Tok Materijala 1

4.3 TOK MATERIJALA Da bi se ostvario proizvodni proces, potrebno je ulazne veličine u procesima rada proizvodnih sustava, slijedom različitih postupaka promjena stanja, pretvoriti u izlazne veličine definirane količine, kakvoće i vrijednosti. Uz posredstvo radnika, na temelju zadanih postupaka i parametara obrade, pretvorba se obavlja djelovanjem sredstava za proizvodnju (strojeva, alata i pribora) pokretanih energijom, na predmete rada - materijale, s pomoću određenih postupaka promjene stanja - informacija. Dakle, u realizaciji proizvodnog procesa, potrebno je u optimalni prostorni i vremenski odnos postaviti tri osnovna elementa proizvodnog sustava: predmet rada, sredstavo za proizvodnju i radnika. Uz to, potrebno je osigurati proizvodne tokove koji djeluju u proizvodnom sustavu, a ujedno povezuju sustav s okolinom. Tako se u proizvodnim procesima, uz tok ljudi, uspostavljaju još tri toka koja čine nerazdvojivu cjelinu (slika 4.11): tok materijala, tok informacija i tok energije.

z a v s k

t o t o t o

r š n

l a d

k k k

a

i š t e

d

k

o p

i

n r o

j

e

l

o

v

a

Z

g

o k o l i n a ( t r ž iš t e)

a

d o b av ljač i

d

A

kupci

a

L

p r i p r e m a t e h n o l o š k o p r o c e s a

m a r k e ti n g

r

a t e r u i jl a lz a n a U k o n t r o l a

m

u p r a v l j a n j e su sta v o m

b

i š t e

u p rav ljan je p ro iz v o d n jo m

o

l a d

m o n ta ž a p r o i z v o d a

s k

t r o

l a u p r a v l j a n j e n o v č a n i m i z v ot o d k a o v i m a

m a t e r i j a l a i n f o r m a c i j a e n e r g i j e

I Z

L

A

Z

Slika 4.11 - Osnovni elementi i tokovi proizvodnog sustava (Zelenović, 1987.) U proizvodnim procesima industrijskih sustava, najveći intenzitet kretanja imaju predmeti rada. Zbog toga je proučavanje tokova materijala proizvodnih sustava od posebnog značenja u ostvarivanju potrebne učinkovitosti proizvodnog procesa. Postoji sedam mogućih kombinacija stanja elemenata proizvodnog sustava u odnosu na radno mjesto, tablica 4.4. Tablica 4.4 - Moguća stanja elemenata proizvodnog sustava u odnosu na radno mjesto Redni broj 1. 2. 3.

Predmet rada

Sredstvo za proizvodnju

Čovjek

Primjer Najčešći slučaj u metaloprerađ. industriji, veći broj operacija na predmetu rada Vrlo rijedak slučaj (npr. mehanizmi industrijskih robota) Održavanje, ručni montažni radovi, proizvodnja plina

Poljoprivreda, rudarstvo, teška strojogradnja Kemijska industrija, rad na više strojeva u prerađivačkoj industriji Linijska proizvodnja - predmet rada učvršćen u sredstvo za proizvodnju

4. 5. 6. 7.

Građevinarstvo, brodogradnja

ZNAČENJE SIMBOLA:

- gibanje,

- mirovanje

4.3.1 OSNOVNI POJMOVI Tok materijala definira se na različite načine. Prema VDI 3300 tok materijala je lanac svih zbivanja pri dobivanju, obradi i preradi, kao i pri raspodjeli materijala unutar određenog područja. Tok materijala obuhvaća sva zbivanja s materijalom kroz proizvodni sustav u ciklusu proizvodnje, kao i npr.: obradu, rukovanje materijalom, transport, kontrolu, čekanje i skladištenje. Ovu definiciju u istom ili nešto izmjenjenom obliku prihvaćaju i neki drugi autori (Fray, 1975.; Dolezalek & Warnecke, 1981.; Warnecke, 1982.; Warnecke, 1983.). Rockstroh (Rockstroh, 1978.) je definirao tok materijala kao organizacijsko, vremensko i prostorno povezivanje operacije, kontrole, skladištenja i transporta, a obuhvaća kretanje svih materijala: sirovina, poluproizvoda, gotove robe, proizvoda, alata, naprava, rezervnih dijelova i otpadnog materijala unutar jednog odjela, cijelog proizvodnog sustava ili industrijskog kompleksa. Značajna obilježja toka materijala su (Oluić, 1991.): vrsta i količina materijala, smjer kretanja, brzina kretanja, duljina transportnih putova i učestalost kretanja. Pod sustavom toka materijala podrazumijeva se kretanje materijala unutar granica planiranog proizvodnog sustava te njegovo prostorno, vremensko i organizacijsko povezivanje. Sustav toka materijala sastoji se od dva podsustava: skladištenja i transporta. Zadatak skladištenja je dinamičko uravnoteženje toka materijala količinski i prostorno u svim fazama proizvodnog procesa, dok je zadatak transporta realizacija toka materijala. Tok materijala ima slijedeća svojstva: predstavlja kvalitativnu i kvantitativnu veličinu za projektiranje proizvodnog procesa,

troškovi toka materijala imaju značajan udjel u ukupnim troškovima proizvodnje1[1], predstavlja težište mjera racionalizacije u proizvodnim sustavima, predstavlja osnovu za mehanizaciju i automatizaciju transporta i skladištenja, odnosno sustava za rukovanje materijalom. U cilju opstanka poduzeća u sve većoj konkurenciji na svjetskom tržištu rastu zahtjevi za racionalizacijom proizvodnje. Racionalizacija proizvodnje postiže se: skraćivanjem ciklusa proizvodnje (povećanjem proizvodnosti), smanjivanjem troškova proizvodnje, te povećanjem iskorištenja kapaciteta i prostora. Jedna od mogućnosti za smanjenje troškova proizvodnje je i optimiranje toka materijala. Optimiranje toka materijala, od posebnog je značenja u ostvarivanju potrebne razine učinkovitosti proizvodnog procesa. U području sustava toka materijala postoji značajna mogućnost racionalizacije proizvodnje. Npr., vrijeme protoka materijala u metaloprerađivačkoj industriji najviše ovisi o vremenu potrebnom za transport i rukovanje materijalom, vremenu čekanja uvjetovanom sustavom opsluživanja proizvodnje (međufazna i međuoperacijska skladišta) i vremenu zastoja uvjetovanom razinom organizacije proizvodnog procesa. Potreba optimiranja tokova materijala javlja se kako kod projektiranja novih, tako i u postupku racionalizacije postojećih proizvodnih sustava i procesa (promjena u kapacitetu proizvodnje, promjena u rasporedu sredstava za proizvodnju, uvođenja novih sredstava za proizvodnju, itd.). Zbog potrebe osiguranja proizvodnom procesu potrebnih resursa u svim fazama proizvodnje, suvremeni pristup rješavanju tokova materijala izravno je povezan s industrijskom logistikom. Takav logistički pristup svojstven je kako automatiziranoj, tako i klasičnoj proizvodnji. Zbog navedenih razloga provode se analize transporta i skladišta s ciljem njihovog racionalnijeg korištenja. Uvođenjem novih tehnologija i ulaganjem u nova sredstva za rukovanje materijalom, postavljaju se osnove za projektiranje svrsishodnog toka materijala i korištenja raspoloživog potencijala za racionalizaciju. Činjenica je da se u proizvodnim sustavima najviše investira u strojeve i opremu, dok se zanemaruje racionalizacija transporta i skladišta. Analiza koju je proveo Jonson (Jonson, 1980.), pokazuje da se kod novih investicija u postojeći proizvodni sustav veći učinci postižu optimiranjem toka materijala, nego ulaganjem u ostale elemente proizvodnog sustava, jer tok materijala posjeduje veći potencijal za racionalizaciju (slika 4.12). Nove investicije u ostala područja proizvodnog sustava (npr. nabava nove opreme) dovode do suboptimalnih rješenja, tj. moraju se uložiti velika sredstva za realizaciju relativno malog potencijala.

1[1]

Egzaktne troškove toka materijala, uglavnom je teško odrediti, jer su uključeni u ukupne troškove proizvodnje.

Troškovi toka materijala u proizvodnji i skladištu kreću se od 10 do 40% ukupnih troškova proizvodnje (Morghen, 1981.).

p o te n c ij a l

M j e r a r a c i o n a l i z a c i j e p r o i z v o d n j a

t o k

m

a t e r i j a l a

n o v e U k u p n e i n v e s t i c i j e i n v e s t i c i j e

Slika 4.12 - Usporedba investicija u području toka materijala s investicijama u području proizvodnje (Jonson, 1980.) Na tok materijala utječu slijedeći čimbenici: mikrolokacija: zemljište (oblik i svojstva), transportni putovi (ceste, more, rijeke, željeznice), tržište (udaljenost od sirovina i potrošača), radna snaga, voda, energija, zgrade: oblik (geometrija, broj katova), veličina jediničnog polja, nosivost poda, skladište: centralizirano ili decentralizirano skladište, način i sustav skladištenja, tip proizvodnje: pojedinačni, serijski, masovni, tehnološki postupci: tipovi sredstava za proizvodnju, tip proizvodne strukture, značajke transporta: način transporta, zapremina, broj komada, intenzitet transporta, transportni put: po podu ili tračnicama, vodoravni ili okomiti transport, transportna sredstva: prekidni ili neprekidni transport, organizacija transporta: centralizirani ili decentralizirani, osoblje: pomoćni radnici, priučeni radnici, VKV radnici, mjere zaštite: HTZ, buka i sigurnost. Mogu se razlikovati slijedeći sustavi toka materijala (slika 4.13): izravni sustav, kanalni sustav, središnji sustav. Značajka izravnog sustava je transport predmeta rada na kratkom putu od polaznog do odredišnog mjesta transporta. Izravni sustav je ekonomičan u slučaju velikog intenziteta transporta na relativno maloj udaljenosti. Kod kanalnog sustava predmeti rada se transportiraju po unaprijed određenom putu (npr. transportna traka) u jednom smjeru od polazne do odredišne točke. Ovaj sustav je ekonomičan u slučaju malog intenziteta transporta, na malim ili srednjim udaljenostima.

Sustavi toka materijala Posredni Kanalni

Izravni Izravni

Naziv

A

D

A

Središnji

C

Simbol

B Intenzitet Udaljenost Primjer

D

A

D

C

Visok Mala Skupine po vrsti obrade

B

C

Malen velika Transportna vrpca

B Malen Velika Središnje skladište

Slika 4.13 - Sustavi toka materijala (Fray, 1975.) Rješenje problema toka materijala prema VDI 3300, provodi se u četiri koraka: Korak 1: # Transport između tvornice i njenih izvora sirovina, odnosno transport između tvornice i tržišta Rješenje: makro/mikro lokacija; Korak 2: # Transport između pojedinih odjela tvornice (npr. između proizvodnih hala) Rješenje: raspored odjela (blok shema); Korak 3: # Transport unutar jednog odjela između sredstava za proizvodnju Rješenje: raspored sredstava za proizvodnju; Korak 4: # Transport materijala na radnom mjestu Rješenje: automatizacija toka materijala na radnom mjestu.

4.3.2 ANALIZA TOKA MATERIJALA Tok materijala može se izraziti količinom materijala koja prolazi kroz proizvodni sustav u jedinici vremena, a kvantificira se intenzitetom transporta. Intenzitet transporta označava količinu materijala koji se transportira u jedinici vremena na jediničnu udaljenost. Za definiranje količine materijala pretežito se koristi transportna jedinica2[2], a za jedinicu vremena godina. Prednost usvajanja transportne jedinice za definiranje količine materijala značajka je proizvodnih procesa u metaloprerađivačkoj industriji, koja predstavlja komadnu proizvodnju različitih vrsti

2[2]

Za definiranje količine materijala koristi se još: broj komada, težina ili zapremnina.

proizvoda. Broj komada koji se transportira u jednoj transportnoj jedinici određuju se na temelju organizacije toka tehnološkog procesa, broja dijelova u seriji, te izmjera i težina dijelova. Tok i intenzitet transporta između radnih mjesta (npr. sredstava za proizvodnju ili odjela) proizvodnog sustava definiran je proizvodnim programom (po asortimanu i količini), te tehnološkim postupcima. Kod proizvodnih sustava s većim brojem različitih proizvoda (središnji i desni dio u p-q dijagramu), najčešći način prikazivanja toka materijala je numerički, s pomoću matrice transportnih intenziteta3[3] [B]: 2 k \ j 1  1 0 b12   2 b21 0 B= b31 b32  3  ... ...  bn1 bn 2  n

3 b13 b23 0 ...

... n  ... b1n  ... b2 n   ... b3n    0 

(4.11)

Elementi matrice bkj predstavljaju količinu materijala (npr. broj transportnih jedinica) koja se mora transportirati u određenoj vremenskoj jedinici između k-tog i j-tog radnog mjesta. Svaki element matrice može biti polazna i odredišna točka transporta, pa je matrica [B] kvadratna matrica. Unutar radnog mjesta zanemaruje se transport, te su dijagonalni elementi matrice bkk = 0 , ( k = 1,2,..., n ). Matrica [B] je orijentirana matrica transportnih intenziteta, jer osim količina definira i smjer transporta između radnih mjesta. Ona predstavlja programsko-tehnološku značajku zadanog proizvodnog sustava. Primjer matrice transportnih intenziteta, koja se odnosi na tri obradka čiji su osnovni podaci navedeni u tablici 4.5, prikazana je na slici 4.14. Tablica 4.5 - Podaci o proizvodnom programu REDOSLIJED OPERACIJA

INTENZITET TRANSPORTA (TJ/VJ)

A

1-2-4-3-4-5-6

100

B

1-3-4-2-6

50

C

1-4-2-3-4-6

150

OBRADAK

3[3]

OZNAKA OBRADKA

Matrica transportnih intenziteta još se naziva i matrica toka materijala ili matrica OD-DO.

D O

O D

1

2

3

4

5

D

6

O

O

1

D

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

2 1

3 0 05 1

4 0

1

1

5

0 1 5 0

D

6

O

0 0 5

5

1

2

3 0 05

1

2

0

0

1

4 0

1

0 01

5 0

4

1

0 0

5

0 01

2

5

1

5 0

5 01

0 0

3

0 0

3

0 0 5 0

0 0

O D

1

5 0

5 01 1 1

5

0 0

6

5

1

0

0 01

5 0

1

0 0

6

Slika 4.14 - Orijentirana matrica transportnih intenziteta Većina razvijenih modela za oblikovanje i optimiranje toka materijala koristi samo intenzitet transporta, ali ne i njegov smjer, pa se orijentirana matrica može transformirati u neorijentiranu trokutastu matricu transportnih intenziteta. Ona se dobije tako da se svi elementi orijentirane matrice [B] iznad glavne dijagonale zbroje s elementima koji leže simetrično ispod glavne dijagonale (slika 4.15), tj.: bkj = bkj + b jk ≥ 0 D O

O

1

D

2

3

4

5

6 1

1 2

1

5 1

2

0 0 0

1

5 03

3

5 0 0 04

5

4

0 0 1

1

6

5

0

1

5 01

0 0

4

0 0 1 0 0

6

5

5 0

5 1

5

0 0

OD

2

0 0 3 5 0 1 5 0 1 3 0 0 4 0 0 1

1

3 4

(4.12)

6

0

5 0 DO

Slika 4.15 - Neorijentirana matrica transportnih intenziteta Osim s pomoću matrice transportnih intenziteta, tok materijala može se prikazati i grafički s pomoću: funkcionalne sheme (slika 4.16), redoslijeda događaja (slika 4.17), dijagrama procesa izrade (slika 4.18), dijagrama procesa izrada za više proizvoda (slika 4.19), itd.

S P

L M

A

7 6

O

D L M

P

2 1

Z

P

A

R

S

A 4

A

T

S 4

J E A

S

L S

O A

L

A

D

I Š

I ČM N E A T A L M N E E T T R A K E

0 0

2 5

0

3 4 0

T A

9 9

15 26 05 8 1 1 7 1 1 2 5 5 6

R R

T

” G T

L

S

NŽ

6 4

A O

5 4 9 3 8 8 9 24

O P

L

D

2 5 1

P

P

O

S

K L

O

1

D

L U

S

A P

1 7

K

R

4

D L

O

V L

I R

IE C

0

OS

ŠE I PI

3 5

O P A

D K

J E I R

1

KK

7 3

VT A I N N A D A R K U P L J E N EOD S I I J T E A L R O V

5 7

1 4 07 1

O

S

T

K

O

L

N

2

V

5 2 4 8 5 95 3

A

C D

A

.

E

3

0 0

I

D I

N

7

E

4 0

I

2 5 6

O D J E L 1 9 8 O D A M I O N T A V3 3A 8 P O D S K L

T 1 E0 I Z V O P 1 O7

I Š

O

Ž

E P O

V

A

4 2 1

L A

2 6

6

J E L A N I Z . O B R

1 6

G

E

O P DR EJ E R L . P R OE RD A J E D L E O D J E L I Č M N E E T A L NA I U H T O M M A TO A N T A Ž E T R A K A V O D I Č A

T

8 74 40 2

O S T “ Š K

A

K

M

O J A

N

P

9

0 0

T A Ž E R O I Z

A

G

V

S

M

O

I

K T

O

O

D

L B

A A V

D L E

I Š T E A Ž E P R O

A

3 2 8

A

D I H

I Š

P

T

R

E

O

I Z

V

O

D

A

Slika 4.16 - Funkcionalna shema toka materijala (Jaeger, 1980.)

Z A I Z V

O

D

E

I

R

E

e n z i j e : φ2 0

4 6 0

1 . Š

i p k

2 . T

r a n s p o

3 . O

d r e z i v

4 . Č

e k k

a

u

s k

o

6 . T

r a n s p o

i

e k

9 . O

k

1 0 Č.

e k

1 1 .B

r u š e n j e

1 2 Č.

e k

1 4 .K 1 5 T. P

D

r i m

a n j e

K o n tr o l a

S k l a d i š te n j e

Z a s to j i č e k a n j e

T

to per

t tr

9

1

r i j me m i n e

01 1 1

0

. 3

0

. 3

21

31

1

8

0 . 3

1

8

0 . 6

1 8

1

1 8

41

51

)

61

71

81

9

1 52 r t

4 02 0 t r a n s p o

r t 2 05

t r a n s p o ž l i j e b o

v

t r a n s p o

r t a

2 01 5

r t

. 2

2 0 3

a r e n j e

4 2

l a

r a n s p o

(

0 . 3

i

r t

j e d b U e :k

n a

m

u p n o

P

r i j e :

R

a z l i k

s Sn in m i m k

l i s t

A b r .

n a c L r t i as :t / l i s t o v a : R A T I L O 1 / 1 a j e d n i č k a o b r a d a s a :

2 01 4

i

a n j e

j

i š t u

b r u š e n j e

a n j e

n t r o

a t u m

8

t r a n s p o

i

r e t n o

o

7

V

r t

8 . Č

k

6

a r e n j e

l o d a n j e

o

5

a n j e

7 . G

1 3 T.

j e s t o r a d

4

l a d

A i

0

3

z a

r t

a n j e

5 . T

2 0

T ra n sp o rt

2

m

x

r o V

Z

O p erac ija

R ed n i b ro j

D o g a đ a j r a d a , r a d a i s r e d s t v o

1

G

S lo ž en o st p o sla

. 0

i m

B O

B ro j ra d n ik a

Č

O

O b u j a m ( m 3)

D

a t e r i j a l :

D

P o v r š i n a ( m 2)

I C

d i j e l a : I N A S T

D u ljin a (m )

I L

D

T ež in a (kg )

Š

a z i v A K L

tč ek

M

U

E

.

tsk l

B

m

N

o d :

L Đ I J

S

pz

r o i z v

O

tk o n

B r . r a d V n eo l g i č i n Da n a l o g a : _ _ _ _ k o P

D

p o s t o j e ć i - p r e d l o ž e n i as et u r im j e : l a D n as ti ur a m n j za a: vO r pš e tr ka ac :i j s k

o :

n t a ž u

1 . 2

1 3 5 4

. 42 2

7 2

a :

ai o : : D

a t u m

r aR z a r za rd a e d : i o O :

d o

b r i o

:

Slika 4.17 - Redoslijed događaja P P P

O

D

S

K

K

u

B

r t v

L

O

P

ć i š t e a

1

K

U

Ć

O

r i k

I Š

T

V

r e t e n o K 4u

B

r t v

e

5

i

g

6

L

O

l j u č a k U

i j a k

P

P

R

I K

J U

1 1

t i s n u t i t v b r o j e v e

1 2

L

o

r n i č k

P o s t a v i t i č e t i r i v i i z m e đ u p r i k l j u č a a t i c a 1 3 2

0

l a

P o s t a v i t i d v i j e b r t v e u k u ć i š t e 2

5

P

o u

K

1

M 4

S

A

V

1

D

s t a v i t i k k u ć i š t e

u g

D

3

j e l o m i č n o u v i t i m a t i c a n a v i j k e

l u

6 P o s t a v i t i č e t i r i b r t v e n a v r e P t eo n s ot a v i t i v r e t e n o 1 0 U b a c i t i 7 d o t e g n u u k u ć i š t e R u č i c a 8 M a t i c a 7 8 B

r t v

P

a

3

9

U

b

r i t e g n u t i m n a v r e t e n o b a c i t i r t v e n a

d

a t i c u 1 1 M a t i c a

v i j e k u g l u

P 9

n

o

a

k u ć i š t e i t i m a t i c e

s t a v i t i r u č i c u v r e t e n o

1

2 Z

1

3 K

o

n

S

k

l a d i š t e

Slika 4.18 - Dijagram procesa montaže (Zrnić, 1987.)

n

a v a

r n u t i m a t i c u v r e t e n o

t r o

l a

b

r t v l j e n

Dijagram procesa izrade/montaže primjenjuje se uglavnom u analizi toka materijala kod neprekidnih tokova materijala, tj. kod velikoserijske i masovne proizvodnje malog broja različitih proizvoda (lijevi dio u p-q dijagramu). O

T

p e r a c i j a

e h

n o

l o

O

d r e z i v

2

Z

a r a v

3

T

4

G

l o d a n j e

5

B

u š e n j e

6

R

u č n a

7

B

r u š e n j e

c i l i n d r i č .

8

B

r u š e n j e

p l o š n o

9

I z r a d a

o

k

i

p

r o

c e s i

z a

z u p č a n i c p id r ii jz e m l o a v t ii č n i

v r a t i l a 1

š k

a n j e

n a v

a n j e

i

z a b u š i v a n j e

a r e n j e

1 0 P

r o v

1 1 T

o

o

o

b r a d a

z u b l j e n j a

p o

i

v

r š i n a

ž l i j e b o

v

a

l a č e n j e

p l i n s k

a

o

b r a d a

1 2 B

r u š e n j e

ž l i j e b o v

1 3 B

r u š e n j e

o

1 4 P

r i p r e m

1 5 P

j e s k

a

a

z u b l j e n j a o

d l i j e v

k

a

a r e n j e

1 6 B

o j a n j e

t e m

1 7 B

o

z a v

j a n j e

e l j n o r š n o

Slika 4.19 - Dijagram procesa izrada za više proizvoda Dijagram procesa izrade za više proizvoda uglavnom se koristi kada je potrebno analizirati tok materijala za 5-10 proizvoda ili kod primjene koncepta grupne tehnologije.

4.3.3 OSNOVE OBLIKOVANJA TOKOVA MATERIJALA Osnove oblikovanja toka materijala u proizvodnom sustavu zasnivaju se na p-q dijagramu (slika 4.20), tj dijagramu koji prikazuje odnos asortimana i količine proizvoda u proizvodnom procesu. Oblikovanje tokova materijala u proizvodnim sustavima u najvećoj mjeri uvjetovano je:

s k

u

p

i

odnosom vrste i količine proizvoda u proizvodnome programu (p-q dijagram) što predstavlja osnovu za definiranje vrste toka materijala u sustavu, stupnjom tehnološke složenosti proizvoda, tj. vrstom i redoslijedom tehnoloških operacija, vrstom i rasporedom sredstava za proizvodnju u proizvodnom sustavu, odnosno kapacitetom proizvodnog sustava. U načelu postoje dva osnovna modela toka materijala:

q (k o m /V J )

prekidni tok materijala, neprekidni tok materijala.

1 I

1

I I

I I I

I V

p ( p

r o

i z v

o d a )

Slika 4.20 - Osnovna područja p-q dijagrama Prekidni tok materijala odnosi se na pojedinačnu i maloserijsku proizvodnju. Oblikovanje prekidnih tokova zasnovano je na procesnom načelu. Procesno načelo opisano je vrstom obrade, visokim iznosima pripremno-završnih vremena, slobodnim ritmom, većim međuoperacijskim vremenima, visokim stupnjom stručnosti radnika, sredstvima za proizvodnju (tehnološkim sustavima) opće i univerzalne namjene, te povećanim stupnjom prilagodljivosti. Neprekidni tok materijala odnosi se na velikoserijsku i masovnu proizvodnju (tj. na uski asortiman i veće količine proizvoda). Neprekidni tok materijala zasnovan je na predmetnom načelu. Predmetno načelo uvjetuje posebnu izvedbu prostornih proizvodnih struktura i u određenim granicama prisilan ritam toka, definirana međuoperacijska vremena, povećan stupanj podjele rada, proizvodni i namjenski karakter sredstava za proizvodnju (tehnoloških sustava) i relativno zanemarivu veličinu pripremno-završnih vremena, zbog čega je u određenoj mjeri smanjena prilagodljivost takvih sustava. Postoje dva osnovna oblika prekidnih tokova materijala. Prvi oblik prekidnih tokova materijala odgovara području IV u p-q dijagramu. Odnosi se na pojedinačnu proizvodnju širokog asortimana proizvoda u jediničnim ili vrlo malim količinama s postupcima ručnih (zanatski

radovi), mehaniziranih (montaža velikih objekata) i automatiziranih značajki (CNC strojevi, jednovretenski i viševretenski automati). Ovaj tok svojstven je za proizvodne sustave u brodogradnji, teškoj strojogradnji, građevinarstvu, zanatstvu i kućnoj radinosti. Realizira se prostornim strukturama tipa raspored s fiksnom pozicijom. Postavljen je tako da predmet rada ima određenu poziciju na radnom mjestu, dok se dijelovi, alati, pribori i radnici kreću oko njega u skladu s tehnološkim postupcima obrade. Predmet rada ostaje na jednom mjestu do završetka procesa izrade, nakon čega se transportira s radnog mjesta ostavljajući prostor za slijedeći proizvod. Ukupno potrebno vrijeme potrebno za izradu planiranih proizvoda manje je ili jednako efektivnom kapacitetu radnog mjesta. Drugi oblik prekidnih tokova zasnovan je na objedinjavanju svih operacija, odnosno tehnoloških sustava iste vrste u istu radnu jedinicu - radionicu. Ovaj pristup primjenjuje se za proizvodne programe šire strukture relativno malih količina proizvoda (maloserijska proizvodnja), tj. odnosi se na područje III u p-q dijagramu. Tipični predstavnici ovog područja su proizvodni procesi u metaloprerađivačkoj industriji kod kojih su prostorne proizvodne strukture izvedene na procesnom načelu s rasporedom radnih mjesta u skupine po vrsti obrade. Pri tome su dijelovi proizvodnih struktura različite vrste obrade (skupine po vrsti obrade) odvojene međuskladišnim prostorom u kojem se serije dijelova nalaze u redu čekanja za daljnju obradu prema projektiranom tehnološkom procesu. Prednost ovakvog načina oblikovanja tokova je u visokom stupnju prilagodljivosti, olakšanoj kontroli tehnoloških procesa i olakšanom vrednovanju rada. Nedostatak leži u složenosti upravljanja proizvodnim sustavom, usporenom protoku, velikom opsegu nedovršene proizvodnje i visokim troškovima rukovanja materijalom. Ovaj oblik prekidnih tokova realizira se primjenom tehnoloških sustava univerzalnih značajki visoke razine prilagodljivosti i relativno nižeg stupnja efektivnosti sustava4[4]. Kao i kod prekidnih tokova materijala, kod neprekidnih tokova postoje dva osnovna oblika, ali su oni zasnovani na predmetnom načelu. Prvi oblik neprekidnih tokova materijala odnosi se na područje II u p-q dijagrama. To je višepredmetni tok s prostornim strukturama izvedenim na predmetnom načelu. Postavljen je prema načelu formiranja skupina sličnih predmeta rada, pri čemu raspored radnih mjesta slijedi redoslijed definiran tehnološkim postupkom. Zbog različitog stupnja složenosti predmeta rada, odnosno različitih vremena trajanja operacija obrade na određenim radnim mjestima, pojavljuju se međuskladišta za smještaj predmeta rada u redovima čekanja. Proizvodni program sastoji se od manjeg asortimana i većih količina proizvoda u odnosu na područje III, tj. radi se uglavnom o velikoserijskoj proizvodnji. Ovi tokovi materijala realiziraju se primjenom tehnoloških prostornih struktura proizvodnih i namjenskih značajki, veće učinkovitosti i manje prilagodljivosti u odnosu na tehnološke sustave iz područja III. Raspored radnih mjesta izvodi se prema redoslijedu operacija, pri čemu su neke operacije, zbog nedovoljne sinkroniziranosti vremena trajanja i slobodnog ritma, odijeljene međuskladišnim prostorom. 4[4]

Efektivnost sustava predstavlja vjerojatnost da će sustav uspješno stupiti u rad i obavljati projektiranu funkciju u zadanom vremenu i navedenim uvjetima okoline.

Prednost ovih tokova materijala su povećana učinkovitost, manji opseg nedovršene proizvodnje, bolje iskorištenje kapaciteta i olakšano upravljanje, a nedostaci su povećana neprilagodljivst, otežana kontrola tehnoloških procesa i postupaka vrednovanja rada. Drugi oblik neprekidnih tokova materijala je jednopredmetni tok. To je zapravo posebni slučaj višepredmetnog toka s visokim stupnjom uravnoteženosti vremena trajanja operacija, minimalnim opsegom nedovršene proizvodnje, visokim stupnjom iskorištenja tehnoloških sustava, jednostavnim upravljanjem i niskim stupnjom prilagodljivosti. Odnosi se na područje I u p-q dijagramu, a realizira se tehnološkim i prostornim strukturama namjenskih značajki (jednopredmetne linije) povećanog stupnja automatizacije. Ovi procesi predmetne vrste su tipični procesi linijskog tipa definiranog ritma izvedeni na predmetnom načelu, s rasporedom radnih mjesta po redoslijedu operacija, pri čemu su vremena trajanja operacija uglavnom približno ujednačena. U uvjetima jednopredmetnog toka, odvijanje procesa proizvodnje obavlja se pojedinično, predmet rada za predmetom rada, i tako stalno tijekom zadanog vremenskog perioda. Za slučaj da količina predmeta rada qj → ∞, dobije se tipični slučaj linijskog toka svojstven za industrijske proizvode nedefiniranog, amorfnog oblika. Osnovne značajke opisanih oblika tokova materijala prikazane su na slici 4.21. Značajke osnovnih tokova materijala Prekidni tokovi materijala

Neprekidni tokovi materijala

Skupni tok procesnog tipa

Veliki broj predmeta rada u jediničnim količinama

Tehnološki sustavi postavljeni po vrsti obrade

1

1 1

p

Vrlo veliki asortiman proizvoda u jediničnim ili vrlo malim količinama Jedinična nedovršena proizvodnja Maksimalni stupanj prilagodljivosti Postupak upravljanja u funkciji stupnja složenosti proizvoda Vrlo dugačka vremena trajanja ciklusa

Skupni tok višepredmetnog tipa Tehnološki sustavi postavljeni po redoslijedu operacija

p

Tehnološki sustavi postavljeni po redoslijedu operacija

1

1 1

Jednopredmetni tok

q

q

q

q

Osnovni skupni tok

1

p

Veći asortiman i manje količine proizvoda

Uži asortiman i veće količine proizvoda

Visoka razina nedovršene proizvodnje Visok stupanj prilagodljivosti Složena organizacija sustava i složen postupak upravljanja Dugačka vremena trajanja ciklusa proizvodnje

Manja nedovršena proizvodnja Niži stupanj prilagodljivosti Jednostavna organizacija i olakšan postupak upravljanja Kraća vremena trajanja ciklusa proizvodnje

1

p

Vrlo uzak asortiman i velike količine proizvoda Minimalna nedovršena proizvodnja Neprilagodljiva struktura Jednostavna organizacija i postupak upravljanja Vrlo kratka vremena trajanja ciklusa

proizvodnje, a ovise o stupnju složenosti Uređaji, strojevi, alati i pribori opće namjene Vrlo visoka obučenost radnika Vrlo nizak koeficijent obrtanja novca Lako održavanje

proizvodnje Univerzalni tehnološki sustavi, obradni centri Visoka obučenost radnika Nizak koeficijent obrtanja novca Olakšano održavanje

Pojedinačni prilaz u vrednovanju rada u funkciji stupnja stručnosti

Prilagodljive proizvodne Namjenski tehnološki linijei sustavi sustavi - transfer linije Relativno niska obučenost Niska obučenost radnika radnika Relativno visok koeficijent Vrlo visok koeficijent obrtanja novca obrtanja novca Održavanje izvan radnog Održavanje izvan radnog vremena vremena Skupni prilaz u vrednovanju rada u funkciji učinaka skupine

Slika 4.21 - Značajke osnovnih tokova materijala u proizvodnom sustavu (Zelenović, 1987.)

4.3.4 OSNOVNI OBLICI TOKOVA MATERIJALA Oblici tokova materijala u funkciji prostornih ograničenja koji se pojavljuju u realnim sustavima glede rastera objekta (osnovnih izmjera raspoložive površine), položaja “ulaza izlaza” u sustavu i drugih utjecaja, mogu biti vrlo različiti. Karakteristični oblici tokova materijala u funkciji položaja “ulaz - izlaz”, prikazani su na slici 4.22.

1

4

7 u l a z

u l a z

i z l a z

i z l a z

iz laz

u l a z

5

2 u l a z i z l a z

3 u

u l a z

8 i z l a uz l a z i z l a z

6

9

l a z u l a z

i z l a uz l a z

iz la z

i z l a z

Slika 4.22 - Oblici tokova materijala u funkciji položaja “ulaz - izlaz” U funkciji stupnja tehnološke složenosti proizvoda, tj. ovisno o zahtjevima tehnološkog procesa s jedne strane i prostornim ograničenjima s druge strane, postoje oblici tokova materijala u vodoravnoj i okomitoj ravnini. Definiranje ovih oblika ima veliki utjecaj na oblik i veličinu objekta (prizemna ili višekatna zgrada). Pri projektiranju i izvođenju proizvodnih sustava osnovni oblici tokova materijala u vodoravnoj ravnini su: Pravocrtni oblik toka (slika 4.23a) - primjenjuje se kod proizvodnog programa nižeg stupnja tehnološke složenosti i uže strukture proizvoda u programu. L-oblik toka (slika 4.23b) - primjenjuje se u slučaju kada zbog ograničenja nije moguće u potpunosti primijeniti pravocrtni oblik toka. U-oblik toka (slika 4.23c) - predstavlja najčešći oblik toka jer posjeduje visok stupanj prilagodljivosti.

Kružni oblik toka (slika 4.23d) - primjenjuje se u slučaju potrebe da ulaz i izlaz budu na istoj lokaciji. Ovaj oblik je pogodan glede upravljanja ulazom materijala i izlazom proizvoda, utovara i istovara, te kontrole tokova na ulazu i izlazu. S-oblik toka (slika 4.23e) - primjenjuje se za proizvodne programe većeg stupnja tehnološke složenosti dijelova kod prekidnih i neprekidnih tokova materijala. u

i z l a z

l a z

u l a z i z l a z

a

u

)

b )

l a z

u

l a z

i z l a z

i z l a z c ) u

d )

l a z

u l a z

i z l a z

i z l a z e )

Slika 4.23 - Osnovni oblici tokova materijala u sustavu Primjeri nekih osnovnih oblika tokova materijala u vodoravnoj ravnini prikazani su na slici 4.24. I Z R A D A D I J E L O V S K L A D . M S I R O V .I Z R A D A D I J E L O V

A O

N

A

a) pravocrtni oblik toka

T

S AG P

K L A D . ŽO A T O V . R O I Z V .

Slika 4.24 - Primjeri oblika tokova materijala (Fray, 1975.)

I Z

S

S

K

I R

R

L

A

O

DM

A

V

D

A O

N

I Š I N

T A

T

S

A

P

GŽ

K

OA

R

L

T

O

A

O I Z

D V

V

I Š T I H O D

E A

E

b) L - oblik toka

S

S

I Z

R

K

L

I R

A

O

A

V

D

A

D

I Š I N

M

O

N

T

A

Ž

A

S K L A D I Š T T E G O T O V I H A P R O I Z V O D

E A

c) U - oblik toka Slika 4.24 - Primjeri oblika tokova materijala (nastavak)