Гибкие производственные системы

Гибкое производство -такое производство, в котором представляется возможность за короткое время и при min затратах на том же оборудовании без перерыва производственного процесса и не останавливая оборудования переходить на производство др.изделий произвольной номенклатуры в пределах технических возможностей и технологического назначения оборудования.

ГПС являются специализированными средствами автоматизации, необходимыми для повышения эффективности мелкосерийного производства. Они представляют собой разновидность комплексного автоматизированного производства, построенного по блочно-модульному принципу.

Основные принципы работы ГПС:

-блочно-модульная форма построения;

-использование групповых технологических процессов;

-комплексная автоматизация всех основных и вспомогательных операций.

Структурно ГПС состоит из 2х частей:

-производственно-технологической

-информационно-управляющей

Функционирование ГПС обеспечивают 2 гр.элементов:

-произв-технологические функциональные элементы ГАП(гибкое автоматизированное.производство), составляющие производственно-технологическую часть ГПС;

-электронно-вычислительную и управляющую часть ГПС.

Производственно-технологическая часть ГПС предназначена для выполнения всех основных и вспомогательных технологических процессов и операций над элементами материального потока. Основные элементы производственно-технологической части ГПС: набор гибких производственных модулей (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения.

ГПМ -это единица технологического оборудования промышленного робота и средств оснащения для производства изделий произвольной номенклатуры автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все производственные функции, имеющая возможность встраиваться в более сложную систему.

В зависимости от размера ГПС и характера выполняемых ею функций, гибкие производственные модули интегрируются между собой, формируя следующие разновидности гибкого производства:

-гибкая автоматизированная линия

-гибкий автоматизированный участок

-гибкий автоматизированный цех

-гибкое автоматизированное предприятие.

Роботизированный технологический комплекс (РТК)-совокупность единиц технологического оборудования от 3 до 10 станков с ЧПУ, роторов и средств оснащения.

Система обеспечения ГПС предназначена для синхронизации работы отдельных производственных модулей и выполнения всех необходимых вспомогательных операций.

В структуру системы обеспечения ГПС входят:

-автоматизированная система складирования и транспортировки полуфабрикатов;

-автоматизированная система инструментального обеспечения (отслеживает износ при поломке инструмента и проводит его автоматическую замену);

-автоматизированная систем контроля качеста (отслеживает параметры работы оборудования и изготовления изделий, сигнализирует персоналу о необходимости переналадки);

-автоматизированная система удаления отходов производства.

Информационно-управляющая часть ГПС представлена иерархией АСУ и поддерживающих их ЭВМ, регламентирующих работу отдельных производственных модулей, их комплексов и элементов системы обеспечения.

На практике автоматизированные системы управления ГПС интегрируются с автоматизированными системами подготовки производства,вчастности,с системой автоматизированного проектирования (САПР) и системой автоматизированной технологической подготовки производства (АСТПП). Формируемая в результате этого система автоматизированного управления охватывает все основные стади разработки и изготовления продукции и обеспечивает взаимосвязь таких стадий.

ГПС отличаются от традиционных автоматических линий возможностью выпуска мелких партий изделий постоянно изменяющейся номенклатуры. Вместе с тем ГПС сохраняют основные преимущества комплексно автоматизированного производства, в частности, существенный рост производительности труда и отдачи оборудования, непрерывность производственного процесса и стабильность качества изготавливаемых изделий.

Основным параметром, по которому проводится подбор ГПС для конкретного производства, является степень гибкости, которая оценивается средними затратами времени или средней стоимостью изменения режимов работы технологического оборудования.

Гибкость ГПС является многокритериальным параметром и имеет следующие основные формы:

1.гибкость по номенклатуре продукции-способность переходить на выпуск изделий новой номенклатуры;

2.гибкость по объему выпуска-способность экономично изготавливать партии изделий меняющегося объема;

3.машинная гибкость-возможность быстрой замены технологического оборудования или вспомогательных устройств внутри отдельных производственных модулей.

4структурная гибкость-возможность быстрой и экономичной перекомпоновки производственных модулей при необходимости изменения производственного процесса

5.технологическая гибкость-способность реализовывать различные варианты технологического процесса на одном и том же оборудовании.

Выделенные виды гибкости в некоторых случаях могут противоречить друг другу, в связи с чем выбор оптимального варианта ГПС должен учитывать индивидуальные особенности конкретного производства.

Дальнейшее развитие ГПС создало более сложные гибкие системы в виде гибких производственных комплексов (ГПК), гибких автоматизированных линий (ГАЛ), гибких автоматизированных цехов.(ГАД) и гибких автоматизированных заводов.

35. КОНЦЕПЦИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОТРЕБНОСТЕЙ / РЕСУРСОВ И ОСНОВНЫЕ НА НЕЙ СИСТЕМЫ MRP И DRP

Концепция «планирования потребностей/ресурсов» является одной из наиболее популярных в мире логистических концепций.

На логистической концепции «Планирования потребностей / ресурсов» построены логистические системы «толкающего»типа, что отличает ее от системы «канбан»» «тянущего типа.

Толкающая (выталкивающая) система- это система организации» производства, в которой детали компоненты и полуфабрикаты подаются с предыдущей технологической операции последующую в соответствии с заранее сформированным жестким производственным графиком.

Материальные ресурсы и полуфабрикаты «выталкивается» с одного звена, производственной логистической системы на другое. Аналогичным образом готовая продукция выталкивается» в дистрибутивную сеть.

Общим недостатком «толкающей» системы, является недостаточное отслеживание спроса с обязательным созданием страховых запасов. Именно наличие страховых запасов позволяет учесть изменения спроса и предотвратить сбои в производстве. В ресультате хранение запаса замедляется оборачиваемость оборотных средст предсприятия, что увеличивает себестоимость производства готовой продукции

На основе концепции «планирование потребностей/ресурсов» разработаны след базовые микрологические системы.
* MRP (Meterial Requirements Planning, MRP) – система планирования потребностей в материалах (в производстве и снабжении)

*MRP II (Manufacturing Resourse Planning, MRP) – система прозводственого планирования потребноей / ресурсов (в производстве и снабжении)

* DRP (Distribution Requirements Planning DRP) система планирования распределения продукции

*DRPII (Distribution Resourse Planning DRP II) система планирования распределения ресурсов

Цели внедрения MRP I
1. Повышение эффективности качества планирование потребностей в ресурсах:

2.Планирование производственного процесса, графика доставки, закупок.

3, Снижение уровня запасов материальных ресурсов, незавершенного производства и готовой продукции.

4. Уменьшение логистических затрат.

5. Удовлетворение потребностей в материалах. Компонентах и продукции.

Система MRP I переводит производственноетрасписание в цепь требований, которые синхронизированы во времени. Планируется покрытие этих требований для каждой единицы запаса компонентов. При изменениях в производственном графике, структуре запасов и характеристиках продукта система MRP I перепланирует последовательность требований и их покрытий.

Информационное обеспечение MRP I включает следующие данные:

1. План производства по специфицированной номенклатуре на определенную дату.

2. Данные о материалах, содержащие специфицированные наименования требуемых деталей, сырья, сборочных единиц с указанием их количества в расчете на единицу готовой продукции

3. Данные о запасах материальных ресурсов, необходимых для производства, скроках выполнения заказов и др.

Математические модели, информационное и программное обеспечение позволяют рассчитать в MRP I потребности в сырье и материалах и составить график производства.

Схема (блоки системы MRP, включающие след информ

1. Заказы потребителей, прогноз спроса на готовую продукцию, график производства – вход MRP I

2. БД о материальных ресурсах – номенклатура и параметры сырья, полуфабрикатов и т.д, нормы расхода материальных ресурсов на единицу выпускаемой продукции, время их поставок для производственных операции.

3, БД о запасах – объем производственных, страховых и др запасов материальных ресурсов на складах, соответствие наличных запасов необходимому количеству, поставщики, параметры поставок

4,Программный комплекс MRP I- требуемый общий объем исходных материальных ресурсов, в зависимости от спроса, цепь требований (потребностей) на материальные ресурсы с учетом уровней запасов, заказы на объемы входных материальных ресурсов для производства.

5, Выходные машинограммы- набор выходных документов, заказ на материальные ресурсы от поставщиков, коррективы в график производства, схемы доставки материальных ресурсов, состояние системы MRP I и др.

СИСТЕМЫ MRP II второе поколение системы MRP включает как функции системы MRP I так и новые функции, а именно.

1, планирование потребностей в продукции производственно – технического происхождения

2, Автоматизированое проектирование

4, управление технологическими процессами.
Система MRP II сокращает продолжительность производственных циклов, уменьшает запасы и

Улучшает организацию поставок. К числу преимуществ MRP II относится и то, что она обеспечиваетбольшую гибкость планирования, уменьшает логические издержки по управлению запасами и быстрее реагирует на изменение спроса.

ФУНКЦИИ MRP II

ЗАДАЧИ MRP II

1, Разработка прогноза потребности в сырье и материалах по различным заказам

2. Анализ возможных сроков выполнения заказов

3, вывление необходимого уровня страховых запасов средств производства с учетом затрат

4, ретроспективный анализ экономических ситуаций с целью выбора оптимальной стратегии.

Система DRP I-это толкающая система управления распределением продукции. Система работает в условиях неопределенного спроса, который не контролируется предприятием.
Контроль за состоянием запасов относится к числу важнейших функций системы. Он включет расчет точки заказа, регулирование уровней запасов на базах и складах в собственной сбытовой сети или у посредников

Задачи DRP I
- планирование и координацию логистических и маркетинговых ф-й

- планирование величины и места поставок

-оптимизация логистических издержек

-планирование транспортных перевозок

НЕДОСТАТКИ.

-требуются точный прогноз отправок и пополнения каждого канала распределения готовой продукции

-создаются страховые запасы готовой продукции в дистрибутивной сети.

-необходима высокая надежность совершения заказа, транспортировки, производства при планировании запасов в системе.

СИСТЕМА DRP II

Отличительные черты.

- средне и долгосрочное прогнозирование спроса.

-разработка средне – долгосрочных планов загрузки производственных мощностей

-более современные модели программирования

- работа в режиме реального времени

36. Система «Канбан» и система «Точно в срок»

Японская система «Канбан» используется для эффективной организации производства, нуждающегося в гибкой, постоянно по-вторяющейся и быстрой перестройке, способного протекать прак-тически без страховых запасов.

Система «Канбан» - система организации непрерывного про-изводственного потока, способного к быстрой перестройке и прак-тически не требующего страховых запасов.

Система «Канбан» разработана и впервые в мире практически реализована японской корпорацией «Тоёта Моторс» в 1972 году. От начала разработки до внедрения системы у корпорации ушло 10 лет. В настоящее время данная микрологистическая система широко применяется многими машиностроительными фирмами в США и Западной Европе.

Карточки отбора и заказа. График производства изделий формируется на основе обращения специальных карточек в пластиковом конверте («Канбан» в переводе означает «карточка»). Данная система представляет собой систему записи и передачи информации от одного производственного участка к другому. Рас-пространены два вида карточек: карточка отбора и карточка производственного заказа. Карточки передают информацию о расходуемых и производимых количествах продукции

В карточке отбора точно указывается количество деталей или компонентов, которое должно быть отобрано на предшествующем участке обработки. Карточка производственного заказа содержит информацию о количестве деталей, которое должно быть изготов-лено или собрано на предшествующем производственном участке. Эти карточки циркулируют внутри предприятия-производителя, его филиалов и между многочисленными фирмами-поставщиками.

Эффект внедрения системы «Канбан». Применение системы «Канбан» дало японским машиностроительным фирмам значи-тельный эффект и обусловило высокую конкурентоспособность японской промышленной продукции. Ключевыми составляющими этого результата являются:

• улучшение качества выпускаемой продукции;

• сокращение логистического цикла;

• значительное ускорение оборачиваемости оборотных средств;

• снижение себестоимости производства;

• исключение страховых запасов;

• уменьшение производственных запасов (на 50% в фирмах За-падной Европы);

• снижение товарных запасов.

Другие элементы системы «Канбан». Основой информационной системы «Канбан» являются не только карточки отбора и производственного заказа. Она включает производственные, транспортные и снабженческие графики, технологические карты, информационные световые табло.

Внедрение системы «Канбан» предполагает применение систем:

• система всестороннего (всеобщего) управления качеством, направленная на снижение себестоимости продукции, повышение конкурентоспособности, гибкости в переналадке производства. Функционирует на основе постоянного повторения цикла контроля качества, известного под названием «цикл Деминга» (по имени американского специалиста);

• система автономного контроля качества продукции непосредственно на месте выполнения технологической операции (с установкой на технологической линии устройств, предупреждающих появление брака или выход из строя оборудования);

• комплексная система обеспечения высококачественной работы оборудования, позволяющая оптимально сочетать эффективное использование производственных мощностей и расходы на поддержание

Предположим, изготавливается продукция А, В, С на сборочной линии конвейера, необходимые для сборки детали а, а в изготовлены на предшествующей технологической стадии. Детали а и в складируются вдоль конвейера и к ним прикрепляются карточки заказа «Канбан», на основании которых они были изготовлены. Автопогрузчик от линии, изготавливающей продукцию А, подается к этой сборочной линии с тем, чтобы взять определенное количество деталей с прикрепленными к ним карточками отбора. При этом с деталей снимаются прикрепленные к ним ранее карточки производственного заказа. Оставленные на месте складирования карточки производственного заказа фактически формируют заказ на производство новых деталей. Затем рабочий доставляет полученные детали на сборочную линию с карточками отбора «Канбан». В то же время карточки производственного заказа остаются на месте складирования деталей у конвейера, показывая количество взятых деталей. Они информируют о заказе на изготовление новых деталей а, объем которых будет точно соответствовать количеству, указанному в карточке производственного заказа.

Система «Точно в срок»

Концепция «Точно в срок» («JustinTime», JIT) получила наибольшее распространение в США и странах Западной Европы. Она возникла в конце 50-х годов, когда японская компания «Тоёта Моторс» стала активно использовать ее концептуальные подходы в автомобильной промышленности.

Система «Точно в срок» - это современная система производства и поставки деталей, комплектующих изделий к месту производственного потребления или в торговое предприятие в необходимых количествах и в нужное время с целью минимизации затрат, связанных с запасами.

Концепция «Точно в срок» основана на идее синхронизации процессов доставки материальных ресурсов с потребностью в них, т.е. на координации снабжения, производства и сбыта. Она позволяет приспособить производство к изменениям, которые вызваны сбоями в технологических линиях, колебаниями спроса на выпускаемую продукцию на рынке.

Машиностроительные фирмы, применяющие элементы системы «Точно в срок» на практике, имеют возможность реализовать концепцию «производства с нулевым запасом» (производства без склада). Данная технология производства и материально-технического обеспечения исключает излишние производственные и товарные запасы, а в перспективе предполагает и их ликвидацию.

Основные черты концепции. Внедрение концепции «Точно в срок» изменило традиционный подход к управлению запасами. Отличительные черты нового подхода заключаются в следующем:

1. Минимальные (нулевые) запасы материальных ресурсов, незавершенного производства и готовой продукции.

2. Страховые запасы отсутствуют.

3. Короткие производственные циклы.

4. Небольшие объемы производства готовой продукции и поставок.

5. Отношения с небольшим количеством надежных поставщиков и перевозчиков при закупках материальных ресурсов.

6. Нулевые дефекты и философия всеобщего управления качеством.

7. Высокое качество готовой продукции и логистического сервиса.

8. Эффективная информационная поддержка синхронизации всех этапов закупки, производства и сбыта готовой продукции.

Тянущая (вытягивающая) система - это система организации производства, в которой детали и полуфабрикаты подаются на последующую технологическую операцию с предыдущей по мере необходимости, а потому жесткий график отсутствует.

Модифицированная концепция «Точно в срок» II является интеграцией следующих систем:

• минимизации запасов в логистических каналах;

• быстрого переключения (метод быстрого реагирования), выравнивания уровня запасов;

• всеобщего статистического контроля;

• управления циклами качества продукции и т.п.

Концепция «Точно в срок». Современные технологические и логистические системы основаны на комбинации различных вариантов логистических производственных концепций. В настоящее время принято называть такие концептуальные подходы «Точно в срок II».