Řízení výrobních činností v podniku prostřednictvím CA systémů

Ing. Ivana Kleinedlerová, Ing. Peter Kleinedler, PhD., STU v Bratislave, MTF v Trnave, Detašované pracovisko Dubnica nad Váhom,

Ing. Dalibor Urik, Letecké opravovne Trenčín, a.s., Legionárska 160, 911 04 Trenčín

Abstrakt: Příspěvek poukazuje na potřebnost správního řízení výrobních činností v podniku a to zaváděním počítačové podpory do výroby. Analýzou ekonomického zhodnocení výroby palubní desky jsme dospěli k závěru, že zavádění CA systémů je plně namístě současným vývojem trhu a potřebami správního manažování podniku, v rámci dosahování potřebné kvality a konkurenceschopnosti.

Kľúčové slová: Počítačom podporovaná výroba, CA systémy, manažment, kvalita

Abstract: In the paper the importance of the management of production proceses is destribed bei computer support. The analysis of ekonomic evaluation of dashboard production was performed. It shows that the implementation of CA systemes into production technology is in the context market and production management needed and justified.

Keywords: Computer Aided Manufacturing, CA systemes, management, quality

Úvod

V současnosti je kontrola kvality výrobků rozvíjena velmi rychlým tempem. Podniky nemají jinou možnost než řidit dynamickým způsobem svou výrobu s cílem být úspěšný a produktivní. Vzhledem k stoupající tendenci zavádění počítačové podpory do výroby – tedy zaváděním CA systémů, z hlediska konkurenceschopnosti nejsou podniky využívající konvenční výrobní postupy schopny konkurovat podnikům s počítačovou podporou výroby. A proto automatizované činnosti kontroly jakosti, kterým se kdysi přikládal největší význam, se postupně rozšiřují i do samotného výrobního procesu. Proto je účelné a prospěšné zavádět v podniku tzv. počítačem podporované činnosti, které souvisejí s konstrukcí, technologií, kontrolou, montáží a expedicí. Zavést počítačovou podporu výroby v podniku představuje nelehký úkol, která představuje vyřešit řadu problémů v oblasti automatizace, komunikačních a informačních technologií. Zavést takový flexibilní systém v podniku je však dnes již nutností pro uplatnění svých výrobků na trhu a konkurenceschopnost.

1. Východiska pro zavádění počítačové podpory ve výrobě

Počítačová podpora výrobních technologií je nástroj, který podporuje pracovníky vyrábět ekonomicky a kvalitně. Je zároveň jedním z podpůrných nástrojů managementu v otázce uplatnění se na trhu. Průzkumem nástrojů pro zvyšování úrovně kvality podniku jsme sladily podpůrné nástroje počítačové podpory pro činnosti v jednotlivých výrobních etapách podniku, umožňující její efektivní využívání. Využívání a zavádění počítačové podpory do výroby si určitě vyžaduje prvotní vysoké náklady na softwarove zajištění podniku. Avšak efektivita její zavedení má přínos v podobě kratších výrobních časů, nákladů na mzdy pracovníků, rychleji rostoucí produktivitu práce, zvyšující se kvalitu a konkurenceschopnost podniku. Všechny uvedené skutečnosti a výhody pokládají zavádění počítačové podpory do výroby za smysluplné.

Obr. 1 Počítačem podporované činnosti v podniku

Fig. 1 Computer-supported activities in the enterprise

2. Počítačem podporované činnosti v předvýrobní etapě

První činností, kterou musí výrobce zajistit aby se ztotožnil s požadavky zákazníka, je návrh výrobku. Získat reálnou představu o budoucím produktu nám v tomto případě umožňuje moderní metoda Rapid Prototyping. Potencionální zákazník získá v krátkém čase takovýmto způsobem názor o nabízeném produktu, a je tak ihned možné odstranit nedostatky a vyhovět požadavkům zákazníka. Ale metoda Rapid Prototyping umožňuje vyrobit model budoucího výrobku ještě před spuštěním samotné výroby, a proto je výborným nástrojem pro spuštění marketingové kampaně např. na výstavách, veletrzích a pod. Výsledkem zavádění metody Rapid Prototyping je posouzení úrovně jakosti výrobku před zahájením samotné výroby a přizpůsobení se požadavkům zákazníka.

Další skupinou činností je tvorba výkresové dokumentace, která spadá do oblasti předvýrobní etapy výroby. V rámci počítačové podpory lze v této oblasti tvorby dokumentace využívat tzv. Reverse Engineering. Jeho podstata spočívá v tom, že skenovací technikou získaný point cloud z fyzického modelu lze použit jako základ pro konstrukci dat 3D CAD povrchu. Jeho předností je i kontrola kvality fyzického modelu ve srovnání dat fyzického objektu s daty CAD naskenované podoby součástky, a tím i okamžité odstranění zmetků. V současnosti je přímo nepředstavitelné tvořit výkresovou dokumentaci bez použití tzv. CAD systémů. Konstruování tvoří počáteční fázi výrobního procesu, v níž lze ušetřit nemalé finanční prostředky vynaložené ve výrobě zmetků, jejíž důvodem jsou právě především včas neodhalené konstrukční chyby. Právě zautomatizování konstrukčních činností, nahrazující kreslící rýsovací prkno a "nepřesnou ruku člověka" umožňuje urychlit a zkvalitnit proces tvorby výkresové dokumentace, vytvářet pevnostní výpočty, návrhy a rychlou úpravu vytvořeného CAD modelu. V oblasti automatizace byl největší pokrok zaznamenan ve vývoji CAD systémů.

3. Počítačová podpora v technologické přípravě výroby

Použití výpočetní techniky v oblasti technologické přípravy výroby se zaměřuje především na:

•  zpracování optimalizačních úloh technologického charakteru
•  návrh optimálních nástrihových plánů, řezných podmínek, pořadí operačních úseků, výpočet mezioperačních přídavků a pod.
•  zpracování výrobních a montážních postupů, operační technologie, nebo řídících programů pro CNC výrobní stroje
•  zpracování dat technicko-ekonomického charakteru
•  zpracování dat o súčiastkovej základně
•  zpracování požadavků na speciální nářadí
•  zpracování dokumentace včetně její archivace atd

Systémy založené na automatizovaném principu vytvářejí novou formu technologické přípravy výroby. Na základě výsledků z konstrukční přípravy výroby zpracovávají informace nutné pro plánování a řízení technologického procesu, včetně pomocných, manipulačních a kontrolních činností.

4. Počítačem podporované činnosti ve výrobní etapě

Na základě výsledků činností z konstrukční přípravy výroby se dále zpracovávají informace potřebné pro plánování a řízení výrobního a technologického procesu. Tyto činnosti v sobě zahrnují tzv.. CAPP systémy. Zavádění CAPP systémů prochází pomalejším tempem, protože vyžaduje obrovské zkušenosti a znalosti technologů a specialistů, vytvářejících patentovanou výrobu. Samotné zautomatizování této oblasti vyžaduje komplikované programovací techniky a zavádění finančně náročné umělé inteligence v podniku. Důležité je však uvědomit si, že automatizací technologické přípravy výroby je možné uspořit až téměř 40% času. Lze provádět i kontrolu vytvořeného CAD modelu tzv.. simulací zprostředkovanou CAM systémy. Simulace předchází samotné výrobě daného produktu. Umožňuje nám odhalit případné nedostatky v konstrukčních návrzích, zamezit nehodám nástroje s polotovarem a nastavit optimální řezací parametry. CAM systémy hrají v procesu výroby velkou roli i z důvodu, že nám umožňují vytvořit NC program ve velmi krátkém čase a výborné kvalitě, ve srovnání s tvorbou NC programu člověkem. Vytvoření NC programu pomocí CAM systémů se jeví jako bezpochyb produktivní a z toho důvodu i nezbytné pro zajištění produktivní výroby podniku.

V rámci zavádění CIM podniku je důležitý tzv.. Flexible Manufacturing System. Tvoří jej integrovaný, počítačem řízený komplex NC strojů, automatizovaných manipulačních zařízení na materiál, nástroje a komplex automatizovaných měřicích a zkušebních zařízení, který s minimálními ručními zásahy a minimálním časem na přestavení dokáže vyrobit každou součástku spadající do určité specifické skupiny součástek a to v rámci svých výrobních kapacit a předem určeného plánu.

5. Počítačem podporované činnosti v povýrobní etapě

Pro správne řízení činností v podniku a tím i zajištění spokojenosti zákazníků je důležité zajistit kvalitu v povýrobní etapě. Pod tímto pojmem je možné si představit servis, řešení reklamací, případná technická pomoc zákazníkovi v souvislosti s prodaným produktem. Tyto činnosti si vytváří podnik pro vlastní evidenci a kontrolu prostřednictvím databází. Právě oblast povýrobní etapy několik podniků podceňují, a prodej zboží ke konečnému zákazníkovi se tím v rámci seriózního jednání pro něj končí. V případě špatné zkušenosti zákazníka v podobě nevyřízené reklamace nebo neochotě technické výpomoci ze strany dodavatele, se ztrácí důvěra zákazníka v jeho neprospěch, a hledá tak řešení budoucí zakázky v konkurenci.

6. Ekonomické zhodnocení výroby plechu palubní desky konvenčním způsobem a pomocí počítačem podporované výroby

Cílem této části příspěvku bylo uvést nejvhodnější výrobu plechu palubní desky po ekonomické i výrobní stránce, který vychází z poznatků autora a ze zkušeností prakticky uplatňovaných ve výrobním podniku a zároveň ekonomické zhodnocení konvenční a počítačem podporované výroby. Vzhledem k tomu, že s vývojem letectví je nerozlučně daný požadavek na stále kvalitnější a dokonalejší systémy letadel, nekonvenční a počítačem podporované způsoby obrábění jsou v mnoha případech jediným možným prvkem jejich progresivní výroby.

Nejdůležitější technologickou operací při výrobě plechu palubní desky je co nejrychleji a nejpřesněji vyříznutí požadovaného tvaru. V současnosti vyřezávání plechu palubní desky je možné provádět různými způsoby, mezi které patří:

•  Ruční způsob výroby (konvenční způsob výroby)
•  Progresivní způsob výroby - v tomto případě počítačem podporována výroba desky technologií AWJ.

V případě konvenčního způsobu výroby pro dosažení požadované přesnosti a jakosti výroby se prudce zvyšují jeho výrobní náklady. Cílem bylo tedy zavést takovou výrobu, kde jsou zachovány všechny požadavky kladené na výrobu při dosažení co nejnižších nákladů a dosažením požadované kvality.

Jak lze vidět z tabulky 1, tabulky 2 a obr. 2, konvenční způsob výroby palubní desky je v porovnaní s počítačem podporovanou výrobou zdlouhavý, pracný a nákladný.

Tab. 1. Výpočet ceny jednoho produktu

Tab. 1. Calculation of the prices of one product

Obr. 2 Vyhodnocení vyplývajúce z tab. 1

Fig. 2 Evaluation of the resulting tab. 1

Tab. 2 Výpočet úspory času práce a celkové ceny výrobku

Tab. 2 Calculation of time-saving work and the total price of the product

7. Závěr článku

Lze konstatovat, že při výrobě plechu počítačem podporovanou výrobou AWJM dochází k ušetření nákladů vůči konvenčnímu způsobu výroby o cca 81%. Pokud má zákazník požadavky týkající se minimálních nákladů na výrobu konkrétního výrobku a zkrácení pracovních časů, manažer svou pozornost zaměří na zvýšení produktivity práce a celkovou efektivitu. V případě výroby palubní desky se jako vhodné řešení podle ekonomického, kvalitativního i časového hlediska prokazuje počítačem podporována výroba – AWJ.

V současnosti je trendem účinná výroba uspokojování požadavků zákazníka. Tuto je v současnosti možné docílit pouze zaváděním počítačem integrované produkce. Důkazem toho je skutečnost, že podniky neustále přetvářejí svůj konvenční systém výroby na automatizovaný a přizpůsobují se moderním technologiím. Automatizované operativní řízení výrobního procesu by proto mělo být pro vrcholový management jedním z cílů podniku. A to z důvodu, že kvalita podniku se měří splněním požadavků zákazníka. Základem úspěchu podnikání je využívání principů úspěšného moderního managementu, který zaměstnává manažery, zdokonaľujúcich výrobu podniku.

Použitá literatura

[1] Cumin, J., Raos, P., Grizelj, B.: Rýchle prototypovanie – 3D tlač. In: Manufacturing Engineering 02/ 2008. s. 40-42.

[2] DÚBRAVČÍK, M: Efektivita digitalizácie tvarových súčiastok. In: Transfer inovácií 10/2007. s. 46-47.

[3] KURIC, I.: Aspekty vývoja systémov na automatizované navrhovanie technologických postupov. In: Zborník prednášok Automatizácia a počítačová podpora predvýrobných etáp, výrobných a technologických procesov. Žilina - Súľov, 2001, s. 9-17.

[4] KURIC, I., KOŠTURIAK, J., MARCINČIN, J., JANÁČ, A., PETERKA, J. Počítačom podporované systémy v strojárstve. Žilina: Žilinská univerzita, 2002, 351 s. ISBN 80-7100-948-2

[5] LINCZÉNYI, A., NOVÁKOVÁ, R.: Manažérstvo kvality. Bratislava: STU Bratislava, 2001, 299 s.