TP Strucni Predavanja 1

SVEUČILIŠTE U RIJECITEHNIČKI FAKULTET

Mladen Perinić

TEHNOLOŠKI PROCESI

SADRŽAJ Mladen PerinićTehnološki procesi

•UVOD U TEHNOLOŠKE PROCESE•TEMELJNI POJMOVI

• PROIZVODNI PROCES I TEHNOLOŠKI PROCES

• TEHNOLOGIJA

• TEHNOLOŠKA ZAKONITOST

• TEHNOLOŠKA DISCIPLINA

• OBRADNI SUSTAV

• PROIZVODNI SUSTAV

• Proizvodni sustav prema vrsti proizvodne opreme PSV

• Pojedinačni proizvodni kapacitet PPK• Proizvodne linije• Proizvodni sustav sličnog redoslijeda korištenja PSS• Fleksibilni proizvodni sustav FPS

• CIKLUS IZRADE I CIKLUS PROIZVODNJE


•DEFINIRANJE (PLANIRANJE) TEHNOLOŠKOG PROCESA, OPĆENITO

•TIPOVI PROIZVODNJE I UTJECAJ NA POSTAVKU TEHNOLOŠKOG PROCESA

• UTJECAJ TIPA PROIZVODNJE NA FORMIRANJE TP-a

• NAČINI ODVIJANJA KOLIČINSKE PROIZVODNJE

(1) proizvodnja u određenim količinama – jediničnim serijama (lotovima) (2) besprekidna (tekuća) proizvodnja

•TEHNOLOŠKA ANALIZA PROIZVODA• TEHNOLOGIČNOST PROIZVODA• TEHNOLOGIČNOST DIJELOVA PROIZVODA

1. Materijal izratka (izbor)2. Konfiguracija izratka (oblik)3. Način dimenzioniranja (lanci dimenzija)

- metode rješavanja mjernih lanaca4. Dozvoljena odstupanja dimenzija (mala, velika)5. Dozvoljena odstupanja oblika6. Dozvoljena odstupanja položaja7. Kvaliteta obrađenih površina


• ELEMENTI PLANIRANJA I VOĐENJA TP-a

•STRUKTURIRANJE (RASČLANA) TEHNOLOŠKOG PROCESA

•OPERACIJA

•MATERIJAL IZRADE

•TEHNOLOŠKE BAZE

•REŽIMI RADA I KATEGORIJE VREMENA

•PROIZVODNA OPREMA I ALATI

•TEHNOLOŠKA DOKUMENTACIJA

SADRŽAJ Mladen PerinićProjektiranje tehnoloških procesa

• TEHNOLOŠKE PODLOGE• BAZE• KRUTOSTI ELEMENATA OS-s• VIBRACIJE U OS-u• TEMPERATURA U OS-u• UNUTARNJA NAPREZANJA• DODACI ZA OBRADU

• TEHNOLOŠKE MJERE ZA POVEĆANJE PROIZVODNOSTI

• PRIMJENA NC STROJEVA, SPECIFIČNOSTI TEHNOLOŠKE PRIPREME ZA NC STROJEVE• Utjecaj na TP i dominantna područja primjene• Klasifikacija NC sustava• Koordinatni sustav i karakteristične točke sustava• Nc program i struktura programa• Plan alata, plan stezanja, programski list, putanja alata• Načini izrade programa• Kontrola i optimiranje programa

UVOD U TEHNOLOŠKE PROCESE Mladen PerinićTehnološki procesi

Danas su u proizvodnji sveprisutne teme: tržišni zahtjevi, kvaliteta proizvoda i primjena proizvodnih tehnika temeljenih na “ visokim tehnologijama”. Njihovo oživotvorenje u smislu realne i produktivne akcije nužan je preduvjet za promjene industrijskih znanja i stvaranje moderne proizvodnje, koji su mogući samo uz pomoć dovoljnog broja visokoobrazovnih proizvodnih stručnjaka. Centralni sadržaj programa njihove izobrazbe je Planiranje tehnoloških procesa (eng. Process planning, nj. Process planung).

Tehnološki proces osnova je svake proizvodnje i daje joj temeljne značajke. O tehnološkom procesu u velikoj mjeri ovisi, u kojoj kvaliteti i s kojim troškovima će biti proizveden neki proizvod.


Nije umijeće izraditi proizvod, umijeće je izraditi ga jeftino, dovoljno kvalitetno i na vrijeme.


Radeći na svom zadatku tehnolog utječe postepeno, ali stalno, na usavršavanje tehnološkog procesa i procesa proizvodnje. Da bi postigao što veći uspjeh, on sistematski rješava probleme, o kojima ovisi konačni rezultat u proizvodnji. Redoslijed njegova rada bio bi uglavnom slijedeći:

• analiza konstrukcije proizvoda i njegovih dijelova, na temelju podataka dobivenih od konstruktora proizvoda

• izbor najprikladnijeg oblika, vrste i dimenzija sirovine za proizvodnju• izbor najboljeg redoslijeda operacija i postupaka u tehnološkom procesu• izbor radnog mjesta za svaku operaciju, uza sva potrebna sredstva i pomagala• propisivanje najboljeg režima rada za svaku operaciju• provjera kako se ostvaruju zamisli tehnologa, te korekcija ranijih propisa

Svaka od ovih faza u radu tehnologa zahtijeva široko znanje s inženjerskog područja, ali i dovoljno specijalističko znanje, dobro poznavanje prilika i proizvodnih mogućnosti poduzeća. Zato je razumljiva krilatica, koja se sve češće čuje: tehnologa se ne dobiva natječajem i oglasima, već se on stvara u poduzeću.


Planiranjem (projektiranjem) - utvrđujemo način i metode izrade/proizvodnje određenogTP-a, odnosno planiranjem procesa

proizvoda/dijela proizvoda koji općenito uključuju određen broj koraka/operacija pri pretvaranju ulaznih elemenata (poluproizvodi, dijelovi) u gotove dijelove/proizvode.

Planiranje procesa primarna je veza između konstrukcije proizvoda i same proizvodnje. Važnost ove veze ne može se dovoljno naglasiti.

Planiranje procesa – temeljna aktivnost TPP

PROJEKTIRANJE I KONSTRUIRANJE PROIZVODA

Odgovori na pitanja

TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE

PLANIRANJE PROCESA PROIZVODNJA

• iz čega?• kako?• na čemu?• s čim?• s kojim troškovima?

• kvaliteta proizvoda

• troškovi

• rokovi


Planiranje procesa, kao temeljne aktivnosti tehnološke pripreme proizvodnje, započinje proučavanjem konstrukcijske dokumentacije, odnosno proučavanjem načina izvedbe proizvoda i dijelova proizvoda, a rezultira završno izvedenim planom procesa.Tehnološka dokumentacija, u koju su uneseni rezultati planiranja procesa sadrži definirane korake, te načine i uvjete izvođenja pojedinog koraka pri proizvodnji pojedinog dijela, odnosno montaži sklopova i finalnog proizvoda.

Pri planiranju procesa veliku ulogu igraju izvedba proizvoda i količine u kojima će biti proizvođen, ali i znanje i iskustvo tehnologa – planera/projektanta procesa, koje može biti vlastito ili tuđe, pretočeno u ekspertne sustave koji se sve više koriste pri obavljanju ovog posla. O navedena tri elementa ovisi kakav će biti proces i kakve rezultate ćemo pri proizvodnji postići u smislu kvalitete, količina i troškova.

Kad su u pitanju dijelovi proizvoda, specifikacije iz crteža dijela, uključivo geometrijski oblik, dimenzije, tolerancije i podatke o materijalu, trebaju biti vrednovane u svjetlu ukupnih količina, u kojima će dio biti proizveden. Preliminarni plan procesa razvijen na ovim polazištima osnova je za utvrđivanje (procjenu) troškova izrade dijela. Rezultati procjene troškova omogućuju managementu donošenje zaključaka o profitabilnosti, odnosno daju uvid u ekonomsku izvedivost proizvodnje proizvoda. Ipak u ranoj fazi planiranja procesa postavke pojedinih operacija, uključivo potrebne strojeve i alate, samo su provizorne.


Ukoliko utvrđivanje troškova, koji proizlaze iz preliminarnog plana procesa, pokaže opravdanost ulaska u proizvodnju, bit će izrađen konačan detaljni plan procesa. Taj, detaljni plan procesa sadrži sve informacije potrebne za proizvodnju svakog pojedinog dijela. Plan procesa treba isto tako sadržavati informacije potrebne za sklapanje sklopova i podsklopova i finalnog proizvoda.

Sve informacije u procesu trebaju biti jednoznačne i date u potrebnom slijedu. Takvi podaci su napr. procesne dimenzije i odstupanja, strojni posmaci i brzine rezanja, trajni i potrošni alati, provjere dimenzija kao i načini rukovanja materijalom/proizvodom.

Rezultat detaljnog plana procesa mogu biti u općem slučaju točniji izračun troškova, popis operacija, operacijske liste i kodirane instrukcije za numerički upravljanu opremu.

Uključivanjem u cilju obavljanja specifičnih poslova konstruktora alata, alatničara, osoblja za pripremu radnih mjesta i nabavljača, plan procesa bit će uveden na proizvodnoj opremi u pogonu uz provjeru i dotjerivanje plana procesa na početku primjene.


Međutim, treba naglasiti, da je za uspješnost posla planiranja procesa od izuzetnog značaja “rani ulazak” tehnologa, koji “zastupa interese proizvodnje”, u fazi oblikovanja i konstrukcijske definicije proizvoda. Analiziranjem izvedbe proizvoda već u ranoj fazi i kod konstruiranja, moguće je uočiti probleme i razinu problema pri proizvodnji, te inicirati prilagođavanje konstrukcijskih rješenja zahtjevima proizvodnje, što rezultira izvedbom proizvoda pogodnijom za proizvodnju.

Uključivanje tehnologa u aktivnosti definiranja proizvoda već u ranoj fazi, pristup je novijeg datuma i predstavlja bitnu promjenu prema tradicionalnom, sekvencijalnom načinu obavljanja poslova. Danas je to opće prihvaćen koncept, koji se nastoji primjeniti pri obavljanju aktivnosti razvoja proizvoda i tehnološke pripreme proizvodnje.

General Motors je bio jedna od prvih velikih kompanija koja je u cilju što efikasnije primjene novog pristupa i unapređenja komunikacija premjestila tehnologe u konstrukciju proizvoda, te su na taj način stvoreni timovi sa zajedničkim zadatkom razvoja proizvoda, koji će uz potrebnu razinu uporabnih značajki imati i prihvatljive proizvodne značajke. To je jedan od mogućih načina osiguranja organizacijskih uvjeta za razvoj proizvoda tražene funkcije i namjene, koji će istovremeno biti lakše proizvoditi uz relativno niže prateće proizvodne troškove.


Ukupnost poslova razvoja proizvoda i tehnološke pripreme proizvodnje obavlja se danas u uvjetima prisutnih značajki i tendencija, koje obilježavaju razvoj tržišnih zahtjeva, razvoj proizvoda i proizvodnju. U posljednjih desetak godina došlo je do značajnih strateških promjena u području proizvodnoga strojarstva. Sve stroži uvjeti poslovanja na tom polju doveli su do toga da se napuštaju neke zakonitosti koje su vrijedile desetljećima i da se procesi prilagođavaju novim zahtjevima tržišta. Ti zahtjevi su značajno promijenjeni u odnosu na period od prije dvadeset, trideset godina i mogu se sažeti u nekoliko glavnih trendova:

P r og re sivan r a st r a z ine uporabnih z n ačajki opće je prisutna zakonitost, koja prati razvoj pojedinih vrsta proizvoda, slika 2.

CUporabne Bznačajke

A

godSl. 2 Opći prikaz rasta razine uporabnih značajki proizvoda A, B, C,...


Uporabne značajke proizvoda

Ax

ΔV1

ΔV2

ΔV3

Kod pojedinog proizvođača određene vrste proizvoda, rast uporabnih značajki u stvari nije kontinuirano uzlazan. Taj rast je vezan za sve kraće periode inovacije proizvoda, unutar kojih se pored početno više razine uporabnih značajki novorazvijene generacije proizvoda, tijekom njegove proizvodnje ostvaruje njihov dajljnji rast, usavršavanjem

t1 t2 t3 vrijeme t izvedbe do iscrpljivanja

raspoloživih mogućnosti, kojet1 > t2 > t3 > ti - periodi inovacije proizvoda Ax svaka izvedba u osnovi pruža,

ΔV1 < ΔV2 < ΔV3 < ΔVi - ukupan prirast uporabnihvrijednosti u periodu inovacije

slika 3.

Sl. 3 Tijek rasta uporabnih značajki generacija proizvoda A kod proizvođača x

Prikaz na slici ilustracija je opće poznate činjenice, da se vijek p r oi z vodnje proizvoda u istoj konstrukcijskoj i z v e dbi sve više smanjuje . Takva tendencija upućuje na činjenicu da se aktivnosti razvoja proizvoda i tehnološke pripreme proizvodnje moraju realizirati u sve kraćim vremenskim razmacima.

Isporucioci dijelova za auto industriju

Elektrotehnika

Strojarstvo (alati, strojevi)

Vij

ek t

raja

nja

proi

zvod

nje

i po

rast

bro

ja t

ipov

a ka

rose

rije

Vij

ek t

raja

nja

proi

zvod

a(u

odn

osu

na 1

992.

g)


Proizvodi su projektirani i proizvodeni na način da im je vijek trajanja kraći od vijeka trajanja istih proizvoda prethodne generacije. Ova činjenica najuočljivija je na području računalne opreme, mobilne telefonije, automatike ili auto industrije. Prema tvrdnjama vodećih privrednih i marketinških institucija koje se bave istraživanjem tržišta u dužem vremenskom periodu, vrijeme u kojem jedan proizvod donosi dobit na tržištu se u proteklih dvadeset godina prepolovilo. Ovaj proces skraćenja vijeka trajanja (korištenja) jednog proizvoda na tržištu iznosi 5% godišnje, slika 4. Taj trend skraćenja vremena različit je u različitim područjima tehnike, kako se vidi na priloženoj slici.

1,0

0,5

1992 1997 2002

Sl. 4 Skraćenje vijeka trajanja proizvoda na tržištu


Aktualni primjer koji potvrđuje tezu o sve kraćem vijeku trajanja proizvodnje jednog proizvoda i koji je prikazan na slici 5, potječe od svjetski poznatog koncerna za proizvodnju automobila, Volkswagena. Na slici je prikazan životni vijek pojedinih tipova automobila Golf. Sa slike je uočljivo da je početni, prvi tip, Golf 1, imao znatno duži životni vijek nego kasniji, noviji tipovi. Na istoj slici je također prikazan i porast broja različitih varijanti pojedinih tipova karoserija automobila Golf.

Golf 1Golf 2

Vijek trajanja proizvodnjeGolf 3

Golf 4 Golf 5

Sl. 5 Vijek proizvodnje pojedinih tipova automobila VW - Golf


- Individual i z a c ija p r oi z voda , čak i u slučaju masovne proizvodnje. Jedan proizvod nudi se tržištu u više varijanti kako bi kupac imao dojam da kupuje svoj „individualni“ proizvod. Tipičan primjer je auto industrija koja jedan tip automobila nudi u više različitih verzija. Vrlo slikovit primjer u tom smislu prikazan je na slici 6. Kompanija Volvo objavila je u jednom renomiranom svjetskom časopisu reklamu gdje je prikazano, na prvi pogled potpuno istih, 96 automobila marke Volvo. Tekst reklame glasu: „Ne, vaše oči vas ne varaju! Nijedan od 96 automobila nije isti. Razlikuju se po motoru, opremi, karoseriji... Na primjer, ako želite 1,6 litarski motor sa luksuznom opremom, to je drugi auto u osmom redu. Želite li 1,9 turbo diesel motor sa sportskom opremom - peti auto u jedanaestom redu!“ i tako dalje. Individualizacija je također vrlo prisutna i u području kućanskih aparata, pa tako, na primjer, postoje razni kućanski aparati (tosteri, aparati za kavu, salamoreznice itd.) koji su namijenjeni isključivo za upotrebu sa lijevom rukom.


Sl. 6 „Svi su međusobno različiti!“ Individualizacija proizvoda, primjer automobila Volvo


Daljnja bitna značajka za planiranje procesa i proizvodnju su dozvolj e na odstup a nja v e li č ina , koja su u uskoj vezi s razinom uporabnih značajki proizvoda, a koje uobičajeno iskazujemo razinom kvalitete proizvoda Q (sl.4).

Dozvoljena odstupanja

D D

kvaliteta

Q Q

D1 Q2

Q1 D2

t1 t2 god

Sl.4 Kvalitativni prikaz promjene odnosa kvalitete i dozvoljenih odstupanja


Na slici 8 shematski su prikazani glavni trendovi razvoja u području proizvodnog strojarstva u periodu 1970 – 1990.

Broj razlicitih inacica proizvoda

Radni vijek proizvoda

1970 1980 1990 1970 1980 1990

Složenost proizvoda Vrijeme do izlaska na tržište

1970 1980 1990 1970 1980 1990

Sl. 8 Glavni trendovi razvoja na području proizvodnog strojarstva


Vrijeme od prve ideje za proizvod pa do pojave prve serije naziva se vrijeme do tržišta i ono postaje odlučujući čimbenik u nemilosrdnoj konkurenciji na tržištu. Skraćenje ovog vremena postaje jedan od glavnih zadataka u razvoju proizvoda. Relevantna istraživanja pokazala su da se ni na jednom mjestu u proizvodnom lancu ne mogu postići takve uštede ukupnih troškova kao minimiziranje vremena do tržišta. Na slici 9 dana je analiza gubitka zarade zbog:

a) prekoračenja troškova razvoja za 50%,b) prekoračenje troškova proizvodnje za 9%,c) kašnjenja na tržištu za šest mjeseci.

Uočljivo je da šestomjesečno kašnjenjeproizvoda na tržište ima daleko većenegativne financijske posljedice nego prva dva razloga.Dakle vrijeme do tržišta je ključni

33%

22%

3,5%

6 mjeseci kasnije na tržištu

Prekoraceni troškovi proizvodnje za 9%

Prekoraceni troškovi razvoja za 50%

čimbenik za uspjeh jednog proizvoda, a time i za uspjeh jednog poduzeća.

Financijski gubici

Sl. 9 Analiza gubitaka na zaradi

Može se reći da će proizvodi u budućnosti biti razvijani od strane velikih interdisciplinarnih razvojnih timova koji će imati za cilj razvoj proizvoda visoke kvalitete, za kratko vrijeme i sa manje troškova. Ovi oprečni ciljevi mogu se zadovoljiti samo ako se primjene nove strategije razvoja proizvoda. Jedna od tih strategija je istodobni ili simultani inženjering (eng. Concurrent Engineering, Simultaneous Engineering).


Cilj koji želimo postići kod planiranja procesa je stvaranje uvjeta za optimalnu proizvodnju, koju obilježavaju:

• optimalna kvaliteta• optimalni troškovi• optimalni ciklus proizvodnje

Obzirom na međusobno interaktivno djelovanje potrebno je pri tom uskladiti međusobni odnos ove tri varijable, slika 10.

KVALITETA PROIZVODA

TROŠKOVI PROIZVODNJE

CIKLUS PROIZVODNJE

Sl.10 Tri ključna obilježja proizvodnje

DIN definira kvalitetu proizvoda kao mjeru, kojom iskazujemo kako proizvod ispunjava zahtjeve funkcije i namjene prvenstveno u odnosu na druge proizvode na tržištu. U tom smislu kvaliteta proizvoda relativan je pojam i ovisi o stanju i zahtjevima tržišta.


Kad je u pitanju kvaliteta dijela proizvoda, tada je osnova za ocjenu kvalitete crtež dijela s unesenim zahtjevima, koji trebaju biti u skladu s optimalnom kvalitetom proizvoda kao cjeline.

Odgovor na pitanje, koja kvaliteta proizvoda je optimalna možemo naći samo usporedbom vrijednosti proizvoda različite kvalitete na tržištu i troškova njihove proizvodnje. Rast kvalitete proizvoda (Q) pri tom prati degresivan rast vrijednosti proizvoda na tržištu (Vr) i progresivan rast troškova proizvodnje (Tr), slika 11.

proizvodnjeTr

Vr

I

II

ΔVmax

vrijednostVr

Vr opt

ΔVmax = Vr opt – Tr opt

QI QoptQ QII

Sl.11 Optimalna kvaliteta i optimalni troškovi


Optimalna kvaliteta bit će očito ona, kod koje je pozitivna razlika vrijednosti (cijene) proizvoda na tržištu i troškova njegove proizvodnje, najveća. Tada su i troškovi proizvodnje optimalni.

ΔVmax = Vr opt – Tr opt (1)

Područje pozitivne vrijednosti ΔV ograničeno je točkama I i II u kojima je ΔV = 0. Izvan ovog područja tržište vrednuje proizvod ispod troškova njegove proizvodnje, tako da je ΔV negativan u području relativno niske, ali i području relativno visoke kvalitete.Budući da vrijednost proizvoda na tržištu ovisi o razini uporabnih značajki, a troškoviproizvodnje o proizvodnim značajkama i u skladu s njima planiranim tehnološkim procesom i stvorenim uvjetima za proizvodnju, cilj je usklađenog djelovanja konstruktora i tehnologa tijekom razvoja proizvoda i tehnološke pripreme njegove proizvodnje osigurati ΔVmax

Međutim, tijekom vremena proizvodnje proizvoda postoji, zbog stalnog djelovanja tržišta i okruženja, tendencija smanjivanja ΔV. Rastuća tržišna konkurencija rezultira pritiskom na smanjivanje prodajne cijene, dok istovremeno postoji tendencija povećanjatroškova proizvodnje (energija, plaće, usluge, ...). U takvim uvjetima, stalni je zadatak inženjera konstruktora i tehnologa usklađeno djelovanje u smislu “otvaranja škara”, daljnjim usavršavanjem izvedbe proizvoda i usavršavanjem tehnološkog procesa tijekom vremena njegove proizvodnje. Na taj način osigurava se daljnji porast kvalitete proizvoda i kvalitete procesa, uz utjecaj na poboljšanje odnosa vrijednosti proizvoda i troškova njegove proizvodnje.

TEMELJNI POJMOVI Mladen PerinićTehnološki procesi

PROIZVODNI PROCESObuhvaća sve aktivnosti i djelovanja vezana za proizvodnju od skladišta ulaznogmaterijala do skladišta gotovih proizvoda a rezultiraju pretvorbom poluproizvoda u gotove proizvode.

PROIZVODNI PROCES

SKLADIŠTE MATERIJALA

Sl. 12 Proizvodni proces

SKLADIŠTE GOTOVIH DIJELOVA

Proizvodni proces podrazumjeva:- pripremu materijala (poluproizvoda)- unutrašnji transport (međuoperacijski i međuskladišni)- proizvodnju (izradu) dijelova na alatnim strojevima kao i toplinsku obradu- montažu- kontrolu i ispitivanja- površinsku zaštitu- izradu alata i proizvodne opreme- međuskladištenje i pakovanje


Sve ove aktivnosti i događaji na određen način sudjeluju na izravan ili neizravan način u pretvaranju ulaznih elemenata u izlazne elemente iz procesa uz sudjelovanje i korištenje opreme, ljudi i organizacije, slika 13.

•materijal•energija•informacije

PROIZVODNI PROCES

•proizvod•otpad•informacije

•oprema•ljudi•organizacija

Sl. 13 Ulazni i izlazni elementi proizvodnog procesa

TEHNOLOŠKI PROCESPredstavlja dio proizvodnog procesa, i to onaj koji je direktno vezan za promjenu oblika,dimenzija, stanja površine i svojstava materijala (fizikalna i kemijska) od sirovog stanjado gotovog proizvoda, tj. uključuje sve aktivnosti koje rezultiraju kvalitativnim promjenama pri pretvaranju ulaznog materijala u gotov proizvod.

. Te promjene izvode se u određenim koracima (operacijama) na pojedinim radnim mjestima.

Kad se radi o kompleksnom proizvodu, tada sve kvalitativne promjene čine integralni tehnološki proces izrade proizvoda.

Polazeći od postupnosti prerade osnovnih materijala (sirovina) u finalni proizvod primjenom različitih postupaka možemo izvršiti podjelu integralnog tehnološkog procesa na tehnološke cjeline karakteristične za pojedinu vrstu proizvodnje, odnosno specifična proizvodna područja.

U tom smislu integralni tehnološki proces možemo podjeliti na tri područja, koja predstavljaju, u općem slučaju, tri faze pretvorbe:

Proizvodnja poluproizvoda odnosno tehničkih tvorevina, koje se u drugoj fazi podvrgavaju daljnjoj pretvorbi

• valjanje• kovanje• lijevanje• prešanje• toplinska obrada• zavarivanje• sinteriranje• površinska zaštita


Proizvodnja dijelova• obrada odvajanjem čestica• toplinska obrada• nanošenja (metalizacija, galvanizacija, plastifikacija, bojadisanje)• deformiranje na hladno• brizganje (plastike)

Montaža podsklopova, sklopova i finalnog proizvoda• spajanje vijcima• upresavanje• plastično deformiranje• zavarivanje• lemljenje• ljepljenje• površinska zaštita

Pored ove tradicionalne podjele integralnog procesa, koja se temelji na redosljedu ukupne pretvorbe, te sadrži iste postupke u više područja (npr. površinska zaštita, toplinski postupci), koristi se u novije vrijeme i podjela prema VDI- smjernicama, slika 14, koja se temelji na postupcima, nevezano od redosljeda izvođenja.

IZRADA PROIZVODA

Oblikovanje Preoblikovanje Postupanje Montiranje

Izvorni postupci kojima se daje oblik tvorevinama iz bezobličnih materijala• lijevanje• sinteriranje• brizganje plastike

Postupci promjene oblika

• odvajanje čestica• plastične defor.

Postupci promjene stanja površine ili strukture mat.

• toplinski postupci• postupci nanošenja

Postupci sklapanja proizvoda

• sastavljanje• prilagođavanje

Sl.14 Podjela integralnog procesa prema VDI- smjernicama

Tradicionalna podjela je češće korištena, budući da se temelji na logici redosljeda pri pretvorbi.


U praksi ćemo u okviru istog proizvodnog poduzeća nekada naći sva tri navedena područja, ali je češći slučaj, da su zastupljene samo pojedine vrste proizvodnje.

U općem slučaju možemo govoriti o tome, da se dio integralnog tehnološkog procesa nekog proizvoda realizira unutar istog (vlastitog) proizvodnog sustava, dok dio prethodi i obavlja se prije ulaza u skladište materijala, a dio se ponekad realizira nakon izlaza iz skladišta gotovih proizvoda. Kod toga govorimo o tehnološkom lancu, u koji ulaze tehnološki procesi vlastitog proizvodnog sustava, kao i vanjski procesi koji prethode odnosno slijede, slika 15.

Proizvodnja valjanih mat.

Proizvodnja otkivaka

Izrada dijelova

Sastavljanje sklopova

Sastavljanje proizvoda

Djelomično rastavljanje

Sastavljanje kod korisnika

VanjskiVanjski prethodni procesi Vlastiti procesi

ukupan tehnološki lanac (glavni TL)

naknadni procesi

Sl. 15 Primjer strukture glavnog tehnološkog lanca

Pored glavnog tehnološkog lanca redovito postoje i pomoćni tehnološki lanci, koji omogućavaju odvijanje glavnog tehnološkog lanca.

Izrada spacijalnih

alata

GlavniTL

Proizvodnja poluproizvoda

Izrada dijelova

Sastavljanje sklopova

Održavanje i popravci

alata

Sl. 16 Primjer pomoćnog tehnološkog lancaizrada – korištenje – održavanje specijalnih alata

Svi tehnološki lanci, glavni i pomoćni tvore jedinstven tehnološki sustav određene proizvodnje, pri ćemu dijelovi tehnološkog sustava, u pravilu izlaze iz okvira matičnog poduzeća.


OBRADNI SUSTAV

Obradnim sustavom nazivamo grupu materijalnih elemenata, koji izravno sudjeluju u realizaciji aktivnosti tehnološkog procesa izrade dijela proizvoda: stroj, naprava/stezni pribor, rezni alat i izradak.

Pri izvođenju operacije obradni sustav (OS) ima karakteristike dinamičkog sustava, u kojem svaki element obradnog sustava djeluje na određen način na sustav kao cjelinu, uz povratno djelovanje obradnog sustava na pojedine elemente. Pri tom je prisutan i utjecaj poslužioca na proces i rezultate procesa.

Uzimajući u obzir objektivne međuzavisnosti u sustavu stroj-naprava-alat-izradak, potrebno je prilikom definiranja operacije, kao jedne cjeline tehnološkog procesa, među ostalim riješiti probleme, koji se javljaju u OS-u tijekom izvođenja operacije s gledišta: utjecaja ulaznih svojstava materijala izrade, podatljivosti i deformacija elemenata OS-a, temperature, vibracija i unutarnjih naprezanja u izratku, te njihovog kompleksnog djelovanja i utjecaj na izbor režima rada i točnost izratka.

.

.

PROIZVODNI SUSTAV

PS – sustav na kojem realiziramo TP određenog proizvoda, dijela proizvoda ili grupe dijelova

PS = ograničeni raspored RM-a namjenjenih i opremljenih za izvršenje određenog radnog zadatka (TP-a) međusobno povezanih materijalnim tokom i tokom informacija.

Radni zadatak – TP za 1 proizvod ili dio proizvoda odnosno grupu dijelova iliproizvoda

Obradni sustav

PROIZVODNI SUSTAV

Sustav toka materijala

Informacijski sustav

Tehnološka razina pojedinih podsustava može biti različita, ali je unutar određenog PS-a u pravilu usklađena

Pojedini proizvodni sustavi međusobno se u najvećoj mjeri razlikuju obzirom na rješenja podsustava povezivanja, koji pak najviše ovise o prostornom rasporedu radnih mjesta u sustavu.

PS prema vrsti radnih mjesta(raspored prema postupku) – 1.mod.

PS prema proizvodu (proizvodne linije) – 2.model PS-a

Različiti modeli PS-a

PS sličnog redosljeda korištenja– 3.model PS-a

Fleksibilni proizvodni sustavi– 4.model PS-a

PROIZVODNI SUSTAV PREMAMladen Perinić

VRSTI O P REME P SV Teh n ol oš k i p r oce s i Tradicionalni i najprimitivniji model PS-a s vrlo niskom razinom povezivanja

Skup svih radnih mjesta M razvrstan u radionice (podskupove Mj) s određenom vrstom postupaka

Realizacija velikog broja procesa pri izradi skupa P svih dijelova Pi

Hodogram

Pojedina RM učestvuju u realizaciji više različitih tehnoloških procesa

Veliki broj različitih vrsta dijelova istovremeno u proizvodnji

Vremena prekida u odvijanju njihovihTP-a su velika (transp., međuskl.)

Rezultat = sporo odvijanje proizvodnje, nepregledna i teško upravljiva proizvodnja

Skup strojeva organiziran u podskupoveB1 B2 T6 T7 G10 M={M , M , ... M ... M }

(p1)...

... p1..

1 2 j m

Skup izradaka/dijelova P={P , P , ... P ... P }... . 1 2 i n(pn)

B3 B4 B5

T8 T9 G11

pn

... Rm

Koncepcija TP-izrade(struktura TP-a)

Redoslijed operacija • Zbijene operacije, što manji broj operacija

(p1)

.

.

.

(pn)

1 2T6

G11

1 2B1 T7

3 4B4 Rm-1

3 4 5Rm T8

B5

p1 • Balansiranje vremena operacija nije. bitno

pn • Male količine

PROIZVODNI SUSTAV PREMAMladen Perinić

VRSTI O P REME P SV Teh n ol oš k i p r oce s i

Prednosti:

• fleksibilnost na promjenu geometrije i količina vrlo visoka

• moguće postizanje visokog stupnja iskorištenja

Nedostatci:

• ne postoji određena međuzavisnost rasporedaRM-a i redoslijeda operacija

• transportni putovi u pravilu dugački i ne strogo određeni

• vremena prekida u odvijanju tehnološkihprocesa su velika (transporti, međuskladištenja), ciklus izrade vrlo dugačak

• istovremeno odvijanje većeg broja TP-a

• upravljivost procesom niska

• opći uvjeti za postizanje kvalitete relativno niski

• efikasnost sistema niska

PROIZVODNE LINIJE Mladen PerinićTehnološki procesi

Redoslijed RM-a u sustavu odgovara redoslijedu operacija pri proizvodnji određenog dijela proizvoda.

JEDNOPREDMETNI

Visoka razina povezivanja RM-a u sustavu. Transport, vremena prekida kratka Rezultat = brzo odvijanje proizvodnje

LINIJSKI SUSTAV JLS Hodogram VIŠEPREDMETNILINIJSKI SUSTAV VLS

S1 S2 S3

...

...

Sm-1 Sm

(p1)...

(p )

S1 S2S3 S4 ...

...

Sm-1 Sm

p1...

(p1)

(p1) 1S1

2 3S2 S3

p1

4 5 p

Sm-1 Sm

1

n

(p1)

.

.

.

1 2 3 4S1

S2 S3 S4

... pn

5 6 pSm-1

Sm 1

.

.

.

1 stroj - jedna operacija(pn)

1 2 3S1

S2 S3 S4

4 pnSm-1

Sm


• Podjeljene operacije u skladu s količinama i složenosti proizvoda – propusnost!

• Dobro balansiranje to1 ~ to2 ~ ...tom

Potrebna tehnološka sličnost!!

• Jednosmjeran transport

• Ukupne količine: velike

∩ ∩

1

2

PROIZVODNE LINIJE Mladen PerinićTehnološki procesi

Prednosti:

• razmještaj opreme u skladu s redoslijedom operacija

• kretanje materijala jednosmjerno s čvrstim hodogramom obrade unutar linije

• ciklus izrade kratak

• upravljivost procesa dobra

• opći uvjeti za postizanje kvalitete dobri

• iskoristivost opreme u pravilu dobra

• efikasnost proizvodnog sustava visoka

Nedostatci:

• fleksibilnost na promjenu geometrije i količina ograničena, u osnovi ovisna o vrsti korištene opreme

PROIZVODNI SUSTAV SLIČNOGMladen Perinić

REDOSLI J EDA KOR I ŠTEN J A PSS Teh n ol oš k i p r oce s i PS namjenjen proizvodnji grupe različitih dijelova pojedinačno manjih količina, ali dovoljne tehnološke sličnosti

Prostorni raspored RM-a prilagođen toku materijala određene grupe dijelova

Hodogram

Transportni putovi relativno kratki Mala vremena prekida u odvijanju TP-a Rezultat = relativno velika brzina odvijanja proizvodnje


• Zbijene/podjeljene operacije prema

(p1)...

(pn)

S1 S3S5

...

...

Sm-1

p1...

pn

• Što veća sličnost grupe dijelova tada i bolje korištenje strojeva, manje razlike u

S2

Pdi

S4 S6 Sm

P Msi M

materijalnom toku

• Kod manjih razlika u trajektorijama

Redoslijed operacija kretanja izradaka moguće uspostavitiuvjete za besprekidnu proizvodnju. U

(p1)

.

.

.

1 2S1

S2 S3

3 4S4 S5

5 6S6 Sm-1

Smp

suprotnom proces treba biti vođen po.

jediničnim serijama..

(p2) 1S1 S2

2 4S3

S4

3 5 6

S5 S6

Sm-1 Smp • Ako je besprekidna proizvodnja, važno

je balansiranje vremena operacija

Potrebna tehnološka sličnost!! • Količine: male i srednje

p1

PROIZVODNI SUSTAV SLIČNOGMladen Perinić

REDOSLI J EDA KOR I ŠTEN J A PSS Teh n ol oš k i p r oce s i

Prednosti:

• razmještaj RM-a približno odgovara redoslijedu operacija

• transportni putovi su u pravilu relativno kratki

• ciklus izrade relativno kratak

• upravljivost procesa relativno dobra

• uvjeti za postizanje kvalitete relativno dobri

• efikasnost sustava relativno dobra

Nedostatci:

• različite trajektorije kretanja pojedinih izradaka kod izrade

• u uvjetima besprekidne proizvodnje stupanj iskoristivosti RM-a može biti relativno nizak

• u slučaju vođenja procesa po jediničnim serijama produžuje se ciklus izrade

PSS predstavlja ogroman potencijal za racionalizaciju proizvodnje uz ralativno mala ulaganja. Naime svaki PSV može se raščlaniti u odgovarajući broj grupa strojeva sličnog redoslijeda korištenja na temelju provedbe tehnološkog grupiranja svih dijelova vlastite proizvodnje i formiranja odgovarajućih podskupova – grupa strojeva.Uz osjetno lakše odvijanje proizvodnje, ona postaje znatno preglednija i lakše upravljiva.

FLEKSIBILNI PROIZVODNIMladen Perinić

SUSTAV FPS Teh n ol oš k i p r oce s i Namjenjen za automatiziranu izradu u pravilu većeg broja različitih dijelova/proizvoda

u pojedinačno manjim ili srednjim količinama s tim, da se više procesa najčešće realiziraistovremeno u paralelnoj proizvodnji .

Vremena prekida u odvijanju teh. procesa su vrlo kratka što osigurava kratak ciklus proizvodnje.

Skladište alataRedoslijed operacija

S1 S2

Alati

S3 ......... Sm

Vodeće računalo

(p1)

.

.

.

1S1

S2

2S3 Sm

.

.

.

Palete(pn)

2 1S1 S2

S3

3Sm

pn

.........

Skladište paleta Mjesta za stezanje i otpuštanje paleta


• Zbijene operacije, težnja: obrada na jednom stroju

• Slobodan redoslijed korištenja strojeva, dvosmjeran automatiziran transport

• Paralelno vođenje više procesa

• Količine: male i srednje

FPS Mladen PerinićTehnološki procesi

Fleksibilni proizvodni sustav s automatskim snabdijevanjem izradaka i alata posredstvom tračničkog transportnog vozila

FLEKSIBILNI PROIZVODNIMladen Perinić

SUSTAV FPS Teh n ol oš k i p r oce s i

Prednosti:

• istovremeno vođenje tehnoloških procesa na grupi različitih izradaka

• vrlo visoka fleksibilnost na promjenu geometrije i količina

• automatsko odvijanje proizvodnog procesa

• kratak ciklus izrade i ciklus proizvodnje

• mogućnost povremenog odvijanja procesa bez nadzora poslužioca, odnosno uz smanjeni nadzor (rad u 3. smjeni),

• opći uvjeti za postizanje kvalitete vrlo visoki

• efikasnost proizvodnog sustava vrlo visoka

Nedostatci:

• visoki zahtjevi na tehnološku pripremu proizvodnje

• visoki zahtjevi na sustav osiguranja i snabdijevanja alatom

• visoki zahtjevi na kvalifikacije i odgovornost osoblja koje vrši poslove pripreme, nadzora i održavanja sustava

• visoka cijena sustava

Fle

ksib

ilno

st

Pro

izvo

dnos

t

REZIMEMladen Perinić

Tehnološki procesi

Fleksibilnost konvencionalnih modela proizvodnog sustava i FPS-a

Proizvodnost konvencionalnih modela proizvodnog sustava i FPS-a

VelikaPSV FPS

Velika JLS

VLS

Srednja PSS

VLS

SrednjaPSS

FPS

Mala

Mala Srednja Velika

Količina

JLSMala

PSV

Mala Srednja Velika

Količina

CIKLUS IZRADE


Podrazumjeva ukupno vrijeme izvođenja svih operacija (aktivnosti), kao i trajanje tehničkii organizacijski uvjetovanih prekida pri proizvodnji jednog izratka. Ovi prekidi su predviđeni i vremenski se mogu odrediti. To su transport, međuskladištenje i kontrola.

gdje je: tCI – vrijeme ciklusa izradetOi - vrijeme i – te operacije, i = 1,2,3, ... nttj – vrijeme j – tog transporta, j = 1,2,3, ...mtmk – vrijeme k – tog međuskladištenja, k = 1,2,3, ...rtkl – vrijeme l – te kontrole, l = 1,2,3, ...p

Ukupno vrijeme svih operacija naziva se i tehnološkim ciklusom:


Vrijeme ciklusa izrade možemo i jednostavnije izraziti kao zbroj vremena tehnološkog ciklusa i ukupnog vremena tehnički i organizacijski uvjetovanih prekida u odvijanju tehnološkog procesa:

tCI = tTC + tP

Ciklus izrade iskazujemo ili za jedinicu proizvoda (dijela) ili za određenu količinu s kojom ulazimo odjednom u proizvodnju. Ovo vrijeme možemo točno odrediti.

Duljina ciklusa izrade primarno ovisi o složenosti proizvoda i količinama.

- složeniji proizvod- veće količine

veći broj događaja u procesu

tTC – raste sa složenošću proizvoda zbog veće složenosti i većeg broja operacija, ali

tTC – pada kod većih količina, zbog primjene produktivnijih postupaka i opreme

tP – rastom složenosti i količina zbog većeg broja operacija raste broj prekida u odvijanju

tehnološkog procesa. No ukupno vrijeme ovih prekida izrazito ovisi o načinu odvijanjaproizvodnje, koji je opet u uskoj vezi s načinom organiziranja proizvodnih kapaciteta,

odnosno modelom proizvodnog sustava.


gdje je : trj - vrijeme r-te operacije pri izradi dijela j r = l,2,3,...n

tuj - vrijeme transporta od skladišta repromaterijala do prve operacije pri izradi dijela j

tsj - vrijeme s-tog međuoperacijskog transporta pri izradi j-tog izratka

tij - vrijeme transporta od zadnje operacije do skladišta gotovih proizvoda pri izradi dijela js = l,2,3,...k

qsj - količina j-tih izradaka u s-tom međuoperacijskom transportu poslije r-te operacije


Elementi koji utječu na CI

tehnološka rješenja izražena kroz vremena operacija elementi ovisni o odabranom modelu PS-a i njegovoj prostornoj

strukturi

• vremena transporta, u direktnoj zavisnosti o rasporedu RM-a iredoslijedu izvođenja operacija , te udaljenosti skladišta repromaterijala t

uji skladišta gotovih dijelova tij

• način izvođenja transporta• zastoji (od završetka prethodnog događaja do početka narednog događaja)

zavisni o načinu vođenja proizvodnog procesa odnosno količini izradaka, koja se odjednom treba transportirati između radnih mjesta


CIKLUS PROIZVODNJEPodrazumjeva kalendarski odsječak vremena u kojem se odvija proizvodni procesuključujući i prekide (neradne smjene, neradni dani, zastoji zbog kvarova opreme, štrajk itd...)koji nisu uvjetovani tehničkim i organizacijskim postavkama procesa.

tCP = tCI + tČ

Prema tome ciklus proizvodnje je ukupno vrijeme, koje uključuje određeno nužno potrebno vrijeme ciklusa izrade i u pravilu promjenjivo ukupno vrijeme raznih čekanja, koja produžuju vrijeme boravka proizvoda u procesu.Zato je i ciklus proizvodnje promjenjiva veličina i u fazi planiranja proizvodnje možemo ga samo planirati uzimajući u obzir vrijeme ciklusa izrade i pretpostavljena vremena raznih čekanja, sl. 13.

tCI

tCP

vrijemeoperacije

transport

međuskladištenja kontrola

čekanja

koje rezultiraju


Ciklus proizvodnje dulji

veća količina i vrijednost proizvoda u procesu

tada govorimo o većim zalihama

većim troškovima po osnovi kamata na angažirana veća financijska sredstva, kojima moramo pokriti vrijednost zaliha

Želja je i zahtjev - postizanje što kraćeg ciklusa proizvodnje jer njegovim skraćenjem smanjujemo zalihe, a time i troškove, pri čemu se osjetno povećava i upravljivost sustava.

Documents

TP Strucni Predavanja 1