Merged

SISTEME AVANSATE DE

PRODUCIE

1. MOLDOVEANU G., DOBRIN C. - Turbulen i flexibilitate organizaional, Editura Economic, Bucureti, 2007.

2. ABRUDAN, I., - Sisteme Flexibile de Fabricatie. Concepte de

proiectare si management, Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1996;

3. BONCOI, GH., CALEFARIU, G., s., a., - Sisteme de

Productie, vol. I, Editura Universitatii Transilvania din

Brasov, 2000;

4. BONCOI, GH., CALEFARIU, G., s., a., - Sisteme de Productie,

vol. II, Editura Universitatii Transilvania din Brasov, 2001;

5. BONCOI, GH., CALEFARIU, G., BARBU M. Blocaje

funcionale, perturbaii n sistemele de producie. Editura Lux Libris, Braov. 2012.

6. CALEFARIU G., BARBU M. Sisteme de producie. Teorie i Aplicaii. Editura Lux Libris, Braov. 2011.

BIBLIOGRAFIE

MODELUL MATEMATIC AL PRODUCIEI

NOIUNI I DEFINIII

Procesarea material poate fi de prelucrare i de

asamblare. Procesarea de prelucrare va fi notat cu

indicele P iar cea de asamblare, cu indicele A.

Astfel timpii operativi la prelucrare si asamblare vor fi

notai (top P i, top A i) i exprim timpii in care se

execut activitile direct productive la prelucrare i

asamblare.

Activitile direct productive sunt nsoite, totdeauna, de

activiti indirect productive, ajuttoare celor direct

productive.

Activitile indirect productive se produc in timpul ciclului

de lucru si in afara lui.


Activitile auxiliare din timpul ciclului vor fi numite activiti

auxiliare n ciclu sau activiti n gol, vor fi notate cu taux c tg i se

evalueaz prin:

activitile de alimentarea/evacuarea a mainii (Al),

ncrcarea/descrcarea postului de lucru curent (i),

strngerea/desfacerea semifabricatului n dispozitivul de de lucru

(str),

paletizarea (Pa),

poziionrile reciproce scul/semifabricat (poz),

reglarea poziional la cot a sculei (regi),

selectarea turaiei, avansului (sel),

schimbarea sculei n ciclu (sch sc),

transfer n ciclu (Tf).

Deci timpul auxiliar n ciclu se va exprima ca


Activitile auxiliare n afara ciclului vor fi numite ca atare i se

grupeaz n urmtoarele categorii:

pregtirea dispozitivelor de transport,

setarea sculelor cu portsculele (set),

ncrcarea/descrcarea pe dispozitivul navet sau

paletizarea/depaletizarea (pal),

reglarea/prereglarea sculelor (reg sc),

prereglarea mainii (prereg ma),

transportul/transferul n afara ciclului (Tp/Tf),

procesul de adaptare la schimbarea reperului (setarea sculelor cu

portscula, reglarea/prereglarea sculelor n afara mainii, pregtirea

mijloacelor de msurare i control, pregtirea sistemului logistic

pentru transport/transfer, pregtirea dispozitivelor de lucru, a celor

navet, a paletelor, setarea dispozitivelor de lucru cu naveta sau cu

paleta, schimbarea programelor mainilor, reglarea nulului pe palet)

i vor fi notate cu indicele ad.


PROCESUL DE ADAPTARE

Procesul de adaptare se face odat pentru un lot de fabricaie.

Rezult c timpul auxiliar total n afara ciclului se va exprima ca

fiind,

i exprim timpul auxiliar total n afara ciclului aferent prelucrrii unui

lot de fabricaie. Timpul auxiliar total n afara ciclului se consum

pentru ntregul lot de fabricaie. Cel consumat pentru prelucrarea

unei piese va fi denumit "unitar", i se exprim ca fiind,


Grupnd cteva categorii de timpi auxiliari rezult c,

n care, nPLk=dimLFk, indicele u exprim faptul c parametrul respectiv

se raporteaz la 1buc Pf (se citete "unitar"); rezult c,

n care tat a u este timpul de ateptare n afara ciclului unitar.


CICLURI

Perioada ciclului de fabricaie (dependent de maina curent mi i

reperul curent n procesare Rk) se definete ca fiind

Tc=df(Adp+Aip), n care Adp/Aip sunt activitile direct i indirect

productive incluse ntr-o operaie tehnologic raportate la o pies,

i se va exprima ca fiind,

pentru sisteme rigide de fabricaie (SFR), (tTp+tTf)a=0, iar

pentru nPLk foarte mare rezult (tad u+taux u)a=0, i deci,

pentru sisteme flexibile de fabricaie (SFF),


Durata fabricaiei. Fabricaia se realizeaz prin trei cicluri succesive

i anume: ciclul lot de fabricaie, ciclul reper i ciclul operaie

tehnologic.

Ciclul operaie tehnologic const n totalitatea activitilor

desfurate pentru executarea unei operaii tehnologice asupra

unui semifabricat. Durata unei operaii tehnologice se denumete

perioada ciclului.

Ciclul reper const n totalitatea activitilor (operaiilor

tehnologice) desfurate pentru prelucrarea complet a unei piese-

reper, pe ntregul sistem de fabricaie. Durata unui ciclu reper-pies

se denumete durata fabricaiei unei piese i se exprim ca,


Ciclul lot de fabricaie const n totalitatea activitilor de

procesare material a tuturor pieselor din lot. Ciclul lot are dou

referine i anume: referina o main mi, exprimnd prelucrarea

lotului pe maina curent i i referina sistem de maini SM,

exprimnd prelucrarea lotului pe ntregul sistem de maini.

Durata fabricaiei lotului pe maina curent mi va fi,

Durata fabricaiei lotului pe ntregul sistem de maini va fi,

Durata fabricaiei mulimii reperelor {Rk, l


Regim de lucru. Parametrii regimului de lucru impui, de ctre

managementul produciei, pe intrarea n sistemul de producie,

pentru a satisface cerinele pieei.

Parametrii regimului de lucru, n condiii normale de producie, sunt

urmtorii:

numrul orelor lucrate pe schimb de lucru-h [ore/schimb],

numrul schimburilor de lucru pe zi-s [nr schimburi/zi],

numrul zilelor lucrate pe sptmn -zl[zile lucrtoare/sptmn],

numrul sptmnilor pe lunSL [sptmni/lun]=4,

numrul sptmnilor pe an-SA [sptmni/an]=52.

Fondul nominal de timp n Fnt va fi,


Planul de producie impus este exprimat ca, (PfP) n [bucPf/f].

Durata ciclului real de fabricaie impus producerii unei piese va fi,

n care ut se exprim n minute (min) sau ore (h).


CAPACITATEA DE PRODUCIE

Prin capaciti de producie se va nelege totalitatea mijloacelor de

producie i a forei de munc dintr-o fabric, secie, atelier, capabil

fabricrii unui anumit volum de producie, cantitate de piese, ntr-un

interval de timp dat.

Capacitile de producie au urmtoarele uniti de msur: [h ma/ ,

SM, FRk], [h om/ , SM, FRk], [h ma-om/ , SM, FRk].

Pentru ca o fabric s satisfac toate cererile pieei trebuie s fie

dotat cu capaciti de producie maxime disponibile mai mari

dect cele necesare, cerute de producia curent, n oricare interval

de timp . Aceast condiie se exprim ca,

Aceast condiie implic fie capaciti de producie redundante, fie

refuzul comenzilor unor clieni, ceea ce nu este de dorit.

MODELUL ANALITIC AL BLOCAJELOR

Autonomia unui sistem de fabricaie exprim

aptitudinea lui de a funciona integral (ntregul

sistem) sau parial (numai unele posturi de lucru sau

sectoare componente) n condiii de refuzuri n

funcionare, provocate de cauze interne i externe

sistemului.

Aceast proprietate a sistemului face posibil

decuplarea componentelor blocate de restul sistemului,

crearea unei independene funcionale relative a

acestuia de componentele blocate i n consecin va

duce la o funcionare stabil, relativ staionar, la

ameliorarea indicatorilor de performan.

Autonomia funcional a sistemului de fabricaie

se realizeaz prin stocarea pe flux.

SURSELE BLOCAJELOR

Principalele surse ale blocajelor sunt:

defectele mecanice i electrice ale componentelor

sistemului de maini, ruperea i uzarea sculelor,

defectarea dispozitivelor de lucru, spargerea

(ruperea, rebutarea) semifabricatelor ca urmare a

defectelor ascunse ale materialelor acestora;

disfuncii organizatorice (manageriale).

CLASIFICAREA BLOCAJELOR

Blocajele sunt funcionale i organizatorice. Cele

funcionale se refer la acelea ce constituie defectri,

ruperi materiale iar cele organizatorice - la disfunciile

manageriale.

n funcie de durata lor, blocajele sunt: de scurt

durat, au cauze exclusiv materiale i ,datorit valorilor

lor mici, se consider a marca limita inferioar, iar

cele de lung durat sunt acelea care, fiind de natur

material i managerial, i datorit valorilor lor mari, se

consider a marca limita superioar. De aceea vor

mai fi denumite blocaje la limita inferioar i blocaje la

limita superioar.

CLASIFICAREA BLOCAJELOR

Principala deosebire ntre blocajele de scurt i

lung durat const n faptul c n timpul depanrii

blocajului de scurt durat semifabricatul, fiind rebutat

sau defect, se scoate din dispozitivul de lucru i se

elimin din postul de lucru iar n timpul depanrii

blocajului de lung durat semifabricatul, nefiind complet

prelucrat, nu se scoate din dispozitivul de lucru i deci

nici din postul de lucru, iar dup eliminarea blocajului se

continu procesarea pn la finlizarea complet a lui.

PARAMETRII DEPANRII BLOCAJELOR

Prin depanarea blocajelor se va nelege eliminarea lor prin

procesul de reparaii. n timpul procesului de reparaii

locul de munc cu refuzuri n funcionare nu lucreaz

(nu proceseaz materiale).

Blocajul unui loc de munc poate avea una sau mai multe

surse, una sau mai multe cauze.

Dac se aloc, tuturor cauzelor i surselor blocajului

unui loc de munc, semnificaia defect i se va nota cu

d , atunci numrul surselor i a cauzelor unui blocaj se

va nota cu nbdi [nr cauze / bl, loc de munc i];

PARAMETRII DEPANRII BLOCAJELOR

Dac durata depanrii unui blocaj provocat de cauza d

se va nota cu tbdi [min / bl, cauz, PLi], exprimnd

durata, n minute a depanrii unui blocaj provocat de

cauza d, n postul de lucru curent i, atunci durata total

a depanrii unui blocaj, provocat de toate cele nbd cauze,

n postul de lucru curent i, va fi dat de relaia:

n care reprezint durata funcionrii, fr refuzuri n

funcionare, a locului de munc.

bdi

i

n

1dbdib tt [min / iPL , f ] (1)

[min / iPL , f ] (1)

FRECVENA BLOCAJELOR

Blocajele sunt imprevizibile i aleatorii. De aceea ele se

trateaz probabilistic. Frecvena blocajelor este

dependent de cele dou tipuri de blocaje. Frecvena

blocajelor de lung durat exprim limita

superioar a blocajelor iar frecvena blocajelor de

scurt durat - limita inferioar a acestora.

Conceptul frecvenei blocajelor se fundamenteaz pe

structura unei linii rigide de fabricaie n flux.

Fie o linie de fabricaie rigid n flux compus din qtposturi de lucru agregate serial, nesectorizat (fr stoc

de rezerv). ntr-o astfel de linie de fabricaie este

posibil / probabil defectarea oricrui post de lucru sau

a mai multor, datorate uneia sau a mai multor surse /

cauze.

FRECVENA BLOCAJELOR LUNGI

(la limita superioar)

Se noteaz cu pi probabilitatea ca postul de lucru s

se defecteze n timpul ciclului, n care qt este numrul

total de posturi, agregate serial, ale liniei.

Numrul opririlor liniei ntr-un ciclu complet de

fabricaie se obine prin nsumarea probabilitilor

tuturor celor qt posturi ale liniei.

Aceast sum se va denumi frecvena (opririlor)

blocajelor de lung durat pe ciclu i se exprim cu

relaia de definiie:

q

1i

ibl p)f(df

]ciclu/opriri.nr[pctpi pqfbl

FRECVENA BLOCAJELOR SCURTE

(la limita inferioar)

n aceast abordare se consider c postul de lucru

defect este acela n care semifabricatul este rebutat,

defect de material, distrus sau avariat i n consecin

trebuie extras din postul de lucru pentru eliminarea

blocajului.

Ca efect, postul eliberat ateapt un nou semifabricat de

la postul anterior. Ca i n cazul anterior, se consider

probabilitatea de defectare a postului , pi.

Dac PL1 este blocat, cu probabilitatea p1, atunci

este probabilitatea ca acest post s nu fie blocat

(s fie funcional) i exprim disponibilitatea

postului; atunci semifabricatul este disponibil pentru

prelucrarea n postul urmtor.

)p1( 1

FRECVENA BLOCAJELOR SCURTE

(la limita inferioar)

Produsul p2*(1-p1) reprezint probabilitatea ca s

fie blocat iar exprim probabilitatea ca s

nu fie blocat.

Generaliznd acest raionament pentru din linie,

pentru prelucrarea aceleiai piese, rezult c blocarea

oricrui post din linie nu se produce dac produsul

probabilitilor va fi:

Frecvena previzionat a blocajelor scurte va fi dat de

relaia:

2PL)p1()p1( 12

iPL

tq

1i

i12)2i()1i(i )p1()p1()p1()p1()p1()p1(

)]p1(1(1[)f(dftq

1i

ibs

pctpi ])p1(1[f t

q

bs

DURATELE UNITARE ALE BLOCAJELOR

Prin durat unitar a unui blocaj se va nelege durata

parial din timpul depanrii blocajului care revine unui

ciclu de fabricaie, n care se prelucreaz o pies, i se va

nota cu Tb avnd indici afereni cu diverse semnificaii

i unitatea de msur [min / buc sau ciclu].

Aceasta depinde de:

frecvena i numrul de cauze ale blocajelor,

durata depanrii unui blocaj,

tipul blocajului

numrul locurilor de munc blocate


pentru blocajele lungi:

care pentru valori medii devine:

iar dup substituie, ia forma:

l,i

q

1i

n

1dbblbl )tf(T

t bd

d

[min / buc, ciclu]

bdlbdlblbl tnfT

bdlbdlbbl tnqpT [min / buc, ciclu]


pentru pentru blocaje scurte:

care pentru valori medii devine:

iar dup substituie, ia forma:

[min / buc, ciclu]

[min / buc, ciclu]

s,i

n

1d

bd

p

bs }t])p1(1{[Tbd

tq

1i

is

bdsbdsbsbs tnfT

bdsbdsq

bs tn])P1(1[Tb

FUNCIONALELE DE PERFORMAN

1. Perioada ciclului real

Dac este perioada ciclului tehnologic al fabricaiei (tactul tehnologic al fabricaiei) iar - durata

blocajului postului de lucru curent , perioada ciclului

real al acestui post de lucru va fi:

i pentru un sector sau ntreaga linie de fabricaie, n valori

medii, va fi:

ciT

biT

biciri TTT [min / buc, ciclu]

LFF,SsbcLFF,Sr )TT(T s [min / buc, ciclu]


1. Perioada ciclului real

n sistemul de maini (SM) exist un post de lucru

cu ciclul cel mai lung i un post cu blocajul

cel mai lung - care vor impune tactul real:

2. Ritmul real al fabricaiei SM va fi:

kPL ckT iPL

SMmaxbiT

SMmaxibkcSMr TTT [min / buc, ciclu]

rSMT

60SMfR [buc / or]


3. Productivitatea real

n funcie de frecvena blocajelor scurte i de durata

medie a ciclului real, productivitatea real a

sistemului de maini va fi:

4. Eficiena sistemului

5. Defectabilitatea sistemului

rSM

bs

T

f1SMr 60Q

[buc / or]

bc

c

TT

TE

[%]

bc

b

TT

TefD [%]

CONCLUZII

1. oricare blocaj, de orice natur, reprezint o

perturbaie n sistemul de fabricaie;

2. orice blocaj influeneaz negativ toate funcionalele de

performan, mrind stocurile pe flux i deci

imobiliznd parte din capitalul circulant; n consecin

el trebuie cunoscut;

3. sub aspect financiar, blocajele sunt costisitoare prin

costurile eliminrii lor, reparaiei utilajelor i a

facilitilor, i ndeosebi prin pagubele pricinuite de

nerealizarea produciei la termenul de livrare;

4. blocajele scurte exprim, la modul direct, mrimea

procentual a rebutului, care influeneaz direct

eficiena sistemului i risipa de capital circulant;

CONCLUZII

5. modelul blocajelor este necesar att n proiectare, n

exploatare, n planificare ct i pentru ntreinere i

reparaii n scopul:

structurrii sistemului,

alegerii mainilor n compozarea sistemului,

sectorizrii sistemului,

alegerii i dimensionrii stocatoarelor,

aprovizionrii cu piese de schimb,

programrii reparaiilor,

programrii loturilor de fabricaie,

previziunii rebutului;

CONCLUZII

6. modelul blocajelor servete managementului pentru

luarea deciziilor privind:

planificarea produciei dorite i a celei livrate,

planificarea reparaiilor capitale,

modificarea structural a sistemului de fabricaie,

cauzele care produc pierderi financiare mari i

eliminarea lor,

monitorizarea real a fabricaiei

asigurarea desfacerii produciei n termenul de livrare.

SISTEME AVANSATE DE

PRODUCIE

STOCATORUL CUPLAJ FUNCIONAL N SISTEMELE DE PRODUCIE

Stocarea este procesul de asigurare i meninere a

rezervei de materii prime i materiale, n scopul

funcionrii stabile i staionare a sistemului de fabrcaie,

n condiii de refuzuri n funcionare. Stocarea se face n

stocatoare amplasate pe fluxul de fabricaie.

Stocul pe flux este cantitatea de semifabricate,

depozitate temporar pe locul de munc, care sunt n

ateptare de a fi prelucrate in timpul refuzurilor n

funcionare.

Stocul pe flux se depoziteaz n componentul numit

stocator, care aparine locului de munc i

reprezint elementul de cuplare al acestuia cu

sistemul.


Stocatorul (stocul) servete la rezolvarea a dou probleme

fundamentale de instabilitate funcional a sistemului:

1. compensarea asincronismelor perioadelor

ciclurilor de fabricaie ntre diferitele locuri de

munc:

2. asigurarea, cel puin parial, a stabilitii

funcionale a sistemului n timpul blocajelor.

El realizeaz independena funcional relativ a sistemului

de locul de munc blocat.

Stocul pe flux este temporar i variabil n timp.


)1i(PL

)1i(UT

)1i(OT

)i(PL

)i(UT

)i(OT

)1i,i(ST

)1i(cT

)i(cT

i)1i(STC [buc/]

)1i(rft

)i(rft

sfi pfe

Calea direct

Cal

ea

de

sto

care

Acu

mula

re

Liv

rare

Fig. 1 Schema de cuplare a stocatorului cu dou componente active ale

sistemului

Transfer direct

Transfer indirect

Cal

ea d

e li

vra

re

liv

Cac

C

+

-


Funcionarea sistemului cu stocator este descris n tabelul 1.

Rezult c ntre strile posturilor de lucru i cele ale

stocatorului exist o interdependen funcional.

Starea funcionaal a postului de lucru

)i(),1i( PLPL

Startea

stocatorului

)i,1i(ST

Starea sistemului

de transfer

)1i(PL )i(PL

lucreaz lucreaz

staionar (nu lucreaz )

transfer direct

ntre posturile de lucru

lucreaz blocat acumuleaz(+) transfer indirect de

acumulare(+)

blocat lucreaz livreaz(-) transfer indirect de

livrare(-)


Dac ( ) sunt tactele ( ), i

- duratele blocajelor celor dou utilaje,

atunci capacitatea de stocare (acumulare / livrare) a

stocatorului va fi:

cic T,T )1i( i)1i(UT,UT

ib)1i(b T,T

)C,Cmax(Ci),1i(livi)1i(aci)1i(ST

[max buc / Tb(i-1)i]

)1i(c

irf

i),1i( T

tacC

ci

)1i(rf

T

t

i),1i(livC

[max buc / biT ]

[max buc / Tb(i-1)]


Stocatorul se plaseaz n urmtoarele locuri pe fluxul de

fabricaie:

Sfi Pfe)i(ST

a)

SfiPfe

)1i(PL )i(PL

)i,1i(ST

acu

mu

lare

b)

Transfer direct

Transfer indirect

)i(PL

alim

enta

re

1tlS 2PL 3M iPL

iST 23ST 34ST )i,1i(ST 12ST

)1i,i(ST )1q,2q(ST )q,1q(ST eST

e

c)

qPL

1M 2M 3M 4M 5M 6M 7

M 8M

iST 12ST 23ST

eST

SfiPfe

Sectorul 1 Sectorul 2 Sectorul 3

d)

Fig 2 Locul amplasrii stocatorului n sistemul de maini.

liv

rare

)1q(PL

)i(ST

)i(PL

evac

uar

e

iSf

Pf

unei singure maini(post de lucru), care

mpreun cu aceastaformeaz un loc de munc(fig 2, a); stocatorul

asigur funcionarearelativ-independent amainii, prin alimentareaindependent a ei cusemifabricate (alimentare /

evacuare);



fabricaie:

unei partiii de dou maini (ca stocator intermaini)i nu aparine nici uneia dintre ele (fig 2, b); stocatorulasigur funciile de acumulare / livrare n timpulrefuzurilor n funcionare;

Sfi Pfe)i(ST

a)

SfiPfe

)1i(PL )i(PL

)i,1i(ST

acum

ula

re

b)

Transfer direct

Transfer indirect

)i(PL

alim

enta

re

1tlS 2PL 3M iPL



e

c)

qPL

1M 2M 3M 4M 5M 6M 7

M 8M

iST 12ST 23ST

eST

SfiPfe


d)


livra

re

)1q(PL

)i(ST

)i(PL

evac

uar

e

iSf

Pf



fabricaie:

unui sistem flexibil de fabricaie (fig 2, c); stocatoruleste plasat n partiii de cte dou maini adiacente, cufunciuni de acumulare / livrare;

Sfi Pfe)i(ST

a)

SfiPfe

)1i(PL )i(PL

)i,1i(ST

acu

mu

lare

b)

Transfer direct

Transfer indirect

)i(PL

alim

enta

re

1tlS 2PL 3M iPL



e

c)

qPL

1M 2M 3M 4M 5M 6M 7

M 8M

iST 12ST 23ST

eST

SfiPfe


d)


liv

rare

)1q(PL

)i(ST

)i(PL

evac

uar

e

iSf

Pf



fabricaie:

unui sector de linie tehnologic n flux (fig 2, d);stocatorul este plasat n poziia spaial de intrare asectorului, deci n poziia spaial de cuplare a celordou sectoare adiacente, cu funciile deacumulare/livrare;

Sfi Pfe)i(ST

a)

SfiPfe

)1i(PL )i(PL

)i,1i(ST

acu

mu

lare

b)

Transfer direct

Transfer indirect

)i(PL

alim

enta

re

1tlS 2PL 3M iPL



e

c)

qPL

1M 2M 3M 4M 5M 6M 7

M 8M

iST 12ST 23ST

eST

SfiPfe


d)


liv

rare

)1q(PL

)i(ST

)i(PL

evac

uar

e

iSf

Pf



fabricaie:

unei linii tehnologice n flux (fig 2, e); stocatoarele sunt plasate la intrarea, respectiv pe ieirea liniei, cu funciile de depozitare a semifabricatelor, respectiv de stocare a produselor finite;

2PL 3PL iPL qPL

SfiPfee)

Magazia

de

materie

prim

Depozitul

de

produse

finite

Linia de fabricaie 1


Linia de fabricaie n

f)


1PL

iST STe



fabricaie:

unui sistem complex de fabricaie de tip ateliersau secie de fabricaie (fig 2, f); cele dou stocatoareau funcii de depozitare a materiilor prime, respective aproduselor finite.

2PL 3PL iPL qPL

SfiPfee)

Magazia

de

materie

prim

Depozitul

de

produse

finite



Linia de fabricaie n

f)


1PL

iST STe


Stocatoarele sunt:

locale - cele alocate, pe flux unui loc de munc (main,

utilaj, post de lucru),

zonale - cele asignate pe flux fie sectorelor, fie ntregii

linii de fabricaie

depozite / magazii - cele asignate atelierelor i

seciilor de fabricaie.

Stocarea poate fi temporar i spaial.


Stocarea temporar este de tip parial, se face n

stocatoare pe flux i este de scurt durat ( pe termen

scurt) avnd rolul de compensare a asincronismelor

(refuzurilor n funcionare), a vrfurilor de sarcin n

fabricaie, a disfunciilor organizatorice (lipsa

semifabricatelor).

Stocarea spaial se face pe termen lung, este de tip

global - magazie / depozit la nivel de atelier - secie, se

face prin aprovizionare / desfacere.


Influena refuzurilor n funcionare asupra eficienei sistemelor

de maini se reduce apreciabil prin urmtoarele msuri:

1. orice blocaj necesit stocare, cu stoc de rezerv,

stocare care devine necesar pe orice linie tehnologic;

2. pe liniile n flux rigide / semirigide / manuale /

mecanizate / parial i total automatizate, stocatorul

pote fi: staionar - amplasat pe podea, mobil - de tip

band rulant, amplasat pe sol sau suspendat;


3. pe mainile cu comand numeric, pe centrele de

prelucrare, pe celulele flexibile de prelucrare i n

sistemele flexibile de fabricaie, stocatorul poate fi:

staionar - amplasat pe podea, mobil -de tip robocar

sau de tip band rulant pe sol;

4. n sistemele de asamblare i montaj, stocarea se face

fie n stocatoare staionare pe sol, fie de tip band

rulant pe sol sau suspendat, fie de tip robocar mobil;

5. pe sistemele de maini, stocarea necesit, n mod

necesar, sectorizare.


FRECVENA ACUMULRILORLIVRRILOR

Frecvena acumulare / livrare este factorul care determin

direct micarea material n stocator (viteza ncrcrilor /

descrcrilor stocatorului).

Principala condiie care se impune vitezei de ncrcare /

descrcare a stocatorului este respectarea consumului

trunchiat pentru ca stocatorul s nu intre n penurie de piese.

Frecvena acumulare / livrare prezint o deosebit

importan pentru stocatoarele cu stoc mic, ca de exemplu

(13) buc/sch. Starea critic este definit de timpul ct

stocatorul conine numai 1 buc Sf.


Livrarea ei las stocatorul gol, ceea ce duce la

penuria de stoc i un probabil blocaj din lips de Sf. n astfel

de cazuri, viteza de reacie a sistemului logistic de manipulare

material trebuie s fie mare, adic manipularea la acumulare

s se execute ntr-un timp de (36) sec.

n funcie de distana punctului de aprovizionare se calculeaz

viteza de manipulare la acumulare i se alege sistemul logistic

corespunztor.

Viteza manipulrii la alimentarea stocatorului prezint

importan pentru stocatoarele cu capacitate mic (sub 3

buc Sf ) i este fr importan la cele de capacitate medie i

mare.

Intervalele de timp de completare a stocatoarelor se

stabilesc prin decizie managerial i este, de obicei, jumtatea

i un schimb ntreg.

Sisteme Avansate de Producie - MASTER IFI anul I Curs 5

1

ECHILIBRAREA LINIILOR DE ASAMBLARE

Problema echilibrrii unei linii de asamblare const n alocarea proceselor pariale pe

linie i a sarcinilor de asamblare pe posturi astfel ca perioada ciclului de lucru pe oricare post s

fie, aproximativ, aceeai. Acest lucru este posibil dac sarcinile elementare de asamblare se

grupeaz astfel ca timpul total de asamblare TAict cu i, adic dac n fiecare post de asamblare

acest timp este aproximativ acelai, caz n care se obine o echilibrare ideal a liniei de asamblare

care asigur un flux uniform ( fr discontinuit i vrfuri de sarcin ). n practica industrial

este dificil, deseori imposibil de asigurat o echilibrare perfect.

Procedura de formare a operaiilor de asamblare se mai numete i procedura alocrii

sarcinilor pe posturi de lucru. Orice proces de asamblare poate fi descompus ntr-un numr finit

de sarcini elementare. De exemplu, burghierea unui alezaj, alezarea unei guri cu alezorul,

asamblarea a dou componente cu urub - piuli, s.a. Fiecare dintre acestea va constitui o

sarcin elementar minim raional. Se noteaz cu tAej timpul consumat cu efectuarea unei sarcini

elementare de asamblare curente SAej, j, 1 j nSAei, n care nSAei este numrul sarcinilor

elementare coninute ntr-o OAi complementar. Dac operaia complementar, serial i, se

exprim ca OAi= SAein

1jAejS

, atunci durata acesteia numit durata sau perioada ciclului operaiei de

asamblare va fi TAi=

SAein

1jAejt i dac tAej= var cu j, atunci TAi=var cu i.

Ritmul asamblrii. Ritmul asamblrii se exprim ca frecvena orar a procesului. Dac

tactul ciclului este teoretic atunci ritmul va fi teoretic iar dac tactul este real atunci ritmul va fi

real.

Ritmul teoretic al asamblrii va fi,

AiT

60AiR [buc / h]

iar ritmul real al asamblrii se exprim ca,

astadauxbiAi

rAitttTT

60R

[buc / h]


2

Eficiena asamblrii se exprim ca,

biAi

AiAi

TT

TE

[%]

CONSTRNGERI DE PRECEDEN

Precedena exprim dependena unei activiti de executarea prealabil a alteia

succedente. Precedena rezult din fia tehnologic divizat, din succesiunea natural de execuie

a sarcinii respective.

Constrngerile de preceden se exprim prin setul de reguli de ordonare a sarcinilor

elementare n procesul de asamblare unitar. Constrngerile exprim regulile pe care trebuie s le

respecte elementele perechi (nvecinate) ale unui ir ordonat n formarea de partiii.

Elabornd fia tehnologic de asamblare a oricrui reper produs finit Pr(Pf(Rk)),

tehnologul niruiete, dup concepia proprie, ordinea executrii sarcinilor de asamblare

elementare, obinndu-se un ir ordonat de sarcini elementare. Dar, de cele mai multe ori,

tehnologul nu ia n consideraie o mulime de constrngeri tehnico economice, cum ar fi seria

de fabricaie, unele condiii tehnice impuse de sistemul de asamblare, costurile de fabricaie, s.a.

Cunoscndu-se totalitatea constrngerilor, tehnologul adapteaz irul sarcinilor

elementare, anterior stabilite, la noile condiii, combinndu-le astfel ca s rezulte operaii de

asamblare reale. Pentru aceasta, el le combin astfel ca s respecte, n primul rnd, condiiile de

preceden impuse de desfurarea procesului tehnologic.

Va rezulta cteva variante de iruri ordonate de sarcini elementare. Variantele de

ordonare vor fi limitate numeric de constrngerile de preceden n procesare.

Condiiile de preceden n procesare va impune restricii n execuia procesului.

Restriciile n preceden influeneaz n special ordinea executrii secvenelor sarcinilor

elementare n cadrul fazelor i a operaiilor iar condiiile impun ordinea aranjrii posturilor de

lucru n linie

Constrngerile pot fi: combinaionale i interfereniale. Constrngerile combinaionale

sunt cele care permit sau nu combinarea sarcinilor elementare ntre ele. Acestea pot fi de strict

ordonare sau de simpl ordonare. O constrngere este de strict ordonare dac sarcina trebuie

plasat ntr-o poziie invariabil n irul ordonat al sarcinilor elementare al unei operaii ce se

execut pe un singur post de lucru. Dac poziia sarcinii elementare poate fi modificat n irul

ordonat al acestora, putndu-se executa i pe un alt post de lucru, ntr-o alt combinaie, atunci


3

sarcina respectiv este supus unei constrngeri de simpl ordonare. De exemplu, prelucrarea

unui alezaj n dou trepte, supus condiiilor de precizie dimensional, de form i de poziie,

necesit secvena invariabil de sarcini elementare < burghiere, lrgire cu bar, finisare cu bar,

teire > , care dac nu poate fi divizat n dou operaii distincte i executate pe dou posturi de

lucru diferite, ci numai pe unul, atunci acest ir strict ordonat de sarcini elementare este supus

unei constrngeri de strict ordonare. ns, dac se cere executarea a cinci guri filetate M8G12

pe o plac, n succesiunea < burghiere, teire , filetare cu tarod >, fr vreo condiionare de

precizie dimensional i de form, dependent de alte prelucrri anterioare, pe un agregat, atunci

toate sarcinile elementare se pot executa grupate ( n paralel, simultan ), cu uniti de lucru

echipate cu capete de for, n posturi diferite, combinaia de sarcini elementare este supus

constrngerilor de simpl ordonare.

CONSTRNGERI DE INTERFEREN

Aceste constrngeri sunt cele care impun eliminarea coliziunilor, ntlnirilor,

interseciilor componentelor, care pot aprea n procesul de asamblare. De exemplu intersecia

inelelor exterioare a doi rulmeni alturai, ntlnirea burghielor la gurire, ciocnirea diverselor

snii, scule n timpul procesului, s.a.

CONSTRNGERI DE COMBINARE

Astfel de constrngeri sunt impuse de operaiile tehnologice cu restricii tehnologice la

alocarea sarcinilor elementare. De exemplu, nu se poate aloca filetarea sau alezarea naintea

burghierii, nu se poate aloca o sarcin elementar unei operaii dac provoac un asincronism

care produce depirea perioadei impus ciclului, s.a.

Combinarea sarcinilor elementare se face prin respectarea urmtoarelor reguli: se

combin numai sarcini de acelai tip adic, ori toate mecanice, ori toate hidro-pneumatice, ori

toate electrice; asamblarea componentelor elastice se separ ntr-un post distinct, operaiile de

prelucrare de acelai tip se separ n posturi distincte, ca de exemplu cele de strunjire de cele de

frezare, de cele de rectificare, etc, cele de presare de cele de sudare, cele de asamblare mecanic

de cele de lipire, s.a.m.d.; activitile auxiliare (indirect productive) se separ de cele direct

productive, excepie fcnd cele de asamblare; se separ controlul final i testarea cu reglaje de

restul activitilor de orice alt fel; se separ activitile de asamblare de cele de prelucrare; se

separ activitile manuale de cele automate.


4

GRAFUL FLUXULUI TEHNOLOGIC

Graful fluxului tehnologic este reprezentarea grafic a succesiunii procesrii materiale, i

exprim succesiunea execuiei SAej , 1 j ntSA, cu respectarea strict a condiiilor de preceden.

Pentru a desena graful fluxului tehnologic, proiectantul trebuie s dispun de fia tehnologic,

divizat n sarcini elementare, care s conin timpii afereni i condiiile de preceden, ca n

tabelul 4.1.

Fia tehnologic de asamblare a unui obiect electrocasnic

Tabelul 5.1

Nr

crt

Sarcina de asamblare

elementar SAej

tAej [min /

SAej]

Condiii de

prceden

1 Plasarea carcasei pe palet 0,2 -

2 Asamblarea prizei i a stecherului la cablu

0,4 -

3 Asamblarea frnei pe carcas 0,7 1

4 Conectarea cablului la motor 0,1 1, 2

5 Conecatrea cablului la

ntreruptor 0,3 2

6 Asamblarea mecanismului de

frnare 0,11 3

7 Asamlarea discului de frnare 0,32 3

8 Asamblarea motorului cu

frna 0,6 3, 4

9 Montarea plcii de frnare pe motor i reglarea ei

0,27 6, 7, 8

10 Asamblarea comutatorului pe

motorul cu frn 0,38 5, 8

11 Asamblarea capacului de

protecie, control i testare 0,5 9, 10

12 mpachetarea i ambalarea 0,12 11

Durata total a asamblrii TAt 4 min

Cu datele din tabelul 5.1 se construiete graful din figura 5.1, care ofer reprezentarea

grafic a asamblrii unui obiect electrocasnic. Nodurile fr precedene sunt primele noduri care

se plaseaz pe intrarea n graf n partea stng.


5

13

2

6

7

8

5

4 10

9

11 12

0,2

0,4

0,7

0,1

0,3

0,11

0,32

0,6

0,27

0,38

0,5 0,12

SAe9SAej

1 j 12

I

I

E1

2

Fig 5.1 Graful asamblrii obiectului electrocasnic

n noduri au fost nscrise numai numerele sarcinilor elementare, de exemplu 9,

renunndu-se la scrierea complet, ca de exemplu SAe9, iar deasupra sau alturat a fost nscris

timpul efecturii respectivei sarcini.

Echilibrarea ntrzierilor (ateptrilor) presupune reducerea asincronismelor de orice fel,

astfel ca (min tast) 0, n toate cele qA posturi de asamblare ale liniei , ceea ce se realizeaz prin

ncrcarea aproximativ egal a tuturor posturilor liniei. Echilibrarea liniei se realizeaz impunnd

constrngeri n endomediul liniei.

REGULI DE ECHILIBRARE I COMBINARE

Echilibrarea ncrcrii liniei const n combinarea sarcinilor elementare, astfel ca orice

asincronism TA0, nct s se obin un asincronism TA ad max(10 %)*TA imp. Dac

rezult (+TAi) atunci PAi va deveni un post loc ngust iar SAej ce depete posibilul se

redistribuie la dreapta grafului. Dac nu este posibil, se utilizeaz metoda formrii unei staii de

lucru n paralel. Dac rezult (-TAi) atunci PAi va fi un post subncrcat. n scopul ncrcrii

complete a lui, la operaia existent, deja format, se mai adaug alte sarcini elementare

suplimentare, adiacente la dreapta, pn cnd se obine TAi 0. Echilibrarea se obine cnd

pentru PAi, 1 i qA (TAi 0) min(tast 0). Minimizarea este admisibil dac TA ad

max(10 %)*TA imp. n sistemul de asamblare va trebui s rezulte:

) PA1 PA2 PA3 PAi PA(q-1) PAq , pentru care s fie satisfcute regulile de

ordonare:

) Tc1 > Tc2 > Tc3>> Tci >> Tc(q-1) > Tcq;

) Rf1 < Rf2 < Rf3


6

) ut1 > ut2 > ut3 >> uti >> ut(q-1) > utq.

Aceste reguli impun alocarea SAej n OAi prin deplasarea adiacent spre stnga fluxului (spre

amonte), cu respectarea precedenelor, rezultnd: tactul liniei TLA= max (TA1 sau TA2 ) i min TAq

iar RLA=min (RA1 sau RA2) i RAq>RA1.

EVALUAREA ECHILIBRRII LINIEI DE ASAMBLARE

Asincronismele de orice fel produc timpi de ateptare, pozitivi sau negativi, care

afecteaz negativ funcionalele de performan, n special eficiena. Dac se noteaz cu pLA-

pierderile totale n toate cele qA PAi ale LAs rezult c pentru ntreaga linie, pierderile vor fi:

pLAs= 1-

AA

n

1jAejAA

A*A

n

1jAej

Tq

tTq

Tq

ttSAetSAe

[%]

Expresia anterioar exprim pierderile totale ale liniei de asamblare, provocate de

ntrzierile, ateptrile, produse de dezechilibrele din toate posturile liniei. Pierderile de mai sus

provocate de timpii de ateptare nu trebuie confundate cu cu defectabilitatea componentelor

liniei, care este provocat de blocajele funcionale ale componentelor liniei.

METODE DE ALOCARE A SARCINILOR ELEMENTARE UNEI OPERAII DE

ASAMBLARE

Alocartea sarcinilor elementare n formarea unei operaii const n combinarea acestora,

cu respectarea condiiilor de preceden, a restriciei TAi TA imp, i min(TAi 0) astfel ca

(tast0) n scopul min (pAi) 0,20 i a max (EAi, uti). Combinarea SAej se face pas cu pas pentru

toate adiacenele grafului. Echilibrarea ideal presupune pA=0 qA*TA med=j

Aejt , care, de

obicei, nu poate fi realizat practic.

Metodele de alocare a sarcinilor elementare pe operaii se mai denumesc i metodele de

echilibrare a liniei, apeleaz la euristica inginereasc i const n rezolvarea logic, manual, prin

multe ncercri, i nu garanteaz optimizarea ideal ci gsirea unor soluii bune, acceptabile din

punct de vedere practic. Dintre acestea vor fi tratate cele mai uzuale i anume: metoda sarcinii

cea mai mare, metoda Killbridge-Wester, metoda irului ponderilor, metoda posturilor n paralel

i metoda COMSOAL.


7

Alocarea se face ncepnd cu intrrile, dinspre amonte, i sfrind cu ieirile, ctre aval, pas cu

pas, adiacen cu adiacen.

Toate exemplificrile care urmeaz vor folosi datele grafului din figura 5.1.

METODA SARCINII CEA MAI MARE.

Metoda se bazeaz pe ordonarea SAej, n ordinea strict descresctoare a tAej din care se

extag i se aloc, n ordine strict, SAej care formeaz adiacene strict succesive, pn cnd se

respect condiia j

impAAej Tt . Pn aici se formeaz o operaie.

Procedura se repet identic cu SAej rmase n tabel, pn la epuizarea tuturor sarcinilor.

Procedura este urmtoarea:

Pasul 1) Se listeaz toate SAej, din fia tehnologic, n ordinea descresctoare a valorilor

tAej, ncepnd cu valoarea cea mai mare i sfrind cu cea mai mic;

Pasul 2) Se asigneaz SAej din tabel, OAi curente, cu valoarea cea mai mare, n ordinea

strict descresctoare, numai dac formeaz adiacen cu SAe(j-1) alocat anterior;

Pasul 3) Se continu alocarea SAe(j+k) din tabel, OAi curente, n ordinea strict

descresctoare dac formeaz adiacen cu SAej anterior alocat;

Pasul 4) Se repet paii 2) i 3) pentru fiecare SAej urmtoare pn la satisfacerea

condiiei j

impAAej Tt . n acest moment a fost constituit o OAi.

Pasul 5) Se repet procedura, cuprinznd paii 1, 2, 3, 4, pn la epuizarea tuturor

sarcinilor din tabel.

n cele ce urmeaz se va aplica procedura prezentat, folosind datele din graful figura

6.2, pentru un TA imp=1 min.

Pas 1) n tabelul 5.2 se prezint SAej ordonate n ordinea din fia tehnologic, tabelul 5.1, iar n

tabelul 5.3 se ordoneaz, n ordinea strict descresctoare a tAej, toate SAej din tabelul anterior;


8

Tabelul 5.2 Tabelul 5.3

SAej tAej

[min]

Condiii de

preceden

1 0,2 -

2 0,4 -

3 0,7 1

4 0,1 1, 2

5 0,3 2

6 0,11 3

7 0,32 3

8 0,6 3, 4

9 0,27 6, 7, 8

10 0,38 5, 8

11 0,5 9, 10

12 0,12 11

SAej tAej

[min]

Condiii de preceden

3 0,7 1

8 0,6 3, 4

11 0,5 9, 10

2 0,4 -

10 0,38 5, 8

7 0,32 3

5 0,3 2

9 0,27 6, 7, 8

1 0,2 -

12 0,12 11

6 0,11 3

4 0,1 1, 2

Pas 2) n tabelul 5.4 se prezint SAej ordonate n ordinea strict descresctoare a tAej i se aloc

SAe2SAe5SAe1SAe4OA1 care n graful din figura 4.1 au adiacene, iar 4,1,5,2j

Aejt =1

min=TA imp. Dac s-ar continua alocarea s-ar depi TA imp. Astfel alocarea sarcinilor elementare

pentru OA1 a luat sfrit. n tabelul 4.2 se taie SAej alocate OA1;

Tabelul 5.4

SAej OAi tAej

[min] ]PL[min/

T)t(

i

jAiAej

Condiii

de

preceden

2

OA1

0,4

1

-

5 0,3 2

1 0,2 -

4 0,1 1, 2

3 OA2

0,7 0,81

1

6 0,11 3

8 OA3

0,6 0,987

3, 4

10 0,38 5, 8

7 OA4

0,32 0,59

3

9 0,27 6, 7, 8

11 OA5

0,5 0,62

9, 10

12 0,11 11


9

Pas 3) Se aplic aceeai procedur urmtoarei operaii OA2. Ea se formeaz cu sarcinile

elementare rmase netiate n tabelul 4.4. Se constat c sarcinile cele mai mari, adiacente cu

precedentele sunt SAe3SAe6OA2 tAe3+tAe6=TA2=0,7+0,11=0,81 min


10

METODA KILLBRIDGE WESTER

Aceast metod se aplic problemelor de echilibrare complexe i dificile. Este o

procedur euristico- inginereasc. Simplitatea ei const n faptul c oricare SAej se selecteaz n

ordinea poziiei naturale a ei n fia tehnologic. Astfel primele SAej din amontele de intrare al

grafului sunt i intrri n graf. Aceasta elimin una dintre dificultile metodei sarcinii cea mai

mare, n care sarcini de la sfritul irului precedenelor pot devein primele sarcini (de intrare) n

graf, pentru faptul c valorile corespunztoare ale lui tAej sunt cele mai mari.

Se impune a fi precizate urmtoarele reguli: nodurile (sarcinile elementare) ale grafului se

plaseaz ordonate pe coloane; toate sarcinile elementare fr precedene se plaseaz n coloana

nti, pe intrare n amonte; coloanele se succed, n sens cresctor, de la stnga (amonte) ctre

dreapta (aval); unei coloane i se aloc o operaie de asamblare care va purta numrul coloanei;

dac o sarcin poate fi deplasat n ambele coloane (la stnga i la dreapta), ea se deseneaz cu

linie ntrerupt, deplasarea ei se indic printr-o sgeat groas i se listeaz n parantez, n

ambele coloane; toi parametrii coloanelor au ca indici numrul curent al coloanei; prin

deplasarea unei sarcini ntr-o alt coloan, pe aceasta poate aprea un asincronism pozitiv (loc

ngust) sau negativ (post subncrcat); pentru a se respecta, cu strictee, condiiile de preceden,

transferul dintr-o coloan n alta se face totdeauna spre stnga ( spre amonte, intrare) i numai n

cazul n care nu se ndeplinete vreo condiie, caz rar ntlnit, transferul se va face la dreapta,

spre aval.

Procedura Killbridge-Wester const n rezolvarea problemei fie prin metoda grafului, fie prin

metoda tabelar.

Metoda grafului. Dispunnd de fia tehnologic, se construiete schema precedenelor

(succesiunilor) astfel ca nodurile grafului s fie dispuse pe coloane, ca n figura 5.4.


11

1

3

5

2

4

8

7

6

11 12

I II III IV V VI

4

55

0,2

0,4

0,7

0,1

0,3

0,11

0,32

0,6

0,27

0,38

0,5 0,12(0,1)

(0,3) (0,3)

3,0t 4IA

1,0t 5IA

0t 45IA

5,4,2,1jAejI SOA

min1T

3,01,04,02,0T

impA

AI

6

(0,11)

19,0T 6IIA

min1T81,0

11,07,0T

SOA

19,0T

impA

IIA

6,3jAejII

IIA

10

9

08,0T IIIA

8,7jASejIII SOA

min1T92,0

6,032,0T

impA

IIIA

35

,0

TIV

A

1

0,9

jA

ejIV

SO

A

m

in1

T6

5,0

38

,02

7,0

T

imp

A

IVA

11

AS

eV

SO

A

min

1T

5,0

T

imp

AVA

5,0

TV

A

12

Ae

VI

SO

A

88

,0

TV

IA

m

in1

T

12

,0

T

imp

AVI

A

Fig 5.4 Graful alocrii sarcinilor pe operaii prin metoda Killbridge-Wester

Procedura va fi exemplificat, ca i n cazul precedent, pe graful de precedene iniial din figura

5.2. n figura de mai sus, n coloana I au fost plasate SAe1 i SAe2, cu precedene pe SAe4 i SAe5.

Cum tAe1+tAe2=0,2+0,4=0,6 min < TAimp=1 min, trebuie s se mai aloce sarcini suplimentare.

Dinspre dreapta, coloana II, nu poate intra n coloana I, SAe3 tAe3=0,7 min, pentru c depete

TAimp=1 min, dar pot intra SAe4 i SAe5, indicate prin sgei ngroate i noduri cu linie ntrerupt.

Transferul SAe4 las un asincronism TA I 4=- 0,3 , iar cel al lui SAe5TA e 5= - 0,1. Rezult c

dac (col I) OA1= 5,4,2,1jAejS

TA1=0,2+0,4+0,1+0,3=1 min=TA imp TA 1=0. n coloana II a

mai rmas SAe3 tAe3=0,7 minTA II=-0,3 min. Oricare transfer al SAe7, 8 facce ca TAe II >TA

imp. Singurul transfer admis este cel al SAe6 din coloana treia n a doua, aa cum este artat n


12

graf. Rezult c (col II)OA2= 6,3j

AejS

TA 2=0,7+0,11=0,81 minTA2=-0,19. Se constat

c SAe5 a fost alocat OA1, aa c a devenit inutil plasat n coloana treia. n coloana treia a mai

rmas SAe7 i SAe8 tAe7+tAe8=0,32+0,6=0,92 min=TA 3TA3=-0,08 min. Se constat c oricare

sarcin la dreapta (col IV) nu ndeplinete condiia alocrii, deoarece s-ar depi TA imp. Deci

OA3= 8,7j

AejS

. Din fia tehnologic, tabelul , se constat c sarcinile SAe11 i SAe12 nu pot fi

combinate, nici ntre ele i nici cu alte sarcini, constituindu-se fiecare n cte o operaie

independent, adic OA5=SAe11 cu TA5=tAe11=0,5 min TA5=-0,5 min i OA6=SA12 cu

TA6=tAe12=0,12 minTA6=-0,88 min. Rmne ca OA4= 10,9j

AejS

TA4=0,27+0,38=0,65

min TA4=-0,35 min. Au rezultat 6 operaii i deci 6 posturi de asamblare. Acest sistem de

asamblare compozat prin metoda Killbridge Wester provoac o pierdere de 33%. Aceast

pierdere inadmisibil este provocat de postul de ambalare, care este insuficient ncrcat. Dac se

exclude acest post din sistem ca indirect productiv, atunci pierderea total ar fi de cca. 20%, deci

admisibil.

Graful de compozare rezultat al sistemului de asamblare este prezentat n figura 5.6, a).

PA PA PA PA PA PA1 2 3 4 5 6

I

5,4,2,1j

AejS

8,7j

jAeS

10,9j

AejS Ae11S SAe12

6,3j

AejS

Fig 5.6, a) Graful compozrii sistemului de asamblare prin metoda grafului, Killbridge

Metoda tabelar. Conform metodei tabelare se listeaz fia tehnologic i se grupeaz sarcinile,

respectnd condiiile de preceden i durata impus ciclului de asamblare ca n tabelul 5.5. Din

tabelul precedent rezult o alocare nesatisfctoare a sarcinilor pe operaii deoarece

asincronismele sunt mari, pozitive i negative (de exemplu col I, col IV, col V, col VI).

Realocarea sarcinilor pe operaii i posturi ca n tabelul 5.6, reduce considerabil asincronismele

i conduce la o soluie cu cinci posturi, figura 5.7, b) toate cu asincronisme negative.


13

Tabelul 5.5

SAej Coloana

c

t Aej

[min] [min]

tccol/t Aecj

Aej

[min]

Ttt impAAcAec

1 I

0,2 0,6 -0,4

2 0,4

3

II

0,7

1,1 +0,1 4 0,1

5 0,3

(5)

III

(0,3) +(0,3)

1,03

+(0,3)

+0,03

6 0,11

7 0,32

8 0,6

9 IV

0,27 0,65 -0,35

10 0,38

11 V 0,5 0,5 -0,5

12 VI 0,12 0,12 -0,88

Tabelul 5.6

SAej

Coloana

c

PAi

t Aej

[min] [min]

tccol/t Aecj

Aej

[min]

Ttt impAAcAec

1

PA1

0,2

1 0 2 0,4

4 0,1

5 0,3

3 PA2

0,7 0,81 -0,19

6 0,11

7 PA3

0,32 0,92 -0,08

8 0,6

9 PA4

0,27 0,65 -0,35

10 0,38

11 PA5

0,5 0,62 -0,38

12 0,12

PA PA PA PA2 31 4

PA5

I

Fig 5.6, b) Graful compozrii sistemului de asamblare prin metoda tabelar, Killbridge

Pierderile provocate de aceast soluie sunt de sub 20 %.


1

ECHILIBRAREA LINIILOR DE ASAMBLARE

3. METODA IRULUI PONDERILOR

Metoda irului ponderilor a fost elaborat de Helgeson i Birnie.

Fie un sistem complet de evenimente (sarcini elementare). Ponderea unui eveniment

SAej este dat de valoarea j

Aejt , ncepnd cu valoarea proprie pn la a ultimului eveniment

din ir.

Metoda const n calculul ponderii fiecrei SAej, ordonarea acestora ntr-un ir strict

descresctor al valorilor ponderilor i alocarea SAej unei OAi, respectnd condiiile de preceden

i durata tactului impus.

Procedura de alocare a sarcinilor pe operaii const n:

Pas 1) Se calculeaz ponderea fiecrei SAej n irul sarcinilor ordonate din fia tehnologic, ca

j

Aejt , ncepnd cu valoarea proprie pn la ultima sarcin din fia tehnologic;

Pas 2) Se listeaz SAej n ordinea strict descresctoare a valorii ponderii;

Pas 3) Se aloc SAej OAi n ordinea descresctoare a ponderilor, respectnd condiiile de

preceden i minTAi 0.

Pentru exemplificare se va considera cazul tratat iniial, a crui fi tehnologic este

dat n tabelul 6.1.

Tabelul 6.1

Nr crt Sarcina de asamblare

elementar SAej

tAej [min /

SAej]

Condiii de

prceden

1 Plasarea carcasei pe palet 0,2 -

2 Asamblarea prizei i a

stecherului la cablu 0,4 -

3 Asamlarea frnei pe carcas 0,7 1

4 Conectarea cablului la motor 0,1 1, 2

5 Conecatrea cablului la

ntreruptor 0,3 2

6 Asamblarea mecanismului de

frnare 0,11 3

7 Asamlarea discului de frnare 0,32 3

8 Asamblarea motorului cu frna 0,6 3, 4


2

9 Montarea plcii de frnare pe

motor i reglarea ei 0,27 6, 7, 8

10 Asamblarea comutatorului pe

motorul cu frn 0,38 5, 8

11 Asamblarea capacului de

protecie, control i testare 0,5 9, 10

12 mpachetarea i ambalarea 0,12 11

Durata total a asamblrii TAt 4 min

13

2

6

7

8

5

4 10

9

11 12

0,2

0,4

0,7

0,1

0,3

0,11

0,32

0,6

0,27

0,38

0,5 0,12

SAe9SAej

1 j 12

I

I

E1

2

Fig 6.1 Graful asamblrii obiectului electrocasnic

n tabelul 6.2 se prezint ponderile calculate din fia tehnologic, tabelul 6.1.

Tabelul 6.2

SAej

tAej

[min]

j

Aejt

[min]

Condiii de

preceden

1 0,2 3,30 -

2 0,4 2,67 -

3 0,7 3,00 1

4 0,1 1,97 1, 2

5 0,3 1,30 2

6 0,11 1,00 3

7 0,32 1,21 3

8 0,6 1,87 3, 4

9 0,27 0,89 6, 7, 8

10 0,38 1,00 5, 8

11 0,5 0,62 9, 10

12 0,12 0,12 11

Din graful precedenelor figura 6.1 rezult c irul ordonat al SAej pentru SAe1

SAe1SAe3SAe4SAe6SAe7SAe8SAe9SAe10SAE11SAe12, a crei pondere n timp va fi


3

PSAe1=tAe1+tAe3+tAe4+tAe6+tAe7+tAe8+tAe9+tAe10+tAe11+tAe12=0,2+0,7+0,1+0,11+0,32+

+0,6+0,27+0,38+0,5+0,12=3,30 min. Calculul lui PSAe8tAe8+tAe9+tAe10+tAe11+tAe12

=0,6+0,27+0,38+0,5+0,12=1,87 min.

Listarea ponderilor tuturor sarcinilor este dat n tabelul 6.3.

Tabelul 6.3

SAej

tAej

[min]

j

Aejt

[min]

Condiii de

preceden

1 0,2 3,30 -

2 0,4 2,67 -

3 0,7 3,00 1

4 0,1 1,97 1, 2

5 0,3 1,30 2

6 0,11 1,00 3

7 0,32 1,21 3

8 0,6 1,87 3, 4

9 0,27 0,89 6, 7, 8

10 0,38 1,00 5, 8

11 0,5 0,62 9, 10

12 0,12 0,12 11

Ordonarea strict a sarcinilor elementare n funcie de valoarea ponderii este dat n tabelul 6.4.

Tabelul 6.4

SAej tAej

[min] j

Aejt

[min]

Condiii de

preceden

1 3,30 3,30 -

3 3,00 3,00 1

2 2,67 2,67 -

4 1,97 1,97 1, 2

8 1,87 1,87 3, 4

5 1,30 1,30 2

7 1,21 1,21 3

6 1,00 1,00 3

10 1,00 1,00 5, 8

9 0,89 0,89 6, 7, 8

11 0,62 0,62 9, 10

12 0,12 0,12 11

Alocarea sarcinilor elementare pe operaii, n ordinea strict a valorii ponderii, cu

respectarea condiiilor de preceden, este dat n tabelul 5.5.


4

Tabelul 6.5

SAej

PAi tAej

[min]

tAi=j

Aejt

[min] [min]

Ttt impAAiAi

Condiii de

preceden

1 1

0,2 0,90 -0,10

-

3 0,7 1

2

2

0,4

0,91 -0,09

-

4 0,1 1, 2

5 0,3 2

6 0,11 3

8 3

0,6 0,92 -0,08

3, 4

7 0,32 3

10 4

0,38 0,65 -0,35

5, 8

9 0,27 6, 7, 8

11 5

0,5 0,62 -0,38

9, 10

12 0,12 11

Din ultimul tabel se constat c a fost obinut o alocare mult mai echilibrat ( mai bun)

dect n oricare alta precedent, obinute prin metodele anterioare, ceea ce se percepe prin

asincronismele mici, toate negative, lsnd loc alocrii i a unor activiti indirect productive

fiecrei operaii. n ultimul tabel, operaiile obinute au fost asignate posturilor de asamblare. Au

rezultat 5 posturi, ca i n cazurile anterioare, deosebindu-se prin structura operaiilor. Graful

compozrii sistemului de asamblare este prezentat n figura 6.2.

PA PA PAPA PA1 2 3 4 5I EA A

3,1j

SAejS

6,5,4,2j

AejS

8,7j

AejS

10,9j

AejS

12,11j

AejS

Fig. 6.2 Graful compozrii sistemului de asamblare, prin metoda irului ponderilor

Se constat c metoda irului ponderilor devine cea mai eficient metod de alocare,

utilizabil n alocarea sarcinilor n procese tehnologice mari i complexe, fiind potrivit pentru

utilizarea calculatorului.


5

4. METODA POSTURILOR DE LUCRU N PARALEL

Atunci cnd, din considerente tehnologice, o sarcin elementar nu mai poate fi

descompus n altele mai simple, iar tAej > TA imp, se recurge la alocarea sarcinii pe o staie de

lucru Stli cu pji (tAej/ TA imp), n care pji este un numr ntreg de posturi de asamblare identice

care vor lucra n paralel, executnd aceeai sarcin. Pentru obinerea unei ncrcri bune a tuturor

(pji PAji), sarcinii curente i se mai adaug i alte sarcini, cu respectarea condiiilor de preceden

i a unui grad de ncrcare ct mai mare care se asigur printr-un asincronism (minTAi 0).

Considernd exemplul din graful precedenelor din figura 6.1, o echilibrare perfect,

pentru min4t12

1jAej

i TA imp=1 min, rezult pentru pA=0 % qA=4 PA.

Din toate analizele (alocrile ) anterioare au rezultat qA=5 PA seriale, cu pA 20%. Deci

trebuie combinate dou operaii seriale ntr-una n paralel. Exist mai multe soluii dar cea mai

bun este cea prezentat n tabelul 6.6.

Tabelul 6.5

SAej PAi tAej

[min]

TAi=j

aejt

[min]

TAi=TAi-TA imp [min]

Condiii de

preceden

1

PA11 PA12

=StA1

0,2

2 0

-

2 0,4 -

3 0,7 1

4 0,1 1, 2

8 0,6 3, 4

5

PA2

0,3

1 0

2

6 0,11 3

7 0,32 3

9 0,27 6, 7, 8

10

PA3

0,38

1 0

5, 8

11 0,5 9, 10

12 0,12 11

Alocarea sarcinilor pe posturi n paralel, din tabelul anterior, este prezentat n graful

din figura 6.3.


6

1

2

3

4

5

9

6

7

10

8 11 12I

I

1

2

E0,2

0,4

0,7

0,1

0,3

0,11

0,32

0,6

0,27

0,38

0,5 0,12

OA

PA

OA

PA

1211

11

12

OA

PA

OA

PA

2

2

3

3

Fig 8.9 Graful alocrii sarcinilor prin metoda posturilor n paralel

PARamificRamific

PA

PA PA

11

12

2 3

I E

Sb T

f

8,4,3,2,1j

AejS

9,7,6,5j

AejS

12,11,10jAejS

1tAS

StA1


Staia de asamblare StA1=SA11SA12 s-a format combinnd astfel sarcinile de asamblare

nct s rezulte (maxTA1)=2 min=2*TAi, cele dou posturi n paralel lucrnd alternativ, cu

ciclurile decalate cu o jumtate de tact.

Nu exist nici-o procedur de formalizare a configurrii n paralel. Numai

ingeniozitatea, abilitile i experiena de proiectant / utilizator face posibil rezolvarea ct mai

corect a echilibrrii liniei.

Graful compozrii sistemului de asamblare cu posturi n paralel se prezint n figura 6.4.

1

2

3

4

5

9

6

7

10

8 11 12I

I

1

2

E0,2

0,4

0,7

0,1

0,3

0,11

0,32

0,6

0,27

0,38

0,5 0,12

OA

PA

OA

PA

1211

11

12

OA

PA

OA

PA

2

2

3

3


PARamificRamific

PA

PA PA

11

12

2 3

I E

Sb T

f

8,4,3,2,1j

AejS

9,7,6,5j

AejS

12,11,10jAejS

1tAS

StA1

Fig 6.4 Graful sistemului de asamblare cu posturi n paralel


7

6. METODA COMSOAL

Metoda COMSOAL, exprimnd abrevierea de la COmputer Method of Sequencing

Operations for Assembly Lines, elaborat de Chrysler Corporation, este una dintre metodele de

echilibrarea a liniilor de fabricaie cu calculatorul. Procedura COMSOAL ofer o succesiune de

soluii alternative, prin iteraii succesive pe calculator, i reine pe cea mai bun dintre ele.

Algoritmul COMSOAL se va exemplifica pe graful anterior, figura 6.1, de asamblare a

obiectului electrocasnic. n continuare vor fi definite cteva noiuni de baz.

Prin intrare absurd (exclus) se va nelege intrarea cu precedene neaplicabile n

practica industrial.

Prin preceden zero sau fr preceden se va nelege sarcina de intrare n postul

curent, excluznd sarcinile alocate anterior.

Prin precedene imediate se vor nelege toate sarcinile rmase nealocate din fia

tehnologic. Se consider ca precedene imediate iniiale sarcinile rezultate din fia tehnologic

fr precedene, cu care ncepe procedura de alocare a sarcinilor pe operaii i posturi i care vor

fi alocate postului nti al liniei.

6.1. Procedura de alocare prin metoda COMSOAL.

Pas 1). Se ntocmete lista A tabelul 6.6, din fia tehnologic i din graful anterior.

Lista A Tabelul 6.6

SAej

Precedenele imediate

1 0

2 0

3 1 (SAe1)

4 2 (SAe1, SAe2)

5 1 (SAe2)

6 1 (SAe3)

7 1 (SAe3)

8 2 (SAe3, SAe4)

9 3 (SAe6, SAe7, SAe8)

10 2 (SAe5, SAe8)

Lista B Tabelul 6.7

SAej fr precedene imediate

1 i 2


8

11 2 (SAe9, SAe10)

12 1 (SAe11)

Pas 2). Se ntocmete lista B tabelul 6.7, n care se nregistreaz toate SAej , din lista A

care nu au precedene imediate.

Pas 3). Se selecteaz aleatoriu o SAej din lista B.

Procedura de ordonare a SAej n lista urmtoare de selecie se bazeaz pe REGULA DE

CONSTRGERE care se enun astfel din lista A se va selecta, n ordine, acel grup de

Ajj

Aej S)S( a crei sum Ajj

Aej t)t( < TcA, adic suma s nu depeasc perioada ciclului

de asamblare.

Astfel, pentru cazul considerat, condiia restrictiv va fi urmtoarea:

) dac SA(j-1)< SAj < SA(j+1) i tA(i-1)= ij

AejAi)1i(j

Aej )t(t)t( iar

tA(i+1)= Ai)1i(j

Aej t)t( ij

Aej )t( , atunci constrngerea de preceden va fi dat de relaiile

tA(i+1)+tAi TcA i tA(i-1)+tA(i+1) > TcA i rezult c PAi i se aloc SAi=(SA(j-1)+SAj)I cu tAi=(tA(j-

1)+tAj)i TcA.

Pas 4) Se elimin SAj selectat n pasul 3 din ambele liste A i B, prin reactualizarea lor.

Actualizarea este necesar deoarece SAj, selectat n pasul 3, poate fi o preceden imediat

pentru SA(i+1). Ca urmare se modific numrul precedenelor imediate n lista A i SAej, care nu au

precedene imediate, n lista B. Se presupune c n pasul 3, SAe1 se alege arbitrar din lista B,

pentru asignarea la PA1. Aceasta nsemneaz c SAe3 s nu fie mai lung dect oricare dintre

precedenele SAe1 i SAe2. Cum SAe1 i SAe2 au precedene nule (nu au precedene) rezult c n

lista A reactualizat, SAe3 devine fr preceden (cu preceden nul) i se transfer n lista B,

din care dispare SAe1.

Pas 5) Din nou se selecteaz una dintre precedenele SAej din lista B, posibil practic, de

executat n urmtorul ciclu de lucru (de exemplu SAe2).

Pas 6) Se repet paii 4 i 5 pn cnd toate SAej din lista A au fost epuizate, prin alocarea

lor PAi, cu condiia ca tAi TcA.

O soluie admisibil a problemei este prezentat n tabelul 6.8. Aceast soluie conduce la

pierderi de pn la 20%, ca n unele cazuri anterioare.


9

Pas 7) Se reine soluia obinut i se repet paii 16, ncercnd s se obin o alt

soluie mai bun. Dac se obine o soluie cu pierderi mai mici i o eficien mai mare, aceasta va

fi reinut.

Pas 8) Graful alocrii sarcinilor pe posturi, conform soluiei obinut prin metoda

COMSOAL este prezentat n figura 6.5.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

0,20

0,40

0,70

0,10

0,30

0,11

0,32

0,60

0,27

0,38

0,50 0,12I 1

I 2

PA1

PA2

PA3

PA4

PA5

E 12

Fig 6.5 Graful alocrii sarcinilor pe posturi prin metoda COMSOAL

Tabelul 6.8

PAi SAej tAej [min] tAi

[min]

TcA

[min]

tAi=tAi-TcA

[min]

1

1 0,20

1,00

1,00

0 2 0,40

5 0,30

4 0,10

2 3 0,70

0,81 -0,19 6 0,11

3 8 0,60

0,98 -0,02 10 0,38

4 7 0,32

0,59 -0,41 9 0,27

5 11 0,50

0,62 -0,38 12 0,12


10

6. ALTE METODE DE MBUNTIRE A ECHILIBRRII LINIILOR DE

ASAMBLARE

mbuntirile care pot fi aduse echilibrrii liniilor de asamblare sunt acelea care mresc

indicatorii globali de performan ai sistemului. Principalele ci de mbuntire a echilibrrii

liniilor de asamblare sunt: divizarea unor sarcini n altele i mai simple ( reducerea tAej ),

schimbarea rapid a capetelor multiaxe (reducerea taux, tad, s.a.), preasamblarea unor componente

pe alte linii de asamblare, procurarea unor componente de pe pia sau fabricarea lor prin

colaborri cu teri, eliminarea blocajelor prin folosirea stocatoarelor pe fluxul de asamblare, s.a.


1

Sistemul flexibil de fabricaie

7.1. Definiie. Structur. Funcii.

S.F.F. reprezint un grup de maini unelte cu comand numeric (M.U.C.N.) legate ntre ele printr-un sistem automat de transport i manipulare a piselor i sculelor, comandat de calculator, care realizeaz prelucrarea automat n serii mici i mijlocii a oricrei piese aparinnd unei familii de piese cu asemnri morfologice i/sau tehnologice, n limitele unei capaciti i ale unui algoritm de fabricaie prestabilite.

Structura general a unui S.F.F., sub forma schemei bloc (fig. 7.1) permite evidenierea funciilor generale ale sistemului:

funcia de prelucrare automat a pieselor; funcia de depozitare, transport i manipulare automat; funcia de comand autoamt a tuturor componentelor sistemului i de supraveghere,

control i diagnostic automate.

Figura 7.1. Structura general a unui SFF


2

Funcia de prelucrare automat se realizeaz n cadrul subsistemului tehnologic al S.F.F., avnd n componen posturile de lucru PL i mijloacele de manipulare a pieselor i sculelor. Realizarea acestei funcii presupune alimentarea automat cu piese i scule a mainii, schimbarea automat a poziiei piesei n dispozitivul de centrare/fixare, prelucrarea propriu-zis n comand numeric i, eventual, optimizarea procesului de achiere pe maina unealt. Pot fi incluse aici i posturile de splare automat i mainile automate de msurat. Posturile de lucru PL pot fi i posturi pentru montarea automat.

Funcia de depozitare, transport i manipulare automat se refer la fluxul automat al materialelor n S.F.F. i include mai multe funcii pariale:

nmagazinarea automat a pieselor, sculelor, dispozitivelor i materialelor auxiliare; cutarea i livrarea n sistem a pisei, sculei, disp. etc. n mod automat; transportul automat al pieselor, sculelor, dispozitivelor i materialelor auxiliare ntre

depozite i maini; manipulare pieselor, sculelor i dispozitivelor n depozite; colectarea i evacuarea achiilor i lichidelor de rcire-ungere utilizate din sistem.

Condiia principal n funcionarea subsistemului de depozitare i transport este ca transferul materialelor s se efectueze totdeauna la locul i momentul potrivit.

Funcia de comand, spraveghere, control i diagnostic dintr-un S.F.F. este realizat de subsistemul informaional prin fluxul informaional care se transmite n 2 sensuri: sensul direct, al informaiilor de comand i sensul invers, al informaiilor de supraveghere, control i diagnostic.

Funcia de comand automat se realizeaz cu ajutorul unuia sau mai multor calculatoare ce lucreaz n timp real i al unitilor locale de comand (echipamente CNC la MU, automate programabile la sistemele de manipulare i transport, microcalculatoare pt comanda depozitelor automate etc.). Programele de calculator, furnizeaz ntregului sistem informaiile tehnice i organizatorice necesare pt comanda procesului de prelucrare pe MU i pt comanda operativ a produciei (comanda depozitelor de pese i scule, comanda sist. de transport, tipul pieselor n lucru, mrimea i succesiunea seriilor de prelucrare, ncrcarea MU etc.).

Funcia de comand, supraveghere, control i diagnosticare realizeaz monitorizarea S.F.F. i poate include mai multe funcii: o supravegherea strii sculelor; o supravegherea procesului de prel pe MU;

supravegherea funcionrii mainilor i celorlalte componente fizice i diagnosticarea diverselor defeciuni;

supravegherea desfurrii fabricaiei; controlul automat al pieselor prelucrate etc.

Informaiile pentru realizarea acestor subfuncii sunt obinute din sistem cu ajutorul unor traductoare, senzori, aparate de msur etc. i se transmit, n sens invers, ctre calculatorul de proces

Caracteristicile principale ale unui S.F.F. constau n urmtoarele: se poate realiza prelucrarea succesiv sau n paralel a diverse piese, mai mult sau mai

puin asemntoare ca form i proces tehnologic, mrimea seriilor de fabricaie putnd diferi foarte mult;

se realizeaz legtura exterioar ntre mainile unelte ale sistemului, prin care semifabricatul poate trece de la o main la alte pe diverse ci. Timpul de prelucrare pe diferite maini nu depinde de tactul de lucru al S.F.F. Diferena dintre timpii de prelucrare pe maini i tactul sistemului se compenseaz prin amplasarea depozitelor descentralizate de piese;


3

prelucrarea se realizeaz cu aceleai MU, fr reglaje suplimentare la trecerea de la prelucrarea unei piese la alta sau cu efectuarea unor reglaje ale dispozitivelor componente

sau parametrilor de lucru;

permit trecerea la producia neasistat de operatori datorit sistemelor automate de transport i alimentare automat i datorit existenei depozitelor centrale ce asigur rezerva de piese i scule pe durata a cel puin unui schimb;

permit realizarea coordonrii prelucrrii informaiilor de ordin tehnic i a celor organizatorice, n cadrul unor programe de producie prestabilite, care ns pot fi corectate automat n funcie de starea real de funcionare a sistemului la un moment dat.

7.2. Clasificarea S.F.F.

Principalele criterii de clasificare ale S.F.F. sunt:

mrimea seriilor de fabricaie; forma geometric a pieselor prelucrate n S.F.F.; tipul mainilor unelte care constituie posturile de lucru ale S.F.F.; geometria traseelor de transport.

Mrimea seriilor de fabricaie este un criteriu util n dimensionarea S.F.F. Din acest punct de vedere exist:

1. S.F.F. pentru prelucrarea n serii mari a unui nomenclator redus de tipuri de piese (ex.: blocuri motor de autovehicule);

2. S.F.F. pentru serii medii de fabricaie a unui numr mediu de tipuri de piese; 3. S.F.F. pentru prelucrarea n serii mici si foarte mici (chiar unicate).

Clasificarea n funcie de forma geometric a pieselor prelucrate, este util n proiectarea S.F.F. astfel nct s se obin o cretere a nivelului de tipizare i normalizare a componentelor sistemului. Conform acestui criteriu exist 2 grupe:

S.F.F. pentru prelucrarea pieselor de revoluie;

S.F.F. pentru prelucrarea pieselor prismatice, de tipul carcaselor (80% din S.F.F. pe plan

mondial).

n fiecare din cele 2 grupe pot fi create subgrupe determinate de raportul

lungime/diametru pentru piesele de revoluie, sau raportul ntre lungime, lime, nlime pentru piesele prismatice.

Conform celui de al treilea criteriu, tipul de MU care constituie posturile de lucru, S.F.F.

se mpart n trei grupe:

1. S.F.F. realizate cu MU ce se pot completa reciproc din punct de vedere al posibilitilor tehnologice (strunguri, m. de frezat, m. de gurit cu comanda numeric etc.);

2. S.F. realizate cu MU care se pot nlocui reciproc ca posibiliti tehnologice (centre de prelucrare);

3. S.F.F. combinate, realizate cu MU de ambele tipuri (maini din gr. 1 la care se adaug centre de prelucrare).

n cazul MU care se pot nlocui reciproc, se poate ajunge la un coeficient de utilizare a

timpului disponibil de 100%. Alegerea postului de lucru este liber, mainile nefiind prioritare, iar ieirea din uz a unui post afecteaz n mic msur funcionare ntregului sistem. Dezavantajul unui astfel de tip de S.F.F. este dat de costul de investiie ridicat.

n practic, pentru a beneficia de avantajele ambelor tipuri de sisteme, S.F.F. se realizeaz prin combinarea ambelor tipuri de maini. Se adopt un nr. de maini care se


4

completeaz reciproc i suplimentar, pentru anumite sarcini de prelucrare se mai adaug unul sau dou centre de prelucrare. Se obine o cretere a gradului de flexibilitate i o siguran n funcionare determinat de redundana mainilor componente.

n Japonia se utilizeaz o clasificarea S.F.F. dup geometria sistemului de transport al pieselor, util n elaborarea schemei de amplasare spaial a posturilor de lucru:

S.F.F. cu transport liniar - piesele sunt transportate ntr-o direcie printre posturile de lucru ale sistemului care sunt aezate n linie; S.F.F. cu transport circular, la care posturile au o amplasare circular; S.F.F. cu sistem de transport prin care se realizeaz accesul liber al pieselor la oricare

post de lucru din sistem, obinndu-se n acest mod cel mai nalt grad de flexibilitate i cel mai mare coeficient de utilizare al timpului de lucru al mainilor.

7.3. Flexibilitatea i automatizarea S.F.F.

Productivitatea maxim i flexibilitatea necesar concepiei i exploatrii S.F.F. se obin prin crearea unui echilibru ntre gradul de flexibilitate i automatizare.

Gradul de flexibilitate al unui S.F.F. se apreciaz global prin numrul tipurilor de piese prelucrabile n cadrul sistemului. Acest mod de apreciere nu ia ns n consideraie aspectele calitative, tipul de produse putnd nsemna uneori doar dimensiuni diferite ale unor piese cu

forme similare, iar n alte cazuri n grupa respectiv putnd fi introduse att piese prismatice ct i piese de revoluie.

O apreciere mai exact a gradului de flexibilitate al S.F.F. se poate face prin numrul strilor diferite ale sistemului, lund n consideraie i timpul i cheltuielile necesare adaptrii sistemului la noua stare.

Flexibilitatea unui S.F.F. este practic determinat de dou componente: o flexibilitatea structurii hardware a sistemului; o flexibilitatea structurii software.

Flexibilitatea tehnologic a posturilor de lucru este dat de tipul i numrul operaiilor tehnologice care se pot executa, adic de nr. de scule, de mrimea i forma spaiului de lucru, care este determinat de axele de micare ale mainii i cursele maxime dup aceste axe i de limitele de reglare a regimului de achiere. Aceast flexibilitate se obine prin realizarea posturilor de lucru n concepie modular.

Subistemul de depozitare, transport i manipulare realizeaz flexibilitatea prin utilizarea paletelor de piese n scopul depozitrii controlate,al transportului, manipulrii i prinderii n posturile de lucru.

Flexibilitatea subsistemului de comand, supraveghere, control i diagnostic este dat de capacitatea de memorare a unui nr. ct mai mare de programe, de viteza de accesare a

memoriilor i viteza i capacitatea de transmitere a informaiilor prin interfa, precum i de posibilitatea de modificare n timp real a programelor de comand.

Flexibilitatea structurii hardware a S.F.F. nu se poate realiza fr posibilitatea valorificrii n exploatare printr-un sistem de programe corespunztor, adic printr-o structur software ct mai flexibil. Aceasta se obine prin elaborarea rapid a programelor de prelucrare i n special, printr-o flexibilitate mare a planificrii calendaristice, a programelor de conducere operativ a produciei i a dispecerizrii acesteia (distribuirea flexibil a lucrrilor n funcie de starea real a sistemului).

Obinerea unei productiviti ridicate se realizeaz prin automatizarea S.F.F. Gradul de automatizare al S.F.F. poate fi exprimat prin numrul i tipul funciunilor parial automatizate n cadrul sistemului. Prima treapt de automatizare a produciei se obine prin utilizarea MUCN la care doar funcia de prelucrare este automatizat. Adugarea unor noi funcii automatizate conduce la trepte superioare de automatizare a S.F.F. (fig. 7.2).


5

Figura 7.2. Ierarhia automatizrii fabricaiei flexibile

Domeniile de utilizare eficient a sistemelor de fabricaie cu grade de flexibilitate i automatizare diferit, n funcie de dimensiunile seriilor de prelucrare i de diversitatea pieselor prelucrate este prezentat n fig. 6.3. n domeniul seriilor mari i al produciei de mas pentru un singur tip de piese, eficacitatea maxim o au liniile automate de transfer cu automatizare rigid. n cazul opus, al produciei de serie foarte mic sau de unicate se utilizeaz MUCN. ntre cele dou extreme se afl sistemele flexibile cu diverse nivele de automatizare: modulul flexibil de fabricaie (M.F.F.) i sistemul flexibil de fabricaie (S.F.F.).


6

Figura 7.3. Raportul flexibiliate productivitate n automatizarea fabricaiei

7.4. Criterii de evaluare a flexibilitii n majoritatea lucrrilor criteriile de evaluare a flexibilitii se mpart n dou mari

categorii: calitativ - descriptive i cantitativ-relaionale. n acestea sunt folosite criteriile: gradul de diversificare tipologic a sarcinii de producie, mrimea lotului de fabricaie, costurile i timpii de adaptare i reglare la schimbarea sarcinii de producie, gradul de ncrcare a locului i forei de munc, costurile de producie, gradul de nchidere a procesului, creterea capacitilor de producie i a productivitii muncii .a.

Relaiile exprim adesea dependenele ntre doi, trei parametrii exprimnd astfel un aspect particular. Nu exist o expresie global a flexibilitii, ci numai unele parial restrnse, localizate pe o zon a sistemului.

Cele mai reprezentative criterii globale sunt:

- diversitatea tipologic a sarcinii de fabricaie, - timpul i costul schimbrii strii sistemului la schimbarea sarcinii de fabricaie, - mrimea lotului de fabricaie i frecvena schimbrii lui, - efortul material, uman i de conducere / planificare la schimbarea sarcini de

fabricaie.

7.5. Indicatori de evaluare a flexibilitii

Flexibilitatea poate fi evaluat prin mai muli indicatori, cei mai importani fiind cei cinci de mai jos.

1. Flexibilitatea tehnologic, este capacitatea sistemului de fabricaie de a executa diferite sarcini de fabricaie curente (SaFac) dintr-un numr mare de sarcini de fabricaie posibile (SaFap) pentru o clas sau familie de repere.

1SaFa

SaFaF

p

ct (7.1)


7

2. Flexibilitatea de manipulare, este raportul dintre numrul itinerariilor (traselor) de transport oferite de sistem i numrul de trasee posibile i necesare pentru o familie de repere.

1Itp

ItpF

p

cstr (7.2)

3. Flexibilitatea structural, exprim capacitatea unui sistem de fabricaie de a-i modifica structura intern prin reconfigurare, extindere, restrngere pentru execuia sarcinii de fabricaie curent.

1S

SrF

p

cstr (7.3)

Src numrul structurilor reconfigurabile pe care le realizeaz sistemul pentru execuia SaFac; Sp - numrul configurrilor posibile.

4. Flexibilitatea de adaptare, capacitatea sistemului de fabricaie de a se adapta structural la sarcini diferite de fabricaie curente cu costuri minime i se exprim prin relaia:

1I

CC1F

SFF

manadmatad

str

(7.4)

n care:

- Cad mat sunt cheltuielile materiale de adaptare;

- Cad man sunt cheltuielile de adaptare cu manopera;

- ISFF este investiia total n SFF.

5. Flexibilitatea de substituie, reprezentat de capacitatea sistemului de a se adapta refuzurilor n funcionare i de echilibrare a sistemului prin preluarea sarcinilor de fabricaie de ctre alte utilaje tehnologice ale sistemului. Se calculeaz cu relaia:

1

N

N1F

UTN

1i

iSUT

UTsbs

(7.5)

n care:

- NUT este numrul de utilaje tehnologice din sistem; - NUT S i este numrul de utilaje care pot realiza operaia i i-l pot substitui pe utilajul i (se va lua n calcul inclusiv utilajul i).

6. Flexibilitatea de utilizare este capacitatea unui sistem de fabricaie de a utiliza la un nivel maxim principalele subsisteme i componente, de a asigura o ncrcare maxim a subsistemelor i componentelor cele mai costisitoare i se exprim cu relaia:

1Fz

1i

Fi

z

1i

Ri

u

(7.6)

n care Fi este gradul de utilizare a utilajelor n SFF iar Ri gradul de utilizare ale acelorai

utilajelor n SFR, echivalent tehnologic.

7. Flexibilitatea n planificare este capacitatea sistemului de a permite o planificare / reprogramare (local, zonal, global) rapid i se exprim cu relaia:


8

1t

tF

Rp

Fp

p (7.7)

n care tpF este timpul de planificare /reprogramare la schimbarea reperului n SFF iar tpF celai timp dar n SFR, echivalent tehnologic.

8. Flexibilitatea de integrare este capacitatea sistemului de fabricaie de a permite integrarea global i pe componente ntr-un flux informaional cu prelucrare automat a datelor.

1N

NF

tc

Citg

itg (7.8)

n care Ncitg este numrul componentelor integrate informaional iar Ntc numrul total al componentelor sistemului de fabricaie.

Sistemul de fabricaie care are nivele de flexibilitate apropiate de 1 se numete sistem flexibil de fabricaie (SFF).

7.6. Structuri specifice de S.F.F.

n conformitate cu conceptele vehiculate n rile avansate industrial, exist trei nivele de sisteme flexibile automate care conduc la cele 5 tipuri de organizare (fig. 6.2):

modulul flexibil de fabricaie (M.F.F.), denumit celul flexibil de fabricaie atunci cnd lucreaz independent;

sistemul flexibil de fabricaie propriu zis (S.F.F.); linia automat flexibil (L.A.F.); atelierul flexibil de fabricaie (A.F.); uzina automat flexibil, cu integrare total (CIM).

Structura M.F.F. se organizeaz n funcie de geometria pieselor fabricate, ceea ce determin tipul mainilor unelte utilizate.

La prelucrarea pieselor prismatice, M.F.F. se organizeaz n jurul unui centru de prelucrare prin gurire i frezare, cruia i se asociaz componentele necesare automatizrii i supravegherii tuturor funciilor pariale ce trebuie realizate. Sistemul de manipulare i sistemul de msurare sunt integrate cu MU i toate sunt comandate i supravegheate de un sistem de comand numeric.

Pentru a putea realiza prelucrarea fr prezen uman pe o durat de minim un schimb, M.F.F. este dotat cu un depozit de semifabricate cu capacitatea necesar, iar transferul piesei n poziia de lucru, poziionarea i fixarea sunt automatizate. Pentru ca nomenclatorul pieselor prelucrate s fie ct mai variat, modulul trebuie s dispun i de un nr. de scule care n general este mai mare dect capacitatea magaziei proprii de scule a centrului de prelucrare. Pentru

aceasta se impune necesitatea existenei unui depozit de scule separat. Suplimentar este posibil ca diversitatea pieselor prelucrate s necesite dotarea modulului cu depozite de dispozitive, scule de msurare sau scule auxiliare.

Deoarece problemele de manipulare nu pot fi rezolvate de

Merged

Documents

Transcript of Merged