te lista fazelor executabile.

2. Din aceast[ list[ se selecteaz[ acele faze ale c[ror durate nu dep[=esc,

fiecare ]n parte, timpul r[mas p`n[ la limita valorii ritmului ]n postul

curent aflat ]nconstruc\ie; numim aceste faze „candida\i”. Dac[ nu se

poate gasi nici un candidat ]nseamn[ c[ postului curent nu i se mai poate

aloca nici o alt[ faz[ =i se trece la postul urm[tor.

Page 31: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

196

3. Se alege dintre candida\i o faz[ la ]nt`mplare =i se atribuie postului

aflat ]n construc\ie.

4 Se repet[ pa=ii 1, 2, 3 p`n[ ce toate fazele sunt cuprinse ]n posturi de

lucru.

Procedura euristic[ 3 (regula timpului cel mai lung de operare (TLO):

1. Pe baza condi\iilor de preceden\[ se include ]n =ir, ca prim[ faz[ a

postului, faza cu timpul cel mai lung de operare.

2. dup[ includerea fazei ]n cadrul postului se determin[ timpul r[mas

p`n[ la atingerea ritmului impus.

3. Se introduce ]n cadrul postului faza care ]i creaz[ un timp total c`t mai

aproape de ritm. Se men\in rela\iile de preceden\[. }n cazul ]n care durata

fazelor dintr-un post dep[=e=te ritmul, se revine la regula 1. Se continu[

p`n[ c`nd toate fazele au fost atribuite posturilor.

B. Structuri de fabricare ]n flux multiobiect

Se estimeaz[ c[ ]n prezent circa 75 % din produsele industriei

constructoare de ma=ini =i aparate prezint[ caracter de produc\ie de serie

=i se pot fabrica eficient pe linii ]n flux multiobiect, respectiv ]n celule

de fabrica\ie flexibile. La nivelul actual de dezvoltare al utilajelor

tehnologice dotarea cea mai eficient[ a liniilor multiobiect este realizat[

cu centre de fabricare CCN, utilaje cu comenzi numerice UCN =i robo\i

industriali. Dac[ se dispune numai de utilaje universale UMU sau

specializate USP devine obligatorie echiparea acestora cu SDV-uri de

grup, care asigur[ o durat[ minim[ de reglare la trecerea de la un

sotiment la altul.

For\ei de munc[ direct productive i se cere o calificare mijlocie

dac[ opera\iile efectuate sunt manuale sau manual-mecanice, iar for\ei de

munc[ indirect productive (pentru preg[tirea tehnic[, reglare, ]ntre\inere-

reparare) i se cere o calificare ]nalt[ =i policalificare.

Page 32: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

197

Amplasarea utilajelor, locurilor de munc[, ridic[ problema

optimiz[rii dup[ criteriul „minim de ]ntoarceri” ale obiectelor pe linie. }n

acest caz se utilizeaz[ ]ndeosebi, metoda gamelor fictive.

Metoda gamelor fictive se folose=te ]n produc\ia de serie mare pentru stabilirea suucesiunii locurilor de munc[ pe o linie de produc\ie ]n flux destinat[ execut[rii mai multor feluri de produse cu un grad mare de asem[nare tehnologic[ =i cu fluxuri tehnologice relativ lungi. Metoda se bazeaz[ pe urm[torul ra\ionament: ]n succesiunea

opera\iilor necesare pentru executarea mai multor feluri de produse, mai

ales c`nd acestea au un grad mare de asem[nare tehnologic[, pot exista

anumite opera\ii identice, comune pentru mai multe dintre aceste

produse, situate la acela=i num[r de ordine (rang) fa\[ de ]nceputul

fluxului tehnologic. }n aceste condi\ii se poate stabili o gam[ fictiv[ de

opera\ii care va exprima ordinea logic[ de amplasare pe linia de

produc\ie ]n flux a diferitelor locuri de munc[.

Gama fictiv[ de opera\ii cuprinde succesiunea opera\iilor

comun[ pentru toate produsele analizate, ]n cadrul c[reia unele dintre

acestea sunt fictive pentru anumite feluri de produse. Din gama fictiv[ de

opera\ii rezult[ gamele de opera\ii individuale ale tuturor produselor din

nomenclatura analizat[.

Spre exemplu, produsele P1, P2, P3 =i P4 au urm[toarele fluxuri

tehnologice:

P1: L1→ L2→ L4→ L5→ L6;

P2: L1→ L3→ L2→ L4→ L6;

P3: L2→ L3→ L4→ L6→ L5;

P4: L3→ L2→ L4→ L5

Gama fictiv[ de opera\ii este: L1→L2→L3→L2→L4→L5→L6→L5

care va asigura o amplasare a locurilor de munc[ pe linia ]n flux, f[r[

nici-o ]ntoarcere ]n fluxurile tehnologice ale celor patru feluri de

produse.

Page 33: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

198

Criteriul folosit ]n metoda gamelor fictive, pentru amplasarea

locurilor de munc[ pe linia de produc\ie ]n flux este: frecven\a

opera\iilor pe numerele de ordine ale execu\iei lor, potrivit fluxurilor

tehnologice ale produselor analizate. }n raport cu modul de exprimare a

frecven\ei opera\iilor, metoda gamelor fictive poate fi aplicat[ ]n dou[

variante.

}n prima variant[, frecven\a opera\iilor se exprim[ ]n func\ie de

num[rul felurilor de produse executate pe locurile de munc[ care

constituie obiectul studiului de amplasare.

}n varianta a doua cu grad mai mare de aprofundare, frecven\a

opera\iilor se exprim[ ]n func\ie de cantit[\ile de produse executate ]ntr-

o anumit[ perioad[ pe locurile de munc[ care vor fi amplasate.

Aplicarea metodei gamelor fictive, ]n oricare din variantele

anterioare, presupune parcurgerea mai multor etape de lucru.

• }n prima etap[ se prezint[ grafic gamele de opera\ii ale produselor

analizate, ]n situa\ia existent[ sau ini\ial[ de proiectare.

• Etapa a doua are ca obiect stabilirea frecven\ei opera\iilor pe ranguri

ale acestora =i pe locuri de munc[. }n acest scop se ]ntocme=te tabelul

frecven\ei opera\iilor ]n situa\ia existent[ sau ini\ial[ de proiectare.

Con\inutul acestuia se diferen\iaz[ ]n raport cu varianta folosit[

pentru aplicarea metodei gamelor fictive, a=a cum se exemplific[ ]n

tabelele… Analiza situa\iei existente sau a vairantei ini\iale de

proiectare scoate ]n eviden\[ caracterul nera\ional al fluxurilor

tehnologice studiate: ]n cadrul acestora exist[ multe ]ntoarceri =i

circuite lungi.

• Etapa a treia este destinat[ elabor[rii variantei teoretice ]mbun[t[\ite

de amplasare a locurilor de munc[ studiate. }n general, locurile de

munc[ vor fi a=ezate ]n ordinea cresc[toare a rangurilor medii ale

opera\iilor efectuate la fiecare dintre acestea. Etapa se finalizeaz[ prin

Page 34: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

199

elaborarea tabelului frecven\ei opera\iilor pentru situa\ia

]mbun[t[\it[.

• Pentru verificarea fluxurilor tehnologice analizate, ]n etapa a patra se

realizeaz[ o nou[ reprezentare grafic[ a gamelor de opera\ii ale

produselor. Aceasta se deosebe=te de reprezentarea grafic[ ini\ial[

prin ordinea de ]n=iruire a locurilor de munc[, care va asigura un

num[r mai mic de ]ntoarceri =i circuite lungi.

• Atunci c`nd este cazul, ]n etapa a cincea se analizeaz[ separat fiecare

]ntoarcere care se mai men\ine ]n gamele de opera\ii ]mbun[t[\ite ale

produselor. Scopul analizei este de a g[si modalit[\i organizatorice de

eliminare a acestora, care sunt:

- inversarea pozi\iei celor dou[ locuri de munc[ ]ntre care se

men\ine ]ntoarcerea, atunci c`nd prin aceasta nu se realizeaz[

]ntoarcerea altui produs;

- plasarea celor dou[ locuri de munc[ ]ntre care se men\ine

intoarcerea pe acela=i nivel, realiz`ndu-se astfel o amplasare a

locurilor de munc[ pe dou[ linii paralele sau cu scoaterea numitor

locuri de munc[ ]n afara liniei;

- folosirea mai multor locuri de munc[ de acela=i tip care se vor

amplasa pe niveluri diferite.

Pentru justificarea economic[ a acestei m[suri, se va analiza

]nc[rcarea locurilor de munc[ studiate sub raportul amplas[rilor. Analiza

are ca obiect determinarea ]nc[rc[rii fiec[rui loc de munc[, pe ranguri

ale opera\iilor executate =i pe total =i calcularea pe aceast[ baz[ a

num[ruli necesar de locuri de munc[ de acela=i tip. Pot fi folosite mai

multe locuri de munc[ de acela=i tip amplaste pe niveluri diferite, numai

atunci c`nd ]nc[rcarea fiec[ruia dintre acestea justific[ adoptarea unei

astfel de m[suri organizatorice.

Page 35: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

200

4.4 Capacitatea sistemelor de fabrica\ie Capacitatea sistemelor de fabrica\ie poate fi definit[ numai cu

referire la o sarcin[ de fabrica\ie. }n acest context se pot pune ]n eviden\[

cele dou[ componente ale sale:

- capacitatea cantitativ[, care are =i semnifica\ia unei <viteze de

fabrica\ie> - num[r de sarcini de fabrica\ie ce pot fi realizate ]n unitatea

de timp;

- capacitatea calitativ[, care are semnifica\ia gradului de coresponden\[

dintre cerin\ele tehnologice ale unei sarcini de fabrica\ie =i posibilit[\ile

tehnice ale diferitelor mijloace de fabrica\ie.

4.4.1 Capacitatea cantitativ[

Capacitatea cantitativ[ reprezint[ produc\ia maxim[ de o anumit[

sortimenta\ie =i calitate care se poate realiza ]ntr-un sistem de fabrica\ie,

]n decursul unui interval de timp dat, ]n condi\ii tehnico-organizatorice

optime, f[r[ a se lua ]n considerare locurile ]nguste.

Prin loc ]ngust ]ntr-un sistem de fabrica\ie se ]n\elege

subsistemul cu o capacitate cantitativ[ mai mic[ dec`t a subsistemului

principal. Subsistemul principal se caracterizeaz[ prin importan\a ]n

procesul tehnologic, ponderea maxim[ a capitalului fix investit =i/sau ]n

volumul de munc[ necesar fabric[rii sortimentelor considerate.

Subsistem principal poate fi:

- un loc de munc[ sau grup de locuri pentru atelierul care le

include =i care indeplinesc condi\iile de mai sus;

- un atelier, pentru sec\ia care ]l cuprinde;

- una din sec\iile de baz[ ale ]ntreprinderii.

Page 36: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

201

Deci, capacitatea cantitativ[, Cp caracterizeaz[ posibilit[\ile

poten\iale de fabrica\ie ]ntr-o perioad[ considerat[. ea nu se confund[ cu:

- volumul produc\iei fizice planificate, Qpl;

- volumul produc\iei fizice realizate, Qef.

Unit[\ile de m[sur[ ale capacit[\ii de produc\ie sunt acelea=i cu ale

volumului de produc\ie ]n unitatea de timp a perioadei de plan (u.t.p.p.):

- unit[\i naturale: kg, m2, buc., etc./utpp;

- unit[\i natural-conven\ionale, aleg`ndu-se ]n mod conven\ional

un anumit produs de baz[, restul produselor echival`ndu-se pe baza unor

coeficien\i, ]n func\ie de acest acest produs reprezentativ (tractoare de 15

CP/utpp, vagoane cu dou[ osii/utpp etc.).

Exprimarea capacit[\ii cantitative ]n unit[\i valorice este imprecis[

datorit[ ponderilor diferite cu care intr[ ]n diverse produse materialele =i

manopera =i datorit[ varia\iei pe pia\[ a pre\ului produsului respectiv.

Exprimarea ]n unit[\i de timp face referire numai la fondul de timp

al utilajelor =i este deasemeni neindicat[.

O variabil[ de performan\[ a proceselor =i sistemelor de fabrica\ie o

constitue indicele de utilizare a capacit[\ii cantitative definit ]n principiu

de rela\ia:

1≤=p

uc CQ

I (3.19)

unde Q este produc\ia planificat[ sau efectiv realizat[, UM/utpp;

Cp – capacitatea cantitativ[, UM/utpp.

Capacitatea cantitativ[ =i indicele de utilizare a capacit[\ii sunt

influen\a\i de:

- intr[rile ]n sistem, resurse: mijloacele de munc[, for\a de munc[,

obiectele muncii, procesele tehnologice de fabricare, normele de munc[;

- ie=irile din sistem: produse sau servicii.

Page 37: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

202

Ace=ti factori de influen\[ sunt eviden\ia\i ]n rela\ia de principiu

pentru calculul capacit[\ii cantitative:

Tcpcp N

FMNFMC1

⋅⋅=⋅⋅= , buc/utpp (3.20)

unde Mc este o m[rime caracteristic[ a mijloacelor de munc[ din

dotarea sistemului de fabrica\ie considerat;

F – fondul de timp al perioadei de plan;

Np – norma de produc\ie;

NT – norma de timp.

A. Ie=irile din sistem, sortimenta\ia fabrica\iei (produsele i,

reperele j) influen\eaz[ m[rimea capacit[\ii cantitative prin

caracteristicile produsului sau reperului (gabarit, grad de dificultate al

fabrica\iei) care determin[ valori diferite pentru norma de produc\ie sau

pentru norma tehnic[ de timp =i necesit[ valori diferite ale m[rimii Mc

(regimuri de lucru diferite ale mijloacelor de munc[).

Fabrica\ia de sortiment optim este cantitatea dintr-un obiect

oarecare (produs sau reper) fabricat[, care conduce la valori maxime ale

indicelui de utilizare a capacit[\ii cantitative, ]n condi\iile unei dot[ri cu

mijloace de munc[ =i unei calific[ri a for\ei de munc[ date.

B. Mijloacele de munc[ indiferent de diversitatea lor func\ional[ =i

opera\ional[ pot avea trei categorii de m[rimi caracteristice Mc:

- nu, buc – num[rul de utilaje;

- Ap, m2 – aria suprafe\ei productive (asamblare, turn[torie etc.);

- V, m3 – volumul productiv (tratamente termice, acoperiri

electrochimice etc.).

La calcularea capacit[\ii de produc\ie se iau ]n considerare toate

utilajele aflate ]n fucn\iune =i cele planificate a fi instalate ]n perioada de

timp considerat[, cu excep\ia celor planificate pentru repara\ii.

C. Fondul de timp se exprim[ prin urm[toarele m[rimi:

Page 38: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

203

C1.

sszcc dnnF ⋅⋅= , ore/utpp (3.21)

Fc – fondul de timp calendaristic;

ns – num[rul de schimburi, ]n CM uzual ns = 3;

ds – durata unui schimb (8 ore inclusiv pauzele reglementate);

nzc – num[rul de zile calendaristice.

C2.

( )[ ] sszsznzcn dnnnnF ⋅⋅+−= (3.22)

Fn – fondul de timp nominal;

nzn – num[rul de zile nelucr[toare (52 + 52 s`mbete =i duminici);

nzs – num[rul de zile s[rb[tori legale (6 … 8 zile pe an).

C3.

( )[ ] ( )[ ] rpssazzsznzcssazzrpzsznzcd kdnnnnndnnnnnnF ⋅⋅⋅++−=⋅⋅+++−= ]]

(3.23)

Fd – fondul de timp disponibil;

nzrp – num[rul de zile pentru repara\ii preventiv planificate;

krp – coeficient care exprim[ reducerea fondului de timp disponibil

ca urmare a repara\iilor preventiv planificate ale utilajelor, krp =

0,88…0,97;

nz]a – num[rul de zile de ]ntreruperi aprobate.

C4.

ssnzdef dnnFF ⋅⋅−= ] (3.24)

Ff –fondul de timp efectiv;

nz]n – num[r de zile de ]ntreruperi neaprobate, datorate unor

deficien\e de natur[ tehnico-organizatoric[ =i de conducere (repara\ii

accidentale ale utilajelor, lips[ de comenzi, materie prim[, componente,

energie, for\[ de munc[ etc.)

C5.

Page 39: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

204

sszrefu dnnFF ⋅⋅−= (3.25)

Fu – fondul de timp util;

nzr – num[rul de zile consumat pentru remanieri =i rebuturi.

C6.

( ) sszrpzct dnnnF ⋅⋅−= (3.26)

Ft – fondul de timp tehnic.

}n concluzie structura fondului de timp se prezint[ astfel:

Fc – fondul de timp calendaristic, corespunz[tor nzc – num[r de zile calendaristice

Fn – fondul de timp nominal, f[r[ nzn – num[r zile nelucr[toare =i nzs – num[r zile s[rb[tori legale

nzn

(52+52) nzs

6…8 Fd – fondul de timp disponibil, f[r[ nzrp – num[r zile pentru repara\ii preventiv-planificate =i nz]a - ]ntreruperi aprobate

nzrp nz]a

Fef – fondul de timp efectiv, f[r[ nz]n - ]ntreruperi neaprobate

nz]n

Fu –fondul de timp util, f[r[ nzr - ]ntreruperi pentru remanieri =i rebuturi

nzr

Ft –fondul de timp tehnic nzrp

Dac[ pentru calculul capacit[\ii cantitative se utilizeaz[ fondul de

timp tehnic se define=te capacitatea cantitativ[ tehnic[ iar dac[ se

utilizeaz[ fondul de timp disponibil – capacitatea cantitativ[ de regim.

D. Norma de munc[ exprimat[ prin norma de produc\ie Np, buc/ut,

sau prin norma de timp NT, ut/buc, are valori diferite pentru aceea=i

opera\ie tehnologic[ efectuat[ asupra aceluia=i reper al unui produs dat,

]n func\ie de:

- tehnologia de fabricare;

- gradul de mecanizare/automatizare;

- organizarea produc\iei =i a muncii;

- calificarea executan\ilor;

- calitatea materialelor =i componentelor.

Page 40: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

205

Nivelul cel mai favorabil (Np maxim respectiv NT minim) se ia ]n

considerare pentru calculul capacit[\ii tehnice. Aceasta se asigur[ de

tehnologia, dotarea, calificarea =i organizarea optim[ a fabrica\iei,

dependente de tipul produc\iei.

La determinarea capacit[\ii de regim se consider[ norma de

produc\ie sau norma de timp prescrise ]n documenta\ia tehnologic[ =i

afectate de coeficientul mediu de ]ndeplinire a normelor.

}n industriile cu flux discontinuu, a=a cum este industria

constructoare de ma=ini, spre deosebire de industriile cu <foc continuu>

(energie electric[, metalurgie) apare un decalaj considerabil ]ntre

posibilit[\ile poten\iale de fabrica\ie (capacitatea cantitativ[ tehnic[) =i

utilizarea lor efectiv[ (capacitatea cantitativ[ de regim).

4.4.2 Capacitatea calitativ[

Exprim[ tipul sarcinilor de fabrica\ie ce le poate realiza sistemul

de fabrica\ie =i ca urmare va fi definit prin parametri caracteristici

sarcinilor de fabrica\ie. Fiecare astfel de sarcin[ solicit[ o anumit[

capacitate calitativ[ a sistemului, care este realizat[ printr-o anumit[

combinare de caracteristici tehnice. Pentru ma=ini-unelte, se iau în

considerare – de exemplu, la determinarea capacit[\ii calitative,

urm[toarele caracteristici (principale):

• m[rimea =i organizarea spa\iului de lucru;

• tipul, num[rul =i amplasarea mijloacelor de a=chiere;

• domeniile de varia\ie a parametrilor tehnologici =i distribu\ia

pe trepte de reglare;

• echiparea permanent[ cu dispozitive, inclusiv cele de m[sur[ =i

control;

• precizia =i calitatea suprafe\ei ce se pot ob\ine.

Page 41: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

206

Procedeul tehnologic influen\eaz[, la rândul s[u, capacitatea

calitativ[, mijloacele de fabrica\ie trebuind s[ aib[ =i caracteristici

orientate spre cerin\ele acestui proces. Dintre caracteristicile ma=inilor-

unelte, viteza de a=chiere =i precizia dimensional[ depind, în primul rând

de tipul (felul) procesului tehnologic.

În vederea evalu[rii unor componente ale capacit[\ii calitative

ma=inile se clasific[ în “ma=ini universale” =i “ma=ini speciale” pentru

fiecare existând defini\ii diferite.

Ma=inile universale pot fi concepute pentru un procedeu =i o mare

varietate de sarcini sau pentru mai multe procedee =i mai multe sarcini

de fabrica\ie.

Ma=inile specializate pot fi concepute fie în raport cu procedeul

(realizeaz[ mai multe faze ale aceluia=i procedeu la o pies[ sau un num[r

redus de tipuri de piese) sau în raport cu sarcina de fabrica\ie (pot aplica

un num[r diferit de procedee asupra unui anume tip de pies[ ≡ sarcin[ de

fabrica\ie).

Mijloacele de fabrica\ie ce pot realiza numai o singur[ sarcin[ de

fabrica\ie nu sunt adecvate pentru produc\ia de serie.

Modul de conectare a mijloacelor de fabrica\ie influen\eaz[ atât

capacitatea calitativ[ cât =i costul realiz[rii unei sarcini date. Înl[n\uirea

mijloacelor de fabrica\ie va fi caracterizat[ prin distribu\ia spa\ial[ =i

succesiunea în timp a opera\iilor =i a obiectelor de lucru. Materializarea

conect[rilor se face în primul rând prin fluxul obiectelor de lucru.

Diferitele sisteme de transport pot integra fizic, într-o m[sur[ diferit[,

mijloacele de lucru cu cele de transfer, manipulare depozitare în sisteme

de fabrica\ie diverse. Pentru fabrica\ia de serie, modelele de structurare

spa\ial[ prezint[, ca extreme atelierul de procedeu =i linia de obiect.

În timp ce, în cazul atelier pe procedeu, principiul de structurare

este asem[narea procedeului folosit =i nu are în vedere nici un element

Page 42: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

207

legat de succesiunea sarcinilor de fabrica\ie, în cazul linie pe obiect,

mijloacele de fabrica\ie se amplaseaz[ în concordan\[ cu succesiunea

opera\iilor necesare realiz[rii unei anumite sarcini de fabrica\ie.

În fabrica\ia de serie, diferitele sarcini de fabrica\ie necesit[ de

regul[ succesiuni diferite ale opera\iilor, cerin\[ ce nu poate fi îndeplinit[

în cazul liniei pe obiect. Deoarece aceast[ structur[ prezint[ cel mai

mare poten\ial de automatizare, trebuie s[ fie prev[zut[ cu posibilit[\i de

transformare, care s[-i permit[ s[ se adapteze la diferite sarcini de

fabrica\ie =i s[ p[streze avantajele structur[rii în flux a opera\iilor.

4.4.3 Calculul capacit[\ii sistemelor de fabrica\ie

Particularit[\ile procesului de produc\ie ]n construc\ia de ma=ini

implic[ respectarea urm[toarele principii de baz[, menite s[ asigure

efectuarea unitar[, la nivelul diferitelor sisteme de fabrica\ie, a caculului

capacit[\ii cantitative, Cp.

a) Capacitatea unei ]ntreprinderi se determin[ numai ]n func\ie de

compartimentele productive de baz[ (turn[torie, forj[,

construc\ii metalice, prelucr[ri mecanice, tratament termic,

asamblare). Restul compartimentelor: auxiliare (scul[rie,

]ntre\inere-repara\ii) de servire (transport depozitare) =i anexe

(prelucrarea de=eurilor) au influen\[ asupra indicelui de

utilizare a capacit[\ii.

b) Determinarea capacit[\ii ]ntreprinderii ]ncepe cu efectuarea

calculelor pentru nivelurile inferioare (loc de munc[, grupe de

utilaje) =i se continu[, succesiv cu stabilirea capacit[\ii la

nivelurile superioare (atelier, sec\ie, ]ntreprindere) func\ie de

subsistemul principal.

Page 43: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

208

c) La determinarea capacit[\ii de produc\ie se admite existen\a

unui grad de asigurare normal al sistemului de fabrica\ie cu

resurse materiale =i umane, f[r[ a se lua ]n considerare

deficien\ele de orice natur[ care vor influen\a indicele de

utilizare al capacit[\ii.

d) Capacitatea are un caracter dinamic fiind influen\at[ simultan

de difer\i factori, ceea ce face necesar[ recalcularea ei pentru

eviden\ierea modific[rilor ]n timp.

}n conformitate cu aceste principii, determinarea capacit[\ii

parcurge urm[toarele etape:

I. Culegerea =i prelucrarea informa\iilor primare de la

compartimentele:

- proiectare tehnologic[;

- organizarea produc\iei;

- mecano-energetic;

- planificare.

Informa\iile primare necesare sunt:

- produc\ia fizic[ planificat[, QI,pl, buc/utpp, pentru produsul I;

- num[rul de repere j al; fiec[rui produs I;

- num[rul de utilaje, buc, pe grupe de utilaje m = 1,2, …, U

- ariile suprafe\elor productive, Ap, m2;

- elementele necesare pentru calculul fondului de timp;

- normele de timp sau de produc\ie pentru fiecare opera\ie k;

- coeficien\ii medii de ]ndeplinire ai normelor

II. Calculul capacit[\ii de produc\ie pentru sistemul considerat,

inclusiv a locurilor ]nguste (cu deficit de capacitate de produc\ie) =i a

locurilor largi (cu excedent de capacitate de produc\ie) prin una

dinurm[toarele dou[ metode:

Page 44: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

209

a) Metode bazate pe rela\ia de principiu pentru calculul

capacit[\ii, aplicate ]n cazul unei ]ntreprinderi existente, pentru

care sunt impuse sarcinile produc\iei fizice conform unor

criterii de optimizare (conjunctur[ economic[, balan\e de plan)

=i sunt date/cunoscute m[rimile caracteristice Mc, Np, NT.

b) Metode bazate pe programarea matematic[ care urm[resc

optimizarea sistemului dup[ diferite criterii:

• Minimizarea num[rului de utilaje;

• Minimizarea investi\iilor necesare dezvolt[rii sau reutil[rii;

• Maximizarea indicelui de utilizare a capacit[\ii, ceea ce este

echivalent =i cu optimizarea planului de produc\ie.

Aceste metode se aplic[ ]n cazul ]ntreprinderilor noi sau a celor care se

reorganizeaz[/restructureaz[.

III. Elaborarea unui plan de m[suri tehnico-organizatorice pentru

eliminarea deficitului de capacitate =i ]nc[rcarea excedentului.

4.4.4 }mbun[t[\irea utiliz[rii capacit[\ii de fabrica\ie

Consider`nd factorii de influen\[ ai capacit[\ii de produc\ie de

regim, ]mbun[t[\irea capacit[\ii de produc\ie se poate face ]n general

prin:

1. m[suri cu caracter extensiv : m[rirea fondului de timp

disponibil prin extinderea lucrului ]n trei schimburi (dac[ se

poate asigura fo\a de munc[ necesar[, inclusiv prin poliservirea

utilajelor) =i reducerea duratei repara\iilor, inclusiv prin

efectuarea lor]n zilele sau pe duratele schimburilor

nelucr[toare; folosirea tuturoe utilajelor din inventarul

Page 45: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

210

]ntreprinderii =i cre=terea gradului de ocupare a surpafe\elor

productive.

2. m[suri cu caracter intensiv : reducerea duratei normei de timp

=i cre=terea coeficientului mediu de ]ndeplinire a normelor prin

optimizarea regimurilor tehnologice, a dot[rii cu SDV-uri, a

mecaniz[rii – automatiz[rii func\ie de m[rimea seriei de

fabrica\ie, aplicarea de tehnologii noi prin cre=terea calific[rii

executan\ilor, eliminarea rebututrilor =i remanierilor,

simplificarea constructiv[ =i tehnologic[ a produselor.

3. M[suri cu caracter intensiv – extensiv : extinderea organiz[rii

]n flux a fabrica\iei, aplicarea metodelor avansate de conducere

=i de organizare a muncii, extinderea cooper[rii cu alte

]ntreprinderi fie pentru acoperirea deficitelor fie pentru

]nc[rcarea excedentelor de capacitate de produc\ie.

4. Numai dup[ epuizarea tuturor acestor c[i de ]mbun[t[\ire a

utiliz[rii capacit[\ilor de produc\ie este justificat[ apelarea la

fonduri de investi\ii pentru dezvoltarea parcului de utilaje sau

pentru construirea de noi cl[diri destinate realiz[rii proceselor

de fabrica\ie/produc\ie.

4.5 Dimensionarea suprafe\elor pentru structuri de

fabricare

Pentru oricare din tipurile structurilor de produc\ie determinarea

ariilor necesare ]n cl[dirile industriale ale ]ntreprinderilor constructoare

de ma=ini utilizeaz[ acelea=i metode =i parcurge acelea=i etape de calcul.

Pentru o cl[dire industrial[ de produc\ie cu mai multe nivele n, se

define=te aria desf[=urat[, Ad, cu rela\ia:

Page 46: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

211

( ) ( )∑∑∑ ++++=+==n

anexcircauxprodpern

upern

nivd AAAAAAAAA

(3.27)

unde Aniv este aria nivelului n, definit[ ca aria sec\iunii orizontale a

cl[dirii la nivelul respectiv, determinat[ de conturul s[u exterior. La

nivelul zero al construc\iei se define=te aria construit[.

Aper – suma ariilor proiec\iilor orizontale ale sec\iunilor pere\ilor,

panourilor, st`lpilor interiori =i exteriori pentru nivelul n;

Au – aria util[ a nivelului n;

Aprod – aria de produc\ie a nivelului n, destinat[ proceselor

tehnologice de fabricare principale, pentru: utilaje de fabricare cu

suprafe\e aferente de circula\ie =i serviciu, utilaje de transport special

(c[i cu role, benzi transportoare etc.), locuri pentru depozite

interopera\ionale de produc\ie neterminat[ =i depozite specifice

proceselor tehnologice naturale (uscare, r[cire etc.);

Aaux – aria auxiliar[ a nivelului n, destinat[ proceselor de fabricare

auxiliare: deopzite de materiale, combustibili, lubrifian\i, SDV –uri,

piese de schimb, produse finite, de=euri, ateliere de ]ntre\inere repara\ii

pentru utilaje, SDV –uri, sec\ii de gaze tehnice (O2, C2H2, CO2 etc.),

sta\ii de transformare, compresoare, gospod[rii de combustibil, locuri

pentru controlul tehnic de calitate, garaje etc.

Acirc – aria de circula\ie pentru nivelul n, care este suma ariilor

coridoarelor, sc[rilor =i ascensoarelor de folosin\[ comun[, liniilor de

cale ferat[ =i al c[ilor carosabile din interiorul cl[dirilor (nu se include

culoarele de circula\ie ]ntre utilaje sau bancuri de lucru =i suprafe\ele de

servire a utilajelor tehnologice);

Aanex – aria anex[ pentru nivelul n, ca sum[ a ariilor laboratoarelor,

birourilor administra\iei, ]nc[perilor social-sanitare (vestiare, sp[l[torie,

s[li de =colarizare etc.), ]nc[perilor pentru paz[.

Page 47: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

212

Aria productiv[ este definit[ de rela\ia:

tUTprod AAA += (3.28)

unde AUT este aria ocupat[ de utilaje =i instala\ii tehnologice,

definit[ de dreptunghiul ]n care se ]nscrie utilajul cu componentele sale;

At – aria tehnologic[, necesar[ pentru servirea direct[ a utilajelor de

c[tre operatori, accesul acestora la culoarele de circula\ie ale halei,

locurile de munc[ pentru asamblare manual[, depozitarea

interopera\ional[, amplasare SDV-uri, distan\ele dintre utilajele

al[turate.

Se define=te gradul de ocupare al halelor =i sec\iilor de produc\ie

prin raportul:

circtUT

tUTUTO AAA

AAA

AAG

+++

=+

=int

(3.29)

unde Aint este aria interioar[ a halelor de produc\ie.

Gradul de ocupare al halelor industriale depinde de tipul proceselor

tehnologice de fabricare desf[=urate, av`nd valori de la 0,78 pentru

prelucr[ri prin a=chiere la produc\ia de serie mic[ =i unicate p`n[ la 0,85

pentru liniile mecanizate de vopsire.

Dimensionarea ariilor suprafe\elor =i spa\iilor industriale se face

prin metodele:

a) calcul analitic, ]n situa\ia ]n care se impune o dimensionare

foarte exact[;

b) intocmirea planului de amplasare detaliat[ a utilajelor,

echipamentelor, mobilierului =i locurilor de munc[, elaborat cu

ajutorul machetelor, respect`nd distan\ele normalizate de

amplasare =i l[\imile normalizate ale culoarelor de circula\ie;

c) transpunerea , pornind de la m[rimea spa\iilor utilizate ]n cadrul

unei ]ntreprinderi similare ca profil, aduc`ndu-se corecturile

Page 48: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

213

necesare, ]n raport cu cerin\ele de ]mbun[t[\ire pentru situa\ia

proiectat[;

d) pe baza normativelor de utilizare a spa\iului

}n final, indiferent de metoda utilizat[, ariile suprafe\elor necesare

pentru structurile de produc\ie se determin[ pe baza studiului comparativ

al variantelor planurilor de amplasare detaliate, aleg`nd solu\ia cu

intensitate minim[ a traficului =i grad de ocupare maxim.

4.6 Proiectarea amplas[rilor pentru structuri de fabricare }n general prin amplasare se ]n\elege dispunearea ]n spa\iu ]n

cadrul ]ntreprinderii a elementelor structurii de fabrica\ie/produc\ie:

utilaje, locuri de munc[, celule sau linii de fabrica\ie, ateliere =i sec\ii,

depozite etc. Orice amplasare concretizeaz[ de fapt premisa leg[turilor

dintre componentele structurii de fabrica\ie/produc\ie.

Amplasarea optim[ se face pe baze multicriteriale:

- economie de spa\iu;

- minim de deplas[ri ale obiectelorsau operatorilor;

- elasticitate amxim[ a reamplas[rilor =i extinderi

viitoare;

- reducerea la minim a stocurilor de produc\ie

neterminat[;

- condi\ii optime de munc[ pentru personal.

Efectul unei amplas[ri optime este reducerea investi\iilor sau a

costurilor, respectiv cre=terea cre=terea capacit[\ii de fabrica\ie/produc\ie

=i a productivit[\ii muncii.

O prim[ orientare ]n optimizarea amplas[rilor este dat[ de

tipurile de amplas[ri ale posturilor de lucru (figura 3.6) ]n cadrul

Page 49: Ingineria sistemelor de productie

cap. 3 Sistemul de fabrica\ie

214

cl[dirilor (halelor industriale) corespunz[toare tipurilor de structuri

optime de fabricare:

F) amplasare ]n linie de produc\ie ]n flux, c`nd locurile de munc[ sau

utilajele sunt dispuse ]n ordinea cronologic[ a desf[=ur[rii opera\iilor cu

variantele: linii ]n flux monoobiect =i linii ]n flux multiobiect;

C) amplasare celular[ pentru cazul produc\iei de serie mijlocie sau mic[,

utilajele sau locurile de munc[ necesare efectu[rii tuturor opera\iilor

pentru o categorie de repere cu caracteristici apropiate (form[,

dimensiuni, precizie) =i tehnologie similar[ fiind dispuse ]ntr-o <celul[

de produc\ie>;

G) amplasare pe grupe omogene tehnologic (func\ional[) pentru

produc\ia de serie mic[ =i unical[, c`nd utilajele sau locurile de munc[

sunt dispuse grupat pe tipuri de opera\ii (grupa strunguri, ma=ini de

frezat, ma=ini de rectificat etc.);

M) amplasare mixt[ care combin[ tipurile F, C, G potrivit tipului de

produc\ie pe locuri de munc[, cumul`nd avantajele fiec[rui tip de

amplasare.

Proiectarea amplas[rilor ca etap[ a proiect[ri structurilor de

fabrica\ie =i de produc\ie se desf[=oar[ ]n urm[toarele faze:

1) Culegerea datelor necesare;

2) Elaborarea schemei de amplasare optim[;

3) Proiectarea pe variante a planurilor de amplasare;

4) Alegerea variantei optime.

1) Datele necesare proiect[rii amplas[rilor sunt:

• Posturile de lucru;

• Ariile desf[=urate necesare fiec[rui post de lucru;

• Restric\iile privind utilizarea spa\iului;

• Normele privind amplasarea utilajelor;

• Normele pentru spa\iile de circula\ie ]n hale industriale;

Page 50: Ingineria sistemelor de productie

INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUC|IE

215

• Gradul minim de ocupare al suprafe\elor;

• Structura cl[dirilor industiale existente;

• Re\elele energetice =i de ap[-canalizare existente.

Tabelul 3.1

Norme pentru spa\ii de circula\ie ]n hale industriale

Dimensiune, m Nr. crt.

Destina\ia circula\iei Mij. de

transport Culoar

1 Pietoni ]n ambele sensuri =i c[rucioare ]ntr-un singur sens 0,7 1,0 2 C[rucioare ]n ambele sensuri cu loc de a=teptare la cap[tul halei 0,7 1,0 3 Electrocare, electrostivuitoare sau motocare ]ntr-un singur sens 1,4 1,6 4 Electrocare, electrostivuitoare sau motocare ]n ambele sensuri cu

loc de a=teptare la cap[tul halei 1,4 1,6

5 Camion ]ntr-un sens 2,4 3,0 6 Camion ]n ambele sensuri cu loc de a=teptare la cap[tul halei 2,4 3,0

Tabelul 3.2

Norme pentru amplasarea utilajelor

Nr. crt

Distan\a Dimensiune, m

1 L[\imea maxim[ a zonei libere ]n fa\a utilajului spre coridorul de circula\ie

0,3

2 Distan\a dintre utilaj =i st`lp, zid sau elemente de ]nc[lzire, c`nd nu este loc de circula\ie sau de lucru

0,4

3 Distan\a dintre dou[ utilaje a=ezate paralel sau ]ntre dou[ bancuri de lucru simple ]ntre care exist[ un singur loc de lucru (un operator)

0,8

4 Distan\a dintre dou[ utilaje a=ezate paralel sau ]ntre dou[ bancuri de lucru duble, ]ntre care exist[ duo[ locuri de lucru (doi operatori spate ]n spate)

1,4

2) Optimizarea schemei de amplasare se face prin una din

metodele:

a) teoretice, care apeleaz[ la programarea matematic[, simularea cu

metode probabilistice etc., materializate ]n diverse produse program

(soft);

b) metode practice: metoda verigilor =i metoda gamelor fictive.


Recommended