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.