PROJEKTIRANJE

PROIZVODNIH SUSTAVA

Predavanja: Dr.sc. ZORAN KUNICA, redoviti profesor

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

Sveučilišta u Zagrebu

Ivana Lučića 1 (III. kat, soba A-507)

HR–10002 Zagreb

Telefon: +385 (0)1 6168324

e-pošta: zoran.kunica@fsb.hr

Vježbe:

Doc. dr.sc. T. STIPANČIĆ

Dr.sc. B. ŠEKORANJA

Dr.sc. M. ŠVACO

F. ŠULIGOJ, mag.ing.

D. BELIĆ, mag.ing.

2

Predavanja: srijeda, 11.00-13.00, Predavaonica 2

Vježbe, PClab-5 Sjever:

Ponedjeljak 12:00-14:00; 4-indinž

Ponedjeljak 14:00-16:00; 4-pi-oskval 4-pi-prermont

Utorak 10:00-12:00; 4-pi-autopro

Četvrtak 13:00-15:00; 4-ri-intmonts, uprkval, sobsust, rvsustava, rmodalat, razpro, propoli, ljevar

Petak 10:00-12:00; 4-pi-obrsust 4-pi-zavkon

Preddiplomski sveučilišni studij – Studij strojarstva

VII. s e m e s t a r

ISVU 18559

2+2, ECTS 5

3

Polaganje ispita:

• prisustvovanje i sudjelovanje u nastavi (minimum 75 % predavanja)

• izrada programskih zadataka na vježbama

• predan projekt (u dva termina u roku od dva tjedna po isteku semestra)

• polaganje ispita – preko triju kolokvija, ili, pismeni (osam pitanja/zadataka) i

usmeni ispit

• u slučaju uspješnog polaganja preko kolokvija, ispit pravodobno prijaviti

(za termine ispita u zimskom roku)

LITERATURA

1. B. Vranješ, B. Jerbić, Z. Kunica, Projektiranje proizvodnih sustava,

Inženjerski priručnik, Svezak IV, Organizacija proizvodnje, Školska

knjiga, 2004., str. 73–130.

2. S. S. Heragu, Facilities Design, CRC Press, 2008.

3. M. P. Stephens, F. E. Meyers, Manufacturing Facilities Design and

Material Handling, Purdue Univ. Press, 2013.

4. A. Dolgui, J.-M. Proth, Supply Chain Engineering: Useful Methods and

Techniques, Springer, 2010.

5. J. T. Black, The design of the factory with a future, McGraw–Hill, New

York, 1991.

6. http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/pps.pdf

4

http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/PPS/ (Predavanja)

http://titan.fsb.hr/~zkunica/pps.htm (Dokumentacija za projektni zadatak)

http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava.html

Proizvodni je sustav složena socijalna i materijalna tvorevina

kojom se obnosi proces stvaranja vrijednosti – materijalnih i inih

dobara.

Uvjeti

Prostor

Energija

Informacije

Vrijeme

Sredstva za

proizvodnju

Radna okolina

Ljudi

Proizvodni proces

IZLAZ

Proizvodi

Emisije

Otpaci

ULAZ

Materijal

Poluproizvodi

Pomoćni mat.

ULJE

5

ideologija,

kapital poboljšana ideologija,

uvećani kapital

Za ostvarenje proizvodnje nužno je osigurati:

- ELEMENTE SUSTAVA (proizvodne snage)

- ODREĐENE UVJETE

- KOMUNIKACIJU IZMEĐU SUSTAVA I OKRUŽENJA.

Osnovni su elementi proizvodnog sustava ljudi s proizvodnim iskustvom i sredstva

za proizvodnju koji zajedničkim djelovanjem u radnoj okolini, uz ispunjenje

određenih (prikladnih) uvjeta:

- PROSTORA

- ENERGIJE

- INFORMACIJA

transformiraju ULAZne komponente (input) u IZLAZne veličine (output).

6

PROIZVODNJA JE PROCES POVEĆANJA (STVARANJA NOVE)

VRIJEDNOSTI, na temelju ljudskog rada

7

ŠTO JE PROIZVODNJA?

TKO JE NOSI (PROIZVODNJU)?

8

Registrirane pravne

osobe

Number of registered

legal entities

Aktivni

subjekti

Number of

active entities

Udio aktivnih

pravnih osoba, %

Share of active

legal entities, %

Ukupno 278 725 151 514 54,4 Total

Trgovačka društva 144 222 125 974 87,3 Trade companies

Poduzeća i zadruge 66 648 2 180 3,3 Enterprises and co-

operatives

Ustanove, tijela,

udruge i organizacije 67 855 23 360 34,4

Institutions, bodies,

associations and

organisations

Subjekti u obrtu i

slobodnim zanimanjima - 89 238 -

Entities in crafts and trades

and free lances

POSLOVNI SUBJEKTI (u Republici Hrvatskoj), STANJE 30. RUJNA 2013.

BUSINESS ENTITIES, SITUATION AS ON 30 SEPTEMBER 2013

http://www.dzs.hr/Hrv_Eng/publica

tion/2013/11-01-01_03_2013.htm

9

Ukupno

Total

Broj zaposlenih/ Number of persons in employment

0 1 – 9 10 – 49 50 – 249 250 – 499 500 i više

500 and more

.

.

.

Ukupno 151 514 81 781 55 300 10 808 3 052 329 244 Total

AKTIVNE PRAVNE OSOBE PREMA PODRUČJIMA NKD-a 2007. I BROJU ZAPOSLENIH, STANJE 30.

RUJNA 2013.

NUMBER OF ACTIVE LEGAL ENTITIES, ACCORDING TO NKD 2007. SECTIONS AND BY NUMBER OF

PERSONS IN EMPLOYMENT, SITUATION AS ON 30 SEPTEMBER 2013

mikro mala srednja (poduzeća)

SME – small & medium enterprises, prema definiciji EU (varijacije po državama): do 250

zaposlenih i prihod do 50 M(EUR)/a i/ili vrijednost imovine do 43 M(EUR).

http://www.dzs.hr/Hrv_Eng/publication/2013/11-01-01_03_2013.htm

10

http://www.dzs.hr/Hrv_Eng/publicati

on/2013/11-01-02_02_2013.htm

Županija

County of

Ukupno

Total

Oblici vlasništva

Type of ownership

državno

State

udio u

ukupnome

Share in

total

privatno

Private

udio u

ukupnome

Share in

total

zadružno

Co-

operative

udio u

ukupnome

Share in

total

mješovito

Mixed

udio u

ukupnome

Share in

total

nema

vlasništva

None

udio u

ukupnome

Share in

total

Republika

Hrvatska

Republic of

Croatia

.

.

.

155 705 1 084 0,7 127 012 81,6 2 074 1,3 1 388 0,9 24 147 15,5

STRUKTURA AKTIVNIH PRAVNIH OSOBA PREMA OBLICIMA

VLASNIŠTVA, STANJE 31. PROSINCA 2013.

STRUCTURE OF ACTIVE LEGAL ENTITIES, BY TYPE OF OWNERSHIP,

SITUATION AS ON 31 DECEMBER 2013

PROIZVODNJA − osnovna društvena funkcija (tzv. realni sektor), ali i

osobna (pojedinačna) situacija

11

POSTOJANJE

potrebe PROIZVODNJAzadovoljenje

potreba

VIŠAK:

zaliha ili

razmjena

(trgovina,

izvoz)

v r i j e m e

PROIZVODNE SNAGE I ODNOSI -- podjela rada:

stvaralaštvo (rad) i sloboda (sudjelovanje u odlučivanju i

distribuciji rezultata rada (egzistencijalni minimum i profit))

12

Indeks ekonomske složenosti

Economic complexity index

Mjera društvenog znanja

pretvorenog u proizvod.

Gini – mjera ((ne)jednakosti) socijalne distribucije dobara

HDI – Human Development Index – indikator mogućnosti razvoja u nekoj

zemlji (životni vijek, obrazovanje, prihod)

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_economic_com

plexity

http://atlas.media.mit.edu/profile/country/hrv/

Hrvatska je 2009. godine 26. od 144 zemlje (Slovenija 10.).

http://atlas.cid.harvard.edu/about/glossary/

POKAZATELJI USPJEŠNOSTI I INTERAKCIJE

GDP – tradicionalni pokazatelj

- ukupno

- po glavi stanovnika

Bolji (i s vremenom opadajući) rang manjih zemalja (Slovenija,

Hrvatska) može značiti veliku raznolikost proizvoda uz manje

proizvodne količine, te rizik prema trendu globalne koncentracije i

specijalizacije.

Proces je zbivanje označeno pretvorbom i/ili transportom tvari, energije i/ili

informacija, kod kojega se prikladnim djelovanjem na utjecajne veličine dadu

postići određeni rezultati.

Prema normi ASME 101, proizvodni proces jest proces rada proizvodnoga

sustava, i obuhvaća sva zbivanja u procesu izrade nekog proizvoda:

proces rada kojim se izravno i svrsishodno djeluje na materijal (predmete rada) i

tako povisuje njegova vrijednost (mehanička obrada, zaštita materijala, montaža,

toplinska obrada itd.) te

zbivanja koja izravno ne pridonose povećanju vrijednosti materijala, ali su nužna

za odvijanje cjelokupnog procesa (kontrola kakvoće, transport, zastoji i

skladištenje).

Proizvodni je proces rješenje tehnološkoga procesa u prostoru i vremenu.

Tehnološki proces određuje način i redoslijed izvođenja proizvodnih operacija i

kontrole kakvoće.

13

14

TŽV Gredelj

Uljanik

http://www.glasistre.hr/vijesti/

pula_istra/uljanik-radnici-

preuzeli-vlasnistvo-359617

15

http://gmauthority.com/blog/2013/01/general-motors-expands-brazil-operations-at-gravatai/

16

Zaposlenika: 1 600

Ukupna površina: 713 000 m²

17

Zaposlenika: 150

Proizvodna površina: 6 000 m²

ALTRAD LIMEX jedan od najvećih

europskih proizvođača miješalica za

beton i tački

18

Proizvodni se procesi dijele na kontinuirane i diskretne.

Kontinuirani proizvodni procesi su oni u kojima se predmet rada javlja u obliku koji

se može kontinuirano mjeriti (kao naprimjer u procesnoj prehrambenoj industriji).

Diskretni proizvodni procesi su oni kod kojih se predmet rada javlja u diskretnim,

cjelobrojnim, količinama (komadna proizvodnja, naprimjer metaloprerađivačka

industrija). U daljnjemu izlaganju pod pojmom proizvodni proces razumijevat će se

diskretni proizvodni proces.

Svaki proizvodni proces karakterizira podjela rada što znači da se pojedini dijelovi

procesa odvijaju na prostorno različitim mjestima u sustavu. Rezultat prostorne

podijeljenosti su proizvodni tokovi koji osiguravaju interakciju proizvodnih

činitelja, odnosno elemenata sustava.

Postoje četiri vrste proizvodnih tokova: tok materijala, tok informacija, tok

energije i tok ljudi.

Elementi su sustava: sredstva za proizvodnju, radna mjesta, pogoni, odjeli i slično.

19

Proizvodni je sustav:

konkretan sustav s potpuno definiranim vezama između elemenata sustava;

umjetan, stvoren ljudskim radom, za zadovoljenje ljudskih potreba;

dinamičan, jer se stanje sustava mijenja tijekom vremena;

složen, jer se najčešće sastoji od više, proizvodnim tokovima povezanih

elemenata, od kojih svaki pojedinačno predstavlja složen zaseban (pod)sustav;

otvoren, neizoliran od utjecaja vanjskih sustava, posjedujući brojne veze sa

svojim okruženjem;

stohastičan, jer se ponašanje proizvodnoga sustava može predvidjeti samo s

određenom vjerojatnošću (tržišne promjene);

sociotehnički, jer su temeljni činitelji sustava ljudi i tehnička sredstva.

20

U svojoj je cjelokupnosti projektiranje proizvodnih sustava, multidisciplinarna i

interdisciplinarna djelatnost kojoj je svrha ostvarenje:

funkcionalnog,

ekonomičnog,

fleksibilnog,

humanog, i

ekologičnog proizvodnog sustava,

racionalnim korištenjem ljudskih i materijalnih potencijala.

Pri tome se radi o iznimno odgovornoj djelatnosti, budući da se, u pravilu,

angažiraju znatna financijska sredstva, a projektna rješenja imaju utjecaj i za dulje

vremensko razdoblje. Naime, tehnički (životni) vijek proizvodnoga sustava mnogo

je dulji od tržišnoga (životnoga) vijeka proizvoda.

21

http://www.mgz.hr/hr/izlozbe/Izlo%C5%BEba%20studentskih%20radova%20prenamjene%20paleoindustrijskih%20kompl

eksa%20u%20Zagrebu,204.html

Ostvarenje proizvodnoga sustava predstavlja dovođenje u sklad mnogih,

kompleksno povezanih činilaca.

Proizvodni je sustav sastavljen od više podsustava u stalnoj međusobnoj interakciji

te stoga mora biti cjelovit (integriran).

Shodno projektnim datostima ─ projektnim ciljevima i ograničenjima, teži se k

realizaciji proizvodnoga sustava kao optimalne cjeline. Postignuće parcijalnih

optimuma najčešće neće rezultirati optimumom proizvodnoga sustava kao cjeline.

Izvedbeno gledano, projektiranje je djelatnost kojom se slijednom, usporednom i

iterativnom primjenom stručnih znanja (analize i proračuni) i drugih spoznaja,

iskustva, lucidnosti i intuicije projektanta (projektanata), rješava postavljeni

projektni zadatak.

Narav djelatnosti projektiranja očituje se u izrazitoj primjeni deduktivnoga pristupa:

od općega k pojedinačnome,

od generalnih rješenja prema detaljima,

od idealiziranih rješenja do stvarnih rješenja. 22

Tako se izbjegavaju pogreške u koncepciji ili prije realizacije, olakšavaju stvaranje i

proučavanje varijanti i izbor najpovoljnijih, te osigurava podjela rada i mogućnost

preklapanja pojedinih poslova tijekom projektiranja (CE − istodobno inženjerstvo).

Stalno povećanje broja proizvoda na tržištu, i pronalaženja novih proizvodnih

postupaka, nameće stvaranje novih, ali i prilagodbu već postojećih proizvodnih

sustava. Tako je djelatnost projektiranja suočena sa zahtjevima da se projekti učine

što kvalitetnijim, u što kraćemu vremenu.

Projekt je rješenje projektnoga zadatka. Njime su definirane postavke realizacije

zadatka.

U projektiranju su proizvodnih sustava projektnim zadatkom obuhvaćeni:

proizvod(i) (predmeti rada);

količine proizvoda;

rokovi gotovosti proizvoda;

raspoloživa investicijska sredstva za realizaciju proizvodnoga sustava;

ostali zahtjevi u pogledu funkcionalnosti, ekonomičnosti, fleksibilnosti, humanosti

i ekologičnosti projektiranoga sustava. 23

Poput proizvodnoga sustava, i proizvod i projektiranje karakterizirani su određenim

stupnjem funkcionalnosti, ekonomičnosti, fleksibilnosti, humanosti i ekologičnosti.

Postoji pet osnovnih vrsta projektnoga zadatka:

1. projektiranje potpuno novog proizvodnog sustava;

2. rekonstrukcija proizvodnog sustava uz njegovo širenje;

3. rekonstrukcija proizvodnog sustava bez njegovog širenja;

4. uvođenje manjih racionalizacija u postojećem proizvodnom sustavu;

5. dekonstrukcija proizvodnog sustava.

Tri su čimbenika čije međusobno pojavljivanje i odnos određuju vrstu projektnoga

zadatka:

potreba za novim proizvodom,

promjena proizvodnih količina već postojećega proizvoda, i

uvođenje novih postupaka izradbe i montaže (nove tehnologije).

Zadatak projektiranja potpuno novog proizvodnog sustava, postavlja se u slučaju

postojanja sva tri gore navedena čimbenika. S obzirom na ostale vrste projektnih

zadataka, rjeđe se pojavljuje. 24

Budući da je proizvodni sustav dinamičan sustav koji se neprestano mijenja,

stvarno stanje proizvodnoga sustava s vremenom počinje značajno odstupati od

prvotno projektiranog. Tada je potrebna rekonstrukcija proizvodnoga sustava,

kojom se, shodno promijenjenoj situaciji, preoblikuju struktura i proizvodni

tokovi sustava.

Najčešće se zadaci rekonstrukcije pojavljuju pri povećanju proizvodnih količina.

Ako povećanje obujma proizvodnje nije moguće novouvedenim postupcima

izradbe i sklapanja, rekonstrukcija rezultira širenjem proizvodnoga sustava.

Uvođenje manjih racionalizacija u postojećem proizvodnom sustavu (oslobađanje

kreativnog potencijala zaposlenika i njihova motiviranost i nagrađivanje; odjel razvoja?) gotovo je

svakodnevni projektni zadatak. Težište je pri tome na prilagodbi sustava manjoj

promjeni proizvodnih količina i postupaka izradbe i montaže, pri čemu se nastoji

zadržati koncepcija projektiranog sustava.

Dekonstrukcija proizvodnog sustava projektni je zadatak uklanjanja proizvodnoga

sustava, koji je izgubio svrhu postojanja, zastarjelim proizvodnim programom,

proizvodnim postupcima i nemogućnošću uporabe građevinskih objekata i

instalacija u druge svrhe; ili promjenom/napuštanjem/izdvajanjem osnovne

djelatnosti (core business, outsourcing). 25