skripta capp sistemi i tbp

UNIVERZITET U NOVOM SADU

FAKULTET TEHNIKIH NAUKA

Dejan Luki, Mijodrag Miloevi, Velimir Todi

INTEGRISANI CAPP SISTEMI I

TEHNOLOKA BAZA PODATAKA

(Modul Integrisani CAPP sistemi)

SKRIPTA SA PREDAVANJA

Novi Sad, 2013.

Pregled korienih skraenica (I)

AGV (Automated Guided Vehicle) Automatski voeno vozilo

AMH (Automated Materials Handling) Automatizovano rukovanje materijalom

AMT (Advanced Manufacturing Technology) Napredne proizvodne tehnologije

AOM (Advanced Order Management) Napredno upravljanje porudbinama

APC (Advanced Process Control) Napredni proces kontrole

API (Application Programming Interface) Aplikacioni programski interfejs

APS (Advanced Planning and Scheduling) Napredni sistem planiranja i upravljanja

ATO (Assembly To Order) Montaa prema narudbi

AWF (Ausschuss fr Wirtschaftliche Fertigung)

Komitet za ekonominu proizvodnju

B2B (Business-to-Business) Model elektronskog poslovanja izmeu poslovnih organizacija

B2C (Business-to-Consumer) Model elektronskog poslovanja izmeu poslovnih organizacija i krajnjih korisnika

CAA (Computer Aided Assembly) Raunarom podrana montaa

CAD (Computer Aided Design) Raunarom podrano projektovanje

CAE (Computer Aided Engineering) Raunarom podrana inenjerska analiza

CAM (Computer Aided Manufacturing) Raunarom podrana proizvodnja

CAPE (Computer Aided Production Engineering)

Raunarom podrano proizvodno inenjerstvo

CAPP (Computer Aided Process Planning) Raunarom podrano projektovanje tehnolokih procesa

CAQ (Computer Aided Quality) Raunarom podran kvalitet

CARC (Computer Aided Robot Control) Raunarom podrano upravljanje robotima

CASA/SME (Computer Automated System Association/Society of Manufacturing Engineering)

Udruenje za raunarom podrane automatizovane sisteme/Udruenje proizvodnih inenjera

CAT (Computer Aided Testing) Raunarom podrana kontrola

CATS (Computer Aided Transport and Storage)

Raunarom podran transport i skladitenje

CAx (Computer Aided everything) Generiki naziv za programske sisteme koji omoguavaju raunarsku podrku razliitim inenjerskim aktivnostima (CAD, CAPP, CAM,...)

CE (Concurrent Engineering) Konkurentno (simultano) inenjerstvo

CIMOSA (Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture)

Referentna arhitektura i metodologija za CIM, razvijena u okviru ESPRIT projekta

CIRP (College International pour la Recherche en Productique)

Meunarodna organizacija za proizvodno inenjerstvo

CL data (Cutter Location Data) Podaci upravljakog programa za definisanje putanje alata pri obradi na mainama

CM (Cellular Manufacturing) elijska proizvodnja

CMM (Coordinate Measuring Machine) Koordinatna merna maina

CNC (Computer Numerical Control) Numeriko upravljanje primenom raunara

CPC (Collaborative Product Commerce) Kolaborativna trgovina proizvodima

CPS (Capacity Planning and Scheduling) Planiranje i rasporeivanje kapaciteta

CRM (Customer Relationship Management) Upravljanje odnosima sa klijentima

DBMS (Data Base Management System) Sistem za upravljanje bazama podataka

DEC (Digital Equipment Corporation) Amerika kompanija u oblasti kompjuterske industrije (danas u sastavu Hewlett-Packard-a)

DFA (Design For Assembly) Projektovanje za montau

DFM (Design For Manufacturing) Projektovanje za izradu

Pregled korienih skraenica (II)

DFMA (Design For Manufacturing and Assembly)

Projektovanje za izradu i montau

DFX (Design For eXcellence) Projektovanje za izvrsnost

DNC (Direct Numerical Control) Direktno numeriko upravljanje

DSS (Decision Support System) Sistem za podrku odluivanju

DST (Decision Support Tools) Alati za podrku odluivanju

DW (Data Warehouse) Skladite podataka

EAS (Equipment Automation System) Oprema za automatizaciju sistema

EAS (Engineering Analysis System) Sistemi za inenjersku analizu

ECM (Equipment Control and Monitoring) Oprema za kontrolu i monitoring

EDI (Electronic Data Interchange) Standard za razmenu podataka u elektronskom obliku

EDM (Engineering Data Management) Upravljanje inenjerskim podacima

EEC (Equipment Engineering Capabilities) Sposobnost inenjerske opreme

EI (Enterprise Integration) Integracija preduzea

ER (Entity Relationship) Model konceptualnog prikaza strukture relacione baze podataka

ERP (Enterprise Resource Planning) Planiranje resursa preduzea

ES (Expert System) Ekspertni sistem

ETO (Engineering To Order) Inenjering prema narudbi

FDC (Fault Detection and Classification) Detekcija i klasifikacija otkaza

FMC (Flexible Manufacturing Cell) Fleksibilna tehnoloka (proizvodna) elija

FMG (Flexible Manufacturing Group) Fleksibilna tehnoloka (proizvodna) grupa

FML (Flexible Manufacturing Lines) Fleksibilna tehnoloka (proizvodna) linija

FMM (Flexible Manufacturing Module) Fleksibilni tehnoloki (proizvodni) modul

FMS (Flexible Manufacturing Systems) Fleksibilni tehnoloki (proizvodni) sistemi

GERAM (Generalized Enterprise Reference Architecture and Methodology)

Generalizovana referentna arhitektura i metodologija za CIM

GRAI/GIM (Group de Recherche en Automatization Integree/ GRAI Integrated Methodology)

Grupa za istraivanje automatizovane integracije/ GRAI integraciona metodologija

GT (Group Technology) Grupna tehnologija

HTML (HyperText Markup Language) Jezik za opis web stranica

IBM (International Business Machines Corporation)

Meunarodna korporacija za informacione tehnologije

ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing)

Integrisana proizvodnja primenom raunara USA projekat

ICT (Information and Communication Technology)

Informacione i komunikacione tehnologije

IDEF (Integration DEFinition) Familija metoda za modeliranje u oblasti sistemskog i softverskog inenjerstva

IGES (Initial Graphics Exchange Specification)

Neutralni format zapisa grafikih podataka

ISO (International Organization for Standardization)

Meunarodna organizacija za standardizaciju

JIT (Just In Time) Proizvodnja upravo na vreme

JSIC (Japan Standard Industry Classification)

Japanski standard industrijske klasifikacije

LAN (Local Area Network) Lokalna raunarska mrea

LM (Lean Manufacturing) Lean-vitka proizvodnja

MAS (Multy-Agent System) Multi-agent sistem

MES (Manufacturing Execution Systems) Izvrni sistemi proizvodnje

Pregled korienih skraenica (III)

MRM (Manufacturing Resource Management)

Upravljanje proizvodnim resursima

MRP (Material Requirements Planning) Planiranje materijalnih resursa

MTO (Make To Order) Proizvodnja prema narudbi

MTS (Make To Stock) Proizvodnja za zalihe

NAICS (North American Industry Classification System)

Severnoameriki standard industrijske klasifikacije

NC (Numeric Control) Numeriko upravljanje

NIST (National Institute of Standards and Technology)

USA nacionalni institut za standarde i tehnologiju

OMAC (Open Modular Architecture Controllers)

Upravljaki sistemi otvorene modularne arhitekture USA projekat

OSACA (Open System Architecture for Control within Automation System)

Upravljaki sistemi otvorene arhitekture u okviru automatizovanog sistema Evropski projekat

OSEC (Open System Environment for Controllers)

Upravljaki sistemi otvorene arhitekture Japanski projekat

PCA (Part Coding and Classification Analysis)

Klasifikacija i grupisanje proizvoda primenom konstrukciono-tehnolokih klasifikatora

PDM (Product Data Management) Upravljanje podacima o proizvodu

PERA (Purdue Enterprise Reference Architecture and Methodology

Referentna arhitektura i metodologija za CIM, razvijena na univerzitetu Purdue

PFA (Product Flow Analysis) Klasifikacija i grupisanje proizvoda na bazi analize tehnolokih procesa

PLC (Product Life Cycle) ivotni ciklus proizvoda

PLC (Programmable Logic Controllers) Programabilni logiki kontroleri

PLM (Product Lifecycle Management) Upravljanje ivotnim ciklusom proizvoda

PPC (Production Planning and Control) Planiranje i upravljanje proizvodnjom

QMS (Quality Management System) Sistemi za upravljanje kvalitetom

RFID (Radio-Frequency IDentification) Radio-frekventna identifikacija

SC (Supply Chain) Lanac snabdevanja

SCE (Supply Chain Execution) Izvrni lanac snabdevanja

SCM (Supply Chain Management) Upravljanje lancem snabdevanja

SDAI (Standard Data Access Interface) Standardni interfejs za pristup podacima

SET (Standard d'change et de Transfert) Francuski standard za razmenu podataka izmeu CAx sistema

SME (Society of Manufacturing Engineering) Udruenje proizvodnih inenjera

SPM (Spare Parts Management) Upravljanje rezervnim delovima

SRM (Supplier Relationship Management) Upravljanje odnosima sa dobavljaima

STEP (STandard for the Exchange of Product model data)

Standard za kreiranje, razmenu i deljenje digitalnih podataka o proizvodu

STEP-NC (STEP Numerical Control) Proireni STEP standard za programiranje CNC maina

TIF (Technology Impact Factor) Tehnoloki impakt faktor

TMS (Transport Management System) Sistem za upravljanje transportom

UML (Unified Modeling Language) Objedinjeni jezik za modeliranje

VDA-FS (Verband Der Automobilindustrie - Flchen Schnittstelle)

Nemaki standard za razmenu podataka izmeu CAx sistema

VDI (Verein Deutscher Ingenieure) Standardi udruenja nemakih inenjera

WMS (Warehouse Management System) Sistem za upravljanje skladitem

XML (eXtensible Markup Language) Standardni skup pravila za definisanje formata podataka u elektronskom obliku

YMS (Yield Management System) Sistemi za upravljanje prihodima

1

1.0 UVOD

Privreda predstavlja najvanije podruje drutvenog ivota ljudi, koja ini njegovu realnu materijalnu bazu. Razvoj privrede je osnovni uslov za razvoj drutva u celini. Osnova privrede je proizvodna delatnost, pod kojom se podrazumeva materijalna proizvodnja koja se

realizuje u okviru poslovnog, odnosno proizvodnog sistema.

Proizvodni sistem e dobro poslovati, ostvariti rast i razvoj samo ako zadovolji uslove trita, odnosno ako proizvodi upotrebljiv, ekonomian, kvalitetno dizajniran, ekoloki podoban, konkurentan i za trite prihvatljiv proizvod [46].

Meusobno suprotstavljeni zahtevi nikada nisu bili izraeniji, jer tim koji razvija proizvod mora u to kraem vremenu da projektuje i izradi proizvod koji ima najnie trokove u ivotnom veku, a pri tome da ima kvalitet i druge atribute koji su maksimalno prilagoeni promenljivim zahtevima i potrebama kupaca [69,116].

este promene uslova poslovanja na globalnom svetskom tritu proizvoda uslovile su prilagoavanje proizvodne strategije u vremenu, slika 1.1.

Cena/

proizvodnost

Cena/

proizvodnost

Kvalitet

Cena/

proizvodnost

Vreme

Kvalitet

Cena/

proizvodnost

Vreme

Kvalitet

Program

proizvodnje/

fleksibilnost

Vreme1960, 1970 1980 1990

Vreme

Kvalitet

Cena/

proizvodnost

Program

proizvodnje/

fleksibilnost

2000 2010

Uenje/inovacije

Ekonomina proizvodnja

Kvalitativna

proizvodnja

Brza

proizvodnja

time-to-market

Fleksibilna

proizvodnja-

kastomizacija

Inovativna

proizvodnja

Slika 1.1 Promenljivost proizvodne strategije u vremenu

Tokom ezdesetih i sedamdesetih godina prolog veka uspenu proizvodnju je karakterisala niska cena proizvoda, odnosno trokovi proizvodnje i veliki broj proizvedenih delova. Osnovna proizvodna strategija je bila usmerena na proizvodnju to jeftinijeg proizvoda u to veim koliinama. U prolosti se kvalitet posmatrao kao neto to kota, ekstra troak, koji su kupci plaali. Meutim, poetkom osamdesetih godina pod uticajem japanskih poslovnih sistema kvalitet postaje osnova proizvodne strategije uz osetno smanjenje

veliina serija proizvoda. Devedesetih godina prolog veka, pored trokova i kvaliteta pojavljuje se faktor koji postaje kritian za uspeh u proizvodnji malih serija proizvoda, koji se odnosi se na vreme pojave proizvoda na tritu "time-to-market". Uoeno je da proizvodni sistemi koji kasne sa plasmanom proizvoda na trite i njihovom pravovremenom zamenom novim ili revitalizovanim proizvodima doivljavaju neuspeh u poslovanju. Nakon toga se pojavljuje strategija koja se odnosi na prilagoavanje proizvoda zahtevima svakog

1.0 Uvod

2

pojedinanog kupca, pod nazivom "kastomizacija". Konkurencija na globalnom tritu se stalno poveava i zahteva znanje, stalnu edukaciju, kao i primenu inovacija u iznalaenju novih ili unapreenju postojeih proizvodnih reenja koja mogu da zadovolje potrebe i oekivanja kupaca. Oni proizvodni sistemi koji nisu spremni da se prilagode promenama nee biti u stanju da opstanu na tritu.

Ovakvi zahtevi nameu potrebu za proizvodnim sistemima koji poseduju visok stepen automatizacije svih aktivnosti, poevi od projektovanja pa do izrade proizvoda. Kao rezultat ovakvih zahteva je odgovor industrijske proizvodnje kroz uvoenje novih tehnologija u procese projektovanja i proizvodnje, a posebno tehnologija koje se baziraju na fleksibilnoj

automatizaciji i primeni raunara. U okviru proizvodnih sistema dominantnu ulogu u ispunjavanju zahteva trita za

novim i prilagoenim proizvodima imaju procesi projektovanja, planiranja, upravljanja i proizvodnje. Tehnoloka priprema proizvodnje, kao funkcija proizvodnog sistema, predstavlja osnovnu integracionu komponentu ovih procesa.

Tehnoloka priprema proizvodnje se u najveoj meri ogleda u definisanju kvalitetnih reenja tehnolokih procesa izrade proizvoda. Sistemi projektovanja tehnolokih procesa mogu da se shvate kao "most" izmeu projektovanja proizvoda i procesa njegove proizvodnje [270]. Automatizacija projektovanja proizvoda uspeno se reava primenom CAD/CAE sistema. Primenom savremenih CAM sistema i uvoenjem CNC obradnih i tehnolokih sistema razliite namene u proizvodnju, znaajno se poveava njena produktivnost i fleksibilnost. Problem nastaje u fazi projektovanja tehnolokih procesa, koji, sa jedne strane treba da zadovolje zahteve projektanata proizvoda, a sa druge strane, da uvae tehnoloke mogunosti proizvodnje. Aktivnijom primenom raunara u ovoj oblasti dolazi do razvoja CAPP (Computer Aided Process Planning) sistema za automatizaciju projektovanja

tehnolokih procesa izrade proizvoda. Tenja ovih sistema je da se na neki nain modelira logika rada tehnologa, i pomou raunarskih programa izvri simulacija njegovog rada.

Razvoj CAPP sistema je veoma sloen i kompleksan zadatak, kako zbog raznovrsnosti proizvoda, sloenosti projektovanja i planiranja velikog broja kompleksnih aktivnosti koje ine tehnoloke procese u razliitim proizvodnim uslovima, to je uticalo na nemogunost razvoja adekvatnih univerzalnih komercijalnih reenja. Kao posledica toga je nizak stepen primene CAPP sistema u industriji, pa aktivnost projektovanja tehnolokih procesa veoma esto predstavlja usko grlo u integrisanom proizvodnom okruenju. Kao potvrda prethodne teze, na slici 1.2 dat je prikaz primene elemenata raunarom podrane proizvodnje (CIM) u malim i srednjim preduzeima, odakle se vidi nivo primene CAPP i CAM sistema koji u najveoj meri oslikavaju nivo razvijenosti tehnoloke pripreme proizvodnje [170].

CE-konkurentno inenjerstvo CAPP-raunarom podrano projektovanje tehnolokih procesa AGV-automatski voena vozila FMS-fleksibilni tehnoloki sistemi GT-grupna tehnologija

MM-multimedia

EDI-elektronska razmena poslovnih

informacija

CAM-raunarom podrana proizvodnja (u uem smislu) CAD-raunarom podrano projektovanje MRP-planiranje proizvodnih resursa

Slika 1.2 Primena elemenata CIM-a u malim i srednjim preduzeima [170]

1.0 Uvod

3

U novim i sve sloenijim uslovima poslovanja proizvodnih sistema, tehnoloka priprema proizvodnje se mora zasnivati na primeni savremenih metoda i tehnika

projektovanja, koje baziraju na naunim prilazima i informacionim tehnologijama. Pored toga, zahteva se primena savremenih proizvodnih resursa, kako bi se uspeno pratili trendovi i zahtevi trita i odrala konkurentnost proizvodnog sistema.

U poslednje etiri dekade, oblast raunarom podranog projektovanja tehnolokih procesa (CAPP) privukla je veliki broj istraivaa iz razliitih svetskih istraivakih i akademskih institucija. U posmatranim istraivanjima je uglavnom zastupljeno devet osnovnih metoda i tehnologija razvoja CAPP sistema [286], kao to su tipski oblici (feature-based), odnosno tipski tehnoloki oblici (manufacturing feature i machining feature), baze znanja - ekspertni sistemi, neuronske mree, genetski algoritmi, fuzzy teorija i fuzzy logika, petri mree, agent-bazirane metode, internet-bazirane metode i metode bazirane na STEP-u, koje e se detaljnije i ovde razmatrati.

Trend savremenih proizvodnih sistema se ogleda u razvoju CIM sistema, odnosno

raunarom podrane proizvodnje, koja podrazumeva integraciju CAx sistema, zbog ega e se ovde razmatrati i mogunosti razvoja integrisanih CAD/CAPP/CAM/CAx sistema.

4

2.0 TEHNOLOKA PRIPREMA PROIZVODNJE KAO FUNKCIJA PROIZVODNOG SISTEMA

2.1 MESTO I ULOGA TEHNOLOKE PRIPREME PROIZVODNJE U PROIZVODNOM SISTEMU

Prema optoj teoriji sistema, svaki sistem pa tako i tehnoloka priprema proizvodnje, mora posedovati odreena svojstva kao to su veze sa okolinom, skup ostvarivih funkcija, strukturu sistema, skup funkcionalnih i strukturnih karakteristika sistema, kao i istoriju

funkcionisanja i razvoja sistema [21]. U osnovi, tehnoloka priprema predstavlja podsistem poslovnog, odnosno proizvodnog sistema i u vezi je sa drugim podsistemima koji ine integralno proizvodno okruenje.

Organizacioni sistemi su prirodni i tehniki sistemi zajedniki organizovani za ostvarivanje odreenog cilja. Specijalnu grupu organizacionih sistema orijentisanih na poslovanje preduzea ine poslovni sistemi. Poslovni sistem predstavlja veoma sloen dinamiki sistem, zavisan od uticaja okoline u kome se objedinjavaju mehanizmi trita, istraivanja, projektovanja, planiranja, proizvodnje, finansija, upravljanja i kontrole [214]. Proizvodni sistem ini podsistem poslovnog sistema, koji je preteno orijentisan na proizvodnju i esto se u literaturi naziva proizvodno-poslovni sistem. Proizvodni sistem predstavlja skup osnovnih tehnolokih sistema i ostalih tehniki odreenih informacionih i energetskih struktura, ureenih na nain da obezbede izvrenje postavljene funkcije cilja i ostvarenje projektovanih efekata. Proizvodni sistem vezuje tehnoloke sisteme, energetske i informacione strukture i uesnike u procesu rada vezama odreenog stepena jaine, pravca i smera [295]. Tehnoloki sistem predstavlja najvaniji podsistem proizvodnog sistema, projektovan za izvoenje operacija rada na radnim mestima. U tehnoloke sisteme spadaju obradni, montani, merni, transportni, skladini i upravljaki sistemi [165,247]. Obradne sisteme u okviru tehnolokog sistema ine maine, sa svim dodatnim elementima u koje spadaju pribori, alati, merila, obradci i posluioci [112,174,270].

Osnovna funkcija svakog sistema se ostvaruje kroz realizaciju odgovarajuih procesa. Inenjerski procesi predstavljaju skup meusobno povezanih aktivnosti, pomou kojih se vri transformacija informacija, materijala i energije, pri emu se na izlazu dobijaju gotovi delovi ili proizvodi od sirovina i polufabrikata ili pripremaka. Uporedo sa postojanjem opisanih

sistema, postoje i odgovarajui procesi, kao to su poslovni, proizvodni, tehnoloki i obradni procesi, slika 2.1.

Poslovni proces predstavlja skup procesa proizvodnih, ekonomskih i drutvenih podsistema i elemenata koji povezuju trite sa poslovnim sistemima. Proizvodni proces predstavlja skup meusobno povezanih aktivnosti, odnosno procesa rada, kao to su priprema, obrada, transport, skladitenje, kontrola, odravanje, upravljanje, i dr., pomou kojih se vri transformacija sirovina i polufabrikata u proizvode. Tehnoloki proces je deo proizvodnog procesa koji se sastoji od skupa meusobno povezanih aktivnosti, odnosno operacija rada sa ciljem transformacije pripremaka u gotove delove, ili

delova u podsklopove, sklopove i gotove proizvode.

2.0 Tehnoloka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema

5

Obradni proces je deo tehnolokog procesa koji se sastoji od skupa aktivnosti, koje pripremak transformiu u obradak ili gotov deo, u smislu promena fiziko-hemijskih karakteristika, oblika, dimenzija, itd. u saglasnosti sa propisanim tehniko-tehnolokim zahtevima pojedinih operacija izrade koje se izvode na odgovarajuim obradnim sistemima.

POSLOVNI SISTEM

PROIZVODNI SISTEM

TEHNOLOKI SISTEM

PROIZVODNI PROCES

TEHNOLOKI PROCES

OBRADNI SISTEM

POSLOVNI PROCES

OBRADNI PROCES

SIROVINA, POLUFABRIKAT PROIZVOD

PRIPREMAK DEO, PODSKLOP, SKLOP

PRIPREMAK OBRADAK

Slika 2.1 ema hijerarhijskih odnosa u poslovnim sistemima [135]

Uporedo sa razvojem proizvodne delatnosti dolo je i do podele rada, to podrazumeva deljenje pojedinih delatnosti proizvodnog sistema na funkcije ili podsisteme koji obuhvataju

manji ili vei broj aktivnosti. U svetu je razvijen veliki broj modela i arhitektura proizvodnih sistema, u koje se mogu svrstati i modeli raunarom integrisanih proizvodnih CIM sistema. Iza pojedinih modela stoje organizacije koje se bave standardizacijom kao to su CIMOSA, AWF i dr., iza nekih stoje univerziteti i druge nauno-istraivake institucije kao to su PERA, GRAI/GIM i dr., odnosno velike kompanije i korporacije kao to su IBM, Siemens, DEC, itd. [104,222]. Znaajan doprinos u ovoj oblasti dale su i nauno-istraivake organizacije, odnosno tehniki fakulteti iz nae zemlje i okruenja, kao to su [182,214,296].

Funkcionalnu strukturu proizvodnog sistema ini skup funkcija ili podsistema uslovljenih potrebama vrenja misije, ostvarenja ciljeva i sprovoenja politike proizvodnog sistema. Razvijeni modeli proizvodnog sistema u sebi sadre razliite klasifikacije i podele, kako funkcija tako i aktivnosti unutar funkcija. Na osnovu analize razvijenih modela moe se zakljuiti da su osnovne funkcije ili podsistemi koji figuriu u veini od njih:

Upravljanje preduzeem,

Marketing,

Istraivanje i razvoj,

Komercijalni poslovi,

Proizvodnja,

Upravljanje ekonomsko-finansijskim tokovima,

Opti poslovi i sistemska podrka.

Pojedini podsistemi ili funkcije kao to su konstrukciona priprema proizvodnje, tehnoloka priprema proizvodnje, planiranje i upravljanje proizvodnjom, upravljanje kvalitetom i dr., vrlo esto su integrisane u neku od nabrojanih funkcija proizvodnog sistema, to nikako ne umanjuje njihov znaaj u funkcionalnoj strukturi proizvodnog sistema. Kao primer moe se navesti da je tehnoloka priprema proizvodnje integrisana u funkciju proizvodnje [236,296], funkciju razvoja proizvoda i tehnologija [214], funkciju tehnike pripreme proizvodnje [270], itd.


6

Funkcija proizvodnje predstavlja osnovnu funkciju vrenja misije i ostvarivanja ciljeva proizvodnog sistema. Ona obuhvata skup projektovanih operacija izrade, montae, rukovanja materijalom, kontrole kvaliteta, odravanja i upravljanja procesima rada. Vrlo esto se u okviru funkcije proizvodnje, u cilju obavljanja posmatranih operacija rada, formiraju

strukturne jedinice, kao to su tehnoloka priprema, upravljanje proizvodnjom, rukovanje materijalom, upravljanje kvalitetom, odravanje tehnolokih sistema, snabdevanje alatom, kao i sam proces proizvodnje u okviru proizvodnih jedinica.

U adaptiranom modelu proizvodnog sistema, koji je nastao kao sinteza vie razvijenih CIM modela, podsistem tehnoloke pripreme proizvodnje predstavljen je kao zasebna celina, slika 2.2. U okviru ovog modela istaknuto je mesto podsistema tehnoloke pripreme proizvodnje u proizvodnom sistemu, kao i veza sa drugim podsistemima. Podsistem ili

funkcija tehnoloke pripreme je u direktnoj vezi sa funkcijama upravljanja preduzeem, podsistemima konstrukcione pripreme proizvodnje, planiranja i upravljanja proizvodnjom,

upravljanja kvalitetom i samim procesom proizvodnje, a preko njih i sa drugim funkcijama

proizvodnog sistema i okolinom.

Slika 2.2 Model proizvodnog sistema [216]

2.2 UTICAJ OBLIKA INDUSTRIJSKE PROIZVODNJE NA KARAKTERISTIKE

PROIZVODNIH SISTEMA

U poslovnom svetu postoje razne klasifikacije proizvodnih sistema i industrijske

proizvodnje. Najee se klasifikacija industrijske proizvodnje moe sresti u okviru odgovarajuih standarda pojedinih drava, kao to je npr. japanski standard industrijske klasifikacije (JSIC), severnoameriki industrijski klasifikacioni sistem (NAICS), koji se koristi u USA, Kanadi i Meksiku, itd. Klasifikacija industrijske proizvodnje prema razliitim karakteristikama i sa razliitih stanovita posmatranja prikazana je u tabeli 2.1.

STRATEGIJSKO

PLANIRANJE

ORGANIZACIJA I

INFORMATIKA

UPRAVLJANJE

FINANSIJAMA

ISTRAIVANJE I RAZVOJ

MARKETING

PRODAJA

NABAVKA I

KOOPERACIJA

KONSTRUKCIONA

PRIPREMA

PROIZVODNJE

(CAD)

TEHNOLOKA PRIPREMA

PROIZVODNJE

(CAPP/CAM)

PROIZVODNJA (CAM)

upravljanje proizvodnim tokovima

izrada - montaa - kontrola

PLANIRANJE I

UPRAVLJANJE

PROIZVODNJOM

(PPS)

SISTEMSKA PODRKAtransport - skladitenjeodravanje - energetika

DOBAVLJAI

KUPCI

TRITE

UPRAVLJANJE PREDUZEEM

UP

RA

VL

JA

NJE

KV

AL

ITE

TO

M (

CA

Q)

isporuka gotovih proizvoda

sirovine, poluproizvodi, pripremci i energenti


7

Tabela 2.1 Klasifikacija industrijske proizvodnje i proizvodnih sistema [191,236]

Stanovite posmatranja Oblik industrijske proizvodnje

Klasifikacija prema "vrsti proizvodnog

procesa"

Kako proizvoditi?

Procesna industrija (kontinualna proizvodnja)

Proizvodna industrija (diskretna proizvodnja)

Klasifikacija prema "tipu proizvodnje,

odnosno obimu proizvodnje"

Koliko proizvoditi?

Masovna proizvodnja

Serijska proizvodnja (maloserijska, srednjeserijska i velikoserijska)

Pojedinana proizvodnja

Klasifikacija prema "mestu i nivou

zaliha u proizvodnom toku, odnosno

stepenu uea kupca na karakteristike proizvoda i proizvodnju"

U kojoj meri je proizvod zavren pre narudbe?

Proizvodnja za zalihe-MTS (Make to Stock)

Montaa prema narudbi-ATO (Assembly to Order)

Proizvodnja prema narudbi-MTO (Make to Order)

Inenjering prema narudbi-ETO (Engineering to order)

Klasifikacija prema "obliku toka

materijala i rasporedu maina i opreme u sistemu"

Kako se kree radni predmet u proizvodnom toku?

Predmetno orijentisani tok (product layouts) - redosled maina i opreme prema tehnolokom procesu

Procesno orijentisan tok (process layouts) - grupisanje maina i opreme prema vrsti funkcije

Fiksna pozicija toka (fixed position layout) operacije obrade se izvode na jednom mestu, uglavnom

jedinstveni proizvodi, odnosno projekti

Hibridni tok (hybrid layout) kombinacija tokova

Klasifikacija prema "vrsti proizvodnje"

Kako se proizvodi deo ili proizvod?

Tradicionalni proizvodni sistemi

Masovna/protona proizvodnja (mass/flow)

Serijska/grupisana proizvodnja (batch)

Pojedinana/radionika proizvodnja (jobbing shop)

Projektna/zanatska proizvodnja (project)

elijska proizvodnja (cellular)

Klasifikacija prema "pravcu

proizvodnje"

Koji je pravac proizvodnje?

Tehnoloko guranje - prodavati ono to se moe proizvesti prema planu/bez povratne sprege -

jednosmerno (push production)

Trino povlaenje - proizvoditi onoliko koliko se moe prodati prema zahtevu trita/sa povratnom spregom - dvosmerno (pull production)

Klasifikacija prema "nainu pokretanja proizvodnje"

Koji je nain pokretanja proizvodnje?

Ponavljajua proizvodnja uvek istog proizvoda (repetitive production)

Proizvodnja vie proizvoda prema vremenskom planiranju (lot production)

Oblik industrijske proizvodnje u velikoj meri utie na funkcionisanje, kako pojedinih funkcija u proizvodnom sistemu, tako i proizvodnog sistema u celini. U nastavku e se to prikazati kroz pojedine primere.


8

Uticaj izabrane strategije proizvodnje

S obzirom na stepen uea kupca na karakteristike proizvoda i sam proces proizvodnje, kao i na mesto i nivo zaliha u proizvodnom toku, strategije proizvodnje mogu biti, slika 2.3:

Proizvodnja za zalihe - MTS,

Montaa prema narudbi - ATO,

Proizvodnja prema narudbi - MTO i

Inenjering prema narudbi - ETO.

Pro

jek

tov

an

je

pro

izvo

da

i

pro

ces

a

Na

ru

iva

nje

sir

ovin

a i

ko

mp

on

en

ti

Pro

izvo

dn

ja

de

lov

a

Mo

nta

a

po

dsk

lop

ov

a

Mo

nta

a

pro

izv

od

a

Isp

itiv

an

je i

ko

ntr

ola

Skla

di

ten

je

(zali

he

)

Pa

ko

va

nje

i

isp

oru

ka

Pro

jek

tov

an

je

PiP

(m

od

ula

rni

pro

izvo

di)

Na

ru

iva

nje

sir

ovin

a i

ko

mp

on

en

ti

Pro

izvo

dn

ja

de

lov

a

Mo

nta

a

po

dsk

lop

ov

a

Skla

di

ten

je

sta

nd

ard

nih

mo

du

la (

za

lih

e)

Mo

nta

a

pro

izv

od

a

Isp

itiv

an

je i

ko

ntr

ola

Pa

ko

va

nje

i

isp

oru

ka

Pro

jek

tov

an

je

pro

izvo

da

i

pro

ces

a

Skla

di

ten

je

sta

nd

ard

nih

de

lov

a I

ko

mp

on

.

Pri

lag

o

en

o

pro

jek

tov

an

je

Pro

izvo

dn

ja

de

lov

a

Mo

nta

a

po

dsk

lop

ov

a

Mo

nta

a

pro

izv

od

a

Isp

itiv

an

je i

ko

ntr

ola

Pa

ko

va

nje

i

isp

oru

ka

Pro

jek

tov

an

je p

roiz

vo

da

i

pro

ces

a (

no

vi

pro

izvo

d ili

zn

a

ajn

e izm

en

e)

Na

ru

iva

nje

sir

ovin

a i

ko

mp

on

en

ti

Pro

izvo

dn

ja

de

lov

a

Mo

nta

a

po

dsk

lop

ov

a

Mo

nta

a

pro

izv

od

a

Isp

itiv

an

je i

ko

ntr

ola

Pa

ko

va

nje

i

isp

oru

ka

Os

no

vn

i

slu

a

j

Pro

men

ljiv

o v

rem

e i p

otr

eb

ne

fu

nk

cij

eV

rem

e

ek

an

ja k

up

ca

Vre

me o

d i

de

je i

pro

jekto

va

nja

pro

izv

od

a i p

roc

es

a d

o is

po

ruk

e k

up

cu

- N

aru

iv

an

je o

d s

tra

ne

ku

pca

- Is

po

ruk

a p

roiz

vo

da

ku

pc

u

MT

S

AT

O

MT

O

ET

O

Slika 2.3 Prikaz razliitih strategija proizvodnje i mesto tehnoloke pripreme


9

Kod strategije proizvodnja za zalihe, proizvoa skladiti gotove proizvode i eka porudbinu kupaca. Ovu strategiju karakterie kratko vreme od narudbe do isporuke, ali su vreme i trokovi skladitenja veliki, dok je uticaj kupca mali ili veoma mali na karakteristike proizvoda.

Kod strategije montaa prema narudbi, proizvoa po prijemu narudbe vri montau gotovog proizvoda od modularnih delova i podsklopova prema zahtevu kupaca.

Kod strategije proizvodnja prema narudbi, proizvoai ekaju narudbu od strane kupca da bi prilagodili proizvod koji se sastoji od gotovih modularnih komponenti i komponenti koje je

tek potrebno projektovati i izraditi kao nove ili prilagoene. Kod strategije inenjering prema narudbi, kupac definie specifikaciju i funkcionalnost proizvoda, a proizvoa projektuje i proizvodi odgovarajui proizvod prema dostavljenoj specifikaciji.

Na osnovu prethodne analize, uticaj kupca na proces proizvodnje, kao i na sam proces

projektovanja proizvoda i procesa, se poveava od MTS ka MTO i ETO, kao savremenih strategija u trino orijentisanoj proizvodnji. Izbor savremenih strategija je u direktnoj vezi sa primenom razliitih programskih sistema kao to su CAD, CAPP, CAM, CNC, MRP, ERP, SCM, CRM, itd. Prikaz uporednih karakteristika posmatranih strategija u proizvodnji dat je u

tabeli 2.2.

Tabela 2.2 Uporedne karakteristike MTS, ATO, MTO i ETO strategija [236]

Karakteristike Strategije proizvodnje

MTS ATO MTO/ETO

Povezanost sa

kupcem

Niska/distanca u odnosima

sa kupcem Nivo prodaje Nivo inenjeringa i prodaje

Vreme od

narudbe do isporuke

Normalno kratko i zavisi

od zaliha gotovih

proizvoda

Kratko do srednje i zavisi

od raspoloivosti zavrenih delova i podsklopova

Uglavnom dugo i zavisi od

raspoloivog inenjerskog i proizvodnog kapaciteta

Obim proizvodnje

istog proizvoda Veliki Srednji do veliki Mali

Varijantnost

proizvoda Mala

Srednja do velika i zavisi

od raspoloivosti razliitih varijanti delova i

podsklopova

Velika

Karakteristike

proizvoda

Bez ili sa vrlo malo uticaja

kupaca

Bazira na zahtevu kupaca

za prilagoenu montau modularnih delova i

podsklopova u proizvod

Generalno bazira na

zahtevima i

specifikacijama kupaca

Tradicionalni proizvodni sistemi

Oblici tradicionalnih proizvodnih sistema su nastali kao posledica razliitih vrsta proizvodnje proizvoda, kao to su:

Projektna/zanatska,

Pojedinana/radionika,

Serijska/grupisana,

Masovna/protona i

Kontinualna proizvodnja.

Uporedne karakteristike tradicionalnih proizvodnih sistema prikazane su u tabeli 2.3.


10

U novije vreme izdvaja se jo jedan oblik proizvodnje, takozvana elijska proizvodnja u vidu fleksibilnih tehnolokih elija (FMC), koje predstavljaju jedan od nivoa razvoja fleksibilnih tehnolokih sistema (FMS). Kod elijske proizvodnje, proizvodna oprema je grupisana prema redosledu operacija potrebnih da bi se proizveo odreeni proizvod. Ovaj oblik proizvodnje i odgovarajui proizvodni sistemi baziraju na konceptu grupne tehnologije.

Tabela 2.3 Uporedne karakteristike tradicionalnih proizvodnih sistema [236]

Karakteristike

Proizvodni sistem

Projektna

proizvodnja

Pojedinana proizvodnja

Serijska

proizvodnja

Masovna

proizvodnja

Kontinualna

proizvodnja

Tip opreme

Kombinacija

opreme opte i specijalne

namene

Opte namene, fleksibilna

oprema

Univerzalne

namene,

fleksibilna

oprema

Specijalizovane

namene

Specijalizovane

namene,

bazirana na

visokim

tehnologijama

Raspored

procesa i

opreme

Fiksna pozicija

Fokusiranje na

procese,

Procesno

orijentisan tok

Fokusiranje na

procese,

Procesno

orijentisan tok

Fokusiranje na

proizvode,

Predmetno

orijentisan tok

Fokusiranje na

proizvode,

Predmetno

orijentisan tok

Strunost radnika

Visoko

kvalifikovani i

fleksibilni

Visoko

kvalifikovani i

fleksibilni

Srednje do

visoko

kvalifikovani i

fleksibilni

Kvalifikovani

za obavljanje

jedne funkcije

Razni oblici

kvalifikacije u

zavisnosti od

funkcije

Koliine proizvoda

Uglavnom

jedan proizvod

(jedinstven)

Uglavnom male

koliine, ali mogu biti i

srednje

Uglavnom

srednje, ali

mogu biti i

male

Velike Vrlo velike

Vrste

proizvoda

Jedinstveni

proizvodi

(brodovi,

avioni, itd.),

Velike maine specijalne

namene

Maine specijalne

namene, Delovi

i podsklopovi

za avione,

mostove, itd.

Delovi i

podsklopovi za

automobile,

maine opte namene,

montaa elekt. sklopova, itd.

Automobili,

proizvodi iroke potronje (npr. kuni aparati)

Proizvodi

iroke potronje (npr. plastini i stakleni proiz.,

kuna hemija), proizvodnja

elika, itd.

Varijantnost

proizvoda Vrlo visoka Vrlo visoka

Visoka do

srednja Srednja do mala Vrlo mala

Proizvodnost Vrlo mala Mala Mala do srednja Srednja do

velika Vrlo velika

Vreme

pripreme

Vrlo dugo i

varijabilno

Dugo, ali

varijabilno i

frekventno

Dugo, ali

varijabilno i

frekventno

Dugo i

kompleksno

Dugo,

kompleksno,

skupo,

jednolino

Proizvodni

ciklus

Vrlo dug i

varijabilan

Dug i

varijabilan

Srednje dug i

varijabilan

Kratak i

generalno

konstantan

Vrlo kratak i

konstantan

Vrlo mali broj proizvodnih sistema pripada jednoj odreenoj kategoriji s obzirom na oblik proizvodnog sistema i strategiju u proizvodnji. Veina kompanija se moe klasifikovati kao hibridna. Na primer, kompanija moe da bude hibrid MTS i MTO, to podrazumeva da poseduje skladite gotovih proizvoda za koje postoji stalan zahtev, ali takoe, ima mogunost da oblikuje proizvod za potrebe klijenata kada je to potrebno. Jasno je da na putu od MTS ka

ETO raste broj varijanti proizvoda i stepen prilagoavanja proizvoda kupcu, dok se istovremeno proizvodnja i odgovarajui proizvodni sistemi kreu od kontinualne ka projektnoj proizvodnji, slika 2.4.


11

ETO/MTO ATO MTS

KONTINUALNA

MASOVNA

SERIJSKA

POJEDINANA

Strategija

proizvodnje

Proizvodni sistem /

Proizvodnja

PROJEKTNA

Slika 2.4 Relacija izmeu vrste proizvodnog sistema i strategije proizvodnje [177]

Oblik proizvodnog toka i raspored opreme

U tabeli 2.1, za razliite oblike proizvodnih sistema definisan je i odgovarajui oblik rasporeda maina i opreme, koji moe biti:

Predmetno orijentisani tok,

Procesno orijentisan tok,

Sa fiksnom pozicijom radnog mesta i

Hibridni tok.

Hibridni tok predstavlja kombinaciju predmetnog i procesnog toka, koji se veoma esto sree u konkretnim proizvodnim uslovima. U okviru hibridnog toka mogu se uvrstiti i fleksibilne tehnoloke elije (FMC), kao i drugi oblici fleksibilnih tehnolokih sistema kao to su fleksibilni tehnoloki moduli (FMM), fleksibilne tehnoloke grupe (FMG), fleksibilne tehnoloke linije (FML), itd. [239,269].

Oblik tehnolokog toka u najveoj meri zavisi od vrste i varijantnosti proizvoda, projektovanih koliina, raspoloive proizvodne opreme i njenog tipa, kao i usvojenih reenja tehnolokih procesa, koji su rezultat rada tehnoloke pripreme proizvodnje.

2.3 TEHNOLOKA PRIPREMA PROIZVODNJE U ORGANIZACIONOJ STRUKTURI PROIZVODNOG SISTEMA

Organizaciona struktura proizvodnog sistema ima dinamian karakter koji prati ciljeve proizvodnog sistema, odnosno strategiju njegovog razvoja. Uticaj unutranjih faktora i spoljanje sredine je veoma vaan za oblikovanje organizacione strukture, naroito ako proizvodni sistem deluje u nestabilnom proizvodnom okruenja, kada znatno ee mora da menja svoju organizacionu strukturu.

Izbor odgovarajue organizacione strukture proizvodnog sistema, predstavlja jednu od najvanijih odluka, jer ako se izabere neodgovarajua organizaciona struktura, funkcionisanje upravljakog sistema u proizvodnom sistemu nee biti u dovoljnoj meri kvalitetno. Organizaciona struktura mora da obezbedi ostvarivanje ciljeva organizacije, optimalnu

raspodelu rada, jasno definisane funkcije u organizaciji i odgovornosti njihove realizacije,

racionalnu upotrebu kvalifikacija, iskustva i specijalistikih znanja, efikasnost rada u timovima, iji se rad zasniva na adekvatnom sistemu informacija i komunikacija [31].

Mesto, uloga i nivo delokruga zadataka tehnoloke pripreme proizvodnje u velikoj meri zavisi od vrste organizacione strukture proizvodnog sistema, koja je odreena unutranjom


12

podelom rada i formiranjem niih organizacionih jedinica. Postoje tri osnovna modela organizacione strukture proizvodnih sistema, koje se meusobno mogu kombinovati u sloene oblike strukture [51,296]:

Procesna ili centralizovana,

Predmetna ili decentralizovana i

Projektna ili matrina.

Procesna, odnosno funkcionalna ili centralizovana organizaciona struktura, predstavlja

prilaz u kome odreena funkcija vri dejstvo na prostoru celog proizvodnog sistema u okviru svog, struno odreenog, podruja rada procesa. Ovaj oblik organizacije je pogodan za sluaj proizvodnog sistema nieg stepena sloenosti procesa rada, slika 2.5.

UPRAVLJANJE

PREDUZEEM

PROIZVODNJAKOMERCIJALNI

POSLOVI


MARKETING

INTEGRALNA

SISTEMSKA

PODRKAOPTI POSLOVI

EKONOMSKO

FINANSIJSKI

POSLOVI

UPRAVLJANJE

ALATOM

RUKOVANJE

MATERIJALOM

PLANIRANJE I

UPRAVLJANJE

PROIZVODNJOM

TEHNOLOKA PRIPREMA

PROIZVODNJE

ODRAVANJE TEHN. SISTEMA

UPRAVLJANJE

KVALITETOM

PROIZVODNA

JEDINICA j

PROIZVODNA

JEDINICA 2

PROIZVODNA

JEDINICA 1

PROIZVODNA

JEDINICA n.. ..

Slika 2.5 Procesna struktura proizvodnog sistema

Predmetna ili decentralizovana organizaciona struktura predstavlja prilaz u kome

proizvod, proizvodni program i trite, odreuju organizacioni oblik kao skup jedinica koje imaju sposobnost odravanja nezavisne radne i poslovne egzistencije u vremenu i datim uslovima okoline. Ovaj oblik organizacije je pogodan za vii nivo sloenosti rada proizvodnog sistema, slika 2.6.

UPRAVLJANJE

PREDUZEEM


POSLOVI


MARKETING

INTEGRALNA

SISTEMSKA

PODRKAOPTI POSLOVI

EKONOMSKO

FINANSIJSKI

POSLOVI

UPRAVLJANJE

ALATOM

RUKOVANJE

MATERIJALOM

PLAN. I UPRAV.

PROIZVODNJOM

TEHNOLOKA PRIPREMA


UPRAVLJANJE

KVALITETOM

PROIZVODNI

PROGRAM 1

(PROIZVODNA

JEDINICA 1)

PRENOS ODREENIH FUNKCIJA NA NIVO

PROIZVODNIH JEDINICA

UPRAVLJANJE

ALATOM

RUKOVANJE

MATERIJALOM

PLAN. I UPRAV.

PROIZVODNJOM

TEHNOLOKA PRIPREMA


UPRAVLJANJE

KVALITETOM

PROIZVODNI

PROGRAM j

(PROIZVODNA

JEDINICA j)



UPRAVLJANJE

ALATOM

RUKOVANJE

MATERIJALOM

PLAN. I UPRAV.

PROIZVODNJOM

TEHNOLOKA PRIPREMA


UPRAVLJANJE

KVALITETOM

PROIZVODNI

PROGRAM n

(PROIZVODNA

JEDINICA n)



. .

Slika 2.6 Predmetna struktura proizvodnog sistema


13

Projektna ili matrina organizaciona struktura predstavlja prilaz na principima specijalizovanih jedinica i projektnog prilaza u upravljanju i rukovoenju proizvodnim sistemom. Projektni prilaz u razvoju organizacione strukture je pogodan za proizvodne

sisteme najvieg stepena sloenosti, slika 2.7, gde su funkcijom proizvodnje obuhvaene tehnoloka priprema proizvodnje (TPP), planiranje i upravljanje proizvodnjom (PPC), rukovanje materijalom (RM), upravljanje alatom (UA), upravljanje kvalitetom (UK),

odravanje tehnikih sistema (OS).

UPRAVLJANJE

PREDUZEEM


POSLOVI


MARKETING

INTEGRALNA

SISTEMSKA

PODRKAOPTI POSLOVI

EKONOMSKO

FINANSIJSKI

POSLOVI

TP

P

PP

C

RM

UA

UK

OS

Pro

jeka

t 1

Up

rav

lja

nje

pro

jekto

m

Pro

jeka

t j

Up

rav

lja

nje

pro

jekto

m

Pro

jek

at

n

Up

rav

lja

nje

pro

jekto

m

.

.

Slika 2.7 Matrina struktura proizvodnog sistema

U proizvodnoj praksi poslovnih sistema koriste se kombinacije prikazanih modela

organizacionih struktura u funkciji odnosa program proizvodnje, relacije preduzee-okolina i raspoloivosti resursa i potencijala. Uspostavljanje timova specijalista za odreen problem predstavlja najefikasniji postupak u razvoju i eksploataciji organizacione strukture.

U savremenim uslovima poslovanja pojavile su se i nove organizacione strukture,

odnosno modeli koji se razlikuju u odnosu na tradicionalne u tome to je teite u organizaciji orijentisano sa:

Centralizacije na decentralizaciju,

Duboke na pliu podele rada,

Uskog na iroki raspon kontrole,

Krute na fleksibilnu strukturu,

Statike na inovativnu organizaciju,

Birokratske na organsku strukturu,

Autoriteta pojedinca na timski rad,

Nepostojanja korporativne kulture na njeno uspostavljanje,

Nespremnosti na spremnost za sprovoenje organizacijskih promena, itd.

U osnovi savremenih organizacionih struktura su informacione i komunikacione

tehnologije koje olakavaju povezivanje i umreavanje organizacije. Neke od novih organizacionih struktura podrazumevaju stvaranje T-oblika organizacije, virtuelne

organizacije, mrene organizacije, timske organizacije, izvrnute, modularne ili beskrajno niske organizacije, itd. [31,296].


14

2.4 MESTO I ULOGA TEHNOLOKE PRIPREME U RAZVOJU PROIZVODA

Proizvod ima svoj ivotni vek, odnosno ivotni ciklus. ivotni ciklus proizvoda se moe definisati kao vremenski period od nastanka ideje o proizvodu pa do njegovog nestanka iz

drutvene i prirodne sredine. Izuavanje ivotnog ciklusa proizvoda (PLC) datira jo od pedesetih godina prolog

veka, od kada je razvijen znaajan broj koncepta koji se razlikuju po definiciji, fazama od kojih se sastoje i alata koji se koriste za njihovu realizaciju [9].

Postoje dve osnovne vrste ivotnog ciklusa proizvoda [93,216]:

Ekonomski ciklus proizvoda vremenski period u kome je proizvod prisutan na tritu (uvoenje, rast, zrelost i opadanje) i

Tehniki ciklus proizvoda vremenski period funkcionisanja proizvoda (razvoj, proizvodnja, trine aktivnosti, upotreba, odravanje i izlazak iz upotrebe).

U sutini moe se definisati est osnovnih faza ivotnog ciklusa proizvoda, slika 2.8:

Ideja o proizvodu / planiranje proizvoda / postavljanje zadataka

Projektovanje / razvoj proizvoda

Priprema / izrada / montaa / kontrola / korekcije

Marketing / promocija / distribucija / prodaja

Instalisanje / upotreba / odravanje / dogradnja

Revitalizacija / recikliranje / odstranjivanje / prerada / deponovanje

U ivotnom ciklusu proizvoda centralno mesto zauzima faza razvoja, u okviru koje se generie kvalitet proizvoda, ali i najvei broj greaka (prema pravilu desetica1), koje je neophodno otkloniti u to ranijoj fazi razvoja proizvoda.

IDEJA/PLANIRANJE PROIZVODA/

POSTAVLJANJE ZADATAKA

PROJEKTOVANJE/RAZVOJ

PROIZVODA

PRIPREMA/IZRADA/MONTAA/KONTROLA/KOREKCIJE

MARKETING/PROMOCIJA/

DISTRIBUCIJA/PRODAJA

INSTALISANJE/UPOTREBA/

ODRAVANJE/DOGRADNJA

UP

RA

VL

JA

NJ

E

IVO

TN

IM C

IKL

US

OM

PR

OIZ

VO

DA

TRITE/POTREBE/PROBLEMI POTENCIJAL/CILJEVI KOMPANIJE

REVITALIZACIJA RECIKLIRANJE

ODSTRANJIVANJE/PRERADA/

DEPONOVANJE/OKOLINA

ZA

HT

EV

I, C

ILJ

EV

I

Slika 2.8 ivotni ciklus proizvoda [69,128]

1 Otkrivena greka i njena ispravka u razvoju proizvoda iznosi 1 novanu jedinicu, u proizvodnji 10 novanih

jedinica, dok nakon plasmana proizvoda na trite ona iznosi 100 novanih jedinica.


15

Razvoj proizvoda obuhvata vremenski period od ideje o proizvodu pa do generisanja

svih potrebnih i proverenih informacija za izradu, montau, kontrolu, pakovanje, skladitenje, transport, stavljanje u promet, instalisanje, upotrebu, odravanje, servisiranje, povlaenje i reciklau proizvoda. Odavde sledi da faza razvoja proizvoda informaciono obuhvata veliki deo ivotnog ciklusa proizvoda. Osnovne faze razvoja proizvoda su [216]:

Prikupljanje, selekcija i izbor ideja i postavljanje zadataka razvoja proizvoda,

Konstruisanje proizvoda (konstrukciona priprema) o koncipiranje o oblikovanje o razrada

Tehnoloko i proizvodno osvajanje o tehnoloka priprema proizvodnje o planiranje i upravljanje proizvodnjom o nabavka i kooperacija o proizvodnja i integralna sistemska podrka o upravljanje kvalitetom

Ispitivanje proizvoda, odnosno modela, prototipa, nulte i probne serije, i

Lansiranje i promocija proizvoda.

U fazi tehnolokog i proizvodnog osvajanja proizvoda najznaajnije mesto ima tehnoloka priprema proizvodnje, koja uz konstrukcionu pripremu, ima najvei uticaj na trokove i kvalitet razvoja proizvoda, odnosno proizvodnje. Veoma je bitno da se, pored projektovanja tehnolokih procesa, izvri analiza tehnologinosti konstrukcionih reenja pre proizvodnje prototipa, nulte serije, probne serije i redovne proizvodnje. Da bi se to postiglo

mora postojati odreeni nivo simultanog odvijanja faza razvoja proizvoda, to za rezultat ima skraenje ciklusa razvoja, smanjenje trokova i ostvarenje zadovoljavajueg kvaliteta razvijenog proizvoda.

Faza razvoja proizvoda moe da se posmatra kao set sloenih odgovora na osnovna pitanja: ZATO proizvoditi? TA proizvoditi? KAKO proizvoditi? GDE proizvoditi? KO proizvodi? KADA proizvoditi? Pronalaenjem odgovora na postavljena pitanja identifikuju se i odgovarajue funkcije proizvodnog sistema koje uestvuju u realizaciji planiranja u okviru faze razvoja proizvoda, od ideje do finalnog proizvoda, slika 2.9.

ZATO ?

MARKETING

GDE, KO ?

PLANIRANJE

PROIZVODNJE

TA ?

KONSTRUKCIONA

PRIPREMA

KADA ?

UPRAVLJANJE

PROIZVODNJOM

KAKO ?

TEHNOLOKA PRIPREMA

IDEJA PROIZVOD

Slika 2.9 Funkcije planiranja u okviru faze razvoja proizvoda [101,253]

Svaka od posmatranih funkcija sadri manji ili vei set inenjerskih pitanja na koja je potrebno dati odgovor, kako bi se uspeno realizovao proces razvoja proizvoda. U industriji prerade metala mogu se identifikovati osnovne aktivnosti u procesu razvoju proizvoda sa

odgovarajuim zadacima koje se u njima realizuju, slika 2.10. Svaka funkcija, odnosno


16

aktivnost, zahteva eksperte znanja iz svog domena, dok preseci aktivnosti zahtevaju

odgovarajui nivo zajednikog timskog rada.

PROJEKTOVANJE

TEHNOLOKIH PROCESA

(TEHNOLOKA PRIPREMA)

UPRAVLJANJE

PROIZVODNJOM

PROJEKTOVANJE

PROIZVODA

PREPOZNAVANJE

TIPSKIH OBLIKA

PLANIRANJE

RESURSA

Izbor operacija

Izbor maina, alata, pribora i merila

Definisanje operacija i

zahvata izrade

Izbor pripremka

Izbor materijala

Definisanje strategije

proizvodnje

Planiranje operacija

Izrada NC programa

Organizacija proizvodnje

Geometrijski bazirano

projektovanje

Projektovanje pomocu

tipskih oblika

3D solid modeliranje

Modeliranje bazirano

na tipskim

oblicima (TO)

Odnosi tolerancija

Optimizacija konstrukcije

proizvoda (ogranienja i alternative TO)

Izdvajanje i

prepoznavanje tipskih

oblika i njihove

meusobne interakcije

Proizvodna baza znanja

Plan rasporeda resursa

elijsko projektovanjeProcena trokova

Planiranje proizvodnih

resursa MRP

Provera kapaciteta

pogona

Planiranje kapaciteta

Raspodela poslova

Terminiranje

proizvodnje u pogonu

Planiranje proizvodnje

Proraun i planiranje proizvodnih kapaciteta

MRPI i MRPII

Slika 2.10 Prikaz aktivnosti i odgovarajuih zadataka u razvoju proizvoda [253,255]

S obzirom na prethodno iznete injenice moe se konstatovati da se proces razvoja proizvoda ne sme posmatrati i organizovati sektorski, kao npr. deo funkcije istraivanja i razvoja, to je u metalopreraivakoj industriji kod nas veoma est sluaj. Razvoj proizvoda je multifunkcionalni proces koji se odvija u veem broju poslovnih funkcija proizvodnog sistema, ija se dobrota ocenjuje sa stanovita celine, a ne dobrote jedne funkcije ili aktivnosti.

Ubrzavanje svih procesa i promena u trinom poslovanju preduzea zahteva adekvatno reagovanje u smislu stalnog unapreenja metodologije razvoja proizvoda. Od proizvodnih sistema se zahtevaju sve sloeniji proizvodi sa to kraim rokom isporuke. To nije mogue ostvariti sekvencijalnim prilazom, ni sa stanovita ostvarenja potrebnog kvaliteta proizvoda, niti sa stanovita optimizacije investicionih ulaganja u razvoj i pravovremenog razvoja proizvoda. Reenje se nalazi u paralelnom, simultanom izvoenju faza razvoja proizvoda.

2.4.1 Varijantnost strukture razvoja proizvoda

Na strukturu faza razvoja proizvoda, pa tako i tehnoloku pripremu proizvodnje, znaajan uticaj imaju:

Osnovni prilazi organizovanja razvoja proizvoda,

Vrsta proizvoda,

Stepen novosti proizvoda,

Tip proizvodnje,

Priroda proizvoda,

Prilaz u razvoju proizvoda, i dr.


17

Osnovni prilazi organizovanju razvoja proizvoda

Postoje dva osnovna prilaza organizovanja razvoja proizvoda u proizvodnom sistemu.

Prvi je sekvencijalni koji se karakterie rednim izvoenjem pojedinih faza razvoja proizvoda, esto nazvan "preko zida". Drugi je simultani koji se karakterie paralelnim ili uporednim izvoenjem pojedinih faza razvoja proizvoda. Simultani prilaz organizovanja razvoja proizvoda realizuje se primenom koncepta konkurentnog inenjerstva (CE), odnosno simultanog inenjerstva (SE), ija je osnovna prednost u skraenju vremena razvoja proizvoda i brem izlasku proizvoda na trite, slika 2.11.

Projektovanje

proizvoda

Tehnoloka priprema proizvodnje

Proizvodnja

proizvoda

Projektovanje

proizvoda

Tehnoloka priprema proizvodnje

Proizvodnja

proizvoda

Marketing i

prodajaDobavljai

Inenjering kvaliteta

Ciklus razvoja proizvoda, konkurentno inenjerstvo

Ciklus razvoja proizvoda, sekvencijalno inenjerstvo

Vreme

Skraenje ciklusa

Proizvod raspoloiv

a)

b)

Slika 2.11 Razvoj proizvoda primenom

a) klasinog sekvencijalnog inenjerstva b) konkurentnog inenjerstva [222]

Primenom konkurentnog inenjerstva u razvoju proizvoda paralelno se reavaju tehnika, tehnoloka i ekonomska pitanja, kroz stvaranje timova strunjaka iz razliitih oblasti prema pojedinim aktivnostima, odnosno fazama razvoja.

Vrsta proizvoda

Prema standardu ISO 9000 postoji vie kategorija generikih proizvoda, kao to su hardware, software, materijalni proizvodi i usluge. U posmatranom radu pod pojmom

proizvod posmatrae se materijalni proizvodi iz oblasti mainogradnje.

Stepen noviteta proizvoda

S obzirom na stepen noviteta proizvoda, struktura procesa razvoja proizvoda se znatno

razlikuje prema vrsti odgovarajuih zadataka i nivou poznavanja, tabela 2.4. Iz tabele se moe zakljuiti da nije ista struktura faza razvoja proizvoda za razliite stepene noviteta proizvoda, posebno je razlika izraena za novi i ponovljeni proizvod, jer je rizik razvoja novog daleko vei nego ponovljenog proizvoda. Kod novog proizvoda moraju se izvriti sve faze konstruisanja proizvoda, kao i tehnoloko-proizvodnog osvajanja u ijem su sastavu i zadaci tehnoloke pripreme proizvodnje.

Kod ponovljenog proizvoda konstrukcija proizvoda je u znaajnoj meri poznata, pa se vre samo preventivne korekcije na proizvodu, s obzirom na zahteve trita ili korekcije zahtevane od strane drugih faza razvoja proizvoda. Prototip se kod ove vrste proizvoda vrlo

retko izrauje, a u zavisnosti od tipa proizvodnje postoji potreba za izradom nulte i probne serije. Tehnoloka priprema proizvodnje kod ponovljenih proizvoda je takoe u velikoj meri


18

olakana, jer se mogu iskoristiti ve postojei tehnoloki procesi proizvodnje, uz odreene korekcije s obzirom na poboljanje konstrukcije proizvoda, raspoloivost proizvodnih resursa, potreban obim proizvodnje, itd.

Tabela 2.4 Vrste zadatka razvoja proizvoda s obzirom na novitet proizvoda [216]

VRSTA ZADATAKA I

NIVO POZNAVANJA

STEPEN NOVITETA PROIZVODA

NOVI

PROIZVOD

VARIJANTNI

PROIZVOD

PRILAGOENI PROIZVOD

PROIZVOD SA

POZNATIM

NAINOM DELOVANJA

PONOVLJENI

PROIZVOD

VEZE SA OKOLINOM

FUNKCIONALNA

STRUKTURA

(KONCIPIRANJE)

FIZIKA STRUKTURA

(OBLIKOVANJE)

KONSTRUKCIONA

STRUKTURA

(RAZRADA)

TEHNOLOKO I PROIZVODNO

OSVAJANJE

NEPOZNATO DELIMINO POZNATO

ZNAAJNO POZNATO

POZNATO

Struktura razvoja novog proizvoda za sluaj masovne proizvodnje prikazana je na slici 2.13. Posmatrana struktura sadri sve zadatke razvoja proizvoda koji se odnose i na druge stepene noviteta proizvoda i tipove proizvodnje.

PRIKUPLJANJE I

SELEKCIJA

IDEJA

LANSIRANJE I

PROMOCIJAISPITIVANJE

TEHNOLOKO I PROIZVODNO

OSVAJANJE

KONSTRUISANJE

TEHNOLOGIJA / ORGANIZACIJA / TROKOVI / ROKOVI

PROJEKTNI

ZADATAK

MODEL

PROIZVODA

PROTOTIP

PROIZVOD NULTE

SERIJE

PROIZVOD

PROBNE SERIJE

PROIZVOD

REDOVNE SERIJE

IDEJE

Osnovno/neophodno

delovanjePotrebno delovanje

Preventivno/korektivno

delovanje

Slika 2.13 Struktura procesa razvoja novog proizvoda za masovnu proizvodnju

Osnovni zadatak izrade prototipa je provera funkcionalnosti proizvoda. Veoma je bitno

da se konstruisanje, tehnoloko i proizvodno osvajanje i ispitivanje prototipa novog proizvoda


19

za masovnu proizvodnju izvede isto kao kod novog proizvoda za pojedinanu proizvodnju. To znai, da se tehnoloka priprema proizvodnje mora integrisati u proces razvoja proizvoda a ne da bude faza koja sledi nakon konstruisanja novog proizvoda.

Kod proizvoda nulte serije interes se pomera prema tehnolokoj pripremi proizvodnje, odnosno usklaivanju konstrukcije proizvoda sa tehnolokim potencijalima proizvodnog sistema. Osnovni zadatak proizvoda nulte serije je da se proveri funkcionalnost i

tehnologinost izrade proizvoda u pogledu procesa, alata, pribora, itd. U cilju uspenog razvoja proizvoda neophodno je da se konstruisanje, tehnoloko i proizvodno osvajanje proizvoda nulte serije izvede na isti nain kao kod proizvoda za maloserijsku proizvodnju.

Kod probne serije panja je usmerena na optimizaciju konstrukcije proizvoda s obzirom na tehnologinost izrade i montae proizvoda i organizaciju masovne i velikoserijske proizvodnje. Osnovni zadatak probne serije je projektovanje, usklaivanje i provera proizvodnih tokova, najee proizvodnih i montanih linija.

Tip proizvodnje

Uticaj tipa proizvodnje na strukturu razvoja proizvoda je veoma slian kao i uticaj stepena noviteta proizvoda. Struktura procesa razvoja novog proizvoda koji se proizvodi u

masovnoj proizvodnji znaajno se razlikuje od strukture razvoja novog proizvoda koji se proizvodi u pojedinanoj i maloserijskoj proizvodnji, dok se u manjoj meri razlikuje od strukture u srednjeserijskoj i velikoserijskoj proizvodnji. Prethodno izneti stavovi su potvreni slikom 2.14 i tabelom 2.5.

Tabela 2.5 Uticaj tipa proizvodnje na strukturu procesa razvoja proizvoda

TIP PROIZVODNJE

MASOVNA VELIKO-

SERIJSKA

SREDNJE-

SERIJSKA

MALO-

SERIJSKA POJEDINANA

PROTOTIP

NULTA SERIJA

PROBNA

SERIJA

REDOVNA

SERIJA

NEPOTREBNO PREVENTIVNO NEOPHODNO

Proces razvoja proizvoda koji se proizvodi u masovnoj proizvodnji, nosi sa sobom i

visoka ulaganja u razvoj takvog proizvoda. Zbog toga razvoj proizvoda visoke sloenosti mogu realizovati samo proizvodni sistemi koji imaju razvojni, tehnoloki, proizvodni i finansijski kapacitet, odnosno potencijal.

Tok razvoja proizvoda za pojedinanu proizvodnju je znaajno vremenski krai, jer ovi proizvodi obavljaju ulogu i prototipa i proizvoda nulte i probne serije, odnosno poistoveuju se sa proizvodom redovne proizvodnje, ali je, sa druge strane, i rizik od neuspeha vei.

Priroda proizvoda

Priroda proizvoda ima znatno vei uticaj na sadraj pojedinih faza razvoja nego na strukturu procesa razvoja proizvoda. Po svom sadraju, potrebnom znanju i sredstvima bitno se razlikuju pojedine faze razvoja proizvoda npr. poljoprivredne tehnike od proizvoda

digitalne tehnike, itd.


20

Prilaz u razvoju proizvoda

Postoje dva osnovna prilaza tehnolokog i proizvodnog osvajanja proizvoda koji se mogu preslikati i na proces razvoja proizvoda [37,100,190,270,295]:

Pojedinani i

Grupni, odnosno tipski prilaz.

Iako su grupni i tipski prilazi nastali u tehnolokoj pripremi, odnosno u projektovanju tehnolokih procesa pod imenom tipska i grupna tehnologija, principi posmatranog prilaza se u znaajnoj meri koriste i u drugim fazama razvoja proizvoda, posebno u delu koji se odnosi na konstruisanje, kao i kod projektovanja strukture proizvodnog sistema i proizvodnje delova

i proizvoda, slika 2.14. Osnovni cilj primene grupisanja u podruju projektovanja proizvoda, projektovanja tehnolokih procesa i procesa proizvodnje je izrada i ugradnja delova unificiranih oblika, standardizovanih veliina, slinih kvaliteta i materijala, itd.

ULAZ

Program proizvodnje

Individualni prilaz u

projektovanju

proizvoda


projektovanju

tehnolokih procesa


izvoenu procesa proizvodnje

IZLAZ

Individualno proizvedeni

delovi i proizvodi

Individualni tehnoloki procesi

Pojedinani crtei

ULAZ

Program proizvodnje

Grupni i tipski prilaz u

projektovanju

proizvoda


projektovanju

tehnolokih procesa


izvoenu procesa proizvodnje

IZLAZ

Grupe i tipovi

proizvedenih delova

Grupni i tipski

tehnoloki procesi

''Grupni'' i ''tipski''

crtei

a) individualni prilaz b) grupni i tipski prilaz

Slika 2.14 Uporedni prikaz pojedinanog i grupnog prilaza u razvoju i proizvodnji proizvoda

2.5 OSNOVNI ZADACI TEHNOLOKE PRIPREME PROIZVODNJE

Trite od privrede zahteva efikasnu proizvodnju, poslovanje i razvoj, kao i brzo prilagoavanje zahtevima potroaa. U savremenim uslovima poslovanja zastarele su i nedovoljno efikasne metode koje se zasnivaju samo na analizi dobijenih rezultata.

Proizvodnja se mora to detaljnije predviati, planirati, pripremiti i organizovati, a rezultati postignuti odreenim metodama i sredstvima treba da se mere i uporeuju sa podacima planiranim u pojedinim funkcijama proizvodnog sistema. Poseban znaaj za razvoj i unapreenje proizvodnje ima funkcija pripreme proizvodnje.

Delokrug rada pripreme proizvodnje odnosi se na razvoj i oblikovanje proizvoda, na

planiranje i razradu dokumentacije i informacija za proizvodnju, kao i na sve mere i funkcije

koje osiguravaju i kontroliu realizaciju proizvodnje. Sistemski prilaz u radu pripreme proizvodnje je osnovni preduslov za ekonominu i produktivnu proizvodnju [109].


21

Priprema proizvodnje u industriji prerade metala se deli na tehniku i operativnu pripremu. Tehnika priprema proizvodnje obuhvata dve najvanije tehnike funkcije proizvodnih sistema. Prva se odnosi na projektovanje proizvoda, poznata pod nazivom

konstrukciona priprema, a druga na projektovanje tehnolokih procesa, poznata pod nazivom tehnoloka priprema proizvodnje. Operativna priprema obuhvata druge dve funkcije koje se odnose na planiranje i upravljanje proizvodnjom.

Osnovni zadaci koji se reavaju u okviru tehnoloke pripreme proizvodnje su:

Analiza tehnologinosti konstrukcije proizvoda,

Projektovanje tehnolokih procesa proizvodnje (u uem smislu),

Definisanje vrste, karakteristika i koliine pojedinih sredstava za rad,

Definisanje normativa materijala, vremena, itd.

Konstruisanje specijalnih alata, pribora i drugih ureaja,

Generisanje upravljakih informacija za obradu, montau, merenje, transport, rukovanje materijalom, itd.

Definisanje sloenosti procesa rada, strunosti i broja radnika,

Odreivanje vremena i trokova proizvodnje,

Projektovanje tehnolokih osnova proizvodnog sistema,

Projektovanje tehnolokih reenja zatite ivotne sredine od primenjenih tehnologija,

Definisanje vrsta i koliina pomonog i potronog materijala,

Definisanje uputstava za rad,

Tehnoekonomska optimizacija pojedinih aktivnosti tehnoloke pripreme,

Simulacija i vizuelizacija tehnolokih procesa i drugih aktivnosti, itd.

U okviru projektovanja tehnolokih procesa reavaju se mnogi zadaci, kao to su izbor ili projektovanje pripremaka, prepoznavanje i izdvajanje tipskih tehnolokih oblika, definisanje zahvata i njihovo grupisanje u operacije obrade, izbor obradnih i tehnolokih sistema, definisanje operacija izrade i redosleda njihovog izvoenja, odreivanje dodataka za obradu i odgovarajuih tolerancija zahvata, izbor tehnolokih baza i odgovarajuih pribora, izbor sistema alata, izbor metoda merenja i odgovarajuih merila, izbor parametara i strategije rada, i mnogi drugi. Izlazni rezultat aktivnosti tehnoloke pripreme se odnosi na definisanje tehnoloke dokumentacije, koja moe biti u raznim oblicima, od sadraja tehnolokog procesa, karti operacija pa do upravljakih programa, i kao takva moe se definisati u pisanom i/ili elektronskom, odnosno digitalnom obliku. Oblik i stepen preciziranja tehnoloke dokumentacije zavisi od tipa proizvodnje, sistema projektovanja tehnolokih procesa i vrste obradnih i tehnolokih sistema koji se primenjuju.

Aktivnosti koje prethode izradi kvalitetne tehnoloke dokumentacije su meusobno povezane i uslovljene mnogim faktorima. U cilju kvalitetnog rada tehnoloke pripreme proizvodnje, neophodno je da projektant tehnolog poseduje odreene kvalitete [41]:

Sposobnost analize tehnologinosti proizvoda,

Znanje o zavisnosti tanosti i kvaliteta povrina proizvoda,

Znanje o razliitim procesima proizvodnje,

Znanje o materijalima, mainama, alatima, priborima i drugim resursima,

Znanje za odreivanje operacija, zahvata, dodataka za obradu, parametara obrade,

Znanje za odreivanje vremena i trokova proizvodnje,

Znanja iz informacionih tehnologija, kao to je npr. poznavanje rada u odgovarajuim CAx sistemima, rada sa bazama podataka, itd.


22

2.5.1 Osnove projektovanja tehnolokih procesa

U pogledu sadraja pojma projektovanja tehnolokog procesa u literaturi se sreu razliite definicije. Prema definiciji udruenja mainskih inenjera (SME), projektovanje tehnolokih procesa predstavlja sistematsko definisanje metoda pomou kojih se proizvodi izrauju ekonomino i produktivno [136]. Osnovna podela projektovanja tehnolokih procesa odnosi se na tehnoloke procese izrade, montae, kontrole, reciklae, itd. U ovom radu akcenat je dat na projektovanje tehnolokih procesa izrade proizvoda.

Projektovanje tehnolokih procesa obuhvata transformaciju polaznog materijala ili pripremka u gotov deo, uz potrebnu promenu njegovog oblika, dimenzija, estetskog izgleda,

unutranjih svojstava materijala obradka i kontrolu obrade [174]. Projektovanje tehnolokih procesa u sutini predstavlja davanje odgovora na veliki broj upita vezanih za proizvodnju, meu kojima su najznaajniji [25,143]:

Kojim vrstama i kojim redosledom treba vriti obradu,

Na kojim obradnim i tehnolokim sistemima,

Kojim alatima, priborima i merilima,

Kojim parametrima obrade,

Za koje vreme i

Sa kolikim trokovima.

Najvaniji ulazni podaci za projektovanje tehnolokih procesa su 2D crte i/ili 3D model proizvoda, podaci o obimu proizvodnje u odreenom vremenskom periodu, podaci o raspoloivim proizvodnim resursima, odnosno pripremcima, obradnim sistemima, alatima, priborima, merilima, itd., kao i drugi tehniko/ekonomski zahtevi. Rezultat projektovanja tehnolokih procesa predstavlja tehnoloka dokumentacija i informacije neophodne za planiranje i upravljanje proizvodnjom, kao i sam proces proizvodnje, slika 2.15.

- Sadraj tehnolokog procesa- Karte operacija

- Upravljaki programi- Druga tehnoloka dokumentacija i informacije

IZLAZ

- Crte i/ili model proizvoda- Obim prozvodnje

- Raspoloivi proizvodni resursi- Drugi tehniko/ekonomski zahtevi

ULAZ

`

PROJEKTOVANJE

TEHNOLOKIH PROCESA

Slika 2.15 Ulazni podaci i izlazni rezultati projektovanja tehnolokih procesa

Pri projektovanju tehnolokih procesa postoje dva granina sluaja, prvi je projektovanje tehnolokih procesa za postojei proizvodni sistem a drugi za novi proizvodni sistem ili pogon. Kod prvog sluaja uglavnom se biraju postojei proizvodni resursi, dok se u drugom sluaju biraju adekvatni i dostupni optimalni resursi, pri emu se praktino stvaraju podloge za projektovanje odgovarajueg proizvodnog sistema. Tehnoloki proces se sadri od jedne ili vie operacija, operacija sadri jedan ili vie zahvata, zahvat sadri jedan ili vie prolaza, koji, se dalje sadre od pokreta. Varijantnost operacija, zahvata, prolaza, pokreta, pored varijantnosti pripremaka ini prostor odluivanja pri projektovanju tehnolokog procesa, koji odreuju tri ose, slika 2.16. Prva osa se odnosi na izbor faza, odnosno varijanti i redosleda operacija, druga na izbor varijanti strukture operacija,

a trea na izbor varijanti tehnolokog procesa proizvodnje. Sadraj tehnolokog procesa karakterie vrsta i redosled operacija i podoperacija u

tehnolokom procesu proizvodnje odreenog proizvoda. U tehnolokim procesima izrade proizvoda operacije i zahvati se mogu izvoditi redno, paralelno i kombinovano, odnosno

redno-paralelno. U zavisnosti od nainima njihovog izvoenja, mogu se definisati razliite


23

varijante realizacije operacija i zahvata od diferenciranog do koncentrisanog izvoenja, sa koncentracijom prvog, drugog i treeg stepena.

Slika 2.16 Prostor odluivanja pri projektovanju tehnolokih procesa [142]

2.5.1.1 Metode projektovanja tehnolokih procesa

Opta podela metoda za projektovanje tehnolokih procesa, prema brojnim autorima, moe se izvriti na, slika 2.17:

Klasino (manuelno) projektovanje i

Raunarom podrano projektovanje.

PROJEKTOVANJE

TEHNOLOKIH PROCESA

MANUELNO

(runo)AUTOMATIZOVANO

(raunarom podrano)

VARIO-GENERATIVNI

PRILAZ

VARIJANTNI

PRILAZ

GENERATIVNI

PRILAZ

Slika 2.17 Metode projektovanja tehnolokih procesa [236]

Pri manuelnom projektovanju tehnolokih procesa na kvalitet samog reenja utiu mnogobrojni faktori, koji u velikoj meri zavise od nivoa znanja i iskustva tehnologa. Osnovne

karakteristike ovog naina projektovanja tehnolokih procesa se ogledaju u sledeem:

Tehnolog subjektivno donosi odluke na osnovu iskustva i intuicije, najee ne uputajui se dublje u analizu tehnologinosti proizvoda,

Oteana analiza alternativnih reenja i optimizacija tehnolokih procesa,

Retko se vri standardizacija tehnolokih procesa, to dovodi do razliitih tehnolokih procesa za iste ili sline proizvode,

Odreivanje merodavnih parametara obrade se veoma esto vri procenom, iskustveno bez primene literaturnih informacija i optimizacije,

Veoma esto se vri projektovanje tehnolokih procesa definisanjem samo spiska operacija, dok je detaljno projektovanje preputeno operaterima na mainama, to dovodi do nestandardne i nepotpune dokumentacije,


24

Postojea reenja tehnolokih procesa se sporo auriraju u skladu sa mogunostima savremenih obradnih i tehnolokih sistema,

Promene tehnolokih procesa nastale u samom procesu proizvodnje usled raznih proizvodnih zahteva ili promena u konstrukciji, veoma se retko auriraju,

Veoma slaba veza izmeu konstrukcione i tehnoloke pripreme to dovodi do velikih tekoa u realizaciji procesa proizvodnje, i dr.

Nedostaci klasinog naina projektovanja tehnolokih procesa prvo su se poeli reavati primenom naunih metoda, kao to su grupna i tipska tehnologija, a potom i informacionih tehnologija, to se prevashodno ogleda u razvoju sistema za automatizovano projektovanje tehnolokih procesa, odnosno CAPP sistema, kao i njihovu integraciju sa drugim CAx sistemima. Osnovna primena CAPP sistema usmerena je na [41,133]:

Smanjenje vremena i trokova projektovanja kvalitetnih tehnolokih procesa,

Sistematizaciju, kategorizaciju i memorisanje znanja za projektovanje tehnolokih procesa,

Optimizaciju tehnolokih procesa,

Veu produktivnost projektanata tehnolokih procesa,

Mogunost povezivanja sa ostalim CAx aktivnostima,

Smanjenje potrebe za visoko kvalitetnim tehnolozima, kao i lake obrazovanje novih projektanata tehnolokih procesa, itd.

2.5.1.2 Sistemi projektovanja tehnolokih procesa

Tri osnovna sistema projektovanja tehnolokih procesa su:

Sistem individualnog projektovanja,

Projektovanje na principima tipske tehnologije i

Projektovanje na principima grupne tehnologije.

Polazei od principa klasifikacije i grupisanja asortimana proizvoda proizvodnog sistema, koji je postavio i verifikovao Mitrofanov [189], ukupan asortiman delova je

sistematizovan prema tehnolokoj slinosti, odnosno podeljen na odreene celine za koje je racionalno primeniti koncept individualne, grupne i tipske tehnologije, slika 2.18.

Str

ug

ovi

Glo

da

lice

Bu

ili

ce

Re

vo

lve

r

str

ug

ovi

Bru

sili

ce

NC

str

ug

ovi

Ob

rad

ni

ce

ntr

i

Formiranje grupa delova

Klasa delova za obradu na

mainama

Grupni i tipski tehnoloki procesi

Formiranje grupa i tipova

Individualni tehnoloki procesi

Individualni delovi

Asortiman delova

proizvodnog sistema

Grupne operacije i grupni

tehnoloki procesi

Klase delova sa unificiranim

tehnolokim procesom

Au

tom

ati

Slika 2.18 Sistematizacija delova iz proizvodnog programa preduzea prema razliitim sistemima projektovanja tehnolokih procesa [189]


25

Projektovanje individualnih tehnolokih procesa

Individualni tehnoloki procesi se projektuju i primenjuju za izradu pojedinanih delova, prema njihovom crteu, obimu proizvodnje, raspoloivim proizvodnim resursima i drugim tehnikim uslovima koji su na raspolaganju projektantima u proizvodnom sistemu. Pri ovom nainu projektovanja uzimaju se samo konstrukciono-tehnoloke karakteristike dela, to utie na to da se, bez obzira na klasifikaciju delova, najee primenjuju posebni tehnoloki procesi proizvodnje za svaki deo iz programa proizvodnje.

Osnovne karakteristike individualnog naina projektovanja tehnolokih procesa su:

Raznovrsnost proizvoda i delova,

Razliiti tehnoloki procesi za sline delove,

Dua vremena pripreme proizvodnje,

Razraeni procesi, izabrani i/ili projektovani alati i pribori esto gube vrednost pri promeni programa proizvodnje,

Tekoa u obezbeivanju dovoljnog iskorienja kapaciteta,

Duga pripremno-zavrna vremena za sluaj da su koliine delova male,

Dugi rokovi isporuke proizvoda, odnosno vremena trajanja ciklusa proizvodnje,

Tekoe u auriranju baza podataka,

Visoki trokovi zaliha materijala i delova,

Sloenost planiranja i upravljanja proizvodnjom, itd.

Na smanjenje negativnih karakteristika individualnog projektovanja tehnolokih procesa uticala je primena raunara u tehnolokoj pripremi, posebno primena generativnih CAPP sistema, koji su i bazirani na projektovanju tehnolokih procesa za svaki deo pojedinano.

Projektovanje grupnih i tipskih tehnolokih procesa

Tipska i grupna tehnologija razvijene su kao rezultat saznanja:

Da proizvodnost procesa raste, za konstantne druge veliine porastom serijnosti u procesu proizvodnje i

Da slinost predmeta rada smanjuje rasipanje relevantnih karakteristika i daje mogunosti lakeg iznalaenja optimalnih reenja.

Primena tipske i grupne tehnologije bazira se na klasifikaciji i grupisanju delova u

odreene tehnoloke i operacijske grupe, odgovarajuim metodama grupisanja. Osnovne metode klasifikacije i grupisanja su [20,189]:

Vizuelna klasifikacija,

Analiza tehnolokih procesa PFA (Production Flow Analysis) i

Konstrukciono-tehnoloki klasifikatori PCA (Part Coding and Classification Analysis).

Klasifikacija i grupisanje delova primenom konstrukciono-tehnolokih klasifikatora je najzastupljeniji metod formiranja tehnolokih i operacijskih grupa pomou kodiranja delova. Postoje tri osnovna tipa sistema za klasifikaciju [20,143]:

Klasifikacija sa hijerarhijskom strukturom (monokod),

Klasifikacija sa lananom strukturom (polikod) i

Klasifikacija sa hibridnom strukturom (multikod).


26

Hijerarhijski kod ili monokod ima strukturu drveta u kojoj svaki vor pojaava informaciju prethodnog, tj svaka pozicija odnosno kodno mesto u strukturi zavisi od

prethodno izabrane pozicije (slika 2.19). Orijentisan je za potrebe projektovanja i pogodan za

grupisanje i kodiranje delova na bazi geometrijskog oblika, veliine, mera i sl.

51XXXX

ROTACIONI DELOVI

5XXXXX

53XXXX52XXXX 59XXXX

531XXX 533XXX532XXX 539XXX

5321XX 5323XX5322XX 5329XX

53211X 53213X53212X 53219X

53213A 53213C53213B 53219H

53213BKLASIFIKACIONI BROJ

Slika 2.19 Klasifikacija sa hijerarhijskom strukturom

Lanani kod ili polikod ima strukturu gde je pri formiranju koda svako kodno mesto nezavisna informacija i ne zavisi od prethodnog kodnog mesta. Pogodan je za aplikacije u

proizvodnji, kao to je klasifikacija maina, alata, operacija obrade (slika 2.20).

MESTO

VR

ED

NO

ST

Klasa

delova

Spoljanji oblik

Unutranji oblik

Specijalni

oblici Tanost Materijal

1 1 1 1 1 A

2 2 2 2 2 B

3 3 3 3 3 C

4 4 4 4 4 D

5 5 5 5 5 E

6 6 6 6 6 E

7 7 7 7 7 F

8 8 8 8 8 G

9 9 9 9 9 H

Slika 2.20 Klasifikacija sa lanaanom strukturom

Klasifikacija i kodiranje sa hibridnom strukturom predstavlja kombinaciju prethodne

dve metode i moe da obezbedi najbolje reenje primene klasifikacije i kodiranja kada se istovremeno zahteva pogodnost za projektovanje i proizvodnju. Obino poetna kodna mesta imaju monokodu strukturu, a ostala kodna mesta polikodu strukturu.

Procesi klasifikacije i kodiranja mogu se u znaajnoj meri automatizovati primenom raunara, ime se ostvaruju brojne prednosti, kao to su smanjenje greaka i skraivanje vremena klasifikacije i kodiranja.

U svetu su razvijeni brojni konstrukciono-tehnoloki klasifikatori za klasifikaciju i kodiranje delova meu kojima su najpoznatiji [20,143,270,272,296]:

OPITZ klasifikacioni sistem hibridne strukture, razvijen na Nemakom Univerzitetu u Aachen-u,


27

CODE klasifikacioni sistem hibridne strukture, razvijen od strane Manufacturing Data System u SAD,

MICLASS/MULTICLASS sistem polikode strukture, razvijen u Holandiji,

DCLASS sistem hibridne strukture, razvijen na Brigham Young University u SAD,

KK-3 sistem za kodiranje hibridne strukture, razvijen od strane Japanskog udruenje za promociju mainske industrije (JSPMI),

IAMA sistem klasifikacije i kodiranja delova, razvijen na Institutu za alatne maine i alate Mainskog fakulteta u Beogradu, i mnogi drugi.

U uslovima navedenih saznanja, projektovanje tehnolokih procesa na osnovama tipske i grupne tehnologije ima za cilj poveanje koliina proizvoda u okviru proizvodnog programa na principima slinosti, ime se poveava serijnost delova i prelazi na vie tipove proizvodnje, omoguujui primenu obradnih i tehnolokih sistema povienog stepena efikasnosti. Prilaz na poveanju koliina se zasniva na objedinjavanju proizvoda slinih karakteristika, odnosno sistematizaciji proizvoda na osnovu njihove konstrukciono-tehnoloke slinosti, u cilju standardizacije tehnolokih procesa izrade [189,190].

Tipska tehnologija se zasniva na klasifikaciji delova iji je cilj formiranje ureenih skupova od geometrijsko, odnosno procesno slinih delova i dobijanje tipova delova, a grupna tehnologija se zasniva na operacijsko slinim delovima i dobijanju operacijskih grupa. Grupisanje delova moe da se izvri na klase, podklase, grupe i tipove [189,272].

Klasu ine delovi ija je karakteristika zajednika namena, konstrukcioni oblik i jednake metode reavanja osnovnih tehnolokih zadataka. Podklasa sadri delove koji imaju zajedniku konfiguraciju i sline redoslede operacija obrade. Grupa delova se meusobno razlikuje elementima konfiguracije, odnosno tipskim oblicima a samim tim i brojem operacija

i/ili zahvata potrebnih za njihovu izradu. Tip ine delovi koji imaju isti ili veoma slian geometrijski oblik, odnosno sastoje se od istih tipskih oblika ali razliitih dimenzionih karakteristika i karakterie ih zajedniki tehnoloki proces izrade. Na ovim osnovama su razvijeni postupci grupisanja, koji mogu biti, slika 2.21:

Prema vrsti obrade,

Prema redosledu operacija i

Kombinovani postupak prema vrsti obrade i redosledu operacija.

1

m

i

3

2

1

i

3

2 k

Gru

pa d

elo

va

2

2

3

3

i

i

Delovi Operacije

1

m

i

3

2

1 i32 k

Gru

pa d

elo

va

Delovi Operacije

Promenljivost strukture operacijske grupe du

proizvodnog toka

GRUPNI TEHNOLOKI PROCESI I GRUPNE OPERACIJE OBRADE

Nepromenljivost strukture operacijske grupe du proizvodnog toka

TIPSKI TEHNOLOKI PROCESI I GRUPNI TEHNOLOKI PROCESI

Slika 2.21 Principi grupisanja kod grupne i tipske tehnologije

a) grupisanje prema vrsti obrade b) grupisanje prema redosledu operacija


28

Grupni tehnoloki proces ili grupna operacija izrade, projektuje se i realizuje u proizvodnji, za formiranu tehnoloku grupu delova, odnosno operacijske grupe, za iju obradu su potrebni obradni sistemi istog tipa, zajedniki pribori, alati i merila, uz jednu njihovu osnovnu pripremu. Kako bi se po grupnom konceptu mogli obraivati svi delovi iz jedne grupe, grupni tehnoloki proces mora obuhvatiti sve operacije, a grupna operacija mora obuhvatiti sve zahvate, kojima e se obraditi svi tipski oblici i/ili povrine delova iz grupe. Zbog toga se projektovanje grupnog tehnolokog procesa vri za predstavnika grupe koji se naziva kompleksan deo.

Kompleksan deo treba da sadri sve geometrijske elemente, odnosno povrine ili tipske oblike delova iz grupe, tako da projektovani tehnoloki proces za njega moe da se primeni za izradu bilo kog dela iz grupe. Ako se u grupi delova nalazi deo koji ispunjava sve navedene

uslove onda se radi o realnom kompleksnom delu, a ako ne postoji takav deo, vri se projektovanje imaginarnog kompleksnog dela.

Grupa delova koja moe da se obradi na odreenom obradnom sistemu po jedinstvenoj grupnoj operaciji obrade naziva se operacijska grupa, koja ini osnovni element grupne tehnologije. Na slici 2.22 dat je primer jedne operacijske grupe.

Slika 2.22 Primer operacijske grupe delova sa kompleksnim delom |56, 59|

Projektovanje grupnog tehnolokog procesa obrade za kompleksne delove, vri se do nivoa utvrivanja redosleda i sadraja operacija i zahvata, izbora standardnih i projektovanja grupnih pribora i alata. Na osnovu projektovanog grupnog tehnolokog procesa ili grupne operacije obrade vri se preciziranje tehnolokog procesa za svaki pojedinani deo iz grupe, tako to se vri preciziranje ostalih potrebn

skripta capp sistemi i tbp

Documents