PROSTORNE STRUKTUREU literaturi postoje razliite klasifikacije i razliiti nazivi moguih tipova prostornih (proizvodnih) struktura. Jaeger (Jaeger, 1980.) je svojom klasifikacijom sustavno obuhvatio sve tipove prostornih struktura i predloio podjelu na:1.Raspored s fiksnom pozicijom (naelo pojedinanog rasporeda),2.Raspored po vrstama obrade (radioniko naelo),3.Raspored po svrsi (redoslijedno naelo),3.1u jednopredmetne linije,3.2u viepredmetne linije,3.3u skupine po svrsi.Razvojem automatizacije i raunalom upravljanih obradnih strojeva (CNC), uz prihvaanje novih trinih zahtjeva u smislu zamjene velikoserijske i masovne proizvodnje za nepoznatog kupca, proizvodnjom malih serija s velikim brojem varijanti za poznatog kupca, pojavile su se prilagodljive prostorne proizvodne strukture:prilagodljive obradne stanice,prilagodljivi obradni sustavi,prilagodljive transfer linije.4.4.1OPIS PROSTORNIH STRUKTURA4.4.1.1RASPORED S FIKSNOM POZICIJOM - POJEDINANI RASPOREDRaspored s fiksnom pozicijom ili pojedinani raspored (engl. layout by fixed position, layout by fixed material location) predstavlja najjednostavniju prostornu strukturu koja se sastoji od jednog radnog mjesta[footnoteRef:1]. Proizvodni proces obavlja se tako da se svaki predmet rada zavrno obradi na jednom radnom mjestu, a zatim se kao gotov proizvod otpremi u skladite gotovih proizvoda. Radna mjesta su dakle, povezana samo s drugim objektima, npr.: skladitem sirovina, meuskladitem za montau, skladitem gotovih proizvoda, itd. Kod ovog rasporeda, ne postoje prostorne veze zasnovane na toku materijala izmeu takvog radnog mjesta i ostalih radnih mjesta u proizvodnom sustavu, to znai da ne postoje meuoperacijski transportni putovi, slika 4.25. [1: Pod pojmom radno mjesto podrazumijeva se sredstvo za proizvodnju, stroj, skupina strojeva ili organizacijska jedinica proizvodnog sustava.]

Tipini primjeri primjene ove prostorne strukture su proizvodnja velikih strojeva, brodova i sl., tj. proizvodnje kod kojih se predmeti rada nalazi na jednom mjestu, dok se radnici i sredstva za proizvodnju kreu do mjesta obavljanja obrade ili montae.

Slika 4.25 - Pojedinani rasporedPored navedenih primjera, raspored s fiksnom pozicijom, tj. pojedinani raspored primjenjuje se i kod:a)Obrade predmeta rada nieg stupnja tehnoloke sloenosti (npr. radna mjesta za odsjecanje, revolverski obradni stroj, jednovretenski automati). Obrada se odvija u jednoj operaciji i jednom zahvatu.b)Obrade predmeta rada povienog stupnja tehnoloke sloenosti primjenom vievretenskih automata ili obradnih centara. Obrada se odvija u jednoj operaciji s vie zahvata.Osnovne prednosti rasporeda s fiksnom pozicijom su:predmet rada se ne transportira tijekom obrade/montae,mogunost izmjene redoslijeda proizvodnih operacija,prilagodljivost s obzirom na primjenu univerzalnih sredstava za proizvodnju.Osnovni nedostaci rasporeda s fiksnom pozicijom su:zahtijevaju se pokretna sredstva za proizvodnju,prikladnost samo za pojedinani tip proizvodnje,dugi transportni putovi sredstava za proizvodnju.4.4.1.2RASPORED U SKUPINE PO VRSTI OBRADERaspored u skupine po vrsti obrade (engl. layout by function, layout by process) predstavlja prostornu strukturu u kojoj su istovrsna radna mjesta prostorno objedinjena u skupine u kojima se obavljaju istovrsne operacije.Ovakav tip prostorne proizvodne strukture primjenjuje se kod maloserijske ili pojedinane proizvodnje, odnosno kod irokog asortimana proizvoda. Predmeti rada mogu zahtijevati razliite operacije i redoslijede njihovog obavljanja. Vremena trajanja pojedinih operacija takoer su razliita. Radna mjesta rasporeena na ovakav nain omoguavaju veliku prilagodljivost u odnosu na promjene u proizvodnom programu glede promjene asortimana ili koliine proizvoda.Na slici 4.26 prikazana je matrica transportnih intenziteta za skupinu po vrsti obrade u kojoj postoje veze izmeu svih radnih mjesta.

Slika 4.26 - Skupina po vrsti obrade (Vea, 1994.)Osnovne prednosti rasporeda u skupine po vrsti obrade:prilagodljivost glede proizvodnog programa po asortimanu i koliini,visok stupanj iskoritenja kapaciteta radnih mjesta,dobra prilagodljivost na nove tehnoloke postupke i na promjene redoslijeda obrade,prebacivanjem proizvodnih operacija na drugi, istovrsni stroj, mogu je nastavak proizvodnje u sluaju kvara stroja,relativno mali investicijski trokovi.Nedostaci rasporeda u skupine po vrsti obrade su:dugaak ciklus proizvodnje,nemogunost izbjegavanja povratnih putova, to uzrokuje velike transportne trokove,potrebna je velika povrina za meufazna skladita,zahtijevaju se visokokvalificirani radnici,velike koliine nedovrene proizvodnje,teko je planirati i upravljati proizvodnjom.4.4.1.3RASPORED PO SVRSIRaspored po svrsi (engl. layout by product) je takva prostorna struktura kod koje su sredstva za proizvodnju rasporeena prema redoslijedu operacija koje se izvode na predmetima rada. U opem sluaju formira se skupina razliitih sredstava za proizvodnju sa svrhom da se u toj skupini obradi odreena familija dijelova. Ukoliko se kretanje predmeta rada odvija samo u jednom smjeru, radi se o linijskoj proizvodnji. Dakle, osnovna znaajka linijske proizvodnje je orijentiranost prema proizvodu. Sredstva za proizvodnju postavljaju se u liniju prema redoslijedu obrade koji zahtijeva odreeni proizvod ili familija proizvoda.Linijska proizvodnja organizacijski je suprotna proizvodna struktura u odnosu na skupine po vrsti obrade. Takva prostorna proizvodna struktura pogodna je za proizvodnju velikih koliina istih ili slinih proizvoda.Osnovni tokovi linijske proizvodnje su pravac, L - linija, U - linija, O - linija i S - linija. Raspored se projektira s obzirom na vrstu i asortiman proizvoda, usvojenu tehnologiju, nain kretanja proizvoda i prostorna ogranienja. Primjeri moguih rasporeda radnih mjesta prikazani su na slici 4.27.

Slika 4.27 - Primjeri linijskog rasporeda radnih mjesta u ogranienom prostoruPrema broju predmeta rada razlikuju se jednopredmetne i viepredmetne linije.a)Jednopredmetne linijeKod jednopredmetne linije sredstva za proizvodnju su rasporeena prema redoslijedu operacija koje je potrebno obaviti na predmetu rada. Sirovina se tijekom obrada pretvara u gotov proizvod kreui se izmeu radnih mjesta u odreenom vremenskom intervalu - taktu linije.Matrica transportnih intenziteta jednopredmetne linije nema elemenata ispod glavne dijagonale, to znai da nema povratnih kretanja, a odnosi izmeu sredstava za proizvodnju nalaze se uz glavnu dijagonalu, slika 4.28.

Slika 4.28 - Jednopredmetna linija (Vea, 1994.)b)Viepredmetne linijeKod viepredmetne linije sredstva za proizvodnju rasporeena su prema redoslijedu operacija koji je potrebno obaviti za izradu familije slinih dijelova. Liniju je potrebno formirati na nain da se izbjegnu povratni tokovi materijala i da se vremena obavljanja pojedinih operacija usklade.Odnosi izmeu radnih mjesta nalaze se u gornjem trokutu u matrici transportnih intenziteta, dok odnosi ispod glavne dijagonale ne postoje, jer nema povratnih kretanja. Primjer viepredmetne linije prikazan je na slici 4.29.

Slika 4.29 - Viepredmetna linijaU ovisnosti o vremenskoj povezanosti obavljanja pojedinih operacija, razlikuju se dvije osnovne linijske proizvodne strukture:1.Predmet rada se kree ravnomjerno u liniji u odreenom vremenskom taktu, te je potrebno vremensko uravnoteenje pojedinih operacija. Pri tome vremenski tijek proizvodnje moe biti neprekinut (npr. konvejeri), ili u vremenskim razmacima (npr. transfer linija).2.Predmet rada se kree bez neposredne vremenske veze, odnosno ne postoji vrsti takt kretanja predmeta rada. U ovakvom relativno prilagodljivom linijskom rasporedu mogu se kompenzirati nabalansiranost linije i pojave stanja sustava u otkazu uzrokovana kvarovima. Proraun optimalnog dimenzioniranja meuskladita ove linijske proizvodnje prikazao je Janisch (Janisch, 1978.).Prednosti linijske proizvodnje su:pregledan tok materijala,kratak ciklus proizvodnje,male zalihe,mogunost masovne proizvodnje,kratki transportni putovi,mala potreba za radnom snagom,niska obuenost radnika,mogunost automatizacije proizvodnog procesa,jednostavno upravljanje proizvodnjom.Nedostaci linijske proizvodnje su:upitna prilagodljivost na promjene u proizvodnom programu,kvar neke komponente na liniji moe uzrokovati zastoj cijele proizvodnje,visoki trokovi odravanja,visoki trokovi prerazmjetaja,este potrebe za sredstvima za proizvodnju posebnih namjena,relativno skupa transportna sredstva,velika investicijska ulaganja,pojava monotonosti u radu.c)Skupine po svrsiUkoliko kod rasporeda po svrsi nije mogue, zbog povratnih putova, formirati racionalnu liniju kod koje e se dijelovi kretati samo u jednom smjeru, formira se skupina sredstava za proizvodnju - skupina po svrsi, ija je zadaa obrada odreene familije dijelova. Skupine po svrsi su prostorne proizvodne strukture u kojima se obavljaju samo proizvodne operacije. Svaka skupina se sastoji od razliitih sredstava za proizvodnju koja se koriste za obraivanje jedne ili vie familije dijelova.Primjer matrice transportnih intenziteta kod skupine po svrsi prikazan je na slici 4.30. Na slici se vidi da se kod ovakvih prostornih struktura mogu pojaviti povratni putovi.

Slika 4.30 - Skupina po svrsiPoseban oblik skupine po svrsi je prostorna struktura tipa samostalne radne jedinice (engl. productional island).Samostalna radna jedinica (engl. productional island) je proizvodna struktura koja se moe sastojati od razliitih radnih mjesta (klasinih i/ili raunalom upravljanih obradnih strojeva, radnih mjesta za montau, itd.), a u kojoj se obrauju skupine predmeta rada koji imaju slina svojstva (npr. geometrijska, tehnoloka, itd.). Uz proizvodne operacije moe obuhvaati i operacije upravljanja i kontrole kakvoe.Svaka stanica u ovisnosti o stupnju samostalnosti, ima slijedea svojstva:sadri konvencionalne i numeriki upravljane strojeve koji nisu izravno povezani,obrada se obavlja u vie operacija,transport je runi ili automatizirani i ne mora biti vremenski usklaen,tijek informacija je potpuno ili djelomino integriran,velika je prilagodljivost na zahtjeve proizvodnje,investicije nisu prevelike i mogu se postupno realizirati,stupanj automatizacije je srednji ili visok.Znaajna faza pri oblikovanju samostalnih radnih jedinica je odreivanje djelatnosti koje e se unutar nje obavljati, te odreivanje oblika i stupnjeva povezivanja. Djelatnosti koje je potrebno obavljati u sredinjoj slubi, tj. na razini proizvodnog sustava u odnosu na razinu samostalne radne jedinice ovise o veliini proizvodnog sustava, tipu proizvodnje i potrebama za vanjskim uslugama. Samostalna radna jedinica sadri decentralizirani koncept planiranja i upravljanja proizvodnjom.Uz pretpostavku da su funkcije marketinga, razvoja, informatike i kadrovska funkcija organizirane iz jednog sredita za cijeli proizvodni sustav, u pojedinoj samostalnoj radnoj jedinici mogu se obavljati slijedee aktivnosti:preuzimanje radnih naloga od sredinje slube,planiranje i upravljanje proizvodnjom,CAD/NC povezivanje,NC - programiranje,dostavljanje dokumentacije na pojedina radna mjesta,proizvodnja (obrada, montaa, kontrola kakvoe),pomone djelatnosti (priprema alata, pribora i naprava),logistika podrka (skladitenje, transport),preuzimanje povratnih podataka od pojedinih radnih mjesta, te prijenos planiranih vremenskih rokova proizvodnje do sredinje slube,planiranje trokova proizvodnje,usklaivanje s drugim slubama, odnosno s drugim samostalnim radnim jedinicama.Samostalna radna jedinica ne zahtijeva potpunu automatizaciju sustava rukovanja materijalom (transporta i skladitenja). Unutar samostalnih radnih jedinica transport se obavlja razliitim transportnim sredstvima prekidnog toka transporta ili konvejerima ako su ispunjeni odgovarajui uvjeti (npr. jednosmjernost toka materijala). Ukoliko postoje potrebe za transportom izmeu pojedinih samostalnih radnih jedinica, takav se transport obavlja najee konvejerima ili automatizirano voenim vozilima.Cilj istraivanja i razvoja prostornih proizvodnih struktura svodio se na nastojanje da se zadri i povea prilagodljivost radionike strukture uz poveavanje proizvodnosti na razini linijske proizvodnje. Predstavljanje koncepta grupne tehnologije (engl. group technology) imalo je vrlo veliki utjecaj na daljnji razvoj prostornih proizvodnih struktura. Burbidge (Burbidge, 1975.) i Mitrofanov (Mitrofanov, 1966.) prvi su objavili radove prema kojima se tradicionalni tip organizacije proizvodnje, u kojem je organizacijska jedinica bila specijalizirana za obavljanje odreenog procesa, mijenja. Prema njihovom konceptu pozornost se usmjerava prema proizvodu.Koncept grupne tehnologije u proizvodnji zasniva se na obradi skupine slinih dijelova, tj. familije dijelova na tono definiranoj skupini radnih mjesta. Osnovna znaajka skupine dijelova koje je potrebno obraditi je da ne zadovoljavaju uvjete za formiranje viepredmetne linije zbog razliitih vremena obrade i neizbjenih povratnih putova. U tom sluaju, problem formiranja proizvodnih stanica odnosi se na razlaganje cijele prostorne strukture na manje funkcionalne jedinice - proizvodne stanice. Dakle, primjenom naela grupne tehnologije na proizvodni proces, razvila se proizvodnja u stanicama (engl. cellular manufacturing). Tako u prostoru formirana skupina sredstava za proizvodnju naziva se proizvodna stanica (engl. cell, cluster).Na slici 4.31 prikazana je prostorna proizvodna struktura organizirana prema naelu grupne tehnologije.

Slika 4.31 - Tokovi informacija i materijala kod proizvodnih struktura organiziranih prema naelu grupne tehnologijeStupanj samostalnosti pojedine proizvodne stanice je ono o emu se najvie vodi rauna u fazi projektiranja sustava. Potrebno je tono odrediti koje e se aktivnosti obavljati unutar stanice, te ostaviti mogunost prilagodbe na mogue promjene u listi zahtjeva koji se postavljaju pred proizvodni sustav.Uz proizvodne djelatnosti, stanice obino obavljaju i druge funkcije s razliitim stupnjem integracije tokova materijala i informacija unutar stanice i prema proizvodnom sustavu u cjelini.Problem formiranja skupina sredstava za proizvodnju, odnosno proizvodnih stanica predstavlja osnovni i vrlo sloen problem pri uvoenju prostornih struktura prema naelu grupne tehnologije. Razvijene su mnogobrojne metode koji se koriste za rjeavanje ovog problema u uvoenju grupne tehnologije. Da bi se to moglo provesti potrebno je definirati matricu dio-stroj. Matrica obuhvaa sve predmete rada (dijelove) koji se proizvode i sva sredstva za proizvodnju (npr. strojeve). Jedinica na krianju retka i stupca matrice znai da se dio, koji je predstavljen retkom matrice, obrauje na stroju iju operaciju predstavlja stupac matrice. Permutiranjem redaka i stupaca matrice formiraju se stanice. Permutiranjem se obavlja blokovska dijagonalizacija matrice dio-stroj. Primjer osnovne i permutirane matrica dio-stroj kod savrenog grupiranja prikazan je na slici 4.32.

Polazna matricaPermutirana matrica

Slika 4.32 - Polazna i permutirana matrica dio-strojProjektiranje proizvodnih stanica u najveoj mjeri svodi se na problem prepoznavanja familija dijelova pogodnih za obraivanje na skupini sredstava za proizvodnju. Pri tome se postavlja cijeli niz drugih, esto stratekih pitanja, koja treba uzeti u obzir prilikom projektiranja proizvodnog procesa u sklopu ukupnog problema, kao to su: stupanj prilagodljivosti sredstava za proizvodnju, vrsta transportnih ureaja, prostorna struktura stanica, broj i tip sredstava za proizvodnju, itd. Osim toga, svaki kvalitetni projekt oblikovanja proizvodnih stanica mora rezultirati stvaranjem proizvodne strukture koja e maksimalno iskoristiti prednosti takve organizacije kao to su visoka proizvodnost, smanjenje pripremno-zavrnih vremena, itd.Prednosti koje donosi uvoenje prostornih struktura prema naelu grupne tehnologije su:skraenje ciklusa proizvodnje,mogunost prilagoavanja na nove tehnoloke postupke,poboljanje proizvodnosti,smanjenje zaliha,poboljanje kakvoe proizvoda,skraenje pripremno-zavrnog vremena,mogunost primjene jednostavnih transportnih sredstava uz kratke transportne putove,olakano planiranje i upravljanje proizvodnjom,bolje koritenje proizvodne povrine.Uobiajeni nedostaci ovakve prostorne proizvodne strukture su:visoke poetne investicije (viestruka sredstva za proizvodnju i alati),potrebno je visokokvalificirano osoblje,loija iskoritenost sredstava za proizvodnju i rada,visoki trokovi pripreme proizvodnje, itd.Prema prethodno usvojenoj podjeli i opisu, na slici 4.33 shematski je prikazano podruje primjene pojedinih prostornih struktura.

Oznake na slici:1.Pojedinani raspored - NC strojevi, obradni centri2.Skupine po vrsti obrade3.Skupine po svrsi4.Viepredmetne linije5.Jednopredmetne linijeSlika 4.33 - Podruje primjene i osnovna obiljeja prostornih proizvodnih struktura4.4.1.4PRILAGODLJIVE PROSTORNE PROIZVODNE STRUKTUREKoncept prilagodljive prostorne strukture podrazumijeva automatizaciju serijske proizvodnje kroz integraciju toka materijala i informacija unutar proizvodnog sustava. Pri tome se koriste univerzalni obradni strojevi i strojevi posebnih namjena, a posebno numeriki upravljani i vieoperacijski strojevi, koji u automatiziranom pogonu djeluju na poveanje proizvodnosti. Na slici 4.33 prilagodljive prostorne proizvodne strukture najveim dijelom pokrivaju podruja 2, 3 i 4.U nastavku e se opisati ranije navedene prilagodljive prostorne proizvodne strukture:prilagodljive obradne stanice,prilagodljive obradni sustavi,prilagodljive transfer linije.Prilagodljiva obradna stanica se definira kao proizvodna struktura u kojoj se mogu automatizirano obraivati razliiti prizmatini i/ili rotacijski predmeti rada u pojedinanoj ili maloserijskoj proizvodnji, slika 4.34. Cilj razvoja prilagodljive obradne stanice je postizanje automatiziranog rukovanja i skladitenja predmeta rada, reznih alata mjernih i steznih naprava i ureaja. Idealna koncepcija prilagodljive obradne stanice postie se proizvodnjom u tri smjene, pri emu proizvodni sustav radi najmanje jednu smjenu bez prisutnosti ljudi. Pretpostavka za realizaciju ove proizvodne koncepcije je automatizacija sredstva za proizvodnju, kao i perifernih funkcija, poput skladitenja predmeta rada, rukovanja materijalom, kao i zadataka mjerenja i kontrole.

Slika 4.34 - Prilagodljiva obradna stanica za tokarenje HEID FMS 530Prilagodljiva stanica, kao i prilagodljivi sustav, mogu biti projektirani za nekoliko razliitih proizvodnih procesa: rezanje metala (najvie), obradu deformiranjem, montau i zavarivanje.Prilagodljiva obradna stanica je osnovna konfiguracija prilagodljivog obradnog sustava, a sastoji se od numeriki upravljanog obradnog centra ili tokarskog centra., koji su koncipirani kao vieoperacijski strojevi za kompletnu ili djelominu obradu predmeta rada, a kao suprotnost jednoperacijskim strojevima skupine po vrsti obrade. U odnosu na NC/CNC strojeve, obradnim centrima se postie poveana prilagodljivost (npr. magazin alata) i proizvodnost (npr. viestrana obrada predmeta s okretnim stolovima, te posluivanje vie strojeva s automatiziranom obradom). Prilagodljivost obradnog centra postie se kroz mogunost automatizirane izmjene alata, pozicioniranje predmeta rada, programabilno upravljanje relativnim kretanjem izmeu alata i predmeta rada za jednu ili vie vretenita.Automatizirani rad prilagodljive obradne stanice zahtijeva automatizirani nadzor nad procesom obrade. Ovo se postie uvoenjem odgovarajuih mjernih ticala i senzora, s kojima se npr. zaustavi rad stroja u sluaju loma alata.Za upravljanje prilagodljivim obradnim stanicama razvijeno je vie paketa s razliitim NC programima. Pri tome se moe koristiti neposredno upravljanje stanicom (CNC - Computer Numerical Control), ili s pomou sredinjeg raunala (DNC - Direct Numerical Control).Prilagodljivi obradni sustav je integralno raunalom upravljani kompleks CNC obradnih strojeva, obradnih centara i prilagodljivih obradnih stanica s automatiziranom izmjenom alata, pribora i obradaka, te povezanih transportnim sustavom, meusobno i sa skladitem sirovaca, obradaka i pribora. Ovim sustavom mogue je s minimalnom runom obradom proizvesti svaki obradak, uz kratko vrijeme izmjene, koji pripada odreenoj skupini tehnoloki slinih obradaka prema unaprijed odreenim planovima. Cijeli sustav izravno je numeriki upravljan raunalom koje je obino glavno tvorniko raunalo.Prilagodljivi obradni sustavi nastali su radi poveanja proizvodnosti i smanjenja trokova proizvodnje. Ovome je pridonio koncept prilagodljive automatizacije, te primjena elektronike i elektronikih raunala u gradnji obradnih strojeva. Grupiranjem obradaka prema tehnolokoj slinosti stvara se asortiman, kojim je mogue dostii ranije postignute prednosti serijske proizvodnje.Prilagodljivi obradni sustavi mogu se satojati od slijedeih komponenti:CNC obradnih strojeva, obradnih ili tokarskih centara,transportnog sustava obradaka,ureaja za automatiziranu izmjenu obradaka,ureaja za pranje, suenje i hlaenje,ureaja za dimenzionalno mjerenje obradaka,sredinjeg upravljakog ureaja, koji e povezati komponente sustava tako da omogui obradu malih i srednjih serija obradaka.Da bi se postigao cilj moderne tehnologije, tj. poveala proizvodnost, smanjili trokovi proizvodnje, a poveala kakvoa proizvodnje do optimalne, prije projektiranja prilagodljivog obradnog sustava potrebno je detaljno analizirati, kako tehnoloke zadatke, tako i mogua rjeenja. Transportni sustavi glede naina povezivanja sredstava za proizvodnju mogu se podijeliti na unutarnje i vanjske sustave. Kod unutarnje povezanosti tok materijala prolazi kroz radni prostor sredstava za proizvodnju, to je nepovoljno za planiranje i upravljanje prilagodljivim obradnim sustavima, jer se zahtijeva taktni transport. Kod vanjskog povezivanja transportni put se nalazi pored sredstva za proizvodnju, to omoguuje paralelno odvijanje transporta i obrade.Osnovni geometrijski oblici toka materijala u prilagodljivim obradnim sustavima su linija i krug.Pri projektiranju prilagodljivih obradnih sustava primjenjuju se transportna sredstva prekidnog i neprekidnog toka transporta. Najznaajnija transportna sredstva neprekidnog toka transporta su valjani i trakasti transporteri. U novije vrijeme pri projektiranju prilagodljivih obradnih sustava sve manje se primjenjuju valjani transporteri, dok raste trend primjene indukcijskih automatizirano voenih vozila.Skladite predmeta rada ima zadatak da pohrani predmete prije i nakon obrade ili izmeu pojedinih operacija. Pri tome se skladite moe organizirati kao sredinje ili meuskladita. Sredinje skladite je prilagodljivije u odnosu na smetnje i razliita vremena obrade, ali zahtijeva veliki broj transportnih aktivnosti. S druge strane meuskladite ima male mogunosti osiguranja zaliha, ali se zato relativno jednostavno u njemu moe postii visoki stupanj iskoritenosti. Kombinacija ova dva naina skladitenja vodi k visokoj iskoritenosti kapaciteta s malobrojnim transportnim aktivnostima.Upravljanje velikim brojem automatiziranih komponenti prilagodljivog obradnog sustava najee se ostvaruje DNC povezivanjem. Kod manjih sustava s malim brojem automatiziranih komponenti je mogue upravljanje s CNC vezama.S obzirom na broj operacija prilagodljivi obradni sustavi se mogu podijeliti na jednooperacijske, vieoperacijske i kombinirane, to ovisi o slinosti predmeta rada.Jednooperacijski obradni sustav sadri dodatne ureaje koji omoguavaju potpun zavretak obrade predmeta rada na jednom sredstvu za proizvodnju. Vieoperacijski sustavi su u tom smislu ogranieni.Kod prilagodljive transfer linije, vie razliitih ili istovrsnih raunalom upravljanih (CNC) obradnih strojeva izvodi sve zahtjevane operacije na obradi jedne skupine tehnoloki slinih obradaka u automatiziranom slijedu. Najee se koriste za obradu prizmatinih proizvode. Primjenom CNC strojeva mogue je relativno jednostavno mijenjati konstrukciju nekog proizvoda i tehnologiju obrade bez neizbjenih gubitaka vremena koji prate klasine transfer linije (klasine jednopredmetne linije).Prilagodljiva transfer linija moe se projektirati prema naelu tekue proizvodnje tako da je vie pojedinih modula meusobno povezanih transportnim sustavom, slika 4.35. Pri tome se obradak giba u taktu najdue operacije i ne moe preskoiti ili zaobii pojedini modul. Ovaj se nedostatak moe ispraviti projektiranjem pomonih ili paralelnih transportnih putova, odnosno grananjem transportnih putova. Izmeu sredstva za proizvodnju nalaze se meuskladita (engl. buffer), koja u sluaju kvara, slue za osiguranje nesmetanog odvijanja proizvodnog procesa u odreenom vremenskom razmaku. Prilagodljive transfer linije sastoje se od raunalom upravljanih obradnih strojeva, kao i sredstva za proizvodnju posebnih namjena.Pri projektiranju prilagodljivih proizvodnih struktura vrlo je teko predvidjeti, odnosno tono dimenzionirati sve imbenike koji utjeu na njegovo oblikovanje. Zbog toga je postizanje optimalnog rjeenja oblika obradnog sustava i naina njegova djelovanja vrlo teko, posebno u realnom vremenu. Kao sredstvo za projektiranje prilagodljivih proizvodnih struktura najee se koriste simulacijske metode.

Slika 4.35 - Komponente i osnovna koncepcija prilagodljive transfer linije (Wiendahl i dr., 1980.)Tablica 4.6 prikazuje osnovna svojstva pojedinih prilagodljivih prostornih proizvodnih struktura.Tablica 4.6 - Znaajke prilagodljivih proizvodnih struktura (Cebalo, 1995.)ZnaajkePrilagodljive obradne stanicePrilagodljivi obradni sustaviPrilagodljive transfer linije

Povezivanjestroj s automatiziranom izmjenom predmetavanjsko povezivanje NC strojeva i obradnih centaraunutranje povezivanje NC strojeva i obradnih centara

Tok obradejedan stupanj obradevie stupnjeva obradevie stupnjeva obrade

Tok materijalaautomatizirani transportautomatizirani transport izvan taktaautomatizirani taktni transport

Tok informacijapotpuno integriranpotpuno ili djelomino integriranpotpuno ili djelomino integriran

Stupanj samostalnostisrednja do visoka samostalnost upravljanjamala samostalnost upravljanjabez samostalnosti upravljanja

Visina investicijesrednje velikavelika; mogua je realizacija u koracimavelika

Stupanj prilagodljivosti/automatizacije-mali trokovi pripreme za iroki asortiman proizvoda -visok stupanj automatizacije-srednji stupanj prilagodljivosti.-dugo vrijeme pripreme kod prelaza na novi proizvod-visoki stupanj automatizacije-srednji stupanj prilagodljivosti-ograniena mogunost prilagoenja promjeni proizvoda-visoki stupanj automatizacije-mali stupanj prilagodljivosti

4.4.2IZBOR PROSTORNE STRUKTUREPrilikom donoenja odluke o izboru tipa prostorne strukture, vrlo znaajnu ulogu u poetnoj fazi projektiranja ima P-Q analiza. Kao to je ranije spomenuto, ova analiza obuhvaa usporedbu odnosa broja razliitih proizvoda (pozicija, dijelova) i koliina u kojoj se izrauju.Lijevi dio krivulje u p-q dijagramu odnosi se na velikoserijsku ili masovnu proizvodnju to e uvjetovati primjenu linijske proizvodnje. Desni dio krivulje u p-q dijagramu odnosi se na maloserijsku i pojedinanu proizvodnju, tj. uvjetovat e primjenu radionike proizvodnje - layout se oblikuje prema procesu obrade. Srednji dio krivulje u p-q dijagramu predstavlja kombinaciju ovih dviju prostornih struktura i odnosi se na primjenu koncepta grupne tehnologije ili primjene samostalnih radnih jedinica.Kada krivulja u p-q dijagramu ima oblik kao na slici 4.36a, proizvodni sustav sastoji se od vie prostornih struktura, tj. potrebno je razdvojiti radioniku od linijske proizvodnje. Pored razlike u koncepciji layouta zahtijeva se razliita proizvodna oprema, razliiti transportni sustavi, itd. Kada krivulja u p-q dijagramu ima oblik kao na slici 4.36b, pogodno je usvojiti jedinstveni layout proizvodnog sustava.

a)b)

Slika 4.36 - Primjeri p-q dijagramaPostoje ogranienja u primjeni p-q dijagrama i to posebno kada su proizvodi ili procesi potpuno razliiti. U tom sluaju podjela na pojedine radionice zasniva se na jednom od slijedeih faktora:znaajkama proizvoda (oblik, izmjere, teina),materijalu,postupku obrade (tehnoloke znaajke, redoslijed operacija),zahtijevanoj kakvoi,opremi (kod rekonstrukcije postojeih sustava),vrsti zgrade,organizacijskoj strukturi,vrijednosti pojedinih proizvoda, itd.Jedan od prvih autora koji je uoio da je nuno prvo donijeti odluku o tipu, odnosno tipovima prostornih struktura u proizvodnim sustavima, a tek onda pristupiti njihovom optimalnom oblikovanju bio je Schmigalla (Schmigalla, 1970.). Odluku o izboru tipa prostorne strukture mogue je donijeti na temelju tzv. stupnja kooperacije ili stupnja sloenosti () koji izraava meusobne odnose elemenata proizvodnog sustava, a moe se izraunati s pomou izraza:(4.13)ki-broj radnih mjesta s kojima je i-to radno mjesto u neposrednoj vezi,n-broj radnih mjesta u promatranoj proizvodnoj jedinci.Pod proizvodnom jedinicom podrazumijeva se strukturno zatvoreni odjel proizvodnje u kojem je za odreenu proizvodnju skoncentrirano najmanje 75% operacija.Za raspored s fiksnom pozicijom, tj za pojedinani raspored () vrijedi:.(4.14)Kod skupina po vrsti obrade, gornja granica stupnja kooperacije dobije se u sluaju kada su sva radna mjesta u meusobnoj vezi (slika 4.26). Maksimalni broj veza u tom sluaju iznosi:,(4.15)pa je gornja granica stupnja kooperacije:.(4.16)Nasuprot tome, kod jednopredmetnih linija svako radno mjesto ima po dvije veze sa susjednim radnim mjestima, osim poetnog i krajnjeg radnog mjesta koji imaju po jednu vezu (slika 4.28). Dakle,(4.17).(4.18)Dijagram s pomou kojeg se moe odrediti tip prostorne strukture prikazan je na slici 4.37. Primjeri prorauna stupnja kooperacije prikazani su u tablici 4.7.

Slika 4.37 - Dijagram - nTablica 4.7 - Primjeri prorauna stupnja kooperacijePrimjernStupanj kooperacije ()

5

5

5

Problem primjene stupnja kooperacije, odnosno problem odabira prostorne strukture, nastaje kod sloenih sustava. Sloeni proizvodni sustavi uobiajno se sastoje od vie prostornih struktura (