f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

1/83

Magdalena BARBU

PROIECTAREA SISTEMELOR DE PRODUCŢIE

2014

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

2/83

1

Introducere

Lucrarea se adresează studenţilor secţiei Inginerie Economică Industrial ă – ID, fiind

utilă şi studenţilor care se pregătesc pentru a desf ăşura activităţi în şi pentru sisteme de

producţie. De asemenea ea reprezintă şi un călăuzitor practic util pentru proiectanţii de

sisteme de producţie şi pentru manageri aflaţi pe diferite trepte ierarhice, în utilizarea eficientă

a sistemelor existente.

Obiectivele cursului

La sfâr şitul parcurgerii cursului de „ Proiectarea Sistemelor de Produc ţ ie”

studenţii vor fi capabili să:

stabilească tipologia unui sistem de producţie;

calculeze parametrii tehnico-economici pentru un sistem de fabricaţie; stabilească şi să aplice metoda optimă pentru creşterea eficienţei unui sistem de

fabricaţie;

să optimizeze fluxul de fabricaţie aplicând criterii tehnologice şi logistice.

Resurse şi mijloace de lucru

Parcurgerea unităţilor de învăţare aferente acestui curs nu necesită existenţa

unor mijloace sau instrumente de lucru.

Structura cursului

Cursul de „Proiectarea Sistemelor de Produc ţ ie” este structurat şase unităţi

de învăţare Fiecare unitate de învăţare cuprinde: obiective, aspecte teoretice

privind tematica unităţii de învăţare respective, exemple, teste de autoevaluare

precum şi probleme propuse spre discuţie şi rezolvare.

Cerinţe preliminare

Discipline necesare a fi parcurse şi eventual promovate înaintea disciplineicurente: Bazele Managementului şi Ingineria Sistemelor de Produc ţ ie;

Management Industrial .

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

3/83

2

Durata medie de studiu individual

Parcurgerea de către studenţi a unităţilor de învăţare ale cursului de

Proiectarea Sistemelor de Produc ţ ie (atât aspectele teoretice cât şi rezolvarea

testelor de autoevaluare şi rezolvarea problemelor propuse) se poate face în 4 ore

pentru fiecare unitate.

EvaluareaLa sfâr şitul semestrului, fiecare student va primi o notă compusă din:

– ponderea evaluării finale (examen): 50 %;

– ponderea proiectelor / colocvii de laborator:25%;

–

ponderea „Dosarului de casă” (cu rezolvarea testelor de evaluare /

autoevaluare): 25%.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

4/83

3

Cuprins

Introducere ................................................................................................................................. 1

Cuprins ....................................................................................................................................... 3

Unitatea de învăţare U1. Determinarea tipologiei producţiei în sistemele de producţie. ........... 5

U1.1. Introducere .................................................................................................................... 5

U1.2. Obiectivele unităţii de învăţare ..................................................................................... 5

U1.3. Principalii indicatori de evaluare a tipului producţiei. ................................................. 6

U1.4. Stabilirea tipologiei producţiei. .................................................................................... 8

U1.4.1. Metoda coeficientului de sicronizare. ................................................................... 8

U1.4.2. Metoda indicilor globali. ..................................................................................... 10

U1.5. Rezumat ...................................................................................................................... 14

U1.6. Test de autoevaluare a cunoştinţelor .......................................................................... 14

Unitatea de învăţare U2. Alegerea utilajelor şi a tehnologiilor de fabricaţie. .......................... 16

U2.1. Introducere .................................................................................................................. 16

U2.2. Obiectivele unităţii de învăţare ................................................................................... 16

U2.3. Alegerea utilajelor tehnologice. ................................................................................. 17

U2.4. Alegerea tehnologiilor de fabricaţie. .......................................................................... 19

U2.5. Rezumat ...................................................................................................................... 25

U2.6. Test de evaluare a cunoştinţelor ................................................................................. 25

Unitatea de învăţare U3. Sisteme de fabricaţie destinate producţiei de masă. ......................... 26

U3.1. Introducere .................................................................................................................. 26


U3.3. Principalele caracteristici ale producţiei de masă. ...................................................... 27

U3.4. Linii de fabricaţie tehnologice în flux. ....................................................................... 28

U3.4.1. Linii de fabricaţie rigide f ăr ă stocatoare. ............................................................. 29

U3.4.2. Linii de fabricaţie rigide cu stocatoare. ............................................................... 33

U3.5. Rezumat ...................................................................................................................... 37


Unitatea de învăţare U4. Sisteme de fabricaţie destinate producţiei de serie. ......................... 38

U4.1. Introducere .................................................................................................................. 38


U4.3. Structura sistemelor de fabricaţie destinate producţiei de serie. ................................ 39

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

5/83

4

U.4.4. Echilibrarea liniilor de fabricaţie în flux. .................................................................. 41

U4.5. Optimizarea amplasării utilajelor prin metoda gamelor fictive .................................. 46

U4.6. Rezumat ...................................................................................................................... 54


Unitatea de învăţare U5. Sisteme de fabricaţie destinate producţiei individuale (de unicate) . 55

U5.1. Introducere .................................................................................................................. 55


U5.3. Indicatori de evaluare a flexibilităţii .......................................................................... 56

U5.4. Componentele unui SFF ............................................................................................. 57

U5.5. Tehnologia de grup şi SFF ......................................................................................... 58

U5.6. Proiectarea SFF .......................................................................................................... 60

U5.6.1. Reguli de structurare a SFF ................................................................................. 64

U5.6.2. Ordonarea utilajelor tehnologice în SFF ............................................................. 66

U5.7. Optimizarea amplasării utilajelor prin metoda verigilor ............................................ 69

U5.8. Rezumat ...................................................................................................................... 74


Unitatea de învăţare U6. Sisteme de asamblare. Tipuri de sisteme de asamblare ................... 75

U6.1. Introducere .................................................................................................................. 75


U6.3. Noţiuni generale ......................................................................................................... 76

U6.4. Tipuri de sisteme de asamblare .................................................................................. 77

U6.5. Rezumat ...................................................................................................................... 80


Bibliografie. .............................................................................................................................. 82

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

6/83

5

Unitatea de învăţare U1. Determinarea tipologiei producţiei în

sistemele de producţie.

Cuprins

U1.1. Introducere ............................................................................................................ 5

U1.2. Obiectivele unităţii de învăţare ............................................................................. 5

U1.3. Principalii indicatori de evaluare a tipului producţiei. .......................................... 6

U1.4. Stabilirea tipologiei producţiei. ............................................................................. 8

U1.4.1. Metoda coeficientului de sincronizare. ..................................................... 8

U1.4.2. Metoda indicilor globali. ........................................................................ 10

U1.5. Rezumat .............................................................................................................. 14

U1.6. Test de autoevaluare a cunoştinţelor ................................................................... 14

U1.1. Introducere

Existenţa în cadrul întreprinderii a unui tip de producţie sau altul determină în

mod esenţial asupra metodelor de organizare a producţiei şi a muncii, a

managementului, a activităţii de pregătire a fabricaţiei noilor produse şi a

metodelor de evidenţă şi control a producţiei.

Tipul de producţie este o stare organizaţională determinată de nomenclatorul de produse ce urmează a fi prelucrat, volumul producţiei fabricate, gradul de

specializare al întreprinderii şi modul de deplasare a produselor de la un loc de

munca la altul.

U1.2. Obiectivele unităţii de învăţare

La sfâr şitul acestei unităţi de învăţare studenţii vor fi capabili să:

identifice principalii indicatori de evaluare a tipului producţiei;

determine valorile indicatorilor de evaluare a tipologiei producţiei ; stabilească tipologia producţiei în funcţie de valorile indicatorilor de evaluare a

tipologiei producţiei.

Durata medie de parcurgere a primei unităţi de învăţare este de 4 ore.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

7/83

6

U1.3. Principalii indicatori de evaluare a tipului producţiei.

Din cele de mai sus, se constată că tipul produc ţ iei are o influenţă major ă atât asupra

echipamentelor cât şi asupra sistemelor de fabricaţie.

Din punct de vedere al tipologiei sale producţia poate fi:- producţie individual ă (unicat) PI: foarte diversificată, discontinuă, imprevizibilă,

nerepetabilă şi instabilă;

- producţie de serie PS (în funcţie de mărime poate fi de serie mică, de serie mijlocie

sau de serie mare): destul de diversificată, repetabilă periodic, discontinuă, par ţial previzibilă

şi stabilă;

- producţie de masă PM: puţin diversificată, se desf ăşoar ă în flux aproape continuu,

complet previzibilă şi stabilă.

Principalii indicatori calitativi de evaluare a tipului de producţie sunt prezentaţi mai jos.

1. Stabilitatea produc ţ iei:

- PI: instabilă, imprevizibilă, nerepetabilă;

- PS: par ţial instabilă, previzibilă, repetabilă pe loturi;

- PM: stabilă pe 3-5 ani, previzibilă, repetabilă în serii mari.

2. Clien ţ ii:

- PI: cunoscuţi prin comenzi ferme;

- PS: cunoscuţi prin piaţa de desfacere;

- PM: necunoscuţi (neidentificaţi foarte clar pe segmente de piaţă).

3. Tehnologie:

- PI: fişă tehnologică aproximativă;

- PS: fişă tehnologică precisă;

- PM: plan de operaţii

4. Dotare cu utilaje:

- PI: utilaje universale clasice şi CNC, centre de prelucrare;

- PS: maşini specializate, maşini-unelte CNC, centre de prelucrare, sisteme flexibile de

fabricaţie SFF;

- PM: maşini semirigide şi rigide, maşini-unelte agregate, linii automate cu transfer.

5. Dotare cu SDV-uri:

- PI: SDV-uri universale şi foarte diverse;

- PS: SDV-uri cu specificitate şi diversitate adecvată, verificatoare orientate pe proces;

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

8/83

7

- PM: SDV-uri speciale.

6. Nivelul de calificare a operatorilor:

- PI: mediu şi înalt;

- PS: foarte înalt, policalificare;

- PM: redus, specializare pe activităţi simple.7. Asigurarea mentenan ţ ei:

- PI: cu nivel de calificare mediu, echipă mică omogenă, se acceptă staţionări pe

durate mai lungi;

- PS: cu nivel de calificare foarte ridicat, echipă eterogenă, intervenţii prompte pentru

reparaţii în timp redus;

- PM: cu nivel de calificare foarte ridicat, echipă mare eterogenă, intervenţii prompte

pentru reparaţii în timp foarte scurt.

8. Controlul fabrica ţ iei:- PI: manual, final la recepţia bucată cu bucată a pieselor;

- PS: manual, automat şi statistic, pe faze (în flux) şi final la recepţie;

- PM: automat în flux, statistic la recepţie.

9. Lansarea produc ţ iei:

- PI: pe bucată;

- PS: pe lot de fabricaţie;

- PM: pe serie de fabricaţie.

10. Conducerea operativă a produc ţ iei:

- PI: monitorizare cu periferice dispuse în atelier prin care se face colectare periodică a

informaţiei;

- PM: monitorizare cu supervizare continuă prin reţea de calculatoare;

- PM: dispecerizare clasică, discontinuă, periodică.

11. Continuitatea produc ţ iei:

- PI: discontinuă pe repere sau subansamble;

- PS: discontinuă pe loturi cu periodicitate prestabilită;

- PM: continuă.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

9/83

8

U1.4. Stabilirea tipologiei producţiei.

Tipul producţiei este determinat de un ansamblu de factori interdependenţi care

determină desf ăşurarea proceselor de producţie în spaţiu şi timp. Dintre aceşti factori, o

influenţă deosebită o au volumul anual al producţiei (planul de fabricaţie) şi timpiioperaţionali.

Tipul producţiei se poate determina la nivel de operaţie tehnologică sau la nivel de

întreg proces tehnologic.

De asemenea, trebuie precizat că tipul producţiei se poate determina prin mai multe

metode, fiecare presupunând calcularea unor indicatori.

U1.4.1. Metoda coeficientului de sicronizare.

Coeficientul de sincronizare pentru operaţia i, referitoare la un reper oarecare, se defineşte

prin relaţia:

opi

mSi t

TK = (U1.1)

în care: Tm este perioada medie a ciclului de lucru, în care se cere a fi fabricate piesele

aferente reperului şi se calculează cu relaţia (cunoscută):

j

ut/dm Q

TT = (U1.2)

În relaţia (U1.2), - Q j - reprezintă volumul anual al produc ţ iei pentru reperul j, iar timpul

disponibil pe un utilaj Td/ut , se determină cu relaţia (de asemenea cunoscută):

intssnlcd/ut k hn)z(zT ⋅⋅⋅−= [h/ut] (U1.3)

în care:

- zc - reprezintă numărul de zile calendaristice dintr-un an;- znl – numărul zilelor nelucr ătoare dintr-un an;

- ns – numărul de schimburi pe zi;

- hs – numărul de ore dintr-un schimb;

- k intr – coeficientul întreruperilor pentru reparaţii mici, întreţinere şi întreruperi

accidentale la grupa de utilaje j. În construcţia de maşini el are valoarea orientativă de 0,95.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

10/83

9

În funcţie de valorile lui K S, tipul producţiei pentru operaţia i va fi stabilit astfel: K S ≤ 1,

rezultă producţie de masă (M);

1< K S ≤ 10, producţie de serie mare (SMr);

1o< K S ≤ 20, producţie de serie mijlocie (SMj);

K S > 20, producţie de serie mică (SMc);K S >> 20, producţie de unicate (U);

Coeficientul de sincronizare, folosit adesea şi pentru organizarea producţiei, indică

propor ţia în care volumul producţiei, aferent unui reper, acoper ă cu activitate un post lucru,

corespunzător operaţiei tehnologice cerute de reperul respectiv.

Ţinând seama de toate operaţiile necesare pentru reperul j, se vor calcula coeficienţii

de sincronizare corespunzători fiecărei operaţii. În mod similar trebuie procedat pentru toate

reperele componente ale tuturor produselor şi se va completa un tabel ca în exemplul de mai

jos:

ExempleTabelul U1.1.

Nr.

operaţiei

Reperul 1 Reperul 2 Reperul j

K S Tip prod. K S Tip prod. K S Tip prod.

1 32,4 SMc 8,9 SMr

2 16,8 SMj 12,4 SMj

3 27,6 SMc 19,3 SMj

n 41 SMc 7,5 SMr

Pe baza tabelului, se poate stabilii tipologia producţiei (a ansamblului operaţiilor)

pentru fiecare reper.

Astfel, considerând n = 4, structura topologică a producţiei se poate centraliza

după modelul de mai jos:

Tabelul U1.2.

Reperul

Ponderile tipurilor de producţie [%]

M SMr SMj SMc U

1 0 0 25 % 75 % 0

2 0 50 % 50 % 0 0

j

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

11/83

10

Din tabel se constată, că pentru exemplul dat, Reperul 1 se pretează cel

mai bine pentru producţia de serie mică (SMc), pe când Reperul 2, conform

metodei coeficientului de sincronizare, se pretează în pondere egală atât pentru

producţia de serie mare (SMr) cât şi pentru producţia de serie mijlocie (SMj).

Presupunând că ambele repere apar ţin aceluiaşi grup, şi că există posibilitatea prelucr ării lor pe acelaşi sistem de fabricaţie, se pune problema

determinării tipului de producţie care este cel mai adecvat pentru acest sistem.

Dacă, spre exemplu, Reperul 1 se cere a fi fabricat în volumul anual Q1,

iar Reperul 2 în volumul Q2, ponderea globală a fiecărui tip de producţie, pentru

cele două repere ale exemplului anterior, se va calcula cu relaţiile:

0QQ

Q0Q0P

21

21M =

+

×+×=

21

21SMr QQ

Q5,0Q0P+

×+×=

21

21SMj QQ

Q5,0Q25,0P

+

×+×=

21

21SMc QQ

Q0Q75,0P

+

×+×=

0QQ

Q0Q0P

21

21U =

+

×+×=

Pentru sistemul de fabricaţie se va adopta structura tipologică cu ponderea cea

mai mare..

U1.4.2. Metoda indicilor globali.

Prin această metodă permite evaluarea stabilităţii şi diversităţii fabricaţiei. Alături de

Metoda coeficientului de sincronizare, care este mai detaliată deoarece porneşte de la

operaţiile previzionate, metoda indicilor globali ofer ă, de asemenea, o bază pentru luarea

deciziei privitoare la tipologia producţiei.Evaluarea se face prin coeficienţi specifici, pornind de la cerere spre prelucrare, la nivel

agregat. Sunt caracterizate distinct cele trei etape (procese) generale: livrare (concordantă cu

cererea), asamblare şi prelucrare, f ăr ă detalierea până la nivel de operaţii individuale.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

12/83

11

a. Coeficienţii pentru livrare:

Coeficientul continuit ăţ ii în livrare

11

1LK 1

−= (U1.4)

în care: L este numărul lunilor de livrare/an.În funcţie de valorile lui K 1, tipul producţiei în funcţie de continuitatea livr ărilor va fi

K 1 = 1, rezultă producţie de masă (PM);

0,75< K 1 < 1, producţie de serie mare (PSMr);

0,25< K 1 ≤ 0,75, producţie de serie mijlocie (PSMj);

0< K 1 ≤ 0,25, producţie de serie mică (PSMc);

K 1 = 0, producţie de unicate (PU);

Coeficientul stabilit ăţ ii livr ărilorK 2 = durata minimă dintre două livr ări consecutive ale aceluiaşi produs

În funcţie de valorile lui K 2, tipul producţiei în raport cu stabilitatea livr ărilor va fi

apreciată astfel:

K 2 < să ptămână şi constant, → PM

K 2 < lună şi constant,→ PSMr

K 2 > lună şi variabil,→ PSMj

K 2 > trimestru şi variabil,→ PSMc

K 2 > 6 luni şi variabil,→ PU

Coeficientul neuniformit ăţ ii livr ărilor

max

mmax3 PLP

PLPLPK

−= (U1.5)

în care:

PLPmax- este producţia lunar ă planificată maximă (conform cererii) [buc/an].

mPL - este producţia lunar ă planificată medie (conform cererii) [buc/an].

În funcţie de K 3, tipul producţiei va fi:

K 3 ≤ 0,2, → PM

K 3 ≤ 0,4, → PSMr

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

13/83

12

K 3 ≤ 0,6, → PSMj

K 3 ≤ 0,8, → PSMc

K 3 ≤ 1, → PU

b. Coeficienţii pentru asamblare:

Dintre cei trei coeficienţi utilizabili (care dau, de altfel, rezultate similare) pentru

stabilirea tipologiei procesului de asamblare, cel mai utilizat este

Coeficientul ritmului mediu de asamblare

El este inversul coeficientului de sincronizare:

SA

4

K

1K = (U1.6)

unde: K SA – este coeficientul de sincronizare pentru procesul de asamblare privit ca proces

agregat. El se calculează în mod similar cu coeficientul de sincronizare la prelucrare,

prezentat în cursul precedent. Timpul operaţional este reprezentat aici de durata medie

preliminar ă (totală) în care se montează o unitate de produs.

În funcţie de coeficientul ritmului mediu de asamblare K 4, tipul procesului de montaj va fi:

K 4 >> 1, → PM

K 4 > 1, → PSMr

K 4 ≤ 1, → PSMj

K 4 < 1, → PSMc

K 4

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

14/83

13

unde: K SP – este coeficientul de sincronizare pentru procesul de prelucrare privit ca proces

agregat. El se calculează în mod similar cu coeficientul de sincronizare pentru o operaţie

oarecare, prezentat în cursul precedent. Timpul operaţional este reprezentat aici de durata

medie totală în care se prelucrează o unitate de produs.

Valorile utilizate pentru stabilirea tipului de proces de prelucrare sunt similare cu cele pentru K 4.

ExempleFolosind metoda indicilor globali, să se analizeze forma de organizare a producţiei

de motoare şi să se stabilească tipul acesteia, ştiind că cererea defalcată pe luni este

cea din tabelul de mai jos. Livr ările se fac să ptămânal şi se lucrează în două

schimburi. Durata medie a montajului unui motor este de o or ă şi 30 minute, iar

durata prelucr ării tuturor pieselor este de 2 ore.

Luna 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Buc. 2015 2175 2448 2031 1892 2063 2311 2010 2202 2450 2466 2505

Rezolvare:

Din tabel se calculează:

Cererea anuală (volumul total): Q = 26 568 Buc.

Cererea medie lunar ă (producţia lunar ă media) : m PL = 2214 Buc

PM111

112

K 1 ⇒=

−

=

K 2 < să ptămână şi constant ⇒ PM

PM2,012,02505

22142505K 3 ⇒

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

15/83

14

U1.5. Rezumat

Tipul producţiei este determinat de un ansamblu de factori interdependenţi

care determină desf ăşurarea proceselor de producţie în spaţiu şi timp. Dintre aceşti

factori, o influenţă deosebită o au volumul anual al producţiei (planul de fabricaţie)şi timpii operaţionali.

Tipul producţiei se poate determina la nivel de operaţie tehnologică sau la

nivel de întreg proces tehnologic.

U1.6. Test de autoevaluare a cunoştinţelor

Să se determine tipul de organizare şi caracterul producţiei prin metoda

coeficientului de sincronizare pentru fabricaţia unei familii de batiuri (A, B, C)

pentru maşini – unelte, în cantit

ăţile: Q

A=800 buc/an, Q

B=120 buc/an, Q

C=400

buc/an, în condiţiile unui timp disponibil Td=3568 ore/an, cu datele din tabelul de

mai jos:

Denumire OTi Tip UTi top j [ore/buc]

A B C

Strunjire Strung carusel 2 8 13

Frezare Freză portal 10 53 40

Rabotare Raboteză cu masă mobilă 3 10 15

Găurire-Alezare Maşină alezat-frezat 5 14 51Rectificare plană Maşină rectificat plan 6 10 12

Rezolvare:

Denumire OTi top j [ore/buc] K s Tip producţie

A B C A B C A B C

Strunjire 2 8 13 2,23 3,72 0,69 SMr SMr M

Frezare 10 53 40 0,45 0,56 0,22 M M M

Rabotare 3 10 15 1,49 2,97 0,59 SMr SMr M

Găurire-Alezare 5 14 51 0,89 2,12 0,18 M SMr M

Rectificare plană 6 10 12 0,74 2,97 0,74 M SMr M

46,4800

3568TmA == ore/buc

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

16/83

15

73,29120

3568TmB == ore/buc

92,8400

3568TmC == ore/buc

Ponderile tipurilor de producţie:

ReperulPonderile tipurilor de producţie [%]

M SMr

A 60 40

B 20 80

C 100 0

60100x

5

3PMA == [%]

20100x5

1PMB == [%]

100100x5

5PMA == [%]

Ponderea globală a producţiei de masă:

69100x400120800

400x1120x2,0800x6,0PgM =

++

++= [%]

Cum PgM=0,69>0,50 se adoptă producţia de masă pentru fabricaţia întregii

familii.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

17/83

16

Unitatea de învăţare U2. Alegerea utilajelor şi a tehnologiilor de

fabricaţie.

Cuprins

U2.1. Introducere .......................................................................................................... 16

U2.2. Obiectivele unităţii de învăţare ........................................................................... 16

U2.3. Alegerea utilajelor tehnologice. .......................................................................... 17

U2.4. Alegerea tehnologiilor de fabricaţie. ................................................................... 19

U2.5. Rezumat .............................................................................................................. 25

U2.6. Test de evaluare a cunoştinţelor .......................................................................... 25

U2.1. Introducere

Alegerea unei tehnologii de fabricaţie, de regulă dintre mai multe tehnologii

utilizabile, se face simultan cu precizarea grupei de utilaje utilizabile, chiar dacă,

într-o primă fază, tipul şi marca utilajului nu sunt încă precizate. O alegere a

tehnologiei, adică a metodei de fabricaţie, f ăr ă precizarea grupei de utilaje, adică a

mijloacelor capabile să o realizeze, este lipsită de sens.

A alege tehnologia şi utilajele de fabricaţie a unui produs presupune precizarea

dotărilor necesare la fiecare post de lucru şi a metodelor de operare

corespunzătoare.



calculeze costurile totale influenţate de tehnologie;

aleagă pe baza costurilor totale influenţate de tehnologie utilajul corespunzător;

să stabilească utilajul optim pe baza performanţelor tehnice;


8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

18/83

17

U2.3. Alegerea utilajelor tehnologice.

Dotarea optimă a sistemului de fabricaţie presupune compararea variantelor de utilaje

necesare cu, dotări diferite şi de la firme diferite, pe criterii de cheltuieli orare maşină şi parametrii de rentabilitate.

Trebuie precizat că prima cerinţă care trebuie îndeplinită de un utilaj tehnologic,

pentru a putea fi introdus în sistem, este aceea a permite prelucrarea tuturor reperelor din

planul de fabricaţie, care sunt destinate a fi procesate pe postul de lucru aferent. De fapt, sunt

mai multe cerin ţ e de natur ă tehnică.

Este vorba de: lungimile curselor, spaţiul de lucru, for ţele limită de aşchiere, viteze de

aşchiere, vitezele deplasărilor rapide, număr de scule din magazinul de scule, dotări privind

monitorizarea şi controlul fabricaţiei, fiabilitate, etc.Presupunând că aceste cerinţe sunt îndeplinite se vor aplica criterii tehnico-economice

de diferenţiere. Metoda cea mai frecventă este metoda costurilor orare.

Metoda constă în calculul: timpului de utilizare, costurilor orare, parametrilor de

rentabilitate şi apoi de luare a deciziei.

Prezentarea metodei se va face exemplificând prin analiza a două variante de utilaje

(ele sunt de regulă mai multe):

- Varianta A: strung CNC cu deservire manuală;

- Varianta B: strung CNC cu deservire automată.

ExempleCalculul timpului de utilizare

Timp de utilizare teoretic / zi

Nr.

crt.Elemente de calcul Calcul Varianta A Varianta B

1 Intervalul de timp defuncţionare

ora 600

- 2320

1040 min 1040 min

2 Pauză (15+35+30) min 80 min 0

3 Timp de lucru (1)-(2) 960 min 1040 min

4 Timp de repaus 8% din (3) 80 min 0

5 Timp odihnă şi necesităţi

fireşti

5% din (3) – (4) 44 min 0

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

19/83

18

6 Timp teoretic de utilizare

[min]

(3)-(4)+(5) 836 min 1040 min

7 Timp teoretic de utilizare

[ore]

(6)/60 13,93 ore 17,33 ore

Timp de utilizare teoretic / an

Nr.

crt.Elemente de calcul Calcul Varianta A Varianta B

8 Zile plătite / an 52 să pt ×5 zile 260 z 260 z

9 Zile neproductive / an2 × 52 + sărb.

legale +concediu138 z 138 z

10 Zile productive / an 365-(9) 225 z 225 z

11 Timp teoretic de utilizare / an (10) × (7) 3134 ore 3899 ore

Timp efectiv de utilizare / an

Nr.

crt. Elemente de calcul Calcul Varianta A Varianta B

12 Timp de întreţinere / an 3 % din (11) 94 ore 129 ore

13 Timpi tehnici de oprire / an 5 % din (11)-(12) 152 ore 226 ore

14 Timp de utilizare / an (11)-(12)+(13) 2888 ore 3544 ore

Calculul costurilor orare şi a parametrilor de rentabilitate

Nr.

crt.Tip de cheltuieli Calcul Varianta A Varianta B

1 Inveestiţie - 400.000 480.000

2 Amortizare calculată 10% din (1) 40.000 48.000

3 Dobânzi calculate 4% din (1) 16.000 19.200

4 Cheltuieli cu spaţiile 25 m2 × 110 um/m2 2.750 3.300

5 Salarii inclusiv 7% CAS15,75 um/h × 16 h/zi ×

260 zile/an65.520 65.520

6 Cheltuieli generale pentru

maşini (partea const.)din normativ 17.025 17.025

7 Cheltuieli de exploatare (2)+(3)+(4)+(5)+(6) 141.295 153.045

8 Timp de utilizare/an Poz. 14, tabel prec. 2.888 3.544

9 Cheltuieli de întreţinere 0,0015%h × (1) × (8) 17.328 25.517

10 Cheltuieli cu sculele 4,5 um/h × (8) 12.996 15.948

11 Cheltuieli cu energia 45 kW × 0,18 um/kWh × 11.696 15.948

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

20/83

19

(8) × 0,5

12 Cheltuieli generale pentru

maşini (partea var.)

din normativ

1,68 um/h × (8)4.852 5.954

13 Cheltuieli de exploatare (9)+(10)+(11)+(12) 46.872 63.367

14 Cheltuieli cu capacitatea

de producţie(7)+(13) 188.167 216.412

15 Cheltuieli orare maşină (14)/(8) 65,16 61,06

16 Economii anuale ((15A)-(15B))×(8B) 14.530

17 Recuperare capital/an (16)+((2B)-(2A)) 22.530

18 Timp de amortizare ((1B)-(1A))/(17) 3,6 ani

19 Rentabilitatea relativă (16)/((1B)-(1A)) 18,2%

Decizia: este oportună achiziţionarea unui strung NC cu deservire

automată.

U2.4. Alegerea tehnologiilor de fabricaţie.

Metoda costurilor influen ţ ate de tehnologie şi dotare.

Metoda este utilizată în faza de proiectare şi, desigur, poate fi folosită şi pentru decizia

de modernizare prin retehnologizare. Ea nu vizează numai realizarea investiţiei minime şi a

termenului minim de livrare ci şi costuri de exploatare minime.

Modelul matematic al costurilor influenţate foloseşte următoarele principii:

• împăr ţirea costurilor de prelucrare în constante şi variabile;

• acceptarea variaţiei liniare (propor ţionale) pe întreaga capacitate de producţie;

• compararea diferitelor procedee de prelucrare sau variante de dotare se face prin

însumarea grafică a variaţiilor propor ţionale a efectelor par ţiale ale diferitelor faze de

prelucrare până la obţinere unui nivel constant, echivalent şi global al procesului

pentru toate variantele analizate.

Se poate constata că primele două principii sunt extrase din metodele generale de

calcul al costurilor de producţie. Trebuie precizat că aici ele vizează tehnologia, utilajul,

sculele şi dispozitivele.

Costurile totale influen ţ ate de tehnologie şi de dotare, se calculează cu relaţia:

tvtf tinf CCC += [um/an] (U2.1)

în care:

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

21/83

20

- Cf t – sunt costurile fixe totale (cu tehnologia şi dotarea) [um/an]

- Cv t – sunt costurile variabile totale (cu tehnologia şi dotarea) [um/an]

În continuare se prezintă relaţiile de calcul ale celor două componente.

1. Costurile fixe totale:

( )R A100

ICCC vR Atf +=+= [um/an] (U2.2)

în care:

- CA - costul amortismentului anual al utilajului [um/an];

- CR – costul anual al reparaţiilor utilajului [um/an];

- Iv - valoarea de achiziţie (de inventar sau de înlocuire) a utilajului, inclusiv a

echipamentelor complementare, actualizată în [um/bucUT];

- A,- cota anuală de amortizare din normativ, în funcţie de TA [ani], durata deamortizare din normativ, în [%];

- R – cota medie anuală a reparaţiei planificate a utilajului, în [%]. Această cotă este

prevăzută în specificaţia tehnică a acesteia.

Dacă metoda este utilizată pentru decizia de modernizare, atunci, pentru utilajele

existente în dotare, R se corectează cu influenţa uzurii, astfel că:

( )ew1R R ⋅+= [um/an]

în care R este cota medie anuală de reparaţie a utilajului nou (pentru e=0), R e – aceeaşi cotă

de reparaţii a utilajului după e ani de exploatare, w = 0,01....0,05 – coeficient de corecţie

anuală a cheltuielilor de exploatare provocate de uzarea utilajului, e = 1, ... , TA – numărul

anilor de exploatare a utilajului.

2. Costurile variabile totale

pc

cvutopvutvuptv n

TCQtCQCQC ⋅⋅=⋅⋅=⋅= [um/an] (U2.3)

în care:

- Tc [min/ciclu] este perioada ciclului de lucru;

- n pc – numărul de piese prelucrate simultan într-un ciclu de lucru;

- Q [buc/an] este volumul anual al producţiei realizat cu utilajul respectiv;

- top [min] este timp operaţional (norma tehnică de timp);

- Cvut [um/min] sunt costurile variabile de funcţionare pe unitatea de timp;

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

22/83

21

- Cvup [um/buc] sunt costurile variabile de funcţionare pe unitatea de produs;

În cazul în care se are ca obiectiv realizarea unui grad de utilizare (încărcare) de 100%

a utilajului tehnologic, atunci Q devine Qmax şi se calculează cu relaţia:

c

af max

T

60QQ

τ⋅== [buc/an] (U2.4)

în care: af τ - este timpul mediu anual de funcţionare a utilajului [ore/an], conform normativ,

calculat conform metodei costurilor orare sau cu expresia:

CUT

R banaf

t

TMBF

d1F

τ−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=τ [ore/an] (U2.5)

în care:

- Fan este fondul anual nominal de timp [ore/an],

- bd - durata medie statistică a blocajelor [ore/blocaje],

- TMBF – timpul mediu de bună funcţionare a utilajului [ore/an],

- tR – durata reparaţiilor preventive planificate dintr-un ciclu de reparaţii [ore/ciclu],

- τCUT – durata ciclului de funcţionare între două reparaţii capitale [ore/ciclu].

τCUT = 2 ani pentru UT cu utilizare intensivă în condiţii grele

3 ani pentru UT cu utilizare normală în condiţii medii

4 ani pentru UT cu utilizare intensivă în condiţii uşoare

⎪⎭

⎪⎬⎫

R

b

t

TMBFd

din normative, statistic sau din literatura de specialitate

Parametrul care mai trebuie calculat în relaţiile (3) este Cvut (costurile variabile de

func ţ ionare pe unitatea de timp). Acestea se calculează astfel:

DsmeiVut CCCCCC ++++= [um/an] (U2.6)

Parametrii care intervin în relaţia (U2.6) sunt:

Ci costul unitar cu întreţinerea utilajului [um/min],

Ce – costul unitar al energiei de acţionare [um/min],

Cm – costul unitar al manoperei de fabricaţie [um/min],

Cs – costul unitar al consumului de scule [um/min],

CD – costul unitar al consumului de dispozitive [um/min],

Calculul acestora se face astfel:

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

23/83

22

Ci costul unitar cu între ţ inerea utilajului , exprimat prin:

af

vi

R IC

τ

⋅⋅γ = [um/min] (U2.7)

în care; Iv şi R au semnificaţia din relaţia (U2.2) iar γ este un coeficient de întreţinere a

utilajului în funcţie de complexitatea lui, conform tabelului următor:

Acţionare/Comandă γ

electromecanic / electric 0,05

hidromecanic / electric 0,06

electromecanic / electronic 0,07

Ce – costul unitar al energiei de ac ţ ionare [um/min],

NCe ⋅α= [um/min] (U2.8)

în care α este costul unitar al puterii electrie consumate [um/kwh], N – puterea nominală

instalată a utilajului [kW].

Cm – costul unitar al manoperei de fabrica ţ ie [um/min],

Sk C sm ⋅= [um/min] (U2.9)

în care k s – coeficient de salarizare, în funcţie de complexitatea UT şi tipul deservirii, conform

tabelului următor:

Tabelul U2.1

Tipul UTiTipul deservirii [om/UT]

4/1 3/1 2/1 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5

universale 4,77 3,60 2,70 1,40 0,82 0,62 0,53 0,44

semiautomate 4,82 3,66 2,75 1,45 0,87 0,68 0,59 0,50

automate (speciale) 4,95 3,78 2,88 1,58 1,00 0,80 0,71 0,62

S [um/or ă] – salariu orar (manopera orar ă) în funcţie de categoria de încadrare a lucr ării

prestate.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

24/83

23

Cs – costul unitar al consumului de scule [um/min],

sss nCC ⋅⋅= [um/min] (U2.10)

sCr

- costul mediu al unei scule [um/min, sculă] în funcţie de tipul sculei şi durabilitate,

materialul sculei şi materialul prelucrat, din tabelul următor;

Tabelul U2.2

Tip sculă Materi

al sculă

Materialul prelucrat

oţel fontă Acelaşi tip

de

prelucrare

Diferite

prelucr ări

cu diferite

scule

degroşare finisare degroşare finisare

CuţitOR 3,4 3,0 3,1 2,7 3,0 3,3

CM 3,6 3,2 3,6 3,2 3,4

Burghiu

Tarod

OR 9,3 9,3 5,2 5,2 7,2 7,9

CM - - 9,4 9,4 9,4

Alezor

Adâncitor

OR 9,8 9,8 7,6 7,6 8,7 9,3

CM 11,7 11,7 9,0 9,0 10,4

Freză OR 8,8 8,8 6,3 6,3 7,5 8,8

CM 10,4 10,4 10,0 10,0 10,1Freză melc OR 19,5 19,5 12,0 12,0 - 15,8

Cuţit roată OR 21.9 10,9 - - - 16,4

Broşă OR - - - - - 22,5

Scule de

rectificat

Abraz. 8,9 20,1 4,9 7,6 - 6,1

Alte scule

OSC 5,0 4,0 4,5 3,0 4,0 8,0

OR 10,0 8,0 9,0 7,5 8,0

CM 15,0 12,5 15,0 12,5 14,0

în care: OR – oţel rapid, OSC – oţel de scule, CM – carburi metalice.

sn - numărul mediu de scule care lucrează simultan într-un ciclu de lucru,

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

25/83

24

CD – costul unitar al consumului de dispozitive [um/min],

DD T62

IBC

⋅

⋅= ν [um/min] (U2.11)

Β – coeficient de cost al dispozitivului:Tip acţionare al

dispozitivului

Tipul maşinii-unelte

universală semiautomată automată

mecanic 0,04 0,06 0,08

pneumatic 0,06 0,08 0,10

hidraulic 0,08 0,10 0,12

TD [ore] – durata de serviciu a dispozitivului:

Tip dispozitiv Greut.Disp./Greut.UTDurata de serviciu

TD [ore]

Mare >1/50 22.000

Mijlociu 1/50 - 1/100 14.500

Mic

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

26/83

25

Fig. U2.1. Variaţia costurilor totale influenţate în funcţie de volumul producţiei

şi numărul de utilaje de acelaşi tip

Pentru Q < Qmax variaţia C infl t este liniar ă. Numărul salturilor Cf t este egal cu numărul de

utilaje UT necesar realizării capacităţii de producţie planificată.

U2.5. Rezumat

Alegerea oricărui echipament este condiţionată de doi factori majori: costuri de

fabricaţie adecvate aplicaţiei şi îndeplinirea în totalitate a cerinţelor de natur ă

tehnică. În producţia de bunuri sau servicii uzuale, de cele mai multe ori acţionează

cerinţa de costuri minime de fabricaţie.

Metoda costurilor influenţate de tehnologie este utilizată în faza de proiectare

şi, desigur, poate fi folosită şi pentru decizia de modernizare prin retehnologizare. Ea

nu vizează numai realizarea investiţiei minime şi a termenului minim de livrare ci şi

costuri de exploatare minime.

U2.6. Test de evaluare a cunoştinţelor

Pentru fabricarea unui reper cerea pe piaţă este de 4000 de bucăţi pe an. Se

va lucra 250 de zile, pe durata unui schimb. Să se stabilească, inclusiv printr-o

reprezentare grafică, cea mai bună soluţie de dotare dintre două tipuri de utilaje,

cunoscând următorii parametrii:

UT1:

- costuri fixe anuale: 20.000 u.m.;- costurile variabile pe unitatea de timp: 100 um/ora;

- prelucrarea unei unităţi de produs se face în 0,6 ore.

UT2:

- costuri fixe anuale: 40.000 u.m.;

- costurile variabile pe unitatea de timp: 130 um/ora;

- prelucrarea unei unităţi de produs se face în 0,4 ore.

În oricare dintre variante nu există posibilitatea prelucr ării simultane a mai

multor unităţi de produs.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

27/83

26

Unitatea de învăţare U3. Sisteme de fabricaţie destinate producţiei

de masă.

Cuprins

U3.1. Introducere .......................................................................................................... 26


U3.3. Principalele caracteristici ale producţiei de masă ............................................... 27

U3.4. Linii de fabricaţie tehnologice în flux ................................................................. 28

U3.4.1. Linii de fabricaţie rigide f ăr ă stocatoare ................................................. 29

U3.4.2. Linii de fabricaţie rigide cu stocatoare ................................................... 33

U3.5. Rezumat .............................................................................................................. 37


U3.1. Introducere

Producţia de masă se caracterizează prin faptul că ea este puţin diversificată, se

desf ăşoar ă în flux aproape continuu şi stabil, fiind complet previzibilă.

Pentru asigurarea eficienţei sistemului de producţie şi realizarea cotei de piaţă

necesare se impune condiţia proiectării unui sistem care să asigure productivitate

cât mai mare, în condiţii de cheltuieli minime de investiţie şi exploatare.



identifice caracteristicile producţiei de masă;

recunoască o linie de fabricaţie rigidă;

calculeze gradul de autonomie, ritmul de livrare, gradul de utilizare efectivă

pentru o linie de fabricaţie rigidă;

identifice posibilităţile de creştere a eficienţei unei linii în flux prin introducerea

stocatoarelor.


8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

28/83

27

U3.3. Principalele caracteristici ale producţiei de masă.

Produc ţ ia de masă (PM) se caracterizează prin faptul că ea este puţin diversificată, se

desf ăşoar ă în flux aproape continuu şi stabil, fiind complet previzibilă.

Structura şi funcţionarea sistemelor de fabricaţie destinate PM se remarcă prin:- producţie stabilă pe 3 – 5 ani, repetabilă în serii foarte mari;

- clienţi necunoscuţi (neidentificaţi foarte clar pe segmente de piaţă);

- tehnologii detaliate prin planuri de operaţii;

- utilaje de fabricaţie semirigide şi rigide, adaptate la reper;

- SDV-uri speciale;

- nivelul de calificare a operatorilor redus, specializare pe operaţii simple;

- nivelul de calificare a foarte ridicat al echipei de mentenanţă, pregătită pentru

intervenţii prompte şi reparaţii în timp foarte scurt;- controlul fabricaţiei se face automat în flux sau statistic la recepţie.

Pentru asigurarea eficienţei sistemului de producţie şi realizarea cotei de piaţă

necesare se impune condiţia proiectării unui sistem care să asigure productivitate cît mai

mare, în condiţii de cheltuieli minime de investi ţ ie şi exploatare.

La nivel de utilaj, aceste condiţii sunt asigurate de utilaje tehnologice speciale

(orientate pe reper, care prelucrează o singur ă tipodimensiune de piesă) şi specializate

(prelucrează câteva tipodimensiuni dintr-o familie de repere).

Cele speciale ( se mai numesc şi maşini monoopera ţ ie) sunt simple din punct de

vedere constructiv (investi ţ ie mică), foarte productive (cheltuieli de exploatare mici) şi sunt de

regulă cu ciclu rigid .

Cele specializate sunt prevăzute cu elemente de adaptare la schimbarea reperului, de

obicei prin schimbarea unor dispozitive (capete multiax, matriţe, scule profilate, etc), lungimi

de curse, viteze, tura ţ ii, f ăr ă a se putea interveni semnificativ în desf ăşurarea ciclului de lucru.

La nivel de sistem, din punct de vedere al organizării fluxurilor materiale şi al

dispunerii utilajelor tehnologice, aceleaşi cerinţe de eficienţă (de investiţie şi de exploatare)

arată că cea mai oportună configuraţie este cea sub forma liniilor de fabrica ţ ie în flux.

Acestea au specific dispunerea posturilor de lucru în ordinea strictă a operaţiilor

tehnologice. De regulă, pentru prelucrare completă, semifabricatul parcurge toate posturile de

lucru, f ăr ă a putea ocoli un eventual post de lucru defect sau supraîncărcat.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

29/83

28

U3.4. Linii de fabricaţie tehnologice în flux.

Liniile tehnologice în flux sunt sisteme de maşini la care există unul sau mai multe

posturi de lucru, sau grupuri de posturi de lucru (agregate), care au batiuri proprii, fiind legate

printr-o logistică specifică. Se identifică o ordine a operaţiilor tehnologice, iar PL şi utilajeleaferente sunt dispuse după această ordine.

Sistemele de ma şini, se clasifică după două criterii.

a. după rigiditatea ciclului sistemele de maşini pot fi:

- sisteme rigide, compuse din maşini-unelte speciale sau specializate;

- sisteme semirigide (par ţ ial rigide), compuse în majoritate din maşini specializate şi

eventual un număr de utilaje universale;

- sisteme semiflexibile (par ţ ial flexibile), compuse din unele maşini specializate şi un

număr semnificativ de utilaje universale;- sisteme flexibile, compuse din utilaje în marea lor majoritate universale.

În fiecare grupă, din punct de vedere al flexibilităţii, logistica aferentă are atribute

similare cu utilajele tehnologice.

Liniile de fabricaţie destinate producţiei de masă sunt şi se numesc linii de fabrica ţ ie

rigide.

b. după gradului de automatizare al mişcărilor logistice, sistemele de maşini pot fi:

- neautomate: toate mişcările logistice sunt realizate manual sau cu ajutorul unor

mijloace simple acţionate manual;

- mecanizate: transferul (Tf), alimentarea (A), prinderea în dispozitiv, iniţierea ciclului

de lucru, eliberarea din dispozitiv şi evacuarea (E) se efectuează manual, iar transportul între

maşini este mecanizat, de tip: conveior cu role, conveior cu bandă, cu lanţ, sau alte mijloace

care transportă semifabricatele în zona posturilor de lucru;

- semiautomate (par ţ ial automatizate): numai alimentarea, fixarea în dispozitiv şi

iniţierea ciclului sunt manuale, celelalte fiind executate automat;

- automate: toate mişcările, atât cele ale ciclului de lucru cît şi cele din afara acestuia,

se execută automat. Dacă aceste sisteme de maşini sunt linii de fabricaţie rigide atunci ele se

mai numesc şi linii automate de transfer.

De regulă, la ora actuală, mişcările de generare ale utilajelor tehnologice, care compun

sistemele de maşini, se execută automat. Nu se exclude total posibilitatea existenţei unor

maşini cu comandă manuală, sau a unor PL cu activităţi manuale.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

30/83

29

Unul dintre dezavantajele sistemelor rigide este dat de faptul că apariţia unui refuz în

funcţionare, al oricăruia dintre componentele sale, conduce la blocarea întregului sistem. În

aceste condiţii, ameliorarea indicatorilor de performan ţă ale sistemului constă în crearea unei

autonomii relative în funcţionarea acestuia, prin introducerea stocatoarelor în structura

sistemului. Refuzul în func ţ ionare este întreruperea funcţionării (oprirea) sistemului, provocată de

oricare cauză: defectări, reglaje, reparaţii, lipsă de energie, lipsă de semifabricate, lipsă de

scule, etc.

Autonomia este capabilitatea sistemului de a funcţiona integral (întregul sistem) sau

par ţial (anumite PL sau sectoare ale sistemului), în condiţii de refuzuri în funcţionare a unor

componente, provocate de cauze interne sau externe sistemului. Ea se evaluează prin gradul

de autonomie, care este dat de:

TUT

UTFR a N

NG = (U3.1)

în care:

- NUTFR – este numărul utilajelor tehnologice care funcţionează în timpul refuzului;

- NTUT – este numărul total al utilajelor tehnologice din sistem.

Stocatorul are rolul de acumulare tranzitorie sau temporar ă a semifabricatelor, pe care

le livrează în sistem în timpul refuzurilor în funcţionare.

U3.4.1. Linii de fabricaţie rigide f ără stocatoare.

Se compun din utilaje individuale şi maşini-unelte agregat dispuse strict în ordinea

operaţiilor şi legate printr-o logistică specifică. De regulă posturile de lucru sunt dispuse pe

direcţia de transport, astfel încât mişcările de transport şi cele de transfer coincid, ca în figura

de mai jos.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

31/83

30

Transferul Tf este de tip sincron (se execută simultan între posturile de lucru vecine),

fiind unisens, având pasul constant p. El are loc după ce în toate posturile de lucru prelucr ările

s-au finalizat.

După fiecare mişcare de transfer, în postul de evacuare E se recepţionează o piesă

finită.

Perioada teoretică a ciclului de lucru va fi:

Tf maxopCLt ttT += [ut/buc] (U3.2)

în care:

- top max – este timpul operaţional maxim, cel care se realizează în postul de lucru cu

cel mai mare timp operaţional;

- tTf – este durata mişcării de transfer (aici fiind şi mişcare de transport).

Perioada teoretică este definită pentru o funcţionare ideală, f ăr ă refuzuri în funcţionare

(blocaje).

În funcţionarea reală a liniei (cu blocaje), un refuz în funcţionare, al oricărui post

lucru, provoacă blocarea întregii linii de fabricaţie. Se defineşte perioada real ă a ciclului de

lucru Tr CL, ca fiind intervalul de timp mediu, în care, în condiţii reale de lucru, la ieşirea din

sistem se obţine o piesă finită.

Perioada reală este observabilă prin analiza funcţionării sistemului pe o perioadă mai

lungă de timp (o lună, 6 luni, un an). Se calculează cu:

PL1 PL2 PL3 PLn

UT1 UT3 UTn

UT2 (MUAg)

A

Tf (Tp)

pUL

E

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

32/83

31

b bCLtPOf

POdCLr tf TQ

TT ⋅+== [ut/buc] (U3.3)

în care:

- Td PO – este timpul disponibil în perioada de observaţie;- Qf PO – este numărul de piese finite fabricate de linie în perioada de observaţie;

- f b – este frecvenţa blocajelor pe ciclu (raportul dintre numărul blocajelor din

perioada de observaţie şi Qf PO);

- bt - durata medie a unui blocaj (raportul dintre durata totală a tuturor blocajelor din

perioada de observaţie şi numărul acestora din aceeaşi perioadă).

Frecven ţ a de livrare [buc/ut], este, desigur, inversul perioadei (teoretice sau reale) şi

caracterizează productivitatea acesteia.

Gradul de utilizare efectivă (se mai numeşte disponibilitate relativă) a liniei va fi:

CL bCLt

CLt

CLr

CLtU TT

T

T

TG

+== (U3.4)

în care:

b bCL b tf T ⋅= este durata medie a unui blocaj pe ciclu.

Parametrul complementar, defectabilitatea relativă va fi la rândul său:

UCL bCLt

CL b

CLr

CL b

R G1TT

T

T

T

D −=+== (U3.5)

Un alt parametru important pentru performanţa liniilor rigide (şi, de altfel, pentru orice

sistem de fabricaţie) este costul total al unei unit ăţ i de produs.

ExempleO linie automată de transfer execută 2 000 de piese prin operaţiile consecutive

date de tabelul de mai jos:

PL Operaţia tehnologică (OT) top [min/up] Numărul

defectărilor

PL1 Alimentarea cu Sf 0,40 0

PL2 Frezare suprafaţă superioar ă 0,85 22

PL3 Frezare laterală 1,10 31

PL4 Găurirea a trei alezaje 0,60 37

PL5 Alezarea a trei alezaje 0,40 18

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

33/83

32

PL6 Găurirea a şase alezaje 0,90 38

PL7 Filetarea a şase alezaje 0,75 54

PL8 Evacuarea Pf 0,50 0

Total 5,50

Transferul se execută în 0,15 minute pe ciclu, iar la apariţia unei defecţiuni seconsumă 7 minute pe blocaj pentru eliminarea lui şi repunerea în funcţiune a

liniei.

Să se determine:

1 - perioada reală a ciclului de lucru;

2 - ritmul orar de fabricaţie;

3 - gradul de utilizare efectivă şi defectabilitatea relativă;

4 – durata fabricaţiei totale.

Rezolvare:

1. Perioada reală a ciclului de lucru:

bCLCLtCLr TTT +=

25,115,01,1ttT Tf maxopCLt =+=+= min

7,07,02000

200tf T b b bCL ==∗= min

95,17,025,1T CLr =+= min

2. Ritmul orar de fabricaţie:

76,3095,1

60T

1R CLr

f === buc/h

3.

Gradul de utilizare efectivă şi defectabilitatea relativă:

%6410095,1

25,1

TT

T

T

TG

CL bCLt

CLt

CLr

CLtU ==

+==

%36G1TT

T

T

TD U

CL bCLt

CL b

CLr

CL bR =−=

+==

4.

Durata fabricaţiei totale:6560/95,12000TQT futotf =∗=∗= h

O linie de fabricaţie în flux este compusă din 10 UT şi are timpii

operaţionali maximi înregistraţi la posturile PL3 (2,5 min), PL5 (2,5 min), PL9 (3

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

34/83

33

min.), celelalte posturi având timpii operaţionali de 2 min. Timpul de transfer

este de 6 secunde.

S-a efectuat înregistrarea defecţiunilor pe durata unui an (250 de zile

lucr ătoare , un schimb) şi s-au obţinut următoarele date: au fost înregistrate 500

de defectări, durata medie de staţionare în reparaţie fiind de 0,5 ore. Număruldefectărilor şi durata reparaţiilor pe fiecare utilaj sunt egale.

Să se calculeze ritmul teoretic şi real al acesteia şi să se precizeze tipul

specific de blocaj.

U3.4.2. Linii de fabricaţie rigide cu stocatoare.

Stocatorul este componentul liniei care acumulează o rezervă tampon de semifabricate

cu rol de a sigura continuitatea funcţionării liniei în intervalele de blocare.

În abordarea anterioar ă s-a considerat că linia nu conţine stocatoare, astfel că la

blocarea unui PL se perturbă întreaga linie.

Posturile de lucru care preced PL blocat (aflate în amonte), deşi sunt funcţionale, nu

pot transfera piesa prelucrată, primul dintre acestea fiind postul precedent vecin. Efectul se

transmite la toate posturile precedente.

Posturile de care succed PL blocat (aflate în aval) sunt oprite din lipsă de semifabricat,

primul post de lucru care nu primeşte semifabricat fiind cel următor celui blocat.

Blocajele datorate unui PL pot fi de două tipuri:

a. de scurt ă durat ă (se mai numesc blocaje la limita inferioar ă): ruperea sau uzura

sculelor, ruperea semifabricatului în timpul prelucr ării ca urmare a unor defecte ascunse,

dereglarea maşinii, dispozitivelor sau sculelor prereglate, etc.

Durata medie a unui blocaj bt (media timpilor de reparaţie tr) este comparabilă cu

perioada teoretică a ciclului de lucru (Tt CL), iar pe durata reparaţiei piesa se elimină de pe

maşină. Repararea PL defect se face f ăr ă oprirea restului liniei.Dacă întotdeauna tr

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

35/83

34

Relaţia (U3.3) din cursul precedent se scrie pentru acest caz astfel:

( ) CLt bCLt bCLt b bCLtCLr Tf 1Tf Ttf TT ⋅+=⋅+=⋅+= (U3.6)

b. de lung ă durat ă (se mai numesc blocaje la limita superioar ă): defectarea utilajelor

tehnologice sau a echipamentelor anexe ale acestora, defectarea echipamentelor logistice

Durata medie a unui blocaj bt este mai mare decât perioada teoretică a ciclului de

lucru (Tt CL). De regulă, pe durata reparaţiei semifabricatul nu se elimină de pe maşină. Se

repar ă maşina şi se reia prelucrarea semifabricatului până la finalizarea lui. Repararea PL

defect se face cu oprirea restului liniei, după finalizarea ciclului de lucru curent (al celorlalte

utilaje funcţionale).

Pentru ca linia de fabricaţie să fie operaţională, cel puţin par ţial, şi în timpul blocajelor(mai ales a celor de lungă durată), trebuie să existe un stoc de semifabricate în prealabil

prelucrate în posturile de lucru anterioare postului defect. Pe de altă parte, posturile

precedente PL defect ar trebui să poată transfera piesele prelucrate.

Din cele de mai sus, rezultă că una dintre metodele principale de cre ştere a eficien ţ ei

liniilor în flux constă în introducerea unuia sau mai multor stocatoare (ST) în lungul liniei,

între posturile de lucru.

Considerând două utilaje tehnologice (UTi-1 şi UTi) ordonate succesiv în sistem,

introducerea unui stocator (STi-1,i) între acestea se face ca în figura de mai jos.

Stocatorul se plasează între cele două utilaje şi se prevede cu logistică proprie.

Funcţiile ST sunt acumulare şi de livrare.

UTi-1 UTi

STi-1,i

Transfer direct

Acumulare Livrare

Transfer indirect

Cai-1,i

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

36/83

35

Dacă ambele utilaje sunt în funcţiune, transferul se produce direct de la UTi-1 la UTi.

Când apar refuzuri în funcţionare la UTi-1, ST livrează semifabricate către UTi (dacă

acesta din urmă este în stare de funcţionare, evident).

Capacitatea Cai-1,i a stocatorului se calculează punând condiţia ca acesta să poată

prelua (acumula) toate piesele fabricate de UTi-1 în timpul (tr i) de reparaţie a lui UTi. Astfel,dacă TCLi este perioada ciclului de lucru al utilajului UTi, atunci:

iCL

ii,1i T

tr Ca =− (U3.7)

În sistemul de maşini, se poate asimila perioada ciclului maşinii cu cea a sistemului,

adică: TCL i=Tt CL.

Amplasarea stocatoarelor în cadrul liniei tehnologice în flux (sistemului de maşini) se

poate face în două moduri:

a. între oricare două utilaje vecine din sistem ca în figura de mai jos

În acest caz stocatoarele se numesc stocatoare locale.

Această configuraţie permite ca, oricare ar fi utilajul tehnologic defect, celelalte utilaje să

continue să funcţioneze.

Particularizând durata medie a unui blocaj pe ciclu ( b bCL b tf T ⋅= .) de la sistemul f ăr ă

stocatoare, relaţia (4) din cursul precedent se scrie pentru acest caz astfel:

CLtUT bCLtUT bCLt b bCLtCLr Tf 1Tf Ttf TT ⋅+=⋅+=⋅+= (U3.8)

UT1

ST12

UT2

ST23

UT3 UTn-1

STn-1 , n

UTn

ei

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

37/83

36

Prin UT bf s-a notat frecvenţa blocajelor pe ciclu ale unui singur utilaj tehnologic, spre

deosebire de bf care reprezintă frecvenţa blocajelor întregului sistem, adică a tuturor

utilajelor tehnologice.

Această soluţie conduce la eficienţă maximă de exploatare a sistemului, dar complică

semnificativ sistemul şi măreşte corespunzător efortul de investiţie.

b. între sectoare ale sistemului (metoda sectorizării)

Prin sector al unui sistem se înţelege un grup de utilaje tehnologice constituit pe baza

unuia dintre criteriile:

- probabilitate egală de defectare a oricărui UT din sector;

- grad egal de încărcare a tuturor UT din sector.

- durată egală a blocajelor pe ciclu pentru toate sectoarele din sistemul de maşini;

În figura de mai jos se prezintă un sistem de maşini compus din trei sectoare, alcătuite

din respectiv 3, 4 şi 2 utilaje tehnologice.

Pentru simplificarea notaţiilor, în figur ă, utilajele tehnologice sunt notate cu U iar stocatoarele

cu S.

Divizarea liniei de fabricaţie în sectoare se realizează prin intermediul stocatoarelor,

care, în acest caz, se numesc stocatoare zonale.

Revenind la calculul duratei medii a unui blocaj pe ciclu b bCL b tf T ⋅= .de la sistemul

f ăr ă stocatoare, relaţia (4) din cursul precedent se particularizează pentru acest caz astfel:

CLtSec bCLtSec bCLt b bCLtCLr Tf 1Tf Ttf TT ⋅+=⋅+=⋅+= (U3.9)

Aici, prin Sec bf s-a notat frecvenţa blocajelor pe ciclu ale unui sector. Determinarea

frecvenţei blocajelor pe ciclu ale unui sector se face în mod similar cu determinarea frecvenţei

U11 U12 U13 U21 U22 U23 U24 U31 U32

S12 S23

Sectorul 1 Sectorul 2 Sectorul 3

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

38/83

37

de blocare pentru un sistem în flux, f ăr ă stocatoare, compus dintr-un număr de utilaje egal cu

numărul de utilaje al. sectorului

Se poate constata faptul că metoda sectorizării liniei simplifică construcţia dar

micşorează gradul de autonomie al sistemului. Perioada reală a ciclului de lucru este mai mică

decât la linia f ăr ă stocatoare şi mai mare decât la linia cu stocatoare amplasate între toate posturile de lucru.

Să se determine efectul sectorizării liniei din problema precedentă, mai

întâi prin sectorizarea ei în două sectoare şi apoi în trei sectoare. Regula de

sectorizare este obţinerea de perioade reale ale ciclului de lucru cât mai apropiate

(pentru sectoare). Să se calculeze perioadele reale ale ciclului liniei în cele două

situaţii, să se nominalizeze varianta mai productivă şi să se deseneze structurile

liniei pentru cele două sectorizări.

U3.5. Rezumat

Tipul de producţie de masă creează condiţii foarte bune pentru folosirea pe

scar ă largă a proceselor de producţie automatizate, cu efecte deosebite în creşterea

eficienţei economice a întreprinderii.

Principala metodă de creştere a eficienţei unei linii de fabricaţie în flux este

introducerea stocatorului, care are funcţia de acumulare-livrare, în cazul apariţiei

unor perturbaţii şi asigur ă continuitatea funcţionării liniei în intervalele de blocare.

U3.6. Test de evaluare a cunoştinţelor

O linie de fabricaţie în flux este compusă din 10 UT şi are timpii

operaţionali maximi înregistraţi la posturile PL2 (3 min), PL5 (2,5 min), PL9 (3,5

min.), timpul de transfer este de 10 secunde. S-a efectuat înregistrarea

defecţiunilor pe durata luni (20 de zile lucr ătoare , 2 schimburi) şi s-au obţinut

următoarele date: au fost înregistrate 32 de defectări, durata medie de staţionare

în reparaţie fiind de 0,2 ore. Numărul defectărilor şi durata reparaţiilor pe fiecare

utilaj sunt egale. Să se calculeze productivitatea teoretică şi reală a liniei, Să se

găsească cea mai bună soluţie de creştere a productivităţii prin sectorizare,

numărul maxim de sectoare fiind 3. Să se calculeze capacitatea stocatoarelor şi să

se deseneze structura liniei.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

39/83

38

Unitatea de învăţare U4. Sisteme de fabricaţie destinate producţiei

de serie.

Cuprins

U4.1. Introducere .......................................................................................................... 38


U4.3. Structura sistemelor de fabricaţie destinate producţiei de serie .......................... 39

U4.4. Echilibrarea liniilor de fabricaţie în flux ............................................................. 41

U4.5. Optimizarea amplasării utilajelor prin metoda gamelor fictive .......................... 46

U4.6. Rezumat .............................................................................................................. 54


U4.1. Introducere

Acest tip de producţie este specific întreprinderilor care fabrică o nomenclatur ă

relativ largă de produse, în mod periodic şi în loturi de fabricaţie de mărime mare,

mica sau mijlocie. Gradul de specializare al întreprinderii sau locurilor de muncă

este mai redus decât la tipul de masă, fiind mai ridicat sau mai scăzut în funcţie de

mărimea seriilor de fabricaţie. Deplasarea produselor de la un loc de muncă la altul

se face cu mijloace de transport cu deplasare discontinuă (pentru seriile mici de

fabricaţie) - cărucioare, electrocare, etc. sau cu mijloace cu deplasare continuă,

pentru seriile mari de fabricaţie. Locurile de munca sunt amplasate după diferitecriterii în funcţie de mărimea seriilor de fabricaţie. În cazul tipului de producţie de

serie, de fapt, se întâlnesc caracteristici comune atât tipului de producţie de masă,

cât şi tipului de producţie individual (unicate).



identifice caracteristicile producţiei de serie;

recunoască o linie de fabricaţie în flux;

calculeze gradul echilibrare pentru o linie de fabricaţie în flux;

identifice posibilităţile de creştere a eficienţei unei linii în flux prin aplicarea

metoda echilibr ării.


8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

40/83

39

U4.3. Structura sistemelor de fabricaţie destinate producţiei de serie.

Aşa cum s-a mai precizat, la nivel de sistem, sistemele destinate fabricaţiei de serie

sunt de tipul liniilor tehnologice semirigide sau semiflexibile în flux. Rigiditatea/flexibilitatea

liniei este determinată în primul rând de rigiditatea/flexibilitatea utilajelor tehnologice. Echipamentele logistice se aleg şi se dimensionează astfel încât să nu restricţioneze în

vreun fel rigiditatea/flexibilitatea sistemului. Ele vizează îndeplinirea la parametrii maximi a

sarcinilor de fabricaţie ale fiecărui utilaj, dar mai ales ale întregului sistem.

Liniile tehnologice în flux destinate produc ţ iei de serie se deosebesc de liniile

automate de transfer (linii de fabricaţie rigide în flux) prin următoarele elemente

fundamentale:

- conţin utilaje specializate şi universale (conform valorii lui K S determinată pentru

fiecare utilaj);- funcţiile logistice de transport şi de transfer sunt, de regulă, distincte;

- transportul între posturile de lucru şi transferul în posturi sunt asincrone şi aciclice;

- ritmul de fabricaţie este liber (ritmul mediu de fabricaţie trebuie să fie totuşi cel

corespunzător sarcinii de fabricaţie);

- în special la liniile semiflexibile, transportul se poate realiza în ambele sensuri;

- pentru prelucrarea completă, semifabricatele nu mai trec obligatoriu pe la toate

posturile de lucru;

- la apariţia unui blocaj (refuz în funcţionare) la un post de lucru, acel post poate fi

ocolit şi, de regulă, cu cât linia este mai flexibilă, cu atât mai uşor sarcinile lui de fabricaţie se

pot distribui către alte posturi ale sistemului.

În figura de mai jos este schematizată structura şi funcţionarea unei linii în flux

semirigide. Transportul (Tp) şi transferul (Tf) sunt, de regulă, mişcări distincte şi se realizează

prin echipamente logistice diferite. Logistica sistemului permite ocolirea posturilor de lucru

(utilajelor U) dacă acestea realizează operaţii identice (de exemplu operaţia OT1 se poate

executa la oricare dintre utilajele U11 sau U12) sau, având flexibilitatea necesar ă, pot prelua şi

sarcini de fabricaţie ale unui post vecin.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

41/83

40

Se remarcă menţinerea ordinii stricte a operaţiilor tehnologice şi aranjarea utilajelor pe

un singur rând.

Ţinând seama de configuraţia suprafeţei sistemului de fabricaţie, pentru micşorarea

lungimii traseului de transport, o altă variantă de dispunere a utilajelor este pe două rânduri,ca în figura următoare.

Oricare dintre variantele de mai sus pot avea stocatoare locale sau zonale dispuse între

grupele de utilaje aferente aceleaşi operaţii. Ca şi la sistemele rigide, stocatoarele contribuie la

creşterea indicatorilor de eficienţă ai liniei.

La producţia de serie mare, ca subsisteme de transport se utilizează frecvent

conveioarele (cu role, cu bandă, cu curele, cu lanţuri, etc), iar ca sisteme de transfer se

utilizează roboţii portal. Soluţia este una orientativă. Spre exemplu la fabricaţia

arborilor, o soluţie care elimină dezavantajul conveioarelor (care întrerup continuitatea la sol a

sistemului de fabricaţie) este aceea de a utiliza cărucioare speciale care îndeplinesc şi funcţia

de stocatoare, transferul realizându-se prin sisteme specifice de alimentare automată.

U11 U12 U31 U41 U51

U21 U22 U23 U52

OT 1 OT 5OT 3 OT 4

OT 5OT 2

U11 U12 U21 U22 U23 U31 U41 U51 U52

OT 1 OT 2 OT 5OT 3 OT 4

TpTfe Tfi

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

42/83

41

La liniile automate de transfer (rigide), destinate producţiei de masă, subsistemele de

transport/transfer sunt reprezentate de aşa numitele conveioare speciale: conveioare cu

clichet, conveioare cu fanioane sau conveioarele în pas de pelerin. Făr ă a fi singurele soluţii

care pot fi utilizate, acestea efectuează transferul sincron, perfect ciclic, între toate posturile

de lucru.Trebuie precizat din nou faptul că specificitatea liniei de fabricaţie în flux nu este dată

de logistica ei internă, ci de specificul utilajelor tehnologice şi de modul de organizare a

fabricaţiei.

În funcţie de mărimea seriei de fabricaţie, se pune problema găsirii soluţiei optime de

flexibilitate şi eficienţă. Aceasta presupune ca resursele de fabricaţie ale sistemului să fie

folosite cât mai aproape de 100 %, adică o încărcare echilibrată a tuturor posturilor de lucru.

U.4.4. Echilibrarea liniilor de fabricaţie în flux.

Echilibrarea liniei tehnologice în flux constă în organizarea proceselor individuale de

fabricaţie (fazelor tehnologice) pe posturi de lucru astfel ca perioadele ciclului de lucru ale

posturilor să fie aproximativ aceleaşi. Aceasta este posibil dacă fazele (sarcinile) tehnologice

elementare se grupează pe posturi de lucru astfel încât timpii operaţionali să fie de valori

apropiate.

Sarcina (faza) tehnologică elementar ă este prelucrarea (sau procesul de montaj) care,

în mod raţional, nu se mai poate descompune, în continuare, în altele mai simple. De exemplu

procesul de găurire, alezare, filetare (a aceleiaşi găuri), strunjirea de degroşare, semifinisare,

finisare a aceleiaşi trepte ale unui arbore, frezarea sau rectificarea aceleiaşi suprafeţe plane,

etc. sunt sarcini tehnologice elementare, deoarece nu are sens descompunerea oricăreia dintre

ele în două sau mai multe prelucr ări.

Productivitatea (ritmul, frecvenţa de repetare) liniei este determinată de perioada

maximă a ciclului realizată în posturile de lucru (practic de timpul operaţional maxim). Postul

de lucru cu perioada maximă a ciclului de lucru reprezintă un loc îngust. El realizează o

“gâtuire” a fluxului, fiind determinant pentru ritmul mediu de fabricaţie.

Din acest punct de vedere, ritmul mediu de fabricaţie pentru liniile destinate fabricaţiei

de serie se calculează în mod asemănător cu ritmul de fabricaţie al sistemelor rigide. Perioada

medie a liniei (care este, evident, inversul ritmului mediu) este observabilă prin raportul dintre

numărul de piese finite livrate de sistem pe o perioadă mai lungă şi intervalul de timp

corespunzător.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

43/83

42

Un indice al echilibrului utilizării resurselor de fabricaţie ale liniei este gradul de

echilibrare al liniei de fabricaţie GE:

mrCLUT

UT N

1iiop

E T N

t

G⋅

=

∑= (U4.1)

în care:

- NUT este numărul utilajelor tehnologice care compun linia;

- top i este timpul operaţional pe unitatea de produs la postul i;

- top max este timpul operaţional maxim, cel al locului îngust.

Problema echilibr ării liniei se pune atât la proiectare cât şi, ulterior, în faza de

exploatare, când, prin programarea producţiei, se pune problema preluării în fabricaţie şi a

unor repere care nu au fost iniţial avute în vedere.

Prin echilibrare se urmăreşte ca timpii opera ţ ionali ai tuturor posturilor de lucru ale

liniei să fie aproximativ aceeaşi.

Dintre metodele de echilibrare utilizabile, în continuare, se va prezenta metoda

candidatului cel mai puternic.

Metoda de echilibrare va fi prezentată printr-un exemplu.

Exemple

Se consider ă că se cere execuţia unui reper a cărui fabricaţie necesită un

proces tehnologic compus din 12 faze (sarcini tehnologice elementare). Din

considerente de natur ă tehnologică, între aceste faze se stabilesc relaţii de

precedenţă-succesiune, care reprezintă constrângeri impuse sistemului.

Acestea sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Faza Denumirea fazei topPredecesor

imediat

F1 Frezare suprafaţă de bază 6 -

F2 Frezare suprafaţă plan de separaţie 9 -

F3 4 F1

F4 5 F1

F5 4 F2

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

44/83

43

F6 2 F3

F7 3 F3, F4

F8 7 F6

F9 3 F7

F10 2 F5, F9F12 10 F8, F10

F12 1 F11

Total 56

În pasul următor se trasează diagrama relaţiilor ce reflectă condiţionările.

Pentru aceasta se urmează regulile de mai jos.

1. În coloana 1 (prima din stânga) se reprezintă fazele care nu au predecesori.

2. În coloana 2 se trec fazele care au predecesori pe cele din coloana 1;

3. În coloana 3 se trec fazele care au predecesori pe cele din coloana 2, sau 1;

4. În coloana 4 se trec fazele care au predecesori pe cele din coloana 3, 2, sau 1;

5. Trasarea diagramei se continuă după această regulă, până la faza după care nu

mai există nici o condiţionare.

Proiectarea liniei se face în următoarele etape:

a. dacă nu se dă direct prin tema de proiectare, atunci, pe baza sarcinii anuale de

fabricaţie Q şi timpului disponibil anual Td a, (este evident că se poate utiliza şi

sarcina de fabricaţie pe un interval mai mic: o or ă, un schimb, o să ptămână, etc.)

se determină perioada medie reală a ciclului de lucru al liniei Tmr CL, utilizând

F12

F1

Col. 1 Col. 2 Col. 3 Col. 4 Col. 5 Col. 6 Col. 7

F3 F6 F8

F7 F9F4

F5 F10

F11

F2

6

9 4

5

4 2 7

2

3310

1

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

45/83

44

relaţia:

Q

TT adCLmr = (U4.2)

b. se compar ă Tmr CL cu al celor 12 faze.Dacă Tmr CL > top max, atunci faza cu top max poate fi realizată cu un post de

lucru, pe care, eventual se mai pot adăuga şi alte faze.

Dacă Tmr CL < top max, atunci pentru faza cu top max fie se prevăd două posturi

(sau mai multe), fie se măreşte numărul de schimburi (care conduce la mărirea lui

Tmr CL). Se mai poate analiza şi varianta în care volumul producţiei să fie divizat

pe două sau mai multe linii de fabricaţie care să lucreze în paralel.

c. se determină numărul minim de utilaje (operaţii) tehnologice Nmin UT.

CLmr

Fn

1iiop

UTmin T

t

N∑== (U4.3)

În relaţia (U4.3), nF reprezintă numărul de faze ale procesului tehnologic.

Există un număr mare de moduri în care fazele se pot grupa pe posturi,

fiind, în ultimă instanţă, o problemă de combinatorică.

Varianta ideală ar fi aceea în care numărul posturilor de lucru ar fi egal cu

cel minim, situaţie care este foarte rar şi dificil de realizat.

Metoda candidatului cel mai puternic are la bază următoarele reguli:

1. Pentru realizarea şirului de posturi de lucru (linia de fabricaţie), se selectează

mai întâi faza cu cel mai mare număr de predecesori imediaţi. O fază este

executabilă atunci când toţi predecesorii ei imediaţi au fost deja incluşi în şir. O

fază f ăr ă predecesori este de la bun început executabilă.

Esenţa primei reguli este dată de faptul că alegând cu prioritate faze cu

mulţi succesori, ea tinde să asigure în etapa următoare un număr mai mare de faze

executabile, oferind mai multe variante de echilibrare.

2. Dacă două sau mai multe faze au acelaşi număr total de succesori, regula 1 nu

conduce la soluţie unică, aşa încât se poate alege la întâmplare oricare dintre

fazele respective.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

46/83

45

3. Atribuirea fazelor pe posturi se face astfel încât perioada ciclului de lucru la

fiecare post să fie cât mai apropiată de Tmr CL, dar, evident, mai mică decât

aceasta.

Aplicarea metodei:

a. Se precizează numărul de succesori imediaţi (NSI) ai fiecăreia dintre cele 12

faze.

b. Iniţial, fazele F1 şi F2 sunt executabile; se alege F1 conform regulii 1.

c. După includerea în şir (la postul 1) a fazei F1, şirul fazelor executabile este F2,

F3, F4, dintre care F3 are cei mai mulţi succesori imediaţi şi ca urmare este

selectată, dupa care se alege si F4.

d. Apoi F2, F5 sunt executabile.

e. ş.a.m.d.

Se consider ă Tmr CL= 15 min. 6,315

56 N UTmin == utilaje.

Fazele se atribuie posturilor de lucru în această ordine, cu condiţia ca la

nici un post duratele aferente să nu depăşească 15 minute.

Se obţine următoare succesiune a posturilor liniei în flux:

- Postul 1: F1, F3, F4, Tc1= 15 min;

- Postul 2: F2, F5 Tc2= 13 min;

- Postul 3: F6, F7, F8, F9 Tc3= 15 min;

- Postul 4: F10, F11, F12 Tc4= 13 min.

Faza F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

NSI 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0

Să se calculeze gradul de echilibrare şi pierderile liniei de fabricaţie în flux din

exemplul anterior.

8/17/2019 f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

47/83

46

U4.5. Optimizarea amplasării utilajelor prin metoda gamelor fictive

Una din principalele probleme care se cer rezolvate în domeniul organizării producţiei

de bază cu tipul de producţie de serie mare şi masă, este problema amplasării locurilor de

muncă sub forma liniilor de producţie în flux. Pentru aceasta se foloseşte cu bune rezultate

metoda gamelor fictive.Aplicarea metodei gamelor fictive în optimizarea amplasamentului utilajelor în SP are

ca şi obiective:

utilizarea cât mai eficientă a spaţiului disponibil;

realizarea unor trasee cât mai scurte înt

f602826d45501aaa75fcb23513645fc577ba1c9d_338393_2

Documents