projektiranje proizvodnih sustava - titan.fsb.hrtitan.fsb.hr/~zkunica/nastava/pps.pdf · na...

S v e u č i l i š t e u Z a g r e b u

Fakultet strojarstva i brodogradnje

PROJEKTIRANJE PROIZVODNIH

SUSTAVA

NASTAVNI MATERIJAL

http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/pps.pdf

Zoran Kunica

Zagreb, 2016.

http://titan.fsb.hr/~zkunica/nastava/pps.pdf

Projektiranje proizvodnih sustava

FSB Zagreb

Predgovor

Ovaj se nastavni tekst koristi za kolegij Projektiranje proizvodnih sustava 7. semestra

nekoliko smjerova preddiplomskog sveučilišnog studija strojarstva Fakulteta strojarstva i

brodogradnje zagrebačkog sveučilišta.

Navedeni kolegij, izvođen pod raznim imenima, ima vrlo dugu tradiciju, i od

utemeljenja koncem šezdesetih godina 20. stoljeća do danas zadržava važnost u

obrazovanju inženjerskog kadra, sa stanovišta prijeke potrebe da studenti steknu širi pogled

na inženjerski rad i na integraciju vlastitog udjela znanja i napora s onima ostalih sudionika

u stvaranju složenih industrijskih proizvoda; istodobno, ovladavanje sadržajem kolegija

omogućuje studentima aktivan doprinos pri oblikovanju gotovo bilo kojeg radnog procesa i

sustava.

Tekst nije ekskluzivan rezultat rada priređivača, već, u najboljem slučaju, donekle

unaprijeđen i osuvremenjen sadržaj njegovih prethodnika, profesora Bože Vranješa i

profesora Helmuta Jaegera.

Zahvaljujem profesoru Predragu Ćosiću i profesoru Goranu Đukiću na recenziji i

njihovim primjedbama koje su omogućile da se tekst poboljša.

Zagreb, ožujka 2016.

Zoran Kunica


FSB Zagreb 2

S A D R Ž A J

Predgovor ........................................................................................................................................... 1

Popis slika .......................................................................................................................................... 5

Popis tablica ....................................................................................................................................... 8

Popis oznaka ..................................................................................................................................... 10

1. UVOD ........................................................................................................................... 14

2. OSNOVNI CILJEVI I NAČELA PROJEKTIRANJA PROIZVODNIH

SUSTAVA .................................................................................................................... 22

3. METODOLOGIJA PROJEKTIRANJA .................................................................. 24

4. OSNOVNI PROJEKTNI PODACI ........................................................................... 28

4.1. SNIMANJE I ANALIZA POSTOJEĆEGA STANJA ................................................... 28

4.2. IZBOR REPREZENTATIVNIH PROIZVODA I DIJELOVA ..................................... 29

4.3. TEHNOLOŠKI PROCES ............................................................................................... 32

5. TOK MATERIJALA .................................................................................................. 34

6. PROIZVODNE STRUKTURE.................................................................................. 41

7. PROIZVODNE STRUKTURE U NEAUTOMATIZIRANOJ IZRADBI............. 42

7.1. IZRADBENI SUSTAV STRUKTURIRAN PO VRSTI OBRADE............................... 42

7.2. IZRADBENI SUSTAV STRUKTURIRAN PO PREDMETIMA RADA ..................... 43

7.2.1. Izradbene linije ....................................................................................................... 44

7.2.2. Izradbene stanice .................................................................................................... 45

7.2.3. Samostalna radna mjesta potpune izradbe ............................................................. 49

8. SKUPNA PROIZVODNJA (GRUPNA TEHNOLOGIJA) .................................... 50

8.1. ANALIZA TOKA PROIZVODNJE .............................................................................. 50

8.2. SUSTAVI KLASIFIKACIJE I OZNAČAVANJA ........................................................ 54

8.3. CLUSTER ANALIZA ..................................................................................................... 57

9. ODREĐIVANJE NAJPOVOLJNIJE PROIZVODNE STRUKTURE ................. 63

10. PROIZVODNE STRUKTURE U AUTOMATIZIRANOJ IZRADBI .................. 65

10.1. FLEKSIBILNA IZRADBENA STANICA .................................................................... 70

10.2. FLEKSIBILNI IZRADBENI SUSTAV S VIŠE STROJEVA ....................................... 71

10.3. VIŠESTANIČAN FLEKSIBILNI IZRADBENI SUSTAV ........................................... 71

11. NOVIJI KONCEPTI IZRADBENIH (PROIZVODNIH) SUSTAVA ................... 78


FSB Zagreb 3

11.1. AGILNI PROIZVODNI SUSTAVI ............................................................................... 78

11.2. REKONFIGURABILNI PROIZVODNI SUSTAVI ...................................................... 79

11.3. LEAN PROIZVODNI SUSTAVI ................................................................................... 79

11.4. ADITIVNA IZRADBA, INTELIGENTNI I AUTONOMNI PROIZVODNI SUSTAVI

80

12. KAPACITIVNO DIMENZIONIRANJE .................................................................. 81

13. PROSTORNO DIMENZIONIRANJE ..................................................................... 87

13.1. UTJECAJNI ČINITELJI I VRSTE POVRŠINA ........................................................... 87

13.2. PRORAČUN PROIZVODNE POVRŠINE .................................................................... 89

13.2.1. Postupak proračuna proizvodne površine pomoću karakterističnih veličina ..... 89

13.2.2. Grafički postupci proračuna proizvodne površine ............................................. 93

13.2.3. Analitički postupci proračuna proizvodne površine .......................................... 94

13.2.3.1. Proračun netoproizvodne površine pomoću površinskih faktora ................................. 95

13.2.3.2. Proračun netoproizvodne površine pomoću ekvivalentnih površina ........................... 98

13.2.3.3. Proračun netoproizvodne površine za montažu ........................................................... 99

13.2.3.4. Proračun transportne površine ..................................................................................... 99

13.2.3.5. Proračun površine za odlaganje ................................................................................. 102

13.2.3.6. Proračun pomoćne površine....................................................................................... 102

13.3. PRORAČUN SKLADIŠNE POVRŠINE ..................................................................... 103

13.4. PRORAČUN UREDSKIH POVRŠINA ...................................................................... 109

13.5. PRORAČUN SPOREDNIH POVRŠINA .................................................................... 114

14. GRADNJA PROIZVODNOG SUSTAVA .............................................................. 119

14.1. ZONE PROIZVODNOGA SUSTAVA........................................................................ 119

14.2. NAČINI GRADNJE ..................................................................................................... 121

14.3. INDUSTRIJSKE ZGRADE ......................................................................................... 124

14.4. PLAN IZGRADNJE ..................................................................................................... 130

14.4.1. (Idealna) Funkcionalna shema sustava ............................................................ 131

14.4.2. Idealan plan ...................................................................................................... 133

14.4.3. Izbor lokacije sustava....................................................................................... 135

14.4.4. Prilagodba idealnog plana danostima i ograničenjima lokacije ....................... 143

15. OBLIKOVANJE PROSTORNOGA RASPOREDA ELEMENATA SUSTAVA

..................................................................................................................................... 145

16. OPTIMIRANJE PO KRITERIJU MINIMALNOG TRANSPORTNOG UČINKA

..................................................................................................................................... 149

16.1. STRUKTURE S ELEMENTIMA BEZ MEĐUSOBNIH VEZA ─ MAĐARSKA

METODA ..................................................................................................................... 149

16.2. STRUKTURE MEĐUSOBNO POVEZANIH ELEMENATA ─ POSTUPAK

TROKUTA ................................................................................................................... 155


FSB Zagreb 4

17. OBLIKOVANJE DETALJNOGA PROSTORNOGA RASPOREDA

ELEMENATA SUSTAVA ....................................................................................... 159

18. BIBLIOGRAFIJA ..................................................................................................... 164


FSB Zagreb 5

Popis slika

Slika 1. Proizvodnja ........................................................................................................................ 14

Slika 2. Osnovni elementi proizvodnog sustava ............................................................................. 15

Slika 3. Važnost proizvodnje .......................................................................................................... 15

Slika 4. TŽV Gredelj, Zagreb.......................................................................................................... 16

Slika 5. Uljanik, Pula ...................................................................................................................... 16

Slika 6. General Motors, Brazil ....................................................................................................... 17

Slika 7. Opel, Eisenach (1600 zaposlenih, 713 000 m²) ................................................................. 17

Slika 8. Opel, Eisenach, raspored glavnih proizvodnih pogona ...................................................... 18

Slika 9. LIMEX, Donji Miholjac (170 zaposlenih, 6 000 m²)......................................................... 18

Slika 10. Opći postupak za oblikovanje sustava (REFA) ............................................................... 25

Slika 11. Metodologija projektiranja proizvodnih sustava .............................................................. 27

Slika 12. Dijagrami P-Q .................................................................................................................. 29

Slika 13. Dijagrami ABC ................................................................................................................ 30

Slika 14. Grupa tehnološki sličnih dijelova s kompleksnim dijelom .............................................. 31

Slika 15. Funkcije i planske podloge kod izradbe planova izradbe ................................................ 32

Slika 16. Prikaz plana izradbe i zadaci koje treba riješiti kod njegove izradbe .............................. 33

Slika 17. Funkcije planiranja rada i načina rješavanja .................................................................... 33

Slika 18. Razine toka materijala ...................................................................................................... 35

Slika 19. Primjer kvalitativnog grafičkog prikaza toka materijala .................................................. 37

Slika 20. Primjer kvantitativnog grafičkog prikaza toka materijala (Sankeyjev dijagram) ............ 38

Slika 21. Primjeri kvalitativnog (gore lijevo) i kvantitativnog (gore desno) prikaza toka materijala,

matricom (za podatke iz donje tablice) .......................................................................... 39

Slika 22. Matrica odnosa između elemenata sustava ...................................................................... 40

Slika 23. Shematski prikazi oblika tokova materijala ..................................................................... 40

Slika 24. Proizvodni sustav strukturiran po grupama po vrsti obrade ............................................. 43

Slika 25. Proizvodni sustav strukturiran po linijama ...................................................................... 44

Slika 26. Proizvodni sustav strukturiran po izradbenim stanicama ................................................. 45

Slika 27. Usporedba grupa po vrsti obrade i izradbenih stanica .................................................... 46

Slika 28. Izradbena stanica za obradu tri skupine (A, B, C) tehnološki sličnih dijelova ................ 46

Slika 29. Izradbena stanica za izradbu vratila ................................................................................. 47

Slika 30. Povezane stanice orijentirane su na proizvod − struktura proizvodnog sustava prati

strukturu proizvoda ........................................................................................................ 48

Slika 31. Sustav Just-In-Time s KANBANima (PULL sustav) ........................................................ 48

Slika 32. Opći sustav s kanbanima .................................................................................................. 49

Slika 33. Koncept skupne proizvodnje ............................................................................................ 50

Slika 34. Analiza toka proizvodnje ................................................................................................. 51

Slika 35. Skupine tehnološki sličnih dijelova s pripadajućim izradbenim stanicama ..................... 54

Slika 36. Važnost primjene sustava klasifikacije za integraciju inženjersko-proizvodnih djelatnosti

....................................................................................................................................... 54


FSB Zagreb 6

Slika 37. Struktura Opitzovog klasifikacijskog sustava .................................................................. 56

Slika 38. Primjer klasifikacije rotacijskog dijela Opitzovim sustavom .......................................... 56

Slika 39. Primjeri izradbenih struktura (stanica) u grupnoj tehnologiji .......................................... 62

Slika 40. Strukture u dijagramu κ-m ............................................................................................... 64

Slika 41. Sastavnice fleksibilnog izradbenog sustava ..................................................................... 67

Slika 42. Fleksibilni izradbeni sustav .............................................................................................. 67

Slika 43. FIS za obradu dijelova za zrakoplove (sadrži pet petosnih obradnih centara FSP-100V) 68

Slika 44. FIS za obradu dijelova srednje veličine CAMOS II-MP sa četiri obradna centra EMC-3F

(600 sati/(stroj mjesec)) ................................................................................................. 68

Slika 45. Fleksibilni izradbeni sustav u Vought Aircraftu .............................................................. 69

Slika 46. FIS za limove ................................................................................................................... 69

Slika 47. Karakteristični stupnjevi realizacije fleksibilne automatizacije ....................................... 70

Slika 48. Fleksibilne izradbene stanice ........................................................................................... 70

Slika 49. Fleksibilni izradbeni sustav s više strojeva ...................................................................... 71

Slika 50. Višestaničan fleksibilni izradbeni sustav ......................................................................... 71

Slika 51. Sistematizacija konfiguracija (struktura) fleksibilnih izradbenih sustava ........................ 72

Slika 52. Primjenjivost pojedinih automatiziranih i neautomatiziranih struktura prema proizvodnoj

količini i različitosti izradaka ......................................................................................... 73

Slika 53. Odabir strukture proizvodnog sustava prema procjeni budućih tržišnih rizika i očekivano

iskorištenje kapaciteta .................................................................................................... 73

Slika 54. Još jedna sistematizacija FIS-ova..................................................................................... 74

Slika 55. Jednostrojna fleksibilna izradbena stanica (CNC obradni centar, transportni sustav s dva

transportera i spremnik paleta s obratcima) ................................................................... 74

Slika 56. Višestrojna fleksibilna izradbena stanica ......................................................................... 75

Slika 57. Linija i linija s dvosmjernim tokom ................................................................................. 75

Slika 58. Struktura petlje i petlje s povratnim tokom nosača obradaka .......................................... 76

Slika 59. Ljestvičasta struktura ....................................................................................................... 76

Slika 60. Otvorena i robotocentrična struktura ............................................................................... 77

Slika 61. Prostorni rasporedi FIS-ova ............................................................................................. 77

Slika 62. Iskorištenje kapaciteta u njemačkoj strojarskoj proizvodnji 1992.-2007. ........................ 83

Slika 63. Narudžbe u njemačkoj strojarskoj proizvodnji 1996.-2007. ............................................ 83

Slika 64. Međunarodno poslovno raspoloženje i narudžbe u njemačkoj strojarskoj proizvodnji

1997.-2008. .................................................................................................................... 84

Slika 65. Sučelje softvera Tecnomatix (Siemens) Plant Simulation sa simulacijskim modelom ... 85

Slika 66. Vrste površina .................................................................................................................. 88

Slika 67. Primjer određivanja površine grafičkim postupkom za radno mjesto na revolverskoj

tokarilici ......................................................................................................................... 94

Slika 68. Djelomične površine proizvodne površine ....................................................................... 95

Slika 69. Radno mjesto na stroju i njegove funkcionalne površine ................................................ 96

Slika 70. Određivanje površine radnog mjesta pomoću ekvivalentnih površina ............................ 99

Slika 71. Širina transportnog puta ovisno o njegovoj jednosmjernosti odnosno dvosmjernosti i

transportnom sredstvu .................................................................................................. 101

Slika 72. Skladište mopeda ........................................................................................................... 103


FSB Zagreb 7

Slika 73. Regalno skladište ........................................................................................................... 105

Slika 74. Prikaz skladištene robe ABC-dijagramima .................................................................... 106

Slika 75. Širina transportnoga puta u skladištu za običan i bočni viličar ...................................... 108

Slika 76. Izvedbe uredskih radnih mjesta ...................................................................................... 110

Slika 77. Primjer uredskog prostora (tlocrt) i dvojice zaposlenika u njemu ................................. 111

Slika 78. Primjeri velikih ureda..................................................................................................... 112

Slika 79. Primjer kombiniranih ureda ........................................................................................... 113

Slika 80. Potreban prostor za kretanje u garderobi ....................................................................... 115

Slika 81. Model proizvodnog sustava s naznačenim zonama ....................................................... 120

Slika 82. Kompaktni način gradnje: Honda, Swindon, Velika Britanija ....................................... 121

Slika 83. Određivanje razmaka između objekata (zgrada) ............................................................ 122

Slika 84. Primjer nekompaktnog načina gradnje (Fotokemika, Zagreb) ....................................... 123

Slika 85. Kombinarni način gradnje .............................................................................................. 123

Slika 86. Primjeri industrijskih zgrada .......................................................................................... 124

Slika 87. Primjer višebrodne zgrade (Etienneova katedrala u Bourgesu, Francuska) ................... 125

Slika 88. Paramateri proizvodne hale i njihovo određivanje ......................................................... 126

Slika 89. Krovni otvori .................................................................................................................. 127

Slika 90. Nosivosti dizalica s obzirom na korisnu visinu hale ...................................................... 128

Slika 91. Idealna funkcionalna shema ........................................................................................... 132

Slika 92. Prostorno dodjeljivanje funkcionalnih jedinica prema toku ljudi .................................. 133

Slika 93. Primjer idealnoga plana, za prije danu idealnu funkcionalnu shemu ............................. 134

Slika 94. Vrijeme mobilnosti (promet i tok ljudi) ......................................................................... 139

Slika 95. Ruža vjetrova ................................................................................................................. 140

Slika 96. Industrijska zona u Sesvetama, označena ružičasto ....................................................... 140

Slika 97. Plan izgradnje ................................................................................................................. 144

Slika 98. Mjerenje udaljenosti uzduž transportnog puta ............................................................... 147

Slika 99. Mjerenje udaljenosti uzduž koordinatnih osiju (okomito mjerenje) .............................. 147

Slika 100. Mjerenje udaljenosti po najkraćem putu (euklidska udaljenost) .................................. 148

Slika 101. Određivanje lokacija automata Mađarskom metodom................................................. 152

Slika 102. Rješenje raspoređivanja elemenata modificiranim postupkom trokuta ....................... 158

Slika 103. Karakteristični razmaci ................................................................................................ 160

Slika 104. Primjer vizualizacije projektiranoga (detaljno oblikovanoga) proizvodnoga sustava . 161

Slika 105. LIMEX, Donji Miholjac .............................................................................................. 162

Slika 106. LIMEX, Donji Miholjac, detalj proizvodne dvorane ................................................... 163


FSB Zagreb 8

Popis tablica

Tablica 1. Početna matrica .............................................................................................................. 52

Tablica 2. Preuređena matrica ......................................................................................................... 52

Tablica 3. Matrica s preinačenim retcima ....................................................................................... 53

Tablica 4. Matrica s preinačenim stupcima ..................................................................................... 53

Tablica 5. Konačna matrica rješenje ............................................................................................ 53

Tablica 6. Binarna matrica dijelovi-strojevi .................................................................................... 59

Tablica 7. Izračunavanje mjere kompaktnosti skupina dijelova C1 ................................................ 60

Tablica 8. Izračunavanje mjere kompaktnosti skupina dijelova C2 ................................................ 61

Tablica 9. Primjer navođenja podataka potrebnih za kapacitivno dimenzioniranje ........................ 86

Tablica 10. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za zemljišta i zgrade ........................... 90

Tablica 11. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za urede ............................................... 90

Tablica 12. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za obradu odvajanjem čestica ............. 90

Tablica 13. Karakteristične veličine i vrijednosti površina u ljevaonicama .................................... 91

Tablica 14. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za kovačnice ....................................... 91

Tablica 15. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za toplinsku obradu i površinsku zaštitu

....................................................................................................................................... 91

Tablica 16. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za montažu... ....................................... 92

Tablica 17. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za ostale radionice .............................. 92

Tablica 18. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za obuku ............................................. 92

Tablica 19. Karakteristične veličine i vrijednosti za skladišne površine ......................................... 93

Tablica 20. Karakteristične veličine i vrijednosti za sporedne površine ......................................... 93

Tablica 21. Faktori za proračun površine radnoga mjesta ............................................................... 97

Tablica 22. Primjer pripremljenih podataka za proračun netoproizvodne površine pomoću

površinskih faktora ........................................................................................................ 98

Tablica 23. Popisivanje i određivanje ranga robe prema najvećoj cijeni ...................................... 105

Tablica 24. Sortiranje robe prema cjenovnom rangu i određivanje vrijednosnog udjela .............. 106

Tablica 25. Organizacijska struktura proizvodnoga sustava ......................................................... 109

Tablica 26. Površine uredskih radnih mjesta (bez površina za sporedne svrhe) ........................... 111

Tablica 27. Procjena broja tuševa odnosno slavina ....................................................................... 116

Tablica 28. Veličine i dimenzioniranje zahoda u području radnih mjesta .................................... 117

Tablica 29. Dodatni zahodi uz garderobe i prostorije za pranje .................................................... 117

Tablica 30. Makrolokacijski činioci za izbor lokacije proizvodnoga sustava ............................... 136

Tablica 31. Mikrolokacijski činioci za izbor lokacije proizvodnoga sustava................................ 137

Tablica 32. Podjela proizvodnih sustava prema prometu roba...................................................... 139

Tablica 33. Vrednovanje činilaca izbora lokacije ......................................................................... 142

Tablica 34. Matrica udaljenosti ..................................................................................................... 152

Tablica 35. Matrica transportnih intenzivnosti .............................................................................. 152

Tablica 36. Matrica transportnog učinka ....................................................................................... 152

Tablica 37. Priprema za redukciju matrice .................................................................................... 153


FSB Zagreb 9

Tablica 38. Matrica reducirana po stupcima ................................................................................. 153

Tablica 39. Matrica reducirana po retcima .................................................................................... 153

Tablica 40. Reducirana matrica ..................................................................................................... 153

Tablica 41. Ponovno reduciranje matrice ...................................................................................... 154

Tablica 42. Matrica dodjele ........................................................................................................... 154

Tablica 43. Orijentirana matrica toka materijala B ....................................................................... 156

Tablica 44. Neorijentirana matrica toka materijala B .................................................................... 156

Tablica 45. Primjer rješavanja problema raspoređivanja modificiranim postupkom trokuta –

redoslijed raspoređivanja elemenata ............................................................................ 157


FSB Zagreb 10

Popis oznaka

AOM - površina objekta montaže, m2

AOS - veličina ostale površine, m2

APR - površina za rad radnika, m2

AF - funkcionalna površina, m2

AN - netoproizvodna površina, m2

AO - površina za odlaganje, m2

AOD - površina za održavanje, m2

AOP - površina za zaštitu (opasnost), m2

AP - pomoćna površina, m2

APOS - površina za posluživanje, m2

APO - površina za popravak, m2

APP - površina pripreme ugradbenih elemenata, m2

APR- proizvodna površina, m2

ARM - površina radnog mjesta, m2

ARS - površina radnih stolova, m2

AS - ukupna skladišna površina, m2

ASJ - površina sredstava za odlaganje odnosno roba, m2

ASN - neto skladišna površina, m2

ASO - površina za komisioniranje, odlaganje i pripremu robe, m2

ASP - površina za kontrolu, upravljanje i ostale skladišne djelatnosti, m2

AST - površina za transport unutar skladišta, m2

AT - transportna površina, m2

ATU - površina transportnog uređaja, m2

Ao - površina osnove stroja (radnoga mjesta), m2

A1 do A5 - netoproizvodne površine po vrstama radnih mjesta u montaži, m2

B - matrica transportne intenzivnosti (matrica toka materijala)

bij - intenzivnost toka materijala (transportna intenzivnost) između i-toga i j-toga elementa

proizvodnoga sustava u planskom razdoblju (jednoj godini), 1/a, 1/s

DO - dodatak za održavanje, m

DP - dodatak za posluživanje, m

DRM - dužina radnog mjesta (strana na kojoj se vrši posluživanje), m

DSO - dužina sredstva za odlaganje, m


FSB Zagreb 11

dij - euklidska udaljenost i-toga i j-toga objekta (dijela)

d1, d2 - dodaci za sigurnost pri proračunu širine transportnog puta, m

F - težina uskladištene robe, N

FIS – fleksibilan izradbeni sustav

fO - faktor udjela površine odlaganja

fP - faktor udjela pomoćne površine

fSO - faktor udjela površine za odlaganje u skladištu

fST - faktor udjela transportne površine u skladištu

fT - faktor udjela transportne površine

fc - funkcija cilja

fm - faktor za manipulaciju

fo - faktor zavisan o površini osnove stroja

H - visina zgrade, m

H1 - korisna visina zgrade, m

H2 - sigurnosni razmak, m

h - visina transportnog puta, m

hSJ - broj redova po visini

hmaks - maksimalna visina transportnoga sredstva, uključujući i transportiranu robu, m

hS - korisna visina skladišta, m

h1 do h5 - karakteristične dimenzije pri određivanju korisne visine zgrade, m

I - uloženi kapital, kn

K - korak zgrade, m

L - duljina zgrade, m

M - masa skladištene robe, kg

m - broj elemenata (strojeva, obilježja) sustava (skupine)

NO

- broj operacija za izradu proizvoda

NP

- broj različitih proizvoda koji se izrađuju na elementu

nD - broj objekata skupine u koju se premješta (dodaje) objekt (dio)

nE - stvarni broj elemenata nE

nI - broj objekata skupine iz koje se izdvaja objekt

nO - broj sredstava za odlaganje u godini (planskom razdoblju), 1/s

nOI - broj transporata godišnje, za prijevoz jedne serije predmeta rada, 1/s

nP - broj različitih proizvoda (predmeta rada)

nR - broj proizvodnih radnika

nREP - reprezentativne količine, komada/h


FSB Zagreb 12

nS - broj serija godišnje proizvoda (predmeta rada), 1/a, 1/s

nSJ - broj sredstava za odlaganje odnosno roba

nTE

- teoretski potreban broj elemenata

ni - godišnja proizvodna količina i-toga proizvoda na elementu

Oj - suma kvadrata odstupanja svih m obilježja podskupa (skupine elemenata)

oj - suma kvadrata odstupanja j-toga obilježja

POC - kazna promjene (Penalty Of Change), %

Q - matrica transportnih učinaka

QP - broj komada predmeta rada

QPO - broj predmeta rada u jednom sredstvu za odlaganje

iSQ - veličina serije i-toga predmeta rada

iTSQ - broj sredstava za odlaganje i-toga predmeta rada koja se prevoze transportnim sredstvom u

jednoj vožnji (kapacitet transportnog sredstva)

q - transportni učinak cijelog proizvodnog sustava, m/s

qij - transportni učinak između i-toga i j-toga elementa proizvodnoga sustava, umnožak

intenzivnosti toka materijala i udaljenosti na kojoj se odvija, m/s

R - rentabilnost, %, odnosno raspon zgrade, m

RP - rentabilnost ukupnoga prihoda, %

RS - obrtaj kapitala

RI - stopa prinosa uloženog kapitala, %

S - matrica udaljenosti

s - broj podskupova osnovnoga skupa (broj skupina elemenata sustava)

sij - udaljenost između i-toga i j-toga elementa sustava, m

ŠRM - širina radnog mjesta, m

ŠSO - širina sredstva za odlaganje, m

ŠTP - širina transportnog puta, m

ŠTPD - širina dvosmjernog transportnog puta, m

ŠTPJ - širina jednosmjernog transportnog puta, m

ŠTS - širina transportnog sredstva (maksimalna) uključuje i širinu transportirane robe, m

ŠTSmaks - maksimalna (najveća) širina natovarenog transportnog sredstva (najveća širina

transportnog sredstva ili transportirane robe), m

TP - troškovi poslovanja, kn

tE

- godišnje vremensko opterećenje elementa, s/a, h/a

tRE

- raspoloživo vrijeme elementa godišnje, h/a

tREP - norma vrijeme za izradu reprezentanta, s


FSB Zagreb 13

tPZij

– pripremno-završno vrijeme na elementu, za j-tu operaciju i-toga proizvoda, s

t1ij

- jedinično (norma, komadno) vrijeme na elementu, za j-tu operaciju i-toga proizvoda, s

UP - ukupan prihod, kn

WIP – Work in Process – nedovršena proizvodnja

xij - varijabla odlučivanja koja označava je li element i dodijeljen lokaciji j, a može poprimiti

vrijednost 1 ili 0 (xij = 1 ako je i dodijeljeno j, xij = 0 ako i nije dodijeljeno j)

xik - vrijednost k-toga obilježja i-toga dijela

xj - vrijednost j-toga obilježja objekta koji se premješta

x xjI jD, - aritmetičke sredine vrijednosti obilježja u podskupu iz kojega se uklanja, odnosno u koji

se dodaje objekt (dio)

x j - aritmetička sredina j-toga obilježja

- razlika funkcija cilja

PRM - stupanj preklapanja funkcionalnih površina na radnom mjestu

RE

- stupanj iskorištenja kojime se uzimaju u obzir standardni i nepredviđeni gubici vremena

S - koeficijent iskorištenja

κ - stupanj kooperacije elemenata unutar skupine, predstavlja aritmetičku sredinu broja elemenata s

kojima je jedan element skupine povezan tokom materijala

doz - dopušteno opterećenje poda, N/m2

- gustoća, kg/m3


FSB Zagreb 14

1. UVOD

Proizvodni je sustav složena socijalna i materijalna tvorevina kojom se obnosi proces

proizvodnje proces stvaranja vrijednosti materijalnih i inih dobara.

Proizvodnja je proces povećanja (stvaranja nove) vrijednosti, na temelju ljudskog

rada (Slika 1.).

Slika 1. Proizvodnja

Za ostvarenje proizvodnje tj. proizvodnog sustava nužno je osigurati:

elemente sustava (proizvodne snage)

određene uvjete

komunikaciju između sustava i okruženja.

Osnovni su elementi proizvodnog sustava (Slika 2.) ljudi s proizvodnim iskustvom i

sredstva za proizvodnju koji zajedničkim djelovanjem u radnoj okolini, uz ispunjenje

određenih (prikladnih) uvjeta:

prostora

energije

informacija

transformiraju ulazne komponente (input) u izlazne veličine (output).


FSB Zagreb 15

Slika 2. Osnovni elementi proizvodnog sustava

Proizvodnja je osnovna društvena funkcija (tzv. realni sektor), ali i osobna

(pojedinačna) situacija (Slika 3.).

Slika 3. Važnost proizvodnje

Proces je zbivanje označeno pretvorbom i/ili transportom tvari, energije i/ili

informacija, kod kojega se prikladnim djelovanjem na utjecajne veličine dadu postići

određeni rezultati. Prema normi ASME 101, proizvodni proces jest proces rada

proizvodnoga sustava, i obuhvaća sva zbivanja u procesu izrade nekog proizvoda:

proces rada kojim se izravno i svrsishodno djeluje na materijal (predmete rada) i tako

povisuje njegova vrijednost (mehanička obrada, zaštita materijala, montaža, toplinska

obrada itd.); te


FSB Zagreb 16

zbivanja koja izravno ne doprinose povećanju vrijednosti materijala, ali su nužna za

odvijanje cjelokupnog procesa (kontrola kakvoće, transport, zastoji, i skladištenje).

Proizvodni je proces rješenje tehnološkoga procesa u prostoru i vremenu.

Tehnološki proces određuje način i redoslijed izvođenja proizvodnih operacija i

kontrole kakvoće.

Slikama 4. do 9. prikazani su neki proizvodni sustavi.

Slika 4. TŽV Gredelj, Zagreb

Slika 5. Uljanik, Pula


FSB Zagreb 17

Slika 6. General Motors, Brazil

Slika 7. Opel, Eisenach (1600 zaposlenih, 713 000 m²)


FSB Zagreb 18

Slika 8. Opel, Eisenach, raspored glavnih proizvodnih pogona1

Slika 9. LIMEX, Donji Miholjac (170 zaposlenih, 6 000 m²)

Proizvodni se procesi dijele na kontinuirane i diskretne. Kontinuirani proizvodni

procesi su oni u kojima se predmet rada javlja u obliku koji se može kontinuirano mjeriti

1 Zamijetiti da se unutar proizvodnog kompleksa nalaze kompanije Rege i Benteler koje svojim proizvodnim

programima podupiru osnovnu djelatnost tvrtke Opel na lokaciji Eisenach.

http://www.bloomberg.com/research/stocks/private/snapshot.asp?privcapId=26521040

http://www.benteler.com/automotive/division/at-a-glance.html


FSB Zagreb 19

(kao naprimjer u procesnoj prehrambenoj industriji). Diskretni proizvodni procesi su oni

kod kojih se predmet rada javlja u diskretnim, cjelobrojnim, količinama (naprimjer

metaloprerađivačka industrija). U daljnjemu tekstu pod pojmom proizvodni proces

razumijevat će se diskretni proizvodni proces.

Svaki proizvodni proces karakterizira podjela rada što znači da se pojedini dijelovi

procesa odvijaju na prostorno različitim mjestima u sustavu. Rezultat prostorne

podijeljenosti su proizvodni tokovi koji osiguravaju interakciju proizvodnih činitelja,

odnosno elemenata sustava. Postoje četiri vrste proizvodnih tokova: tok materijala, tok

informacija, tok energije i tok ljudi. Elementi su sustava sredstva za proizvodnju, radna

mjesta, odjeli i slično.

Proizvodni je sustav:

konkretan sustav s potpuno definiranim vezama između elemenata sustava;

umjetan, stvoren ljudskim radom, za zadovoljenje ljudskih potreba;

dinamičan, jer se stanje sustava mijenja tijekom vremena;

složen, jer se najčešće sastoji od više, proizvodnim tokovima povezanih elemenata, od

kojih svaki pojedinačno predstavlja složeni podsustav;

otvoren, neizoliran od utjecaja vanjskih sustava, posjedujući brojne veze sa svojim

okruženjem;

stohastičan, jer se ponašanje proizvodnoga sustava može predvidjeti samo s određenom

vjerojatnošću;

sociotehnički, jer su temeljni činitelji sustava ljudi i tehnička sredstva.

U svojoj je sveukupnosti projektiranje proizvodnih sustava, multidisciplinarna i

interdisciplinarna djelatnost kojoj je svrha ostvarenje funkcionalnog, ekonomičnog,

fleksibilnog, humanog i ekologičnog proizvodnog sustava, racionalnim korištenjem

ljudskih i materijalnih potencijala. Pri tome se radi o iznimno odgovornoj djelatnosti,

budući da se, u pravilu, angažiraju znatna financijska sredstva, a projektna rješenja imaju

utjecaj i za duže vremensko razdoblje. Naime, (tehnički) životni vijek proizvodnoga

sustava mnogo je duži od (tržišnoga) vijeka proizvoda.

Ostvarenje proizvodnoga sustava predstavlja dovođenje u sklad mnogih, kompleksno

povezanih činilaca. Proizvodni je sustav sastavljen od više podsustava u stalnoj

međusobnoj interakciji te stoga mora biti cjelovit (integriran). Shodno projektnim

datostima projektnim ciljevima i ograničenjima, teži se k realizaciji proizvodnoga

sustava kao optimalne cjeline. Postignuće parcijalnih optimuma najčešće neće rezultirati

optimumum proizvodnoga sustava kao cjeline.

Izvedbeno, projektiranje je djelatnost kojom se slijednom, usporednom i iterativnom

primjenom stručnih znanja (analize i proračuni) i drugih znanja, iskustva, lucidnosti i

intuicije projektanta (projektanata), rješava postavljeni projektni zadatak.

Narav djelatnosti projektiranja očituje se u izrazitoj primjeni deduktivnoga pristupa -

od općega k pojedinačnome, od generalnih rješenja prema detaljima, od idealiziranih

rješenja do stvarnih rješenja. Tako se izbjegavaju greške u koncepciji ili prije realizacije,


FSB Zagreb 20

olakšavaju stvaranje i proučavanje varijanti i izbor najpovoljnijih, te osigurava podjela rada

i mogućnost preklapanja2 pojedinih poslova tijekom projektiranja.

Stalno povećanje broja proizvoda na tržištu, i iznalaženja novih proizvodnih

postupaka, nameće stvaranje novih ali i prilagodbu već postojećih proizvodnih sustava.

Tako je djelatnost projektiranja suočena sa zahtjevima da se projekti učine što

kvalitetnijim, u što kraćemu vremenu.

Projekt je rješenje projektnoga zadatka. Njime su definirane postavke realizacije

zadatka. U projektiranju su proizvodnih sustava projektnim zadatkom obuhvaćeni:

proizvod(i) (predmeti rada); količine proizvoda; rokovi gotovosti proizvoda; raspoloživa

investicijska sredstva za realizaciju proizvodnoga sustava; ostali zahtjevi u pogledu

funkcionalnosti, ekonomičnosti, fleksibilnosti, humanosti i ekologičnosti projektiranoga

sustava. Poput proizvodnoga sustava, i proizvod i projektiranje karakterizirani su

određenim stupnjem funkcionalnosti, ekonomičnosti, fleksibilnosti, humanosti i

ekologičnosti.

Postoji pet osnovnih vrsta projektnoga zadatka:

1. projektiranje potpuno novog proizvodnog sustava;

2. rekonstrukcija proizvodnog sustava uz njegovo širenje;

3. rekonstrukcija proizvodnog sustava bez njegovog širenja;

4. uvođenje manjih racionalizacija u postojećem proizvodnom sustavu;

5. dekonstrukcija proizvodnog sustava.

Tri su činitelja čije međusobno pojavljivanje i odnos određuju vrstu projektnoga

zadatka: potreba za novim proizvodom, promjena proizvodnih količina već postojećeg

proizvoda, i uvođenje novih postupaka izradbe i montaže.

Zadatak projektiranja potpuno novog proizvodnog sustava, postavlja se u slučaju

postojanja sva tri gore navedena činitelja. S obzirom na ostale vrste projektnih zadataka,

rjeđe se pojavljuje.

Budući da je proizvodni sustav dinamički sustav koji se neprestano mijenja, stvarno

stanje proizvodnoga sustava s vremenom počinje značajno odstupati od prvotno

projektiranog. Tada je potrebna rekonstrukcija proizvodnoga sustava, kojom se, shodno

promijenjenoj situaciji, preoblikuju proizvodni tokovi i struktura sustava. Najčešće se

zadaci rekonstrukcije pojavljuju pri povećanju proizvodnih količina. U slučaju da

povećanje obujma proizvodnje nije moguće novouvedenim postupcima izradbe i sklapanje,

rekonstrukcija rezultira širenjem proizvodnoga sustava.

Uvođenje manjih racionalizacija u postojećem proizvodnom sustavu gotovo je

svakodnevni projektni zadatak3. Težište je pri tome na prilagodbi sustava manjoj promjeni

proizvodnih količina i postupaka izradbe i montaže, pri čemu se nastoji zadržati koncepcija

projektiranog stanja.

2 Concurrent Engineering − istodobno inženjerstvo; PDM, PLM Product Data/Lifecycle Management

3 Riječ je potrebi oslobađanja kreativnog potencijala zaposlenika i podsticanja njihove motiviranosti, što

podrazumijeva i nagrađivanje. Premda tek u većim proizvodnim sustavima postoje posebni odjeli razvoja i

razvijene procedure inoviranja, inovativnost i stvaralaštvo ne trebaju se potcjenjivati niti u manjim

sustavima.


FSB Zagreb 21

Dekonstrukcija proizvodnog sustava projektni je zadatak uklanjanja proizvodnoga

sustava, koji je izgubio svrhu postojanja, zastarjelim proizvodnim programom,

proizvodnim postupcima i nemogućnošću korištenja građevinskih objekata i instalacija u

druge svrhe; ili promjenom odnosno napuštanjem osnovne djelatnosti (core business,

outsourcing).

Navedeni se zadaci pojavljuju u karakterističnim etapama životnoga vijeka

proizvodnoga sustava4.

4 Vidjeti poglavlje 3. Metodologija projektiranja.


FSB Zagreb 22

2. OSNOVNI CILJEVI I NAČELA

PROJEKTIRANJA PROIZVODNIH

SUSTAVA

Začeci projektiranja proizvodnih sustava, kao posebne djelatnosti, mogu se naći i u

vremenima još prije prve industrijske revolucije. Ipak, potpunu uspostavu i značaj kao

stručno i znanstveno područje, projektiranje proizvodnih sustava dobiva tijekom i nakon

drugoga svjetskog rata. Naime, u to se doba, stvaranjem velikih industrijskih postrojenja,

uviđa (aktualizira) važnost prostornoga određenja proizvodnoga sustava (plant layout)

središnjeg problema projektiranja.

Najopćenitije, prostorno određenje sustava, na različitim razinama sustava, u

potpunosti definira prostor potreban za:

odvijanje proizvodne djelatnosti,

smještaj opreme i ljudi,

rukovanje i transport materijala, spremišta i skladišta, i

sve podupiruće djelatnosti.

Osnovni je cilj pri tome postići takvo prostorno određenje sustava koje će omogućavati

profitabilnu proizvodnju uz konkurentnu cijenu proizvoda.

Prednosti dobro prostorno oblikovanog sustava očituju se u sniženju troškova,

proisteklome iz: sniženja opasnosti po zdravlje i sigurnost uposlenih; poboljšanja

zalaganja, odgovornosti i zadovoljstva uposlenih; povišenja proizvodnosti; smanjenja broja

zastoja; ušteda u prostoru; smanjenja potrebe za rukovanjem materijalom; većeg

iskorištenja sredstava i ljudskog rada; ubrzanja i pojednostavnjenja toka materijala;

kraćega vremena izradbe i sklapanja; smanjenoga obujma administrativnih poslova;

lakšega i boljega nadgledanja; smanjenja zakrčenosti i zbrke u pogonima; smanjenja rizika

oštećenja materijala ili sniženja njegove kakvoće; lakše prilagodbe promijenjenim

uvjetima; raznovrsnih ostalih prednosti (lakše održavanje, manje zalihe itd.).

Iz navedenoga proizlaze osnovna klasična načela projektiranja proizvodnih sustava:

1. Načelo integracije svih utjecajnih činilaca ljudi, sredstava i svih ostalih utjecajnih

elemenata i djelatnosti na način koji ishodi najboljim kompromisom.

2. Načelo kretanja materijala najkraćim udaljenostima.


FSB Zagreb 23

3. Načelo toka, kojime se nastoji osigurati da rješenja prostornoga određenja sustava prate

redoslijed pojedinih tehnoloških procesa.

4. Načelo kugle efikasnog iskorištenja svog raspoloživog prostora i vodoravno i

okomito.

5. Načelo zadovoljstva i sigurnosti uposlenih.

6. Načelo fleksibilnosti, kojime se osigurava prilagodba sustava novim uvjetima uz

minimalne troškove i poteškoće.

Novije metodologije projektiranja definiraju sljedeća načela projektiranja:

1. Načelo cjelovitosti, kojime se nastoji objediniti niz raznovrsnih rješenja pojedinih

zadataka, koja se mogu i preklapati, u jedinstvenome konceptu (rješenju). Pri tome treba

imati na umu da optimum pojedinačnih rješenja u pravilu neće biti i optimum cjeline.

Cjelina je zato najbolji mogući kompromis.

2. Načelo postupnosti i iterativnosti. Do rješenja nije moguće stići u jednome koraku.

Vrijednost će se nekoga parcijalnog rješenja najčešće pokazati tek u slijedećim koracima

projektiranja, pa će se u slučaju njegove nedovoljne vrijednosti postupak projektiranja

morati iterativno ponavljati.

3. Načelo varijantnosti, po kojemu se definira više rješenja koja se onda dadu

vrednovati s obzirom na specifične uvjete (projektna ograničenja). Tek postojanje varijanti

stvara uvjete za objektivni sud i stvaranje argumentacije u postupku vrednovanja i izbora

varijanti.

4. Načelo orijentiranosti na funkciju proizvodnoga sustava proizvodni program.

5. Načelo idealnoga projektiranja, koje polazi od toga da rješenja trebaju predstavljati

vrhunac trenutačnoga tehnološkog razvoja bez ikakvih ograničenja uzrokovanih

mikrolokacijom. Konačno realizirana rješenja dadu se onda usporediti s idelanim.

6. Načelo ekonomičnoga projektiranja, kojime se nastoji izbjeći preprojektiranje ili

potprojektiranje. Preprojektiranjem, ili jalovim projektiranjem, pojedina će rješenja biti i

visoke kakvoće, no za njihovo će se stvaranje utrošiti previše vremena, a ona sama na

koncu neće pridonijeti kakvoći čitavoga projekta. Potprojektiranjem će se, najčešće u

kratkome vremenu, stvoriti projekt, no, ili neće biti osigurana zadovoljavajaća kvaliteta

projektnih rješenja, ili će doći do neočekivanih poteškošća, tako da će se već tijekom

realizacije ustanoviti da su potrebna značajna sredstva kako bi se načinile preinake u

projektu i ispravile greške.

7. Načelo interdisciplinarnosti. Zadaće oblikovanja kompleksnih sustava kao što su

proizvodni, često zahtijevaju različita specijalistička znanja, pa stoga stručnjaci pojedinih

područja tvore interdisciplinarne projektne timove.


FSB Zagreb 24

3. METODOLOGIJA PROJEKTIRANJA

Projektiranje se proizvodnoga sustava uvijek zasniva na nekome proizvodnome

programu.

Proizvodni se program definira za određeno, tržišno opravdano razdoblje. No, tehnički

vijek trajanja proizvodnoga sustava u mnogome premašuje tržišni vijek proizvoda. Stoga je

već od najranijih faza projektiranja potrebno voditi računa o zahtjevima koji bi se mogli

postaviti pred proizvodni sustav u budućnosti (održivost).

Pored toga, pojedinim se projektnim rješenjima tijekom projektiranja može značajno,

bilo pozitivno, bilo negativno, utjecati na troškove.

Nadalje, efikasna proizvodnja zahtijeva postizanje različitih, često suprotstavljenih

ciljeva. Tako je minimiranje ciklusa proizvodnje suprotno maksimiranju iskorištenja

kapaciteta, a maksimiranje proizvodnosti teško ostvarivo uz zahtjev za visokom

fleksibilnošću.

Sve navedeno, i opet samo kao dio ciljeva koji se žele ostvariti projektiranjem, upućuje

na potrebu posjedovanja odgovarajuće metodologije projektiranja, koja će svojim

sadržajem i sustavnom primjenom jamčiti kakvoću projektnih rješenja.

Po svojemu sadržaju projektiranje je proizvodnih sustava prije svega tehnički zadatak,

prožet čitavim svojim tijekom ispitivanjem budućih ekonomskih efekata, ali i sa znatnim

utjecajem na društvenu zajednicu. Stoga projektiranje proizvodnih sustava podrazumijeva

aktivnost najekonomičnijeg, kvalitativnog i kvantitativnog, prostornog i vremenskog,

povezivanja i usklađivanja činilaca proizvodnje.

Projektiranjem je obuhvaćeno:

određivanje funkcije sustava i tehnološke koncepcije,

dimenzioniranje sustava,

tehnološko i prostorno strukturiranje sustava,

oblikovanje detaljnog rasporeda elemenata unutar sustava.

Funkcija sustava, i eventualna projektna ograničenja, moraju se što preciznije

formulirati, budući da ispunjenje funkcije i zadovoljenje ograničenja u konačnici izravno

ovise o rezultatima dimenzioniranja, strukturiranja i oblikovanja.

Pod ograničenjima se razumijeva sve ono što smanjuje stupanj slobode pri definiranju i

rješavanju problema.


FSB Zagreb 25

Postojanje odnosa (veza) između elemenata proizvodnoga sustava zahtijeva

odogovarajuće strukturiranje sustava iznalaženje strukture sustava.

Struktura i funkcija sustava uvjetuju jedna drugu, no ipak se za neku unaprijed zadanu

funkciju može definirati više različitih struktura, od kojih treba odabrati najpovoljniju.

Iznalaženje strukture sustava jest središnji problem projektiranja proizvodnih sustava.

Dobivanje optimalnih ili dovoljno dobrih rješenja prostornoga rasporeda moguće je

jedino primjenom odgovarajućih metoda optimizacije.

Organizacija REFA propisuje opći postupak za oblikovanje sustava, koji se dade

primijeniti i kod projektiranja proizvodnih sustava (Slika 10.).

Slika 10. Opći postupak za oblikovanje sustava (REFA)

Projektiranje potpuno novoga proizvodnog sustava metodološki obuhvaća nekoliko

etapa, prateći životni vijek proizvodnoga sustava:

1. Izrada prethodne studije,

2. Izrada idejnoga projekta (pretprojekta),

3. Izrada izvedbenoga projekta,

4. Realizacija projekta i pokusni rad sustava (izvođenje, izvedba),

http://www.refa.de/home


FSB Zagreb 26

5. Praćenje rada sustava i projektne intervencije,

6. Pretvorba sustava,

7. Dokinuće sustava.

Pothvat realizacije proizvodnoga sustava, na osnovi inicijalne ideje, u pravilu je

kompleksan i povezan s velikim investicijskim ulaganjima. Stoga je zadaća prethodne

studije ispitivanje isplativosti investicijskih ulaganja u pothvat. Na osnovi približnih

pokazatelja, u kratkome vremenu, procjenjuju se rentabilnost i ekonomičnost pothvata te

utvrđuju potrebna osnovna i obrtna sredstva. Procjenjuje se da troškovi prethodne studije

iznose od 1 do 3 %, a ukupni troškovi projektiranja od 8 do 16 % ukupne investicije. Udjel

troškova projektiranja opada s rastom vrijednosti investicije.

Prethodnom se studijom definiraju: asortiman proizvoda, obujam proizvodnje,

prodajne cijene i kooperacija; činioci za izbor makrolokacije (kadrovi; sirovine,

poluproizvodi i pomoćni materijal; promet; energija; voda); osnovna koncepcija

tehnologije, proizvodnje i organizacije, te gradnje; vrijednost investicije i troškovi

proizvodnje; načini financiranja i termini izgradnje; rentabilnost.

Rentabilnost, R, definira se kao količnik dobiti i uloženog kapitala (I), pri čemu je

dobit razlika ukupnog prihoda (UP) i troškova poslovanja (TP):

100

I

TUR PP %. (1)

Stopa prinosa uloženoga kapitala (Return on Investment), definira se na sljedeći način:

100

I

ITURoI PP

%. (2)

Vrijednost stope prinosa uloženoga kaiptala pokazuje dobit po jedinici uloženog kapitala.

Što je stopa prinosa veća, projekt će biti rentabilniji.

Rentabilnost ukupnoga prihoda računa se izrazom:

100

P

PPP

U

TUR

%. (3)

dok obrtaj kapitala u vremenu (uobičajeno jedna godina) iznosi:

I

UR P

S . (4)

Navedeni se izrazi koriste ne samo u prethodnoj studiji, već i u svim ostalim etapama

projektiranja.

Idejni je projekt obično podloga izradi investicijskoga programa za ishođenje

zajmova. Izvedbeni projekt obuhvaća detaljnu razradu postavki idejnoga projekta.

Realizacija projekta i pokusni rad sustava (izvođenje), operacionalizacija je

izvedbenoga projekta.

Praćenje rada sustava i projektne intervencije obuhvaćaju zadaće uvođenja manjih

racionalizacija u postojećemu proizvodnom sustavu. Međutim, projektne intervencije


FSB Zagreb 27

mogu biti i većega obujma, u slučaju rekonstrukcije proizvodnoga sustava. Naime, često je

isplativije investirati u postojeće sustave, nego izgrađivati nove.

Pretvorba i dokinuće sustava, kao i projektni zadatak dekonstrukcije proizvodnoga

sustava, noviji su aspekti djelatnosti projektiranja, posebice u tehnološki razvijenijm

društvima. Pretvorba sustava označava radikalnu promjenu proizvodnoga sustava s

obzirom na njegovo prvotno proizvodnoprogramsko ili drugo određenje. Dokinuće sustava

predstavlja prije svega društveno-ekološki problem, bivajući usredotočeno na otklanjanje

posljedica djelovanja dokidanoga proizvodnog sustava, kako bi se stvorili uvjeti za

realizaciju novog sustava ili promjenu funkcije mikrolokacije.

Metodološki je slijed projektiranja proizvodnih sustava dan slikom 11. Slijed je

prikazan sasvim općenito, budući da se pojedine etape ili postupci mogu, ovisno o

konkretnome projektnome zadatku, izostaviti, preklapati ili izvoditi usporedno.

INICIJATIVA

PRETHODNA

STUDIJA

1. DEFINIRANJE CILJEVA I ZADAĆA

ANALIZA TRŽIŠTA: PROIZVODNI PROGRAM

KONCIPIRANJE TEHNOLOGIJE

IZBOR MAKROLOKACIJE

PRORAČUN RENTABILNOSTI INVESTICIJE

IDEJNI

PROJEKT

2. ODREĐIVANJE OPTIMALNE KONCEPCIJE SUSTAVA (GRUBO

PROJEKTIRANJE)

SNIMANJE POSTOJEĆEGA STANJA

IZBOR REPREZENTANTNIH PROIZVODA I DIJELOVA

IZRADA PLANOVA IZRADBE I MONTAŽE

KAPACITIVNO DIMENZIONIRANJE

PROSTORNO DIMENZIONIRANJE

IZRADA IDEALNE FUNKCIONALNE SHEME

DEFINIRANJE TOKA MATERIJALA

DEFINIRANJE KONCEPCIJE TRANSPORTA I SKLADIŠTENJA

IZRADA KONCEPCIJE INFORMACIJSKOGA SUSTAVA

ODREĐIVANJE PROIZVODNIH STRUKTURA

IZRADA IDEALNOG PLANA

IZBOR MIKROLOKACIJE

IZRADA PLANA IZGRADNJE, ANALIZA I OCJENA VARIJANTI

PRORAČUN RENTABILNOSTI INVESTICIJE

IZVEDBENI

PROJEKT

3. FINO PROJEKTIRANJE

ODREĐIVANJE DETALJNOG RASPOREDA ELEMENATA SUSTAVA

(UNUTAR ODJELA)

DEFINIRANJE PROJEKTNIH ZAHTJEVA ZA ZGRADE I INSTALACIJE

IZRADA DETALJNOG PROJEKTA RUKOVANJA MATERIJALOM

IZRADA DETALJNOG PROJEKTA INFORMACIJSKOGA SUSTAVA

IZRADA SPECIFIKACIJE SVEUKUPNE OPREME

DEFINIRANJE PROJEKTNIH ZAHTJEVA ZA MONTAŽU OPREME

IZRADA PLANA IZGRADNJE OBJEKATA I MONTAŽE OPREME

KONTROLA INVESTICIJSKIH TROšKOVA

IZVEDBA

4. REALIZACIJA PROJEKTA

RUKOVOĐENJE, PRAĆENJE I KOORDINACIJA SVIH RADOVA

PROBNI RAD I UHODAVANJE SUSTAVA

Slika 11. Metodologija projektiranja proizvodnih sustava


FSB Zagreb 28

4. OSNOVNI PROJEKTNI PODACI

4.1. SNIMANJE I ANALIZA POSTOJEĆEGA STANJA

Snimanje i analiza postojećega stanja potrebni su pri svim vrstama projektnih zadataka

osim projektiranja potpuno novog proizvodnog sustava.

Kvalitetna rekonstrukcija nekoga sustava nije moguća bez pomno izvedenog snimanja

i analize postojećeg stanja. Ovisno o projektnom zadatku, snimanje i analiza izvode se u

većem ili manjem opsegu. Dobivanje stvarnog uvida u proizvodni sustav nije moguće s

manjkavim podacima, no obujam podataka proisteklih snimanjem svakako ne smije biti

nepotrebno velik. Ipak, u slučaju većeg obujma podataka, naknadno su mogući sažimanje i

redukcija podataka, dok to u slučaju manjega obujma nije izvedivo.

Svrha je snimanja i analize postojećega stanja utvrđivanje slabih i dobrih mjesta

proizvodnoga sustava, kako bi se stekao uvid u proizvodni sustav i definirali podaci za

projektiranje. Snimanje se obavlja vizualnim praćenjem procesa, proučavanjem

dokumentacije te razgovorom sa zaposlenicima. Podaci se prikazuju tablično i dijagramski.

Snimanjem je, ovisno o projektnom zadatku, obuhvaćen cijeli proizvodni sustav ili

neki njegov podsustav. Projektnim se zadatkom može nalagati i snimanje orijentirano na

proizvod, tj. istraživanje isplativosti reazlizacije nekoga proizvoda.

Cilj je snimanja dobiti informacije o: proizvodnom programu i oblikovanju proizvoda;

pripremi proizvodnje; strojevima, opremi, zgradama i instalacijama; tehnološkim

postupcima izrade i montaže; kontroli kvalitete; tokovima materijala i informacija;

transportu; troškovima itd.

Na temelju poznatog projektnog zadataka, polazi se od definiranja vrste i obujma

podataka potrebnih za snimanje (projektiranje). No ako projektni zadatak nije u potpunosti

definiran, već općenitije postavljen, snimanjem i analizom upravo se utvrđuju segmenti

proizvodnoga sustava na kojima projektom treba poraditi. Otkrivanje područja koja

zahtijevaju projektne intervencije uobičajeno se izvodi analizom troškova. Analizom se

troškova utvrđuju mjesto pojavljivanja najvećega troška (apsolutnog ili relativnog) i

dinamika troškova. Pri tome se sakupljaju podaci o količinama proizvoda, prihodu,

troškovima i profitu, ciklusu proizvodnje, udjelu rada, energije i slično.


FSB Zagreb 29

4.2. IZBOR REPREZENTATIVNIH PROIZVODA I

DIJELOVA

Za projektiranje je najprije potrebno utvrditi osnovne podatke o proizvodnome

programu i tehnološkome procesu. Priprema podataka za projektiranje uobičajeno je složen

i opsežan posao, sa značajnim udjelom u vremenu projektiranja. Stoga se izborom

reprezentativnih (predstavljajućih, predstavnika) proizvoda i dijelova obujam ulaznih

podataka nastoji smanjiti, a vrijeme projektiranja skratiti. Pravilnim izborom

reprezentativnih proizvoda i dijelova tek se neznatno utječe na smanjenje točnosti

projektiranja. Nakana je pouzdano reprezentirati postojeći proizvodni program i količine,

imajući na umu i buduće promjene. Naime, proizvodni program i proizvodne količine su

promjenjivi tijekom vremena, a u projektiranju su novih proizvodnih sustava, samo u

iznimnim slučajevima u potpunosti poznati, pa se moraju pretpostavljati i prognozirati.

U prvome se koraku definiraju reprezentativni proizvodi. Proizvodni se program dijeli

u skupine proizvoda prema namjeni, masi ili izmjerama (dimenzijama). Za svaku se

skupinu proizvoda zatim odabire jedan ili više reprezentanata, i to na osnovi kriterija:

procijenjene dobiti; proizvodnih količine; broja dijelova u proizvodu (ukazuje na

tehnološku složenost proizvoda); procijenjenoga broja sati za proizvodnju (količine rada).

Izbor predstavljajućih proizvoda izvodi se pomoću dijagrama P-Q (Proizvodi-

Količine) i dijagrama ABC.

Na gornjem dijagramu P-Q sa slike 13. na apscisi su poredane skupine proizvoda, a

unutar skupina sami proizvodi sortirani prema padajućim količinama. Na ordinatu se

nanose proizvodne količine. Na donjem dijagramu sa slike 13. na apscisi su poredane

skupine proizvoda, a unutar njih proizvodi prema padajućoj dobiti. Na ordinati je nanijeta

procijenjena dobit za sveukupnu količinu nekog proizvoda. Ovisno o potrebama, dijagrami

se dadu konstruirati za različite veličine, kao što su dobit po proizvodu, prihod po

proizvodu i slično.

Slika 12. Dijagrami P-Q


FSB Zagreb 30

I u dijagramimu ABC (Slika 13.) na apscisu se nanose skupine proizvoda, a unutar

skupina proizvodi. Na ordinati se nanose postoci koji predstavljaju procijenjenu količinu

rada za pojedini proizvod prema svekupnoj količini rada za skupinu (100 %). Proizvodi su

unutar neke skupine sortirani prema (padajućoj) količini rada.

Slika 13. Dijagrami ABC

Dijagrami P-Q i ABC analiziraju se kako bi se izabrao reprezentant svake skupine. Pri

tome treba nastojati da svi navedeni kriteriji budu zadovoljeni. Ako to iz nekoga razloga

nije moguće, izabire se više reprezentanata. Iz dijagrama je očito da su za skupinu A

reprezentativni proizvodi označeni sa 7 i 8, u skupini B proizvod 10, a u skupini C

proizvod 9.

U drugome koraku raščlanjuju se predstavljajući proizvodi na dijelove i sklopove, koji

se grupiraju prema tehnološkoj sličnosti (Sustavi klasifikacije i označavanja). Izbor

reprezentativnih dijelova i sklopova osnova je izradu tehnoloških planova izradbe i

montaže, koji su nužni za daljnje etape projektiranja. Izrada tehnoloških planova iziskuje

najveći utrošak vremena.

Tvorba skupina dijelova, iz kojih se izabire dio-reprezentant, ili samoga kriterija izbora

reprezentanta, moguće je na osnovi značajki, kao što su: geometrijski oblici dijelova

(rotacijski, nerotacijski), plohe koje se obrađuju, gabariti, kvaliteta obrade ploha, materijal,

proizvodne količine, dinamika isporuke (veličine serije) itd. Čest je slučaj da ne postoji dio

koji u potpunosti zastupa plohe koje treba obraditi. Tada se kreira fiktivni reprezentant, tzv.

kompleksni dio (Slika 14.), za koji je onda moguće izraditi i kompleksni plan izrade.

Kompleksni plan izradbe (montaže) poslije služi za izradu tehnoloških planova za izradbu

(montažu) svakog pojedinačnog dijela (sklopa).


FSB Zagreb 31

Slika 14. Grupa tehnološki sličnih dijelova s kompleksnim dijelom

Grupiranjem tehnološki sličnih dijelova povećava se uzorak s istim ili sličnim

obilježjima za koje se vrši jedinstvena tehnološka razrada. Grupiranje izradaka vrši se na

klase, podklase, grupe i tipove.

Klasa je skup izradaka koji imaju sličnu oblikovnu konfiguraciju i opće rješavanje

temeljnih tehnoloških zadataka.

Podklase su podskupovi izradaka jedne klase koji imaju sličnu opću konfiguraciju i

slične tehnološke postupke obrade.

Grupa je skupina izradaka unutar podklase koja pri obradi koristi iste strojeve, pribore

i alate i istu pripremu stroja. Tip je skup izradaka koji imaju iste operacije obrade.

U slučaju rekonstrukcije proizvodnoga sustava, kada postoje planovi izradbe i

montaže, reprezentativni se dijelovi mogu definirati tako, da se najprije formiraju skupine,

prema tome imaju li u svojemu tehnološkom postupku definirane jednake strojeve,

odnosno većinu njih. Znači, neki se dio pridružuje skupini dijelova prema vrstama strojeva

i opreme, zastupljenih u tehnološkom postupku. Za svaku se skupinu stvarni ili fiktivni

reprezentant određuje pomoću gore navedenih značajki. Pošto su odabrani reprezentativni

dijelovi, potrebno je da oni i svojim količinama predstavljaju sve dijelove. U tu se svrhu

obavlja proračun reprezentativnih količina. Sljedeći izraz prikazuje određivanje

reprezentativnih količina za jednu skupinu dijelova:

k

i

ii

REP

REP tnt

n 1

1

1 (5)

gdje su:

nREP – reprezentativne količine, komada

t1REP – norma vrijeme za izradu reprezentanta, s

ni – proizvodne količine za i-ti dio iz skupine dijelova

t1i – norma-vrijeme za izradu i-toga dijela iz skupine, s

i – brojač dijelova skupine, i = 1, ..., k.


FSB Zagreb 32

4.3. TEHNOLOŠKI PROCES

Nakon izbora reprezentativnih dijelova i sklopova, izrađuju se (tehnološki) planovi

izradbe i montaže.

Izrada planova izradbe i montaže je ključna za realizaciju ciljeva proizvodnog sustava

u pogledu ekonomičnosti i rentabilnosti. Zbog toga je nužno ispitati različite varijante,

naročito u pogledu izbora adekvatnog stupnja automatizacije i integracije.

Planovima izradbe i montaže treba odrediti (slike 16. do 18.):

pripremak (sirovac/početni materijal), odnosno, dijelove koje treba sklopiti

(redo)slijed operacija

radna mjesta (strojeve)

alate, naprave, mjerna sredstva

režime obrade

planska vremena (pripremnozavršno i jedinično (norma) vrijeme)

podatke za NC strojeve.

Slika 15. Funkcije i planske podloge kod izradbe planova izradbe


FSB Zagreb 33

Slika 16. Prikaz plana izradbe i zadaci koje treba riješiti kod njegove izradbe

Slika 17. Funkcije planiranja rada i načina rješavanja


FSB Zagreb 34

5. TOK MATERIJALA

Tok materijala jest organizacijsko, vremensko i prostorno povezivanje

tehnoloških, kontrolnih, skladišnih, transportnih i ostalih zbivanja vezanih uz

materijal koji prolazi proizvodnim sustavom tijekom ciklusa proizvodnje. Obuhvaća

sva kretanja materijalnih dobara unutar zadanog prostornog područja i vremena. Pri tome

su promjenjivi put, brzina kretanja i količina. Brzina kretanja poprima i vrijednost nule,

naprimjer kod izvođenja operacija ili skladištenja.

Materijalna dobra mogu biti: sirovine, poluproizvodi, vlastiti i kupljeni dijelovi,

sklopovi, gotovi proizvodi, trgovačka roba, alati, naprave, modeli, pogonske i pomoćne

tvari.

Tok materijala može se promatrati na različitim razinama, obuhvaćajući samo dio

sustava s nekoliko elemenata ili cjelokupni sustav s kupcima i dobavljačima. VDI 3300 tok

materijala dijeli u četiri razine (Slika 18.). Svaka razina toka materijala ima zadaću u

okviru projektiranja proizvodnih sustava.

Tok materijala I. razine obuhvaća kretanje materijala između proizvodnog sustava i

njegovih dobavljača i/ili kupaca. Uz ostale činitelje mjerodavan je za izbor mikrolokacije

sustava.

Tok materijala II. razine obuhvaća kretanje materijala između objekata na

mikrolokaciji. Mjerodavan je za izradu plana izgradnje.

Tok materijala III. razine obuhvaća kretanje materijala između pojedinih odjela

(radionica) i unutar odjela, između elemenata odjela (strojeva, radnih mjesta...) i

predstavlja osnovni ulazni podatak za postupke optimiranja rasporeda odjela odnosno

rasporeda elemenata unutar odjela.

Tok materijala IV. razine sadrži kretanja materijala na radnom mjestu. Na ovoj razini

to su prvenstveno uređaji za rukovanje kod automatizacije tokova materijala na radnom

mjestu.

Tok materijala osnova je za: određivanje položaja proizvodnog sustava u okviru neke

regije, raspored elemenata unutar sustava, određivanje vrste i broja transportnih sredstava i

sredstava za odlaganje.

Postupak određivanja toka materijala započinje od toka materijala treće razine. Tokovi materijala nižih razina dobivaju se jednostavnim preračunavanjem, jer se elementi

sustava spajaju u veće cjeline.


FSB Zagreb 35

Slika 18. Razine toka materijala

Tok se materijala izražava kao količina materijala koja prolazi proizvodnim sustavom

u određenom vremenskom razdoblju, a kvantificira se transportnom intenzivnošću.

Jedinica vremena mora biti tako odabrana da se njome obuhvate sve programske i

tehnološke značajke proizvodnoga procesa. Ovisno o vrsti proizvodnje, koriste se kao

vremenska jedinica za kvantifikaciju toka materijala, godina, šestomjesečno ili

tromjesečno razdoblje. U daljnjemu će se tekstu za jedinicu vremena uzimati godina.

Količina se može izraziti brojem komada, težinom, obujmom, brojem sredstava za

odlaganje i brojem transportnih jedinica. Odabrana jedinica mora biti takva da je njezino

otpremanje povezano s konstantnim transportnim troškovima, budući da se tako

omogućava: proračun potrebnih sredstava za odlaganje i transportnih sredstava; izravna

uporaba dobivenih podataka u oblikovanju proizvodne strukture.

Broj komada, koji se transportiraju u određenom planskom razdoblju, najlakše je

utvrditi, jer je taj podatak definiran proizvodnim programom. Međutim, kako pojedinačni

dijelovi mogu imati vrlo različite težine, volumen i ostale značajke bitne za transport, ova

jedinica neće uvijek odražavati pravu sliku toka materijala. Ona je prikladna jedino u

slučaju da se svaki komad pojedinačno transportira. Jednako tako, obujam i težina nisu

prikladni kao jedinica količine. Ukupna težina govori o jakosti toka materijala, ali se ne

može povezati s transportnim troškovima jer je nepoznat broj transporata. Dodatno,

predmeti rada približno jednakog obujma mogu imati vrlo različite težine i različite

mogućnosti slaganje, pa prema tome i mogućnosti transporta.

Sredstva za odlaganje najčešće se koriste i za transport. Time se polučuje niz prednosti

kao što su: poboljšanje rukovanja materijalom, bolje iskorištenje proizvodne i skladišne

površine, mogućnost mehanizacije, automatizacije... Pod sredstvima za odlaganje

razumijevaju se sredstva u kojima se materijalna dobra skladište, transportiraju i odlažu na

radnom mjestu ili međuskladištu i skladištu. Uobičajena sredstva za odlaganje jesu razne


FSB Zagreb 36

kutije, kontejneri, palete, anduci i slično. Broj komada koji stane u jedno sredstvo za

odlaganje određuje se na temelju dozvoljene težine i raspoloživog volumena. Uzimanje

sredstva za odlaganje za jedinicu količine nije prikladno, budući da se najčešće više

istovrsnih sredstava za odlaganje dade transportirati istodobno, ali i pojedinačno u više

transporata, što uzrokuje nejednake transportne troškove.

Zato količinu treba izraziti stvarnim brojem transporta (prijevoza) ili brojem

transportnih jedinica. Transportna jedinica jest količina materijala koja se kreće jednim

transportom, bez obzira na broj sredstava za odlaganje.

Podaci o kretanju materijala između elemenata sustava u toku materijala III. razine

sadržani su u planovima izrade i montaže, što pokazuje da je tok materijala programsko-

tehnološka karakteristika sustava.

Određivanje toka materijala moguće je direktnim snimanjem ili proračunom na osnovi

raspoloživih podataka.

Direktno snimanje toka materijala u maloserijskoj i pojedinačnoj proizvodnji treba

izbjegavati zbog dugotrajnosti (minimalno tri mjeseca), remećenja proizvodnje, skupoće i

nepouzdanosti. Može se provesti metodom trenutačnih zapažanja ili upisivanjem podataka

o izvršenom transportu (datum, broj i vrsta sredstava za odlaganje, transportno sredstvo,

element sustava od kojega se transportiralo, element sustava kome se transportiralo) u

odgovarajući obrazac od strane transportnih radnika. Najveći je nedostatak direktnog

snimanja, da se na temelju snimljenog postojećeg stanja, vrlo teško može zaključiti o toku

materijala za neko buduće stanje.

Proračun toka materijala vrši se na temelju podataka o proizvodnom programu,

sastavnica, planova izrade i planova montaže.

Postupa se na način kako slijedi.

1. Raščlane se proizvodi uz pomoć sastavnica na sklopove i pojedinačne dijelove

(predmete rada).

2. Odredi se ukupan broj sklopova i pojedinačnih dijelova za promatrano plansko

razdoblje.

3. Definira se vrsta sredstva za odlaganje za svaki predmet rada.

4. Za svaki se predmet rada proračuna potreban broj sredstava za odlaganje u godini

(planskom razdoblju), pomoću jednadžbe:

PO

PO

Q

Qn (6)

gdje su:

QP broj komada predmeta rada

QPO broj predmeta rada u jednom sredstvu za odlaganje.

5. Broj transporata, za prijevoz jedne serije i-toga predmeta rada, računa se izrazom:

ii

i

i

TSPO

S

OIQQ

Qn

1 (7)

gdje su:

QSi veličina serije (broj komada u seriji) i-toga predmeta rada

QTSi broj sredstava za odlaganje i-toga predmeta rada koja se prevoze transportnim

sredstvom u jednoj vožnji (kapacitet transportnog sredstva).

Veličine nO i nOI uvijek su cjelobrojne vrijednosti.


FSB Zagreb 37

6. Intenzivnost toka materijala izražava se brojem transporata u planskom razdoblju (jedna

godina) između k-tog i j-tog elementa sustava, a izračunava izrazom:

i

i

i

OI

O

kjn

nb (8)

gdje je nSi broj serija i-toga predmeta rada u planskome razdoblju.

7. Ukupna transportna intenzivnost u planskom razdoblju između k-tog i j-tog elementa

sustava dobiva se zbrajanjem intenzivnosti transporta za sve predmete rada koji se

transportiraju između tih elemenata sustava:

i

kjkj ibb (9)

i brojač predmeta rada koji se transportiraju između elemenata k i j, i = 1, 2, ..., nP.

Proračun se može izvoditi za reprezentantne proizvode odnosno reprezentativne

dijelove i sklopove.

Tok materijala može se prikazati grafički ili numerički. Grafički prikaz može biti

kvalitativan (Slika 19.) ili kvantitativan pomoću Sankyjevoga dijagrama (Slika 20.). Način

prikazan slikom 19. koristi se kada mnogo dijelova prolazi preko istih elemenata sustava.

Slika 19. Primjer kvalitativnog grafičkog prikaza toka materijala


FSB Zagreb 38

Slika 20. Primjer kvantitativnog grafičkog prikaza toka materijala (Sankeyjev dijagram)


FSB Zagreb 39

Grafički prikaz je pogodan kao sredstvo vizualne analize tokova, ali ne i kao osnova

matematičke analize, neizbježne u projektiranju proizvodnih sustava. U tome smislu,

matrica toka materijala uzima se kao najprikladniji oblik prikaza (Slika 21.).

Slika 21. Primjeri kvalitativnog (gore lijevo) i kvantitativnog (gore desno) prikaza toka

materijala, matricom (za podatke iz donje tablice)

Elementi bkj matrice toka materijala B predstavljaju transportnu intenzivnost od k-tog

ka j-tom elementu sustava . Kako svaki element sustava može biti izvorna ili ciljna točka

transporta, matrica B kvadratnog je oblika m-tog reda, pri čemu je m broj elemenata.

Podrazumijeva se da je redoslijed navođenja elemenata dijagonalno simetričan,

odnosno redoslijed po stupcima odgovara onome po redovima. S obzirom da se

zanemaruje transport unutar elementa sustava (tok IV. razine), za elemente matrice koji

pripadaju glavnoj dijagonali vrijedi bkk = 0 (k = 1, 2, ... m).

Matrica B naziva se orijentiranom matricom toka materijala, jer pokazuje smjer toka

materijala, a može se transformirati u neorijentiranu trokutnu matricu B na takav način da

se svi elementi matrice B iznad (ispod) dijagonale pribroje elementima koji leže simetrično

ispod (iznad) glavne dijagonale.

Elementi donje trokutne matrice:

bkj =

jkbb

jk

jkkj za

za 0. (10)


FSB Zagreb 40

Elementi gornje trokutne matrice:

bkj =

jkbb

jk

jkkj za

za 0. (11)

Elementi matrice predstavljaju transportni intenzitet između k-toga i j-toga elementa

sustava nezavisno od smjera transporta.

Ako se uz tok materijala želi uzeti u obzir i druge čimbenike, naprimjer tok

informacija i tok ljudi, primjenjuje se sustav stupnjevanja međusobnih veza prema važnosti

uz navođenje uzroka. Takav oblik mjerenja toka materijala češće je u upotrebi kod

projektiranja bolnica, škola i sličnih sustava gdje se javljaju različite vrste tokova koje nije

moguće egzaktno kvantificirati (Slika 22.).

Slika 22. Matrica odnosa između elemenata sustava

Tok materijala unutar pogona može biti različitoga oblika (Slika 23.). Osnovna načela

kod njegovoga oblikovanja jesu: nastojati da se odvija po najkraćemu putu, izbjegavati

povratne putove i međusobno križanje putova (te nefunkcionalne promjene visine).

Slika 23. Shematski prikazi oblika tokova materijala


FSB Zagreb 41

6. PROIZVODNE STRUKTURE

Postizanje višeg stupnja organizacije proizvodnje nalaže prostorno grupiranje elementa

sustava. Skupine elemenata zasebno, i sve zajedno, tvore određenu, jedinstvenu strukturu

proizvodnoga sustava.

Pod strukturiranjem proizvodnoga sustava razumijeva se aktivnost kojoj je cilj

najekonomičnije povezivanje i usklađivanje konstituirajućih elemenata sustava u

prostornome i vremenskome pogledu.

Struktura i funkcija sustava uvjetuju jedna drugu pa se za neku unaprijed zadanu

funkciju može definirati više različitih struktura. Na izbor strukture utječe niz činilaca, od

kojih najveći utjecaj imaju proizvodni program i tehnologija (Dakle: asortiman i količine

proizvoda, stupanj konstrukcijske i tehnološke sličnosti proizvoda, oblik, dimenzije i

tolerancije, brzina promjena proizvoda, tržišni vijek itd.).

Efikasnost proizvodnoga sustava bitno ovisi o njegovoj prostornoj strukturi, jer ona

izravno određuje sustav toka materijala koji se pak odražava na upravljivost proizvodnje,

cikluse proizvodnje i iskorištenje sredstava za proizvodnju.

U osnovi postoje izradbeni sustavi kod kojih:

predmeti rada miruju, a ljudi i ostali elementi sustava se kreću, ili,

predmeti rada se kreću, a elementi i ljudi su stacionirani na svojim radnim mjestima.

Stacionarni se predmeti rada mogu naći pretežno u proizvodnji velikih objekata, kao

što su brodovi, lokomotive, avioni i slično. Daleko je češći slučaj da se predmeti rada kreću

sustavom.

Poseban slučaj su pokretni predmeti rada, ljudi i elementi a pojavljuje se u završnoj

montaži osobnih vozila.

Oblici proizvodnih struktura razlikuju se u izradbi i montaži, te prema stupnju

automatizacije.


FSB Zagreb 42

7. PROIZVODNE STRUKTURE U

NEAUTOMATIZIRANOJ IZRADBI

Proizvodne strukture klasičnih – neautomatiziranih izradbenih sustava definiraju se po

načelu funkcije ili po predmetnom načelu.

Po načelu funkcije, skupine tvore elementi iste vrste obrade, za izvođenje operacija na

različitim predmetima rada.

Po predmetnom se načelu elementi grupiraju za izvođenje različitih vrsta obrade u cilju

potpune ili gotovo potpune obrade jednog ili više sličnih premeta rada.

Strukture tako mogu biti: po vrsti obrade, ili, po predmetu rada (izradbene linije,

izradbene stanice i samostalna radna mjesta potpune izradbe).

7.1. IZRADBENI SUSTAV STRUKTURIRAN PO VRSTI

OBRADE

Karakteristika je izradbenih sustava strukturiranih po vrsti obrade (funkcionalna ili

procesna ili radionička struktura) grupiranje sredstava za proizvodnju u skladu s tipom

izradbenoga postupka. To znači da će grupa strojeva za tokarenje tvoriti jedan zaseban

odjel, glodalice drugi, bušilice treći itd. (Slika 24.). Tok će se materijala stoga odvijati

uglavnom između odjela, a rijetko unutar odjela između strojeva slične namjene.

Ovo načelo strukturiranja izradbenih sustava datira od najranijih dana

industrijalizacije, budući da je grupiranjem funkcionalno sličnih strojeva i ljudi sličnih

vještina, postignuta jednostavna raspodjela poslova, visoka fleksibilnost i dobro

iskorištenje sredstava za proizvodnju (elemenata). To znači da izradbeni sustavi

strukturirani po vrsti obrade mogu izrađivati širok asortiman različitih proizvoda i

odgovoriti na specifične zahtjeve tržišta (proizvodnja po narudžbi). Dobro iskorištenje

elemenata postiže se postojanjem više prikladnih elemenata za obavljanje neke zadaće i

mogućnošću odabira najpovoljnijega.


FSB Zagreb 43

Slika 24. Proizvodni sustav strukturiran po grupama po vrsti obrade

Nedostaci su takvoga sustava dugi transportni putovi i veliki broj povratnih tokova,

zatim dugo vrijeme čekanja između pojedinih operacija na radnim mjestima kao i

nepreglednost proizvodnje. Nedostaci se također ogledaju u povećanim zahtjevima za

obučavanje radnika koji moraju obavljati uvijek drugačije zadaće na različitim

proizvodima. Zbog učestalih promjena predmeta rada, pripremna vremena zauzimaju

značajan udio u vremenu izradbe. Nadalje, u slučaju većih proizvodnih količina i

asortimana, struktura po vrsti obrade postaje vrlo složena za planiranje, upravljanje i

praćenje zbog ispreplitanja tokova različitih proizvoda. To onda rezultira dužim ciklusima

izradbe, većim zalihama materijala u procesu proizvodnje, potrebnoj većoj površini za

odlaganje, dakle povećanim troškovima. Zato je takav izradbeni sustav prikladan za

izradbu većeg broja tipova proizvoda u malim ili srednjim serijama (od 50 do 200

komada).

7.2. IZRADBENI SUSTAV STRUKTURIRAN PO

PREDMETIMA RADA

Potreba prevladavanja nedostataka podjele sustava po vrsti obrade, potakla je razvoj

izradbenih sustava strukturiranih po predmetu rada. Isprva su to bile izradbene linije

namijenjene masovnoj i velikoserijskoj proizvodnji, dok su se tek kasnije pojavili sustavi

skupne izradbe slijedeći koncept skupne proizvodnje (grupne tehnologije).


FSB Zagreb 44

7.2.1. Izradbene linije

Izradbene su linije orijentirane na konkretan proizvod, a njihova struktura uključuje

različite specijalizirane strojeve, linijski raspoređene po zahtjevima tehnološkoga procesa

(redoslijedu operacija) određenog predmeta rada (Slika 25.). Počele su se primjenjivati

razvojem Taylorovoga koncepta podjele rada, rezultirajući izrazito niskim udjelom

pripremnoga vremena zbog visokog stupnja specijalizacije i determiniranosti rada.

Jednostavnim jednosmjernim tokom materijala s kratkim transportnim udaljenostima, kao i

bez posebnih poremećaja, izradbene linije postižu visoku efikasnost proizvodnje s kratkim

ciklusima izradbe.

Slika 25. Proizvodni sustav strukturiran po linijama

Vremena potrebna za obavljanje operacija na pojedinim radnim mjestima moraju biti

međusobno ujednačena i po mogućnosti jednaka taktu linije, da se izbjegne pojava

neproizvodnih vremena čekanja. Takt linije predstavlja raspoloživo vrijeme za obradu na

pojedinom radnom mjestu/stroju, a može se izračunati iz odnosa raspoloživoga vremena za

proizvodnju i traženoga broja proizvoda u određenom planskome razdoblju. Takt je ujedno

zbroj vremena izvršenja najduže operacije i vremena međuoperacijskog transporta.

Linijskom se strukturom postižu sljedeće prednosti: porast proizvodnosti i smanjenje

troškova; skraćenje transportnih putova; niži troškovi rukovanja materijalom; skraćenje

ciklusa izrade i smanjenje nedovršene proizvodnje, a time i značajno smanjenje

angažiranih obrtnih sredstava; bolje korištenje proizvodne površine; bolja preglednost i

kontrola proizvodnje; lakše planiranje procesa; jednostavnija obuka radnika uslijed podjele

rada.

Budući da su struktura i tehnološki profil izradbenih linija podređeni isključivo jednom

tipu predmeta rada (jednopredmetna linija) ili više međusobno sličnih (višepredmetna


FSB Zagreb 45

linija), njihova je fleksibilnost bitno ograničena. To znači da u slučaju značajnije izmjene

predmeta rada, ili pak proizvodnoga asortimana, sustav postaje neupotrebljiv te zahtijeva

rekonstrukciju koja onda uzrokuje povećanje proizvodnih troškova. Stoga osnovni

nedostaci takve proizvodne strukture jesu: nefleksibilnost; osjetljivost na sve vrste zastoja,

koja raste s kompleksnošću sustava (Zastoji uzrokovani greškom ljudi, predmetom rada ili

sredstvom rada. Neovisno o mjestu nastanka uzrokuju zastoj cijele linije.); nemotiviranost

radnika zbog visoke podjele rada koja ima za posljedicu jednoličan monotoni rad bez uvida

u krajnji proizvod (svrhu rada) opterećenog obično krutim taktom linije. Izradbene se linije

zato primjenjuju u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji s tržišnim vijekom unutar kojeg

je moguće amortizirati uložena sredstva.

7.2.2. Izradbene stanice

U izradbenoj su stanici grupirani elementi (klasični ili numerički upravljani strojevi) u

skladu s izradbenim procesom skupine tehnološki sličnih predmeta rada. Unutarnja je

struktura stanice slična podjeli po vrsti obrade, posjedujući fleksibilnost takve strukture, ali

s prostornim rasporedom koji najbolje odgovara toku materijala izradbenoga procesa za

definiranu grupu proizvoda (slike 27. do 30.). Stoga izradbeni sustav, sastavljen od

izradbenih stanica, posjeduje efikasnost linija, a djelomice i fleksibilnost sustava

strukturiranih po vrsti obrade. Ovakva struktura pridonosi i humanizaciji rada, budući da

omogućava radnicima uvid u cjelokupni proizvodni proces, odnosno krajnji rezultat i svrhu

svojega rada. Stoga radnici mogu obavljati i dio organizacijskih poslova što se odražava na

povećanje motivacije i postizanje boljih radnih rezultata.

Slika 26. Proizvodni sustav strukturiran po izradbenim stanicama


FSB Zagreb 46

Slika 27. Usporedba grupa po vrsti obrade i izradbenih stanica

Slika 28. Izradbena stanica za obradu tri skupine (A, B, C) tehnološki sličnih dijelova


FSB Zagreb 47

Slika 29. Izradbena stanica za izradbu vratila

Strukturiranjem sustava na izradbene stanice dobiva se podjela na manje podsustave

pri čemu se značajno pojednostavnjuje sustav toka materijala, a time i planiranje te

upravljanje proizvodnjom. Posebno su stoga prikladne za primjenu koncepta skupne

tehnologije i automatizaciju proizvodnje.

Izradbene stanice mogu biti potpuno samostalne, što znači da u cijelosti mogu obraditi

grupu sličnih proizvoda od početka do kraja. Tada se između stanica u sustavu neće javljati

tok materijala, već će se on odvijati uglavnom samo sa skladištima.

Ako je za danu grupu proizvoda i proizvodne količine opterećenje nekih, poglavito

skupih, sredstava za proizvodnju slabo, iz ekonomskih razloga nije isplativo osigurati

takve kapacitete, već ih treba, ako je moguće, dijeliti s nekom drugom stanicom. Izradbene

stanice koje dijele elemente s drugim stanicama nazivaju se djelomično samostalne te

uzrokuju međusobni tok materijala.

Proizvodni proces uvijek slijedi strukturu proizvoda (Slika 30.). Složenost proizvoda i

globalizirano tržište omogućuju najraznovrsnije oblike i kombinacije podjele rada koja je

onda ostvarena (nekom) strukturom sustava. Postizanje cilja dohodovnosti (profita),

odgovarajućom strukturom, često prelazi okvire tehnike i jednostavnog poimanja tržišnih

načela, i podrazumijeva dugoročno planiranje pothvata i angažman ne samo proizvodnih

organizacija već i drugih snaga neke zajednice (društva, države). Sustav povlačenja (pull),

orijentiran na (po mogućnosti poznatog) kupca, donosi niz prednosti za proizvođača u

odnosu na sustav guranja (push).

Slikama 31. i 32. dani su koncepti sustava povlačenja s kanbanima (kartama).


FSB Zagreb 48

Slika 30. Povezane stanice orijentirane su na proizvod − struktura proizvodnog sustava prati

strukturu proizvoda

Slika 31. Sustav Just-In-Time s KANBANima (PULL sustav)


FSB Zagreb 49

Slika 32. Opći sustav s kanbanima

7.2.3. Samostalna radna mjesta potpune izradbe

Samostalno radno mjesto potpune izradbe poseban je slučaj izradbenih stanica s

jednim radnim mjestom na kojemu se izvodi obrada predmeta rada od početka do kraja.

Ovakav je organizacijski oblik zatvoren u odnosu na ostatak proizvodnoga sustava, a tok se

materijala uspostavlja samo sa skladištima. Primjena samostalnih radnih mjesta moguća je

u slučajevima prostorne koncentracije sredstava rada, kao kod ručnih radova (naprimjer pri

izradbi prototipa), ili pak koncentracije operacija na jednome stroju kao što je to u

automatiziranoj proizvodnji (naprimjer, NC-obradni centar ili automat) ili u aditivnoj

proizvodnji.


FSB Zagreb 50

8. SKUPNA PROIZVODNJA (GRUPNA

TEHNOLOGIJA)

Kako bi se iskoristile prednosti serijske izradbe (proizvodnje) i u tvrtkama pojedinačne

izradbe, 60-ih godina 20. stoljeća pojavila se ideja o grupnoj (skupnoj) tehnologiji.

Primjenom skupne tehnologije identificiraju se i iskorištavaju sličnosti dijelova i

sličnosti procesa izrade – nastoji se postići ponovljivost (Slika 33.).

Slika 33. Koncept skupne proizvodnje

Po konceptu skupne proizvodnje, pronalaženje tehnološki sličnih dijelova prvi je i

nuždan korak za oblikovanje i primjenu proizvodnih struktura zasnovanih po predmetnom

načelu. Za definiranje skupina tehnološki sličnih dijelova primjenjuju se sljedeći postupci:

analiza toka proizvodnje, sustavi klasifikacije i označavanja, te cluster analiza.

8.1. ANALIZA TOKA PROIZVODNJE

Analiza toka proizvodnje 14 temelji se na informacijama iz plana izradbe. Na osnovi

njih oblikuje se matrica, u kojoj retci predstavljaju dijelove, stupci strojeve, a kružići (ili

neka druga oznaka) označavaju obradu dijela na stroju (strojevima). Dobivenu matricu


FSB Zagreb 51

treba preurediti promjenom redoslijeda redaka i stupaca tako da se dobiju skupine

tehnološki sličnih dijelova i njima pridružene skupine strojeva (izradbene stanice) koje

omogućuju potpunu izradbu svih dijelova skupine (Slika 34.).

Slika 34. Analiza toka proizvodnje

Preuređenje matrice izvodi se sljedećim algoritmom: 1. Odrediti broj kružića u

svakome stupcu i svakome retku te preurediti matricu tako da retci budu u rastućem a

stupci u padajućem nizu ovih brojeva. 2. Preinačiti retke. Početi s prvim stupcem. Sve

retke koji imaju kružiće u prvom stupcu premjestiti na vrh matrice u redoslijedu njihovog

pojavljivanja. Ponavljati i za ostale stupce dok se svi retci ne premjeste. 3. Usporediti

dobivenu matricu s neposredno prethodnom. Prekinuti postupak ako su obje matrice

jednake, inače nastaviti s preinakom stupaca. 4. Preinačiti stupce. Početi s prvim retkom.

Premjestiti sve stupce koji imaju kružiće u prvom retku ulijevo, u redoslijedu njihovog

pojavljivanja. Ponavljati i za ostale retke dok se svi stupci ne premjeste. 5. Usporediti

dobivenu matricu s neposredno prethodnom. Prekinuti postupak ako su obje matrice

jednake, inače se vratiti na korak 2. i nastaviti s preinakom redaka.

Ako u sustavu postoje obostrano nezavisne skupine dijelova i strojeva, algoritam će

konvergirati i u ograničenome broju iteracija oblikovat će se skupine tehnološki sličnih

dijelova, i njima pripadajućih izradbenih stanica. Međutim, u realnim sustavima rijetko

postoje obostrano nezavisne skupine dijelova i strojeva. Zavisnost je uzrokovana ako se na

jednom ili više strojeva obrađuje veći broj dijelova i/ili ako je tok izradbe nekih dijelova u

skupini značajno različit od toka izradbe ostalih dijelova u skupini. (Na 35. se od skupa

dijelova (4, 19, 12, 1, 9, 16) pridruženog izradbenoj stanici 2, samo dio 19 obrađuje na

revolver tokarilici koja se nalazi u izradbenoj stanici 1.). U tim slučajevima postupa se na

sljedeći način.

Nakon primjene algoritma u dobivenom rješenju lako će se uočiti postojanje strojeva

na kojima se obrađuje velik broj dijelova. Takvi strojevi uzrokuju smetnje koje priječe

daljnje iteracije. Kako bi se te smetnje otklonile, privremeno se iz razmatranja isključuje

stroj na koji dolazi najviše dijelova (RB). Isključivanje se vrši tako da se kružići u

dotičnom stupcu zamijene drugim simbolom (naprimjer zvjezdicom), koji se kod računanja

ne uzimaju u obzir. Na modificiranoj matrici primjenjuje se algoritam i u rješenju se

neposredno prije isključeni stupac dodjeljuje kao posljednji na desnoj strani matrice.


FSB Zagreb 52

Dobiveno rješenje se analizira, i ako još ima strojeva na kojima se obrađuje veći broj

dijelova, odabire se stroj s najvećim brojem dijelova i postupak se ponavlja tako dugo dok

se ne dobije rješenje u kojem se mogu prepoznati skupine tehnološki sličnih dijelova i

izradbene stanice. Preostale se zavisnosti (izuzeci: dijelovi 19 i 15) nakon toga privremeno

isključuju iz razmatranja tako da se kružići zamijene zvjezdicama. Ponovnom primjenom

algoritma dobiva se konačno rješenje.

Ako se u sustavu instaliraju dodatni strojevi (RT, BR, i dva stroja RB) dobile bi se

obostrano nezavisne skupine dijelova i izradbenih stanica. U praksi će to biti rijetko

moguće zbog troškova ili drugih ograničenja, pa će se najbolje rješenje dobiti ako se stroj

RB dodijeli onoj izradbenoj stanici čiji skup dijelova uzrokuje veće vremensko opterećenje

(naprimjer izradbenoj stanici 2). Alternativno, stroj RB može biti četvrta stanica u koju će

dolaziti dijelovi iz stanice 2 i 3. U ostalim slučajevima (dijelovi 15 i 19) ići će iz izradbene

stanice 1 u izradbenu stanicu 2 i obrnuto.

Primjer primjene analize toka proizvodnje

Dana je početna matrica, s pridodatim retkom i stupcem u koje su unijete učestalosti

strojeva odnosno dijelova, po stupcima i retcima (Tablica 1.).

Tablica 1. Početna matrica

1. Preurediti matricu tako da retci budu u rastućem, a stupci u padajućem nizu prema

učestalosti dijelova/strojeva (Tablica 2).

Tablica 2. Preuređena matrica


FSB Zagreb 53

2. Preinačiti retke. Početi s prvim stupcem. Sve retke koji imaju jedinice u prvom stupcu

premjestiti na vrh matrice u redoslijedu njihovog pojavljivanja. Ponavljati i za ostale

stupce dok se svi retci ne premjeste (Tablica 3.).

Tablica 3. Matrica s preinačenim retcima

3. Usporediti dobivenu matricu s neposredno prethodnom. Prekinuti postupak ako su

obje matrice jednake, inače nastaviti s preinakom stupaca.

4. Preinačiti stupce. Početi s prvim retkom. Premjestiti sve stupce koji imaju jedinice u

prvom retku ulijevo, po redoslijedu njihovog pojavljivanja. Ponavljati i za ostale retke dok

se svi stupci ne premjeste (Tablica 4.).

Tablica 4. Matrica s preinačenim stupcima

5. Usporediti dobivenu matricu s neposredno prethodnom. Prekinuti postupak ako su

obje matrice jednake, inače se vratiti na korak 2. i nastaviti s preinakom redaka (Tablica 5.

Tablica 5. Konačna matrica rješenje

Ako u sustavu postoje obostrano nezavisne skupine dijelova i strojeva, algoritam će

konvergirati i u ograničenome broju iteracija oblikovat će se skupine tehnološki sličnih

dijelova, i njima pripadajućih izradbenih stanica (Slika 35.).


FSB Zagreb 54

Slika 35. Skupine tehnološki sličnih dijelova s pripadajućim izradbenim stanicama

8.2. SUSTAVI KLASIFIKACIJE I OZNAČAVANJA

Sustav klasifikacije i označavanja jest pretpostavka za integrirani pristup inženjersko-

proizvodnim djelatnostima (Slika 36).

Slika 36. Važnost primjene sustava klasifikacije za integraciju inženjersko-proizvodnih

djelatnosti

Sustavi su klasifikacije i označavanja sredstvo za opisivanje objekata. Objektima

klasifikacije dodjeljuju se oznake, prema unaprijed određenim parametrima i definiranim

pravilima. Oznake mogu biti brojčane, slovne ili kombinacija brojeva i slova. Smisao je

označavanja u tome, da su označene informacije kod istoga sadržaja bitno kraće od opisa


FSB Zagreb 55

riječima i da je lakša računalna obrada podataka. Najvažnija zadaća kod svake klasifikacije

jest izbor odgovarajućih parametara. On ovisi o obilježjima objekata i ciljevima koji se

žele postići klasifikacijom. Analizom parametara pronalaze se sličnosti između objekata te

se objekti razvrstavaju u skupine prema sličnosti. Identični objekti imaju istu oznaku.

Objekti istog klasifikacijskog broja su jednaki samo u odnosu na opisana obilježja i stoga

u pravilu nisu identični.

Klasifikacijski sustavi se dijele na krute i fleksibilne. Kod krutih klasifikacijskih

sustava sve informacije sustava su definirane i nepromjenjive. Naprimjer, oznaka ima

devet znakova a prvi znak predstavlja odnos duljine i promjera za okrugle dijelove,

odnosno odnos glavnih dimenzija za kutijaste dijelove, dok sedmi znak označuje materijal

dijela. Fleksibilni klasifikacijski sustavi dopuštaju korisnicima, da u određenim granicama,

prema njihovim potrebama i željama, odrede parametre i njihove atribute. Uz fleksibilni

dio oznake ovi sustavi najčešće imaju i njezin univerzalni dio s određenim brojem

parametara koji su obvezni za sve korisnike.

Prema strukturi oznake (odnosu jednog znaka prema nekom drugom znaku),

klasifikacijski se sustavi dijele na hijerarhijske, nehijerarhijske i kombinirane. Kod

hijerarhijske strukture značenje svakog znaka je zavisno od vrijednosti prethodnog znaka,

tj. znakovi imaju vezano značenje. Nehijerarhijska oznaka ima strukturu niza u kojoj je

svaki znak nezavisan od svih ostalih znakova. Kombinirana struktura je kombinacija

hijerarhijske i nehijerarhijske strukture te dozvoljava zavisnost i nezavisnost u istom nizu

znakova. Hijerarhijski strukturirani sustavi su kompleksniji ali pružaju znatno više

informacija od nehijerarhijskih uz isti broj znakova. Kombinirani sustavi iskorištavaju

prednosti hijerarhijskog i nehijerarhijskog sustava. Nehijerarhijski sustavi su pogodniji za

računalnu obradu.

Parametri u klasifikacijskim sustavima mogu biti kvalitativni i kvantitativni.

Kvalitativni parametri na jednom objektu se mogu pojaviti u jednoj ili više varijanti.

Parametri s jednom varijantom pojavljivanja su naprimjer oblik i materijal, a s više

varijanti kvaliteta površine, točnost izradbe i slično. Kvantitativni se parametri izražavaju

brojčanim veličinama, primjerice: dimenzije objekta, veličina serije, vrijeme obrade,

veličina dozvoljenog odstupanja i slično.

Klasifikacija se najčešće provodi u interaktivnom radu s računalom, pri čemu se na

ekranu pojavljuju pitanja na koje se odgovara da, ne ili numeričkim podacima. Tim se

odgovorima posredno provodi klasifikacija. Broj pitanja izravno ovisi o kompleksnosti

objekta i željenom stupnju detaljnosti klasifikacije. U svijetu je razvijen čitav niz softvera

za klasifikaciju i označavanje. Neki su od njih: MICLASS (TNO, NL), CODE (Mfg. Data

Systems, USA), PARTS ANALOG (Lovelace, Lawrence & Co., USA), SAGT (Purdue

University, USA), KC-1, KK-1, KK-2, KK-3 i HITACHI (svi japanski), OPITZ (TH

Aachen), PITTLER (Pittler Machine Tools) i PUSCHMAN (svi iz Njemačke).

Među najpoznatijim sustavima klasifikacije izradaka u strojnoj obradi jest onaj

razvijen na Visokoj tehničkoj školi u Aachenu (H. Opitz; slike 36. i 37.). Ovaj se sustav

koristi u originalnom ili modificiranom obliku u brojnim tvrtkama. Struktura sustava se

sastoji od peteroznamenkastog kôda za opis oblika i dopunske četveroznamenkaste oznake.


FSB Zagreb 56

Slika 37. Struktura Opitzovog klasifikacijskog sustava

Slika 38. Primjer klasifikacije rotacijskog dijela Opitzovim sustavom

Izradbene stanice služe za obradu skupina dijelova sa sličnim ili istim izradbenim

tokom. To znači da se dijelovi obrađuju na istim strojevima i istom opremom. Sustav

klasifikacije za identifikaciju takvih skupina dijelova mora sadržavati sljedeće parametre:

glavni oblik (okrugli, kutijasti, pločasti); elementi oblika na glavnome obliku (konusi,

rupe, utori); položaj elemenata oblika; dimenzije: glavna dimenzija, pomoćna dimenzija i

odnosi dimenzija (dužina/promjer, dužina/širina/visina); točnost dimenzija; materijal; oblik

sirovca. Prethodni parametri definiraju stroj, naprimjer za okrugle dijelove to će biti

tokarski centar (NC-tokarenje/brušenje). Oprema stroja identificira se parametrima: vrsta i


FSB Zagreb 57

veličina sredstva za stezanje (stezne čeljusti, šiljci, palete, posebne naprave); potreban alat

(vrsta, broj).

Suvremeni fleksibilni sustavi klasifikacije i označavanja omogućuju oblikovanje

skupina dijelova prema potrebi korisnika uz definiranje preciznih parametara.

8.3. CLUSTER ANALIZA

Cluster analiza (cluster engl., hrpa, gomila, nakupina) zbirno je ime za niz

matematičko-heurističkih postupaka, kojima je svrha otkrivanje strukture nekog početnog

skupa (podataka) njegovim dekomponiranjem u manje, homogenije podskupove. Postupci

cluster analize dijele se na hijerarhijske (aglomerativni i diobeni) i nehijerarhijske

(kriterijske).

Neka se proizvodni program sastoji od n dijelova koji se izrađuju na m sredstava za

proizvodnju (strojeva). Moguće je formirati matricu (n x m) pri čemu će se retci odnositi na

dijelove, a stupci na strojeve. Vrijednosti polja matrice bit će nule i jednice (0 - dio se ne

obrađuje na dotičnome stroju, 1 - dio se obrađuje na stroju). Zadaća je cluster analize da se

na temelju navedene matrice binarnih vrijednosti, oblikuju međusobno što nezavisnije

skupine dijelova, odnosno strojeva. Strojevi, zastupljeni u izradi nekoga dijela, obilježja su

toga dijela. Dva su dijela, s obzirom na svoja obilježja, potpuno jednaka, ili različita. Da bi

se dijelovi mogli kvantificirano uspoređivati, utvrđivati jesu li jednaki, koliko su slični ili

različiti, mora se definirati numerička vrijednost kao mjera njihove sličnosti odnosno

različitosti. Svaki od dijelova (objekata) s pripadajućim strojevima (obilježjima) čini

vektor, pa stoga m strojeva čini m-dimenzionalni vektorski prostor. Kako su dijelovi

vektori, njihova se mjera sličnosti (različitosti) tretira kao vektorska bliskost (udaljenost), a

svakome se paru objekata pridružuje neki nenegativni realni broj, kao mjera sličnosti ili

udaljenosti. Najčešće primjenjivana metrika jest euklidska metrika po kojoj se udaljenost i-

toga i j-toga dijela dij definira kao:

21

2

1

/

n

k

jkikij xxd (12)

gdje su:

xik - vrijednost k-toga obilježja i-toga dijela

xjk - vrijednost k-toga obilježja j-toga dijela

m - broj obilježja (strojeva).

U problemu podjele skupa objekata presudnu ulogu ima kombinatorika. Naime,

osnovni skup od n objekata može se teoretski podijeliti na najmanje jednu, a najviše n

skupina. S obzirom na pridijeljenost objekata skupinama, u praksi će broj mogućih podjela

(particija) osnovnoga skupa redovito biti iznimno velik. Tako se naprimjer skup od samo

devet objekata može podijeliti na dva podskupa na 255 načina, na tri na 3025 načina, a na

četiri na čak 7770 načina. Svaka particija predstavlja potencijalno rješenje, čija se valjanost

mora posebno ispitati. Za slučaj skupa od 50 objekata koje treba razdijeliti u tri podskupa,

uz pretpostavku da za svako grupiranje treba 1 s, bilo bi potrebno 3,8 milijardi godina.

Kako bi se izbjegla kombinatorna eksplozija, postupak grupiranja treba biti zasnovan na

nekome kriteriju kojim će se vrednovati valjanost podjela, a postupak usmjeravati k

najboljemu rješenju. Budući da ne postoje univerzalni algoritmi, čija bi primjena vodila k


FSB Zagreb 58

jednoznačnim rješenjima, provedba cluster analize uobičajeno uključuje eksperimente s

varijantama rješenja.

Najprije se određuje raspon broja skupina koje će se ispitivati cluster analizom.

Raspon broja skupina određuje projektant prema vlastitoj procjeni. Za svaki se broj

skupina unutar raspona generatorom slučajnih brojeva formira početno rješenje. Metodom

premještanja, tj. prebacivanjem objekta iz skupine u skupinu, u konačnom broju iteracija,

pokušava se poboljšati početno rješenje. Pri vrednovanju rješenja najčešće se koristi kriterij

sume kvadrata odstupanja: prema njemu, što su točke u nekome podskupu prostora bliže

jedna drugoj, suma kvadrata odstupanja bit će manja. Za svako se j-to obilježje (od ukupno

m obilježja), unutar svakoga k-toga podskupa osnovnoga skupa, najprije izračuna

aritmetička sredina definirana sljedećim izrazom:

jn

j

ij

j

jk xn

x1

1 (13)

gdje je nk broj objekata (dijelova) k-toga podskupa, a xij vrijednost j-toga obilježja i-toga

dijela.

Potom se za svako obilježje podskupa sumiraju kvadrati odstupanja:

2

1

kn

i

jkijjk xxo . (14)

Što je vrijednost ojk manja, objekti su prema j-tom obilježju homogeniji.

Suma kvadrata odstupanja svih m obilježja k-toga podskupa daje mjeru kompaktnosti

(homogenosti) čitave skupine objekata:

m

j

jkk oO1

. (15)

Funkcija cilja jest zbroj suma kvadrata odstupanja svih obilježje, sviju podskupova:

s

k

kc Of1

min (16)

gdje je s broj podskupova osnovnoga skupa.

Premještanjem objekta iz skupine u skupinu, mijenja se funkcija cilja. Promjenu

funkcije cilja opisuje razlika :

= fc stara fc nova. (17)

Ako je 0, ne usvaja se premještanje objekta, a ako je 0, usvaja se premještanje

objekta između skupina. Ako se razmatra mogućnost premještanja objekta između tri i više

podskupova, izvodi se ono premještanje koje uzrokuje najveću vrijednost .


FSB Zagreb 59

Razlika računa se rekurzivnom formulom5:

m

j

jDj

D

Dm

j

jIj

I

I xxn

nxx

n

n

1

2

1

2

11 (18)

gdje su:

nI broj objekata skupine iz koje se izdvaja objekt

m broj obilježja čitavoga skupa

nD broj objekata skupine u koju se premješta (dodaje) objekt

x xjI jD, aritmetičke sredine vrijednosti obilježja u podskupu iz kojega se izdvaja,

odnosno u koji se dodaje objekt

xj vrijednost j-toga obilježja objekta koji se premješta.

Primjer primjene Cluster analize

Zadan je skup dijelova i skup strojeva na kojima se dijelovi obrađuju, pri čemu je za

svaki dio poznato na kojim se sve strojevima obrađuje. To je prikazano u binarnoj matrici

dijelovi-strojevi (Tablica 6.).

1. Formiranje binarne matrice dijelovi-strojevi

Vrijednosti polja matrice poprimaju vrijednosti 0 (i-ti dio se ne obrađuje na j-tom

stroju) ili 1 (i-ti se dio obrađuje na j-tom stroju. Svaki je dio predstavljen odgovarajućim

vektorom u m-dimenzionalnom prostoru (m = 6 jest broj strojeva).

Tablica 6. Binarna matrica dijelovi-strojevi

strojevi (obilježja)

dijelovi (objekti) S1 S2 S3 S4 S5 S6

D1 1 0 0 1 1 0

D2 0 1 1 0 0 1

D3 1 0 0 1 1 0

D4 1 0 0 0 0 0

D5 1 0 0 1 0 0

D6 0 1 0 0 0 1

5 Uporabom se rekurzivne formule smanjuje opseg računanja (nije potrebna konstrukcija novih tablica u

svakom koraku iteracije).

i j


FSB Zagreb 60

2. Slučajnim6 se izborom podijeli skup dijelova u nekoliko skupina

U primjeru će se razmotriti podjela skupa dijelova u dvije skupine: neka je prva

skupina dijelova C1= {D1, D3, D4, D5}, a druga C2 = {D2, D6}.

3. Izračunavanje mjera kompaktnosti skupina dijelova i funkcije cilja

Za svaku se skupinu dijelova načini posebna tablica (tablice 7. i 8.).

Tablica 7. Izračunavanje mjere kompaktnosti skupina dijelova C1

Skupina C1 strojevi (obilježja)

dijelovi (objekti)

S1 S2 S3 S4 S5 S6

D1 1 0 0 1 1 0

D3 1 0 0 1 1 0

D4 1 0 0 0 0 0

D5 1 0 0 1 0 0

i

ijx 4 0 0 3 2 0

1jx 1 0 0 0,75 0,5 0

(xij − 1jx )2

D1 0 0 0 0,0625 0,25 0

D3 0 0 0 0,0625 0,25 0

D4 0 0 0 0,5625 0,25 0

D5 0 0 0 0,0625 0,25 0

1

1

211

n

i

jijj )x(xO Oj1

0 0 0 0,75 1,00 0

m

j

jOO1

11 O1 1,75

6 Broj i sadržaj skupina ne mora biti odabran slučajno, ako u nekoj mjeri postoje prethodna saznanja o

podijeljenosti sustava.

i j


FSB Zagreb 61

Tablica 8. Izračunavanje mjere kompaktnosti skupina dijelova C2

Skupina C2 strojevi (obilježja)

dijelovi (objekti)

S1 S2 S3 S4 S5 S6

D2 0 1 1 0 0 1

D6 0 1 0 0 0 1

i

ijx 0 2 1 0 0 2

2jx 0 1 0,5 0 0 1

(xij − 2jx )2

D2 0 0 0,25 0 0 0

D6 0 0 0,25 0 0 0

2

1

222

n

i

jijj )x(xO Oj2 0 0 0,5 0 0 0

m

j

jOO1

22 O2 0,5

Veličina O1 odnosno O

2 jest suma kvadrata odstupanja prema težištu skupine i mjera je

kompaktnosti skupine.

Budući da je O1 > O2, skupina C2 kompaktnija je od skupine C1.

Funkcija je cilja:

.

2

1

25250751k

kc ,,,Of

4. Pokušavanje minimiranja funkcije cilja premještanjem dijelova iz skupine u skupinu

Istražit će se učinak premještanja dijela D1 iz skupine C

1 u skupinu C

2.

Razlika Δ računa se izrazom (18):

.,,,,,,,

,,,,,

,

,,Δ

0494346534156025566031250331

11125011660025006250000331

10010150010013

2

0050175010000113

4

222222

222222

Budući da je Δ < 0, premještanje se dijela D1 ne usvaja (povećava se funkcija cilja).

i j


FSB Zagreb 62

Idealna podjela osnovnoga skupa karakterizirana je potpuno nezavisnim skupinama

objekata, što je u praksi rijedak slučaj. Zato se moraju razmotriti varijante rješenja skupina

dijelova i skupina strojeva. Razmatranje treba uključivati vrijednost strojeva, vremensko

opterećenje strojeva i vrijednost dijelova.

Slikom 39. dani su primjeri izradbenih struktura stanica, u grupnoj proizvodnji.

Očito je da one odgovaraju klasifikaciji izradbenih sustava strukturiranih po predmetima

rada, kako je dano u točki 7.2.

Slika 39. Primjeri izradbenih struktura (stanica) u grupnoj tehnologiji


FSB Zagreb 63

9. ODREĐIVANJE NAJPOVOLJNIJE

PROIZVODNE STRUKTURE

Određivanje najpovoljnije strukture obavlja se nakon podjele proizvodnoga sustava na

skupine elemenata unutar kojih se obrađuju odgovarajuće skupine predmeta rada

(poglavlje 8. Skupna proizvodnja). Zaključak o najpovoljnijoj strukturi neke skupine

elemenata može se donijeti razmatranjem različitih isprva kvalitativnih činitelja, koje treba

nastojati kvantificirati. Kvantificirani izbor najpovoljnije strukture može se izvesti

sljedećim postupkom.

Za svaku se skupinu elemenata (strojeva) izračunava stupanj kooperacije κ, koji

označuje prosječan broj elemenata s kojima je jedan element skupine povezan tokom

materijala:

κ m

km

i

i 1

(19)

gdje je ki broj elemenata s kojima je i-ti element u neposrednoj vezi tokom materijala, a m

broj elemenata skupine.

Smatra se da bi u nekoj skupini elemenata trebalo biti koncentrirano najmanje 70 %

operacija obrade odgovarajuće skupine dijelova.

S porastom složenosti tehnološkoga procesa raste i stupanj kooperacije.

Za skupinu koja sadrži samo jedan element stupanj kooperacije poprimit će vrijednost

nule, ukazujući na strukturu samostalno radno mjesto potpune izradbe.

Proizvodni sustav strukturiran po vrsti obrade načelno predviđa komunikaciju između

svih elemenata7. Proizlazi onda da je najveći mogući broj veza definiran sljedećom

jednadžbom:

k m mi

i

m

1

1)( . (20)

7 Neki element će komunicirati načelno, i najvjerojatnije, sa svim elemenata izvan svoje vrste (grupe-skupine

po vrsti obrade).


FSB Zagreb 64

tj. svako radno mjesto od m postojećih u vezi je s ostalih (m1). Stupanj kooperacije tada

iznosi:

κ = m 1, (m 1, m je cijeli broj). (21)

Slika 40. prikazuje područja struktura u dijagramu κ-m. Posebnost je strukture

samostalnog radnog mjesta potpune izradbe (SRM) da je na m-osi predstavljena jednom

točkom, izdvojenom od ostalih krivulja. Iz dijagrama se vidi da se linijska struktura (LS)

preklapa s izradbenom stanicom (IS). Stoga se odluka o tipu strukture donosi na osnovi

(ne)postojanja povratnih tokova materijala (na liniji ih nema).

Slika 40. Strukture u dijagramu κ-m

Nakon određivanja najpovoljnije(ih) strukture slijedi oblikovanje prostornoga

rasporeda elemenata skupine i čitavoga sustava.


FSB Zagreb 65

10. PROIZVODNE STRUKTURE U

AUTOMATIZIRANOJ IZRADBI

Klasični izradbeni sustavi imaju jednu od dvije različite značajke:

mogućnost izradbe različitih proizvoda ali uz visoke troškove (npr. grupe po vrsti

obrade)

mogućnost izradbe velikog broja proizvoda uz male troškove ali vrlo nefleksibilno u

pogledu različitosti proizvoda koji se mogu izraditi (npr. transfer linije).

Fleksibilni izradbeni sustavi (FIS) su oblikovani tako da osiguraju obje gornje

pozitivne značajke (izradba različitih proizvoda i u velikim i u malim količinama uz

snižene troškove), tj. spajaju fleksibilnost s učinkovitošću.

FIS je reprogramabilan izradbeni sustav sposoban automatski proizvoditi različite

proizvode.

Pojam FIS-a uveo je Dolezalek početkom 70-tih godina 20. stoljeća,

podrazumijevajući njime automatizaciju serijske proizvodnje, integracijom toka

informacija i toka materijala u sustavu alatnog stroja.

Fleksibilni izradbeni sustavi čine temelj suvremene automatske proizvodnje.

Automatizacija je činjenje procesa ili sustava neovisnim o izravnom ljudskom radu. Pri

projektiranju proizvodnih sustava, razmatrani stupanj automatizacije mora biti nedvojbeno

ekonomski opravdan. Naime, iskustvo pokazuje da su najuspješniji oni proizvodni sustavi

koji nisu u potpunosti automatski.

Pojam fleksibilnosti podrazumijeva sposobnost proizvodne opreme da se može

upotrebljavati za različite proizvodne zadatke.

Fleksibilnost je izrazito važna značajka i kod klasičnih izradbenih sustava, a kod

automatiziranih sustava je još dodatno istaknuta. Naime, kako je čovjek najfleksibilniji

element u proizvodnom sustavu, fleksibilnost neautomatiziranih sustava biva ograničena

prije svega prostornom strukturom i raspoloživošću opreme, dok u slučaju automatiziranih

sustava i (naizgled) najjednostavniji ljudski rad treba biti učinkovito zamijenjen strojnim

(znatno sužena fleksibilnost automatskih sustava).

Fleksibilnost je obrnuto razmjerna osjetljivosti na promjene, pa se može uspostaviti

mjera fleksibilnosti − veličina kazna promjene (Penalty Of Change):

POC = trošak promjene u odnosu na ograničenja sustava x vjerojatnost.

Što je iznos niži, fleksibilnost sustava je viša.


FSB Zagreb 66

Opće važeće značajke fleksibilnih proizvodnih sustava jesu:

visokoautomatizirani proizvodni proces (gotovo) bez nazočnosti ljudi

više obradnih sustava (programabilnih alatnih strojeva) povezanih automatskim

transportnim sustavom

struktura sustava je određena opremom za transport i rukovanje materijalom

(stacionarni i mobilni roboti, automatski vođena vozila)

podsustavi fleksibilnog proizvodnog sustava su koordinirani i upravljani zajedničkim

nadređenim sustavom upravljanja

sustav je modularno izgrađen

izrada različitih izradaka s različitim obradnim procesima u proizvoljnom redoslijedu,

uz skraćenje pripremno-završnih vremena i vremena čekanja

velik obujam toka informacija (sustav rukovanja materijalom, osjetilo za nadzor

alata...) upravljan računalima i nadziran ljudima.

Dakle, fleksibilni izradbeni sustav jest proizvodni sustav sposoban izrađivati različite

proizvode, različitim procesima, i različitim redoslijedom, a sačinjen je od računalom

upravljanih i/ili numerički upravljanih alatnih strojeva s vlastitim sustavom za izmjenu

alata i spremnikom radnih komada, spojenih međusobno automatiziranim sustavom za

rukovanje materijalom. Rad cijeloga sustava upravljan je nadređenim računalom čijim se

umrežavanjem najprije objedinjuju proizvodne i inženjerske, a potom i poslovne

djelatnosti u proizvodnom sustavu. Fleksibilni izradbeni sustav, svojom zasnovanošću na

automatizaciji, računalnom upravljanju i integraciji, osigurava fleksibilnost i visoku

proizvodnost, što su suprotni i teško pomirljivi ciljevi u klasičnoj proizvodnji.

Sastavnice FIS-ova (slike 47. do 52.Slika 41) jesu:

direktno upravljani numerički alatni strojevi (DNC) i obradni roboti

automatski koordinatni mjerni strojevi

automatski sustav transporta, rukovanja i skladištenja materijala (automatski vođena

vozila (AGV), konvejeri, automatski skladišni sustavi s odlaganjem i izuzimanjem

materijala)

industrijski roboti

upravljački hardver i softver.


FSB Zagreb 67

Slika 41. Sastavnice fleksibilnog izradbenog sustava

Slika 42. Fleksibilni izradbeni sustav


FSB Zagreb 68

Slika 43. FIS za obradu dijelova za zrakoplove (sadrži pet petosnih obradnih centara FSP-

100V)

Slika 44. FIS za obradu dijelova srednje veličine CAMOS II-MP sa četiri obradna centra

EMC-3F (600 sati/(stroj mjesec))

http://www.snkc.co.jp/english/tech/fms.html

http://www.snkc.co.jp/english/tech/fms.html


FSB Zagreb 69

Slika 45. Fleksibilni izradbeni sustav u Vought Aircraftu

Slika 46. FIS za limove


FSB Zagreb 70

Fleksibilni se izradbeni sustavi razlikuju s obzirom na operacijske i upravljačke

značajke. Prema sustavu transporta i rukovanja materijalom razlikuju se: fleksibilna

izradbena stanica, fleksibilni izradbeni sustav s više strojeva, višestanični fleksibilni

izradbeni sustav (Slika 47.).

Slika 47. Karakteristični stupnjevi realizacije fleksibilne automatizacije

10.1. FLEKSIBILNA IZRADBENA STANICA

Fleksibilna izradbena stanica tip je fleksibilnoga izradbenog sustava sačinjenog od

jednog ili više CNC i/ili NC strojeva koji dijele jedan sustav za rukovanje materijalom

odnosno transport (Slika 48.). Sustav za rukovanje opskrbljuje strojeve predmetima rada iz

ulaznoga spremnika, umeće ih i vadi po završetku operacije te potom prebacuje gotov

predmet u izlazni spremnik. Automatsko čišćenje i provjera također mogu biti integrirani u

izradbenu stanicu.

Slika 48. Fleksibilne izradbene stanice

NUS – numerički

upravljan alatni stroj


FSB Zagreb 71

10.2. FLEKSIBILNI IZRADBENI SUSTAV S VIŠE

STROJEVA

Fleksibilni izradbeni sustav s više strojeva sadrži više CNC i/ili NC strojeva,

međusobno povezanih automatiziranim sustavom za rukovanje materijalom koji uključuje

dva ili više povezanih uređaja za rukovanje ili jedan sposoban posluživati dva ili više

strojeva u isto vrijeme (Slika 49.). Takav izradbeni sustav omogućava paralenu obradu

različitih predmeta rada koji mogu prolaziti sustavom različitim putovima (rutama), ovisno

o tehnološkom postupku i raspoloživosti strojeva.

Slika 49. Fleksibilni izradbeni sustav s više strojeva

10.3. VIŠESTANIČAN FLEKSIBILNI IZRADBENI

SUSTAV

Višestanični fleksibilni izradbeni sustav uključuje više fleksibilnih izradbenih stanica, i

često više CNC i/ili NC strojeva, povezanih automatiziranim sustavom za rukovanje

materijalom (Slika 50.). Posjeduje karakteristike slične sustavu s više strojeva, s tom

razlikom da je ovdje tok materijala paralelno grupiran po pojedinim stanicama.

Slika 50. Višestaničan fleksibilni izradbeni sustav

NUS –

numerički

upravljan

alatni stroj

FIST – fleksibilna

izradbena stanica

NUS – numerički

upravljan alatni stroj


FSB Zagreb 72

Iz gornjih je definicija uočljivo da sve kategorije (strukture) fleksibilnih izradbenih

sustava mogu sadržavati više od jednoga stroja. Razlikuju se prvenstveno s obzirom na

sustav za rukovanje odnosno transport materijala (stacionarni ili mobilni robot, konvejer,

automatski vođeno vozilo).

Fleksibilnu izradbenu stanicu karakterizira jedan uređaj za rukovanje, pa stroj mora

čekati na posluživanje ako je u međuvremenu uređaj zaposlen posluživanjem drugoga

stroja. Kod višestrojnih fleksibilnih sustava ima više uređaja za rukovanje, te se stoga

smanjuje vjerojatnost čekanja.

U nekim slučajevim fleksibilni izradbeni sustav može biti sastavljen od više CNC i/ili

NC strojeva povezanih jedinstvenim kontinuiranim transportom, kao što je konvejer.

Takav se sustav klasificira kao višestrojni fleksibilni sustav, jer konvejer ima funkciju kao

više uređaja za rukovanje. Na slici 51. shematski su prikazani odnosi između pojedinih

konfiguracija (struktura) fleksibilnih izradbenih sustava.

Slika 51. Sistematizacija konfiguracija (struktura) fleksibilnih izradbenih sustava

Slika 52. prikazuje primjenjivost pojedinih automatiziranih i neautomatiziranih

struktura prema proizvodnoj količini i različitosti izradaka, a slika 54. odabir strukture

FISVS – fleksibilni

izradbeni sustav s

više strojeva

NUS – numerički upravljan alatni

stroj

VSTFIS – višestaničan

fleksibilni izradbeni sustav

FIST –

fleksibilna

izradbena stanica


FSB Zagreb 73

proizvodnog sustava prema procjeni budućih tržišnih rizika i očekivano iskorištenje

kapaciteta.

Slika 52. Primjenjivost pojedinih automatiziranih i neautomatiziranih struktura prema

proizvodnoj količini i različitosti izradaka

Slika 53. Odabir strukture proizvodnog sustava prema procjeni budućih tržišnih rizika i

očekivano iskorištenje kapaciteta


FSB Zagreb 74

Slika 54. prikazuje još jednu moguću sistematizaciju FIS-ova i primjenjivost njome

definiranih struktura prema ulaganjima, komadnom vremenu izrade i godišnjoj količini

izradaka. Slikama 55. i 56. dani su primjeri struktura navedene sistematizacije.

Slika 54. Još jedna sistematizacija FIS-ova

Slika 55. Jednostrojna fleksibilna izradbena stanica (CNC obradni centar, transportni sustav

s dva transportera i spremnik paleta s obratcima)


FSB Zagreb 75

Slika 56. Višestrojna fleksibilna izradbena stanica

Izvedbe prostornog rasporeda struktura FIS-ova dane su slikama 57. do 61.

Slika 57. Linija i linija s dvosmjernim tokom


FSB Zagreb 76

Slika 58. Struktura petlje i petlje s povratnim tokom nosača obradaka

Slika 59. Ljestvičasta struktura


FSB Zagreb 77

Slika 60. Otvorena i robotocentrična struktura

Slika 61. Prostorni rasporedi FIS-ova


FSB Zagreb 78

11. NOVIJI KONCEPTI IZRADBENIH

(PROIZVODNIH) SUSTAVA

I pored svojih mnogih prednosti, FIS-ovi posjeduju i sljedeće mane:

ipak relativno uzak raspon varijantnosti proizvoda (familije proizvoda, konačan

skup)

cijena

dugotrajnost razvoja i instaliranja (nerijetko dvije godine)

cijena osoblja i troškovi obuke

rizik pogrešnih procjena tržišta – iskazuje se ograničena fleksibilnost FIS-ova

(fleksibilnost je predefinirana građom FIS-a).

Stoga se pojavljuju noviji oblici proizvodnih sustava, kao što su:

agilni proizvodni sustavi

rekonfigurabilni proizvodni sustavi

lean proizvodni sustavi.

Među gore navedenim sustavima, naprednim tehnološkim stremljenjem ističu se

rekonfigurabilni proizvodni sustavi. Uz i prije njih, u bliskoj budućnosti valja očekivati i

znatan porast primjene aditivne izradbe odnosno proizvodnje.

11.1. AGILNI PROIZVODNI SUSTAVI

Agilni proizvodni sustavi imaju sposobnost tretiranja tržišnih promjena (varijantnosti

proizvoda i njihovih količina) rutinski. Riječ je o više poslovnom nego proizvodnom

pristupu.

Značajke su agilnih proizvodnih sustava:

snažna kooperacija između nekoliko tvrtki (potrebni resursi za proizvodnju uobičajeno

veći od onih u pojedinačnim tvrtkama)

virtualni proizvodni sustavi koji koriste postojeće kapacitete bez njihove prilagodbe


FSB Zagreb 79

snažna povezanost s kupcima (zajednički projekti)

manje proizvodne količine – niži rizici gubitaka nego kod tradicionalnih struktura u

masovnoj proizvodnji (uključivši često i FIS-ove)

veća učestalost promjena manjeg opsega.

Osnovna razlika (i prednost) agilnih prema lean sustavima jest što se kod agilnih ne

podrazumijeva predefiranost tržišnih promjena (prema vrsti i varijantama proizvoda i

njihovih količina).

11.2. REKONFIGURABILNI PROIZVODNI SUSTAVI

Osnovni cilj u primjeni rekonfigurabilnih proizvodnih sutava jest brzo rekonfiguriranje

ili promjena komponenti sustava da bi se odgovorilo neočekivanim tržišnim promjenama.

Značajke rekonfigurabilnih sustava jesu:

modularnost

integrativnost (uključivo i novih tehnologija)

konvertabilnost (hardvera i softvera)

dijagnostika izvora problema kvalitete i pouzdanosti

prilagodljivost (sposobnost realizacije cjelokupnog raspona) predviđene familije

dijelova.

11.3. LEAN PROIZVODNI SUSTAVI

Koncept lean proizvodnih sustava razvijen je u tvtki Toyota8.

Osnovni cilj u primjeni lean proizvodnih sustava jest: uklanjanje svega onoga (gubici)

što ne pridonosi vrijednosti proizvoda ili kupac nije spreman platiti.

Gubicima se smatraju:

prekomjerna (preuranjena) proizvodnja (princip push9)

vremena čekanja

predaleko transportiranje

procesiranja (suviše dugotrajne ili složene obrade)

suvišak inventara (na različitim razinama)

suvišne kretnje radnika

8 Izvorno: Toyota Production System (TPS).

9 Treba biti zamijenjen principom pulla (povlačenja).


FSB Zagreb 80

otpad.

Dva su glavna ograničenja u primjeni lean sustava:

sužena varijantnost proizvoda

ograničenost kapaciteta.

11.4. ADITIVNA IZRADBA, INTELIGENTNI I

AUTONOMNI PROIZVODNI SUSTAVI

Aditivna izradba (3D tiskanje, brza izrada prototipova) u iznimno velikoj mjeri

koncentrira inženjersko-proizvodne procese, što stvara potencijal drastičnog smanjenja

broja sudionika u proizvodnim procesima pa i samog broja trenutačno etabliranih

proizvodnih sustava. Situacija je slična10

onome što se prije više desetljeća desilo u

grafičkoj industriji tj. tiskarstvu11

, a poslije u novinskoj industriji i industriji zabave.

Nadležnost proizvodnje premješta se iz krupnih i krutih, hijerahijski visokoorganiziranih

proizvodnih sustava u mikrosferu poduzetnog pojedinca freelancera (proizvodnja u

kućanstvu), labavo vezanog privremeno-povremnim ugovornim poslovima. Hijerarhija

podjele rada opstaje i nadalje, ali prostorno dispergirana.

Stalan napredak tehnologije stvara sve složenije proizvode, znanja se objektiviziraju i

materijaliziraju na suvremenim sredstvima, medijima i infrastrukturi, omogućujući njihovu

profitabilnu, jednostavnu i učinkovitu primjenu. Učinkovitost podrazumijeva

produktivnost, a ona se najbolje ostvaruje automatizacijom (bilo koje vrste) procesa:

fizikalnog ili biološkog.

Automatizacija tako prodire u područja sve manjih proizvodnih količina, za što su

potrebni visokoautomatizirani inteligentni proizvodni sustavi, autonomno prilagodljivi

promjenjivim okružjima i okolnostima namijenjenih im radnih zadaća.

10

Zapravo, slični se procesi znatnog utjecaja tehnologije na društveni preustroj mogu uočiti u bilo kojoj etapi

povijesti.

11 Fotokopiraonice-obrti u 70-im i 80-im godinama prošlog stoljeća, vlastiti tiskači danas gotovo u svakom

domu.


FSB Zagreb 81

12. KAPACITIVNO DIMENZIONIRANJE

Kapacitivno dimenzioniranje proizvodnoga sustava zadaća je unutar djelatnosti

projektiranja proizvodnih sustava, kojoj je svrha utvrđivanje potrebnoga broja

odgovarajućih elemenata sustava. Pod elementima sustava razumijevaju se strojevi i ručna

radna mjesta, te ostala oprema, uključujući i posebne odjele (lakirnica, galvanizacija i

slično). Proračun broja proizvodnih radnika može se samo donekle poistovjetiti s

proračunom broja elemenata sustava.

Kapacitivno se dimenzioniranje, ovisno o etapi projektiranja, izvodi s većim ili manjim

stupnjem egzaktnosti. Za egzaktni je proračun potrebno potpuno definiranje tehnoloških

procesa. Tehnološkim su procesima određene operacije njihov sadržaj, redoslijed,

vremena, te potrebna oprema.

Nakon što su definirani oprema i vremena operacija, broj elemenata ovisi samo o:

zahtijevanoj proizvodnoj količini i broju serija te raspoloživom vremenu elemenata.

Potreban broj strojeva i ručnih radnih mjesta elemenata proizvodnoga sustava,

određuje se tako da se prema poznatome tehnološkome procesu najprije izračuna

vremensko opterećenje svakoga pojedinoga elementa:

t n t n tE Si PZijji

i ijji

1 (22)

gdje su:

tE godišnje vremensko opterećenje elementa, h/a, s/a

nSi broj serija godišnje i-toga proizvoda

tPZij pripremnozavršno vrijeme na elementu, za j-tu operaciju i-toga proizvoda, s

ni godišnja proizvodna količina i-toga proizvoda na elementu

t1ij jedinično (norma, komadno) vrijeme na elementu, za j-tu operaciju i-toga proizvoda,

s

i brojač različitih proizvoda koji se izrađuju na elementu, i = 1, ..., NP

j brojač operacija za i-ti proizvod, j = 1, ..., NOi.

Teoretski potreban broj elemenata nTE računa se izrazom:

nTE = tE / tRE (23)


FSB Zagreb 82

gdje tRE označuje raspoloživo vrijeme elementa, h/a.

Uobičajeno se uzima da je tRE = 1800 h = 6480000 s godišnje za rad u jednoj smjeni.

Inače, raspoloživo se vrijeme elementa, u jednoj godini, za jednu smjenu, uz

sedamipolsatni radni dan, može izračunati pomoću izraza:

tRE = (365 broj neradnih dana broj dana za održavanje) 7,5 RE h/a (24)

gdje je RE stupanj iskorištenja kojime se uzimaju u obzir standardni i nepredviđeni gubici

vremena.

Broj dana za održavanje određuje se na temelju podataka proizvođača opreme,

odnosno iskustveno. Stupanj iskorištenja RE procjenjuje se na osnovi iskustva za nove

proizvodne sustave, odnosno uvrštava shodno vlastitim podacima, proisteklim praćenjem

proizvodnje.

Teoretski potreban broj elemenata najčešće poprima necijelu vrijednost, pa je potrebno

zaokruživanje kako bi se dobio stvarni broj elemenata nE. Ako naprimjer teoretski

potreban broj nekoga stroja iznosi 2,09, trebalo bi nabaviti tri takva stroja. Ipak, u

konkretnoj situaciji, moguća su i zaokruživanja na manju vrijednost (dva), i to tako, da se,

ako je moguće, operacije koje se obavljaju na dotičnome stroju obave:

na stroju sličnih obradnih značajki, ako takav postoji;

prekovremenim radom ili radom u više smjena12

;

u kooperaciji.

Kod vrlo malenih vrijednosti (naprimjer nTE 0,5), zaokruživanje na višu vrijednost

dolazi u obzir ako se radi o jeftinijem stroju, uz zadovoljavanje osnovnih kriterija

ekonomičnosti i izvjesnost njegovoga korištenja u budućnosti.

Potreban broj ostalih uređaja i opreme, kao i posebnih pogona i postrojenja, računa se

u osnovi na jednak način.

Slike 64. do 66. prikazuju stanje u njemačkoj strojarskoj proizvodnji u razdoblju koje

obuhvaća kraj 20. i početak 21. stoljeća:

Iskorištenje kapaciteta (Slika 62.) je više od 85 % što je uzorno, i ukazuje na visok

stupanj organiziranosti13

. Do porasta iskorištenja dolazi s početkom 90-ih godina

prošlog stoljeća, kada se otvaraju nova tržišta u srednjoj i istočnoj Europi.

U cijelome je razdoblju (Slika 63.) očit trend porasta inozemnih narudžbi, da bi u 2004.

godini inozemne narudžbe postale veće od domaćih.

S obostranim porastom (Slika 64.), međunarodno poslovno raspoloženje i narudžbe

podudarni su do konca 2006., od kada narudžbe i nadalje rastu, ali poslovno

raspoloženje opada. Razlog opadanja poslovnog raspoloženja svakako je približavanje

velike svjetske krize 2008. godine, ali može dodatno značiti i sljedeće: „Posla će biti

sve više, ali će zarada biti sve manja.”

12

Zbog nepovoljnih fizioloških posljedica po ljude, trećoj smjeni treba pribjegavati tek u najvećoj nuždi

(izvanredne okolnosti ili narudžbe) odnosno ako je riječ o posebno profitabilnom poslu. Naravno, postoje

posebne vrste poslova koje iziskuju rad u trećoj smjeni, ali je tada u pravilu riječ o vrlo malom broju

angažiranih ljudi.

13 I to ne samo u proizvodnji, već i u vezi društveno-državno-političke potpore industriji.


FSB Zagreb 83

Slika 62. Iskorištenje kapaciteta u njemačkoj strojarskoj proizvodnji 1992.-2007.

Slika 63. Narudžbe u njemačkoj strojarskoj proizvodnji 1996.-2007.


FSB Zagreb 84

Slika 64. Međunarodno poslovno raspoloženje i narudžbe u njemačkoj strojarskoj

proizvodnji 1997.-2008.

Poželjno je da kapacitivno dimenzioniranje uključuje višestruku provjeru gore

dobivenih rezultata (izrazi (22) do (24)) provedbom simulacije, softverima kao što su

Tecnomatix (Siemens) Plant Simulation (Slika 65.), Simprocess/Simfactory, FlexSim i

slični. U okviru simulacijskog modela istražuju se međusobni utjecaji variranja vremena

lansiranja serija i njihovih veličina, transportnih udaljenosti14

te brojnosti elemenata

sustava (strojeva) na iskorištenje elemenata sustava i transportnih sredstava, potrebnu

površinu za međuoperacijske spremnike i odlaganje i drugo.

Za jednosmjenski rad broj proizvodnih radnika, zanemarujući mogućnost rada na više

strojeva, i pretpostavljajući da se ne radi o automatskim strojevima, odgovara zaokruženim

teoretskim vrijednostima potrebnih brojeva strojeva i ručnih radnih mjesta. U slučaju

višesmjenskoga rada broj se proizvodnih radnika umnaža množiteljem dva (rad u dvije

smjene) ili tri (rad u tri smjene), opet pod pretpostavkom neprimjenjivanja rada na više

strojeva, te pretpostavljanjem održavanja jednolike proizvodnosti tijekom čitavoga dana.

Broj proizvodnih radnika nR može se izračunati i izrazom:

2

1

kt

ktn

RE

E

R

(25)

pri čemu su:

k1 koeficijent povećanja radne snage uslijed izbivanja s posla

14

Transportne udaljenosti poznate su tek nakon određivanja prostornog rasporeda elemenata sustava.


FSB Zagreb 85

k2 koeficijent prosječnoga prebačaja normi.

Broj ostalih radnika (poslovođe, dispečeri, kontrolori, pomoćni radnici), inženjersko-

tehničkog i administrativnog osoblja određuje se sukladno konkretnome procesu, odnosno

grani industrije (vidjeti točku 13.4).

Slika 65. Sučelje softvera Tecnomatix (Siemens) Plant Simulation sa simulacijskim modelom


FSB Zagreb 86

Primjer podataka potrebnih za kapacitivno dimenzioniranje sa zadatkom

Tablicom 4. su zadani podaci o godišnjim proizvodnim količinama, broju serija

godišnje, te planovima izradbe za izradu dva dijela (D1 i D2).

Tablica 9. Primjer navođenja podataka potrebnih za kapacitivno dimenzioniranje

Dio Komada

godišnje

Serija

godišnje

Redni broj

operacije

Element

(stroj)

Pripremno-

završno vrijeme

Jedinično

(norma)

vrijeme

− 1/a − − minuta

1 2 3 4 5 6 7

D1 5000 10

1 S1 20 5

2 S2 30 8

3 S1 20 2

D2 20000 10

1 S1 20 10

2 S3 20 5

3 S2 30 4

4 S4 30 2

Potrebno je kapacitivno dimenzionirati proizvodni sustav (odrediti broj elemenata

sustava) i to samo za elemente (strojeve) S1 i S2.

Raspoloživi fond sati elementa iznosi tRE

= 1800 [h/a].


FSB Zagreb 87

13. PROSTORNO DIMENZIONIRANJE

Važnost određivanja prostora potrebnog za nesmetani rad proizvodnoga sustava

proistječe iz visokih i stalno rastućih cijena građevinskog zemljišta i zgrada, ali i povećanih

troškova proizvodnje nastalih zbog zastoja (u proizvodnji) uslijed pomanjakanja prostora.

13.1. UTJECAJNI ČINITELJI I VRSTE POVRŠINA

Za dovoljno točno određivanje površine proizvodnog sustava nužno je poznavati sve

činitelje kojima treba osigurati prostor i njihove međusobne povezanosti. Osnovni utjecajni

činioci na veličinu ukupne površine proizvodnoga sustava jesu: proizvodni zadaci;

pomoćni procesi nužni za izvršenje proizvodnih zadataka (skladištenje, transport,

pretovar...); vrsta zgrade i broj katova; struktura i organizacija sustava; ukupni broj

zaposlenih; proizvodna sredstva i njihov broj; zaštita okoliša i sustava.

Definiraju se sljedeće površine (Slika 66.):

Površina zemljišta predviđena za proizvodni sustav definirana je u zemljišnim knjigama

i predstavlja sveukupnu površinu proizvodnog sustava - neizgrađenu i izgrađenu.

Neizgrađena površina jest zbroj svih površina koje se koriste za: promet (ceste,

kolosijeci, kanali...), pretovar, zaštitu okoliša (proizvodnog sustava), parkiranje,

proizvodnju i skladištenje u slučaju manjka izgrađene površine, te proširenje sustava.

Izgrađena površina je suma površina okomitih projekcija zgrada na zemljište (umnožak

maksimalnih dimenzija). Njezin udio determiniran je građevinskim propisima.

Brutopovršina katova jednaka je sumi površina katova (i podruma) svih zgrada,

određenih na osnovi vanjskih dimenzija zgrada. Kod jednokatne zgrade bruto površina

katova jednaka je izgrađenoj površini, dok je kod višekatnih zgrada ili zgrada s

podrumom brutopovršina veća od izgrađene površine.

Netopovršina katova razlika je između brutopovršine i površine konstrukcije.

Površina konstrukcije je zbroj vodoravnih površina presjeka konstrukcije.

Korisna površina predstavlja razliku između netopovršine katova i građevinski

uvjetovanih prometnih površina.

Građevinski uvjetovana prometna površina jednaka je sumi građevinski uvjetovanih

prometnih površina.


FSB Zagreb 88

Slika 66. Vrste površina

Glavna površina jednaka je sumi površina koje se koriste za glavnu svrhu sustava.

Sastoji se od upravne, proizvodne i skladišne površine. Upravna je površina zbroj

površina za upravljanje i rukovođenje sustavom. Sadrži sljedeće površine: radnu

površinu koja je jednaka sumi površina za neposredno upravljanje i rukovođenje,

prometnu površinu koja predstavlja sumu površina za međusobno povezivanje radnih

površina, pomoćnu površinu - sumu svih ostalih površina potrebnih za izvršavanje

funkcije upravljanja i rukovođenja. Proizvodna je površina suma svih površina koje se

koriste za proizvodnju. Sastoji se od sljedećih površina: netoproizvodne površine koja

je suma svih površina koje služe za izvođenje operacija na predmetima rada, površina

za odlaganje koja je suma označenih površina za odlaganje nedovršene proizvodnje


FSB Zagreb 89

(priprema unutar radionice), transportne površine koja je jednaka sumi označenih ali

građevinski neodvojenih površina za promet ljudi i transport materijala, pomoćne

površine - sume površina za izvođenje funkcija koje služe kod izvođenja proizvodnog

procesa, naprimjer za kontrolu kakvoće, rukovođenje, izdavanje alata, precizno

mjerenje... Skladišna površina služi za vremenski ograničeno uskladištenje i čuvanje:

materijala i dijelova iz kooperacije, gotovih proizvoda, pomoćnih materijala, otpadaka,

opasnih materijala, a uključuje površine za transport, površine za transport i

komisioniranje, te pomoćne površine, u cilju osiguranja kontinuirane proizvodnje i

opskrbe tržišta. Sporedna površina je suma površina za smještaj ostalih potrebnih

funkcija sustava. To su površine za: sigurnost, higijenu, zdravstvenu zaštitu, prehranu i

odmor, te sastanke i obuku.

13.2. PRORAČUN PROIZVODNE POVRŠINE

Postoje tri vrste postupaka za proračun proizvodne površine:

1. postupak pomoću karakterističnih vrijednosti,

2. analitički postupci,

3. grafički postupci.

13.2.1. Postupak proračuna proizvodne površine pomoću karakterističnih

veličina

Pod karakterističnim veličinama razumijevaju se količnici, koji izražavaju odnos

empirijskih vrijednosti dviju značajki. Kao značajke se najčešće koriste:

površina/zaposlenom (Broj zaposlenih se odnosi na jednu smjenu i predstavlja sumu

proizvodnih, skladišnih, upravnih i pomoćnih radnika.), m2/zaposlenom; površina/stroju,

m2/stroju; površina/obujmu proizvodnje, m

2/komadu ili m

2/t...; površina/prihodu, m

2/kn,

itd.

Postupak se može uspješno primijeniti samo za slične proizvodne procese te je nužno

kritičko preispitivanje navedenih, najčešće uzornih, vrijednosti iz literature. Postupak je

jednostavan, rješenja se dobivaju u kratkome vremenu i uz vrlo malene troškove.

Eventualne netočnosti postupka mogu se korigirati u kasnijim fazama projektiranja, jer se

postupak najčešće koristi kod izradbe prethodne studije kada se niti ne raspolaže podacima

za točniji proračun. Tako se naprimjer za izračun ukupne radioničke površine može uzeti

35 m2/zaposlenom.

U nastavku su dane karakteristične veličine i njihove vrijednosti koje se primjenjuju

pri prostornom dimenzioniranju kod izrade prethodne studije tablice 10. do 20.


FSB Zagreb 90

Tablica 10. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za zemljišta i zgrade

Površina zemljišta 60 do 90 m2/zaposlenom

Neizgrađena površina (za male sustave) 50 % površine zemljišta

Neizgrađena površina (za srednje i

velike sustave) 30 do 40 % površine zemljišta

Površina za promet 20 % površine zemljišta

Površina za parkiranje uključujući

prilaze i izlaze 25 m

2/(pet zaposlenih)

- za putnička vozila 25 m2/putničkom vozilu

- za teretna vozila 35 m2/teretnom vozilu

Rezervna površina 20 do 30 % površine zemljišta

Brutopovršina katova 32 m2/zaposlenom

Netopovršina katova:

- za jednokatne zgrade i hale 95 % brutopovršine katova

- za višekatne zgrade 91 do 95 % brutopovršine katova

Površina konstrukcije:

- jednokatne zgrade i hale 5 % ukupne površine kata

- višekatne zgrade za upravu 5 do 9 % ukupne površine katova

(postotak ovisi o broju katova)

Tablica 11. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za urede

Uredska površina 15 % korisne površine

Prosječna površina radnog mjesta 8,5 do 12,5 m2

Veliki uredi (više od 40 ljudi) 11,5 m2/zaposlenom

Uredi s pojedinačnim sobama (jedna

do dvije osobe) 12,5 m

2/zaposlenom

Tablica 12. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za obradu odvajanjem čestica

Obrada odvajanjem čestica 15 do 18 m2/zaposlenom

Revolver tokarilica 6 m2/stroju

Tokarilice, lake 6 m2/stroju

Tokarilice, srednje 12 m2/stroju

Tokarilice, teške 15 m2/stroju

Tokarski automati 13,5 m2/stroju

Mali strojevi 10 do 15 m2/stroju

Male i srednje glodalice 20 m2/stroju

Dugohodne blanjalice i portalne glodalice 80 do 230 m2/stroj

Transportna površina 30 % površine strojnih radnih mjesta


FSB Zagreb 91

Tablica 13. Karakteristične veličine i vrijednosti površina u ljevaonicama

Pogon Mali odljevci

Srednje teški

strojni odljevci Teški odljevci

m2/(t a)

Kaluparnica 1 0,56 0,28

Sušnica 0,1 0,05 0,025

Talionica 0,08 0,04 0,02

Model-stolarija 0,06 0,03 0,015

Jezgrarnica 0,14 0,07 0,035

Priprema pijeska 0,08 0,04 0,02

Čistionica 0,2 0,1 0,05

Upravljanje i odlaganje 1,6 0,8 0,4

Ukupno 3,26 1,69 0,845

Tablica 14. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za kovačnice

Masa otkovka Potrebna površina

kg m2/t

0,2 0,62

0,4 0,45

0,5 0,4

1 0,29

2,2 0,19

2,8 0,18

4, 0,15

Tablica 15. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za toplinsku obradu i površinsku

zaštitu

Vrsta pogona m2/zaposlenom

Kalionice 15 do 20

Galvanizacije 18 do 20

Lakirnice 15 do 20

Pjeskarnice do 25


FSB Zagreb 92

Tablica 16. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za montažu...

malih i srednjih proizvoda u finoj mehanici 5 m2/zaposlenom

malih električnih proizvoda 4 m2/zaposlenom

električnih aparata 6 m2/zaposlenom

elektrouređaja 8 m2/zaposlenom

elektropostrojenja 20 m2/zaposlenom

automobilske karoserije 25 do 40 m2/radnom mjestu

završna montaža, ispitivanje i predaja vozila 100 do 200 m2/radnom mjestu

motora 20 do 40 m2/radnom mjestu

mjenjača 15 do 20 m2/radnom mjestu

ispitivanje motora 25 do 50 m2/radnom mjestu

Tablica 17. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za ostale radionice

Vrsta radionice m2/zaposlenom

Bravarija 8 do 20

Brusionica alata 20

Stolarija 10

Tablica 18. Karakteristične veličine i vrijednosti površina za obuku

Zanimanje m2/učenik

strojobravar 4,5

glodač 5,8

alatničar 6,5

stolar 7

tokar 8

blanjač 9

strojni stolar 9

brusač 10

bušač 11

kovač 15

pilač 18

radnik na željeznici 20

mehaničar 25


FSB Zagreb 93

Tablica 19. Karakteristične veličine i vrijednosti za skladišne površine

Primanje i otprema robe 3 % korisne površine

Skladištenje 22 % korisne površine

Stupanj iskorištenja skladišta 30 do 40 %

Tablica 20. Karakteristične veličine i vrijednosti za sporedne površine

Površina za smještaj običnih garderobnih

ormarića (uključujući i površinu prolaza) 0,6 do 0,7 m

2/osoba

Površina za smještaj dvostrukih garderobnih

ormarića 1,2 do 1,7 m

2/osoba

Površina za pranje za:

- umivaonike

- tuševe

1 do 1,45 m2/osoba

1,3 do 3 m2/osoba

Površina za garderobu i pranje (ukupno) 0,85 do 2,7 m2/osoba

Broj nužnika 20 muškarca/nužnik

15 žena/nužnik

Površina po nužniku (uključujući

predprostoriju s umivaonicima) 2,5 do 5 m

2/nužnik

Broj nužnika uz garderobe 100 muškaraca/nužnik

50 žena/nužnik

Broj pisoara uz garderobe 50 zaposlenih/pisoar

Površina za kuhinju i sporedne prostore 0,4 do 1,2 m2/izdanom obroku (korisniku)

Površina restorana 1,2 do 2,5 m

2/sjedećem mjestu

0,6 do 1,2 m2/stajaćem mjestu

Površina prostorije za zdravstvenu zaštitu 0,09 m2/zaposlenom

Površina prostorije za boravak (kratke stanke) 0,6 do 3,0 m2/osobi

13.2.2. Grafički postupci proračuna proizvodne površine

Potrebnu površinu radnoga mjesta moguće je odrediti i grafičkim putem. Polazište je

projicirana osnova stroja (radnoga mjesta) koja uključuje moguće ekstremne položaje

pokretnih strojnih elemenata, nacrtane u odgovarajućem mjerilu (M 1:10 ili M 1:50).

Na ovu površinu dodaju se ostale potrebne površine za ispunjenje funkcije radnoga

mjesta (za najveći predmet rada, za posluživanje, za odlaganje i slično).

Grafički je postupak prikladan zbog svoje zornosti (Slika 67.), međutim iziskuje veliki

utrošak rada i vremena (ako ne postoji softverska podrška s CAD bazom/katalogom radnih

mjesta odnosno opreme). Zato postupak nije pogodan za određivanje ukupne radioničke

površine.


FSB Zagreb 94

Slika 67. Primjer određivanja površine grafičkim postupkom za radno mjesto na

revolverskoj tokarilici

13.2.3. Analitički postupci proračuna proizvodne površine

Kod analitičkih se postupaka ukupna površina koju treba proračunati dobiva kao suma

djelomičnih, komponentnih površina. Kod većine se analitičkih postupaka najprije na

osnovi dimenzija radnih mjesta (strojeva) određuje površina za njihovo postavljanje, a

zatim se ostale djelomične površine iskazuju postotnim udjelom te površine ili pomoću

faktora.

U odnosu na postupak proračuna pomoću karakterističnih vrijednosti, analitički

postupci zahtijevaju više vremena, kako za prikupljanje podataka o radnim mjestima, tako i

za proračun, ali su im rezultati točniji te se koriste kod izrade idejnoga projekta.

Proizvodna površina APR sastoji se od sljedećih djelomičnih površina (Slika 68.):

netoproizvodne površine AN, m2

transportne površine AT, m2

površine za odlaganje AO, m2

pomoćne površine AP, m2;

pa je onda izraz za njezin proračun:

APR = AN + AT + AO + AP. (26)

AO − površina osnove stroja, m

2

B – ormarić za alat

AOD

– površina za odlaganje

materijala, m2

d = 0,6+1,75+1,2+1 = 4,55 m

l = 0,6+3,9+0,6= 5,1 m

ARM

= d x l = 23,205 m2

ARM

= 23 m2


FSB Zagreb 95

Slika 68. Djelomične površine proizvodne površine

Netoproizvodna površina, AN, suma je površina svih radnih mjesta i računa se

izrazom:

i

RMN iAA . (27)

U nastavku će se opisati različiti načini proračuna netoproizvodne površine.

13.2.3.1. Proračun netoproizvodne površine pomoću površinskih faktora

Površina radnog mjesta ARM sastoji se od:

površine osnove strojnog radnog mjesta te

površina za posluživanje, održavanje, popravak, odlaganje i zaštitu.

Funkcionalne površine (Slika 69.) pojavljuju se u zavisnosti od radnog mjesta i radne

zadaće, i međusobno se preklapaju, tako da je površina radnog mjesta manja nego suma

njegovih funkcionalnih površina:

ARM <

i

AFi. (28)

Površina osnove radnog mjesta Ao označuje površinu projiciranog tlocrta stroja čiji se

pokretni dijelovi nalaze u krajnjim položajima (otvorena vrata, krajnji položaji stola

glodalice, područje zakretanja kod radijalne bušilice, pogon, upravljačka jedinica...).


FSB Zagreb 96

Slika 69. Radno mjesto na stroju i njegove funkcionalne površine

Površina za posluživanje APOS služi za pouzdano i neometano posluživanje radnog

mjesta, stezanje i otpuštanje izradaka, mjerenje izradaka, izmjenu alata i naprava.

Kod nekih radnih mjesta (dugohodne blanjalice, tokarski automati) treba uzeti u obzir i

pomoćna mjesta posluživanja (simbol: poluispunjeni trokutić).

Površine posluživanja više radnih mjesta ne smiju se preklapati. Iza radnika mora se

ostaviti slobodan sigurnosni razmak za korak unazad. Zbog toga se na crtežu radnog mjesta

mora označiti položaj poslužitelja (simbol: poluispunjeni krug), i mjesto glavnog

posluživanja (simbol: ispunjeni trokutić).

Površina za održavanje AOD služi za funkcionalno održavanje radnog mjesta, čišćenje,

otklanjanje strugotine i podmazivanje.

Poršina za popravak APO treba omogućiti izvođenje popravaka koji se poduzimaju

nakon dužih vremenskih razdoblja kao što su demontaža vratila, osovina, motora i slično.

Ova se površina samo povremeno rabi pa se može preklapati s drugim funkcionalnim

površinama. U slučaju obavljanja popravaka i remonta u izvanjskoj radionici održavanja,

površina za popravak se ne predviđa, ali zato treba osigurati prostorne uvjete za nesmetan

transport stroja do radionice održavanja.

Površina za odlaganje AO koristi se za odlaganje izradaka, neposredno na radnom

mjestu, prije i nakon obrade ili montaže. Njezina veličina zavisi od veličine i broja

izradaka (serije) i načina njihovog slaganja, transportnim jedinicama te organizaciji

transportnog sustava.

Površina za zaštitu AOP pojavljuje se kod radnih mjesta kod kojih postoji opasnost od

ispadanja izratka, leta strugotine, bliještanja, toplinskih zračenja i slično, a što bi ometalo

poslužioce susjednih radnih mjesta. Zbog toga ovu površinu treba označiti i kod

oblikovanja rasporeda radnih mjesta osigurati da do ometanja ne dolazi, naprimjer kosim

postavljanjem radnih mjesta.


FSB Zagreb 97

Funkcionalne se površine jednog ili više radnih mjesta preklapaju u izvjesnom obujmu,

bez utjecaja na funkcionalnost radnih mjesta. Stupanj preklapanja funkcionalnih površina

na radnome mjestu, PRM, iznosi od 40 do 60 %:

PRM = (1

i

F

RM

iA

A) 100

(29)

pri čemu su:

PRM - stupanj preklapanja funkcionalnih površina na radnom mjestu

ARM - površina radnog mjesta, m2

AFi - pojedina funkcionalna površina

i - brojač funkcionalnih površina.

Stupanj preklapanja funkcionalnih površina za više radnih mjesta kompenzira se

pojavljivanjem slobodnih površina (zbog različitih geometrijskih oblika radnih mjesta), te

se može uzeti da je netoproizvodna površina jednaka sumi površina svih radnih mjesta.

Površina radnog mjesta dobiva se kao umnožak površine radnog mjesta i površinskog

faktora:

AN =

m

i 1

ARMi =

m

i 1

foi Aoi. (30)

gdje su:

ARMi - površina i-tog radnog mjesta, m2

foi - faktor zavisan o površini osnove stroja, tzv. diskontinuirani faktor (Tablica 21.)

Aoi - površina osnove stroja (radnoga mjesta), m2.

Tablica 21. Faktori za proračun površine radnoga mjesta

Površina osnove radnoga mjesta, Ao m2 Faktor površine, fo

0,5 do 1 6

1 do 2 5

2 do 3 4,5

3 do 4 4

4 do 12 3

12 do 16 2,5

> 16 2

Faktori površine predstavljaju prosječne statističke vrijednosti dobivene na osnovi

snimanja u industriji, kojima se uzimaju u obzir funkcionalne površine radnog mjesta.

Zbog toga se ne smiju upotrijebiti za pojedinačno određivanje površine radnog mjesta,


FSB Zagreb 98

nego samo pri proračunu površine za smještaj više različitih radnih mjesta. Za radno

mjesto površine osnove veće od 16 m2 preporuča se točno određivanje potrebne površine.

Primjer podataka za proračun površine pomoću površinskih faktora i zadatak

Proračunati netoproizvodnu površinu pomoću metode površinskih faktora. Dimenzije

osnova elemenata sustava i broj pojedinih elemenata dani su tablicom 22.

Tablica 22. Primjer pripremljenih podataka za proračun netoproizvodne površine pomoću

površinskih faktora

Element Duljina elementa Širina elementa Broj elemenata

− m −

E1 2 1 1

E2 3 2 2

E3 4 2 2

E4 1,5 2 3

E5 3 1,5 1

13.2.3.2. Proračun netoproizvodne površine pomoću ekvivalentnih površina

Ovaj je postupak prikladan za proračun pojedinačnih radnih mjesta. Temelji se na

dimenzijama osnove radnog mjesta za koje se pretpostavlja da je u obliku pravokutnika.

Za neometano posluživanje i održavanje stroja, dimenzijama osnove stroja dodaju se

dodaci:

1 m na strani posluživanja (0,7 m za poslugu i 0,3 m za sigurnost), a

na preostalim stranama 0,6 m (za neometan prolazak čovjeka).

Površine za odlaganje izradaka, alata i crteža nadomještaju se ekvivalentnom

površinom četiriju sredstva za odlaganje, pa je površina jednog radnog mjesta (Slika 70.):

ARMi = (DRM + 2·DO) (ŠRM + DP + DO) + 4 · DSO ŠSO (31)

gdje su:

DRM - duljina radnog mjesta (strana na kojoj se vrši posluživanje), m

ŠRM - širina radnog mjesta, m

DP - dodatak za posluživanje, m

DO - dodatak za održavanje, m

DSO - duljina sredstva za odlaganje, m

ŠSO - širina sredstva za odlaganje, m.


FSB Zagreb 99

Slika 70. Određivanje površine radnog mjesta pomoću ekvivalentnih površina

13.2.3.3. Proračun netoproizvodne površine za montažu

Proračun potrebne površine za radna mjesta u montaži počiva na određivanju potrebne

vrste i broja radnih mjesta za definirani montažni zadatak. Radna mjesta u montaži

uključuju sve ili neke od sljedećih funkcionalnih površina: AOM - površina objekta

montaže, m2; AOS - ostala površina (za osiguranje razmaka u slučaju višerednog rasporeda

radnih mjesta), m2; APP - površina pripreme ugradbenih elemenata, m

2; APR - površina za

rad radnika, m2; ARS - površina radnih stolova, m

2; ATU - površina transportnih sredstava,

m2.

Netoproizvodna površina, AN, suma je površina svih radnih mjesta montaže i računa se

izrazom (31).

13.2.3.4. Proračun transportne površine

Transportna površina je obilježena površina koja je isključivo predviđena za

neometano odvijanje toka materijala i promet ljudi. Obilježava se najčešće linijama žute ili

bijele boje širine 50 ili 100 mm.


FSB Zagreb 100

Osnovni činioci njezine veličine jesu: veličina i oblik zgrade, prostorni raspored

elemenata, način i organizacija transporta. U ranim fazama projektiranja proizvodnog

sustava ovi podaci nisu poznati, pa se transportna površina najčešće proračunava kao

proporcionalan dio netoproizvodne površine:

AT = AN fT (32)

gdje fT, faktor udjela transportne površine, poprima vrijednosti 0,25 do 0,4 za izradbu

dijelova u strojogradnji, a 0,15 do 0,25 za montažu sklopova (proizvoda).

Veće vrijednosti fT koriste se kod manjih vrijednosti AN.

Konačna transportna površina utvrđuje se tek nakon oblikovanja detaljnog rasporeda

elemenata sustava i definiranja širine transportnih putova. Tada se može korigirati prije

određena ukupna radionička površina.

Širina transportnih putova ovisi o: robi koja se transportira, odabranim sredstvima za

odlaganje (palete, kontejneri...), načinu transporta, jednosmjernosti ili dvosmjernosti

prometa, i odabranome transportnom sredstvu.

Zbog sigurnosti i preglednosti transportni putovi trebaju biti pravocrtni s križanjima

izvedenim pod 90°.

Prema slici 71., širina transportnog puta iznosi:

ŠTPJ = ŠTSmaks + d1 (33)

ŠTPD = 2ŠTSmaks + d2 (34)

ŠTPJ - širina jednosmjernog transportnog puta, m

ŠTPD - širina dvosmjernog transportnog puta, m

ŠTSmaks - maksimalna (najveća) širina natovarenog transportnog sredstva (najveća širina

transportnog sredstva ili transportirane robe), m.

Dodaci za sigurnost iznose:

d1 = (0,4 do 1) m

d2 = (0,8 do 1,4) m.


FSB Zagreb 101

Slika 71. Širina transportnog puta ovisno o njegovoj jednosmjernosti odnosno dvosmjernosti

i transportnom sredstvu

Prema Pravilniku o zaštiti na radu za mjesta rada: „Širina transportnih putova ne smije

biti manja od 1,8 m, odnosno mora biti za 0,8 m veća od širine transportnih sredstava,

odnosno materijala, dijelova i proizvoda koji se prenose.”

Širine putova za promet ljudi uzimaju se ovisno o broju ljudi: za manje od 100 ljudi

1,2 m, za manje od 250 ljudi 1,8 m, za manje od 400 ljudi 2,4 m.

Kod transportnih putova koji služe za transport materijala i promet ljudi (kombinirani

promet) povećavaju se vrijednosti d1 i d2 za 0,6 m.

Za utovar i istovar robe treba kontrolirati širinu puta, koja mora biti jednaka ili veća

duljini natovarenog transportnog sredstva uvećanoj za minimalno 0,2 m.

Prema DIN-u 18225, isti se proračun odvija na sljedeći način. Širina transportnoga

puta računa se izrazom:

ŠTP = ŠTS1 + ŠTS2 + 2 d1 + d2. (35)

Širina transportnog sredstva (maksimalna) ŠTS uključuje i širinu transportirane robe.

Uzima se da je ŠTS2 = 0 m, kod jednosmjernoga transporta, a ŠTS1 = ŠTS2 kod

dvosmjernoga transporta.

Dodaci su: za transport materijala d1 = 0,5 m, za transport materijala i promet ljudi d1

= 0,75 m, za jednosmjerni transport: d2 = 0 m, za dvosmjerni transport d2 = 0,4 m.

http://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2013_03_29_509.html



FSB Zagreb 102

Kod slabog prometa ljudi i toka materijala:

2d1 + d2 1,1 m. (36)

Visina puta h m, dana je izrazom:

h = hmaks + 0,2 (37)

pri čemu je hmaks maksimalna visina transportnoga sredstva, uključujući i transportiranu

robu.

13.2.3.5. Proračun površine za odlaganje

Površina za odlaganje predviđa se za vremenski ograničeno odlaganje materijala,

izradaka ili sklopova u cilju osiguranja kontinuiranog procesa izradbe i montaže, odnosno

za izjednačenje razlika u produktivnosti između elemenata sustava. Ova površina kao i

transportna površina mora biti obilježena.

Glavni utjecajni činioci na veličinu ove površine su proizvodni program, prostorna

struktura sustava, ujednačenost vremena operacije te sustav planiranja, praćenja i

održavanja proizvodnje. Za približno definiranje ove površine vrijedi:

AO = AN fO (38)

gdje je fO faktor udjela površine odlaganja. Za strojogradnju faktor fO iznosi od 0,2 do 0,3,

a za montažu sklopova od 0,1 do 0,2.

Za točnije dimenzioniranje ove površine potrebno je koristiti metodu simulacije nakon

oblikovanja prostorne strukture sustava.

13.2.3.6. Proračun pomoćne površine

Pomoćna površina zbroj je onih površina u izradbi i montaži koje nisu uzete u obzir

kod proračuna netoproizvodne površine, a neposredno su potrebne za: kontrolu kakvoće,

upravljanje pogonom, precizna mjerenja, izdavanje alata, kratke odmore i slično.

Njezina se veličina grubo određuje izrazom:

Ap = AN fP (39)

pri čemu je fP faktor udjela pomoćne površine (u strojogradnji: od 0,1 do 0,2).

Točniji proračun može se izvršiti na osnovi definiranog broja ljudi (potrebna površina

od 8 do 15 m2 po radnom mjestu), odnosno dimenzija opreme (na isti način kao i AN).


FSB Zagreb 103

13.3. PRORAČUN SKLADIŠNE POVRŠINE

Skladišta (Slika 72.) su prostori za pohranu i pripremu materijala potrebnih za

proizvodnju, kao i gotovih proizvoda za opskrbu (isporuku) tržišta ili za daljnju preradbu.

Skladištima i robom u njima su angažirana znatna financijska sredstva i stoga je razumljiva

stalna želja da skladišne zalihe budu minimirane. Pojedini koncepti (Just-In-Time)

promoviraju ideal proizvodnje bez skladišta. Taj je ideal ostvariv u uvjetima iznimno

stabilnih tržišnih odnosa (pouzdani dobavljači, stabilne cijene roba i gotovih proizvoda,

stalnost obujma narudžbi proizvodnja za poznate kupce). Stoga, skladišta su redovito

potrebna za ostvarenje neprekinutosti proizvodnog procesa u proizvodnom sustavu,

odnosno za kontinuiranu opskrbu tržišta gotovim proizvodima.

Slika 72. Skladište mopeda

Za proračun potrebne skladišne površine nužno je analizirati skladištenu robu i

razvrstavati je u skupine po sličnosti obilježja. Glavna obilježja za grupiranje jesu: svojstva

skladištene robe i mjesto uključivanja u tok materijala proizvodnoga procesa.

Skladištena roba je određena geometrijskim i tehnološkim svojstvima. Geometrijska

svojstva su oblik i dimenzije, a tehnološka: masa, agregatno stanje, otrovnost,

eksplozivnost, osjetljivost na koroziju, radioaktivnost i slično.

U prvome koraku analize donose se načelne odluke. Najprije se izdvaja opasna roba

(zapaljiva, eksplozivna, otrovna...), koju je nužno čuvati odvojeno i pod posebnim

uvjetima.

Zatim se za sipku, plinovitu i tekuću robu određuje hoće li se skladištiti, kako je to

uobičajeno, u vrećama, bačvama i spremnicima, ili pak u silosima i posebnim

spremnicima.


FSB Zagreb 104

Nakon toga razvrstava se skladištena roba prema osjetljivosti na koroziju u četiri

skupine. U prvoj skupini su robe neosjetljive na koroziju. Ona se može skladištiti na

otvorenom. Drugu skupinu tvori roba osjetljiva na atmosferske oborine (atmosferilije) ali

neosjetljiva na promjene vlažnosti i temperature zraka te se skladišti pod nadstrešnicama.

Treću skupinu čini osjetljiva roba koja se čuva u sagrađenim skladištima. Četvrtu grupu

čini specijalna roba koja zahtijeva posebne uvjete skladištenja (naprimjer određenu

temperaturu i vlažnost zraka).

Nakon ovih načelnih odluka oblikuju se skupine slične robe. To je roba koja treba istu

ili sličnu skladišnu opremu i uvjete skladištenja, a uključuju se u tok materijala na istome

mjestu. Pojavljuju se sljedeće skupine roba: sirovi materijali, poluproizodi, pogonski i

pomoćni materijal; izrađeni i kupljeni dijelovi i sklopovi, (međuskladište); gotovi

proizvodi, materijal za pakiranje; alati, naprave i ostala pogonska sredstva; otpaci.

Oblikovanje ovih grupa temelji se na proizvodnom programu i sastavnicama, odnosno

na procjeni za robe koje nisu definirane konstrukcijskom i tehnološkom dokumentacijom.

Veličina površine određuje se posebno za svaku definiranu grupu.

Osnovni činioci za veličinu površine jesu:

skladištena roba,

način skladištenja,

veličina zalihe (pričuve),

način transporta,

značajke (parametri) zgrade (korak, raspon, visina).

Osnovni su utjecajni parametri skladišne robe ovi: dimenzije, obujam, oblik i

asortiman. Način skladištenja primarno zavisi o skladištenoj robi.

Skladištenje na podu koristi se za sipak materijal i za komadnu robu koja može biti

naslagana ili nenaslagana, u sredstvima za odlaganje ili bez njih. Pod sredstvima za

odlaganje razumijevaju se palete, sanduci, kutije i slično. Nastoji se da sredstvo za

odlaganje odgovara transportnoj jedinici. Teška, voluminozna i na pritisak osjetljiva roba

koja se ne može odlagati u sredstvima za odlaganje, odlaže se pojedinačno bez

naslagivanja. Ostale se robe mogu naslagivati, pri čemu je visina naslagivanja ograničena

nosivošću najdonjeg reda robe, nosivošću poda, visini podizanja transportnog sredstva i

visini zgrade.

Najveći dio komadne robe pohranjuje se u sredstvima za odlaganje i odlaže na

skladišnoj opremi regalima ili nosačima: običnim, paletnim, pomičnim i specijalnim

(Slika 73.).


FSB Zagreb 105

Slika 73. Regalno skladište

Veličina zalihe zavisi o vrijednosti, jediničnoj potrošnji i vremenu potrebnom za

nabavu robe. Skladištene robe dijele se prema ABC-kriteriju (tablice 23. i 24., Slika 74.).

Kod robe visoke pojedinačne vrijednosti i manjih količina (A robe) pričuva se točno

proračunava prema potrebi u budućnosti na osnovi proizvodnog programa. Za robe srednje

pojedinačne vrijednosti i srednjih količina (B robe) pričuva se određuje prema potrebi i

prema potrošnji. Prema potrošnji se definira skladišna pričuva ako je vrijeme za nabavu

robe kraće od vremena koje protekne od zahtjeva do izuzimanja robe. Za C robe određuje

se predvidljiva potreba za budućnost na osnovi prosječne potrošnje.

Tablica 23. Popisivanje i određivanje ranga robe prema najvećoj cijeni

Ident-broj

dijela/

materijala

Jedinica

količine

Cijena/jedinica

količine [kn]

Godišnja potreba

materijala [jedinice

količine]

Godišnja vrijednost

materijala [103

kn] Rang

314256

417687

536423

616222

117380

425212

279312

komada

kg

kg

kg

komada

kg

kg

17

9

75

19

5

280

180

3 700

53 000

3 200

38 000

400 000

3 750

5 400

62,90

477,00

240,00

722,00

2 000,00

1 050,00

972,00

7

5

6

4

1

2

3

Ukupna godišnja vrijednost materijala 5 523,90


FSB Zagreb 106

Tablica 24. Sortiranje robe prema cjenovnom rangu i određivanje vrijednosnog udjela

Rang Ident-broj

materijala

Godišnja vrijednost

materijala [103 kn]

Udio [%] Kumulativni

udio [%]

1

2

3

4

5

6

7

117380

425212

279312

616222

417687

536423

314256

2 000,00

1 050,00

972,00

722,00

477,00

240,00

62,90

36

19

18

13

9

4

1

36

55

73

86

95

99

100

Slika 74. Prikaz skladištene robe ABC-dijagramima

Veličina skladišne površine proračunava se pomoću jednadžbe:

AS = ASN + AST + ASO + ASP m2 (40)

gdje su:

AS - ukupna skladišna površina, m2

ASN - netoskladišna površina, m2

AST - površina za transport unutar skladišta, m2

ASO - površina za komisioniranje, odlaganje i pripremu robe, m2

ASP - površina za kontrolu, upravljanje i ostale skladišne djelatnosti, m2.


FSB Zagreb 107

Netoskladišna površina ASN može se proračunati na više načina, i to:

1. Prema broju sredstava za odlaganje odnosno količini robe:

ASN =

n A f

h

SJ SJ mi

SJ

i i i

i

m

2

(41)

nSJi - broj sredstava za odlaganje odnosno količina robe

ASJi - površina sredstava za odlaganje odnosno robe, m2

fm - faktor za manipulaciju

hSJi - broj redova po visini

i - i-ta vrsta sredstva za odlaganje odnosno robe bez sredstva za odlaganje, i = 1, ... k.

2. Preko dopuštenog opterećenja poda:

ASN = F

doz m

2 (42)

F - težina uskladištene robe, N

doz - dopušteno opterećenje poda, N/ m2

3. Prema masi skladištene robe:

ASN = M

hS S m

2 (43)

M - masa skladištene robe, kg

- gustoća, kg/m3

S - koeficijent iskorištenja (0,5 do 0,8)

hS - korisna visina skladišta, m.

Udaljenost uskladištene robe od zidova, konstrukcije i stropova zgrade ne smije biti

manja od 0,8 m, a od rasvjetnih armatura i grijaćih tijela 0,5 m.

U priručnim skladištima i skladištima površine manje od 100 m2, udaljenost

skladištene robe od zida ne smije biti manja od 0,3 m.

Površina za transport AST računa se izrazom:

AST = ASN fST (44)

gdje je fST faktor udjela transportne površine (fST = 0,2 do 0,4).

Veličina površine za transport bitno ovisi o primijenjenom transportnom sredstvu. Na

slici 75. prikazana je širina transportnoga puta u skladištu za obični i bočni viličar.


FSB Zagreb 108

Slika 75. Širina transportnoga puta u skladištu za običan i bočni viličar

Skladišta moraju na svakih 30 m duljine imati poprečne transportne putove širine

najmanje 1,8 m.

Ako se roba skladišti u regale ili na palete, glavni transportni put ne smije biti uži od

1,5 m, a razmak između regala ne smije biti manji od 0,8 m.

Prilazi utovarno-istovarnim površinama moraju s obje strane imati putove za ljude

najmanje širine 0,5 m.

Površina za komisioniranje, odlaganje i pripremu robe ASO:

ASO = ASN fSO (45)

fSO - faktor udjela površine za odlaganje (fSO = 0,3 do 0,5).

Površina za kontrolu, upravljanje i ostale pomoćne djelatnosti ASP proračunava se na

osnovi broja radnika (8 do 12 m2/radnom mjestu).


FSB Zagreb 109

13.4. PRORAČUN UREDSKIH POVRŠINA

Pretpostavka za određivanje površine ureda jest definirana organizacijska struktura

sustava. Ona se oblikuje na osnovi broja proizvodnih radnika i zahtjeva proizvodnog

programa u pogledu rješavanja pojedinačnih zadaća potrebnih za ispunjenje postavljenih

ciljeva, na način da se analizom pojedinačnih zadaća odredi tok rada i potrebne operacije.

Grupiranjem operacija definira se sadržaj rada po radnim mjestima, a tok rada određuje tok

informacija između radnih mjesta, te je mjerodavan za oblikovanje ustrojbenih

(organizacijskih) jedinica sustava.

Na osnovi definiranih radnih mjesta određuje se broj i kvalifikacija potrebnoga osoblja

i čelnici ustrojbenih jedinica.

Tako određene podatke pogodno je prikazati u obliku tablice (Tablica 25.15

).

Tablica 25. Organizacijska struktura proizvodnoga sustava

OZ

NA

KA

ODJEL/JEDINICA

RUKOVODIOCI IZVRŠIOCI

SV

EU

KU

PN

O

GE

NE

RA

LN

I

DIR

EK

TO

R

DIR

EK

TO

R

ŠE

F O

DJE

LA

ŠE

F S

LU

ŽB

E

PO

SL

OV

OĐ

A

BR

IGA

DIR

7 5 i 6

4 3

MU

ŠK

AR

CI

ŽE

NE

UK

UP

NO

4 3 2 1

MU

ŠK

AR

CI

ŽE

NE

UK

UP

NO

1.0 URED DIREKTORA

1

2

2 2

3

2.0 PROJEKTNO-

KONSTRUKCIJSKI URED 1

4

3

7

7

8

2.1 PROTOTIPSKA RADIONICA

1

1 2

3

3 4

3.0 PRIPREMA RADA

1

1

3.1 TEHNOLOŠKA PRIPREMA RADA

2

1 1 2 1

1

1 3

3.2 OPERATIVNA PRIPREMA RADA

5 1 4 2 6

6

3.3 PRIPREMA MATERIJALA

4 4

4 4

3.4 SKLADIŠTE POLUPROIZVODA

1

1

1 1

4.0 ALATNICA I ODRŽAVANJE

1

1

1

1

1 3 10 5

18

18 21

5.0 PROIZVODNJA

1

1

5.1 STROJNA OBRADA

2

2 51

3 57

57 59

5.2 BRAVARIJA I MONTAŽA

2

1

1

1

22 1

23

23 26

UKUPNO

1 4

6

4

14 1 14 5 19 8 86 6 7 107

107 137

IZRAVNI

1

4

1

3 73 1 3

86

NEIZRAVNI

1 3

2

4

13 1

3 13 5 4

51

Uredska površina proračunva se sljedećim postupkom:

1. Odrediti standardne površine pojedinih vrsta radnih mjesta (voditelj odjela, samostalni

projektant, tajnica...).

15

Brojevi u zasivljenim poljima odnose se na razine formalnog obrazovanja prema Hrvatskom tj. Europskom

kvalifikacijskom okviru (HKO, EKO), koji zamjenjuju negdašanje razine obrazovanja (VSS, VŠS,

SSS,NSS, VKV, KV, PKV, NKV).


FSB Zagreb 110

2. Za svaku ustrojbenu jedinicu odrediti površinu tako da se sumiraju djelomične površine

dobivene kao umnožak broja zaposlenih po pojedinoj vrsti radnih mjesta i pripadajuće

standardne površine.

3. U slučaju da se u okviru ustrojbene jedinice koristi specijalna oprema potrebno je

posebno odrediti površinu za njezin smještaj (središnji računski sustav, telefonska centrala,

knjižnica, arhiva...).

4. Odrediti površinu za sporedne svrhe (promet, zahode, prostorije za odmor, garderobe...).

Standardne površine radnih mjesta dobivaju se kao zbroj površina koje zauzimaju:

radni stol, stolica i posebna oprema, zavisno o vrsti radnog mjesta (naprimjer stol s

grafičkom radnom stanicom, stolica za posjetioca, kartoteka...); površina za prilaz radnom

mjestu te površina za reprezentaciju za rukovodeća radna mjesta. Slika 76. prikazuje

tipična uredska radna mjesta.

Slika 76. Izvedbe uredskih radnih mjesta

Tablica 26. daje prosječne površine za neka uredska radna mjesta16

(bez površina za

sporedne svrhe).

16

Vidjeti također tablicu 11.

1 – radni stol

2 – ormarić

3 – drugi radni stol

(za računalo,

tiskač...)

4 – stolica

5 – konferencijski

stol

6 – stolica za

posjetioce


FSB Zagreb 111

Tablica 26. Površine uredskih radnih mjesta (bez površina za sporedne svrhe)

Vrsta radnog mjesta m2/zaposlenom

Direktor poduzeća 30

Voditelj pogona 24

Voditelj odjela 18

Samostalni referenti

- dvojica u sobi

- jedan u sobi

9

12

Tajnički poslovi 8

Konstruktor, tehnolog s grafičkom

radnom stanicom 10

Radno mjesto s pisaćim stolom 5

Prostorna organizacija ureda (Slika 77.) realizira se velikim uredima (Slika 78.),

pojedinačnim uredima ili njihovom kombinacijom (Slika 79.).

Slika 77. Primjer uredskog prostora (tlocrt) i dvojice zaposlenika u njemu


FSB Zagreb 112

Slika 78. Primjeri velikih ureda17

17

Donja slika: projekt Clive Wilkinson Architects za Macquarie Group, Sydney.


FSB Zagreb 113

Slika 79. Primjer kombiniranih ureda

Pojedinačni uredi su tradicionalni oblik. Sadrže jedno ili više radnih mjesta. Kod većeg

broja ljudi međusobna ometanja su veća i u tom slučaju povoljniji su veliki uredi,

odgovarajuće opremljeni.

Ako se želi koristiti dnevno svjetlo, dubina pojedinačnih ureda ograničena je na 5 m,

za visine prostorije od 2,5 do 3 m.

Pojedinačni uredi u odnosu na velike urede imaju sljedeće prednosti: omogućuju dobru

koncentraciju, korištenje dnevnog svjetla i pogled kroz prozor, prilagodbu na individualne

zahtjeve u pogledu klimatskih uvjeta, niži su troškovi eksploatacije, posjetioci se lakše

orijentiraju, u slučaju požara, sporije širenje vatre.

Veliki uredi oblikuju se za najmanje 50, a najviše 500 ljudi. Optimalno je 150 do 200

ljudi (1 500 do 2 000 m2). Uredi se trebaju opremiti tako da u pogledu akustike,

osvjetljenja i klimatizacije pružaju uvjete slične pojedinačnim uredima. Oblik tlocrta im je

najčešće kvadratičan ili pravokutan s minimalnim razmakom zidova 20 m i visinom od

2,65 do 2,8 m. Broj katova treba biti što manji. Ako se ovaj zahtjev ne ispuni, smanjuje se

učinak, povećava nezadovoljstvo i fluktuacija radnika, što utječe na povećanje troškova.

Prednosti su velikih ureda: dodjeljivanje radnih mjesta u skladu s tijekom rada,, dobra

komunikacija između radnih mjesta, dobri radni uvjeti i produktivnost rada, jeftina izvedba

instalacija, velika fleksibilnost prostornog rasporeda, manja površina po radnome mjestu,

osjećaj radnika da pripadaju skupini, učinak pojedinca je vidljiv.

Veliki uredi nisu pogodni za sve djelatnosti u području rukovođenja i upravljanja te se

zbog toga često izvode u kombinaciji s pojedinačnim uredima.


FSB Zagreb 114

13.5. PRORAČUN SPOREDNIH POVRŠINA

U sporedne površine spadaju površine za garderobe, higijenu, zahode, zdravstvenu

zaštitu, prehranu, odmor, sastanke i obuku.

Garderobe služe za presvlačenje i pohranu dnevne i radne odjeće. Odjeća se odlaže na

vješalice ili u čelične ormariće. Primjena ormarića je češća jer sprečava krađe. Broj

garderobnih ormarića i njihov smještaj zavisi o radnim uvjetima. U slučaju normalnih

radnih uvjeta dnevna i radna odjeća odlažu se u istome ormariću, u nečistim pogonima u

odvojenim ormarićima, dok se u pogonima koji zahtijevaju posebne higijenske mjere

(prehrambena industrija, industrija lijekova, prerada otrovnih tvari...) dnevna i radna

odjeća pohranjuje u odvojenim prostorima između kojih se nalazi prostorija za pranje.

Garderobni ormarići moraju biti tako izvedeni da su zadovoljeni sljedeći uvjeti:

da imaju najmanju visinu 150 cm, dubinu 35 cm, širinu 35 cm

da su na nogarima visokim 15 cm radi čišćenja, a ako nemaju nogare da su smješteni

na fiksno podnožje visoko 15 cm

da na prikladnim mjestima pri vrhu i dnu imaju otvore za ventilaciju

da su snabdjeveni bravama i ključevima

da u gornjemu dijelu imaju policu za odlaganje kape ili šešira, a visina police mora biti

najmanje 30 cm od vrha

da imaju ugrađene vješalice ili drugo odgovarajuće sredstvo za vješanje odijela.

Ako se u garderobi predviđa smještaj odjeće za više od 50 radnika prolaz mora imati

širinu barem 1 m.

Ovisno o veličini i rasporedu ormarića, potrebna površina po ormariću, uključujući

prolaze, iznosi za obične ormariće 0,6 do 0,7 m2/zaposlenom, a za dvostruke ormariće 1,2

do 1,4 m2/zaposlenom.

Potreban prostor za kretanje u garderobi prikazan slikom 80.

Površina garderoba dobiva se kao umnožak broja zaposlenih u proizvodnome sustavu i

odgovarajućega normativa.


FSB Zagreb 115

Slika 80. Potreban prostor za kretanje u garderobi

Higijenske se prostorije nalaze uz garderobe, a opskrbljene su umivaonicima i

tuševima. Potrebna površina po mjestu za pranje iznosi od 1 do 1,45 m2, a po tušu 1,3 do 3

m2. Broj mjesta za pranje ovisi o radnim uvjetima odnosno o vremenu pranja

18 Tablica

27.

18

Pranje ruku i gornjeg dijela tijela dvije do šest minuta, a pranje čitavog tijela četiri do 10 minuta.


FSB Zagreb 116

Tablica 27. Procjena broja tuševa odnosno slavina

Jedan tuš

na... Radni uvjeti/djelatnost

Jedna slavina

na... Radni uvjeti/djelatnost

pet radnika jako znojenje, neugodni mirisi,

prašina... 50 radnika

administrativni i slični

poslovi

10 radnika proizvodnja kruha, mesa, mesnih

prerađevina... 20 radnika

prljanje ruku, znojenje,

prašina

20 radnika obrada metala, automehanika...

15 radnika prljanje ruku, tijela ili

znojenje

10 radnika štetne tvari, neugodni

mirisi

Garderobe i prostorije za pranje trebaju biti na putu od ulaza u tvornicu do radnog

mjesta i izvode se centralizirano i decentralizirano. Centralizirana izvedba je ekonomičnija

u izgradnji i eksploataciji ali uzrokuje duže putove k radnim mjestima. Stoga odluka zavisi

o svakom pojedinom slučaju. Posebno je pogodno ako su prostorije za pranje na putu od

radnog mjesta do restorana, jer inače i uz restoran treba predvidjeti prostoriju za pranje

ruku.

Zahodi (nužnici) se postavljaju u svim zgradama u kojima borave ljudi, odvojeno za

muškarce i žene, i na svakom katu ako ih je više. Prema DIN 18228 maksimalna udaljenost

od radnog mjesta do zahoda je 100 m, a veličina se jednog zahoda ograničava na 10 školjki

i 10 pisoara. Stoga se već kod pogona s više od 200 zaposlenih, zahodi izvode

decentralizirano.

Muški zahodi se često izvode sa četiri školjke, četiri pisoara i jednim umivaonikom, za

što je potrebno oko 16 m2. Za ženski zahod sa četiri školjke i jednim umivaonikom

dovoljno je 14 m2. Prosječna površina jedne zahodske kabine, zavisno od načina otvaranja

vrata, iznosi od 1 do 1,35 m2, dok prosječna površina zahoda, uključivši predprostor i

prostor za umivaonike, iznosi od 2,5 do 5 m2. U tablicama 28. i 29. navedene su veličine za

određivanje broja zahoda.


FSB Zagreb 117

Tablica 28. Veličine i dimenzioniranje zahoda u području radnih mjesta

Žene Muškarci

Broj

korisnica,

do

Broj

školjki

Broj

umivaonika

Broj

korisnika,

do

Broj

školjki

Broj

pisoara

Broj

umivaonika

15 1 1 20 1 1 1

30 2 1 40 2 2 1

45 3 2 60 3 3 2

60 4 2 90 4 4 2

80 5 3 120 5 5 3

100 6 3 160 6 6 3

120 7 3 200 7 7 4

150 8 3 240 8 8 4

na daljnjih

30

korisnika

jedna

školjka

na daljnje

četiri školjke

jedan

umivaonik

na daljnjih

40

korisnika

jedna

školjka

jedan

pisoar

na daljnje

četiri školjke

jedan

umivaonik

Tablica 29. Dodatni zahodi uz garderobe i prostorije za pranje

Žene Muškarci

Broj

korisnica,

do

Broj

školjki

Broj

umivaonika

Broj

korisnika,

do

Broj

školjki

Broj

pisoara

Broj

umivaonika

50 1 1 50 1 1 1

100 2 1 100 1 2 1

180 3 2 200 2 3 2

na daljnjih

80

korisnika

jedna

školjka

na daljnje

četiri školjke

jedan

umivaonik

na daljnjih

100

korisnika

jedna

školjka

jedan

pisoar

na daljnje

četiri školjke

jedan

umivaonik

Veličinu površine za zdrastvenu zaštitu ovisi o broju zaposlenih, procjenu opasnosti u

proizvodnji i stavu rukovodstva poduzeća. U malim pogonima zdravstvena je skrb

ograničena na prvu pomoć u slučaju nesreće. U tu svrhu potrebno je da pogon raspolaže

nekolicinom obučenih ljudi u prvoj pomoći i kompletom za prvu pomoć. U većim

pogonima (s više od 1500 zaposlenih po smjeni), potrebno je osigurati liječničku

ambulantu s jednom prostorijom za preglede (16 m2), prostorijom za medicinsku sestru (12


FSB Zagreb 118

m2), čekaonicu (12 do 16 m

2), dvije garderobne kabine (6 m

2), muški i ženski zahod (12

m2), što ukupno iznosi od 58 do 62 m

2.

Površina restorana dobiva se kao umnožak broja ljudi koji istovremeno jedu i potrebne

površine po osobi. Radi boljega iskorištenja površine, svako se mjesto u restoranu u

pravilu višekratno koristi tijekom jedne pauze (do četiri puta). Površina po jednom

sjedećem mjestu ovisi o broju osoba za stolom, veličini stola i raspoloživog prostora, i

iznosi 1,2 do 2 m2/korisniku, dok površina za stajaće mjesto iznosi od 0,5 do 1

m2/korisniku. Zbog osjećaja ugodnosti veličina restorana ne bi trebala prelaziti 600 mjesta.

Površina za kuhinju i sporedne prostore ovisi o broju izdanih porcija i proračunava se

sa 0,3 do 1 m2 po porciji.

Povrh rizika pušenja zbog specifičnih tehnoloških procesa, posebno radi zaštite

nepušača, u radnim prostorima mogu se predvidjeti posebne prostorije za pušenje (Zakon o

zaštiti na radu, članak 57.).

U radnim uvjetima niskih temperatura, za radnike zaposlene u hladnjačama,

skladištima i na otvorenom prostoru (gradilišta) moraju se osigurati posebne prostorije za

povremeno zagrijavanje. Veličina ovih prostorija određuje se prema broju radnika. I za

radne uvjete visokih temperatura potrebno je predvidjeti odgovarajuće prostorije.

Visoka se razina radnoga učinka održava ako se tijekom radnog dana, uz stanku za

ručak, koriste i kratke stanke od nekoliko minuta. Za to se koriste prostorije za odmor.

Naprimjer, kod uredskoga se rada uzimaju kratke stanke svjesno ili nesvjesno. Istraživanja

su pokazala da se u velikim uredima uvođenjem jedne 10-minutne stanke povećava učinak

za 10 %. Zaposleni uzimaju stanku prema vlastitom radnom ritmu i provode je u posebnoj

prostoriji u kojoj mogu pojesti sendvič, popiti kavu ili pročitati novine. Prostorija za odmor

treba biti u blizini radnog prostora, a njezina je veličina ograničena za smještaj najviše 20

osoba, s potrebnom površinom od 0,8 do 3 m2 po osobi.

Potrebna površina za jedno mjesto u učionici odnosno u prostoriji za sastanke iznosi

1,3 do 2 m2 po osobi.

Nakon izvršenog proračuna preporuča se izračunate podatke prikazati tablično.

http://www.mrms.hr/pitanje/clanak-63-zakona-o-zastiti-na-radu/

http://www.mrms.hr/pitanje/clanak-63-zakona-o-zastiti-na-radu/






FSB Zagreb 119

14. GRADNJA PROIZVODNOG SUSTAVA

14.1. ZONE PROIZVODNOGA SUSTAVA

Za djelatnosti koje mora obavljati proizvodni sustav definiraju se odgovarajuće

objedinjene površine koje se nazivaju zonama.

Prema djelatnostima funkcijama unutar proizvodnoga sustava, uobičajeno se

uspostavljaju sljedeće zone:

proizvodna,

skladišna,

prometna,

energetska,

zaštitna, i

zona zajedničkih službi.

Dakle, zonom se naziva površina koja ima određena obilježja tako da svojim pojmom

ujedinjuje većinu homogenih značajki koje tu površinu čine različitom od ostalih zona.

Jezgrena zona proizvodnoga sustava jest proizvodna zona (Slika 81.). Oblikuje se

prema zahtjevima proizvodnoga toka imajući na umu potrebu zadržavanja osnovne

koncepcije proizvodnoga procesa i kod eventualnih promjena i kod proširenja. Zbog toga

glavni pravci proširenja moraju biti okomiti na glavni smjer toka materijala.

Skladišna zona dodjeljuje se neposredno uz proizvodnu zonu i povezana je prometnom

zonom s vanjskim svijetom. U slučaju proizvodnih sustava koji u svojemu unutrašnjem

transportu rabe teška transportna sredstva (kamione i željezničke vagone), proizvodna je

zona izravno povezana s prometnom zonom.

Prometna zona obuhvaća: ceste, željezničke kolosijeke, parkirališta, garaže i uslužne

radionice za transportna sredstva. Raspored kolosijeka i cesta mora jamčiti optimalan tok

materijala: dovoz, skladište, proizvodnja, skladište, odvoz. Parkirališta se dodjeljuju u

blizini zone zajedničkih službi osiguravajući odvijanje toka ljudi po najkraćem putu i ne

presijecajući tokove materijala.


FSB Zagreb 120

Slika 81. Model proizvodnog sustava s naznačenim zonama

U energetskoj zoni nalaze se postrojenja za proizvodnju vlastite energije odnosno za

preuzimanje energije (električna, toplinska, voda, plin) iz javnih sustava. Energetska zona

dodjeljuje se uz mjesta glavne potrošnje zbog minimiranja troškova instalacije i gubitka

energije, te uz skladišnu zonu zbog smanjenja troškova transporta goriva uključujući u

razmatranje i opasnosti od požara (visoke radne temperature i iskrenje kao uzroci

eksplozije u energetskim postrojenjima).

Zona zajedničkih službi obuhvaća: upravnu zgradu, garderobe, prostorije za

zdravstvenu zaštitu, školovanje, higijenu, odmor, restoran, knjižnicu... Proteže se od

glavnog ulaza do proizvodne zone. Glavnim je ulazom određen položaj portirnice, upravne

zgrade, prostorija za školovanje i zdravstvenu zaštitu. Prostorije namijenjene potrebama

radnika, iako pripadaju ovoj zoni, dodjeljuju se najčešće uz proizvodnu zonu. Slično tome i

kod skladišne i proizvodne zone postoje iznimke: skladišta opasnih i otrovnih materijala te

opasni i ometajući dijelovi proizvodne zone dodjeljuju se na vanjske rubove proizvodnoga

sustava (idealnog plana).

Zaštitna zona služi za zaštitu proizvodnoga sustava ili okoline od štetnih međusobnih

utjecaja. Ne definira se u idealnome planu, a u planu izgradnje najčešće se ostvaruje

zelenim pojasom različite dubine, zavisno o vrsti i intenzivnosti ometanja. Važnost zelenila

očituje se i pozitivnim uplivom na zadovoljstvo i zdravlje uposlenih (vlažnost, prigušenje

buke), te prirodan odvod oborina.

Odnosi u veličinama pojedinih zona razlikuju se prema gospodarstvenim granama.

Proizvodna zona je najveća i iznosi više od 50 % ukupne površine u većini grana

gospodarstva. Iznimka je naprimjer drvna industrija gdje je najveća skladišna zona.


FSB Zagreb 121

14.2. NAČINI GRADNJE

Postoje tri osnovna načina izgradnje industrijskih kompleksa:

kompaktan,

nekompaktan i

kombiniran.

Kompaktnim načinom izgradnje objedinjuju se sve zone u jednu cjelinu, u jednoj

zgradi i pod jednim krovom (Slika 82.).

Slika 82. Kompaktni način gradnje: Honda, Swindon, Velika Britanija

Kompaktnim načinom izgradnje polučuju se sljedeće prednosti:

kraći transportni putovi;

unutrašnji transport odvija se isključivo unutar objekta dok je prometna zona (ceste,

željeznički kolosijeci) povezana samo sa skladišnom zonom;

kraće energetske instalacije i manje gubitaka energije;

bolje upravljanje i preglednost procesa jer se odvajanje zona izvodi lakim (ostakljenim)

pregradnim zidovima (Iznimka su zone ili njihovi dijelovi koji su opasni za okolicu

požar, štetne emanacije, buka, pa se pregrađuju punim zaštitnim zidovima.);

povoljniji odnos korisne prema transportnoj površini;

manja izgrađena površina;

manja površina zemljišta;

niži investicijski troškovi i troškovi održavanja te troškovi grijanja i klimatizacije;

http://www.roadtestreports.co.uk/news/wp-content/uploads/2011/05/Honda-Swindon-Plant.jpg


FSB Zagreb 122

intenzivnije i ravnomjernije osvjetljenje dnevnim svjetlom uvedenim preko krovnih

svjetlarnika.

Proizvodni procesi koji zahtijevaju potpunu klimatizaciju (tekstilna, farmaceutska

industrija) moraju se izvesti kompaktnim načinom izgradnje.

Nedostatak je kompaktnog načina izgradnje otežano širenje proizvodnog sustava. No,

bez obzira na to, kompaktni način izgradnje ponajviše odgovara realizaciji idelanoga plana,

pa se primjenjuje kad god je to moguće.

Nekompaktni način gradnje nastaje kada se zone ili njihovi dijelovi izdvajaju u

posebne objekte. Izdvajanjem zona u posebne objekte sprečavaju se nepoželjni međusobni

utjecaji. Taj način gradnje karakterističan je za tešku strojogradnju, metalurgiju i kemijsku

industriju.

Radi zaštite tokova materijala i ljudi od štetnih utjecaja atmosfere, objekti se povezuju

zatvorenim hodnicima gdje je to moguće.

Značajna prednost nekompaktnog načina gradnje je lako izvođenje proširenja

dodavanjem novih modula (jediničnih polja) zgradama bez ometanja proizvodnje.

Nedostaci su brojni (prednosti kompaktnog načina izgradnje), a najznačajniji su među

njima:

potrebne veće površine zemljišta zbog razmaka između objekata,

proizvodnje zbog dužih transportnih puteva.

otežano upravljanje i kontrola.

Ako se dnevno svjetlo uvodi bilateralno, razmaci između građevinskih objekata

(zgrada) postavljenih paralelno po duljini, određeni su: zahtijevanom intenzivnošću

osvjetljenja, upadnim kutom svjetlosti i visinom većeg objekta (Slika 83.). Praksa je

pokazala da je najpovoljniji razmak 20 m, jer se uz dobro osvjetljenje osigurava i zaštitni

protupožarni pojas.

Slika 83. Određivanje razmaka između objekata (zgrada)


FSB Zagreb 123

Slika 84. Primjer nekompaktnog načina gradnje (Fotokemika, Zagreb)

Kombiniranim načinom gradnje (Slika 85.) nastoje se iskoristiti prednosti i umanjiti

nedostaci jednog i drugog načina gradnje. To se obično postiže kompaktnim načinom

gradnje proizvodne i skladišne zone, izdvajajući jedino njihove ometajuće ili potencijalno

opasne dijelove. Ostale zone izvode se nekompaktnim načinom gradnje.

Slika 85. Kombinarni način gradnje

1 porta

2 upravna zgrada

3 proizvodnja

4 garaže i održavanje

5 skladište opasnog materijala

6 skladište sirovina i gotove robe

7 glavni pravci proširenja


FSB Zagreb 124

14.3. INDUSTRIJSKE ZGRADE

Industrijske se zgrade (Slika 86.) razvrstavaju prema namjeni na:

jednonamjenske zgrade prilagođene oblikom i dimenzijama specifičnoj proizvodnoj

opremi za relativno nepromjenjive proizvodne procese (energane, mlinovi, pivovare,

kemijska industrija i slično);

višenamjenske zgrade (fleksibilne zgrade) prilagođene dimenzijama i oblikom

predvidljivim zahtjevima određene skupine proizvoda, omogućujući slijedno ili

uporedno izvođenje različitih proizvodnih procesa.

MEGA, Zagreb

TDR, Split

Manufaktura, Lođ

Slika 86. Primjeri industrijskih zgrada

http://www.dinkokovacic.com/index.php?option=com_content&task=view&id=39&Itemid=7

http://www.forbes.pl/g/i.aspx/300/0/forbes/634792351399230000.jpg


FSB Zagreb 125

Višenamjenske industrijske zgrade grade se u pravilu po modularnom načelu. Modul je

najmanja funkcionalna i konstrukcijska prostorna jedinica zgrade, ograničena nasuprotno

ležećim horizontalnim površinama i nosećim stupovima konstrukcije. Oblik zgrade dobiva

se primjenom jednakih ili kombinacijom različitih modula. Kombinacija jednakih modula

koristi se kod procesa koji imaju iste zahtjeve na oblikovanje prostora.

Dimenzije modula određuju se na osnovi gabarita opreme odnosno namještaja

uključivši potrebne funkcionalne površine (uredsko radno mjesto, transportni put, strojno

radno mjesto).

Veći osni razmak nosećih stupova u oba pravca olakšava postavljanje strojeva i

uređaja, omogućava bolju preglednost i veću fleksibilnost promjenama, ali uzrokuje i veće

investicijske troškove.

Većom visinom postiže se veća fleksibilnost promjenama i kvalitetniji enterijer

prostora ali također uz veće investicijske troškove i troškove eksploatacije zgrada (troškovi

grijanja i osvjetljenja).

Zbog toga se osnovni parametri zgrade (proizvodne hale, dvorane) korak (K), raspon

(R) i visina (H) moraju pažljivo odrediti (slike 86. i 87.):

modul je umnožak koraka, raspona i visine zgrade

duljina zgrade funkcija je koraka

širina je zgrade funkcija raspona zgrade i broja brodova (lađa) zgrade.

Slika 87. Primjer višebrodne zgrade (Etienneova katedrala u Bourgesu, Francuska)

Najpovoljniji odnos duljine (dPD, m) i širine (šPD, m) proizvodne dvorane, definiran je

iskustvenim izrazom:

dPD = 2 šPD. (46)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cathedrale_Saint-Etienne_de_Bourges


FSB Zagreb 126

Slika 88. Paramateri proizvodne hale i njihovo određivanje


FSB Zagreb 127

Višenamjenske industrijske zgrade mogu se pojednostavnjeno razvrstati prema broju

katova na jednokatne i višekatne.

Jednokatne se zgrade dijele na niske hale i visoke hale.

Niske hale su zgrade:

gotovo neograničene podne površine (do nekoliko stotina tisuća m2),

relativno male visine, najviše do 6 m,

s dimenzijama koraka od 6 do 12 m, i

rasponom od 12 do 18 m.

Izvode se bez ili sa dizalicom nosivosti do 50 kN.

Niske hale koriste se za proizvodnju proizvoda male i srednje veličine (elektrotehnička

industrija, tekstilna industrija, metaloprerađivačka industrija, automobilska industrija,

skladišta...).

Dnevno se svjetlo gotovo isključivo uvodi kroz krovne otvore različitih oblika (Slika

89.). Krovni otvori zahtijevaju rješenje problema: toplinskih gubitaka, heliotermičkog

djelovanja, mogućnosti istodobne uporabe za provjetravanje prostora, brtvljenja protiv

prodiranja atmosferilija te postizanja zahtijevane intenzivnosti osvjetljenja i njegove

vremenske i prostorne ujednačenosti. Gornje osvjetljenje, u usporedbi s bilateralnim

osvjetljenjem preko fasadnih površina, omogućuje proširenje zgrade u oba smjera, što je

značajna prednost.

Slika 89. Krovni otvori


FSB Zagreb 128

Ako proizvodni proces zahtijeva visokokvalitetno osvjetljenje, koriste se niske hale s

pilastim krovom (tzv. shed hale) čije su svjetlosne površine vertikalne ili nagnute (ne

manje od 70 °), orijentirane prema sjeveru (maksimalno dozvoljeno odstupanje od

orijentacije prema sjeveru, zbog promjene položaja točaka izlaska i zalaska sunca tijekom

godine, iznosi 12 °). Sjeverna orijentacija sprečava neposredan upad Sunčevih zraka i

pojavu bljeska, osiguravajući dovoljnu osvijetljenost uz veliku prostornu i vremensku

ujednačenost. Glavni nedostaci shed hala su relativno visoke cijene i poteškoće u

odvodnjavanju i uklanjanju snijega s krovne konstrukcije.

Visoke hale su industrijski objekti impresivnih dimenzija. Izvode se kao jednobrodne

ili višebrodne hale sastavljene iz više jednakih ili različitih raspona, a koriste se kod

proizvodnje izradaka velikih gabarita i težine (teška strojogradnja, čeličane, valjaonice...)

ali i kao skladišni objekti, tržnice, hangari za avione i slično.

U industriji se vrlo često koriste trobrodne hale sa srednjim brodom većeg raspona i

visine od bočnih brodova. U srednjem se brodu obrađuju kapitalni dijelovi i obavlja

završna montaža proizvoda, dok se dijelovi i sklopovi manjih gabarita obrađuju i montiraju

u bočnim brodovima.

Osnovni parametri visokih hala jesu:

rasponi od 15 do 36 m (kod jednobrodnih hala i do 90 m)

koraci od 6 do 15 m, i

visine od 6 do 25 m.

Za unutrašnji transport koristi se najčešće mosna dizalica nosivosti i do 1 MN. Slikom

90. prikazana je primjena dizalica određene nosivosti, s obzirom na korisnu visinu hale.

Slika 90. Nosivosti dizalica s obzirom na korisnu visinu hale


FSB Zagreb 129

Dnevno se svjetlo uvodi u visoke hale preko svjetlosnih otvora na uzdužnim fasadama

i krovnoj konstrukciji. Iako velike visine uzdužnih fasada omogućuju uvođenje dnevnog

svjetla duboko u unutrašnjost broda, ipak se i kod jednobrodnih hala često koriste

svjetlosni otvori na krovnoj konstrukciji koji poboljšavaju vremensku i prostornu

ujednačenost osvjetljenja istodobno služeći za provjetravanje prostora.

Visoke i niske hale izvode se i bez ikakvih otvora, s (visokokvalitetnim) umjetnim

osvjetljenjem i potpunom klimatizacijom unutarnjeg prostora (točno propisani

mikroklimatski uvjeti). Takve slijepe hale grade se s većim osnovnim parametrima nego

klasične niske i visoke hale zbog povećanja fleksibilnosti zgrade (minimalna visina iznad 8

m). Pomoćne prostorije se uzdižu u poluetaže, ili spuštaju ispod poda, pa se tako dobivaju

potpuno slobodne proizvodne površine. Osnovni nedostaci slijepih hala jesu povećani

pogonski troškovi zgrade i dehumanizirani radni okoliš s negativnim učincima na ljude.

Višekatne zgrade u industriji se najčešće koriste za smještaj zajedničkih službi ali i kao

skladišni i proizvodni prostori.

Primjenjuju se u proizvodne svrhe, ako:

u odvijanju se proizvodnoga procesa koristi gravitacija

izratci su malih dimenzija i težina

ne koristi se teška proizvodna oprema

intenzivnost toka materijala je relativno malena

postoje ograničenja u veličini raspoloživog zemljišta, ili

neki se miran i čist pogon gradi unutar stambene zone.

Tipična područja primjene višekatnih zgrada u proizvodne svrhe jesu: izrada preciznih

aparata i uređaja, optička industrija, mlinarstvo, izrada konfekcije, elektronička i

prehrambena industrija.

Oblici su višekatnih proizvodnih zgrada različiti, a dobivaju se u pravilu spajanjem

osnovnih pravokutnih modula prema idealnom odvijanju (toku) proizvodnog procesa.

Osnovni parametri višekatne zgrade ovise o opterećenju konstrukcije i imaju sljedeće

vrijednosti: korak 4 do 10 m, raspon 9 do 12 m i visina 3,5 do 5 m.

Svi katovi moraju imati istu visinu, pa se prizemlje zgrade izvodi s većom visinom za

postavljanje opreme većih gabarita ili zbog uporabe dizalice. Katovi su bez pregradnih

zidova a prateći prostori i vertikalne komunikacije im se dodaju tako da ne narušavaju

jedinstvo proizvodnog prostora.

Stubišta i dizala se posebno izdvajaju i zatvaraju prema proizvodnom prostoru zbog

sprečavanja širenja požara.

Ako se transport izradaka ne odvija gravitacijom onda efikasnost odvijanja unutrašnjeg

transporta bitno zavisi o broju katova. O broju katova zavisi i sigurnost zaposlenih pa se

višekatne industrijske zgrade rijetko grade s više od tri etaže (kata). Dnevno se svjetlo

obično uvodi dvostrano, preko prozorskih otvora.

Dubina uvođenja svjetla ovisi o potrebnoj intenzivnosti osvjetljenja i visini prozorskih

otvora. Kod bilateralnog osvjetljenja, s visinom prozorskih otvora od 5 m, uz prosječnu

intenzivnost osvjetljenja od 100 lx, dubina osvjetljenja (širina zgrade) iznosi 25 m ako se

srednji dio prostora (2,5 m) koristi za transport.


FSB Zagreb 130

Instalacije i energetski razvod se u višekatnim industrijskim zgradama vode uzdužnim

kanalima dobivenim spuštanjem stropa u sredini zgrade ili izradom tzv. tehničkih katova

(međukatova) kod posebnih tehnologija.

U usporedbi s niskim i visokim halama, višekatne industrijske zgrade imaju ove

prednosti:

potrebna je površina zemljišta manja i bolja je njezina iskorištenost,

niži su troškovi održavanja, grijanja i klimatizacije,

kraći transportni putovi,

kraće instalacije, i

lakše odvajanje odjela i radnih mjesta.

Nedostaci su višekatnih zgrada:

otežan unutrašnji transport,

manja fleksibilnost zgrade zbog manjih osnovnih parametara zgrade i ograničenja u

pogledu nosivosti poda i dizala,

osjetljivost

na prenošenje vibracija i udaraca s kata na kat,

slaba preglednost procesa zbog odvijanja na više razina te

lošije mogućnosti proširenja zgrade.

14.4. PLAN IZGRADNJE

Plan izgradnje je projekt kojim se definira plan idealnoga proizvodnog sustava koji

se zatim prilagođava danostima postojeće ili odabrane lokacije, predviđajući

dugoročni razvoj i rast proizvodnoga sustava. On je osnova za sva buduća proširenja i

izgradnju sustava.

Plan izgradnje pokazuje:

maksimalnu moguću građevinsku iskorištenost lokacije u okviru zakonskih propisa

(broj zgrada, broj katova, udaljenost između zgrada i slično);

unutrašnju infrastrukturu sustava (ceste, kolosijeci, plovni kanali);

priključenje na vanjske javne sustave prometa, energije i opskrbe vodom;

raspored objekata na lokaciji uzimajući u obzir proizvodni tok i uklapanje u okoliš;

faze gradnje i konačnu izgrađenost sustava;

glavne smjerove širenja i rezervne zone.

Glavni ciljevi izrade plana izgradnje su dugoročno jamčenje:

najpovoljnijeg proizvodnog toka (materijala, ljudi, energije i informacija),

najbolje iskorištenosti raspoložive površine,


FSB Zagreb 131

dobrih mogućnosti proširenja i prilagodbi sustava promijenjenim uvjetima uz

minimalne troškove.

Kvalitetni plan izgradnje može izraditi samo kompetentan interdisciplinaran tim

sastavljen od projektanta proizvodnog sustava, arhitekta i građevinara.

Plan izgradnje izrađuje se sljedećim postupkom:

definira se funkcionalna shema sustava

oblikuje se idealan plan proizvodnog sustava

odabiru se makro i mikrolokacija

prilagodba idealnog plana danostima i ograničenjima lokacije.

14.4.1. (Idealna) Funkcionalna shema sustava

U postupku izrade plana izgradnje najprije se definira funkcionalna shema sustava.

Ona pokazuje idealno dodjeljivanje funkcionalnih jedinica prema funkciji i tijeku zbivanja

događaja.

Svekolikost ljudi, sredstava za proizvodnju i predmeta rada, u ispunjenju funkcije

proizvodnog sustava, tvore vrlo složen sustav, koji bi bez podjele na manje funkcionalne

jedinice, specijalizirane za izvođenje specifičnih zadaća, bio nepregledan, teško upravljiv i

neučinkovit. Tako se podjelom sustava u funkcionalne jedinice dijeli funkcija sustava na

njezine komponente. Komponente se nastoje definirati autonomnim jer se tako sustav

razlaže u nezavisne podsustave.

Funkcionalne jedinice oblikuju se objedinjavanjem funkcionalno istovrsnih ili

međusobno povezanih zbivanja, uvažavajući istovrsnost tehnoloških ili prostornih

zahtjeva. Prema veličini projektiranoga sustava i u ovisnosti o željenom stupnju detaljnosti,

funkcionalne jedinice mogu biti: grupe radnih mjesta (strojeva), odjeli, radionice...

Naprimjer, funkcionalne jedinice proizvodnog sustava mogu biti: izrada metalnih dijelova,

izrada plastičnih dijelova, montaža sklopova, skladište sirovina, skladište gotovih

proizvoda, priprema proizvodnje, prodaja, garderobe, restoran i slično.

Manje su funkcionalne jedinice pogodnije, jer u narednim projektnim koracima

pružaju više slobode za oblikovanje rješenja, a u slučaju se potrebe lakše objedinjuju u

veću cjelinu nego obrnuto.

Povezanost funkcionalnih jedinica ostvaruje se proizvodnim tokom sastavljenim od

tokova materijala, informacija, energije i ljudi.

Između proizvodnih funkcionalnih jedinica prednost imaju veze uzrokovane tokom

materijala, i kvantificirane matricom toka materijala (5. Tok materijala). Zbog relativno

malog broja funkcionalnih jedinica u pravilu je trivijalno primijeniti postupke optimiranja

(poglavlje 15.), već se funkcionalne jedinice, dodijeljene prema funkciji i u skladu s tokom

materijala, prikazuju grafički u idealnoj funkcionalnoj shemi (Slika 91.). Na toj slici,

strelicama simbolizirane povezanosti predstavljaju glavne tokove materijala, i riječ je o

pojednostavnjenom modelu rasporeda funkcionalnih jedinica, uvjetovanom tokom

materijala.


FSB Zagreb 132

Slika 91. Idealna funkcionalna shema

Tok ljudi mjerodavan je za prostorno dodjeljivanje parkirališta, ureda, garderoba,

higijenskih prostorija, nužnika i restorana. Načela njegovog oblikovanja prikazana su

slikom 92.


FSB Zagreb 133

Slika 92. Prostorno dodjeljivanje funkcionalnih jedinica prema toku ljudi

Tok energije služi za utvrđivanje lokacije energetskih izvora u odnosu na proizvodne

funkcionalne jedinice, a tok informacija za definiranje međusobnog položaja upravnih

odnosno inženjersko-administrativnih funkcionalnih jedinica.

14.4.2. Idealan plan

Idealan plan proizvodnog sustava jest plan koji ne uzima u obzir nikakva ograničenja i

koji uzrokuje minimalne ukupne troškove. Predstavlja osnovu za izbor makro i

mikrolokacije.

Potrebni podaci za izradu idealnoga plana su funkcionalne jedinice s njihovim

površinama i specifičnim zahtjevima prostora i procesa, te idealna funkcionalna shema.

Idealan se plan se izrađuje u dva koraka:

u prvome se oblikuju dvodimenzionalne makete (modeli) funkcionalnih jedinica

(najčešće u obliku pravokutnika u odgovarajućem mjerilu, na računalu ili na papiru,

odnosno magnetskoj foliji), koje se

u drugome koraku dodjeljuju jedna pokraj druge tako da što više odgovaraju idealnoj

funkcionalnoj shemi.

Udaljenosti između funkcionalnih jedinica trebaju biti obrnuto proporcionalne

intenzivnostima veza uzrokovanih proizvodnim tokom i u skladu sa specifičnim zahtjevima

prostora i procesa.

Specifični zahtjevi prostora i procesa uvjetuju ili neposrednu blizinu funkcionalnih

jedinica ili potrebu njihovog odvajanja.


FSB Zagreb 134

Neposredne blizine funkcionalnih jedinica bit će poželjne ako se zahtijevaju slični

uvjeti (zaštita od požara i eksplozije, provjetravanje, klima...) jer su investicijski i pogonski

troškovi jednoga uređaja većeg kapaciteta u pravilu niži od troškova nekoliko manjih

istovrsnih uređaja. Isto vrijedi i za funkcionalne jedinice koje koriste istu opremu

(naprimjer skladišta) ili zahtijevaju visoku nosivost poda ili veliku visinu.

Odvajanje funkcionalnih jedinica potrebno je radi sprečavanja međusobnog ometanja

uzrokovanog bukom, raznim emisijama, vibracijama, udarcima, potresima i slično.

Dovoljnim udaljenjem funkcionalnih jedinica izbjegavaju se dodatni investicijski troškovi

za sprečavanje međusobnog ometanja, ali rastu troškovi transporta. Idealno je

dodjeljivanje ono koje uzrokuje minimalne ukupne troškove.

Poštujući navedena načela dobit će se idealan plan strukturiran po zonama.

Slikom 93. dan je primjer idealnoga plana, a na osnovi idealne funkcionalne sheme sa

slike 91.

Slika 93. Primjer idealnoga plana, za prije danu idealnu funkcionalnu shemu

U fazi izrade idelanog plana može se razmatrati odabir načina gradnje (kompaktni,

nekompaktni), broj zgrada i namjena svake zgrade te njihovi osnovni parametri (korak,

raspon, visina), oblik i veličina, imajući na umu, ipak, da će se to vjerojatno u nekoj mjeri

kasnije morati mijenjati (prilagodba idealnog plana danostima i ograničenjima lokacije).


FSB Zagreb 135

14.4.3. Izbor lokacije sustava

Izbor lokacije sustava se pojavljuje kod projektiranja (osnivanja) novog proizvodnog

sustava. Odluka o izboru lokacije je jedna od najvažnijih zadaća jer se ova odluka nakon

izgradnje sustava ne može promijeniti za dulje vrijeme.

Općenita definicija optimalne lokacije je ona lokacija koja u odnosu na druge lokacije

najbolje ispunjava kvantitativne i kvalitativne zahtjeve proizvodnoga sustava i osigurava

mu najveći uspjeh. Pod najvećim uspjehom može se usvojiti rentabilnost, pa je optimalna

lokacija ona kod koje je rentabilnost maksimalna (izraz (1)).

Za proračun rentabilnosti nužno bi bilo ustanoviti lokacijom uvjetovane udjele

prihoda, troškova i uloženog kapitala. Pojednostavnjenje proračuna se može načiniti tako

da se uzme da prihod ne zavisi od izbora lokacije, tj. da je konstantan. Onda se problem

svodi na minimiranje troškova i minimiranje utroška kapitala. U određenim slučajevima

mogu samo neke vrste troškova biti zavisne o lokaciji dok su ostale vrste troškova

konstantne.

U vezi s ovim bitan čimbenik je glavna orijentacija proizvodnog sustava.

Proizvodni sustavi po toj osnovi dijele se na:

sirovinski orijentirane, kod kojih su izrazito visoki troškovi transporta sirovine;

energetski orijentirane, to su sustavi koji troše velike količine energije (npr. glinice i

aluminija);

prometno orijentirane, to su proizvodni sustavi koji razmjenjuju velike količine roba pa

se posebna pažnja posvećuje prometnoj infrastrukturi;

tržišno orijentirane, to su proizvodni sustavi koji se lociraju u blizini glavnih potrošača;

orijentirane na radnu snagu, to su proizvodni sustavi kod kojih se zbog manjeg stupnja

automatizacije koristi ručni rad pa se posebna pažnja posvećuje raspoloživoj radnoj

snazi.

Postupak izbora lokacije se vrši u dva koraka: u prvom koraku se odabire

makrolokacija, to jest regija u kojoj se treba nalaziti lokacija; a potom se u drugom

koraku od ponuđenih lokacija odabire mikrolokacija, tj. ona koja osigurava maksimalnu

rentabilnost.

Činioci za izbor lokacije proizvodnoga sustava su makrolokacijski (Tablica 30.) i

mikrolokacijski (Tablica 31.).


FSB Zagreb 136

Tablica 30. Makrolokacijski činioci za izbor lokacije proizvodnoga sustava

Činilac Opis činioca

a) Prometni

položaj

Udaljenosti između sustava i glavnih dobavljača i kupaca trebaju biti

minimalne. To je posebno važno kod sustava koji imaju intenzivne

vanjske tokove materijala. Prednost ima lokacija s priključcima na

cestovnu i željezničku mrežu, vod(e)ne putove, odnosno koja je u

blizini morske ili zračne luke.

b) Radna snaga Potrebno je ispitati mogućnosti lokacije u pogledu brojnosti i

strukture raspoložive radne snage. Važno je osigurati barem dio

radnika s odgovarajućim proizvodnim iskustvom (industrijska

tradicija/kultura; prekarnost).

Vrlo često se potcjenjuje vrijeme potrebno za izobrazbu radnika. U

regijama koje nemaju odgovarajuće proizvodne tradicije može

period uhodavanja proizvodnje potrajati i nekoliko godina.

Dolezalek navodi primjer tvornice sa 5000 zaposlenih u kojoj je

period obučavanja radnika trajao sedam godina, pa su troškovi

obučavanja premašili vrijednost investicijskih sredstava uloženih u

izgradnju tvornice.

Za osiguranje rukovodećeg osoblja i stručnjaka iz drugih regija,

naročito su važne mogućnosti osiguranja stanovanja, školovanja

djece, kulturni život, mogućnost rekreacije i troškovi življenja.

c) Klima Klima ima utjecaja na proizvodnju vlaknastih materijala (tekstila i

slično). Danas se zahtijevani klimatski uvjeti dadu postići

klimatizacijskim uređajima bez većih poteškoća. Investicijski i

pogonski troškovi klimatizacijskih uređaja bitno ovise o razlici

između potrebne klime u proizvodnom sustavu i klime izvan

sustava.

d) Porezi i olakšice Posebno su interesantni dugoročni poslovni uvjeti kao što su

financijska snaga regije i niski porezi. Ako je moguće, treba

iskoristiti i participaciju regije u izgradnji prometne, energetske i

vodne infrastrukture.

e) Posebni zahtjevi Uz one vezane uz proizvodnju, to mogu biti zahtjevi lokalnih i

regionalnih vlasti (npr. definirani obujam izgrađenosti do određenog

roka).

http://web.efzg.hr/dok/TRG/dvuletic/Rijecni%20promet.pdf


FSB Zagreb 137

Tablica 31. Mikrolokacijski činioci za izbor lokacije proizvodnoga sustava

(Nastavak na narednoj stranici.)

Činilac Opis činioca

a) Zemljište Od činilaca za izbor mikrolokacije su najvažniji oni koji se odnose na

zemljište. Trenutno potrebnu veličinu zemljišta određuje se na temelju

potrebnih proizvodnih, uredskih, skladišnih i sporednih površina. Pri

donošenju odluka o veličini zemljišta treba uzeti u obzir način izgradnje

proizvodnog sustava (kompaktni ili nekompaktni) te gustoću izgradnje.

Preporuča se da udio izgrađenih proizvodnih i pomoćnih površina iznosi

od 30 do 40 % od ukupne površine zemljišta, tako da postoji mogućnost

širenja sustava.

Uz veličinu zemljišta, veliki utjecaj ima i oblik zemljišta. Poželjno je da

zemljište ima oblik pravokutnika ograničen ravnim linijama s odnosom

između stranica 1: 2 .

Struktura tla je vrlo značajan čimbenik. Zemljište je stoga nužno geološki

istražiti, da bi se dobili podaci o nosivosti tla i podzemnim vodama.

Nosivost tla utječe na troškove temeljenja nosivih stupova zgrade i teških

strojeva, na troškove iskopa i planiranja zemljišta.

Nivo i sastav podzemnih voda treba istražiti. Posebno u slučaju kada se

planira izgradnja podruma. Podzemne vode mogu imati sastav koji

agresivno djeluje na beton. U pravilu bi nivo podzemnih voda morao biti

barem 100 cm ispod najniže točke podruma, a podzemne vode

neagresivne na beton.

Važna je i topografija zemljišta. Najpovoljnije je ravno zemljište s

nagibom od 1 do 2 % zbog olakšanog odvođenja oborina i zbog malih

troškova ravnanja zemljišta za postavljanje velikih proizvodnih dvorana

(hala) i željezničkih kolosijeka. Veći nagibi zemljišta od 4 % uvjetuju

nekompaktnu izgradnju – više objekata.

Od građevinskih propisa je posebno interesantno, u koju vrstu

građevinskog područja spada zemljište. Pripadnost području industrijske

izgradnje19

je najpovoljnije, jer je gustoća izgradnje najveća (odnos

izgrađene površine i površine zemljišta).

Utjecaj imaju i postojeći građevinski objekti jer mogu uzrokovati troškove

za njihovo otklanjanje.

b) Prometni

priključci

Uz priključak na cestovnu infrastrukturu, posebno je interesantna

mogućnost priključka na željezničku mrežu i uporaba kontejnerskog

transporta. Od interesa su i uvjeti mobilnosti radne snage (Slika 94.).

19

Na sponi odabrati redom: Katalog slojeva GUP Zagreb (7/2013) i Sesvete (7/2013), Namjena, Dodatne

informacije.

https://geoportal.zagreb.hr/Karta?tk=2


FSB Zagreb 138

Tablica 31. Mikrolokacijski činioci za izbor lokacije proizvodnoga sustava

(Nastavak s prethodne stranice.)

c) Opskrba

energijom

Treba utvrditi mogućnost priključka na postojeću javnu energetsku

infrastrukturu. Potreba dodatnih uređaja zahtijeva i dodatne investicijske

troškove.

Vršne potrebe; obnovljivi izvori energije.

d) Opskrba

vodom

Opskrbi vodom proizvodnog sustava treba posvetiti posebnu pažnju zbog

visokih troškova uporabe vode iz javne mreže. Stoga je svrsishodno

utvrditi potrebne količine vode u jedinici vremena i njezinu potrebnu

kakvoću te ispitati mogućnost dobivanja vode iz vlastitih bunara odnosno

mogućnost višestrukog korištenja vode u proizvodnome procesu. Potreban

cjevovod treba dimenzionirati prema očekivanim vršnim potrebama.

Vršne potrebe se mogu kompenzirati izgradnjom vlastitog rezervoara

vode, što se preporučuje i zbog zaštite od požara. Za neke proizvodne

sustave, voda je odlučujući čimbenik, za izbor mikrolokacije (pivovare,

tvornice prehrambenih proizvoda...). Stoga je nužno ispitati kakvoću vode

bakteriološki, te njezin sastav, tvrdoću i srednju temperaturu.20

e) Odvođenje

otpadnih

voda

Odvođenje otpadnih voda je često vrlo skupo. Treba ispitati kakva je

postojeća kanalizacija, potrebne nadogradnje kanalizacijskog sustava te

mogu li otpadne vode otjecati prirodnim padom ili je potrebno pumpno

postrojenje. Kod odvođenja otrovnih, kiselih i alkalnih otpadnih voda

treba predvidjeti uređaje za neutralizaciju i otklanjanje otrova, odnosno

ispitati je li takvi uređaji postoje i utvrditi troškove transporta otpadnih

voda do njih.

f) Uklanjanje

otpadaka

Uklanjanje otpada je važno kod sustava kod kojih se javljaju velike

količine otpada. Postojanje spalionice smeća je prednost21

, a još je veća

uspostavljen racionalan sustav sortiranja i oporabe.

g) Susjedstvo Treba istražiti hoće li susjedstvo bukom, prašinom, dimom, čađom,

kemijskom emanacijama i vibracijama ometati planirani proizvodni

sustav. Odnosno, hoće li planirani sustav negativno djelovati na okoliš i

koje su mjere zaštite potrebne da se to spriječi.

Za smanjenje zagađivanja okoline treba se istražiti jačina i dominantni

pravac vjetra i osigurati da se u tom pravcu vjetra ne nalaze stambene

zone. Iz tog razloga se za svaku lokaciju izrađuje ruža vjetrova (Slika 95.).

Izgradnja u industrijskoj zoni (Slika 96.) ima prednost jer se može koristiti

jedinstvena (zajednička) infrastruktura, što može značajno sniziti troškove

investicija.

20 O cijeni vode: http://www.ijf.hr/upload/files/file/osvrti/64.pdf.

21 Sve više prevladava stav o štetnosti spalionica zbog stvaranja štetnih tvari koje nastaju isključivo

spaljivanjem.

http://www.ijf.hr/upload/files/file/osvrti/64.pdf

http://www.ijf.hr/upload/files/file/osvrti/64.pdf


FSB Zagreb 139

Tablica 32. Podjela proizvodnih sustava prema prometu roba

Veličina

proizvodnog

sustava

Godišnji

obujam

robe, 103

t

Potrebna vrsta

transporta

Duljina

priključka

željezničkog

kolosijeka, km

Napomena

VRLO MALI < 25 tegljač -

Poželjan priključak na

autoput i blizina kupaca

i potrošača.

MALEN 25 do 40

tegljač (moguć

priključak na

željezničku

mrežu)

< 1

Poželjan priključak na

autoput i blizina kupaca

i potrošača. Prednost

lokacije s postojećim

priključkom na

željezničku mrežu.

SREDNJI 40 do 200

potreban

priključak na

željezničku

mrežu

< 3 Blizina postojeće

željezničke mreže.

VELIK 200 do

1000 5 do 8

Postojeća prometna

infrastruktura ima samo

ograničen utjecaj.

VRLO VELIK > 1000 10 do 15

Postojeća prometna

infrastruktura ima vrlo

mali utjecaj.

Slika 94. Vrijeme mobilnosti (promet i tok ljudi)


FSB Zagreb 140

Slika 95. Ruža vjetrova

Slika 96. Industrijska zona u Sesvetama, označena ružičasto


FSB Zagreb 141

Za provođenje izbora lokacije preporuča se sljedeći postupak:

1. Definiranje zahtjeva koje proizvodni sustav postavlja na lokaciju: približna veličina

zemljišta, potreba za energentima (električna struja, plin, para,...), vodom, prometnom

infrastrukturom i radnom snagom. Zahtjevi trebaju zadovoljiti i buduće potrebe

proizvodnoga sustava.

2. Prikupljanje ponuda. Ponude raspoloživih lokacija se prikupljaju, objavljivanjem

oglasa u službenim i gospodarstvenim glasilima ili dnevnim tiskovinama i na druge načine.

Ponekad je moguće dobiti podatke o raspoloživim lokacijama i u gospodarstvenoj komori

regije koja raspolaže i podacima o cijenama zemljišta, cijeni energenata, vode i slično.

3. Izrada jedinstvenog upitnika kojega se dostavlja svim ponuđačima lokacije. Time se

osigurava usporedivost ponuda. Upitnik je nužno posebno oblikovati za svaki pojedinačni

slučaj, a sadržaj mu čine glavni čimbenici za izbor dotične lokacije.

4. Prikupljanje upitnika i analiza dobivenih podataka.

5. Donošenje odluke o odabranoj lokaciji.

Za izbor lokacije se mogu koristiti različiti postupci. U slučajevima velikog udjela

troškova transporta u ukupnim troškovima, može se za izbor lokacije primijeniti model

minimiranja transportnih troškova.

No, budući da je niz činilaca koji utječu na izbor lokacije teško mjerljiv, preporuča se

primjena postupka analitičke procjene.

Postupak analitičke procjene uzima da je prihod neovisan od lokacije i da izbor

lokacije ovisi o troškovima i potrebnom investicijskom kapitalu. Pojedinačni činioci se

vrednuju međusobno i ocjenjuju posebno za svaku lokaciju (Tablica 33.).

U tablici 33. prikazan je primjer ocjenjivanja za nekoliko lokacija. Ako su činioci

lokacije dobro zadovoljeni, dobivaju visoke ocjene, odnosno niske ocjene u obrnutome

slučaju.

Uz to se svaki činilac rangira prema njegovoj važnosti za dotičnu lokaciju, pa se

ukupna ocjena za dotični činilac dobije kao umnožak ocjene ispunjavanja zahtjeva i

definirane važnosti činioca.

Zbroj umnožaka najviše moguće ocjene i važnosti pojedinačnih činilaca predstavlja

najveću moguću ukupnu ocjenu za neku lokaciju, što izraženo u postocima iznosi 100 %.

Vrijednosti dobivene za pojedinačne lokacije u postotku iskazuju koliko je dobra dotična

lokacija u odnosu na zamislivo najbolju lokaciju. Lokacija s najvišim postotkom, najbolje

odgovara postavljenim zahtjevima.

Postupak analitičke procjene nije egzaktan pa se mogu u razmatranje za izbor uzeti i

lokacije koje se značajnije ne razlikuju od one koja ima maksimalni postotak, ako za to

postoje valjani razlozi, to jest ako neki subjektivni čimbenici nisu bili uzeti u obzir kod

ocjenjivanja lokacija.


FSB Zagreb 142

Tablica 33. Vrednovanje činilaca izbora lokacije

ČINILAC IZBORA LOKACIJE (skaliran) Ocjena Važnost LOKACIJA

1 2 3 4

1. Veličina zemljišta, m2

- dovoljna

- odgovara zahtjevima

2

1

10 20 20 20 20

2. Cijena zemljišta, kn/m2

- vrlo mala

- povoljna

- primjerena

- povišena

- vrlo visoka

5

4

3

2

1

10 40 40 50 50

3. Prometni položaj

3.1 Položaj u cestovnoj mreži

- vrlo dobar (autocesta)

- dobar

- dovoljan

3

2

1

5 15 15 5 15

3.2 Cestovni priključak (vrsta, stanje,

troškovi)

- postoji

- lako izvediv

- teško izvediv

3

2

1

3 9 9 9 9

3.3 Priključak na željezničku mrežu (položaj

udaljenosti od postaja, troškovi)

- postoji

- lako izvediv

- jedva izvediv

- neizvediv

3

2

1

0

3 9 6 9 6

3.4 Priključak na kanal 0

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

10. Opasnost od visokih voda

- nikakva

- mala

- velika

2

1

0

5 0 0 0 0

UKUPNO 362 316 310 307 306

Postotak 100 87,2 85,6 84,8 84,5


FSB Zagreb 143

14.4.4. Prilagodba idealnog plana danostima i ograničenjima lokacije

Idealan se plan dade ostvariti samo u iznimnim prilikama. Najčešće ga treba prilagoditi

danostima i ograničenjima lokacije, lokalnim zakonskim propisima te financijskim

mogućnostima investitora.

Prema veličini projektiranog proizvodnog sustava određuje se mjerilo za izradu

(nacrta) plana izgradnje. Za male sustave veličine do 50 000 m2 koristi se mjerilo M 1:200

ili M 1:500, za sustave srednje veličine (do 250 000 m2) mjerilo M 1:500 ili M 1:1000, a za

velike sustave mjerilo M 1:1000 do M 1:5000.

Plan izgradnje izrađuje se sljedećim postupkom.

Najprije se na nacrtu lokacije iscrta se mreža vodoravnih i okomitih linija tako da

nastaju pravokutne ili kvadratne površine, tzv. raster. Linije rastera služe za orijentiranje

zgrada, cesta, kolosijeka, parkirališta, zelenih površina i slično, za jasno i jednoznačno

označavanje točaka i površina u planu izgradnje.

Na osnovi osnovnog rastera unutar svakog objekta ucrta se raster s dimenzijama koje

odgovaraju odabranom koraku i rasponu, tako da se svi zidovi nalaze na linijama rastera a

noseći stupovi na njihovim presjecištima. Ovaj fini raster omogućava brzo i jednoznačno

dodjeljivanje zona ili njezinih dijelova unutar objekata. Rasterom se osigurava dobra

preglednost i jedinstveno planiranje izgradnje i nadogradnje sustava. Izvođenje

nadogradnji i proširenja biti će brže, lakše i sa nižim troškovima jer se zasniva na

postojećim rješenjima. Uz to neće biti nikakvih problema s uklapanjem u sustav postojećih

objekata.

Prema veličini proizvodnog sustava odabiru se dimenzije osnovnog rastera iz dva reda

mjera. Prvi red je: 1,80, 3,60, 5,40, 7,20, 10,80, 14,40, 18,00 m itd, a drugi: 3,00, 6,00,

9,00, 12,00, 15,00, 18,00 m itd, koji se preporuča zbog cjelobrojnosti. Oba reda mjera su

izvedena kao višekratnik velikog modula 6M = 60 cm, kojeg preporuča ISO standard za

industrijske zgrade i koji je izveden iz osnovnog modula M = 10 cm.

Raster se orijentira na nacrtu lokacije paralelno glavnoj (najduljoj) granici zemljišta,

prema stranama svijeta ili prema izvedenim javnim prometnim sustavima.

Orijentacijom rastera prema glavnoj granici zemljišta postiže se dobro iskorištenje

zemljišta, te joj se teži ako nije u suprotnosti s druga dva gledišta.

Klimatski uvjeti i uvođenje dnevnoga svjetla zavise o položaju zgrade prema stranama

svijeta. Ako se naprimjer traži kvalitetno dnevno osvjetljenje s velikom vremenskom i

prostornom ujednačenosti koriste se shed hale koje moraju biti orijentirane prema sjeveru s

maksimalno dozvoljenim odstupanjem od ±6 ° (12 °).

Orijentacija rastera prema izvedenim javnim prometnim sustavima se koristi kada na

zemljištu postoje izvedeni kolosijeci ili vodni plovni putevi.

Postupak podrazumijeva konačan odabir načina gradnje, broj zgrada i namjenu svake

zgrade te njihove osnovne parametre (korak, raspon, visina), oblik i veličinu. Ako ne

postoje ograničenja uzrokovana procesom ili zemljištem, prednost se daje kompaktnom

načinu izgradnje jer su tada najmanje promjene idealnoga plana. Višekatna zgrada za

prateće službe i prizemna hala za izradu, montažu, skladišta i pomoćne pogone bit će vrste

zgrada koje će se najviše koristiti. U nekim slučajevima koristi se samo hala s aneksom za

smještaj pratećih službi.


FSB Zagreb 144

Pri prilagodbi idelanog plana realnim mogućnostima i ograničenjima lokacije, posebna

pažnja posvećuje se ostvarenju idealnog proizvodnog toka, uključivanja u javni promet i

osiguranje mogućnosti proširenja proizvodne zone. Glavni smjer proširenja treba biti

okomit na glavni smjer toka materijala jer se time jamči zadržavanje usvojene idealne

koncepcije toka materijala. U smjeru širenja proizvodne zone ne smiju se naći objekti čije

premještanje ili uklanjanje uzrokuje visoke troškove (trafostanice, prometnice, željeznički

kolosijeci, stambena zona, druge zone i slično). Uključivanje u javni promet izvodi se na

takav način da se ne smanjuje protok i sigurnost javnog prometa, pa je stoga pogodno ako

se priključak na cestovnu mrežu izgradi na sporednoj cesti i s desnim skretanjem.

Priključak na željezničku mrežu treba pažljivo izvesti jer su naknadne promjene povezane

s vrlo visokim troškovima.

Preporuča se izrada varijanti plana izgradnje, koje treba zatim ocijeniti i odabrati

najpovoljniju. Kriteriji za ocjenjivanje mogu biti: iskorištenje lokacije, priključci na

vanjske infrastrukturne sustave, proizvodni tok, mogućnosti proširenja sustava, utjecaj

susjedstva i predviđeni investicijski i pogonski troškovi. Usporedbom odabranog plana

izgradnje s idealnim planom dobiva se objektivna slika o dobroti realnog rješenja.

Slikom 97. prikazan je plan izgradnje nastao prilagodbom idealnoga plana sa slike 93.

uvjetima mikrolokacije.

Slika 97. Plan izgradnje


FSB Zagreb 145

15. OBLIKOVANJE PROSTORNOGA

RASPOREDA ELEMENATA SUSTAVA

Cilj oblikovanja prostornoga rasporeda elemenata sustava jest da se unutar prije

definiranih struktura odredi najpovoljniji prostorni raspored elemenata. Određivanje −

oblikovanje rasporeda elemenata sustava zasniva se na toku materijala.

Pravilno oblikovan raspored elemenata uvjet je efikasne proizvodnje, koju

karakterizira pet ciljeva:

minimiranje ciklusa proizvodnje, i

maksimiranja iskorištenja kapaciteta, proizvodnosti, fleksibilnosti i kakvoće

proizvoda.

Neki su od postavljenih ciljeva u opreci: minimiranje ciklusa proizvodnje suprotno je

maksimiranju iskorištenja kapaciteta, a maksimiranje proizvodnosti teško ostvarivo uz

zahtjev visoke fleksibilnosti. Stoga je dobivanje optimalnih ili dovoljno dobrih rješenja

prostornoga rasporeda moguće jedino sustavnim pristupom i primjenom odgovarajućih

postupaka optimizacije.

Prva sustavna istraživanja, iz 1826. godine, bavila su se ovisnošću lokacija

poljoprivredne proizvodnje o tržištu. U daljnjem razvoju metoda ističe se Hundhausenov

rad iz 1926. godine. Nakon toga, sve do pedesetih godina prošloga stoljeća, nije se

posvećivala osobita pažnja ovoj temi. Međutim, tada se unutrašnji transport javlja kao

iznimno značajan faktor troškova proizvodnje, s udjelom između 20 % i 50 %. Stoga

slijedi intenzivan razvoj novih metoda optimizacije prostornoga rasporeda, koje sve

izravnije utječu na proizvodne rezultate.

Postupke za oblikovanje prostornoga rasporeda elemenata sustava može se razvrstati

prema postavljenim kriterijima optimizacije, odnosno funkciji cilja, ili pak prema vrsti

postupaka.

Postoje dva kriterija za optimiranje rasporeda elemenata sustava:

1. minimiranje povratnoga kretanja materijala, tj. optimiranje toka materijala po smjeru,

čijom se primjenom nastoji osigurati što jednosmjerniji tok materijala između elemenata

sustava,

2. minimiranje ukupne transportne udaljenosti, tj. transportnoga učinka sustava (koji

je umnožak transportne intenzivnosti i transportne udaljenosti).


FSB Zagreb 146

Transportni učinak qij je umnožak intenzivnosti toka materijala i udaljenosti na kojoj se

odvija:

q b sij ij ij (i, j = 1, 2, ... m, m je broj elemenata proizvodnoga sustava) (47)

gdje su:

qij - transportni učinak između i-toga i j-toga elementa proizvodnoga sustava

bij - intenzivnost toka materijala između i-toga i j-toga elementa proizvodnoga sustava

sij - udaljenost između i-toga i j-toga elementa sustava.

Transportni je učinak cijelog proizvodnog sustava onda:

q b sij

j

m

i

m

ij

11

(48)

Postupci za optimiranje mogu se razvrstati u dvije skupine: analitički postupci i

heuristički postupci.

Analitički postupci daju optimalno rješenje problema. S obzirom na složenost

problematike optimiranja proizvodnih struktura, kod analitičkih se metoda pretpostavlja da

su veličina i oblik elemenata sustava jednaki, te se zanemaruju u matematičkome modelu.

Stoga su rješenja dobivena optimizacijom idealizirana. Optimizacija proizvodne strukture u

osnovi predstavlja rješavanje kombinatornog problema. Najjednostavniji način rješavanja

kombinatornoga problema jest postupak potpune enumeracije. To znači izračunavanje

vrijednosti funkcije cilja za sve moguće permutacije elemenata sustava (m!), i odabiranje

one permutacije koja rezultira najmanjom vrijednošću funkcije cilja. Takav je pristup (bio)

moguć jedino u slučajevima maloga broja elemenata sustava, jer već za 10 elemenata 10!

iznosi 3628800 mogućih permutacija, što zahtijeva dulje vrijeme računanja. Najpoznatije

analitičke metode za optimizaciju prostorne strukture, koje omogućuju redukciju broja

permutacija i konvergenciju k optimalnome rješenju, jesu metoda grananja i ograničavanja

(Branch & Bound), metoda kvadratnoga programiranja i metode linearnoga i dinamičkoga

programiranja.

Heuristički postupci omogućavaju pronalaženje dobrih rješenja. Ona mogu biti i

optimalna, što međutim nije potvrdivo jer nema načina da se ustanovi koliko rješenja

odstupaju od optimalnih. Dobrota rezultata pojedinih postupaka mogu se odrediti tek

uspoređivanjem dobivenih rješenja. Heuristički se postupci dijele na postupke

poboljšavanja i konstrukcijske postupke.

Postupci poboljšavanja polaze od nekog početnog, slučajno postavljenoga ili

postojećega rasporeda elemenata sustava. Osnovno načelo postupaka poboljšavanja jest

zamjena lokacija ili redoslijeda najmanje dva elementa sustava s ciljem poboljšanja

postojeće vrijednosti funkcije cilja. Postupak se ponavlja tako dugo dok je moguće

zamjenom poboljšavati funkciju cilja. Postupci se razlikuju s obzirom na: načelo zamjena,

broj elemenata koji se zamjenjuju, mogućnost uzimanje u obzir veličine i oblika površina

elemenata i drugih projektnih ograničenja, način izračunavanja transportne udaljenosti,

mogućnost optimizacije toka materijala u više dimenzija (zgrade u više razina).

Konstrukcijski se postupci u pravilu temelje na algoritmu za dodjeljivanje elemenata

sustava na projektnu površinu, varirajući mogući smještaj u odnosu na već dodijeljene

elemente i izabirući onaj položaj koji rezultira najmanjom parcijalnom vrijednošću


FSB Zagreb 147

funkcije cilja. Redoslijed dodjeljivanja najčešće polazi od kriterija najveće sume

intenzivnosti transporta u odnosu na prethodno dodijeljene elemente sustava. Postupak se

svodi na minimiranje udaljenosti između elemenata sustava. Načini mjerenja udaljenosti

mogu biti sljedeći:

• uzduž transportnih puteva (lO - broj dionica trasportnoga puta) (Slika 98.):

ol

k

kkkkij yyxxs1

11 (49)

• uzduž koordinatnih osiju (okomito) (Slika 99.):

s x x y yij i j i j (50)

• po najkraćem putu (euklidska udaljenost) (Slika 100.):

s x x y yij i j i j ( ) ( )2 2 . (51)

Slika 98. Mjerenje udaljenosti uzduž transportnog puta

Slika 99. Mjerenje udaljenosti uzduž koordinatnih osiju (okomito mjerenje)


FSB Zagreb 148

Slika 100. Mjerenje udaljenosti po najkraćem putu (euklidska udaljenost)

Transportni putevi proizlaze iz sustava toka materijala nastalog projektiranjem. Rijetko

se zadaju u smislu projektnoga ograničenja. Stoga se najčešće primjenjuje okomito

mjerenje udaljenosti između elemenata sustava. Na takav se način postižu najmanja

odstupanja od stvarnih transportnih udaljenosti, jer se uzdužni i poprečni putovi uvijek

nastoje oblikovati pod pravim kutom.

Odlika konstrukcijskih postupaka jest mogućnost uključivanja najrazličitijih projektnih

ograničenja, kao što su: dimenzije i oblik elemenata sustava i projektne površine, stupovi,

ulaz i izlaz toka materijala itd. Stoga rješenja dobivena ovakvim postupcima gotovo u

potpunosti odgovaraju realnim uvjetima te ih je redovito moguće izravno primijeniti. Ipak,

konstrukcijski algoritmi nisu uvijek u stanju razlučiti nelogična ili neizvediva rješenja,

naprimjer smještaj elementa sustava na poziciju bez pristupa transportu i slično.

Zbog velikog broja računskih operacija primjena postupaka optimizacije redovito se

zasniva na korištenju računala. U tome smislu razvoj suvremenih postupaka teče

usporedno s razvojem kompjutorske tehnologije i umjetne inteligencije, koje svakim

danom proširuju prostor za računalnu obradu informacija što je donedavno bilo stručni i

kreativni monopol projektanta.


FSB Zagreb 149

16. OPTIMIRANJE PO KRITERIJU

MINIMALNOG TRANSPORTNOG

UČINKA

Postupci za optimiranje po kriteriju minimalnog transportnog učinka sustava dadu se

razvrstati u dvije skupine:

1. optimizacija proizvodne strukture s elementima bez međusobnih veza elemenata

sustava (samostalno radno mjesto potpune izradbe i samostalna izradbena stanica),

2. optimizacija proizvodne strukture s međusobno povezanim elementima sustava

(funkcionalne i predmetne strukture).

16.1. STRUKTURE S ELEMENTIMA BEZ

MEĐUSOBNIH VEZA ─ MAĐARSKA METODA

Za samostalno radno mjesto potpune izradbe i samostalnu izradbenu stanicu

karakteristično je da elementi nemaju međusobnih transportnih veza već su transportom

povezana samo s drugim, već raspoređenim elementima sustava, kao što su skladište

sirovina, međuskladište za montažu, drugi proizvodni odjeli i slično. Zadatak se svodi na

dodjeljivanje elemenata na raspoložive lokacije, tako da na jednu lokaciju može biti

dodijeljen samo jedan element, i obrnuto, a da pri tome transportni učinak sustava bude

minimalan. To se može izraziti pomoću linearanoga modela odlučivanja na sljedeći način:

min

1 1 1

n

k

m

i

m

j

ijkjikc xbsf (52)

uz ograničenja:

1

1

m

i

ijx (j = 1, 2, ... m). (53)


FSB Zagreb 150

1

1

m

j

ijx (i = 1, 2, ... m). (54)

1

0ijx (i, j = 1, 2, ... m), (m 3). (55)

gdje su:

bkj - intenzivnost transporta između raspoređenih elemenata (k) i neraspoređenih

elemenata (j), neovisno o smjeru transporta

sik - udaljenost između i-te lokacije na koju bi se mogao dodijeliti neraspoređeni element i

lokacije na kojoj je već k-ti element

xij - varijabla odlučivanja koja označava je li element j dodijeljen lokaciji i, a može

poprimiti vrijednost 1 ili 0 (xij = 1 ako je j dodijeljeno i, x

ij = 0 ako j nije dodijeljen na

lokaciju i).

Uzme li se da je transportni učinak, ako je element j dodijeljen na lokaciju i:

n

k

kjikij bsq1

, (i, j = 1, 2, ...m) (56)

slijedi uvrštavanjem u jednadžbu (52):

min

m

i

m

j

ijijc xqf1 1

. (57)

Intenzivnost toka materijala treba stoga izraziti neorijentiranom matricom:

nmkjbB (k = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m). (58)

Matricom se tako definiraju samo intenzivnosti između nezavisnih elemenata s jedne

strane, i već raspoređenih elemenata s druge.

Udaljenosti između raspoloživih lokacija i lokacija na kojima se nalaze već

raspoređeni k-ti elementi prikazuju se odgovarajućom neorijentiranom matricom

udaljenosti:

mniksS (k = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m). (59)

Proizlazi da se množenjem matrice udaljenosti S i matrice intenzivnosti B dobiva

matrica transportnoga učinka:

mijqSBQ (i, j = 1, 2, ..., m). (60)


FSB Zagreb 151

Problem se optimizacije sada svodi na odabir po jednog elementa iz svakoga retka i

stupca, tako da njihova suma bude minimalna. Dakle, potrebno je definirati matricu

dodjeljivanja:

X xijm

(i, j = 1, 2, ..., m). (61)

Za odabrani qij vrijedi xij = 1, inače je xij = 0.

Takav linearni model dade se lako riješiti Mađarskom metodom. U nastavku će se na

primjeru prikazati postupak koji je razradio Flood (nakon Königa i Egerváryja), za

istraživanje minimalne vrijednosti funkcije cilja, a koja se sastoji u tome da se matrica

transportnoga učinka reducira na matricu sa n nezavisnih nul-elemenata, ako je polazna

matrica n-toga reda. Postupak daje optimalno rješenje problema.

Nezavisni nul-element je jedini element jednak nuli u svojemu retku i stupcu matrice.

Matrica se reducira tako da se elementi svakoga retka ili stupca umanje za minimalni

element iz odgovarajućega retka ili stupca. Za konačni rezultat optimiranja nije važno da li

se matrica reducira prvo po redovima ili po stupcima. Ipak, za manji broj iteracija treba

redukciju obaviti po onoj dimenziji koja daje veću sumu minimalnih elemenata.

Minimum reducirane matrice podudara se s minimumom polazne matrice

transportnoga učinka, a optimalno dodjeljivanje dobije se na onim mjestima reducirane

matrice na kojima se nalaze nezavisni nul elementi.

Primjer

U nekoj tvornici treba odrediti lokacije automata (Slika 101.).

Budući da se dijelovi izrađuju na automatima u samo jednoj operaciji, automati nisu u

međusobnoj vezi tokom materijala. Automati su tokom materijala povezani s vanjskim

objektima: skladištem sirovog materijala (SSM), skladištem gotovih dijelova (SGD),

skladištem otpada (SOT) i međuskladištem za montažu (MSM). Svih 120 automata

podijeljeno je u tri skupine (A1, A2 i A3).

Skupine su formirane tako da se u jednoj skupini automata nalaze oni koji posjeduju

približno jednaku intenzivnost toka materijala s vanjskim objektima. Sve skupine automata

približno su jednake površine, pa je i raspoloživa površina podijeljena na tri jednaka dijela

(F1, F2 i F3).

Potrebno je odrediti raspored skupina automata na raspoložive lokacije, a da pri tome

uzrokovani transportni učinak bude minimalan.


FSB Zagreb 152

Slika 101. Određivanje lokacija automata Mađarskom metodom

1. Formiranje matrice udaljenosti Sik

Matrica udaljenosti dobivena je mjerenjem udaljenosti između težišta lokacija vanjskih

objekata i težišta površina raspoloživih za smještaj skupina automata (Slika 101., Tablica

34).

Tablica 34. Matrica udaljenosti

LOKACIJE VANJSKIH OBJEKATA

RASPOLOŽIVE

POVRŠINE

(LOKACIJE)

i \ k SSM SOT MSM SGD

F1 27 124 54 94

F2 54 99 27 67

F3 89 108 35 19

2. Formiranje matrice transportnih intenzivnosti Bkj

Na temelju tehnoloških postupaka i proizvodnog programa po asortimanu i količinama,

formirana je matrica transportnih intenzivnosti.

Tablica 35. Matrica transportnih intenzivnosti

SKUPINE AUTOMATA

VANJSKI

OBJEKTI

k \ j A1 A2 A3

SSM 12 14 21

SOT 3 4 6

MSM 1 6 6

SGD 8 4 9

3. Formiranje matrice transportnog učina Qij

Tablica 36. Matrica transportnog učinka

k \ j A1 A2 A3

SSM 12 14 21

SOT 3 4 6

MSM 1 6 6

i \ k SSM SOT MSM SGD 8 4 9

F1 27 124 54 94 1502 1574 2481

F2 54 99 27 67 1508 1582 2493

F3 89 108 35 19 1579 1964 2898

1502 = 27 12 + 124 3 + 54 1 + 94 8


FSB Zagreb 153

4. Redukcija matrice Qij po stupcima i recima

4.1 Odrediti minimalni element u svakome stupcu i u svakome retku matrice.

Tablica 37. Priprema za redukciju matrice

i \ j A1 A2 A3 vi

F1 1502 1574 2481 1502

F2 1508 1582 2493 1508

F3 1579 1964 2898 1579

uj 1502 1574 2481

4.2 Zbrojiti minimalne elemente stupaca. Zbrojiti minimalne elemente redaka.

uj = 5557, vi = 4589

4.3 Usporediti sume. Matrica će se reducirati najprije po većoj sumi (Time se postiže brža

konvergencija prema rješenju.).

uj = 5557 vi = 4589 Redukciju najprije izvršiti po stupcima.

Tablica 38. Matrica reducirana po stupcima

i \ j A1 A2 A3

F1 0 0 0

F2 6 8 12

F3 77 390 417

Nakon redukcije trebalo bi prijeći na korak 5. No, najčešće je slučaj da se u koraku 5. ne

postiže i konačno rješenje. Stoga se za matricu, (već) reduciranu po većoj sumi, određuju

minimalni elementi dimenzije koja je isprva davala manju sumu minimalnih elemenata, te

se matrica reducira i po toj dimenziji.

Tablica 39. Matrica reducirana po retcima

i \ j A1 A2 A3 vi

F1 0 0 0 0

F2 6 8 12 6

F3 77 390 417 77

5. Traženje nezavisnih nula Nakon redukcije po recima dobiva se donja matrica (Tablica 40.).

Tablica 40. Reducirana matrica

i \ j A1 A2 A3

F1 0 0 0

F2 0 2 6

F3 0 313 340

5.1 Ispituju se redak za retkom i označe se sa └─┘ nule koje su jedine u retku (nezavisne

nule), a prekriže se () nule u odgovarajućem stupcu. Ako redak sadrži više od jedne nule,

prelazi se na idući redak.

5.2 Nakon što su svi reci ispitani, ispitivanje se čini za svaki stupac na analogni način.

5.3 Postupak se ponavlja tako dugo dok sve nule nisu označene, bilo sa └─┘ ili . Ako se

postupak ne može završiti, jer se u koraku 5.1 ili 5.2 pojave dvije ili više nula, onda se sa

└─┘ označi proizvoljna nula, pri čemu se daje prednost retku, odnosno stupcu, s manjim

brojem još neoznačenih nula.


FSB Zagreb 154

6. Provjera rješenja 6.1 Ako je broj nezavisnih nula jednak broju elemenata koje treba dodijeliti, odnosno broju

slobodnih lokacija, dobiveno je konačno, optimalno rješenje, te se prelazi na korak 8.

6.2 Ako je broj nezavisnih nula manji od broja elemenata koje treba dodijeliti, prelazi se na

korak 7.

7. Traženje linija pokrivanja i transformacija matrice 7.1 Označe se sa svi stupci u kojima nema nezavisnih nula.

7.2 Označe se sa svi reci koji imaju (prekrižene) nule u označenim stupcima.

7.3 Označe se sa svi stupci koji imaju nezavisne nule u označenim recima.

7.4 Koraci 7.2 i 7.3 ponavljaju se tako dugo dok se može označavati.

7.5 Povuku se linije pokrivanja kroz neoznačene stupce i označene retke.

Pri tome:

a) Broj linija pokrivanja mora biti jednak broju nezavisnih nula.

b) Nijedna nezavisna nula ne smije biti na presjecištu linija pokrivanja.

c) Sve nule trebaju biti pokrivene linijama pokrivanja.

7.6 Odredi se najmanji nepokriveni element matrice h.

7.7 Matrica se transformira na sljedeći način.

a) Elementi matrice pokriveni jednom linijom pokrivanja ostaju nepromijenjeni.

b) Od nepokrivenih elemenata matrice oduzme se h.

c) Elementima matrice pokrivenim dvjema linijama pokrivanja pribraja se h.

7.8 Prelazi se na korak 5.

Tablica 41. Ponovno reduciranje matrice

i \ j A1 A2 A3

F1 2 0 0

F2 0 0 4

F3 0 311 338

8. Izračunavanje minimalnog transportnog učinka

Tablica 42. Matrica dodjele

i \ j A1 A2 A3

F1 0 0 1

F2 0 1 0

F3 1 0 0

=++= = 312213min qqqxqQi j

ijij 2481 + 1582 + 1579 = 5642 kNm/dan

Ako se pojavi slučaj da je broj raspoloživih lokacija veći od broja elemenata, potrebno

je u model uvesti toliko fiktivnih elemenata da se dobije kvadratna matrica. Vrijednosti u

matrici za fiktivne elemente moraju imati vrijednost nula.

U obrnutom slučaju, kada je broj raspoloživih lokacija manji od broja elemenata,

uvode se fiktivne lokacije s elementima qij = .


FSB Zagreb 155

16.2. STRUKTURE MEĐUSOBNO POVEZANIH

ELEMENATA ─ POSTUPAK TROKUTA

Proizvodne strukture, u kojima se tok materijala može pojaviti općenito između bilo

kojih elemenata sustava, jesu: grupe po vrsti obrade, izradbene stanice i linije. Budući da je

raspored elemenata linijske strukture definiran redoslijedom operacija, trivijalno je

primijeniti posebne postupke za određivanje i optimiranje rasporeda. Međutim, postojanje

veza između elemenata unutar ostalih dviju struktura čini nemogućom primjenu prethodno

opisanog linearnog modela. Stoga su razvijeni posebni modeli: model s ograničenim

izborom lokacija, i model s neograničenim izborom lokacija.

U nastavku će se razmotriti model s neograničenim izborom lokacija i postupak

njegovog rješavanja tzv. modificiranim postupkom trokuta.

Modeli s neograničenim izborom lokacija podrazumijevaju znatno veći broj lokacija

od broja elemenata sustava koje treba rasporediti, tako da se smatra da ne postoje

ograničenja u pogledu izbora lokacija.

Osnova za dodjeljivanje elemenata proizvodnoga sustava jesu matrica transportne

intenzivnosti i mrežni trokutni model lokacija. Mrežu tvori neograničeni broj istostraničnih

trokuta u čijim vrhovima se nalaze čvorovi koji predstavljaju potencijalne lokacije

dodjeljivanja. Ovakav model lokacija podrazumijeva da su stvarne lokacije približno istih

dimenzija i oblika pa se njihove površine mogu zanemariti, odnosno interpretirati kao

točke vrhova trokuta. Stoga se udaljenosti između susjednih lokacija mogu svesti na

jedinične vrijednosti.

Mrežni model lokacija razvio je 1950. godine Bloch, i to trokutni model lokacija, jer se

njime osiguravaju kraće udaljenosti od naprimjer kvadratnoga modela lokacija.

Schmigalla je unaprijedio Blochovu metodu trokuta nazvavši ju modificiranim

postupkom trokuta. Za funkciju cilja uzima se minimalni transportni učinak sustava:

min

1 1

m

k

m

j

kjkjc sbf (62)

gdje su:

bkj - intenzivnost toka materijala između k-toga i j-toga elementa sustava

skj - udaljenost između lokacija k-toga i j-toga elementa sustava, a jednaka je sumi dužina

stranica istostraničnih trokuta modela lokacija.

Osnovno je ograničenje da jednoj lokaciji može biti pridružen samo jedan element

sustava, i obrnuto. Pri tome se polazi od postavke da će minimalni transportni učinak

sustava biti postignut ako se prvo osigura raspoređivanje elemenata s najvećim

intenzivnošću toka materijala neovisno o njegovome smjeru. Tako se osigurava da

elementi s najvećim utjecajem na funkciju cilja budu raspoređeni na međusobno

najpovoljnije lokacije (minimalne transportne udaljenosti). Budući da se u postupku ne

razmatra smjer toka materijala, koristi se neorijentirana trokutna matrica toka materijala

(tablice 43. do 45.).


FSB Zagreb 156

Tablica 43. Orijentirana matrica toka materijala B

k \ j E1 E2 E3 E4 E5 E6

E1

10 60

E2 10 10

E3 20 20 80

E4

E5 20 5

E6 5

Tablica 44. Neorijentirana matrica toka materijala B

k \ j E1 E2 E3 E4 E5 E6

E1

20 80 20

E2 10

E3 20 80 5

E4

E5 5

E6

Rezultat je matrica koja ispod (iznad) glavne dijagonale sadrži ukupne vrijednosti toka

materijala između pojedinih elemenata sustava, dok su iznad (ispod) glavne dijagonale svi

elementi jednaki nuli.

Algoritam dodjeljivanja definiran je kako slijedi te popraćen primjerom (Tablica 45.,

Slika 102.). Postupak rješavanja modificiranim postupkom trokuta može teći na način da se

prvo odredi redoslijed dodjeljivanja tj. raspoređivanja elemenata na projektnu površinu, a

zatim izvede sâmo dodjeljivanje/raspoređivanje elemenata na projektnoj površini.


FSB Zagreb 157

1. Odabir prvih dvaju elemenata koji će se rasporediti

1.1. Prva dva elementa biraju se po kriteriju maksimalne transportne intenzivnosti.

1.1.1. Ako postoji više parova jednake i maksimalne intenzivnosti, odabire se par s većim

brojem veza.

1.1.2. Ako je broj veza za sve promatrane parove elemenata jednak, odabire se proizvoljan

par. To je upravo slučaj u primjeru, gdje parovi E1–E3 i E3–E5 imaju po sedam veza.

Tablica 45. Primjer rješavanja problema raspoređivanja modificiranim postupkom trokuta

– redoslijed raspoređivanja elemenata

k \ j E1 E2 E3 E4 E5 E6

E1

20 80

20

E2

10

E3

20 80 5

E4

E5

5

E6

E1

E3

x

x

20

0

x

x

0

20

20

80

0

5

E5

20

0

20

0

100

x

5

5

E2

20

x

20

0

10

10

E6

20

0

20

x

E4

20

x

2. Određivanje redoslijeda dodjeljivanja preostalih elemenata

2.1. Za svaki još nedodijeljeni element naći sume intenzivnosti toka materijala između

neraspoređenih elemenata sustava s već raspoređenima

2.2. Kao sljedeći u redoslijedu dodijelit će se element s najvećom sumom.

2.2.1. Ako postoji više maksimalnih suma transportne intenzivnosti, dodijeliti element koji

ima više veza s još nedodijeljenim elementima. U primjeru, E2 ima jednu vezu a E4 niti

jednu takvu vezu.

2.2.2. Ako je broj takvih veza jednak, rasporedit će se onaj element koji posjeduje više

veza s već dodijeljenim elementima.

2.2.3. Ako je pak i taj broj jednak, izbor elementa za dodjeljivanje jest proizvoljan.

3. Grafički prikaz rasporeda elemenata

3.1 Nacrtati mrežni trokutni model lokacija. Udaljenost između susjednih lokacija jest

jedinična.

3.2 Prva dva elementa po redoslijedu dodjeljivanja postaviti na dva proizvoljno odabrana

susjedna čvora trokutnog modela lokacija.


FSB Zagreb 158

3.3 Ostale elemente postaviti u čvorove trokutnog modela lokacija tako da uzrokovani

transportni učinak bude minimalan.

3.3.1 Ako je element koji se raspoređuje u vezi samo s jednim već raspoređenim

elementom, kao najpovoljniji za raspoređivanje jesu svi neposredno susjedni nezauzeti

čvorovi. Ako element koji se postavlja posjeduje veze s još neraspoređenim elementima, a

slobodnih lokacija ima više, postupak se nastavlja u varijantama. Pri tome se u svakoj

varijanti polazi od druge slobodne lokacije. U obzir se uzimaju samo varijante koje su

povoljne s obzirom na udaljenost i koje zbog simetrije nisu slične. Ako slobodna susjedna

lokacija ne postoji, primijeniti pravilo 3.3.4.

3.3.2 Ako je element u vezi s dvama već raspoređenim elementima, tada je najpogodnija

lokacija u jednom od dvaju nasuprotnih vrhova trokuta. Ako su oba čvora već zauzeta, u

razmatranje se moraju uzeti svi ostali povoljni nezauzeti čvorovi mreže (primijeniti pravilo

3.3.4).

3.3.3 Ako element sustava ima veze s više od dva raspoređena elementa, isto se u

razmatranje moraju uzeti svi povoljni nezauzeti čvorovi mreže i odabrati onaj koji uzrokuje

najmanji transportni učinak (primijeniti pravilo 3.3.4).

3.3.4 Označiti potencijalne lokacije za raspoređivanje elementa (na primjer: I, II, III, IV

itd.). Za svaku lokaciju izračunati parcijalni transportni učinak koji proizlazi iz smještaja

elementa na nju. Za raspoređivanje elementa odabrati lokaciju koja uzrokuje najmanji

parcijalni transportni učinak. Ako takvih lokacija ima više, postupak rezultira varijantama

rasporeda elemenata.

Slika 102. Rješenje raspoređivanja elemenata modificiranim postupkom trokuta

Postupak je dovoljno jednostavan da se može primijeniti i bez pomoći računala. Ipak,

kod većega broja elemenata sustava i u slučaju potrebe generiranja više varijanti (kao u

koraku 2.3.1), upotreba će računala znatno ubrzati i olakšati primjenu ovoga postupka u

oblikovanju proizvodne prostorne strukture.


FSB Zagreb 159

17. OBLIKOVANJE DETALJNOGA

PROSTORNOGA RASPOREDA

ELEMENATA SUSTAVA

Rezultat optimiranja rasporeda elemenata proizvodnoga sustava definira prostorne

odnose elemenata, pri čemu razina konkretizacije bitno ovisi o primijenjenome postupku.

Postupci koji ne uzimaju u obzir oblik i veličinu elemenata sustava daju tek konceptualnu

strukturu prostornoga rasporeda (naprimjer modificirani postupak trokuta), dok oni 9 koji

navedene činitelje uključuju, daleko preciznije definiraju prostorne odnose, pri čemu se

postiže viša razina konkretizacije i detaljnosti. Ipak, i u slučaju ovih posljednjih postupaka,

sveukupni međusobni utjecaj elemenata sustava, ljudi, predmeta rada, osvjetljenja i drugih

utjecajnih činilaca, koji se ne daju jednostavno matematički obuhvatiti postupkom

optimizacije, zahtijeva dodatnu razradu i usklađivanje dobivenoga rješenja. Pri tome se

koriste dvodimenzionalne ili trodimenzionalne makete elemenata sustava ili suvremena

računalna grafička sredstva, kao što su CAD sustavi.

Osnovni parametri rasporeda, na koje se utječe prilikom detaljiranja, jesu kut i razmak

između elemenata sustava, transportnih putova i elemenata zgrade.

Polazna orijentacija elementa sustava definira se kao položaj usporedan glavnom

smjeru toka materijala, tako da je mjesto posluživanja uz transportni put. Kut zakreta mjeri

se od tog položaja, a iznosi od 0 do 360 . Zakretanjem elementa sustava može se olakšati

pristup transportnih sredstava mjestu posluživanja i smanjiti mogućnost nezgoda. Pri tome

je važno osigurati pravilnu orijentaciju elementa s obzirom na upadni kut i smjer danjeg

svjetla. Zakrenuti položaj elementa sustava pogodan je i za odlaganje predmeta rada

velikih dužina. Uz navedene prednosti treba istaknuti da koso postavljanje elemenata

sustava uzrokuje veće zauzeće površine od uzdužne i poprečne (90 ) orijentacije. Stoga

treba izbjegavati nagibe od 20 do 70 i od 110 do 160 . Utjecaj na utrošak proizvodne

površine bit će veći što je manji odnos širine i dužine elementa.

Za nesmetani rad sustava potrebno je osigurati i odgovarajuće razmake između

elemenata sustava. Razmaci su udaljenosti, koje osiguravaju nesmetan i siguran rad i

prolaženje ljudi te održavanje opreme i zgrade. Razmaci se određuju s obzirom na veličinu

i namjenu elementa sustava, karakteristične mjere ljudi i predmeta rada, organizaciju

transporta te stubove i zidove zgrade (Slika 103.). Pri izradi detaljnoga prostornoga

rasporeda treba voditi računa i o ometajućim činiocima, kao što su buka, vibracije, ispušni

plinovi, te izvorima mogućih opasnosti i nezgoda, od kojih se moraju (prostorno) odvojiti i

zaštititi ljudi i oprema.


FSB Zagreb 160

Slika 103. Karakteristični razmaci

Detaljno oblikovani prostroni raspored osnova je za izradu izvedbenoga (glavnog)

projekta. Rješenje detaljnog prostornog rasporeda daje potrebne podatke za projektiranje

instalacija (električna energija, zrak, voda, svjetlo, provjetravanje, grijanje, kanalizacija), i

građevinsko-arhitektonsko oblikovanje.

Slikama 104. do 106. prikazani su primjeri vizualizacije projektiranoga (detaljno

oblikovanoga) proizvodnoga sustava.


FSB Zagreb 161

Slika 104. Primjer vizualizacije projektiranoga (detaljno oblikovanoga) proizvodnoga

sustava


FSB Zagreb 162

Slika 105. LIMEX, Donji Miholjac


FSB Zagreb 163

Slika 106. LIMEX, Donji Miholjac, detalj proizvodne dvorane


FSB Zagreb 164

18. BIBLIOGRAFIJA

1 ASME - American Society of Mechanical Engineers, New York, ASME standard 101.

2 J. T. Black, The Design of the Factory with the Future, McGraw-Hill, New York, 1991.

3 E. S. Buffa, G. C. Armour, G. C., Vollmann, T. E., Allocating facilities with CRAFT,

Harvard Business Review, Boston, 1964, March-April, 136-158.

4 DIN 18225: Industriebau-Verkehrswege in Bauten. Planungsgrundlagen. 1958.

5 DIN 18228: Gesundheitstechnische Anlagen in Industriebauten. Blatt I: Gliderung;

Blatt II: Abortanlagen; Blatt III: Umkleide - und Reinigunsanlagen, 1961.

6 C. M. Dolezalek, H. J. Warnecke, Planung von Fabrikanlagen, Berlin, 1981.

7 A. Dolgui, J.-M. Proth, Supply Chain Engineering: Useful Methods and Techniques,

Springer, 2010.

8 H. A. ElMaraghy, Flexible and reconfigurable manufacturing systems paradigms,

International Journal of Flexible Manufacturing Systems, October 2005, Volume 17,

Issue 4, pp 261-276.

9 M. Gogić, Diplomski rad, FSB, Zagreb, 2003.?

10 I. Ham, K. Hitomi, T. Yoshida, Group Technology, Kluwer Academic Publishers,

Hingham, 1985.

11 S. S. Heragu, Facilities Design, CRC Press, 2008.

12 A. Kusiak, Intelligent Manufacturing Systems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1990.

13 R. C. Lee, J. M. Moore, CORELAP - COmputerized RElationship LAyout Planning,

The Journal of Industrial Engineering, 1967, 17, 3, 195-200.

14 R. Muther, L. Hales, Systematic Planning of Industrial Facilities, v. I i II,

Management & Industrial Research Publications, Kansas City, 1980.

15 H.-J. Papke, Handbuch Industrieprojektierung, VEB-Verlag Technik, Berlin, 1980.

16 REFA: Methodenlehre des Arbeitsstudiums, Teil 3, Kostenrechnung und

Arbeitsgestaltung, Muenchen, 1972.

17 W. Rockstroh, Die Tehnologische Betriebsprojektierung, Band 1-4, VEB Verlag

Technik, Berlin, 1978.


FSB Zagreb 165

18 H. Schmigalla, Methoden zur optimalen Mashinenanordnung, VEB Verlag Technik,

Berlin, 1970.

19 M. P. Stephens, F. E. Meyers, Manufacturing Facilities Design and Material

Handling, Purdue Univ. Press, 2013.

20 B. Vranješ, Komparacija postojećih numeričkih metoda za optimizaciju rasporeda

radnih mjesta, sa gledišta efikasnosti, za slučaj problema sa ograničenjima,

Magistarski rad, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb,

1976.

21 B. Vranješ, B. Jerbić, Z. Kunica, Programski paket za projektiranje proizvodnih

sistema, Strojarstvo, 1989, 31, 4-6, 229-236.

22 B. Vranješ, B. Jerbić, Z. Kunica, Projektiranje proizvodnih sustava, Inženjerski

priručnik, Svezak IV, Organizacija proizvodnje, Školska knjiga, 2004., 73–130.

23 J. H. Warnecke, Materialfluss, WT-Wekstattstechnik, Springer-Verlag, Berlin, 1983,

373-382.

24 Zakon o gradnji, http://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2013_12_153_3221.html,

Pristupljeno: 2015-09-16

25 Zakon o prostornom uređenju, http://narodne-

novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2013_12_153_3220.html, Pristupljeno: 2015-09-16




projektiranje proizvodnih sustava - titan.fsb.hrtitan.fsb.hr/~zkunica/nastava/pps.pdf · na...

Documents