Funkčné a priestorové zóny pracoviska vo výrobných systémoch

Zóna – ohraničený priestor, v ktorom prebieha určitá funkčná činnosť, resp. celý výrobný proces.

Subzóna – ohraničený priestor v rámci zóny, v ktorej prebieha iba určitá elementárna funkčná zložka výrobného procesu (manipulácia s nástrojom, meranie a pod.), resp. v ktorom sa nachádza niektorý z prvkov pracoviska.

Pri podrobnejšom skúmaní sa javí účelné analyzovať na technologických pracoviskách ako funkčné a priestorové zóny:

• technologickú zónu ako priestor, v ktorom sa vykonávajú technologické operácie na výrobkoch
• manipulačnú zónu ako priestor, v ktorom sa vykonávajú manipulácie (operačné a medzioperačné) s výrobkami, nástrojmi a odpadom
• riadiacu zónu ako priestor, v ktorom sa vykonávajú riadiace operácie
• zónu obsluhy ako priestor, v ktorom sa vykonáva nastavovanie, údržba, opravy a pod.

Dispozičné riešenie výrobných pracovísk a výrobných systémov

Na základe algoritmu kombinácie vznikajú základné varianty usporiadania výrobného pracoviska:

• Výrobné prostriedky a operátor majú stále miesto – tento prípad je typický pre väčšinu pracovísk v strojárskej výrobe (klasická jednostrojová obsluha) – najpoužívanejší.
• Všetky prvky pracoviska sú pevné – ide o prípad, keď sa na jednom stroji vykonávajú všetky operácie – pracoviská s NC obrábacími centrami a automatmi.
• Pevné miesto majú iba výrobné prostriedky – pracoviská s viacstrojovou obsluhou.
• Pevné miesto majú výrobné prostriedky a výrobky – viacstrojová obsluha NC obrábacích centier a automatov.
• Pevné miesto má iba robotník – ojedinelý prípad strojových karuselov, kde niekoľko strojov umiestnených na otočnej platni sa otáča.
• Pevné miesto má iba výrobok – výroba ťažkých rozmerných objektov.
• Pevné miesto má výrobok a obsluha.
• Všetky prvky pracoviska sú pohyblivé.

Priestorové rozmiestnenie výrobných zariadení na pracovisku ovplyvňuje viaceré činitele. Z nich najvýznamnejšie sú:

• minimálne dopravné cesty
• minimálne odkladacie a pomocné plochy
• výhodnosť manipulačných operácií
• rešpektovanie základných stavebných podmienok (rozvody energie, osvetlenie, nosnosť podláh a pod.)

• Zostavenie údajovej a poznatkovej základne potrebnej pre tvorbu systému a jej podrobná analýza
• Zostavenie virtuálneho modelu
• Zostavenie konštruktívneho modelu – podrobná projektová dokumentácia
• Impklementácia na reálnej výrobnej ploche

Úlohou virtuálnej etapy projektovania je určenie základných štruktúrnych prvkov systému, ich vzťahov a funkcií. Konštruktívna etapa projektovania rieši podrobné špecifikácie systému až do úrovne projektovej dokumentácie.

Projektovanie výrobných pracovísk, systémov a zoskupení vzhľadom na špecifické technické a organizačno-ekonomické podmienky využíva nové meotdické postupy a algoritmy činnosti. Z obsahového hľadiska pri projektovaní výrobných pracovísk, systémov a zoskupení je potrebné zabezpečiť spracovanie súboru funkcií podľa technického zadania. Tieto funkcie je možné štrukturalizovať do nasledovných typových modulov projektovej činnosti.

Spracovanie vstupných údajov a cieľových funkcií v zmysle technického zadania – predstavuje analýzu všeobecnej množiny obmedzujúcich podmienok a optimalizačných funkcií, vrátane výberu tých, ktoré sú pre daný projekt rozhodujúce so stanovením ich priority.

Profilácia výrobkov a výrobných zariadení – analyzuje a vyhodnocuje súčiastkovú základňu a výrobky z hľadiska technologických, manipulačných, skladových, systémových a resp. iných kritérií. Realizuje sa výber výrobných metód a štruktúr.

Kvantifikácia potrieb a zdrojov – kapacitné výpočty – pre uvažovaný sortiment vyrábaných objektov na výrobnom pracovisku a systéme sa na základe príslušných výpočtových postupov stanovuje potrebný počet výrobných, manipulačných, skladovacích, riadiacich a systémových prostriedkov a prvkov zaznamenaných v informačnom systéme – s vektorom požadovaných vlastností.

Syntéza štruktúr výrobného pracoviska – systému – zabezpečuje sa zlúčenie funkcií realizovaných technickými prostriedkami a prvkami realizačného celku. Zlučovanie sa vykonáva na základe vyhodnocovania vhodnosti technických prostriedkov a prvkov plniť funkcie výrobných metód a štruktúr.

Riešenie zonálnych a priestorových vzťahov, materiálových a informačných rozhraní – v tejto etape sa riešia zonálne problémy v 2D, resp. 3D priestore. Optimalizácia rozmiestňovacích úloh sa vykonáva na základe geometrických prepočtov a výpočtov a vyúsťuje do grafického znázornenia výrobného systému.

Spracovanie funkčného režimu činnosti a jeho simulácia – spracováva sa funkčný režim činnosti výrobného pracoviska, resp. systému, t.tj. sled technologických, manipulačných, riadiacich a pomocných operácií, plán činnosti a pod.

Výpočet technicko-ekonomických ukazovateľov – rozpracované, resp. zvolené varianty riešenia výrobného pracoviska, resp. systému, posudzujú sa na základe presného výpočtu technických a ekonomických ukazovateľov.

Vypracovanie výstupnej dokumentácie – vypracováva sa v dvoch formátoch:

• grafický záznam príslušneho riešenia (dispozičné, priestorové riešenie, grafy manipulačných cyklov, atď…)
• výpis kvantitatívnych údajov na príslušné tlačivá (špecifikácia technických prostriedkov a prvkov, výpis technicko-ekonomických ukazovateľov a pod.)

Strojárske výrobky sa klasifikujú na skupiny:

• Finálne výrobky s určitou funkciou, napr. obrábacie stroje, tvárniace stroje, automobily, práčky, vysávače…
• Výrobky kompletizačného charakteru, ako sú montážne skupiny alebo podskupiny, ktoré sa montujú do finálnych strojárskych výrobkov – ložiská, prevody, pohony…
• Strojové súčiastky, ktoré sa rozdeľujú na tzv. normálie so všeobecným použitím a špeciálne súčiastky, ktoré možno použiť vo finálnych výrobkoch.

Analýza súčiastkovej základne:

• vstupom pre analýzu je výrobný program
• analýza určuje súhrn hodnôt určitej sortimentovej skladby a kvality výrobkov, ktoré sa majú vyrábať
• plán výroby je záväznou konkretizáciou výrobného programu v danom období

Všeobecnú metodickú bázu analýzy súčiastkovej základne tvorí:

1. systém opisu konštrukčných, technologických a ekonomicko-výrobných údajov
2. systém zberu a techniky spracovania údajov
3. systém použitia spracovaných údajov

Vstupné podklady rozboru súčiastkovej základne:

• kusovníky, výkresy
• výrobné postupy, plánovacia dokumentácia
• triedniky, kódovacie pravidlá

Výsledky rozboru údajov o výrobkoch:

• Prvá skupina – údaje o výskyte a charaktere rozdelenia súčiastok podľa parametrov
• Druhá skupina – tvoria ju bilančné údaje, rozborom možno určiť celkovú pracnosť pre jednotlivé operácie, pre pracoviská…
• Z časových ročných fondov pracovníkov a pracovísk možno určiť aj teoretický počet pracovníkov
• Treťou skupinou sú údaje na stanovenie predstaviteľov súčiastkovej základne ako východiskovej bázy pre špecializáciu výroby, zavádzanie typovej a skupinovej technológie

Konkurencieschopnosť strojárskych výrobkov

Konkurencieschopnosť výrobku možno kategorizovať podľa etáp životného cyklu výrobku.

Projektové faktory – súvisia so zrýchľovaním inovačných cyklov – nároky na výskum, kapacitné možnosti podniku…

Výrobné faktory schopnosti konkurencie zahŕňajú široký okruh problémov súvisiacich so zabezpečením polovýrobkov, technologickým spracovaním, montážou a skúšaním. Prakticky všetky charakteristiky výrobku (rozmery, materiál…) vplývajú na výrobné faktory a hodnotia sa ukazovateľmi technologickosti konštrukcie.

Marketingové faktory súvisia s odbytom výrobkov – nasýtenosť trhu, dopravné, skladovacie a distribučné hľadiská…

Aplikačné faktory majú pri posudzovaní konkurencieschopnosti spravidla prioritné postavenie. Zahŕňajú komplex úžitkových vlastností výrobku zvyčajne zahrňovaných pod pojem kvalita.

Deštrukčné (ekologické) faktory, ktoré charakterizujú výrobok po ukončení jeho výroby.

Fázy objektu výroby (výrobku) a charakteristika fáz

1. Zavedenie na trh – zisťovanie prvých reakcií zákazníkov, hodnotenie pripomienok, reklamácií, skúseností používateľov a robia sa korekcie výrobkov.
2. Rast – vyznačuje sa rastom výroby a predaja, zabezpečený je plynulý odbyt. Technicko-ekonomické parametre sú ustálené, skončené obdobie zvýšených výrobných nákladov.
3. Zrelosť – pri zavedenom výrobku zabezpečenom dobrou servisnou službou prejavuje prudký nárast odbytu, výrobok sa zdokonaľuje racionalizačnými a inovačnými zmenami.
4. Nasýtenie trhu – pokles dopytu, výrobky sú morálne zastaralé a ich inovačný potenciál sa vyčerpáva. Tendencie na zníženie cien výrobku, čím sa pri zachovaní výrobných nákladov znižuje rentabilita.
5. Pokles – útlm, ťažkosti v predajnosti sa prejavujú prudkým poklesom výroby – nasleduje zastavenie výroby.