FABRICARE ASISTATA
DE CALCULATOR
Definitie
• Termenul CIM – Computer Integrated Manufacturing poate fi utilizat pentru a defini integrarea ingineriei, economiei, producţiei şi managementului funcţiilor unei companii, de la conceperea şi până la distribuirea unui nou produs.
• Harrington (1973 – Computer Integrated Manufacturing) şi în care acest termen a fost folosit pentru prima oară în relatie cu CAD (Computer Aided Design) – proiectare asistată de calculator şi CAM (Computer Aided Manufacturing) – producţie/fabricatie asistată de calculator. Nucleul cărţii era însă bazat pe CAM.
• Până la începutul anilor 80, în SUA şi Japonia circula o definiţie a CIM, restrânsă doar la producţie şi la dezvoltarea de noi produse, în care CIM = CAD + CAM.
CIM
CIM
(Computer Integrated Mnufacturing)
CAD/CAM(proiectare [i produc]ie asistat\ de calculator)
CADproeictare asistat\
de calculator
CAPComputer Aided Process
Planning
(planificarea proceselorasistat\ de calculator)
CAM(Produ]tie asistat\
de calculator)
PP&CPlanificarea si
controlul productiei
CAQ
Computer Aided Quality Control
(Controlul calit\]ii asistat
de calculator)
Planificarea resurselor
necesare
Planificarea materialelornecesare
Estimarea timpilorde produc]ie
Controlulproduc]iei
Definitie
• Aceşti termeni, împreună cu CAD/CAM formează
activităţile generale într-un proces de producţie integrat
(CIM). De aici şi o definiţie mai cuprinzătoare a CIM-
combinarea tuturor activităţilor menţionate mai sus într-un
singur sistem:
• CIM = CAD+CAP+CAQ+PP&C
Introducere
• Fabricaţia se poate defini ca fiind “totalitatea activităţilor
care are ca finalitate comercializarea de produse”.
• In acest proces, materialele semifabricate sunt
transformate în produse finite.
Introducere
• Cele cinci intrări în sistem sunt:
• materialele semifabricate;
• echipamente;
• maşini şi utilaje;
• energia utilizată;
• manopera.
• Ieşirile din sistem sunt:
• produse finite;
• deşeuri.
Introducere
• In domeniul fabricaţiei de produse se poate spune că nu
există două companii sau două procese de fabricaţie
identice.
• Motivaţia pentru diferenţele existente între întreprinderi
este legată de tipul de produs cât şi de tipul de
tehnologie folosită.
• produsul dictează procesul de fabricaţie necesar.
• De ex.: asamblarea autoturismelor este diferită de
prelucrarea pieselor (linia de asamblare necesită o
tehnologie diferită de cea existentă pentru prelucrarea de
piese pe un centru de prelucrare)
Introducere
• Procesul tehnologic determină, de asemenea, diferenţe
importante între diferitele sisteme de fabricaţie.
• Diferenţe chiar în sistemele tehnologice pentru obţinerea
aceluiaşi produs.
• De exemplu, o uzină de asamblat automobile construită
acum cinci ani, este diferită de una construită recent.
• Noua uzină profită astfel de orice proces tehnologic din
ultimii cinci ani care îmbunătăţeste eficienţa producţiei.
• Dacă fiecare componentă de producţie dintr-o
intreprindere este diferită, înseamnă că şi sistemele de
fabricaţie integrată (CIM) instalate într-o intreprindere sunt
de asemenea unice.
Introducere
• De aceea, diferenţele în implementarea sistemelor CIM
sunt şi ele bazate pe produs şi pe tehnologie.
• Aceasta înseamnă că software-urile de producţie pentru
uzina de ansamblat automobile nu sunt aplicabile într-o
altă situaţie de producţie.
• Deci, abilitatea de a recunoaşte tipurile diferite de
intreprinderi este decisivă pentru a putea recomanda o
soluţie de fabricaţie modernă de tip CIM corectă.
Introducere
• Procesul tehnologic influenţează, de asemenea, soluţia CIM.
• un software de control al producţiei instalat acum 5 ani nu ar
avea caracteristicile valabile într-un program instalat astăzi.
• Imbunătăţirile continue din tehnologie sunt eficiente doar dacă
ele pot fi uşor încorporate în sistemele de producţie curente.
• Ex: pachetele software folosite la transferul de date despre un
produs folosite de doi vânzători diferiţi.
• Dacă ambele soluţii date de software transferă informaţiile în
baza de date comună, folosind un format industrial standard
pentru informaţii, viitoarele dezvoltări ale software-ului vor fi
acceptate pornind de la un punct de lucru de integrare al
sistemului- cu dezavantajele: complexitate mare software şi
aducere la acelaşi nivel a hard-ului.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Tipurile de fabricaţie se pot clasifica utilizănd două criterii:
• după modul în care se obţine produsul în sistemul de fabricaţie;
• după modul în care este satisfăcută cererea clientului de către o
strategie de fabricaţie.
• Clasificarea tipului de fabricaţie este necesară pentru
procesul de implementare a sistemelor CIM. Multe dintre
soluţii sunt adaptate la un tip specific de sistem de
fabricaţie.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE
• Clasificarea după sistemul de fabricaţie utilizat împarte
tipurile de fabricaţie în cinci grupe:
• de tip proiect;
• atelier;
• repetitiva;
• linie;
• continuu.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Intrepătrunderea unora dintre aceste grupe nu poate fi
evitată şi cei mai mulţi fabricanţi folosesc două sau mai
multe sisteme de fabricaţie în obţinerea unui produs
complex cu multe repere. Clasificarea companiilor după
acest criteriu necesită o analiză şi o evaluare detaliată a
proceselor de fabricaţie. Ca urmare a procesului de
clasificare, se identifică trei segmente importante ale
procesului de fabricaţie:
• concepţia;
• planificarea şi controlul fabricaţiei;
• producţia.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • proiect se caracterizează prin faptul că produsele sunt
complexe, formate din multe subansambluri şi piese, de cele mai multe ori unice.
• De exemplu, companiile de proiectare construiesc rafinării, clădiri de birouri, aeronave, maşini unelte , de mari dimensiuni. In fiecare caz, pot exista produse asemănătoare dar nu identice.
• Planul de dispunere al componentelor de fabricaţie se bazează pe o poziţie fixă.
• Din cauza mărimii şi înălţimii lor, produsele rămân într-un anumit loc, iar echipamentul şi unele părţi componente sunt aduse la ele.
• desenele sunt complexe,
• timpul de aşteptare până la livrare este lung,
• clientul este identificat înainte ca producţia să înceapă
• programul producţiei foloseşte tehnicile de management ale proiectului
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • atelier - volum si o cantitate mică de produse, numite
loturi de produse.
• Comparate cu produsele din categoria proiect, mărimea
şi înalţimea componentelor din categoria atelier sunt
foarte mici. Prin urmare, pentru realizarea acestor
produse componentele sunt mutate sau deplasate între
celule de lucru fixe în cadrul unui sistem de fabricaţie.
Atelierul de producţie clasic, în care se regăsesc
strunguri, maşini de frezat, maşini de rectificat, maşini de
ştanţat, reprezintă cel mai bun exemplu pentru această
categorie
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE
Urmărire
fabricaţie
Frezare Strunjire Rectificare Tratamente
termice
Găurire
Finisare
Montaj
Primire
semifabricate
si livrare
produse
Atelierul se mai caracterizează prin:
• mai puţin de 20% producţie repetitivă a aceleiaşi părţi;
• produse fără o complexitate prea mare;
• programe şi proceduri de lucru intensive;
• materialul semifabricat este achiziţionat numai în cantităţile
ncesare pentru fiecare proiect;
• beneficiarul produselor este în general cunoscut dinainte.
Organizare pe baza de proces – pt atelierul de productie clasic
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE
Organizare fabrica pe baza de produse
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Sistemul de producţie de tip repetitiv se caracterizează
prin următoarele caracteristici:
• cererile pentru repetarea comenzii se apropie de 100%;
• contractele globale cu clienţii se intind pe mai mulţi ani şi sunt
frecvente;
• volumul produselor este mare;
• mărimile lotului variază într-o gamă largă de valori;
• maşinile de lucru din cadrul sistemului au în general cicluri de lucru
fixe
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE
• Organizarea fabricii poate fi efectuată pe departamente
conform fie pe proces sau conform planului de
organizare a producţiei prezentat pe baza de produs.
• Maşinile de lucru sunt de obicei maşini specializate,
numite maşini de transfer, construite pentru a produce un
anumit produs sau o anumită gamă de produse.
• De exemplu, un furnizor pentru firma DACIA poate să
livreze o comandă de 3000 de pompe de apă pe
săptămână făcute pentru trei modele diferite de
autoturism.
• Cantitatea săptămânală pentru fiecare model poate varia,
iar contractul poate fi multi-anual
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Sistemul de producţie de tip linie are câteva caracteristici
distincte:
• timpul de livrare, numit şi timpul de aşteptare, este timpul acceptat
de către client şi este de obicei mai scurt decât timpul total necesar
pentru a construi produsul;
• produsul are mai multe opţiuni şi modele diferite;
• în mod normal există un stoc de subansambluri.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Exemplu: fabricarea autovehiculelor
• comanda unui client sau a unui dealer pentru un
autoturism ar declanşa startul producţiei pentru toate
componentele maşinii atunci ar fi necesare luni întregi
pentru finalizarea uneia dintre ele.
• De exemplu, dacă pivoţii nu ar fi realizaţi, dacă materialul
pentru scaune nu ar fi ţesut, dacă materialul brut pentru
anvelope nu ar fi realizat, dacă motorul nu ar fi avut
reperele produse, etc, atunci autoturismul nu ar fi
construit în perioada cerută de client.
• Organizarea fabricii ce utilizează acest tip de sistem de
fabricaţie este cea pe baza de produs
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Sistemul de producţie de tip continuu prezintă
caracteristici precum:
• timpul de livrare este mai mic decât cel aşteptat de către client;
• cererea pentru produs este previzibilă;
• se menţine un stoc al produselor finite;
• volumul este ridicat;
• produsul are puţine opţiuni;
• există mai muţi potenţiali beneficiari nespecificaţi
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Acest tip de producţie utilizează întotdeauna organizarea
pe baza de produse
• linia de producţie este limitată la unul sau foarte puţine
modele de produs.
• Ex.: producţia firelor de nailon, producţia de ciment,
producţia fulgilor de cereale, produselor chimice,
obţinerea componentelor mecanice standardizate –
şuruburi, piuliţe, nituri, etc.
• procesul de producţie este de obicei continuu, cu
materiale semifabricate intrănd într-un capăt al sistemului
şi cu produse finite ieşind la celălalt capăt.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE Caracteristicile tipurilor de producţie funcţie de natura acestor
tipuri
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • manopera se referă aici la mărimea timpului de intervenţie
a operatorului uman şi la dificultăţile pe care
automatizarea le înfruntă în înlocuirea elementului uman
(costuri cu calificări, cu salarii compensatorii, etc.).
• Componenta de concepţie indică numărul relativ de ore
dedicat proiectării produsului.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • se poate observa modul în care tipul fabricaţiei dictează
momentul în care apare profitul ca urmare a introducerii
automatizării prin utilizarea sistemelor integrate de
fabricaţie – CIM.
• Daca se foloseste CAD, aceasta ajută foarte mult când
componenta de concepţie are pondere mare.
• Componenta de concepţie indică faptul că în fabricaţia de
tip proiect există o ocazie excelentă de a beneficia de
ajutorul CAD-ului, dar efectul CAD-ului asupra unei
operaţii de fabricaţie continuă este cel mai probabil minim
deoarece componenta de concepţie este scăzută.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Se poate afirma că un singur proces manual sau un
pachet software poate fi utilizat pentru a îndeplini
cerinţele de producţie ale celor cinci categorii de sisteme
de fabricaţie.
• Selectarea unui proces sau a unei aplicaţii software
necesită cunoaşterea până la detaliu a operaţiilor
productive.
• Implementarea unei soluţii de fabricaţie integrată CIM
necesită o cunoaştere completă a sistemului de fabricaţie,
a ceea ce trebuie îmbunătăţit sau automatizat, iar primul
pas în acest sens este clasificarea corectă a acestuia.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Clasificarea fabricaţiei după strategia utilizată de către
firmă se bazează pe mai mulţi factori, dintre care cei mai
importanţi sunt:
- timpul de livrare a produsului către client;
- timpul total de fabricaţie.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Timpul de livrare către client reprezintă durata maximă
de timp în care un client obişnuit este dispus să aştepte
livrarea produsului după ce a făcut comanda.
• De exemplu, consumatorul se aşteaptă ca mărcile sale
preferate de produse să fie disponibile în momentul în
care doreşte să le cumpere. Foarte rar consumatorul va
aştepta o livrare dacă marca aleasă nu este disponibilă, ci
va alege un produs concurent sau va cumpăra produsul
de la un alt furnizor.
• criteriul de câştigare a comenzii este livrarea imediată,
adică un timp de aşteptare egal cu zero.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Timpul total de fabricaţie identifică durata maximă de
timp dintre primirea unei comenzi şi livrarea produsului
finit.
• Timpul total de fabricaţie şi timpul de livrare către client
trebuie să fie acelaşi.
• Atunci când o maşină nouă (un autoturism) cu opţiuni
specifice este comandată de la un furnizor, clientul este
dispus să aştepte livrarea doar timp de câteva săptămâni.
• De aceea fabricanţii de automobile trebuie să adopte o
strategie de producţie care să permită o concordanţă între
timpul de livrare şi nevoile clientului.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Strategiile de fabricaţie folosite în scopul de a potrivi
timpul de livrare către un client cu cel total de fabricaţie
sunt grupate în patru categorii:
• concepţie inginerească la comandă – Engineer to order – ETO;
• fabricaţie la comandă – Make to order – MTO;
• asamblare la comandă – Assembly to order – ATO;
• fabricaţie cu stocuri – Make to stock – MTS.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Concepţia inginerească la comandă – ETO. Un
fabricant din această categorie produce fie un produs
care este în prima fază a curbei ciclului de viaţă, fie un
produs complex cu o concepţie unică fabricat în cantităţi
foarte mici. Din această categorie fac parte:
- produse ale industriei de construcţii:
- poduri, uzine chimice, linii de producţie de automobile, etc.
- produse mari cu opţiuni speciale, care sunt fixate în timpul
producţiei:
- avioane de pasageri, vapoare, turbine cu aburi.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Fabricaţia la comandă -MTO presupune că
toate procesele de inginerie şi de proiectare sunt
proiectate şi că procesul de producţie s-a dovedit
a fi bun. Fabricanţii folosesc această strategie
atunci când cererea este imprevizibilă şi atunci
când timpul de livrare către client permite ca
procesul de producţie să înceapă în momentul
primirii unei comenzi. Noile maşini-unelte de
dimensiuni mari şi configuraţie complexă
constituie un exemplu pentru această strategie
de producţie.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Asamblarea la comandă - ATO. Motivul principal pentru care
fabricanţii adoptă această strategie este acela că timpul de
livrare către client este mai mic decât timpul total de fabricaţie.
• Ex: industria de automobile (sistemele de fabricaţie de tip linie)
• folosită atunci când amestecul de opţiuni ale produselor poate
fi prevăzut statistic: de exemplu procentajul autoturismelor cu
patru uşi în raport cu cele cu două uşi asamblate săptămânal.
• subansamblurile şi părţile componente din produsul final sunt
trecute într-un stoc al componentelor finite astfel încât
programul montajului final este determinat de către comanda
clientului.
• John DEER şi General Motors constituie câteva exemple de
companii care utilizează această strategie de producţie.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Fabricaţia cu stocuri – MTS este folosită din
două motive:
• tipul de livrare către client este mai mic decât timpul
total de fabricaţie;
• produsul are o configuraţie fixată, impusă, cu puţine
opţiuni, astfel încât cererea poate fi prevăzută cu
acurateţe.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Dacă nivelul pozitiv al stocului (raftul magazinului nu este
niciodată gol) pentru un produs reprezintă un criteriu de
câştigare a comenzii, atunci este folosită această
strategie.
• Atunci când acest criteriu este riguros, produsele sunt, de
cele mai multe ori, stocate în depozite de distribuţie
localizate în zonele cu foarte multă populaţie.
• Această opţiune este de obicei ultima fază a ciclului de
viaţă al unui produs şi are loc la un volum de producţie
maxim.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE
Comparatie intre activitatile de productie
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Timpul total de fabricaţie este o funcţie de trei activităţi
foarte importante în dezvoltarea producţiei:
• concepţia părţii mecanice,
• fabricaţia şi
• asamblarea.
• Asamblarea la comandă are două perioade de livrare;
utilizarea subansamblurilor produce cel mai mic timp de
livrare pentru tehnologia ATO. Fabricarea pentru stoc –
MTS, are un timp total de fabricaţie egal cu zero deoarece
clientul nu este dispus să aştepte, iar livrarea trebuie
făcută imediat.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • curba ciclului de viaţă a produsului şi strategiile de
producţie
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • un produs este introdus pe piaţă, cererea este de obicei
scăzută -> strategie de fabricaţie la comandă nu
epuizează resursele companiei.
• se măreşte cererea ->o strategie de asamblare la
comandă menţine timpul de livrare al produsului egal cu
cel al produselor concurente, fără a ţine în stoc produse
finite.
• momentul de vârf al cererii->strategie de fabricaţie pe stoc
pentru a preîntâmpina comenzile clienţilor şi pentru a
menţine cota piesei.
• Costul menţinerii în stoc a produselor finite este redus de
către eficienţa datorată volumului mare
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE
Concepţie la
comandă
Fabricaţie la
comandă
Asamblare la
comandă
Fapricaţie
cu stoc
Proiect ☺ - - -
Atelier - ☺ - -
Repetitiv - ☺ - ☺
Linie - - ☺ ☺
Continuu - ☺ - ☺
Comparaţia dintre strategiile şi sistemele de fabricaţie
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Deşi cererea clientului şi timpul de livrare determină
strategia de producţie, în două dintre cazuri fabricantul poate să aleagă tipul sistemului de fabricaţie ce va fi utilizat.
• Esenţa discuţiei despre clasificarea sistemelor de fabricaţie şi a strategiilor de fabricaţie este acela că tipurile de industrii sunt diferite.
• Procesul de clasificare ajută la înţelegerea unora dintre asemănările şi deosebirile existente.
• devine mult mai uşor să se preintâmpine provocările exterioare, să se identifice criteriile de câştigare a comenzilor, să se implementeze principiile fabricaţiei integrate – CIM, să se ajusteze ideile de management, să se integreze sistemele hardware şi software şi să existe o competitivitate ridicată piaţa mondială.
CLASIFICAREA TIPULUI DE
FABRICATIE • Utilizând cunoştinţele de ordin general despre produsele
tehnice se poate face o clasificare a acestora după criteriul strategiei de producţie folosite ( ETO– concepţie la comandă; MTO – fabricaţie la comandă; ATO – asamblare la comandă; MTS – fabricaţie cu stoc).
• Din punctul de vedere al strategiilor de fabricaţie, în continuare sunt prezentate modurile de fabricaţie al câtorva produse des întâlnite:
• computer MTS;
• hard disk pentru PCMTS
• autoturism Pontiac MTS; ??
• motor electric ATO;
• piese schimb pompe MTO;
• alternator auto MTS, ATO;
• fabrică ETO;