Studia Ekonomiczne. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Ekonomicznego w Katowicach ISSN 2083-8611 Nr 337 · 2017 Zarządzanie 12
Małgorzata Grzelak
Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie Wydział Logistyki
Instytut Logistyki
malgorzata.grzelak@wat.edu.pl
ANALIZA ORAZ METODYKA MODELOWANIA SYSTEMU PRODUKCYJNEGO
W PRZEDSIĘBIORSTWIE WYTWÓRCZYM BRANŻY STOLARSKIEJ
Streszczenie: Funkcjonowanie firm produkcyjnych opiera się na wydajnym systemie produkcji składającym się z elementów wektora wejściowego (X), procesu transformacji i wektora wyjściowego (Y) wraz z zaakceptowaną koncepcją zarządzania. Celem artyku- łu jest przedstawienie metody modelowania wybranego systemu produkcji oraz szczegó- łowej analizy podstawowego procesu produkcyjnego w badanym przedsięwzięciu.
Szczególną uwagę zwrócono na metodę obliczania programu produkcyjnego, skutecznego funduszu czasu pracy, taktu, zadania godzinowego, zapotrzebowania na materiały i su- rowce. Ponadto omówiono metody szacowania liczby maszyn i urządzeń produkcyjnych, urządzeń technologicznych, niezbędnych pracowników produkcji bezpośredniej, wyma- ganej powierzchni produkcyjnej i poziomu przechowywanych zapasów.
Słowa kluczowe: produkcja, system produkcyjny, modelowanie, kalkulacje, planowanie.
JEL Classification: L6.
Wprowadzenie
Podstawowym celem funkcjonowania systemów produkcyjnych w przed- siębiorstwach jest wytwarzanie dóbr i materiałów zgodnie z założeniami firmy.
Efektywne funkcjonowanie przedsiębiorstw wytwórczych zależy od odpowied- niego ich zorganizowania wewnątrz przedsiębiorstwa. System produkcyjny jest definiowany jako celowo zaprojektowany i zorganizowany układ materialny,
Analiza oraz metodyka modelowania systemu produkcyjnego... 47
informacyjny i energetyczny, który jest eksploatowany przez człowieka oraz służy wytwarzaniu dóbr zaspokajających potrzeby klienta.
Celem artykułu jest analiza systemu produkcyjnego w wybranym podmio- cie branży stolarskiej oraz przedstawienie metody modelowania jego systemu produkcyjnego wraz z podstawowymi obliczeniami orientacyjnymi, których odpowiednia kalkulacja warunkuje prawidłowe funkcjonowanie działalności wytwórczej.
W opracowaniu zastosowano metody badawcze oparte na analizie literatury przedmiotu, obserwacji funkcjonowania organizacji oraz przeprowadzonych obli- czeniach, co umożliwiło rozpoznanie, czy wskazany system produkcyjny został zorganizowany w prawidłowy sposób.
1. Analiza oraz metodyka budowy systemu produkcyjnego w badanym podmiocie
Procesy produkcyjne w przedsiębiorstwach są realizowane na podstawie zorganizowanego systemu produkcyjnego, który definiuje się jako układ ele- mentów i relacji pomiędzy nimi wraz z procesem transformacji wektora wejścia w wektor wyjścia. Metodyka budowy modelu systemu inauguruje określenie wyrobów, które będą wytwarzane, a następnie zdefiniowanie kolejnych elemen- tów składowych tworzących, do których zaliczają się czynniki wektora wejścia, wektora wyjścia oraz proces transformacji wewnątrz systemu. Na tej podstawie jest tworzona strategia zarządzania oraz analiza otoczenia wewnętrznego i ze- wnętrznego struktury wytwórczej.
W poniższym artykule przedstawiono zasady budowy modelu systemu pro- dukcyjnego na przykładzie wybranego podmiotu funkcjonującego w branży stolarskiej. Przedmiotem działalności przedsiębiorstwa jest wytwarzanie stołów oraz krzeseł. Analizę systemu zaprezentowano z wykorzystaniem jego zdefinio- wanych elementów zgodnie z rys. 1.
4
R Ź
k i t p
•
•
•
•
•
•
a w a 48
Rys Źród
kszt i m tał i pod
• p
• t p
• c
• c t
• i c t
• k n w z a bę wyj anal
−
−
−
−
−
−
s. 1.
dło: O
C tałc mater i in dmio
prz tech piły czy czy tj. w info chło ty t kap nicz wyr zgro
Po ędą jści liza
− ma
− wy pro
− en
− pe
− inf
− ka
zas ene dec info
Ele Opra
elem ceni
riał nform
ocie edm hnic y m ynni ynni wod orm onn ech pitał zne rob om owy ącej
a, tj a pr
ateria yposa oduk
ergia rson forma
pitał
silanie ergety cyzje p ormacj
eme cowa
m f ie w ły, t
mac e go mio
czn mech
ik lu iki dy, macj nośc hnol ł: sz e śro ów madz
yżs re tj.: w roce
ały ażen kcyjn
a nel
acje
e mate yczne, perso je
enty anie
funk wek
tech cja, osp ty p ne ś hani udz ene prą je:
ci ry log zac odk w i m
zone ze aliz wyr esu
nie ne
eriałow , infor nelu z
y sys wła
kcjo ktor
hnic , w poda prac środ iczn ziki
erge ądu
pro ynk iczn cow ki pr
mat e na elem zacj
rob pro
we, rmacy
zarząd
stem sne.
ono ra w
czn wy arcz cy:
dki ne, : 10 etyc i ga ogn ku, ne p wany rod teri a ko men ją p by, b oduk
yjne ądzają
mu p
owa wejś ne ś
yrob zym dre
pro mło 0 pr czn azu nozy info pro y na dukc ałó onta nty proc bra kcyj
−
−
ącego
prod
ania ścia rod by l m zd
ewn odu otk raco
e: f u,
y z orm ces a o cji,
w n ach
po cesu
ki i yjne
Pla Or Mo Ko
− optra
− op
dukc
a sy a, n dki
lub defi no, k ukcj
i, d own firm ba macj su p koł tra na h ba odcz u p i od ego
anow rgan otyw ontro perac ansp perac
Ma
cyjn
yste na k
pro usł inio klej ji:
dłuta nikó ma p adań je o prod ło 2 ansp dzi anko
zas prod dpa
zos
wanie izow wowa ola
cje te ortow cje u
ałgo
nego
emu któr oduk
ługi owa je, l frez a, p ów pos ń r o do duk 2 m port iałc owy
tra dukc
dy stan
e wanie
anie echn we, m
sług orza
o
u pr ry s kcji i zg ano lak zark papi
eta siad rynk ostę kcji, mln tow
e o ych ansf cyjn
pro nie p
e nolog
mag gowe
ata G
rodu skła
i, p god nas iery ki l ier ś atow da p ku, ępny
zło we, h
o po h.
form neg oduk
prze
giczn azyn e
Grze
ukc adaj pers dnie stęp y, im
lase ście wyc
przy an ych tyc hala owi mac go,
kcy edst
ne, ko nowe
elak
cyjn ją s one z p pują mpr erow erny ch,
yłąc naliz h su
h, w a pr ierz cji z zm yjne taw
ontro e
k
nego się t el, c potr ące regn we, y, cze za urow
w s rodu zchn
zach mien
e or wion
olne
o pr taki czy rzeb
ele naty , pi
do kos wca skła ukc ni 2 hod niają raz na w
,
rzed ie c ynni
bam eme
y, iły
o po sztó ach ad k cyjn 200 dząc
ą si inf w da
dsię czy iki e mi k
enty tar
odst ów
i do któr na w 00 m cej ię w form alsz
ębio nni ene klien y w rczo
taw pro osta rego wra m2
we w c macj zej c
orst iki, erge nta ejśc owe
wow odu awc o w az z
ora ewn czyn cje.
częś
−
−
−
twa jak etyc . W ciow e st
wych ukcj
cach wcho ma az 5 nątrz nnik Szc ści
− wyprz
− usse
− od pro
a je k: s czne W ba we:
tacj
h m ji, b h, s
odz aga 500 z sy ki w cze
arty
yroby zemy sługi erwis dpady
oduk
st p uro e, k adan :
ona
med bad sche zą t azyn
ty yste wek egół yku
y ysłow
owe y kcyjn
prze owc kapi nym
arne
diów dani
ema tech nam s. z emu ktor łow ułu.
we
ne
e- ce
i- m
e,
w, ia a- h- mi
zł u, ra wa
w
•
•
•
t
•
•
•
•
2
w [ t t s
R Ź
wyj
• w
• o k
• i c tegi
• p ł c d
• o d
• s w
• k z c 2. A
w
wyk [Bu tu p tech skła
Rys Źród
W jści wyr odp któr info cze
Po ia je plan łaln cało duk org duk ster wis kon zaró cow Ana w p
Pr kon urch pob hno ada
s. 2.
dło: O
W om a:
rob pady
re s orm niu ona ego now nośc oks kcji
ani kcyj row sk o ntro ówn wnik aliz prze roce nani hart bran olog się
Str Opra
A
maw y p y pr są p macj u pra adto o za wan
ci w ztał
ora zow jnej wani oraz low no ków za i eds es p ie i
-Ko nia gicz ę z t
ruktu cowa
Ana
wia prod rod prze je: o
aco o w rzą nie, w p
łt d az j wan
j w ie, r z wp wani sur w.
i za sięb pro i do orol sur zne, trze
ura anie
liza
anej dukc dukc kaz o ja own cza dza
sta prze dzia ej z nie, firm real prow
ie, row
asa bio oduk
osta l, F row do ech
pro wła
a ora
fir cyjn cyjn zyw akoś nikó
asie ania anow
edsi ałaln zabe ma mie lizo wad wy wców
dy rst kcyj arcz Furm wców o cz pod
oces sne.
az m
rmie ne:
ne:
wane ści ów o
e bu a zg wią iębi noś ezp ając e or owa dzo stęp w, m
tw twie yjny
zeni man w i
zasu dsta
su p meto
e za sto lak e do
wy oraz udo godn ące p iors ści piec
ce n raz w ane oneg
pują mat
worz e w y to
ie o n, 2
ma u d awo
rodu odyk
ałoż oły r kiery
o wy yrob
z st owy nie pun stwi pro czen na wyp
po go s ące teri
zen wytw o up
okre 007 ater dost owy
ukc ka m
żon rzeź y i ysp bów tani y sy
z c nkt ie;
owa nia w
celu pos prz syst
w ałów
nia wa porz
eślo 7, s riałó tarc ych
cyjn mod
no u źbio
imp pecj w, je
ie p stem czte
wy w adzą
w s u o saże zez
tem każ w,
pr arza
ząd one . 34 ów czen ele
nego delo
uzys one pre
aliz edn proc mu erem yjśc
ana ącej suro okre enie okr mu m
żdej wy
roce ają dkow
ego 4-3 z nia eme
o wan
skan e las gna zow nostk
cesu pro ma f ia d aliz
j d owc eśle e w reśl mot j fa yrob
esu ącym
wan pro 7].
ma wy entó
nia s
nie sero aty wany
kow u pr
odu funk dla zow o p ce i enie ma leni tyw azie bów
u pr m s ny z odu
Ob agaz yrob ów,
syst
nas owo wy ych wyc rodu ukcy kcja roz wany
praw ma e str aszy ie p wacj
pro w go
rod stoł zesp uktu bejm
zynó bu
któ tem
stęp o i k ykor h prz
ch k ukc yjne
ami zpoc ym wid ater ruk yny proc i i p oce otow
duk ły pół u zg muje ów got óre
u pr
pują krze rzys zed kosz cyjn
ego i:
czę prz dłow iały ktury y, ur
cedu prem
su p wyc
kcy
dz god e ca , pr tow
prz rodu
ący esła stan dsięb ztac nego o zo
cia zed weg y,
y a rząd ur d mio pro ch,
yjne
ziała dnie
ałoś rzez wego zeds
ukcy
ch a, ne w
bior ch p o.
osta każ dsięb go p
adm dze dzia owa oduk
ich
ego
ań, e z ść d z w o. P staw
yjne elem
w p rstw prod ła o żde bio przy mini
enia ałan ania kcyj h ja
o
któ pot dzia wszy Proc wio
ego.
men
prod w ze duk opra ego
rstw ygo
stra a,
nia, a pr jneg akoś
óryc trze ałań ystk ces no ...
ntów
duk ewn kcji
aco rod wie otow
acyj , op raco go, ści,
ch ebam ń, o kie pr na
w w
kcji nętr i, do owa
dzaj e ob wan jnej pisu own do jak
cel ami od m
czy rodu rys
wek
sto rzny ośw na ju d bejm nia
j i u st nikó otyc
k i
em kli mom
ynn ukcy
. 2.
4
ktor
łów ych wiad
stra dzia muj pro pro ano ów,
ząc pra
jes ient men nośc yjn
9
ra
w, h,
d- a- a- je o- o- o- ce
a-
st ta n-
ci ny
Małgorzata Grzelak 50
Proces badań i rozwoju ma na celu zgromadzenie kapitału i określenie źró- deł finansowania działań produkcyjnych wraz z przeprowadzeniem prognozo- wania długoterminowego i określeniem planu strategicznego. Ponadto na tym etapie następuje projektowanie produktu i procesu, szkolenie personelu, zapew- nienie niezbędnych surowców i materiałów oraz opracowanie innowacyjnych rozwiązań.
Proces wytwórczy prowadzi do przekształcenia surowców i materiałów w produkty końcowe. Składa się z trzech głównych elementów: procesu wy- twórczego podstawowego, pomocniczego oraz obsługi wytwarzania.
Proces dystrybucji i obsługi klienta ma na celu zorganizowanie sprawnie funkcjonującej sieci sprzedaży, obsługi, transportu i działań marketingowych.
Jest powiązany z fazą badań i rozwoju poprzez przepływ materiałów, informacji i czynników energetycznych. Natomiast elementem, który spaja trzy części pro- cesu produkcyjnego, jest marketing, który dodatkowo wiąże system produkcyjny z jego otoczeniem.
Modelowanie procesu produkcyjnego w przedsiębiorstwie rozpoczyna się od określenia danych wejściowych niezbędnych do podjęcia wytwarzania. W tabeli 1 przedstawiono informacje, które powinny zostać poddane analizie przed przy- stąpieniem do projektowania procesu produkcyjnego.
Tabela 1. Dane wprowadzające do projektowania wytwarzania Nazwa wyrobu Nr dokumentacji Stół rzeźbiony ABC 1/2017 A. Żądana wielkość produkcji gotowej i terminy
1. Przewidziane zapotrzebowanie i postulowana wielkość produkcji I
kw.
2016 II kw.
2016 III kw.
2016 IV kw.
2016 I kw.
2017 II kw.
2017 III kw.
2017 IV kw.
2017 Zapotrzebowanie
(szt.)
70 100 150 80 80 100 150 90 Wielkość produkcji
(szt.)
100 100 150 100 100 100 150 100
2. Program wprowadzenie wyrobu do produkcji:
• opracowanie prototypu i przeprowadzenie badań
• analiza wyniku badań nad produktem, wprowadzenie poprawek
• wytworzenie serii próbnej
• przeprowadzenie testów
• rozpoczęcie produkcji B. Częstotliwość serii, partii i dostawy 1. Seria wyrobu gotowego – 20 szt.
2. Wielkość dostawy – 20 szt.
3. Częstotliwość partii – zależna od zamówień, min. raz w miesiącu C. Preliminarz kosztów oprzyrządowania
• oprzyrządowanie specjalistyczne – 140 000 zł
• oprzyrządowanie ogólnego użytku – 2000 zł
Analiza oraz metodyka modelowania systemu produkcyjnego... 51
cd. tabeli 1
D. Docelowe koszty jednostkowe produkcji 1. Robocizna:
• pracownicy administracyjni – 4 x 3500 zł
• pracownicy produkcyjni – 4 x 2000 zł
• pracownicy ochrony – 2 x 2000 zł 2. Materiały:
• drewno – 400 zł/szt.
• lakier – 50 zł/szt.
• impregnat – 30 zł/szt.
• zużycie maszyn – 10 zł/szt.
• zużycie energii – 100 zł/szt.
F. Inne wytyczne brak
Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Durlik [2015b].
Kolejnym krokiem jest określenie czynności realizowanych w fazie przygo- towania produkcji (badań i rozwoju), operacji technologicznych podczas wytwa- rzania oraz strategii sprzedaży i dystrybucji. W tabeli 2 przedstawiono układ procesu produkcyjnego w ujęciu technologicznym wraz ze wskazaniem istot- nych czynności technologicznych, kontrolnych, transportowych i magazyno- wych w poszczególnych operacjach (oznaczonych xx). Tabela 3 przedstawia fazy i procesy technologiczne procesu produkcyjnego.
Tabela 2. Proces produkcyjny w ujęciu technologicznym Rodzaje
procesów Operacje
Fazy procesu produkcyjnego
technologiczne kontrolne transportowe magazynowo- -składowe Przygotowa-
nie produkcji
zakup surowców x xx x x
transport na halę
produkcyjną x x xx x
kontrola jakości x xx x x
Wytwarzanie, w tym obrób- ka części i montaż
wstępna obróbka
drewna xx xx x x
precyzyjna obróbka
drewna xx xx x x
manipulacje
produkcyjne x x xx x
lakierowanie x xx x xx
montaż xx xx x x
kontrola jakości x xx x x
Dystrybucja i obsługa klienta
magazynowanie x x x xx
dostawa do klienta x x xx x
Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Durlik [2015b].
5 T
Ź
k d p -
R Ź
l w 52
Tab F Bad Prac Przy mate i pół Obr Mon i mo Dys i ser Źród
ków duk prze -pro
Rys Źród
lę p wan
bela Faza dania ce ro ygoto
eriał łwyr róbka ntaż ontaż stryb rwis dło: O
Ta w b kcyj N eds odu
s. 3.
dło: O
W prod ne s
a 3. F prod a i stu ozwoj owan łów robów a czę
podz ż ost
ucja
Opra
abe ezp jnym Nastę
taw ukcy
Gra Opra
W ra duk są o
Faz dukc udia ojowe nie w ęści
zesp atecz , spr
cowa
ela pośr
m z ępn wien yjne
afic cowa
ama kcyj oper
zy pr yjna e
ołów zny rzeda
anie
3 p redn zgod nym nie
ej z
czny anie
ach ną, racj
roce a
w aż
wła
posł nio dni m kr pro zakł
y sch wła
wy gd je o
esu
P1 P2 P3 O1 O2 O3 M1 D1 D2 sne n
łuży pro e z roki oces ładu
hem sne.
ytwa dzie obró
pro
1 2 3 1 2 3 1 1 2 na po
y d odu ozn iem su w u (ry
mat p
arza e jes óbk
oduk
odsta
do p ukcy nac m w
wyt ys.
proc
ania st p ki w
kcyj P
awie
prze yjny zon
mo twó
3 i
cesu
a su prze wstęp
Ma
jneg Proce
p
e: Du
epro ych nym ode
rcz 4).
u wy
urow epro
pne ałgo
go esy te
za wst precy
urlik
owa h i w mi o
elow zego
ytw
wce owa ej, g
orza
echn
akup tępn yzyj
[201
adz wyp oper wan o or
wórc
e i m adza głów
ata G
nolog pro
w p drew
a obr na ob
mo
15b].
zeni pos racj niu s raz
czeg
mat ana wne
Grze
giczn ojekt wstęp wna róbk brób
ontaż
d .
ia o saże jam syst okr
go p
teri a ko e op
elak
ne w towa pna p i tra ka ele bka e lak ż / kl
mag dosta
orie enia mi w tem reśl
pods
ały ontr pera
k
ram anie m partia anspo emen eleme kiero lejen gazyn awa d
enta a te w po mu p leni
staw
y prz rola
acje
mach p mod a pro ort na ntów entów owan nie n
now do kl
acyj echn oszc prod ie s
wow
zec a ws
e te
posz delu w
oduk a hal w (pił w (fr nie
óg d anie lient
nyc nicz czeg
duk truk
wego
hod stęp echn
zczeg wyro kcyjn lę pr ła me frezar
do bla
ta
ch zneg
góln kcyj
ktur
o
dzą pna nolo
gólny obu na roduk
echa rka l
atu
obl go nyc jneg ry a
z m . N ogic
ych f
kcyjn anicz lasero
licz w s ch f
go j adm
mag astę czn
faz
ną zna)
owa)
eń syst faza jest mini
gazy ępn ne o
)
pra tem ach.
t gr istr
ynu nie r oraz
acow mie
. rafic
acy
u na real z ob
wni pro czn yjno
a ha lizo brób i- o- ne
o-
a- o- b-
k s a
R Ź
n w w p t ł t t n [
3
p z ki k sche a fin
Rys Źród
nie wyd wyt prac twó łow tech teria nicz [Du
3. M p
prze zap
p m
koń ema naln
s. 4.
dło: O
Ry z p dzia two cują órcz
Ef wej
hnic ałów zne urlik
Me pro W epro ewn
Gnia przyg wa mater
cow atem nie
Str Opra
ysu pow ału orze ący zego
fekt cha czny
w i go, k, 2
tod odu W tr owa nien
azdo goto ania riałów
A
wej m.
dys
ruktu cowa
unek wyżs pro enia ych o.
tem arak ych sur a t 2015
dyk ukcy
rzec adz nia
o o-
w Ana
na Pro stry
ura anie
k 4 szy oduk a sto gni m pr
kter h i e
row takż
5a,
ka p yjn cim zić
jeg liza
po oces ybu
adm wła
prz ym f kcj ołu.
iazd roje ryst
eko wcó że p s. 2
pro nyc m e ori go
a ora
oszc s ko
cją
min sne.
zed fun i, w . Po dach ekto tyki onom ów,
przy 254
owa ch w
tap ent pra
Gn ob ws
az m
czeg ońc
do
istra
dstaw nkcj w kt oszc
h, w owa i fa mic ma ygo 4].
adz w p ie acy awid
niazd bróbk stępn
meto
góln czy
kli
acyj
wia ono tóry czeg w k ania az p czny aszy
tow
zen pro opr yjne dłow
do ki nej
odyk
nyc się ient
jno-
a str owa ym
góln któr
a pr proc ych yn i wan
nia p ces raco e i
weg ka m
ch s tra ta.
-pro
rukt anie są w ne rych
roc cesó h do
i ur nie i
pod sie
owa szc go
mod
stan ansp
oduk
turę e sy wyk ope h od esu ów o ob
ząd instr
dst wy ania czeg fun
G w delo
now port
kcyj
ę ad yste kon erac dby u pr tec blic dzeń truk
taw ytw a m gół nkcj
Gnia obró właśc
wan
wisk tem
jna
dmi emu nyw cje s ywaj rodu chn czeń
ń pr kcji
wow warz mod ow jon
azdo óbki ciwej
nia s
ach m go
firm
inis u pr wane
są r ają s ukc nolo ń, c rod pos
wyc zan delu e o now
j syst
h ro otow
my
trac rodu e w real się cyjn ogic char dukc
szcz
ch o nia
u s obli ani
tem
oboc wyc
cyjn ukc wsze lizo pos nego czny rakt cyjn
zeg
orie sto syst
icze a. P
la ni g
u pr
czy ch e
no-p cyjn elki owa szcz o je ych tery nyc góln
ent ołów
emu enia
Poz
Gnia akier ia i im gnow
rodu
ych elem
pro nego
e cz ane
zeg est h, o ysty h o nych
tacy w u p a, k zwa
azdo rowa mpre wania
ukcy
zgo men
duk o sk zyn w c góln
opr okre yka oraz h st
yjn
pro któr alają
a- e- a
yjne
odn ntów
kcyj kup nnoś czte ne f
raco eślen
ma z wy
tano
nyc
duk re s ą o
ego.
nie z w d
jną pia
ści erec fazy owa
nie asy
ypo owi
h o
kcyj są n one
...
z po do m
firm się
nie ch r y pr anie
ws i p osaż
isk
obli
jne niez
na owy mag
my w ezbę rów roce e sz ska ost żen rob
icz
go zbę ilo
yżs gaz
. Zg ram ędn wnol esu zcz aźni aci ia t bocz
eń
na ędne ości
5
szym ynu
god mac ne d legl wy egó ików
ma tech zyc
ależ e d iow 3
m u,
d- ch do le y- ó- w a- h- ch
ży do we
Małgorzata Grzelak 54
określenie czynników wytwarzania w jednostkach naturalnych lub wartościo- wych, dokonanie ich zbilansowania oraz porównania możliwości produkcyjnych z zadaniami [Durlik, 2015a, s. 83]. Obliczenia orientacyjne są stosowane głów- nie w firmach, które charakteryzują się produkcją jednostkową, małoseryjną i średnioseryjną (produkcja stołów w analizowanym przedsiębiorstwie), nato- miast kalkulacje szczegółowe służą personelowi technologicznemu w rozbudo- wanych zakładach wytwórczych oraz wspierają pracę kierowników produkcji.
Obliczenia umożliwiają określenie zapotrzebowania na surowce, materiały i półwyroby, zespoły handlowe oraz liczby niezbędnych pracowników produk- cyjnych, wyposażenia technologicznego i powierzchni produkcyjnej.
W badanej organizacji kalkulacje niezbędne do stworzenia modelu systemu produkcyjnego są przeprowadzane w następującej kolejności:
1. Korygowany program produkcji:
) 1 ( di
di
i N b
N = ⋅ + (1) gdzie:
Ni – korygowany program produkcji i-tego detalu,
Ndi – planowany, docelowy program produkcji i-tego detalu w szt./rok, bdi – planowany, docelowy poziom braków produkcyjnych w %.
Zgodnie z tabelą 1 założono, że wielkość produkcji stołów w 2017 r. ma wynosić 450 szt., natomiast poziom braków ustalono na 5%, dlatego korygowa- ny program produkcji wynosi:
. 473 ) 05 , 0 1 (
450 szt
Ni = ⋅ + = 2. Efektywny fundusz czasu pracy:
pj m wo
w r d
j K N S S Z
F =( − − − )⋅8⋅ ⋅η (2) gdzie:
Fj – efektywny fundusz czasu j-tego stanowiska roboczego w godz./rok, Kd – liczba dni w roku,
N r – liczba niedziel w roku,
Sw – liczba świąt w roku (z wyłączeniem świąt przypadających w niedziele), Swo – liczba wolnych sobót w roku,
zm – zmianowość,
ŋpj – planowany współczynnik uwzględniający przestoje stanowiska roboczego.
W badanym podmiocie praca odbywa się na jednej zmianie trwającej 8 go- dzin, pracownicy dysponują 30-minutową przerwą w ciągu dnia oraz zakłada się
Analiza oraz metodyka modelowania systemu produkcyjnego... 55
przeznaczenie 15 min dziennie na konserwacje maszyn. W związku z tym fun- dusz czasu pracy w 2017 roku kształtuje się na poziomie:
rok h F jp=(365−52−13−51)⋅8⋅1⋅0,9375=1867 /
rok h F jm=(365−52−13−51)⋅8⋅1⋅0,9687 =1930 /
3. Takt produkcji, oznaczający czas pomiędzy ukończeniem kolejnych jedno- stek produktu:
i j
N
= F
τi (3) gdzie:
– takt produkcji i-tego detalu w godz./szt., , – określenia jak wyżej.
Na podstawie powyższych obliczeń oszacowano, że takt w firmie stolar- skiej wynosi:
. / 95 , / 3
. 473
/ 1867
i h szt
rok szt
rok
h =
τ =
4. Zapotrzebowanie na materiały, surowce i półwyroby:
Zużycie materiałów jest obliczane na podstawie opracowanej technologii produkcji, w której określa się rodzaj, jakość i ilość surowców. Natomiast zapo- trzebowanie szczegółowo oblicza się na podstawie norm zużycia oraz założone- go planu produkcji w danym przedziale czasu. Jest ono ustalane według wzoru:
p k u
f Z Z Z
Z = + + (4) gdzie:
Zf – zapotrzebowanie na dany materiał lub półwyrób, Zu – przewidywane zużycie materiału w danym okresie, Zk – zapas materiału na koniec planowanego okresu, Zp – zapas materiału na początek planowanego okresu.
W analizowanym podmiocie produkcja jest realizowana zgodnie ze strate- gią MTO (ang. make-to-order), tzn. jest podejmowana w momencie wpłynięcia zamówienia, dlatego zapotrzebowanie na surowce kalkuluje się na podstawie tabeli 4.
Małgorzata Grzelak 56
Tabela 4. Zapotrzebowanie na materiały i surowce Lp. Nazwa
wyrobu gotowego
Program produkcji roczny N szt/rok
Nazwa zespołu półwyrobu z kooperacji
Norma zużycia na 1 (100) wyrobów gotowych szt/wyrób
Zapotrzebowanie roczne kg/rok m3/rok
1. Stół 473 drewno 0,25 m3 118,25
2. Stół 473 klej 0,2 kg 94,6
3. Stół 473 lakier 3 l 141,9
Źródło: Opracowanie własne.
5. Liczba maszyn i urządzeń produkcyjnych:
Obliczenia liczby maszyn i urządzeń produkcyjnych oraz w późniejszej części pracowników bezpośrednio produkcyjnych i wyposażenia technicznego będą polegały na bilansowaniu potrzebnej liczby godzin i dysponowanych po- przez dobór ilości posiadanych maszyn. Kalkulacje są prowadzone w grupach rodzajowych maszyn i urządzeń:
= (5) gdzie:
Mp – liczba maszynogodzin potrzebnych, N – program produkcyjny,
K – liczba produkowanych asortymentów,
– czas grupy maszyn przeznaczony na daną operację we właściwym (okre- ślonym) przedziale czasu.
Natomiast:
i F
Md = jm ⋅ (6) Md – liczba maszynogodzin dysponowanych,
Fjm – fundusz efektywny czasu pracy maszyny, i – ilość maszyn w grupie.
6. Liczba potrzebnego wyposażenia technicznego:
Obliczenia niezbędnej do funkcjonowania firmy liczby maszyn i urządzeń przeprowadza się w grupach operacji technologicznych, kontroli i pomiarów, transportu, magazynowania i składowania zgodnie ze wzorem:
n
m M M M
M = 1+ 2 +....+ (7) przy czym:
1 1 1
Fjm
M = T (8)
Analiza oraz metodyka modelowania systemu produkcyjnego... 57
Analogiczne obliczenia należy przeprowadzić w każdej grupie maszyn i operacji, natomiast całkowitą liczbę wyposażenia technicznego oblicza się według wzoru:
k F
N M T
jm m
n ⋅
=
∑
⋅ (9) przy czym:k – współczynnik przekroczenia norm (jeżeli planowany).
7. Liczba pracowników bezpośrednio produkcyjnych:
Obliczenia przeprowadza się w grupach robotników Rb1 : Rbn według rodza- jów robót:
bn b
b
b R R R
R = 1+ 2+....+ (10)
1 1 1
jp r
b F
R = T (11)
jpn rn
bn F
R = T (12)
przy czym:
Tr – czas wykonania danej operacji, Fjp – czas efektywny pracy robotnika.
8. Powierzchnia produkcyjna i zakładu:
Kolejną grupą kalkulacji są obliczenia niezbędnej powierzchni dla poszcze- gólnych wydziałów i gniazd produkcyjnych, w których, podobnie jak w przy- padku maszyn, należy porównać iloczyny powierzchni pomnożonej przez czas potrzebny do wykonania zadania Pp oraz iloczynu powierzchni i czasu dyspo- nowanego Pd. Warunkiem podstawowym jest zależność:
d
p P
P ≤ (13) Powierzchnię potrzebną oblicza się według wzoru:
∑
=⋅
⋅
= k
j
j j j
p N g t
P
1
(14) gdzie:
k – liczba produkowanych asortymentów, N – roczny program produkcyjny,
g – powierzchnia potrzebna do wyprodukowania 1 szt. wyrobu,
t – czas niezbędny do przeprowadzenia robót przy wykonaniu 1 szt. wyrobu.
Małgorzata Grzelak 58
Powierzchnię dysponowaną określa równanie:
S F
Pd = ep⋅ (15) przy czym:
Fep – efektywny fundusz czasu pracy powierzchni, S – posiadana powierzchnia produkcyjna.
Obliczenia poszczególnych grup pracowników, maszyn, urządzeń, wyposa- żenia technicznego i powierzchni zostały przedstawione w tabeli 5 w podziale na poszczególne operacje.
Tabela 5. Obliczenia produkcyjne Nazwa części
zespołu wyrobu
Ogółem Fazy przygo-
towawcze Fazy obróbki
części Fazy montażu
Fazy dystrybu- cji sprzedaży
i serwisu Uwagi P1 P2 P3 O1 O2 O3 M1 D1 D2 Pracochłon-
ność jednost- kowa Tr – czas wykonania danej fazy [h]
31 3 9 2 1 1 0,5 0,5 12 2
Łączna Tr * N pracochłon- ność [h]
8798 1419 4257 946 473 473 236,5 236,5 284 946 Obliczona
liczba pracow- ników bezpo- średnio pro- dukcyjnych
4 0 0 0 1 1 1 1 0 0
Przyjęta liczba
pracowników 8 1 1 1 1 1 1 1 1 0
Przyjęty efektywny fundusz czasu pracy 1. urzą- dzenia lub stanowiska [h]
1867 1867 1867 1867 1867 1867 1867 1867 1867 0
Obliczona liczba urzą- dzeń lub stanowisk
9 1 2 1 1 1 1 1 1 0
Przyjęta liczba urządzeń lub stanowisk
9 1 2 1 1 1 1 1 1 0 Normatyw
powierzchni m2/1 urządze- nie lub stano- wisko robocze
80 2 10 10 6 6 20 6 10 0
Powierzchnia produkcyjna (normatyw x ilość stanowisk)
90 2 20 10 6 6 20 6 10 0
Źródło: Opracowanie własne.
Analiza oraz metodyka modelowania systemu produkcyjnego... 59
W powyższej tabeli zebrano wyniki obliczeń niezbędnych do modelowania systemu produkcyjnego elementów zgodnie z punktami 1-8. Na tej podstawie można wnioskować, że przyjęta liczba pracowników, maszyn i urządzeń jest wystarczająca do skutecznego prowadzenia działalności produkcyjnej. W przy- padku gdy przyjęta liczba stanowisk roboczych lub pracowników byłaby mniej- sza od obliczonej, należałoby ponownie przeanalizować przyjętą strukturę sys- temu produkcyjnego i przedsiębiorstwa.
Podsumowanie
Reasumując, w artykule przedstawiono metodę modelowania systemu pro- dukcyjnego w przedsiębiorstwie oraz omówiono kluczowe etapy, które są nie- zbędne do zrealizowania podczas przygotowania się do rozpoczęcia wytwarzania.
Ponadto zaprezentowano czynności, które należy zrealizować podczas opracowywania założeń do systemu, na które składają się elementy wektora wejścia oraz wyjścia wraz ze sposobem zarządzania. Szczególnej analizie pod- dano proces transformacji, na który składają się czynności w ramach przygoto- wania produkcji, operacji procesu wytwórczego oraz formy sprzedaży, a także strategię dystrybucji. Przedstawiono również algorytm prowadzenia obliczeń orientacyjnych umożliwiających ilościowe określenie niezbędnych materiałów, surowców i pozostałych czynników produkcji warunkujących zakładany poziom wytwarzania.
Zaprezentowane narzędzie jest użyteczne do opracowywania nowych mo- deli systemów produkcyjnych w przedsiębiorstwach oraz do weryfikacji już istniejących, pod kątem liczby pracowników, maszyn, urządzeń i wyposażenia technicznego w kontekście czasochłonności operacji i dysponowanego funduszu czasu pracy.
Literatura
Burchart-Korol D., Furman J. (2007), Zarządzanie produkcji i usługami, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
Durlik I. (2015a), Inżyniera zarządzania. Cz. I: Strategia i projektowanie systemów produkcyjnych, Placet, Warszawa.
Durlik I. (2015b), Inżynieria zarządzania. Cz. II: Strategia i projektowanie systemów produkcyjnych, Placet, Warszawa.
Durlik I. (1993), Inżynieria zarządzania. Strategia i projektowanie systemów produkcyj- nych w gospodarce rynkowej, Wyd. Naukowe „AMP”, Katowice.
Małgorzata Grzelak 60
Muhlemann A.P., Oakland J.S., Lockyer K.G. (1995), Zarządzanie. Produkcja i usługi, PWN, Warszawa.
Pająk E., Klimkiewicz M., Kosieradzka A. (2014), Zarządzanie produkcją i usługami, PWE, Warszawa.
ANALYSIS AND METHODOLOGY OF MODELING THE PRODUCTION SYSTEM OF THE CARPENTRY INDUSTRY Summary: Functioning of manufacturing companies is based on an efficient production system consisting of elements of the input vector (X), transformation process and output vector (Y) together with the accepted management concept. The aim of the article is to present the method of modeling the selected production system and detailed analysis of the basic manufacturing process in the examined enterprise. Particular attention has been paid to the calculation method of the production program, the effective working time fund, the tactic, the hourly task, the demand for materials and raw materials. In addition, the methods of estimating the number of machines and production equipment, techno- logical equipment, necessary direct production staff, the required area of the company and the level of stocks kept are discussed.
Keywords: manufacturing, production system, modeling, calculations, scheduling.
