Sériové uspořádání kapacit

Prezentace na téma: "Sériové uspořádání kapacit"— Transkript prezentace:

1 Sériové uspořádání kapacit
Funkční uspořádání Předmětové (produktové) uspořádání Fixované uspořádání

2 Úspěšnost v provádění transformace vstupů ve výstupy je do značné míry ovlivněna tím, jak vhodně jsou uspořádány jednotlivé kapacitní zdroje potřebné k zajištění procesů, kterými je tato transformace prováděna. V organizační praxi se využívají tři základní typy procesního uspořádání: Funkční uspořádání – kde jednotlivá pracovní místa se tvoří seskupením zdrojů potřebných k zabezpečení určité funkce (operace) generované tímto podnikovým útvarem (např. rozdělení; Předmětové (produktové) – u kterého se jedná o sekvenční řazení jednotlivých pracovišť zařazených do výrobní linky podle výrobního pořadí operací. Fixované uspořádání – vyráběný produkt je umístěn na jednom místě (obvykle z důvodu obtížné manipulace pro svou velikost, hmotnost, atd.) a kolem něho se obměňují produkční kapacity potřebné pro vytvoření finálního produktu.

3 Mezi nejobvyklejší modely, používané pro funkční uspořádání patří:
Model průchodnosti – je model založený na aplikaci lineárního programování as slouží k vyhledání uspořádání výrobního zařízení, která by minimalizovalo náklady na neproduktivní (manipulační, upínací a transportní) operace. Schématická analýza – je model, který používá metody pokusů a omylů, kdy v dvojrozměrném půdorys dané kapacity (pracoviště) jsou pokusně umisťována jednotlivá výrobní zařízení pro nalezení varianty s minimem potřebných manipulačních operací, případně s minimální celkovou dopravní vzdáleností při produkci daného produktu. Simulační modely jsou v podstatě kombinací dvou předešlých modelů, kdy se v počítačovém prostředí ověřuje množina suboptimálních variant.

4 Jako modely, využívané k řešení produktového uspořádání zdrojů (firmy, zpracovávající velký objem unifikovaných produktů s využitím výrobní linky), se používá: Úloha výrobního plánu několika výrobních linek pro nastavení jejich objemové produkce (z hlediska maximalizace výnosů (zisku) nebo minimalizace fixních nákladů). Úloha rozvrhování pracovníků do směn nebo přiřazování pracovníků k jednotlivým pracovním místům. V těchto modelech bývá definována celá řada omezujících podmínek, které vycházejí například ze způsobilosti (kvalifikaci) pracovníků, z minimálního nebo fixního počtu pracovníků, kteří musí být v jednom okamžiku na směně nebo na určitém pracovním místě. Úloha návrhu počtu pracovišť (počtu obslužných pracovníků) na výrobní lince a přiřazení každému pracovišti kombinaci úkolů při dodržení produkce požadovaného množství produktů očekávané kvality.

5 Ilustrativní příklad:
Divize firmy, která zaměřuje své podnikatelské aktivity do výroby ekonomické řady univerzálních kolových traktorů, zavádí kompletaci desetistupňové mechanické převodovky se synchronizací mezi 2. až 5. převodovým stupněm. K produkci převodovek se výrobní management rozhodne využít produktové uspořádání svých výrobních zdrojů (lidi a zařízení) v podobě montážní linky. Technologie montáže převodovky v sobě zahrnuje 8 pracovních úkolů, montážní linka je projektována na 6 pracovních míst (viz. následující tabulka. Jak je uvedeno v této tabulce, každé pracovní místo plní právě jeden kompletační úkol, pouze pracovní místa 3 a 4 plní dva pracovní úkoly. Časové sekvence pracovních míst přitom nejsou náhodná z důvodu zajištění smontovatelnosti převodovky traktoru. Úkolem je určit, zda-li bude, k plánované (požadované) produkční kapacitě 16 sestavených převodovek za jednu směnu trvající 8 hodin, stačit tato jedna směna, nebo zda-li bude nutné zavést dvousměnný režim linky.

6 Přiřazení pracovních úkolů k pracovním místům s jejich časovými nároky
Pracovní místo na lince Sekvenčně následné místo linky Číslo pracovního úkolu a charakteristika Musí být dokončeno před zahájením úkolu Doba trvání úkolu (min) Doba cesty do místa (min) A B 1 - montáž skříně převodovky nic 17 → A 0,5 C 2 - umístění hnacího hřídele 1 20 → B 0,5 D 3 - umístění hnaného hřídele 4 - nasunutí ozubených kol hnacího a hnaného hřídele a synchronizační spojky 1,2 10 5 → C 0,5 E 5 - montáž kuželíkových ložisek hnacího a hnaného hřídele 6 - umístěn hnacích poloos a hnaného kola stálého převodu 1, 2, 3 8 → D 0,5 F 7 - montáž satelitů a kuželíkových ložisek hnacích poloos 1,6 12 → E 0,5 8 - montáž víka převodovky 1,2,3,4,5,6,7 → F 0,5

7 Řešení: Z tabulky 2.1 je patrné, že úzkým místem výrobní linky je pracovní místo B, na kterém je prováděn nejdelší pracovní úkol (úkol 2 trvá 20 min). K tomu, aby výrobní kapacita jedné směny stačila pokrýt plánované množství produkce je nutné, aby maximální produkce směny qSMĚNY byla větší nebo rovna plánovanému množství produkce qPLAN . Časová kapacita směny je přitom 480 minut, a počet pracovních míst 6. dosazením těchto hodnot do předešlého vztahu získáme:

8 proto je linka kapacitně vyhovující i pro jednosměnný provoz.
Dále určíme nejdelší možnou dobu pracovního cyklu linky na základě které určíme časové rezervy na jeden cyklus. Tuto rezervu můžeme využít například při modifikaci technologického postupu nebo při změně v uspořádání výrobní linky. V našem případě je proto je linka kapacitně vyhovující i pro jednosměnný provoz.

9 V obecné rovině mají každá sekvenčně řazená pracoviště realizovat X pracovních úkolů, k čemuž existuje Y pracovních míst. Přitom délka jednoho pracovního cyklu je determinována průchodností úzkého místa. Při předpokladu (který je v praxi téměř vždy snadné splnit), že nejdelší doba cesty je dostatečně krátká, pro změnu pořadí délek pracovních míst, nejsou ostatní pracovní místa využita na svou plnou kapacitu, tedy rozdělují svůj časový fond na efektivní produkční operace a neefektivní časové prostoje. Tyto časové prostoje je možné minimalizovat tím, že se výrobní linka konfiguruje do stavu rovnoměrného vytížení jednotlivých pracovních míst. Otázkou je, jak zajistit toto rovnoměrné vytížení jednotlivých pracovních míst, tedy jak docílit stavu, kdy je každé pracovní místo zároveň úzkým místem linky?

10 Postup, kterým je možné vyřešit výše uvedený požadavek je možné shrnout do šesti fází:
Určení pracovního postupu produkce (technologii pracovních procesů). Definice jejich technologické sekvence ve smyslu předcházející proces → následný proces. Výpočet minimálního počtu pracovních míst. Pokusné přiřazení úkolů pracovním místům. Vyhodnocení účelnosti a účinnosti (efektivnosti) v přiřazení úkolů místům. Nalezení možné dalšího zlepšení (další suboptimální kombinace).

11 Návrh nové uspořádání pracovišť začíná bodem  (výpočet minimálního počtu pracovních míst). Body  a  (určení pracovního postupu a technologická sekvence) už jsou v příklady vyřešeny jeho zadáním. Přejděme tedy rovnou k bodu tři: Minimální počet pracovních míst (teoretický) je stanoven jako podíl celkového času na vytvoření jedné převodky traktoru a maximální doby pobytu produktu na jednom pracovním místě (úzkém místě). Přitom do celkového času na vytvoření převodovky nezapočítáme čas transportu mezi pracovištěm, protože optimalizujeme pouze časy na pracovních místech. Časy transportů mezi pracovišti jsou podstatně kratší a navíc trvají vždy stejnou dobu (0,5 min), proto je nejde teoretickou konfigurací optimalizovat. Jejich optimalizace je otázkou technickou a technologickou (zvyšovat rychlost transportu a snižovat vzdálenosti mezi pracovními místy). Budeme tedy navrhovat uspořádání linky pro 4 pracovní místa.

12 Pokusné přiřazení úkolů pracovním místům je založené na seřazení pracovních úkolů sestupně podle délky svého trvání: Pořadí 1 2 3 4 5 6 7 8 Pracovní úkol Doba trvání (min) 20 17 12 10 Nyní bychom přiřadili v pořadí prvnímu pracovnímu místu (A) nejdéle trvající úkol (2). To ale v tomto případě není možné, protože podmínkou k možnému zahájení úkolu 2 je dokončení úkolu 1. Proto přiřadíme v pořadí výroby prvnímu pracovnímu místu (A) druhý nejdelší úkol (1), který může být zahájen okamžitě bez vázanosti na dokončení jakéhokoliv jiného úkolu. Volných 780 sec pracovního místa (A) nelze využít pro úkol (2), který trvá 1200 sec, z důvodu smontovatelnosti nelze využít 3. a 4. nejdéle trvající úkoly (7) a (8). Můžeme ale k místu (A) přiřadit úkol (3), který je podmíněn dokončením úkolu (1) a potřebuje pouze 600 sec. Tím nám zůstane kapacita místa (A) 180 sec, kterou již není možné využít (nekratší pracovní úkol je delší než volná časová kapacita místa (A)).

13 Druhému v pořadí, pracovnímu místu (B) přidělíme nejdelší ze zbylých pracovních úkolů – úkol (2). Tímto přiřazením zůstane volná kapacita místa (B) 600 sec , kterou využijeme pro přiřazení nejdelšího možného úkolu – úkolu (5). Zůstatková volná kapacita je 120 sec, což neumožňuje další přiřazení úkolů tomuto pracovnímu místu. Třetímu v pořadí, pracovnímu místu (C) přiřadíme úkol (6), (4) a (7). Zbylý úkol (8) již není možné místu (C) přiřadit, z důvodu nedostatečné časové kapacity. Proto úkol (8) přiřadíme poslednímu místu (D).

14 Porovnání přiřazení úkolů pracovním místu pro variantu 6 míst a 4 míst
Varianta se 6 místy Varianta se 4 místy A 1 A 1+3 B 2 B 2+5 C 3+4 D 5+6 C 6+4+7 E 7 D 8 F 8 efektivita cyklu =52,5% efektivita cyklu =78,3%