5. METODYKA PROJEKTOWANIA SZCZUPŁEJ JEDNOSTKI PRODUKCYJNEJ
5.3. Metodyka projektowania szczupłych jednostki produkcyjnej typu „drzewo”
Punktem wyjścia do opracowania metodyki projektowania szczupłych jednostek pro-dukcyjnych typu „drzewo” były wytyczne sformułowane przez prof. M. Fertscha, zawar-te w poniżej omówionych krokach168:
krok1. Sprawdzenie warunków podobieństwa liniowego169, co pozwoli ustalić formę jednostki produkcyjnej (wiązka linii synchronicznej, linia synchroniczna, linia dendryt170, linia niepotokowa). Analiza podobieństwa liniowego (technologiczno - organizacyjnego) zawiera:
− podobieństwo technologiczno - organizacyjne I stopnia171 reprezentowane przez współczynnik ρśr= 0,85÷1, które powinno zbliżać się do jedności (wartości maksy-malnej), oznaczającej obciążenie tych samych jednorodnych grup stanowisk,
− identyczna kolejności operacji technologicznych czyli kolejność operacji w marszru-cie technologicznej powinna być maksymalnie zbliżona dla całego zbioru przewi-dzianego do wykonania w tej jednostce,
− wielkości czasów jednostkowych poszczególnych operacji, które w idealnych
168 Fertsch M. Tradycyjne i współczesne systemy produkcyjne… op. cit.
169 Asortyment linii synchronicznej dobierany jest według podobieństwa liniowego.
170Dendryt wywodzi się z greckiego słowa "déndron" i oznacza „drzewo”. Zatem linia dendryt, ponieważ jest w kształcie rozgałęzionego drzewa.
171Boszko J., Struktura organizacyjna przedsiębiorstwa… op. cit., s. 69
94
kach nie różnią się więcej niż o +/- 10% - zbliżoną pracochłonność można obliczyć ze wzoru: (tjmax– tjmin)/tjmax<0,1.
krok 2. Podjęcie decyzji o formie jednostki produkcyjnej – cztery warianty172:
− wiązka linii synchronicznych
_______________________________
_______________________________
_______________________________
Rys. 5.9. Ideowy przepływ strumieni materiałowych w wiązce linii synchronicznej.
Warunki podjęcia decyzji:
- podobieństwo liniowe - warunki są w pełni spełnione, - współczynnik zdolności obciążeniowej dla detalu, rop= ∑ tj x P/F >> 1 - wiązka linii synchronicznych.
− linia synchroniczna Warunki podjęcia decyzji:
- podobieństwo liniowe - warunki są w pełni spełnione, - współczynnik zdolności obciążeniowej dla detalu, rop= ∑ tj x P/F ≤ 1 - linia synchroniczna.
− dendryt („drzewo”)
Rys. 5.10. Ideowy przepływ strumieni materiałowych dla jednostki produkcyjnej typu dendryt „drzewo”
warunki podjęcia decyzji:
- podobieństwo liniowe - warunki niespełnione, - współczynnik zdolności obciążeniowej dla detalu,
rop= ∑ tj x P/F ≤ { 0,2 -1 } - jednostka produkcyjna typu dendryt „drzewo”.
− linia niepotokowa warunki podjęcia decyzji
- podobieństwo liniowe - warunki niespełnione, - współczynnik zdolności obciążeniowej dla detalu, rop= ∑ tj x P/F ≤ 0,2 - linia niepotokowa.
krok 3. Stworzenie przedmiotu syntetycznego i zastosowanie technologii grupowej oraz narzędzi z rodziny Lean.
172Fertsch M., Tradycyjne i współczesne systemy produkcyjne… op. cit.
95 krok 4. Obliczenia:
- F (fundusz czasu pracy),
- Rj dla przedmiotu syntetycznego, - ilość stanowisk r:
krok 5. Projekt rozmieszczenia stanowisk.
Na podstawie powyższych kroków autorka rozprawy przygotowała algorytm selekcji formy jednostki produkcyjnej (Rys. 5.11.).
NIE
TAK
Rys. 5.11. Algorytm selekcji formy jednostki produkcyjnej w zależności od podobieństwa liniowego i zdolności obciążeniowej operacji
Źródło: opracowanie własne
Ponieważ projektowanie linii synchronicznej jest w pełni opisane w literaturze, nie jest przedmiotem dalszych rozważań. Jednocześnie nie budzi wątpliwości fakt, że jest to for-ma o najwyższej organizacji, która spełnia jednocześnie kryteria szczupłości.
Wstępna selekcja asortymentu
Sprawdzenie warunków podobieństwa liniowego w celu podjęcia decyzji o
formie JP
Czy JP spełnia wa-runki podobieństwa
liniowego?
Projektowanie jednostki produk-cyjnej typu „drze-wo” lub linii
nie-potokowej w za-leżności od rop
Sprawdzenie współczynnika zdolności obciążeniowej dla detalu Projektowanie linii synchronicznej lub
wiązki linii w zależności od wartości współczynnika zdolności obciążeniowej
Podjęcie decyzji o formie JP
Projektowanie linii lub jednostki typu „drzewo” we-dług autorskiej metodyki (Rys 5.12)
Projektowanie rozmieszczenia stanowisk
96
Interesującym przypadkiem jest sytuacja, w której kryteria podobieństwa liniowego nie są spełnione. W literaturze przedmiotu w warunkach podobieństwa technologiczno-organizacyjnego na poziomie mniejszym niż 0,85 rekomenduje się projektowanie jed-nostki typu gniazdo potokowe173. W tym przypadku zaproponowano powstanie nowej formy organizacji produkcji, jaką jest „drzewo”. Nowa jednostka będzie porównana z gniazdem potokowym, aby wykazać jej wyższość w zakresie cech szczupłości.
Reasumując projektowanie szczupłych jednostek produkcyjnych i podejmowanie de-cyzji o ich formie można przedstawić w tabeli (Tab. 5.5.), dzięki której w łatwy sposób można przyporządkować asortyment do odpowiedniej formy.
Tab. 5.5. Wybór formy jednostki produkcyjnej w algorytmie projektowania
Źródło: Fertsch M., Tradycyjne i współczesne systemy produkcyjne, wykłady niepublikowane 2011-2012
Powyższa tabela ułatwia podejmowanie decyzji co do formy organizowania szczupłej jednostki produkcyjnej.
W kolejnym kroku prac autorka rozprawy przygotowała algorytm szczegółowy pro-jektowania szczupłej jednostki produkcyjnej (Rys. 5.12). Realizacja opracowanego algo-rytmu prowadzi do stworzenia szczupłej jednostki produkcyjnej I stopnia złożoności typu
„drzewo”. Tak zaprojektowana jednostka powinna charakteryzować się orientacją na przepływ strumieni materiałowych w celu minimalizacji długości cyklu produkcyjnego (co jest preferowane przez menedżerów).
W celu przeprowadzenia projektowania szczupłej jednostki produkcyjnej w formie
„drzewa” stworzono algorytm, który wskazuje kroki dążące do jego realizacji.
173 Boszko J., Struktura organizacyjna przedsiębiorstwa… op. cit.
Podobieństwo liniowe Współczynnik
zdolności obciążeniowej
detali
Forma jednostki produkcyjnej
Lp. Podobieństwo technologiczno-organizacyjne ρśr
Identyczna ko-lejność operacji technologicznych
Wielkość cza-sów jednostko-wych, która nie różni się od
+/-10%
rop
1 2
0,85÷1 spełniona spełniona >>1 wiązka linii syn-chronicznej
≤1 linia synchroniczna 3
<0,85 niespełniona niespełniona
≤{0,2÷ 1} dendryt („drzewo”)
4 ≤0,2 linia niepotokowa
97
Czy zrealizowano wszystkie możliwe
łączenia?
NIE
Dokonaj możliwych łączeń w ramach „między asortymen-tem”
TAK
Czy zrealizowano wszystkie możliwe
łączenia?
TAK
K
NIE
Zakończ proces łączenia jednostek produkcyjnych Czy połączone stanowiska
nie zmieniają, krzyżują przepływu?
TAK
K
NIE
Sprawdź ponow-nie łączenia Dokonaj łączenia stanowisk w ramach linii
Dokonaj przypisania detali i ich poszczególnych operacji, tpz i tj do JGS
Oblicz wielkość partii norg
Oblicz długość cyklu poprzez norg x tj
Oblicz wielkość partii ntr
Oblicz rop i dobierz wyjściową liczbę stanowisk
Ustal liczbę stanowisk roboczych na liniach (według metody Jacksona)
START
Karty techno-logiczne
Ustal asortyment jednostki produkcyjnej (analiza podobieństwa technologicznego)
Oblicz rytmy jednostkowe JP
Instrukcja łączenia stanowisk
Sporządź graf („drzewo”) przepływu strumienia wartości
98
Rys. 5.12. Algorytm projektowania JP1 typu „drzewo”
Opracowanie własne.
W pierwszym kroku należało ustalić asortyment (weryfikacja pkt. 6.2. i 6.3). Następ-nie należało obliczyć rytm jednostkowy dla każdego asortymentu i obliczenia dotyczące norg, ntr, rop, które są zawarte w tabelach 6.25, 6.26, 6.27, 6.28, 6.29. W tak zaprojektowa-nej szczupłej jednostce produkcyjzaprojektowa-nej można zoptymalizować ilość stanowisk roboczych za pomocą metody Jacksona174. Pozwala ona na zredukowanie liczby stanowisk poprzez połączenie tych, które dotyczą podobnych operacji. Metoda Jacksona jest sposobem obli-czania optymalnej ilości stanowisk, a jej idea jest następująca175:
− utwórz zbiór operacji, które mogą być wykonywane na stanowisku j=1 nie naruszając ograniczeń kolejnościowych i rytmu linii,
− przejdź do stanowiska o numerze j+1,
− utwórz zbiór operacji, które mogą być wykonywane na rozpatrywanym stanowisku j/=1 (kolejnym) nie naruszając ograniczeń kolejnościowych i rytmu linii,
− powtarzaj kroki 2 i 3 do wyczerpania listy operacji.
Metoda ta pozwala zoptymalizować stanowiska robocze pod warunkiem, że są to te same maszyny, zsumowanie czasów jednostkowych wykonywanych na nich operacji nie przekracza rytmu jednostkowego połączonych stanowisk i ostatnia ważna rzecz to nie wolno zmieniać marszruty technologicznej. Zatem jest to bardzo prosta ale warta uwagi metoda, która znacznie ułatwia proces optymalizacji stanowisk roboczych.
Po ustaleniu liczby stanowisk wg metody Jacksona zakończył się proces ich łączenia. Na podstawie wcześniej przeprowadzonych obliczeń oraz sekwencji technologicznej sporzą-dzono graf przepływu strumienia wartości czyli szczupłej jednostki produkcyjnej typu
„drzewo”. Graf jest podstawą w rozmieszczeniu stanowisk i dlatego pełni istotną rolę w projektowaniu. Ostatnim etapem prac projektowych jest realizacja zalecenia w zakresie doskonalenia szczupłej jednostki produkcyjnej typu „drzewo”. Wytyczne doskonalenia
174 Jackson J. R., A computing procedure for a Line balancing problem, Management Sci 2, No. 3, 1956
175 Błażewicz J., Cellary W., Słowiński, R., Węglarz J., Algorytmy sterowania rozdziałem zadań i zasobów w kompleksie operacji., Politechnika Poznańska, Poznań 1978, s. 119.
Zrealizuj zalecenia w zakresie doskonalenia szczupłej jednostki produkcyjnej typu „drzewo”
KONIEC
99
zrealizowano na wybranym zestawie (patrz 6.10.) dotyczą zmniejszenia ilości partii transportowej oraz czasów przezbrojeń na najbardziej obciążonych maszynach. Rezultaty scharakteryzowane są w rozdziale 6.10, a zobrazowane są na stworzonych harmonogra-mach (patrz załącznik nr 4).
100