KURZUS: Gyártási folyamatok tervezése és minőségbiztosítása

MODUL: II. modul: Létesítménygazdálkodás

7. lecke: Létesítmények berendezése I.

Tanulási útmutató
Tevékenység
  • fogalmazza meg, mit értünk gyártásformán,
  • jegyezze meg, milyen folyamatokra tagolhatók a gyártási folyamatok,
  • fogalmazza meg, mit értünk helyváltoztató és helyhez kötött gyártási formán,
  • jegyezze meg a hagyományos gyártási formák (helyhez kötött, műhelyszerű, fészekszerű, csoportszerű, folyamatszerű) jellemzőit; törekedjen arra, hogy az egyes formákhoz párosítani tudja azok jellemző ábráit,
  • jegyezze meg az integrált gyártási formák (rugalmas gyártócella, rugalmas gyártósor, rugalmas gyártórendszer, gyártósziget) jellemzőit; törekedjen arra, hogy az egyes formákhoz párosítani tudja azok jellemző ábráit,
Követelmények

Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha

  • felsorolásból ki tudja választani a gyártásforma fogalmát,
  • felsorolásból ki tudja választani, milyen folyamatokra tagolhatók a gyártási folyamatok,
  • felsorolásból ki tudja választani a helyhez kötött és a helyváltoztató gyártásforma fogalmát,
  • ábra alapján felismeri a hagyományos és az integrált gyártásformákat.
Tananyag
7.1. Az átfutás térbeli tervezése

Arra kell törekedni, hogy a rendelések teljesítése (átfutása) a különböző üzemrészeken, illetve munkaterületeken lehetőleg folyamatosan menjen végbe, amelynek során az ésszerű elágaztatásokat és összekapcsolásokat természetesen figyelembe kell venni. A belső üzemi anyagáramlás nagy vonalaiban feleljen meg a rendelések átfutásának.

Az anyagáramlási folyamatsémának megfelelően kell az egyes üzemegységeket és funkcionális egységeket elhelyezni, amivel kialakítható az üzemelrendezés (factory-layout) anélkül, hogy mindeddig eldöntötték volna, hogy az egyes gyártórendszereken belül a munkahelyek technológiai vagy tárgyi csoportosítását kívánják-e alkalmazni.

Egy gyár elrendezési struktúrájának kialakítása során tehát számításba kell venni az anyagáramlási folyamatot, beleértve annak minden szétágazását és összefonódását. A rendeléseknek a termelőrendszer funkcionális egységein való átfutását befolyásolja még az egyes funkcionális fázisok időigényessége is.

7.2. A gyártási forma meghatározása

A gyártófolyamatokat az időbeli és térbeli szervezésük speciális formái jellemzik. A térbeli szervezés formáit a gyártás területén belül a munkahelyek térbeli elrendezése és a munkahelyeknek az anyagáramláshoz való hozzárendelése (gyártási folyamat) jellemzi.

A térbeli szervezés formáit a szakirodalomban térbeli struktúratípusoknak, elrendezés-típusoknak, gyártási elveknek, szervezési típusoknak vagy - ahogy a továbbiakban alkalmazzuk - gyártásformáknak nevezik.

Az 1. ábra tárgyi elv alapján csoportosított munkahely-elrendezésre mutat példát. Ez terméktípusok szerinti elrendezést jelent.

Példa tárgyi elv alapján csoportosított munkahely-elrendezésre
1. ábra

A gyártásformák alapvetően a termelési területekre, illetve műhelyekre - következésképp funkcionális elhatárolható területekre vonatkoztathatók és a műhelyek (felszerelések) térbeli elrendezési elveit jellemzik.

A gyártási folyamatokat a térbeli szervezés formái mellett az időbeli szervezés formái is jellemzik, és ezek egymástól kölcsönösen függenek. Így a gyártásformák rögzítése az időbeli szervezés alapelveit (pl. az időbeli folyamat formáit) is meghatározza.

A térbeli szervezés formáinak kiszámítása a gyártervezés alkotórésze. A gyártásfolyamat időbeli szervezése ezzel szemben főleg a folyamat tervezésének (gyár üzemeltetés) eredménye és a gyártásfolyamaton belül a megrendelések (sorozatok) időbeli lefolyásának formáit és színvonalát jellemzi.

A gyártási folyamatok alapvetően

  • alkatrészgyártási folyamatokra és
  • szerelési folyamatokra

tagolhatók.

A gyártási folyamatok fajtái
2. ábra

A gyártásfolyamatok struktúra-tervezésének történetében különböző gyártásformákat fejlesztettek ki mind az alkatrészgyártási mind a szerelési folyamatokhoz. Ezeknek a gyártásformáknak a lényeges alaptípusait az alábbiakban röviden bemutatjuk.

7.3. Alkatrészgyártási folyamatok

Az alkatrészgyártás folyamatait a munkadarab tulajdonságainak fokozatos változása jellemzi az egyes alkatrészek nyers állapotából a kész állapotba jutásáig.

A folyamatot jellemzik

  • az alkalmazott gyártóberendezések és -eszközök (szerszámok, készülékek),
  • a minőségbiztosítás eszközei, beleértve a minőség-ellenőrzés eszközhátterét.

A gyártásformák egyik jellemzője a helyváltoztatás vagy helyhez kötöttség a folyamaton belül a gyártás tárgyára értelmezve.

A helyváltoztató gyártásforma esetén a munka tárgya a gyártási folyamat menete szerint halad egyik gyártóberendezésről a másikra. A gyártóberendezések helyhez kötöttek. Az ipari gyakorlatban ez a domináns.

A helyhez kötött gyártásforma esetén a munka tárgya helyhez kötött, a munkaerő és a munkaeszköz helyváltoztató.

Az alkatrészgyártásban megkülönböztethető a gyártási formák két fő csoportja: a hagyományos gyártásforma és az integrált gyártási forma

7.4. Hagyományos gyártásformák

A következőkben a hagyományos gyártásformák lényeges jellemzőit részletezzük tipikus térbeli elhelyezkedésük szerint.

7.4.1 Helyhez kötött gyártás

A termék helyhez kötött az elkészülésig, közben anyagáramlás nincs. A munkaerőt és a munkaeszközöket helyben rugalmasan alkalmazzák. Az anyagáramlás redukálódik a raktár és gyártóhely közötti mozgásokra. Speciális térbeli elrendezési elvek nincsenek. Ilyen gyártási formákra látunk példákat - többek között - az ipari berendezések gyártásában, a nehézgép-gyártásban, a repülőgépgyártásban és a hajógyártásban.

Helyhez kötött gyártás
3. ábra
7.4.2. Műhelyszerű gyártás

A gyártóberendezések elrendezése műhelyek formájában, a termékek anyagáramlásától teljesen függetlenül történik. Ennek a klasszikus gyártásformának fő előnye a rugalmasság a váltakozó gyártásfeladatokkal szemben, ami az anyagáramlástól független gyártóberendezés-elrendezés eredménye. A hátrányok az anyagáramlás logisztikájában jelentkeznek magas anyagmozgatási költségek és gyártási átfutási idők formájában. A műhelyszerű gyártás tipikus alkalmazási esete az egyedi- kis- és közepes sorozatgyártás, amikor a gyártandó darabok választéka széles, előre nem mindig látható, megrendelésfüggő és gyakori a termékcsere kis és közepes gyártandó darabszám mellett.

Műhelyszerű gyártás
4. ábra
7.4.3. Fészekszerű gyártás

4-6 technológiailag különböző munkahelyet a műhely-struktúrából kivonnak és fészekként (általában gyűrű formában csoportosítva) elrendezve működtetnek. Vagyis a fészekben a teljes megmunkálásnak egy részszakaszát valósítják meg, itt az anyagmozgatási költség csekély, az anyagáramlás tetszőleges. A fészekszerű gyártás gyakran több gép kezelésének és automatizált termelési komplexumoknak (pl. robotizált cellák) képezi alapját.

Fészekszerű gyártás
5. ábra
7.4.4. Csoportszerű gyártás

A gyártórendszer szervezését a gyártás szempontjából hasonló alkatrészekből álló csoportok képzésével végezzük. Az így "mesterségesen" képzett nagyobb darabszámok, sorozatok a relatív tömegszerűséget növelik. (A végtermékből nem gyártanak akkora mennyiséget, hogy tömegtermelést elérje, de ez az átcsoportosítás az alkatrészekre vonatkoztatva lehetővé teszi a tömegszerűség elérését.) E gyártási forma alkalmazása a kis- közép- és nagysorozatú gyártás területére jellemző.

Csoportszerű gyártás
6. ábra
7.4.5. Folyamatszerű gyártás

Adott gyártmány, alkatrész gyártására felkészített gyártási forma. Itt a gyártóberendezéseket a munkadarabok gyártásának technológiai sorrendje szerint rendezzük sorba. A munkahelyeket a technológiai sorrendnek megfelelően helyezik el (pl. egyenes, kör vagy U alakban). A folyamatszerű gyártás az azonos vagy nagyon hasonló termékek magas darabszámának meglétét feltételezi, úgy, hogy alkalmazása csak - nagy sorozatú ill. tömeggyártás - gyártásfajtáknál lehetséges. Jellemzője, hogy az anyagáramlás stabilitása állandó, automatizált szállító rendszereket (pl. görgős pályák, folyamatos működésű anyagmozgató gépek) alkalmaz.

Ennek következtében a folyamatos gyártást nagyon produktívan lehet kialakítani, mindazonáltal nagyon specializált és költséges beruházásokat igénylő gyártásforma, ami a dinamikusan változó piaci igények kielégítését nem teszi lehetővé.

Az átfutási idők jelentősen csökkenthetőek produktív gyártóberendezések használatával, valamint a műveleti ütemidők összehangolásával. A folyamatszerű gyártásnál a munkaállomások összeláncolási módjának szempontjából két kivitelezési forma különböztethető meg.

7.4.5.1. Folyamatszerű gyártás merev ütemezéssel

Az időbeli lefolyás itt folyamatos (pl. futószalag), a munkadarab a technológiai sorrend szerint halad munkaállomásról munkaállomásra. A merev ütemezés hátránya, hogy bármely berendezés meghibásodása a teljes gyártósor használhatatlanná válásához vezet, és a gyártás leáll. Tartalékok létrehozásával azt próbálják elérni, hogy a leállás következményeit minimalizálják.

7.4.5.2. Folyamatszerű gyártás rugalmas ütemezéssel

A munkaállomások közötti tároló szakaszok bevezetésével megkísérlik biztosítani az időbeli rugalmasságot. Ezzel a váratlan meghibásodások és ütemidőbeli eltérések áthidalhatóvá válnak, így a következő állomásokra már nincsenek hatással. A műszaki megoldás lényege, hogy tárolókat-puffereket (pl. körforgó tárolókat) teszünk be a munkaállomások közé, melyek lehetővé teszik az időbeli eltérések kiegyenlítését.

Folyamatszerű gyártás formái
7. ábra
7.5. Integrált gyártásformák

Az integrált gyártási formák lényeges eltérése a hagyományoséhoz képest:

  • a funkciók nagyobb műszaki és informatikai integrációja, ezen belül:
    • az információ- és anyagáramlás vezérlése, rendszerszemléletű irányítása,
    • az anyagmozgatási és raktározási folyamatok összehangolása a gyártási főfolyammal,
    • az anyag- és szerszámfolyamatok, a minőségbiztosítás vezérlése;
  • a gyártás fokozott rugalmasságának biztosítása a változó követelmények (gyártási feladatok, kihasználtság változása, zavarok kezelése stb.) kielégítésére;
  • a rendszer magas automatizálási szintje, az NC megmunkálási technikák, az automatizált szállítás és raktározás, az automatizált munkadarab- és szerszámkezelés stb. alkalmazása révén.
7.5.1. Rugalmas gyártócella (FMC)

Magja egy NC megmunkáló központ a munkadarab tárolásának, vezetésének, a szerszámkészültségnek valamint a mérési és vizsgálati technikáknak automatikus funkcióit beleértve.

Gyártócella
8. ábra

Az ábrán a munkadarabot a fekete négyzetek jelölik.

Több eljárásos technikaként használják rész- és teljes megmunkáláshoz kis és közepes darabszámú technológiailag különböző munkadarabok esetén (egyedi gyártás is).

7.5.2. Rugalmas gyártósor (FML)

Ebben a gyártásformában munkadarabok többlépcsős teljes feldolgozása történik nagysorozatban, rögzített azonos munkaműveleti sorrend mellett és hasonló alkatrész-geometriával.

Rugalmas gyártósor
9. ábra

A rugalmas gyártósor jobban tud reagálni a gyártási mennyiségek változására.

7.5.3. Rugalmas gyártórendszer (FMS)

Technológiailag azonos, és/vagy különböző NC megmunkálási technikák egy közös vezérlő, szállító és raktározó rendszeren keresztül funkcionálisan összekötöttek, így a különböző munkadarabokon eltérő megmunkálási feladatok végezhetők. Felhasználási terület a kis- és középsorozatú munkadarabok korlátozottan különböző fajtáinak (méreteinek) teljes megmunkálása.

Rugalmas gyártórendszer
10. ábra
7.5.4. Gyártósziget

A gyártósziget (FMI) alkatrészcsoportok (alkatrészcsaládok) teljes megmunkálását teszi lehetővé a szükséges munkahelyek (vegyes rendszer) térben és szervezetileg koncentrált elhelyezése mellett, önálló gyártóterület formájában. A munkahelyek elhelyezése viszonylag szabadon alakítható, a használandó szállítási és raktározási technikák nem a rendszer függvényében adottak, hanem a folyamattól függően választhatóak. Lényeges a gyártó személyzet célzott integrációja a gyártás folyamatába a csoportmunka speciális formái révén. Ez azt jelenti, hogy ha például a csoportmunka területét érintő változás szükséges, akkor a változás tervezésébe és kivitelezésébe is bevonják a személyzetet.

Gyártósziget
11. ábra
Önellenőrző kérdések
1. Jelölje meg, mit értünk gyártásformán!
a) A gyártásforma a műhelyek, gyártóberendezések térbeli elrendezése.
b) A gyártásforma az alkatrészgyártás és a szerelés együttes elnevezése.
c) A gyártásforma a kézi vagy a gépi gyártásra utal.
d) A gyártásforma azt jelenti, hogy sorozatgyártással vagy egyedi gyártással készítik-e a terméket.
2. Jelölje meg, milyen folyamatokra tagolhatók a gyártási folyamatok!
a) Alkatrészgyártás és szerelés.
b) Előkészítés és gyártás.
c) Gyártás és ellenőrzés.
d) Tervezés és gyártás.
3. Jelölje meg az alábbiak közül a helyes állítást!
a) A helyváltoztató gyártásforma esetén a munkások a gyártási folyamat menete szerint helyet változatnak, a munka tárgya helyhez kötött.
b) A helyváltoztató gyártásforma esetén a munkások a gyártási folyamat menete szerint helyet változtatnak, a gyártóberendezések helyhez kötöttek.
c) A helyváltoztató gyártásforma esetén a munka tárgya a gyártási folyamat menete szerint halad, a gyártóberendezések helyhez kötöttek.

4. Az alábbi ábra alapján oldja meg a feladatot!

Párosítsa az ábrán látható hagyományos gyártási formák képét azok megnevezéséhez! Írja be a számokat a megfelelő helyre!

Csoportszerű:
Helyhez kötött:
Műhelyszerű:
Fészekszerű:
Folyamatszerű:

5. Jelölje meg, hogy az alábbi állítás melyik gyártásformára igaz!
"A gyártás szempontjából hasonló alkatrészek készítése történik ezzel a gyártási formával."
a) Helyhez kötött.
b) Műhelyszerű.
c) Csoportszerű.
d) Fészekszerű.
e) Folyamatszerű.
6. Jelölje meg, hogy az alábbi állítások közül melyik igaz a műhelyszerű gyártásra!
a) A gyártás szempontjából hasonló alkatrészek készítése történik ezzel a gyártási formával.
b) A gyártóberendezések elhelyezése a termékek anyagáramlásától teljesen függetlenül történik.
c) A gyártóberendezéseket a munkadarabok gyártásának technológiai sorrendje szerint rendezik sorba.
d) 4-6 technológiailag különböző munkahelyet általában gyűrű formában elrendezve működtetnek, a teljes megmunkálásnak egy részszakaszát valósítják meg.
e) A termék helyhez kötött az elkészülésig, az anyagáramlás redukálódik a raktár és gyártóhely közötti mozgásokra.

7. Az alábbi ábra alapján oldja meg a feladatot!

Párosítsa az ábrán látható integrált gyártási formák képét azok megnevezéséhez! Írja be a számokat a megfelelő helyre!

Rugalmas gyártórendszer:
Rugalmas gyártócella:
Rugalmas gyártósor:
Gyártósziget:

8. Jelölje meg, hogy az alábbi állítás melyik gyártásformára igaz!
"Alkatrészcsoportok (alkatrészcsaládok) teljes megmunkálását teszi lehetővé önálló gyártóterület formájában."
a) Rugalmas gyártócella.
b) Rugalmas gyártósor.
c) Rugalmas gyártórendszer.
d) Gyártósziget.
9. Jelölje meg, hogy az alábbi állítások közül melyik igaz a rugalmas gyártósorra!
a) Alkatrészcsoportok (alkatrészcsaládok) teljes megmunkálását teszi lehetővé önálló gyártóterület formájában.
b) Ebben a gyártásformában munkadarabok többlépcsős teljes feldolgozása történik nagysorozatban, rögzített azonos munkaműveleti sorrend mellett és hasonló alkatrész-geometriával.
c) Technológiailag azonos, és/vagy különböző NC megmunkálási technikák egy közös vezérlő, szállító és raktározó rendszeren keresztül funkcionálisan összekötöttek, így a különböző munkadarabokon eltérő megmunkálási feladatok végezhetők.
d) Magja egy NC megmunkáló központ a mérési és vizsgálati technikáknak automatikus funkcióit beleértve.