SISTEME DE PRODUCTIE INDUSTRIALE

SPECIALIZAREA: MANAGEMENT, ANUL II

SISTEME DE PRODUCTIE INDUSTRIALE

1.1 ELEMENTE DEFINITORII PENTRU SISTEMELE DE PRODUCTIE INDUSTRIALE

1.2 MODIFICARI STRUCTURAL - CALITATIVE ALE BAZEI TEHNICE, METODELOR SI TEHNICILOR DE CONDUCERE SI ORGANIZARE IN PERSPECTIVA SISTEMELOR DE PRODUCTIE INDUSTRIALE AVANSATE

1.3 METODOLOGIA PROIECTARII SISTEMELOR DE PRODUCTIE INDUSTRIALE

1.1 ELEMENTE DEFINITORII PENTRU SISTEMELE DE PRODUCTIE INDUSTRIALE

Abordarea in mod sistemic a problemelor activitatii industriale considera ca diferitele mijloace de munca sau obiecte ale muncii, ateliere, sectii, firme, ramuri industriale sau componente ale acestora sunt multimi de sisteme reunite dupa anumite reguli, in vederea indeplinirii unui scop bine determinat.

Sistemele de productie industriale reprezinta acele tipuri de unitati de productie industriale sau diviziuni ale acestora (holding, firme, sectii, ateliere etc.), precum si reuniuni de astfel de tipuri.

Sistemele de productie industriale, prin integrarea in structura lor a unui factor de conducere, de autoreglare, de regula de natura umana, devin sisteme cibernetice. Abordand firmele industriale, holdingurile, grupurile de firme, ramurile industriale ca sisteme cibernetice, se asigura conditii optime de fundamentare a unei conduceri si organizari a acestora pe baze stiintifice.

Treapta superioara atinsa de sistemele de productie industriale actuale, comparativ cu sistemele de productie manufacturiere si masiniste, a putut fi posibila datorita unei adevarate infuzii de progres tehnic, materializata prin introducerea si extinderea sistemelor electronice de calcul, a informaticii si a electronicii.

Adaptarea la noile conditii ale mediului economic actual, timpul de raspuns minim in conditii de eficienta la nevoi strict individualizate, sunt realizabile datorita urmatoarelor elemente definitorii ale sistemelor de productie industriale actuale[150]:

- factorul uman isi poate valorifica din plin creativitatea si inteligenta, intelegandu-se faptul ca oamenii fac competitiva o intreprindere;

- masinile si utilajele devin flexibile, putandu-se realiza chiar produse unicate, cu costuri comparabile cu cele inregistrate in productia de serie mare;

- tehnica de calcul, calculatoarele devin elemente cheie ale noii structuri, asigurand coordonarea si conducerea procesului de productie;

- intreaga activitate productiva este privita sistemic, toate compartimentele fiind integrate organic si subordonate obiectivului comun.

Avantajele nete ale sistemului de productie actuale fata de cele conventionale, constau in urmatoarele:

- adaptabilitatea aproape totala la modificarile mediului economic in care activeaza, fapt ce se concretizeaza intr-o competitivitate inalta care nu poate fi atinsa pe alte cai;

- flexibilitatea lor mai mare concomitent cu niveluri superioare ale unor indicatori de calitate, constatandu-se existenta unei corespondente directe intre indicatorii ridicati de flexibilitate si cei de calitate;

- productivitate sporita;

- grad ridicat de robotizare in conditiile efectuarii unei operatii complexe.

O posibila structurare a unui sistem de productie este urmatoarea (fig. 1.1).

S.C.O.

S.A.D.

F.M. F.I. F.I. F.I.

S. Pers.

S.F.

F.I. F.M.

S. Pr. F.E. Produse

F.E. F.I.

S.F.C.

F.E.

S. Intr. S.P.

Fig. 1.1 Structura simplificata a unui sistem de productie

[Sursa: V.Platon, in Sisteme avansate de productie, Edit. Tehnica,

Bucuresti, 1990, p.15]

F.M., F.I., F.E. -­ fluxuri materiale, informationale si energetice;

S.A.D. - subsistemul de aprovizionare-desfacere;

S. Pers. - subsistemul de personal;

S. Pr. - subsistemul de proiectare;

S.F.C. - subsistemul de financiar-contabil;

S.Intr. - subsistemul de intretinere;

S.C.O. - subsistemul de conducere si organizare.

S.F. - subsistemul de fabricatie

Performantele ridicate ale sistemelor de productie industriale actuale, in comparatie cu cele conventionale, influentate de sistemul stiintific si cel social in care evolueaza, sunt compatibile cu doua tipuri de comportament adoptate: anticipativ si activ.

Comportamentul anticipativ presupune adaptarea sistemului de productie inainte ca schimbarile survenite in mediu sa-si manifeste efectele, iar comportamentul activ implica multiple influente ale sistemului asupra mediului, in paralel cu adaptarea operativa la influentele exterioare. Dupa cum se constata din figura 1.1, sistemul de productie industrial este strabatut de fluxuri de materii prime, energie si informatii, care constituie intrarile sistemului. Principala componenta a sistemului de productie o constituie sistemul de fabricatie, definit si limitat numai la rezolvarea unor tipuri de sarcini legate de realizarea fizica a produsului. Prin intermediul acestui subsistem se realizeaza transformarea fizica sau chimica a fluxurilor de materiale prin intermediul fluxurilor de energie, transferandu-se si informatia tehnologica aferenta.

Considerand subsistemul de fabricatie ca fiind el insusi un sistem, se poate evidentia pentru acesta o structura minima, prezentata in figura de mai jos.

F.I.

S. Cd.

F.I. F.I.

F.M.

S. Lg. S. E. S. Co. F(M+I)

F.E. 

F.E.

F.I.R.

S.F.

Fig. 1.2 Structura minima a unui sistem de fabricatie

[Sursa: V. Platon, in Sisteme avansate de productie, Edit. Tehnica, Bucuresti, 1990, p.18]

S. Cd. - subsistem de comanda;

S. Lg. - subsistem logistic;

S. E. - subsistem efector;

S. Co. - subsistem de control;

F.I.R. - fluxuri informationale si de reglare;

F(M+I) -fluxuri materiale cu informatie incorporata (produse finale).

Structura din figura 1.2 pune in evidenta patru tipuri invariante de subsisteme de rang imediat inferior (rang unu R¹): efector, de comanda, de control si logistic. Detaliind mai profund structura se pot evidentia si sistemele de rang doi (R²) conform tabelului 1.1.

Tabel 1.1

Structura detaliata a subsistemului de fabricatie la nivelele ierarhice 1 si 2 si functiile aferente.

Sursa: V. Platon, Sisteme avansate de productie, Edit. Tehnica, Bucuresti, 1990, p.19]

Intre diferitele subsisteme care compun sistemul de productie, ca si intre componentele subsistemelor, exista relatii de interdependenta, oricare element al sistemului sau al subsistemului fiind un client al altui element si furnizorul unui alt element.

In cadrul abordarii sistemice, subsistemul de comanda este necesar sa urmareasca obtinerea unui optim global care insa nu este o suma a optimelor subsistemelor.

In general, in cadrul subsistemelor, diferitele variabile ale acestora pot constitui factori de adoptare a deciziei in cadrul timpului.

In cadrul unui sistem de productie, daca activitatea de aprovizionare se exprima printr-o functie u(x1,x2,.,t), activitatea de productie printr-o functie v(y1,y2,.t), iar activitatea de vanzare printr-o functie w(z1,z2,.,t), atunci eficacitatea globala (E) a sistemului se exprima astfel:

E = F u(x ,x ,.,t), v(y ,y ,.t), w(z ,z ,.,t)]  (1.1)

Daca activitatea de aprovizionare se noteaza cu A, cea de productie cu P si cea de vanzare cu V se poate scrie:

A P V

(1.2)

u(x ,x ,.,t)  v(y ,y ,.t) w(z ,z ,.,t) 

Pentru a obtine analitic eficacitatea optimala calculand valorile extreme E, se determina si se iau in consideratie derivatele partiale in raport cu diferitele variabile.

Se va obtine:

  (1.3)

Rezulta de aici ca eficacitatea optimala nu rezulta din optimizarea fiecarui subsistem luat in mod izolat, ci prin participarea fiecaruia la realizarea unui obiectiv comun.

1.2 MODIFICARI STRUCTURAL-CALITATIVE ALE BAZEI TEHNICE, METODELOR SI TEHNICILOR DE CONDUCERE SI ORGANIZARE IN PERSPECTIVA SISTEMELOR DE PRODUCTIE INDUSTRIALE AVANSATE

Sub impactul progresului tehnic si tehnologic contemporan, baza tehnica a sistemelor de productie sufera o serie de transformari structural-calitative deosebit de importante. Baza tehnica a unor asemenea sisteme de productie va fi constituita din cele mai moderne masini si utilaje, care vor fi structurate in doua mari subsisteme: subsistemul integrat prin intermediul computerului (C.I.M.-Computer Integrated Manufacturing) si subsistemul flexibil de fabricatie(SFF).

1.2.1 Sistemul de productie integrat C.I.M. este definit ca un sistem de productie cu bucla de reglare inchisa, in care intrarile sunt constituite din comenzile (cererile) de produse, iar iesirile din produsele finite complet asamblate, verificate si gata de folosire. Fac parte din sistem instalatii, utilaje, computere si programele aferente care privesc activitatile de proiectare, programarea productiei, controlul procesului de productie si al produselor, marketing etc.

In esenta, computerul coordoneaza si conduce intregul proces productiv de la proiectare, specificatia materialelor, receptia materiei prime pana la fabricatia propriu-zisa, expediere etc. Cea mai importanta caracteristica este aceea ca pot fi interconectate si corelate toate activitatile de productie, iar realizarea modulara a sistemului C.I.M. permite modificarea arhitecturii interne, el putand fi utilizat in cele mai diverse situatii.

Din cele prezentate mai sus, rezulta elementele definitorii pentru sistemul C.I.M.:

- este un sistem global care cuprinde toate subsistemele care participa la realizarea sarcinilor de productie (subsistemele de fabricatie, conducere, proiectare etc., vezi fig. 1.1 );

- integrarea se face cu ajutorul computerului, folosind o baza unica de date care este permanent reactualizata;

- conducerea si controlul fiecarui subsistem component se efectueaza direct de catre calculator prin intermediul programelor implementate, tinandu-se seama de corelatiile necesare bunei functionari a sistemului.

Sistemul C.I.M. este structurat avandu-se in vedere principalele activitati care se desfasoara in cadrul firmei industriale: proiectare, aprovizionare-desfacere, pregatirea fabricatiei, financiar-contabila etc. In continuare se prezinta aceste activitati asistate de calculator, prin utilizarea unor seturi de programe specifice.

Proiectarea asistata de calculator presupune atat proiectarea propriu-zisa a noilor modele sau produse, ingloband seturi de programe specifice anumitor activitati (realizarea schitelor, efectuarea calculelor, elaborarea specificatiilor de materiale, materii prime si energie, evaluarea costurilor de fabricatie, selectarea modelelor finale), cat si testarea si verificarea asistata de calculator, care cuprinde diverse seturi de programe pentru activitati specifice (analiza, selectarea variantelor optime si simularea pe calculator a conditiilor extreme in care functioneaza modelele selectate).

Planificarea, pregatirea si controlul fabricatiei vizeaza activitatile conexe fabricatiei propriu-zise, referitoare la aprovizionarea si desfacerea asistate de calculator (cu seturi de programe care realizeaza lansarea ordinii de intrare-iesire a materiilor prime, materialelor si produselor finale, controlul acestora, planificarea si distribuirea mijloacelor de transport necesare), pregatirea si programarea fabricatiei asistata de calculator (prin programe speciale care asigura programarea fabricatiei, pregatirea si planificarea capacitatilor existente) si activitatea financiar-contabila asistata de calculator, asigurata in mod automat pe baza proiectelor si specificatiilor dupa proiectarea produsului si lansarea acestuia in fabricatie (calculatia costurilor, evidente si analize financiar-contabile, calculul preturilor produselor).

Fabricatia asistata de calculator, printr-un subsistem component al sistemului C.I.M., integreaza activitati specifice (stocarea si urmarirea materialelor pe fluxul de fabricatie, conducerea directa a masinilor si utilajelor, controlul calitatii dupa fiecare faza de fabricatie), asigurandu-se totodata prin acest subsistem si conectarea tuturor masinilor si utilajelor din cadrul sistemului de fabricatie la calculatorul central, eliminandu-se astfel stagnarile.

1.2.2 Sistemul flexibil de fabricatie

In cazul sistemelor avansate de productie nu are loc o modificare esentiala a rolului si locului SF, ci se schimba modul lui de a raspunde unor sarcini de fabricatie din ce in ce mai diverse, in conditii de eficienta si competitivitate.

Sistemele de fabricatie actuale sunt rezultatul unei evolutii de peste o suta de ani si constituie modul de raspuns al acestora la modificarile aparute in domeniul economic in care activam. Pot fi identificate mai multe tipuri de sisteme flexibile, deosebite intre ele prin factorii care le determina flexibilitatea. Sistemele flexibile de fabricatie (SFF) poseda adaptabilitate artificiala si sunt conduse automat, spre deosebire de cele la care adaptabilitatea era datorata factorului uman (caracteristica a productiei mestesugaresti, manufacturiere).

Se considera ca un sistem flexibil de fabricatie trebuie sa aiba urmatoarele caracteristici: integrabilitate, adecvare, adaptabilitate si dinamism structural. Nu poate fi vorba de caracteristici absolute, ci doar de anumite grade de integrabilitate, dinamism structural etc., deoarece pot fi atinse simultan, de exemplu, o adecvare si o adaptabilitate maxima. Un echilibru optim intre universalitate si specializare trebuie obtinut prin luarea in considerare la proiectarea sistemului a anumitor sarcini de fabricatie bine definite si analizate, pentru identificarea asemanarii si stabilitatii in timp a operatiilor.

Studii ale ONU identifica urmatoarele stadii ale SFF care difera prin complexitate si arie de cuprindere:

unitatea flexibila de prelucrare - reprezinta de obicei o masina complexa (un centru de prelucrare) echipata cu o magazie multipaleta, un manipulator automat de palete sau un robot, un manipulator automat de scule care poate functiona in regim automat;

sistemul flexibil de fabricatie - cuprinde mai multe celule flexibile de fabricatie, conectate prin sisteme automate de transport (vehicule ghidate automat, controlate de calculator) care deplaseaza paletele, piesele si sculele intre masini. Tot sistemul este sub controlul direct al unui calculator central sau local care dirijeaza si sistemele de depozitare, echipamentele de masurare automata si testare, masinile-unelte cu comanda numerica (C.N.C.) etc. Rolul fortei de munca se reduce la minim, concomitent cu micsorarea timpilor de schimbare a profilului fabricatiei.

S.F.F. cuprinde toate sistemele componente unui sistem de fabricatie (de prelucrare, logistic, control, comanda) si nu se rezuma doar la subsistemul de prelucrare. Noul concept presupune o integrare si o coordonare totala a celor patru subsisteme componente, prin intermediul calculatorului electronic. Acest fapt implica utilizarea de masini unelte cu comanda numerica (C.N.C.), de transportoare automate, roboti, manipulatoare, retea de comunicatii care concentreaza toate fluxurile informationale care strabat S.F.F.

1.3 METODOLOGIA PROIECTARII SISTEMELOR DE PRODUCTIE INDUSTRIALE

Proiectarea unui sistem de productie reprezinta o activitate complexa care se realizeaza in mai multe etape, fiecare dintre acestea necesitand la randul lor efectuarea a o serie de subetape.

Elaborarea proiectului unui sistem de productie necesita realizarea urmatoarelor etape:

formularea obiectului proiectului;

studiul posibilitatilor de realizare;

elaborarea proiectului;

realizarea sistemului;

intretinerea sistemului.

Etapa intai, formularea obiectului proiectului, porneste de la o necesitate impusa de perfectionarea prezenta sau viitoare a diferitelor unitati economice. Spre exemplu, formularea unui obiect de studiu privind proiectarea unui sistem de productie ar putea fi elaborarea unui sistem de organizare care sa asigure folosirea optima a capacitatii de productie, in conditiile satisfacerii complete a cerintelor privind fabricarea produselor pentru piata interna si externa.

Pe baza analizei conditiilor existente, in cea de-a doua etapa se urmareste studiul posibilitatilor de realizare a temei proiectului atat sub aspect tehnic, cat si sub raport economic. Odata cu aceasta, studiul preliminar al posibilitatilor de realizare trebuie sa arate eficienta economica a sistemului de productie ce urmeaza a se proiecta.

Dupa confirmarea oportunitatii si a utilitatii elaborarii studiului, se trece la etapa de elaborare a proiectului, care presupune urmatoarele subetape:

definirea problemei;

elaborarea modelului economico-matematic al sistemului, unde se va tine cont de componentele acestuia si de modul de interactiune al acestora, avandu-se in vedere anumite criterii de optimizare;

stabilirea solutiei;

aprobarea si omologarea sistemului, in care se analizeaza comportarea sistemului de productie proiectat prin compararea performantelor acestuia cu performantele precedente, in conditiile formei anterioare de organizare. De regula, prevederea performantelor sistemului proiectat se face in mai multe variante.

Etapa de realizare a sistemului se face in doua faze - preliminara (de experimentare) si integrala - ajungandu-se in final la functionarea efectiva potrivit sistemului de productie proiectat.

Etapa de intretinere a sistemului presupune, pe de o parte, supravegherea realizarii continue a performantelor prevazute pentru sistem, iar pe de alta parte, aducerea ori de cate ori este posibil a unor ameliorari in functionare.

In cazul sistemelor de productie mari, metodologia de proiectare efectiva a sistemelor de productie (indeosebi etapa a treia) comporta urmatoarele faze:

definirea cerintelor de intrare-iesire a sistemului;

fixarea subsistemelor care vor constitui obiectul modelarii;

definirea subsistemelor;

elaborarea diagramelor de flux functionale ale sistemului si subsistemelor;

scrierea conditiilor de functionare ale sistemului si subsistemelor;

scrierea specificatiilor de interconditionare a subsistemelor;

stabilirea performantelor sistemului general si compararea cu cerintele operationale.

Un pas important in proiectarea sistemelor de productie este acela al stabilirii subsistemelor (fig.1.3), iar in cadrul fiecarui subsistem definirea de o maniera cat mai exacta a sarcinilor si a iesirilor.

Beneficiari (comenzi)

Sarcini de productie

SISTEMUL DE PRODUCTIE

Beneficiari

Subsistemul informational

Subsistemul financiar

Subsistemul de control al productiei

Subsistemul de planificare

Subsistemul de productie

Produsele fabricate

Fig. 1.3 Schema bloc a subsistemelor sistemului de productie

Sursa: C. Barbulescu, in Managementul productiei industriale, Edit. Sylvi, Bucuresti, 1997, p.70