OSNOVNI CILJEVI I NAČELA PROJEKTIRANJA

PROIZVODNIH SUSTAVA

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

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

kao stručno i znanstveno područje, projektiranje proizvodnih sustava postiže u

tijeku i nakon Drugoga svjetskoga rata. Naime, u to se doba, stvaranjem velikih

industrijskih postrojenja, uviđa (aktualizira) važnost prostornog određenja

proizvodnoga sustava (plant layout) − osnovnog problema projektiranja.

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

potpunosti definira prostor potreban za:

- odvijanje proizvodne djelatnosti,

- smještaj opreme i ljudi,

- rukovanje i transport materijala,

- spremišta i skladišta, i

- sve podupiruće djelatnosti.

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

omogućavati profitabilnu proizvodnju uz konkurentnu cijenu proizvoda.

2

Iz navedenoga proizlaze osnovna klasična načela projektiranja proizvodnih

sustava:

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

utjecajnih elemenata i djelatnosti na način koji ishodi najboljim kompromisom.

2. Načelo kretanja materijala najkraćim udaljenostima.

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

sustava prate redoslijed pojedinih tehnoloških procesa.

4. Načelo kugle − efikasne iskorištenosti raspoloživog prostora − i vodoravno i

okomito.

5. Načelo zadovoljstva i sigurnosti uposlenih.

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

minimalne troškove i poteškoće.

3

Novije metodologije projektiranja definiraju sljedeća načela projektiranja:

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

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

treba imati na umu da optimum pojedinačnih rješenja obično neće biti i optimum

cjeline. Cjelina je zato najbolji mogući kompromis.

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

koraku. Vrijednost će se nekoga parcijalnog rješenja najčešće pokazati tek u

sljedećim koracima projektiranja, pa će se, u slučaju njegove nedovoljne vrijednosti

postupak projektiranja morati iterativno ponavljati.

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

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

varijanti stvara uvjete za objektivni sud i stvaranje argumentacije u postupku

vrednovanja i izbora varijanti.

4. Načelo orijentiranosti na funkciju proizvodnoga sustava − proizvodni program.

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

predstavljati vrhunac trenutačnoga tehnološkog razvoja bez ikakvih ograničenja

uzrokovanih mikrolokacijom. Usvojeno rješenje dade se onda usporediti s idealnim.

4

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

potprojektiranje.

Preprojektiranjem, ili jalovim projektiranjem, pojedina će rješenja biti visoke

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

kraju neće pridonijeti kakvoći čitavoga projekta.

Potprojektiranjem će se, najčešće u kratkome vremenu, stvoriti projekt, no:

− ili neće biti osigurana zadovoljavajuća kvaliteta projektnih rješenja,

− ili će nastupiti neočekivane poteškoće, tako da će se već u tijeku realizacije

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

i ispravile pogreške.

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

proizvodni, često zahtijevaju različita specijalistička znanja, pa stoga stručnjaci

pojedinih područja tvore interdisciplinarne projektne timove.

5

METODOLOGIJA PROJEKTIRANJA

Projektiranje se proizvodnoga sustava uvijek zasniva na nekome proizvodnome

programu.

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

tehnički vijek trajanja proizvodnoga sustava u mnogome premašuje tržišni vijek

proizvoda.

Stoga je već od najranijih faza projektiranja potrebno voditi računa o zahtjevima

koji bi se mogli postaviti pred proizvodni sustav u budućnosti (održivost).

Osim toga, pojedinim se projektnim rješenjima u tijeku projektiranja može

značajno, bilo pozitivno, bilo negativno, utjecati na troškove. Nadalje, efikasna

proizvodnja zahtijeva postizanje različitih, često suprotstavljenih ciljeva. Tako je

minimiranje ciklusa proizvodnje suprotno maksimiranju iskorištenja kapaciteta, a

maksimiranje proizvodnosti teško ostvarivo uz zahtjev za visokom fleksibilnošću.

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

upućuje na potrebu posjedovanja odgovarajuće metodologije projektiranja, koja

će svojim sadržajem i sustavnom primjenom jamčiti kakvoću projektnih rješenja. 6

Po svojemu sadržaju projektiranje je proizvodnih sustava prije svega tehnički

zadatak, prožet čitavim svojim tijekom ispitivanjem budućih ekonomskih efekata, ali

i sa znatnim utjecajem na društvenu zajednicu.

Stoga projektiranje proizvodnih sustava podrazumijeva aktivnost najekonomičnijeg,

kvalitativnog i kvantitativnog, prostornog i vremenskog, povezivanja i usklađivanja

činilaca proizvodnje.

Projektiranjem je obuhvaćeno:

određivanje funkcije sustava i tehnološke koncepcije,

dimenzioniranje sustava,

tehnološko i prostorno strukturiranje sustava,

oblikovanje detaljnog rasporeda elemenata unutar sustava.

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

formulirati, budući da ispunjenje funkcije i zadovoljenje ograničenja u konačnici

izravno ovise o rezultatima dimenzioniranja, strukturiranja i oblikovanja.

Pod ograničenjima se razumijeva sve ono što smanjuje stupanj slobode pri

definiranju i rješavanju problema. 7

PROCES PROJEKTIRANJA

TRANSFORMACIJA

ZADATAK PROJEKT TEHNOLOŠKA

KONCEPCIJA DIMENZIONIRANJE STRUKTURIRANJE OBLIKOVANJE

ANALIZIRANJE

KLASIFICIRANJE

MODELIRANJE

KOMBINIRANJE

SINTETIZIRANJE

DEKOMPONIRANJE

VIŠESTRUKI CIKLUS

UI II

8

Postojanje odnosa (veza) između elemenata proizvodnoga sustava zahtijeva

odgovarajuće strukturiranje sustava − iznalaženje strukture sustava.

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

zadanu funkciju može definirati više različitih struktura, od kojih treba odabrati

najpovoljniju.

Iznalaženje strukture sustava jest središnji problem projektiranja proizvodnih

sustava.

Dobivanje optimalnih ili dovoljno dobrih rješenja prostornoga rasporeda moguće je

jedino primjenom odgovarajućih metoda optimizacije.

REFA propisuje opći postupak za oblikovanje sustava, koji se dade primijeniti i

prilikom projektiranja proizvodnih sustava.

9

Postavljanje ciljeva:

1. troškovnih

2. humanih

3. organizacijskih

4. terminskih.

Ograničenje zadatka:

1. veličina sustava

2. težišta racionalizacije

3. minimalni zahtjevi

4. projektni tim

5. terminski plan.

Potrebna analiza postojećeg

stanja?

Tražiti idealna rješenja

Prikupljati podatke i informacije,

razvijati praktična (tehnički

izvediva i ekonomična) rješenja

Postavljeni ciljevi postizivi?

Provjeriti rješenje:

1. tehnički

2. ekonomski

3. humano

4. pravno.

Odabrati najbolje rješenje

Uvesti rješenje i kontrolirati

izvršenje ciljeva

Promijeniti ograničenja

zadatka

Analizirati postojeće stanje

Zadatak pravilno ograničen?

Istraživati i razvijati

Ograničenja zadatka moguće

promijeniti?

Korak

1.

Korak

2.

Korak

3.

Korak

5.

Korak

4.

Korak

6.

da

ne

da

ne

ne

ne da

da

10

Projektiranje potpuno novoga proizvodnog sustava metodološki obuhvaća nekoliko

etapa, prateći životni vijek proizvodnoga sustava:

1. Izrada prethodne studije,

2. Izrada idejnog projekta (pretprojekta),

3. Izrada izvedbenog projekta,

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

5. Praćenje rada sustava i projektne intervencije,

6. Pretvorba sustava,

7. Dokinuće sustava.

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

kompleksan i povezan s velikim investicijskim ulaganjima. Stoga je zadaća

prethodne studije ispitivanje isplativosti investicijskih ulaganja u pothvat.

Na osnovi približnih pokazatelja, u kratkome vremenu, procjenjuju se rentabilnost

i ekonomičnost pothvata te utvrđuju potrebna osnovna i obrtna sredstva.

11

Procjenjuje se da troškovi prethodne studije iznose od 1 do 3 %, a ukupni troškovi

projektiranja od 8 do 16 % ukupne investicije. Udjel troškova projektiranja opada s

rastom vrijednosti investicije.

Prethodnom se studijom definiraju:

asortiman proizvoda;

obujam proizvodnje;

prodajne cijene i kooperacija;

činioci za izbor makrolokacije (kadrovi; sirovine, poluproizvodi i pomoćni

materijal; promet; energija; voda);

osnovna koncepcija tehnologije, proizvodnje i organizacije te gradnje;

vrijednost investicije i troškovi proizvodnje;

načini financiranja;

termini izgradnje;

rentabilnost.

12

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

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

Stopa prinosa uloženoga kapitala (Return on Investment) u životnom vijeku

ulaganja tj. sustava, definira se na sljedeći način:

Vrijednost stope prinosa uloženoga kapitala pokazuje dobit po jedinici uloženog

kapitala. Što je stopa prinosa veća, projekt će biti rentabilniji.

.%100

I

TUR PP

.%100

I

ITURoI PP

13

Rentabilnost ukupnoga prihoda računa se izrazom:

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

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

projektiranja.

%100

P

PPP

U

TUR

.I

UR P

S

14

No

vča

ni iz

no

si

PR

IHO

D

RA

SH

OD

Vrijeme

PR

ET

HO

DN

A S

TU

DIJ

A

PR

ET

PR

OJE

KT, IZ

VE

DB

NE

I P

RO

JE

KT

- IZ

GR

AD

NJA

- N

AB

AV

KA

OP

RE

ME

- M

ON

TA

ŽA

- P

RIP

RE

MA

TR

ŽIŠ

TA

IZV

OĐ

EN

JE

PU

ŠTA

NJE

U P

OG

ON

KR

ITIČ

NA

TO

ČK

A

VRIJEME

UHODAVANJA

KUMULATIVNI

DOHODAK

UKUPNI PRIHOD

UKUPNI TROŠKOVI

FIKSNI TROŠKOVI KU

PO

VIN

A Z

EM

LJIŠ

TA

15

No

vča

ni iz

no

si

Idejni projekt obično je podloga izradi investicijskoga programa za ishođenje

zajmova.

Izvedbeni projekt obuhvaća detaljnu razradu postavki idejnoga projekta.

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

izvedbenoga projekta.

Praćenje rada sustava i projektne intervencije obuhvaćaju zadaće uvođenja

manjih racionalizacija u postojećemu proizvodnom sustavu.

No, projektne intervencije mogu biti i većega obujma, u slučaju rekonstrukcije

proizvodnoga sustava. Naime, često je isplativije investirati u postojeće sustave,

nego izgrađivati nove.

Pretvorba i dokinuće sustava, kao i projektni zadatak dekonstrukcije

proizvodnoga sustava, noviji su aspekti djelatnosti projektiranja, posebice u

tehnološki razvijenijm društvima.

Pretvorba sustava označava radikalnu promjenu proizvodnoga sustava s obzirom

na njegovo prvotno proizvodno-programsko ili drugo određenje. 16

Dokinuće je sustava prije svega društveno-ekološki problem, bivajući usredotočeno

na otklanjanje posljedica djelovanja dokidanoga proizvodnog sustava, kako bi se

stvorili uvjeti za realizaciju novog sustava ili promjenu funkcije mikrolokacije.

Metodološki je slijed projektiranja proizvodnih sustava dan sljedećom slikom.

Slijed je prikazan sasvim općenito, budući da se pojedine etape ili postupci mogu,

ovisno o konkretnome projektnome zadatku, izostaviti, preklapati ili izvoditi

usporedno.

17

INICIJATIVA

1. D E F I N I R A N J E C I L J E V A I Z A D A Ć A

ANALIZA TRŽIŠTA: PROIZVODNI PROGRAM

PRETHODNA KONCIPIRANJE TEHNOLOGIJE

STUDIJA

IZBOR MAKROLOKACIJE PRORAČUN RENTABILNOSTI INVESTICIJE

2. O D R E Đ I V A N J E O P T I M A L N E K O N C E P C I J E S U S T A V A ( G R U B O

P R O J E K T I R A N J E )

SNIMANJE POSTOJEĆEGA STANJA IZBOR REPREZENTANTNIH PROIZVODA I DIJELOVA IZRADA PLANOVA IZRADBE I MONTAŽE KAPACITIVNO DIMENZIONIRANJE PROSTORNO DIMENZIONIRANJE IZRADA IDEALNE FUNKCIONALNE SHEME

IDEJNI DEFINIRANJE TOKA MATERIJALA

PROJEKT DEFINIRANJE KONCEPCIJE TRANSPORTA I SKLADIŠTENJA

IZRADA KONCEPCIJE INFORMACIJSKOGA SUSTAVA ODREĐIVANJE PROIZVODNIH STRUKTURA IZRADA IDEALNOG PLANA IZBOR MIKROLOKACIJE IZRADA PLANA IZGRADNJE, ANALIZA I OCJENA VARIJANTI PRORAČUN RENTABILNOSTI INVESTICIJE

3. F I N O P R O J E K T I R A N J E

ODREĐIVANJE DETALJNOG RASPOREDA ELEMENATA SUSTAVA (UNUTAR ODJELA)

IZVEDBENI DEFINIRANJE PROJEKTNIH ZAHTJEVA ZA ZGRADE I INSTALACIJE

PROJEKT IZRADA DETALJNOG PROJEKTA RUKOVANJA MATERIJALOM

IZRADA DETALJNOG PROJEKTA INFORMACIJSKOGA SUSTAVA IZRADA SPECIFIKACIJE SVEUKUPNE OPREME DEFINIRANJE PROJEKTNIH ZAHTJEVA ZA MONTAŽU OPREME IZRADA PLANA IZGRADNJE OBJEKATA I MONTAŽE OPREME KONTROLA INVESTICIJSKIH TROšKOVA

4. R E A L I Z A C I J A P R O J E K T A

IZVEDBA RUKOVOĐENJE, PRAĆENJE I KOORDINACIJA SVIH RADOVA

PROBNI RAD I UHODAVANJE SUSTAVA

18

Vrste projekata prema namjeni i razini razrade:

1. glavni projekt

2. izvedbeni projekt

3. tipski projekt

4. projekt uklanjanja građevine.

19

PROJEKTI PO ZAKONU O GRADNJI (2013.)

20

Glavni projekt

Članak 68.

(1) Glavni projekt je skup međusobno usklađenih projekata kojima se daje

tehničko rješenje građevine i dokazuje ispunjavanje temeljnih zahtjeva za

građevinu te drugih propisanih i određenih zahtjeva i uvjeta.

(2) Glavni projekt za građenje građevine za koju se prema posebnom zakonu izdaje

lokacijska dozvola izrađuje se u skladu s lokacijskim uvjetima određenim tom

dozvolom, posebnim uvjetima koji se utvrđuju u postupku procjene utjecaja na

okoliš i u postupku ocjene prihvatljivosti zahvata za ekološku mrežu, posebnim

propisima, ovim Zakonom, tehničkim propisima i drugim propisima donesenim

na temelju ovoga Zakona, drugim propisima kojima se uređuju zahtjevi i uvjeti

za građevinu te pravilima struke.

(3) Glavni projekt za građenje građevine za koju se prema posebnom zakonu ne

izdaje lokacijska dozvola izrađuje se u skladu s uvjetima za građenje građevina

propisanim prostornim planom, posebnim uvjetima, ovim Zakonom, tehničkim

propisima i drugim propisima donesenim na temelju ovoga Zakona, drugim

propisima kojima se uređuju zahtjevi i uvjeti za građevinu te pravilima struke.

Lokacijska dozvola „Ukoliko se radi o zgradi/građevini za koju je potrebno

ishoditi lokacijsku dozvolu, potrebno je pristupiti izradi

idejnog projekta.”

21

Članak 69.

(1) Glavni projekt ovisno o vrsti građevine, odnosno radova sadrži:

1. arhitektonski projekt

2. građevinski projekt

3. elektrotehnički projekt

4. strojarski projekt.

(2) Izradi glavnog projekta, odnosno pojedinih projekata koje sadrži, ovisno o

vrsti građevine, odnosno radova, ako je to propisano posebnim zakonom ili

ako je potrebno, prethodi izrada:

1. krajobraznog elaborata

2. geomehaničkog elaborata

3. prometnog elaborata

4. elaborata tehničko-tehnološkog rješenja

5. elaborata zaštite od požara

6. elaborata zaštite na radu

7. elaborata zaštite od buke

8. konzervatorskog elaborata

9. drugog potrebnog elaborata.

22

Članak 70.

(1) Sastavni dio glavnog projekta za građevinsku dozvolu za građenje građevine za koju

se prema posebnom zakonu ne izdaje lokacijska dozvola, a kojom se određuje

formiranje građevne čestice i/ili smještaj jedne ili više građevina na građevnoj čestici

uz projekte iz članka 69. stavka 1. ovoga Zakona je i geodetski projekt.

(2) Geodetski projekt iz stavka 1. ovoga članka izrađuje se i ovjerava na isti način te ima

isti sadržaj i značenje kao i geodetski projekt koji je sastavni dio lokacijske dozvole

prema posebnim propisima kojima se uređuje prostorno uređenje.

(3) Geodetskim projektom prikazuje se smještaj jedne ili više građevina na građevnoj

čestici te oblik i veličina građevne čestice čije se formiranje određuje građevinskom

dozvolom.

(4) Geodetski projekt izrađuje se kao fizički zasebni dio glavnog projekta.

(5) Na temelju geodetskog projekta koji je sastavni dio glavnog projekta koji je sastavni

dio građevinske dozvole međusobno se usklađuje stanje u katastru, zemljišnoj knjizi i

naravi, ako je to potrebno, te se provodi formiranje građevne čestice u katastru,

iskolčenje građevine i evidentiranje građevine u katastru, bez izrade dodatnih snimaka

i elaborata te izdavanja potvrda, propisanih posebnim propisima koji uređuju državnu

izmjeru i katastar.

23

Članak 72.

Iznimno od članka 69. stavka 1. ovoga Zakona, glavni projekt za zgradu

razvrstanu u 4. ili 5. skupinu građevina sadrži samo geodetski projekt,

arhitektonski projekt i građevinski projekt.

Razvrstavanje građevina

Članak 4.

(1) Građevine se s obzirom na zahtjevnost postupaka u vezi s gradnjom

prema ovome Zakonu razvrstavaju u pet skupina, od zahtjevnijih prema

manje zahtjevnima, kako slijedi:

1. skupina – građevine planirane Državnim planom prostornog razvoja

2. skupina – građevine za koje se prema posebnim propisima posebni uvjeti

utvrđuju u postupku procjene utjecaja na okoliš i u postupku ocjene

prihvatljivosti zahvata za ekološku mrežu

3. skupina – građevine za koje se utvrđuju posebni uvjeti

4. skupina – građevine za koje se utvrđuju uvjeti priključenja, a ne utvrđuju se

drugi posebni uvjeti

5. skupina – građevine koje nisu razvrstane u 1., 2., 3. ili 4. skupinu.

(2) U slučaju ispunjavanja više uvjeta iz stavka 1. ovoga članka ili sumnje, pri

utvrđivanju skupine za određenu građevinu primjenjuje se zahtjevnija

skupina.

24

Projekt uklanjanja građevine

Članak 76.

Tipski projekt

Članak 77.

(1) Za predgotovljene dijelove građevine za koje je dokazano da se

izvode prema odredbama ovoga Zakona (u daljnjem tekstu: tipski

projekt), o čemu je Ministarstvo izdalo rješenje, nije potrebno to ponovno

dokazivati u glavnom projektu.

Izvedbeni projekt

Članak 74.

(1) Izvedbenim projektom razrađuje se tehničko rješenje dano glavnim

projektom.

(2) Izvedbeni projekt mora biti izrađen u skladu s glavnim projektom.

(3) Izvedbeni projekt se izrađuje za građenje građevina 1. skupine te u

slučaju u kojem su to investitor i projektant ugovorili ugovorom o izradi

glavnog projekta ili kada su to investitor i izvođač ugovorili ugovorom o

građenju.

OSNOVNI PROJEKTNI PODACI

SNIMANJE I ANALIZA POSTOJEĆEGA STANJA

Snimanje i analiza postojećega stanja potrebni su pri svim vrstama projektnih

zadataka, osim projektiranja potpuno novog proizvodnog sustava.

Kvalitetna rekonstrukcija nekoga sustava nije moguća bez pomno izvedenog

snimanja i analize postojećeg stanja. Ovisno o projektnom zadatku, snimanje i

analiza izvode se u većem ili manjem opsegu.

Dobivanje stvarnog uvida u proizvodni sustav nije moguće s manjkavim podacima,

no obujam podataka proisteklih snimanjem svakako ne smije biti nepotrebno velik.

Ipak, u slučaju većeg obujma podataka, naknadno su mogući sažimanje i redukcija

podataka, dok to u slučaju manjega obujma nije izvedivo.

Svrha je snimanja i analize postojećega stanja utvrđivanje slabih i dobrih

mjesta proizvodnoga sustava, kako bi se stekao uvid u proizvodni sustav i

definirali podaci za projektiranje. 25

Snimanje se obavlja:

vizualnim praćenjem procesa,

proučavanjem dokumentacije,

razgovorom sa zaposlenicima.

Podaci se prikazuju tablično i dijagramski.

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

neki njegov podsustav.

Projektnim se zadatkom može nalagati i snimanje orijentirano na proizvod, tj.

istraživanje isplativosti realizacije nekoga proizvoda.

26

Cilj je snimanja dobiti informacije o:

proizvodnom programu i oblikovanju proizvoda,

pripremi proizvodnje,

strojevima, opremi, zgradama i instalacijama,

tehnološkim postupcima izrade i montaže,

kontroli kvalitete,

tokovima materijala i informacija,

transportu,

troškovima itd.

27

Na osnovi poznatoga projektnog zadataka, polazi se od definiranja vrste i obujma

podataka potrebnih za snimanje (projektiranje).

No, ako projektni zadatak nije u potpunosti definiran, već općenitije postavljen,

snimanjem i analizom upravo se utvrđuju segmenti proizvodnoga sustava na

kojima projektom treba poraditi. Otkrivanje područja koja zahtijevaju projektne

intervencije uobičajeno se izvodi analizom troškova.

Analizom se troškova utvrđuju mjesto pojavljivanja najvećega troška (apsolutnog ili

relativnog) i dinamika troškova. Pri tome se sakupljaju podaci o količinama

proizvoda, prihodu, troškovima i profitu, ciklusu proizvodnje, udjelu rada, energije i

slično.

28

IZBOR REPREZENTANTNIH PROIZVODA I DIJELOVA

Za projektiranje je najprije potrebno utvrditi osnovne podatke o proizvodnome

programu i tehnološkome procesu.

Priprema podataka za projektiranje uobičajeno je složen i opsežan posao, sa

značajnim udjelom u vremenu projektiranja. Stoga se izborom reprezentantnih

proizvoda i dijelova obujam ulaznih podataka nastoji smanjiti, a vrijeme

projektiranja skratiti.

Pravilnim izborom reprezentantnih proizvoda i dijelova tek se neznatno utječe na

smanjenje točnosti projektiranja. Nakana je pouzdano reprezentirati postojeći

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

proizvodni program i proizvodne količine su promjenjivi u vremenu, a u

projektiranju su novih proizvodnih sustava, samo u iznimnim slučajevima u

potpunosti poznati, pa se moraju pretpostavljati i prognozirati.

29

U prvome se koraku definiraju reprezentantni proizvodi.

Proizvodni se program dijeli u skupine proizvoda prema namjeni, masi ili izmjerama

(dimenzijama).

Za svaku se skupinu proizvoda zatim odabire jedan ili više reprezentanata, i to na

osnovi kriterija:

procijenjene dobiti,

proizvodnih količina,

broja dijelova u proizvodu (ukazuje na tehnološku složenost proizvoda),

procijenjenoga broja sati za proizvodnju (količine rada).

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

Količine) i ABC.

30

Skupina A Skupina B Skupina C

količ

ine p

roiz

voda

Q [komada/a]

Skupine proizvoda i proizvodi

7 8 13 5 10 1 4 9 11 12 2 3 6

Skupina A Skupina B Skupina C

dobit

Q [kn/a]

Skupine proizvoda i proizvodi

8 7 13 5 10 1 4 9 11 12 2 3 6

U P-Q dijagramu sa prve slike na apscisi su poredane skupine proizvoda, a unutar

skupina sami proizvodi sortirani prema padajućim količinama. Na ordinatu se

nanose proizvodne količine.

Na dijagramu sa druge slike na apscisi su poredane skupine proizvoda, a unutar

njih proizvodi prema padajućoj dobiti. Na ordinati je nanijeta procijenjena dobit za

sveukupnu količinu nekog proizvoda.

Ovisno o potrebama, dijagrami se dadu konstruirati za različite veličine, kao što su:

dobit po proizvodu, prihod po proizvodu i slično.

32

0

20

40

60

80

100

120

Skupina A Skupina B Skupina C

pro

cije

nje

na

ko

ličin

a

rada p

o k

om

adu

[%]

Skupine proizvoda i proizvodi

8 7 13 5 10 1 4 9 11 12 2 3 6

I u dijagramu ABC na apscisu se nanose skupine proizvoda, a unutar skupina

proizvodi.

Na ordinati se nanose postoci koji označuju procijenjenu količinu rada za pojedini

proizvod prema cjelokupnoj količini rada za skupinu (100 %). Proizvodi su unutar

neke skupine sortirani prema (padajućoj) količini rada.

Oba se dijagrama analiziraju kako bi se izabrao reprezentant svake skupine.

Pri tome treba nastojati da svi navedeni kriteriji budu zadovoljeni. Ako to zbog

nekoga razloga nije moguće, izabire se više reprezentanata.

Iz dijagrama je očito da su za skupinu A reprezentantni proizvodi označeni sa 7 i 8,

u skupini B proizvod 10, a u skupini C proizvod 9.

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

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

Izbor reprezentantnih dijelova i sklopova osnova je izradu planova izradbe i

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

najveći utrošak vremena.

34

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

izbora reprezentanta, moguće je na osnovi značajki, kao što su:

geometrijski oblici dijelova (rotacijski/okrugli, nerotacijski/prizmatični),

plohe koje se obrađuju,

gabariti,

kvaliteta obrade ploha,

materijal,

proizvodne količine,

dinamika isporuke (veličine serije) itd.

Čest je slučaj da ne postoji dio koji u potpunosti zastupa plohe koje treba obraditi.

Tada se kreira fiktivni reprezentant, tzv. kompleksni dio, za koji je onda moguće

izraditi i kompleksni plan izradbe.

Kompleksni plan izradbe (montaže) kasnije služi za izradu planova za svaki

pojedinačni dio (sklop).

35

KLASE

PODKLASE

GRUPE

TIPOVI

Grupiranjem tehnološki sličnih dijelova povećava se uzorak s istim ili sličnim

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

se na klase, podklase, grupe i tipove.

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

tehnoloških zadataka.

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

tehnološke postupke obrade.

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

istu pripremu stroja.

Tip je skup izradaka koji imaju iste operacije obrade. 36

Primjer grupiranja kutnika

Jedan ležaj,

os paralelna bazi

Dva ležaja,

os paralelna bazi

Dva oslonca, sa

osima paralelnim

bazi

Dva ležaja,

os okomita na

bazu

Dva ležaja,

os pod kutem u

odnosu na bazu JE

DN

OS

TA

VN

I S

LO

ŽE

NI

ZA

PR

IJE

NO

SN

IKE

S

PE

CIJ

AL

NI

KU

TN

ICI

37

Grupa tehnološki sličnih dijelova s kompleksnim dijelom

Kompleksni dio

38

Klasifikacija dijelova i

formiranje grupa

sličnih dijelova

Definiranje umjetnog

kompleksnog dijela

Projektiranje grupnog

tehnološkog postupka

Projektiranje

obradnog sustava

Razrada tehnološkog

postupka za svaki dio

4

3

2

1

NE

DA

Skup dijelova

Može li se u

grupi dijelova

izabrati prirodni

kompleksni dio?

STOP

Dijagram toka izrade tehnoloških

postupaka za grupu dijelova

39

U slučaju rekonstrukcije proizvodnoga sustava, kada postoje planovi izradbe i

montaže, reprezentantni se dijelovi mogu definirati tako, da se najprije formiraju

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

strojeve, odnosno većinu njih.

Znači, neki se dio pridružuje skupini dijelova prema vrstama strojeva i opreme,

zastupljenih u tehnološkom postupku.

Za svaku se skupinu stvarni ili fiktivni reprezentant određuje pomoću ranije

navedenih značajki.

Pošto su odabrani reprezentantni dijelovi, potrebno je da oni i svojim količinama

predstavljaju sve dijelove. U tu se svrhu obavlja proračun reprezentantnih količina.

40

Sljedeći izraz prikazuje određivanje reprezentantnih količina za jednu skupinu

dijelova:

gdje su:

nREP - reprezentantne količine, komada,

t1REP - norma vrijeme za izradu reprezentanta, s,

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

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

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

i

ii

REP

REP tnt

n 1

1

1

41

TEHNOLOŠKI PROCES

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

izradbe i montaže.

Izrada planova izradbe i montaže je ključna za realizaciju ciljeva proizvodnog

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

varijante, naročito u pogledu izbora adekvatnog stupnja automatizacije i integracije.

Planovima izradbe i montaže treba odrediti:

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

(redo)slijed operacija

radna mjesta (strojeve)

alate, naprave, mjerna sredstva

režime obrade

planska vremena (pripremnozavršno i jedinično (norma) vrijeme)

podatke za NC strojeve. 42

Funkcije i planske podloge kod izradbe planova izradbe 43

Prikaz plana izradbe i zadaci koje treba riješiti kod njegove izradbe

44

Funkcije planiranja rada Način rješavanja

Određivanje tehnoloških

parametara i vremena obrade

Izbor alata i opreme

Izbor strojeva

Određivanje broja i

redoslijeda operacija

Određivanje pripremka

Pravila i procedure ne postoje

Pravila i procedure poznate

0% 100%

ALGORITMI

ISKUSTVO

Funkcije planiranja rada i načina rješavanja 45

TOK MATERIJALA

Tok materijala jest organizacijsko, vremensko i prostorno povezivanje

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

materijal koji prolazi proizvodnim sustavom tijekom ciklusa proizvodnje.

Obuhvaća sva kretanja materijalnih dobara unutar zadanog prostornog područja i

vremena. Pri tome su promjenjivi: put, brzina kretanja i količina.

Brzina kretanja poprima i vrijednost nule, na primjer pri izvođenju operacija ili pri

skladištenju.

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

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

pomoćne tvari.

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

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

3300 tok materijala dijeli na četiri razine. Svaka razina toka materijala ima

zadaću u okviru projektiranja proizvodnih sustava. 46

47

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

njegovih dobavljača i kupaca. Uz ostale čimbenike mjerodavan je za izbor

mikrolokacije sustava.

Tok materijala II. razine obuhvaća kretanje materijala između objekata na

mikrolokaciji. Mjerodavan je za izradbu plana izgradnje.

Tok materijala III. razine obuhvaća kretanje materijala između pojedinih odjela

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

osnovni je ulazni podatak za postupke optimiranja rasporeda odjela odnosno

rasporeda elemenata unutar odjela.

Tok materijala IV. razine sadrži kretanja materijala na radnom mjestu. Ova razina je

posebno važna pri automatizaciji tokova materijala na radnom mjestu.

48

Postupak određivanja toka materijala započinje od toka materijala treće

razine. Tokovi materijala nižih razina dobivaju se jednostavnim preračunavanjem,

jer se elementi sustava spajaju u veće cjeline.

Tok se materijala izražava kao količina materijala koja prolazi proizvodnim

sustavom u određenom vremenskom razdoblju, a kvantificira se

transportnom intenzivnošću.

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

tehnološke značajke proizvodnoga procesa. Ovisno o vrsti proizvodnje, kao

vremenska jedinica za kvantifikaciju toka materijala rabe se: godina,

šestomjesečno ili tromjesečno razdoblje. U daljnjemu će se tekstu za jedinicu

vremena uzimati godina.

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

za odlaganje i brojem transportnih jedinica. Odabrana jedinica mora biti takva

da je njezino otpremanje povezano s konstantnim transportnim troškovima, budući

da se tako omogućava :

-- proračun potrebnih sredstava za odlaganje i transportnih sredstava,

-- izravna uporaba dobivenih podataka u oblikovanju proizvodne strukture. 49

Sredstva za odlaganje najčešće se primjenjuju i za transport. Time se postiže niz

prednosti kao što su: poboljšanje rukovanja materijalom, bolje iskorištenje

proizvodne i skladišne površine, mogućnost mehanizacije, automatizacije...

Pod sredstvima za odlaganje razumijevaju se sredstva u kojima se

materijalna dobra odlažu, transportiraju i skladište na radnom mjestu ili u

međuskladištu i skladištu.

Uobičajena sredstva za odlaganje jesu razne kutije, kontejneri, palete i slično.

Broj komada koji stane u jedno sredstvo za odlaganje određuje se na temelju

dopuštene težine i raspoloživog volumena.

Uzimanje sredstva za odlaganje za jedinicu količine nije prikladno, budući da se

najčešće više istovrsnih sredstava za odlaganje dade transportirati istodobno, ali i

pojedinačno u više transporata, što uzrokuje nejednake transportne troškove.

50

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

transportnih jedinica. Transportna jedinica jest količina materijala koja se kreće

jednim transportom, bez obzira na broj sredstava za odlaganje.

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

razine sadržani su u planovima izrade i montaže, što pokazuje da je tok

materijala programsko-tehnološka karakteristika sustava.

Određivanje toka materijala moguće je izravnim snimanjem i proračunom na

osnovi raspoloživih podataka.

Izravno snimanje toka materijala u maloserijskoj i pojedinačnoj proizvodnji treba

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

skupoće i nepouzdanosti. Može se provesti metodom trenutačnih zapažanja ili

upisivanjem podataka o obavljenom transportu (datum, broj i vrsta sredstava za

odlaganje, transportno sredstvo, element sustava od kojega se transportiralo, element

sustava kojemu se transportiralo) u odgovarajući obrazac od strane transportnih

radnika. Najveći je nedostatak izravnog snimanja da se na temelju snimljenog

postojećeg stanja, vrlo teško može zaključiti o toku materijala za neko buduće

stanje. 51

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

sastavnica, planova izrade i planova montaže.

Postupa se na sljedeći način:

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

(predmete rada).

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

razdoblje.

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

4. Za svaki se predmet rada proračuna potreban broj transporata (prijevoza) za

jednu serije i-tog predmeta rada.

52

Broj transporata (prijevoza) jedne serije i-toga predmeta rada, računa se izrazom:

gdje su:

QSi - veličina serije (broj komada u seriji) i-toga predmeta rada [http://en.wikipedia.org/wiki/Economic_production_quantity

QPOi - broj predmeta rada u jednom sredstvu za odlaganje

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

transportnim sredstvom u jednoj vožnji (kapacitet transportnog sredstva).

Veličine nO (potreban broj sredstava za odlaganje za plansko razdoblje) i nOI uvijek

su cjelobrojne vrijednosti.

ii

i

i

TSPO

S

OIQQ

Qn

1

53

5. Intenzivnost toka materijala izražava se brojem transporata u planskom

razdoblju (jedna godina) između k-tog i j-tog elementa sustava, a izračunava

izrazom:

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

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

elementa sustava dobiva se zbrajanjem intenzivnosti transporta za sve

predmete rada koji se transportiraju između tih elemenata sustava:

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

..., nP.

b n nkj OI Si i i

b bkj kji

i

54

Proračun se može obaviti za reprezentantne proizvode odnosno reprezentantne

dijelove i sklopove.

Tok materijala može se prikazati grafički ili numerički.

Grafički prikaz može biti kvalitativan ili kvantitativan pomoću Sankeyjevoga

dijagrama. Način prikazan narednom slikom rabi se kada mnogo dijelova prolazi

preko istih elemenata sustava.

55

Primjer kvalitativnog grafičkog prikaza toka materijala 56

Primjer kvantitativnog

grafičkog prikaza toka

materijala (Sankeyjev

dijagram)

57

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

osnova matematičke analize, neizbježne u projektiranju proizvodnih sustava.

U tome smislu, matrica toka materijala uzima se kao najprikladniji oblik prikaza.

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

ka j-tom elementu sustava. Budući da svaki element sustava može biti izvorišna ili

odredišna točka transporta, matrica B kvadratnog je oblika m-tog reda, pri čemu je

m broj elemenata.

Podrazumijeva se da je redoslijed navođenja elemenata dijagonalno simetričan,

odnosno redoslijed po stupcima odgovara onome po redovima. S obzirom na to da

se zanemaruje transport unutar elementa sustava, za elemente matrice koji

pripadaju glavnoj dijagonali vrijedi:

bkk = 0, k = 1, 2, ... m.

58

Primjeri kvalitativnog (lijevo gore) i kvantitativnog (desno gore)

prikaza toka materijala, matricom (za podatke iz donje tablice)

59

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

toka materijala, a može se transformirati u neorijentiranu trokutnu matricu B na

takav način da se svi elementi matrice B iznad (ispod) dijagonale pribroje

elementima koji leže simetrično ispod (iznad) glavne dijagonale.

Elementi donje trokutne matrice:

bkj = .

Elementi gornje trokutne matrice:

bkj = .

Elementi matrice predstavljaju transportnu intenzivnost između k-toga i j-toga

elementa sustava nezavisno od smjera transporta.

jkbb

jk

jkkj za

za 0

jkbb

jk

jkkj za

za 0

60

Ako se uz tok materijala žele uzeti u obzir i druge čimbenici, na primjer tok

informacija i tok ljudi, primjenjuje se sustav stupnjevanja međusobnih veza

prema važnosti uz navođenje uzroka. Takav oblik mjerenja toka češće je u

upotrebi pri projektiranja bolnica, škola i sličnih sustava gdje se javljaju različite

vrste tokova koje nije moguće egzaktno kvantificirati.

Matrica odnosa između elemenata sustava 61

Tok materijala unutar pogona može biti različitoga oblika.

Shematski prikazi oblika tokova materijala

62

Osnovna načela pri njegovu oblikovanju jesu:

-- nastojati da se odvija po najkraćemu putu,

-- izbjegavati povratne putove, i

-- međusobno križanje putova (te nefunkcionalne promjene visine).