PODEJŚCIE BADAWCZE

Realizacja badań rozprawy doktorskiej została ukierunkowana na wdrożenie autorskiej metody OLESTR w działającym zakładzie poligraficznym, co umożliwia skupienie się na praktycznych problemach przeplanowania przestrzeni produkcyjnej. Doskonalenie procesów ma doprowadzić do ciągłego przepływu materiałów, skrócenia dróg transportowych, zwiększenia elastyczności procesów produkcyjnych i tym samym zwiększenia konkurencyjności przedsiębiorstwa. Przyjęte podejście badawcze dotyczy analizy rozmieszczenia maszyn produkcyjnych w celu identyfikacji nieoszczędnego zagospodarowania dostępnych przestrzeni przemysłowych i określeniu zmian, które pozwolą na poprawę niekorzystnej sytuacji. W pierwszym etapie scharakteryzowano profil działalności badanego przedsiębiorstwa i przeanalizowano procesy produkcyjne. Ponadto przeprowadzona została ocena i analiza układu faktycznego na podstawie zebranych informacji:

 rodzaj zastosowanego systemu produkcyjnego, asortyment, wydajność,

 rodzaj i specyfika wykonywanych operacji, ich kolejność,

 ocena kwalifikacji i liczby pracowników produkcyjnych,

 aktualny układ przestrzenny, rozmiary i objętość magazynów,

 wymagane rampy, wyjścia pożarowe, specjalne wymagania sformułowane przez dział dozoru technicznego,

 wykaz wyposażenia i maszyn technologicznych wraz z wymaganiami specjalnymi (wzmocnione podłoże, urządzenia zabezpieczające, zestawy naprawcze),

 schemat przepływu materiałów, intensywność strumieni przepływów pomiędzy stanowiskami pracy w danym okresie.

W kolejnej części rozprawy analizie poddany został system przepływu materiałów w zakładzie, specyfika wytwarzania i asortyment produkcji. Materiały zebrane w firmie pozwoliły wykonać na wstępie:

 wykres Spaghetti,

 sieć powiązań transportowych,

 wykres Sankey’a.

Należy podkreślić, że we wstępnej analizy fazie niezbędna była szczegółowa obserwacja przepływu surowców, półproduktów oraz wyrobów gotowych zgodnie z rzeczywistym rozmieszczeniem stanowisk/maszyn w hali produkcyjnej. Z tego powodu w celu identyfikacji ewentualnych błędów technologicznych zastosowano wykres Spaghetti. W kolejnym kroku przeprowadzona została analiza kolejności przebiegu operacji oraz wyznaczano aktualne odległości między poszczególnymi stanowiskami w postaci schematu sieci powiązań transportowych. Z kolei kierunki przepływu materiałów został przedstawione w postaci wykresu Sankey’a, który umożliwia zaprojektowanie złożonych procesów technologicznych oraz poddanie analizie odrębnych operacji jednostkowych. W dalszej części przeprowadzono

planowanie wstępne hali produkcyjnej według określonych celów, które polega na

przede wszystkim na identyfikacji wąskich gardeł i przygotowaniu sugerowanych usprawnień badanych procesów produkcyjnych. W celu identyfikacji niebezpiecznych skrzyżowań strumieni zastosowano wykres ruchu personelu i transportu wewnętrznego. W konsekwencji tego zlokalizowano skrzyżowania ruchu, które należy zmodyfikować.

W głównej części rozprawy przedstawiono wyniki badań odnoszące się do

planowania szczegółowego z zastosowaniem autorskiej metody OLESTR. Polega ona na

identyfikacji słabych stron układu przestrzennego oraz określeniu i uwzględnieniu faktycznych ograniczeń w hali produkcyjnej w celu wprowadzenia zmian w postaci przeplanowania.

Do najważniejszych celów opracowanej metody OLESTR zaliczyć m.in.:

 zwiększenie wydajności wytwarzania dzięki wykonywaniu czynności związanych z uzgadnianiem usytuowania projektowanych zasobów oraz maszyn produkcyjnych,

 wprowadzenie relokacji, konserwacji, likwidacji oraz zakupu nowych maszyn produkcyjnych,

 racjonalne wykorzystanie przestrzeni produkcyjnej,

 skrócenie całkowitego cyklu produkcji poprzez redukcję zbędnych przemieszczeń/przeładunków surowców, półproduktów oraz produkcji

 skrócenie dróg transportowych wewnątrz zakładu produkcyjnego,

 zwiększenie bezpieczeństwa na niebezpiecznych skrzyżowaniach oraz przeplanowanie dróg transportowych.

Właściwe przeprowadzenie takiej analizy pozwala na uzyskanie bardziej precyzyjnych informacji dotyczących zakresu planowania, umożliwiając znalezienie odpowiednich wariantów układu przestrzennego. Wykorzystywane w opracowanej metodzie techniki wizualizacji odgrywają ważną rolę, pozwalając na śledzenie błędów w planowaniu za pomocą trójwymiarowych widoków. W metodzie OLESTR został poddany ocenie i wybrany wariant końcowy plany rozmieszczenia poszczególnych za pomocą wielokryterialnej metody AHP (ang. Analytic Hierarchy Process). Pozwala ona na porównanie wybranych układów z faktycznym układem przestrzennym, określenie zalet, szybkości wdrożenia oraz ujawnienie kosztów przeplanowania. Kolejny etap badań dotyczył określenia planu wdrożeniowego, który w rzeczywistości dotyczy kontroli wykonania robót, montażu, nadzoru inwestorskiego oraz odbioru zrealizowanych zleceń wykonawcy [31].

Należy jednak podkreślić, że modernizacja lub tworzenie planu układu przestrzennego jest złożonym zadaniem, które powinno być realizowane przez zespół ekspertów z kluczowych wydziałów przedsiębiorstwa. Zespół taki wymaga wielu interakcji w związku z ustaleniem odpowiednich zasad oraz kompromisów dla osiągnięcia celów przeplanowania. Biorąc pod uwagę złożoność procesu planowania koniecznością jest wykorzystywanie metod i narzędzi komputerowych wspierających prace zespołu. Narzędziem takim może być zaproponowana w rozprawie metoda

OLESTR. W metodzie opracowano sposób modelowania trójwymiarowego badanego

zakładu poligraficznego na podstawie danych rzeczywistych, umożliwiający szybką weryfikację opracowanych planów z uwzględnieniem założonych ograniczeń. Przy uwzględnieniu indywidualnego podejścia do tworzenia modelu trójwymiarowego została zaproponowana również metoda, za pomocą której można tworzyć własne biblioteki w wirtualnym środowisku oraz stosować uproszczone obiekty graficzne. Badania własne rozpoczęto od sformułowania etapów modelowania układu. Następnie dla badanego zakłady produkcyjnego dokonano podziału obszaru na strefy z uwzględnieniem planowanych procesów produkcyjnych. Kolejnym krokiem przeprowadzonych analiz była szczegółowa identyfikacja kryteriów i ograniczeń wpływających na planowanie układu. Stanowiła ona podstawę opracowanej metody

komputerowych, a najważniejszym był pakiet ArchiCAD (w wersji 22). Oprogramowanie udostępnia bogatą bibliotekę elementów, co znacznie ułatwia modelowanie zakładu. Ważnym aspektem było również uwzględnienie zależności między planowaniem układu przestrzennego i planowaniem architektonicznym zakładu produkcyjnego w jednym środowisku projektowym. Zastosowano tutaj podejście hybrydowe do modelowania nowych elementów, a opracowana technika modelowania jest przeznaczona dla użytkowników w celu tworzenia wirtualnych uproszczonych modeli rzeczywistych obiektów. Zaproponowane podejście jest stosunkowo proste, co znacznie ułatwia projektowanie oraz umożliwia bieżące planowanie i ocenę badanego obiektu [81].

W ramach prac zastosowano narzędzie „KSZTAŁT” programu ArchiCAD, które pozwala tworzyć oraz edytować elementy o dowolnej geometrii za pomocą operacji przestrzennych, takich jak przemieszczanie wierzchołków lub wyginanie krawędzi oraz wyciskanie i naciąganie płaszczyzn. „KSZTAŁT” pozwala zarówno na tworzenie całkiem nowych indywidualnych elementów dla zakładów, jak i wprowadzanie modyfikacji w istniejących obiektach bibliotecznych pakietu ArchiCAD. Kolejnym krokiem jest digitalizacja badanego zakładu za pomocą wybranej metody i dostępnego oprogramowania oraz zastosowanie metod optymalizacji układu przestrzennego. Kolejny etap odpowiada opracowaniu modeli w koncepcji Virtual Factory (VF) z doskonaleniem procesów przemysłowych. Polega ono na wprowadzeniu wszystkich zmian i poprawek modelu w celu osiągnięcia zgodności z założeniami koncepcji VF. Ostatnim stadium jest porównanie, analiza badanego i weryfikacja układu z istniejącym planem rzeczywistego obiektu przemysłowego [13].