Elastyczność produkcji

Potokowe formy organizacji produkcji są charakterystyczne dla produkcji masowej i wielkoseryjnej. Charakteryzuje je wysoka efektywność działającego procesu produkcyjnego oraz długotrwałe i kosztowne przezbrojenia związane ze zmianą asortymentu. Z tego powodu w przypadku produkcji jednostkowej i małoseryjnej dominują uniwersalne formy organizacyjne. Ponieważ w przypadku produkcji wielkoseryjnej i masowej często spotykana jest potrzeba ograniczonej indywidualizacji, a w przypadku produkcji jednostkowej i małoseryjnej potrzeba optymalizacji kosztowej oraz wydajnościowej procesu produkcyjnego, w praktyce występują formy mieszane, a o klasyfikacji decyduje przewaga cech charakterystycznych dla danego rozwiązania. Pozwala to rozpatrywać dany system produkcyjny w oparciu o uproszczony model, co ma znaczące korzyści praktyczne. W wielu branżach, ze względu na presję asortymentową, związaną z potrzebą realizacji szerokiego programu produkcji, oraz presję kosztową, dąży się do realizacji produkcji małoseryjnej w formie potokowej. Osiąga się to poprzez narzędzia organizacyjne i rozwiązania techniczne skracające czasy przezbrojeń, oraz zwracanie szczególnej uwagi na technologiczność wyrobu w fazie jego projektowania pod względem możliwości i efektywności produkcji w ramach posiadanych zasobów.

Ponieważ w praktyce przedsiębiorstwa mają ograniczony wpływ na potrzeby konsumentów, a zunifikowana na potrzeby posiadanego systemu produkcyjnego oferta okazuje się niewystarczająca, zasadne jest też inne podejście do omawianego problemu, polegające na takiej organizacji procesu produkcyjnego, oraz doborze zasobów, aby możliwa była za jego pomocą efektywna produkcja jak najszerszego programu przy akceptowalnym poziomie kosztów. To złożone zagadnienie określane jest elastycznością systemu produkcyjnego. Określenie to wyraża konieczność uwzględnienia dwóch pozornie wykluczających się wymagań: elastyczności i szczupłości systemu produkcyjnego, czyli jego uniwersalności i efektywności kosztowej. Jak zauważają Niewiadomski i Sterna, eliminacja marnotrawstwa jest jednym z decydujących elementów budowania skutecznej i trwałej

55

przewagi konkurencyjnej elastycznego przedsiębiorstwa produkcyjnego (Niewiadomski i Sterna, Nowe podejście do ochrony środowiska i eliminacji marnotrawstwa, 2009).

Przykładem na złożoność zagadnienia elastyczności produkcji mogą być rozważania na temat parku maszynowego. Jednym z warunków wysokiej elastyczności produkcji jest elastyczność zasobów. Możemy zaliczyć do niej (Zawadzka, Badurek i Łopatowska, 2012), (Niewiadomski P. , 2016):

• elastyczność parku maszynowego, polegającą na zapewnieniu możliwości wytwarzania zróżnicowanych wyrobów,

• kompetencje pracowników rozumiane tu jako wiedza niezbędna do tego, żeby za pomocą posiadanego parku maszynowego realizować różnorodną produkcję.

Możliwość realizacji przez maszynę większej liczby zadań można osiągnąć poprzez rozbudowanie jej konstrukcji, mamy wtedy najczęściej do czynienia z maszyną automatyczną, drogą, ale wydajną, lub poprzez zastosowanie prostych, uniwersalnych maszyn o niskiej wydajności, które z pomocą uniwersalnego oprzyrządowania mogą realizować szeroki wachlarz zadań. Najczęściej w pierwszym przypadku niezbędne są wysokie kompetencje służb utrzymania ruchu, aby maszynę utrzymać w sprawności, w drugim przypadku niezbędne są bardzo wysokie kompetencje operatorów maszyn. Jeżeli pod uwagę weźmiemy, że proces decyzyjny dotyczący zakupu maszyn odbywa się kilka miesięcy wcześniej, zanim maszyny rozpoczną produkcję, a warunki otoczenia są zmienne i nieprzewidywalne, otrzymamy obraz złożoności zagadnienia, rozpatrywanego w tym przykładzie, jedynie na jednej z wielu płaszczyzn.

W przypadku produkcji złożonych wyrobów produkowanych jednostkowo lub małoseryjnie, częstą praktyką jest również próba ich podzielenia na standardowe moduły skojarzone z konkretnymi funkcjonalnościami wyrobu gotowego. Na końcowym etapie produkcji następuje montaż wyrobu ze standardowych modułów. O tym czy wyrób będzie posiadał daną cechę (najczęściej funkcjonalność) decyduje to, czy zainstalowany został odpowiedni moduł. Łączna liczba różnych kombinacji, z których każda jest innym wyrobem gotowym może być bardzo duża. Pozwala to na produkcję standardowych modułów z wykorzystaniem potokowych form organizacji produkcji, oraz szybką dostawę gotowego wyrobu pomimo jego wysokiego stopnia złożoności i zindywidualizowania, godząc w ten

56

sposób tendencję do wysokiej powtarzalności procesów produkcyjnych z dużą liczbą wariantów wyrobu gotowego i krótkim czasem realizacji zamówień.

Przez pojęcie elastyczności rozumie się zdolność systemu do jednoczesnej krótkoseryjnej (a nawet jednostkowej) produkcji wielu różnych typów części, przy wysokiej wydajności całego systemu, porównywanej z wydajnością automatycznych linii dla produkcji masowej (Sawik, 1992). Sawik wyróżnia następujące obszary elastyczności systemów produkcyjnych (Sawik i Łebkowski, 1992):

• elastyczność maszyn; określa ona podatność systemu na przeprowadzanie zmian niezbędnych przy produkcji danego typu części; miarą takich zmian może być czas wymiany zużytego lub uszkodzonego narzędzia, czas wymiany narzędzi w magazynku na obrabiarce przy przejściu do produkcji innego podzbioru danej rodziny typów części, czas przygotowania produkcji na danej obrabiarce itp.;

• elastyczność asortymentu produkcji; jest to zdolność do szybkiego i ekonomicznego przejścia do produkcji nowego typu wyrobów; jako miarę tej elastyczności można przyjąć czas konieczny do przejścia od produkcji jednej rodziny typów części do innej;

• elastyczność wielkości produkcji; jest to zdolność systemu do rentownej produkcji przy różnych jej wielkościach; miarą tej elastyczności może być najmniejsza wielkość produkcji dla wszystkich typów części, przy której system jest jeszcze rentowny;

• elastyczność procesu technologicznego; jest to zdolność do produkowania danego zbioru typów części różnymi sposobami i przy użyciu różnych materiałów; elastyczność procesu wzrasta, gdy koszty przygotowania produkcji na każdej obrabiarce maleją;

miarą elastyczności może być liczba typów części, które mogą być jednocześnie wytwarzane w sposób jednostkowy; elastyczność tę uzyskuje się dzięki elastyczności maszyn oraz stosowaniu wielozadaniowych komputerowo sterowanych gniazd obróbkowych;

• elastyczność marszrut technologicznych; jest to zdolność systemu do kontynuowania produkcji danego zbioru typów części w warunkach występowania awarii; przez pojęcie marszruty rozumie się ciąg maszyn, przez które przechodzi kolejno dany typ części w procesie wytwórczym; elastyczność marszrut istnieje wtedy, gdy dany typ części można produkować, wykorzystując różne marszruty przepływu przez system lub

57

gdy operację tego samego typu można wykonywać na wielu obrabiarkach; można mieć do czynienia z elastycznością marszrut:

o potencjalną, gdy marszruty są z góry ustalone, a w przypadku awarii są one automatycznie korygowane,

o faktyczną, gdy części tego samego typu są wytwarzane przy różnych marszrutach niezależnie od sytuacji awaryjnych;

elastyczność marszrut jest miarą odporności systemu na awarie, przy dużej elastyczności wydajność nie spada, a proces jest kontynuowany; elastyczność marszrut osiąga się przez automatyzację korekt marszrut, agregowanie maszyn w grupy lub dublowanie przydziałów operacji do maszyn; można przyjąć następującą miarę elastyczności marszrut:

EM = (liczba wszystkich marszrut/liczba typów części) – 1

Równanie 2: Wzór na elastyczność marszrut technologicznych.

Jeżeli dla każdego typu części istnieje tylko jedna ustalona marszruta przepływu przez system, to elastyczność marszrut EM wynosi zero (przypadek taki występuje w konwencjonalnych systemach produkcyjnych); dodatnia wartość EM wskazuje na możliwość wykorzystania alternatywnych marszrut przepływu części przez system;

• elastyczność rozwoju systemu; jest to zdolność systemu do łatwej i modularnej rozbudowy i jego rozwoju w miarę potrzeb; elastyczność rozwoju systemu osiąga się przez:

o rozmieszczenie urządzeń tak, aby nie były przeznaczone dla jednego specyficznego procesu,

o stosowanie elastycznego systemu transportu,

o stosowanie modularnych, elastycznych gniazd obróbkowych ze zmieniaczem palet,

o elastyczność marszrut technologicznych;

• elastyczność ograniczeń kolejnościowych; jest to zdolność do zmiany kolejności wykonywania pewnych operacji dla każdego typu części; elastyczność tę można osiągnąć przez planowanie procesu technologicznego tak, aby pozostawić swobodę

58

wyboru marszrut i nie ustalać z góry następnej operacji lub następnej maszyny; decyzje te podejmuje się w czasie rzeczywistym w zależności od aktualnego stanu systemu;

• elastyczność wielkości personelu; jest to zdolność do prowadzenia procesu produkcyjnego ze zmienną liczbą operatorów; system ma wysoką elastyczność personelu, gdy jest zdolny do kontynuowania pracy w nocy przy dużo mniejszej obsłudze niż w ciągu dnia;

• elastyczność produkcji; określa ogół typów części, które mogą być produkowane w systemie; elastyczność produkcji mierzona jest poziomem nowoczesności istniejącej technologii; jest ona tym wyższa, im nowocześniejsza jest zastosowana technologia oraz im większa jest uniwersalność obrabiarek; dla elastyczności produkcji wymagane są wszystkie dotychczas wymienione typy elastyczności.