PLANIFICAREA, PROGRAMAREA SI URMARIREA PRODUCTIEI ASISTATA DE CALCULATOR (CAPS)

PLANIFICAREA, PROGRAMAREA SI URMARIREA PRODUCTIEI ASISTATA DE CALCULATOR (CAPS)

Consideratii generale

Se intelege prin pregatirea fabricatiei totalitatea activitatilor necesare a fi indeplinite in prealabil, pentru a desfasura fabricatia in conditiile cerute.

In aceasta categorie se includ: conceptia proceselor tehnologice de fabricatie, planificarea asigurarii cu materiale, a dimensiunii loturilor de fabricatie, a intervalelor de timp in care se desfasoara fabricatia diferitelor loturi de produse, programarea succesiunii in timp a activitatii locurilor de munca (inclusiv a mijloacelor de productie), programarea ciclurilor de functionare a mijloacelor de productie pentru fiecare lot de produse, conducerea fabricatiei.

Urmarirea fabricatiei reprezinta 'bucla inversa' (de 'feed back') prin care se controleaza modul de realizare a celor prevazute in fazele de planificare si programare.

S-a aratat mai inainte, ca intr-o intreprindere de conceptie avansata, organizata in conformitate cu principiul CIM, fabricatia este o componenta inseparabila de celelalte componente ale hipersistemului CIM. In consecinta, pregatirea fabricatiei este de fapt o componenta a pregatirii productiei. Componentele enumerate mai sus ale notiunii se refera in acest sens si la activitatea de conceptie constructiva, de aprovizionare / depozitare, transport uzinal intern, asigurarea calitatii, intretinere / reparatii, cu puternice conotatii privind marketing-ul, definirea produselor, vanzare, servicii dupa vanzare, financiar, etc.

Activitatile de pregatire a fabricatiei se realizeaza de regula asistate de calculator, operatorul uman colaborand in mod interactiv cu acesta din urma. Unele faze de activitati se desfasoara automat (v. cap. 8 si 9). Datele (informatiile si comenzile) elaborate se transmit la nivelele de executie prin intermediul retelei informationale CIM.

Componentele pregatirii de fabricatie necuprinse in CAPP si CAM se grupeaza in hipersistemul CIM prin facilitatea denumita CAPS ("Computer Aided Planing and Scheduling", planificarea si programarea asistata de calculator). Functia de urmarire apartine si ea acestei facilitati (Fig. 14.1).

Planificarea asistata de calculator

Introducere

Componenta de planificare a facilitatii CAPS se refera la cantitati, intervale de timp, incarcarea capacitatilor de productie, dimensiunile loturilor de productie (fabricatie).

Scopurile urmarite prin planificarea asistata de calculator sunt:

stabilirea: cand, unde, cu ce mijloace se realizeaza fabricatia unui anumit produs;

Fig. 14.1 Definirea facilitatii CAPS in sens restrans si larg, corelatii cu alte facilitati

indeplinirea termenelor de livrare ale produselor;

scurtarea 'timpului de parcurgere' al produsului;

optimizarea incarcarii mijloacelor de productie;

minimizarea capitalului circulant imobilizat in productie neterminata.

Prin "timp de parcurgere" a unui produs se intelege intervalul de timp care trece din momentul in care primul material sau prima componenta care se inglobeaza intr-un exemplar al produsului se extrage din depozitul central si pana cand produsul respectiv se vinde si ca urmare, paraseste intreprinderea.

Planificarea se face:

- pe termen lung (1 luna1,5 ani);

- pe termen mediu (20 zile6 luni);

- pe termen scurt (110 zile).

Planificarea pe termen lung se mai numeste si "in linii mari" sau "grosiera". Ea se

refera in special la ansamblul intreprinderii, respectiv intreprinderii mari. Planificarea pe termen mediu este specifica tipurilor de cheltuieli (spre exemplu conceptie, fabricatie, etc.), respectiv subunitatilor de dimensiuni medii ale intreprinderii. Planificarea pe termen scurt ("fina") se refera la un grup redus de locuri de munca.

Se intelege prin exactitatea planificarii, corespondenta dintre cele prevazute prin planificare si cele realizate, eroarea de planificare fiind diferenta acestor marimi.

In Fig. 14.2 se prezinta graficul corelatiei dintre exactitatea planificarii si intervalul de planificare. Se observa ca exactitatea planificarii descreste cu durata intervalului de timp de planificare.

Impunand realizarea unei exactitati minime de planificare, se poate deduce intervalul de timp optim pentru planificare (Fig. 14.3).

In cadrul CAPS se planifica cantitatile de materiale utilizate (planificarea cantitatilor), inter-valele de timp in care se realizeaza fabricatia si succesiu-nea acestor intervale de timp (planificarea temporala), dimen-siunile loturilor de fabricatie, incarcarea capacitatilor de produc-tie si forta de munca umana necesara.

Planificarea cantitatilor (consumurilor)

Planificarea cantitatilor se refera la materiale (materii prime si materiale auxiliare) si semifabricate, respectiv componente procurate din comert.

Planificarea cantitatilor este o parte a "gospodaririi de materiale" a intreprinderii, care la randul ei este o parte a grupului de probleme "materiale", constand din totalitatea functiilor intreprinderii legate de materiale.

In Fig. 14.4 se prezinta structura grupului de probleme "materiale".

Gospodarirea materialelor are rol de dispunere: ea contine totalitatea functiunilor sistemului informational care asigura fluxul de materiale: planificare, conducere si urmarire.

Fluxul de materiale contine functiile tehnice ale procesului de fabricatie legat de materiale: transport, depozitare si punerea la dispozitie.

In Fig. 14.5 se prezinta structura costurilor legate de grupul de probleme "materiale" (exclusiv costul de aprovizionare - pretul platit la cumpararea materialelor). Doua treimi din aceste costuri sunt legate de gospodarirea materialelor si o treime de fluxul de materiale, dintre care 20% se repartizeaza pe depozitare si 80% pe transport. Aceasta repartizare a costurilor subliniaza importanta gospodaririi de materiale si in cadrul ei, a planificarii
corecte a cantitatilor.

Planificarea cantitativa se face pe produs, pe lot, pe comanda, pe termene si pe faze ale proceselor de fabricatie. Ea trebuie sa raspunda la intrebarile:

> - ce anume trebuie sa existe ?

> - in ce cantitati ?

> - unde trebuie sa se gaseasca ?

> - cand ?

Datele primare de la care se porneste la planificarea cantitatilor sunt furnizate de facilitatea CAPS, sub forma planului de necesitati materiale MRP ("Master Requirement Plan"), care contine intre altele "lista de piese" pe produs. Ca si date secundare se foloseste evidenta utilizarii materialelor / componentelor, semifabricatelor pe produs, intr-un anumit interval de timp.

Planificarea cantitatilor se realizeaza cu metode deterministe sau cu metode stohastice.

Metodele deterministe de planificare a cantitatilor sunt analitice sau sintetice. Metodele analitice se bazeaza pe "lista de piese", iar cele sintetice pe evidenta utilizarii pieselor. Ca principiu, calculele se efectueaza in modul urmator: se cunoaste pentru fiecare produs consumul de materiale / componente, semifabricate, se cunoaste numarul produselor de executat si se calculeaza prin inmultire cantitatile necesare (consumul).

Consumul brut rezulta pe baza calculelor efectuate in modul descris mai sus. Consumul net se deduce din consumul brut, prin scaderea din acesta a cantitatilor disponibile in depozit. Se calculeaza consumul primar (pentru produsele care se vand), secundar (pentru producerea materialelor), consumul pentru producerea materialelor care intra in consumul primar si consumul tertiar (de materiale auxiliare). Consumul brut se calculeaza pe faza de proces, produs, comanda, perioada de timp, pe termene.

Consumul defalcat pe faze de proces contine necesarul de materiale / componente, semifabricate care se inglobeaza in unitatea de produs in faza respectiva.

Dezavantajul acestei metode consta in faptul, ca diferite cerinte privind aceleasi materiale, apar in diferite intervale de timp si pot rezulta loturi de dimensiuni nerationale.

Defalcarea consumului pe trepte de asigurare planifica materialele care intra in componenta unei piese sau a unui subansamblu pentru unitatea de executie si timpul cand piesa sau subansamblul respectiv este solicitat pentru prima data.

S-a aratat mai sus faptul, ca listele de piese joaca un rol esential in calculul consumurilor. Pentru o planificare corecta este esentiala gestionarea riguroasa a acestor liste. Ea se face cu ajutorul asa-ziselor "procesoare de liste de piese", dotate cu programe aferente, existente in facilitatea CAPS.

Calculele deterministe de planificare a cantitatilor mai tin seama si de continutul depozitelor centrale si distribuite, de comenzile de materiale emise (componente si semifabricate), necesitatile suplimentare, dimensiunile loturilor, decalarea intervenita a termenelor. Informatiile respective, actualizate "la zi", sunt continute in baze de date accesibile operatorilor umani care realizeaza planificarea cantitatilor prin reteaua informationala CIM.

Reteaua de calculatoare afectata calculului determinist al cantitatilor este prevazuta cu programe de calcul interactive cu operatorii umani.

Metodele stohastice de planificare a cantitatilor se bazeaza pe calcule stohastice. Ele se utilizeaza cand consumul de materiale nu este foarte bine cunoscut (spre exemplu consumul pentru fabricatia pe stoc, consumul de materiale auxiliare, etc.), cand costurile de aplicare a metodelor deterministe de planificare sunt prea mari in raport cu valoarea materialelor planificate si cand cerintele de materiale / componente si semifabricate variaza in timp. Metodele stohastice de planificare de cantitati se bazeaza pe consumurile efective inregistrate in perioadele de planificare anterioare.

Metoda valorii medii glisante foloseste pentru calcul relatia:

(14.1)

unde C_i+1 este cantitatea planificata previzional pentru perioada urmatoare de planificare i+1, C_I - cantitatea consumata efectiv in perioada trecuta de planificare i, n - numarul de perioade de planificare trecute, luate in considerare. Numarul de perioade de planificare luate in considerare ramane constant. La trecerea la o noua perioada de planificare se elimina perioada cea mai indepartata luata in considerare in perioada anterioara. Cu cat numarul n este mai mare, cu atat precizia planificarii este mai mare.

Metoda valorii medii glisante prezinta dezavantajul ca nu tine cont in suficienta masura de tendintele recente de evolutie.

Metoda valorii medii ponderate corecteaza deficienta de mai sus prin acordarea unor coeficienti de ponderare cantitatilor de consum efectiv in diferite perioade de planificare anterioare. Acest coeficient de ponderare descreste pe masura cresterii intervalului de timp intre perioada respectiva si cea actuala.

Formula utilizata pentru calcul dupa metoda valorii medii ponderate este:

(14.2)

unde C_I si C_I+1 au semnificatiile aratate mai inainte iar p_I este coeficientul de ponderare pentru perioada i.

Ambele metode ale valorilor medii necesita un volum mare de calcul. Din acest punct de vedere, mai favorabila este folosirea metodei netezirii exponentiale de gradul I.

Metoda de netezire exponentiala de gradul I foloseste formula:

(14.3)

unde C_i+1 este cantitatea planificata previzional pentru perioada urmatoare de planificare i+1, C_I - cantitatea consumului planificat pe perioada curenta de planificare I, C_Ri - consumul realizat in perioada curenta de planificare iar  - factorul de netezire (0 <  > 1). Un coeficient  prea scazut face ca planificarea sa urmareasca prea 'lenes' tendintele de evolutie. Alegerea unei valori prea ridicate pentru coeficientul  prezinta pericolul supraevaluarii oscilatiilor instantanee ale consumului. Coeficientul a se alege de regula intre valorile 0,1

In cazul in care in perioadele anterioare consumul a crescut linear cu timpul, se va alege metoda de netezire exponentiala de gradul II, cu formula de calcul:

(14.4)

iar in cazul cand in perioada anterioara consumul a crescut parabolic cu timpul, se recomanda utilizarea metodei de netezire de gradul III, cu formula de calcul:

unde semnificatiile simbolurilor utilizate este ca si mai inainte.

Planificarea intervalelor de timp

Planificarea intervalelor de timp (temporala, a termenelor) se refera la stabilirea timpului de incepere, respectiv incheiere a diferitelor faze ale procesului de fabricatie.

Planificarea intervalelor de timp face parte din "gospodarirea de timp" a intreprinderii, care la randul ei are componente de planificare, programare (conducere) si urmarire. Ea se extinde pe toate componentele productiei.

In continuare se insista pe modul in care facilitatea CAPS realizeaza planificarea termenelor pentru fabricatie. Cele prezentate se pot transpune in mod similar si la planificarea termenelor tuturor componentelor productiei, ca de exemplu proiectare, aprovizionare, etc.

Planificarea termenelor se realizeaza pe produse, respectiv comenzi si pe mijloace de productie. Planificarea se face pe intervale de timp avand drept unitati minute, ore, ziua (planificarea fina), ziua, saptamana, luna (planificarea pe termen mediu), luna, anul (planificarea pe termen lung).

Planificarea intervalelor de timp se face pe baza cunoasterii termenelor de livrare, a timpului de parcurgere a produsului, a capacitatilor mijloacelor de productie disponibile, a prioritatilor si a eventualelor perturbatii ce pot surveni in procesul de productie.

Termenele de livrare se stabilesc in functie de contractele comerciale incheiate, respectiv in functie de politica interna a intreprinderii.

Prin produs se intelege in continuare obiectul fabricat (produsul) in cadrul subunitatii intreprinderii asupra careia se refera planificarea temporala (spre exemplu sistem de fabricatie, compartiment, etc.). Produsul poate fi piesa, ansamblu, proiect, produs finit livrabil clientului, etc.

Timpul de parcurgere se calculeaza pe baza proiectului procesului tehnologic, care

prevede succesiunea fazelor de fabricatie si timpii de desfasurare a diferitelor faze.

In Fig. 14.6 se prezinta structura "timpului de parcurgere".

Fig.14.6 Structura 'timpului de parcurgere'

Din analiza statistica a activitatii de productie a unor intreprinderi din industria constructoare de masini din SUA (producatoare de automobile, echipamente electrocasnice, mecanica fina, aerospatiale, etc.) rezulta, ca in decursul a 95% din "timpul de parcurgere", piesele care se incadreaza in produs sunt transportate, depozitate, sau se gasesc in asteptare si doar in decursul a 5% din acest timp ele sunt supuse prelucrarii; 80% din timpul de prelucrare cuprinde timp de reglare, auxiliar si de distribuire si doar 20% timp de baza, de lucru efectiv de prelucrare. Acest "timp de baza" este doar 1% din "timpul de parcurgere".

Cele de mai sus arata ca exista importante rezerve de scadere a "timpului de parcurgere" prin planificare riguroasa si masuri tehnice de crestere a productivitatii, scurtarea timpului aferent activitatilor de transport, depozitare, reglare, auxiliare, etc.

Prin capacitatea unui mijloc de productie se intelege numarul de ore in care acesta este disponibil sa lucreze in unitatea de timp.

Capacitatea disponibila teoretica pentru o zi a unui mijloc de productie este de 24 ore.

Capacitatea utilizabila practic se obtine din capacitatea disponibila teoretic prin scaderea numarului de ore neutilizabile din cauza organizarii activitatii (spre exemplu, datorita organizarii lucrului pe un singur schimb). Capacitatea utilizabila practic se deduce din cea utilizabila teoretic prin scaderea timpilor pierduti (previzibili si neprevizibili).

Capacitatea planificabila efectiv se obtine prin afectarea capacitatii utilizabile practic cu un randament subunitar (0,8

Prioritatile de planificare se stabilesc in conformitate cu strategia intreprinderii.

Planificarea intreprinderii trebuie sa tina seama de eventualele perturbatii de care sufera procesul de productie. Aceste perturbatii pot avea cauze externe si interne intreprinderii.

Cauzele externe ale perturbatiilor sunt:

> - naturale (spre exemplu umiditate, temperatura, etc.);

> - dependente de stat (spre exemplu politice, legislatia, etc.);

> - dependente de piata (intarzierea unor livrari ale furnizorilor, concurenta,

schimbarea conditiilor de piata);

> - dependente de clienti (anularea comenzilor).

Cauzele interne ale perturbatiilor pot proveni din sfera:

> - aprovizionarii (comanda neemisa la termen);

> - vanzarii (planificarea insuficienta a cerintelor clientilor);

> - fabricatiei (defectarea unor masini).

Perturbatiile au ca efecte decalarea realizarii termenelor planificate si lungirea "timpului de parcurgere".

Pentru limitarea efectelor negative ale perturbatiilor mentionate se prevede la planificarea temporala un timp de siguranta (de rezerva) care se adauga la "timpul de parcurgere".

In cazul planificarii intervalelor de timp fara a lua in considerare limitarile datorate capacitatilor se utilizeaza ori "planificarea inapoi" ori "planificarea inainte".

"Planificarea inapoi" porneste de la termenul de livrare a produsului (termen impus de incheierea fabricatiei) si se stabilesc momentele cele mai tarzii posibile de incheiere, respectiv de incepere a diferitelor faze ale fabriactiei, inaintand in sensul invers de scurgere a timpului (Fig. 14.7).

Fig. 14.7 Principiul 'planificarii inapoi'

"Planificarea inainte" porneste de la termenul posibil de incepere a fabricatiei si se stabilesc termenele de incepere si incheiere posibile ale fazelor de fabricatie si cel mai devreme termen de livrare posibil, inaintand in sensul de parcurgere a timpului (Fig. 14.8).

Fig. 14.8 Principiul 'planificarii inainte'

In ambele sensuri, succesiunea si duratele executarii fazelor procesului de fabricatie sunt cunoscute (v. cap.8).

"Planificarea inapoi" se utilizeaza cand exista comenzi ferme din partea unor clienti

externi iar "planificarea inainte" cand fabricatia urmeaza sa indeplineasca o cerinta interna (spre exemplu productia pe stoc).

In Fig. 14.9 se prezinta schema logica de desfasurare a activitatii de planificare in ambele sensuri.

Fig. 14.9 Schema logica a desfasurarii activitatii de planificare

In cazul cand termenul de incepere a fabricatiei T_incep precede timpul curent (actual) T_actual la care se efectueaza planificarea termenelor, planul intocmit nu se poate realiza. In acest caz se reface operatia de planificare ca "planificare inainte". In cazul in care in produs sunt inglobate mai multe componente pentru care prin "planificarea inainte" au rezultat diferiti termeni de livrare determinati, se alege pentru intregul produs ultimul termen determinat pentru o componenta si se reface planificarea pentru celelalte componente, ca "planificare inapoi" ( a se vedea "planificarea just-in-time" expusa mai jos).

Planificarea intervalelor de timp utilizeaza diferite metode. Retelele de calculatoare aferente facilitatii CAPS contine biblioteci de programe aferente acestor metode, apelabile si utilizabile interactiv de operatori umani.

Cea mai des utilizata metoda de planificare este cel al "planului cu bare". "Planul cu bare" este in esenta similar cu o ciclograma (v. cap.10): este o diagrama unidimensionala in timp, care indica intervalul de timp in care se produce o faza a procesului de fabricatie. In Fig. 14.10 se prezinta un "plan cu bare" pentru fabricatia unui ansamblu, realizat prin "planificare inapoi". La acest plan s-a luat in considerare termenul de livrare si s-a reprezentat prin dreptunghiuri ("bare") intervalele de timp pentru fabricarea (sau procurarea) componentelor (pieselor) ap, montajul subansamblelor A si B, cat si

montajul final al produsului.

"Planul cu bare" indica momentul cand trebuie inceputa fabricatia diferitelor componente pentru a fi disponibile la montaj, respectiv montajul subansamblelor, pentru a fi inglobate in produs la asamblarea finala. Fabricatia produsului trebuie sa inceapa in momentul cand incepe fabricatia componentei cu cel mai lung ciclu de fabricatie.

"Planuri cu bare" similare se utilizeaza si pentru intocmirea planului principal de asigurare a mijloacelor materiale (MRP).

"Planul cu bare" se poate referi la fabricarea unui singur produs, a unui grup de produse sau la cea a unui lot omogen de produse.

Fig. 14.10 'Plan cu bare' pentru fabricarea unui produs

Pentru planificarea succesiunii temporale cu operatii de montaj se folosesc grafuri arborescente ('flow chart'). In Fig. 14.11 se prezinta un graf arborescent de planificare a unei operatii de montaj.

Succesiunea operatiilor de montaj este indicata prin sageti. Numaratorul fractiei atasate cercului sau patratului simbolizeaza numarul operatiei de montare, respectiv de demontare, iar numitorul specifica numarul subansamblului. Cifra inscrisa in simbol indica timpul afectat operatiei (in minute).

Atat metoda "planului cu bare" cat si cea a 'grafului arborescent' sunt avantajoase in cazul in care numarul operatiilor planificate este redus si corelatiile intre ele sunt simple. In cazul in care intre operatii exista corelatii complicate, cele doua metode le pot evidentia doar dificil, iar modificarile temporale ale planurilor se realizeaza cu un volum mare de munca.

Planificarea proceselor tehnologice flexibile cu corelatii complicate intre operatii utilizeaza "planuri cu retele". "Planul cu retele" este un graf cu noduri si laturi de diferite semnificatii in functie de natura planului.

In Fig. 14.12 se prezinta un asemenea "plan cu retea". Nodurile sunt simbolizate prin patrate iar laturile prin linii cu sageti.

La metoda drumu-lui critic (CPM, Critical Path Method), laturile (sagetile) reprezinta ope-ratii (faze) ale procesului tehnologic, nodurile fiind treceri de la o operatie la alta (Fig. 14.13). Prin intermediul planificarii "inainte" si "inapoi" se stabilesc termenele de incepere si de incheiere 'cel mai devreme' si 'cel mai tarziu' pentru fiecare operatie.

Diferenta dintre termenul 'cel mai devre-me' si 'cel mai tarziu' a unei operatii se numeste timp tampon. Ramura "planului de retea" cu suma minima a timpilor tampon se numeste "drum critic" ("hamiltonian"). El da timpul de parcurgere cel mai scurt. Daca suma "timpilor tampon" este nul, orice intarziere datorata unei perturbatii conduce la nerespectarea terme-nului final.

Metoda nodurilor pasilor de proces contine operatiile ca noduri, trecerilor de la o operatie la alta fiind consacrate laturile grafului.

Metoda permite evidentierea suprapuneri-lor admisibile ale opera-tiilor prin evidentierea unor intervale de timp negative intre sfarsitul operatiei anterioare si inceputul operatiei urma-toare. Exista mai multe variante ale acestei metode, cea mai cunoscuta fiind MPM ('Metra Point Method'), ilustrata in Fig. 14.14.

Metoda nodurilor evenimentelor contine ca si noduri inceputurile si sfarsiturile operatiilor, laturile semnaleaza operatii, res-pectiv treceri de la o operatie la alta, duratele fiind evaluate in trei variante: optimist, realist (probabil) si pesimist. Printr-un calcul proba-bilistic de termene se tine seama de gradul de inexactitate al planificarii.

Cea mai cunoscuta varianta a metodei nodurilor evenimentelor este PERT ('Program Evaluation And Review Technique', tehnica de evaluare si revizuire a planului), care este ilustrata in (Fig. 14.15).

Planificarea temporala, cu luarea in considerare a capacitatilor de productie, se refera la planificarea repartizarii sarcinilor de fabricatie pe mijloacele de productie. Metodele specifice aferente se trateaza in paragraful referitor la programarea (conducerea) fabricatiei.

Planificarea temporala, luand in considerare capacitatile mijloacelor de productie, urmareste egalizarea incarcari in timp ale acestora cu activitatea de fabricatie. Egalizarea incarcarii cu activitati de fabricatie a mijloacelor de productie se realizeaza prin planificarea executiei unor operatii ale procesului de fabricatie din perioadele de solicitare maxima a unor utilaje, inainte sau inapoi in timp, in perioade in care exista disponibilitati de capacitati de mijloace de productie cu aceleasi posibilitati tehnologice. Trebuie luat in considerare modul in care deplasarea inainte-inapoi a intervalului de executie influenteaza celelalte termene ale planului, corelatia modificarilor cu duratele timpilor tampon, etc.

Scopul egalizarii incarcarii capacitatilor este aceea de a impune ca variatia incarcarii capacitatii sa se incadreze in limitele unor tolerante impuse.

In Fig. 14.16 se prezinta graficul incarcarii unui anumit mijloc de productie, inainte si dupa efectuarea operatiei de egalizare a capacitatii sale.

Fig. 14.16 Egalizarea incarcarii in timp a capacitatii unui mijloc de productie

Egalizarea incarcarii capacitatii unui mijloc de productie se realizeaza prin impunerea conditiilor:

(14.6)

unde C₀ este capacitatea teoretica a mijlocului de productie (de exemplu 24 ore / zi), T - intervalul de planificare (in zile la exemplul mentionat), i_j - incarcarea reala in intervalul de timp t_j - t_j-1, t_j - timpul in momentul j, q_i - toleranta incarcarii, n - numarul intervalelor de incarcare.

Se intelege prin randamentul incarcarii (utilizarii) unei capacitati de productie, marimea rezultata din calculul expresiei:

(14.7)

Unul din scopurile planificarii intervalelor de timp este scurtarea "timpului de parcurgere" a produsului. Dezideratul acestei scurtari se realizeaza prin masuri directe si indirecte.

Masurile directe de reducere a "timpului de parcurgere" a produsului sunt:

> - conducerea directa a transportului;

> - divizarea procesului de fabricatie;

> - si suprapunerea fazelor acestuia.

S-a aratat mai sus ca durata transportului, depozitarii si de asteptare reprezinta 80% din "timpul de parcurgere". Ca urmare, actiunea asupra acestor componente reprezinta modalitatea cea mai eficienta a scurtarii ei. Influentarea timpului de transport poate conduce la o scurtare importanta a "timpului de parcurgere", prin trecerea de la organizarea ciclica a transportului la una in care transportul obiectelor are loc imediat ce se incheie o anumita operatie asupra acestora.

Divizarea procesului de fabricatie se realizeaza prin cresterea numarului de posturi de lucru in care se executa o anumita operatie (Fig. 14.17).

Spre exemplu, prin divizarea unei anumite etape a procesului de fabricatie de la un loc la trei se reduce durata etapei respective a "timpului de parcurgere".

Conditia divizarii procesului de fabricatie este existenta mai multor masini si dispozitive de lucru identice, care la timpul considerat al activitatii in cauza trebuie sa aiba capacitati disponibile.

Dezavantajul metodei consta in faptul ca ponderea timpului auxiliar in cel total creste de atatea ori, in cate parti s-a divizat procesul de fabricatie.

Suprapunerea fazelor procesului de fabricatie se realizeaza pin desfasurarea unei anumite operatii in acelasi timp cu desfasurarea operatiei urmatoare. In Fig. 14.18 se prezinta "planul cu bare" pentru prelucrarea unui lot omogen de produse supuse la doua operatii de prelucrare succesive.

In exemplul precedent lotul de fabricatie se divizeaza in trei si operatia de prelucrare 2 a primei treimi a lotului incepe imediat dupa incheierea operatiei de prelucrare 1 a acestei fractiuni de lot.

Dezavantajul metodei consta in faptul ca timpul afectat transportului creste, in exemplul prezentat de trei ori.

Fig. 14.17 Reducerea 'timpului de parcurgere' prin divizarea procesului de fabricatie

Fig. 14.18 Reducerea 'timpului de parcurgere' prin suprapunerea fazelor

Divizarea procesului de fabricatie si suprapunerea unora din fazele acestora se pot aplica si simultan, utilizandu-se in acest scop programe de calculator adecvate.

Masurile indirecte de reducere a "timpului de parcurgere" se realizeaza prin cresterea capacitatilor mijloacelor de productie, prin investitii suplimentare, prin comenzi de prelucrare a unor piese la alte intreprinderi si prin marirea numarului de schimburi, respectiv a duratei acestora.

Planificarea dimensiunilor loturilor de fabricatie

Se intelege prin lot de fabricatie (lot de fabricatie omogen) numarul de produse identice, de un anumit tip, cuprinse intr-un grup, care se executa pe aceleasi mijloace de productie, succesiv, in intervalul de timp delimitat intre momentul inceperii fabricatiei si momentul in care se trece la executia unui alt grup de produse identice folosindu-se aceleasi mijloace de productie.

Se intelege prin dimensiunea unui lot numarul de produse identice pe care il contine lotul.

Timpii de reglare a mijloacelor de productie, auxiliari si de distribuire sunt constanti, indiferent de numarul de produse care compun lotul. Din acest punct de vedere este avantajos sa se planifice fabricarea unor loturi omogene continand un numar cat mai mare de produse identice.

Planificarea unor loturi de dimensiuni mari diminueaza flexibilitatea procesului de fabricatie (de productie), diminuand adaptabilitatea intreprinderii la cerintele clientilor.

In consecinta celor de mai sus, calculul dimensiunilor loturilor de fabricatie necesita rezolvarea unor procese de optimizare. Solutionarea acestui deziderat poate fi facuta prin mai multe metode.

Metoda dimensiunilor constante a loturilor de fabricatie se datoreste lui Andler. Ea se rezuma la calculul dimensiunii economice a lotului cu fomula:

(14.8)

unde L este dimensiunea economica a lotului, C_rad costul operatiilor de reglare, a timpilor auxiliari si de distribuire aferente unui lot, Q numarul de produse / an, C_p costul unui produs, p ponderea procentuala a costului fabricatiei in costul produsului.

Metoda dimensiunilor constante se foloseste in cazul unei productii a carei structura variaza putin in timp. La modificari ale marimii parametrilor de intrare se reface calculul.

Metoda asigurarii constante calculeaza dimensiunea lotului pe baza cantitatilor de produse ale caror livrare a fost contractata pentru diferite perioade de timp (de "asigurare").

Metoda dimensiunii economice glisante s-a dezvoltat din precedenta. Ea tine seama de faptul, ca in functie de durata perioadelor de "asigurare" se modifica costul fabricatiei pe unitatea de produs.

Se alege durata perioadei de "asigurare" corespunzator costului minim pe unitatea de produs si se calculeaza dimensiunea lotului care asigura livrarea cantitatii de produse contractate pentru perioada de "asigurare" aleasa (Fig.14.19).

Pentru efectuarea calculului, se considera cantitatile DQ_i din produsul de livrat in intervale de timp egale i, i+1. Se calculeaza succesiv costurile de fabricatie / produs pentru perioade de "asigurare" compuse din intervale de timp egale 1, 2, 3, etc.

Costul de fabricatie / produs va prezenta un minim pentru o anumita perioada de

"asigurare" j (in Fig. 14.19 perioada j = 5 intervale de timp egale).

Dimensiunea economica a lotului calculata dupa aceasta metoda va fi:

(14.9)

Calculele privind planificarea dimen-siunilor loturilor de fabricatie sunt similare cu cele utilizate pentru planificarea loturilor de aprovizionare cu materiale, componente, piese de schimb, etc.

Metodele prezentate mai sus nu iau in considerare necesitatile de modificare a produselor si prezinta dezavantajul ca loturile de dimensiuni mari diminueaza flexibilitatea productiei.

Metoda penalizarii gradului de rigiditate al procesului de fabricatie (productiei) tine seama de pierderile financiare C_r ale intreprinderii datorate diminuarii flexibilitatii din cauza dimensiunii lotului produsului considerat (spre exemplu datorita pierderii altor comenzi, neindeplinirea unor termene de livrare, etc.). Cota parte din aceasta pierdere cu care se mareste costul de fabricatie al unui exemplar de produs, este:

(14.10)

unde n este numarul unitatilor de produs din lot (dimensiunea lotului).

Cota parte din costul C_rad al "timpului de reglaj, auxiliar si de distribuire" pentru lotul respectiv, care revine unitatii de produs este:

(14.11)

Fie costul "timpului de baza" pentru fabricarea unitatii de produs C_bp. Cu acestea, costul fabricatiei unui produs din lot este:

(14.12)

sau:

(14.12')

Derivand relatia (14.12') in raport cu n se obtine:

(14.13)

Dimensiunea optima a lotului n_optim este solutia ecuatiei:

(14.14)

pentru care functia C_p(n) are un minim (Fig. 14.20).

Programarea asistata

de calculator

Introducere

Se intelege prin programare stabilirea succesiunii in timp a executarii operatiilor procesului de fabricatie pe locuri de munca, iar prin conducere, transmiterea dispozitiilor de incepere / incheiere a activitatii acestor locuri de munca. Notiunea de loc de munca contine inclusiv si cea de mijloc de productie.

In acest context, continutul notiunii de programare este diferit de cel al notiunii de programare utilizat in cadrul facilitatii CAM, care are semnificatia de introducere in sistemele de comanda ale componentelor sistemelor de fabricatie a programelor de desfasurare a diferitelor operatii.

Programarea trebuie sa raspunda la intrebarea: in care loc de munca si cand trebuie sa inceapa, respectiv sa se incheie o anumita operatie planificata a procesului de fabricatie (productie) a unui produs sau lot de produs, luand in considerare si timpul de rezerva (v. punctul 14.2.2).

Programarea fina (ordonantarea) rezolva problema alocarii unui anumit loc de munca pentru o anumita operatie in cadrul procesului de fabricatie a unui anumit produs (lot de produs), la o anumita stare momentana a sistemului. Ea rezolva in acelasi timp si determinarea incarcarii reale a locului de munca respectiv. Programarea fina tine seama de prioritati si adapteaza programul la efectele perturbatiilor provenite in raport cu planul.

Programarea operatiilor pe locuri de munca

Programarea operatiilor pe locuri de munca se realizeaza cu ajutorul metodei graficelor GANTT. Un grafic GANTT este totalitatea unor diagrame unidimensionale in functie de timp, care evidentiaza (in acest caz) perioadele de activitate ale diferitelor locuri de munca pentru efectuarea operatiilor procesului de fabricatie a unui anumit produs (lot de produse identice).

In Fig. 14.21-a se prezinta graficul GANTT pentru un proces de fabricatie a unei transmisii cu elemente dintate (a unui lot de transmisii mecanice).

Locurile de munca 1 6 pot fi si grupuri omogene de mai multe locuri de munca (fiecare echipat identic).

Se observa ca exista doua grupuri de piese cu succesiuni de operatii diferite, care converg spre montaj (bare hasurate si nehasurate). Cum suma duratelor operatiilor efectuate inainte de montaj asupra celor doua grupuri de piese difera, se pot imagina doua moduri de programare a activitatii locurilor de munca.

In cazul in care prelucrarea ambelor grupuri de piese incepe in acelasi moment, grupul de piese al carui timp total de prelucrare este mai scurt, va trebui sa astepte in depozite intermediare intre operatiile succesive.

Fig, 14.21 Grafice GANTT

a) - pentru programarea incarcarii locurilor de munca, b) - cu programare 'exact la timp'

Programarea "exact la timp" ("just in time") prevede, ca terminarea unei anumite operatii asupra unei piese sa aiba loc exact in momentul cand incepe operatia urmatoare de efectuat asupra aceleiasi piese.

In Fig. 14.21-b se prezinta graficul GANTT pentru acelasi proces de fabricatie, programat "exact la timp". O asemenea programare a fabricatiei unor produse individuale (nu loturi de produse), permite eliminarea depozitelor intermediare. Principiul este similar cu cel mentionat la facilitatea ASRS (v. cap. 11).

Programarea "exact la timp" a procesului de fabricatie este posibila doar cand nu exista limitari de capacitate a mijloacelor de productie.

Programarea fina (ordonantarea) fabricatiei asistata de calculator

Programarea fina trebuie sa rezolve probleme de tipul urmator: conform planurilor de termene si a programarii, un grup de locuri de munca trebuie sa execute operatii din procesul de fabricatie a unor produse (loturi de produse); cum se repartizeaza aceste operatii pe locurile de munca existente in grupul acestora?

Pentru exemplificare se considera doua locuri de munca (grupuri de locuri de munca) omogene h₁ si h₂ si loturi de piese a, b, c, care urmeaza sa fie prelucrate in cadrul acestor locuri de munca intr-o succesiune de operatii date.

In graficul GANTT din Fig. 14.22 cu ah₁ s-a notat intervalul de timp necesar pentru executia operatiei de prelucrare a lotului de piese 'a' in grupul de locuri de munca h₁.

Aparitia necesitatii prelucrarii in acelasi timp planificat a mai multor loturi de produse in cadrul aceluiasi loc de munca (grup de locuri de munca) se numeste "conflict".

Ordinea de executie a operatiilor (rezol-varea 'conflictului') se stabileste pe baza unor reguli de prioritate.

Regula de prioritate "primul intrat primul iesit" ("First In First Out", FIFO) este similara cu regula de prioritate "primul sosit primul servit" (FCFS) mentionata in cadrul facilitatii ASRS. Semnificatia regulei este urmatoarea: loturile de piese sosesc la grupurile de locuri de munca in momente diferite. Ele formeaza un "sir de asteptare" in care ultimul lot de piese sosit este ultimul in sir. La eliberarea locului de munca incepe operatia de prelucrare a lotului de piese aflat pe pozitia intaia a sirului de asteptare (acesta fiind primul intrat).

Regula de prioritate SLACK tine seama de indicele de prioritate cu acelasi nume. "Slack" este un cuvant englezesc, care in acest context are semnificatia rezervei de timp (sau deficitului de timp) existenta pana la incheierea fabricatiei unui lot de produse. In momentul cand un loc (un grup de locuri) de munca devine disponibil ("se elibereaza") pentru o noua operatie, se calculeaza indicele SLACK pentru loturile de produse din sirul de asteptare si se programeaza fin inceperea operatiei de prelucrare a lotului cu indicele avand cea mai mica valoare. Indicele SLACK negativ indica imposibilitatea respectarii termenului de livrare planificat.

Regula de prioritate SLACK inversa: se programeaza fin in mod prioritar lotul cu indicele SLACK cel mai mare.

Regula de prioritate timp de prelucrare minim este asemanator cu regula de prioritate ShFS prezentata in cadrul facilitatii ASRS.

In momentul eliberarii unui loc de munca (grup de locuri de munca) se programeaza fie inceputul unei operatii de prelucrare a lotului de produse la care timpul total aferent operatiilor de fabricatie in locul de munca (grupul de locuri de munca) considerat este cel mai scurt.

Regula de prioritate timp de prelucrare maxim acorda prioritate acelui lot de produse pentru care pana la incheierea procesului de fabricatie suma timpilor de efectuare a operatiilor de executat si a timpilor de asteptare previzibile este maxim.

Regula prioritatii termenului de livrare cel mai apropiat prevede programarea fina prioritara a inceperii operatiilor de prelucrare a acelui lot de produse pentru care termenul de livrare este cel mai apropiat.

Regula numarului de operatii care ramane de executat minim acorda prioritate de prelucrare acelui lot de produse pentru care numarul de operatii care au mai ramas de executat pana la incheierea fabricatiei este cel mai mic.

Regula numarului de operatii care ramane de executat maxim este contrariul regulei de prioritate anterioare: se acorda prioritate de prelucrare lotului pentru care numarul operatiilor de executat pana la incheierea procesului de fabricatie este maxim.

Reguli de prioritate combinate se deduc din regulile enumerate prin insumarea simpla sau ponderata, raportarea, inmultirea indicilor rezultati din una sau mai multe reguli sau din rezultatele unor operatii de probabilitate, respectiv booleene efectuate pe acesti indici.

In Fig. 14.23 se prezinta exemplificarea aplicarii unora dintre regulile de mai sus pentru cazul luat in considerare in Fig. 14.22.

Se presupune ca loturile de produse a, b si c ajung deodata in sistem, la inceputul intervalului de planificare si termenul de incheiere a fabricatiei lor este acelasi.

In cazul notat cu I s-a aplicat regula de prioritate FIFO. In momentul de incepere, pentru locul de munca (grupul de locuri de munca) h₁ "asteapta" doar lotul de produse c; in consecinta, h₁ va incepe efectuarea operatiei ch₁. Pentru locul de munca (grupul de locuri de munca) h₂, asteapta atat loturile de produse a cat si b. h₂ va incepe prelucrarea lotului a (operatia ah₂). In consecinta, dupa terminarea operatiei ch₁, la h₁ ajunge primul lotul a, deci se va executa operatia ah₁ inaintea operatiei bh₂.

In cazul II se aplica regula de prioritate SLACK. Ordinea indicilor SLACK in sens crescator pentru cele trei loturi de produse este b, c, a. Ca urmare, ordinea operatiilor ce vor fi executate la locul de munca (grupul de lucru) h₂ va fi bh₂, ch₂ (care trebuie sa urmeze operatiei ch₁) si ah₂. Se observa, ca in ambele variante de programare fina termenul de executie a operatiilor asupra celor trei loturi de piese este T_I = T_II, dar h₁ nu lucreaza in mod continuu.

Cazul III reprezinta o varianta "inteligenta" a programarii fine a variantei II. Prin interschimbarea operatiilor ch₂ si ah₂ intervalul de timp inactiv intre operatiile bh₁ si ah₁ devine nul si termenul final de incheiere a operatiilor asupra celor trei loturi de produse se apropie de termenul de incepere a acestora T_III < T_I = T_II.

Nu exista o regula de prioritate unica optimala pentru toate cazurile de programare fina. Deaceea, pentru fiecare problema concreta, in functie de datele ei, se impune o analiza a bonitatii regulilor de prioritate. Ea impune de obicei un volum mare de calcule, executabile in timp real doar asistate de calculator, folosind programe adecvate. Exista mai multe criterii de analiza a bonitatii regulilor de prioritate. Pe baza analizei bonitatii diferitelor reguli de prioritate se va alege una pentru programarea fina a operatiilor mecanizate. Aceasta operatie se numeste optimizarea primara a programarii fine.

Criteriul Johnson se bazeaza pe termenele finale de incheiere ale operatiilor de prelucrare a loturilor de produse executate in grupul locurilor de munca luate in considerare. Indicele criteriului este:

(14.15)

unde a, b, c sunt loturile de produse luate in considerare. Indicele K₁ se calculeaza pentru fiecare regula de prioritate aplicabila. Cea mai "buna" regula este aceea pentru care indicele K₁ are valoare minima.

Criteriul rezervei ponderate de capacitate. Fie T termenul planificat al incheierii fabricatiei loturilor luate in considerate. Se defineste ca rezerva de capacitate pentru locul (grupul de locuri) de munca h_j in care se realizeaza operatiile de fabricatie in intervalul de timp T_j, diferenta T-T_j.

Admitand coeficientul de ponderare C_j, indicele rezervei ponderate de capacitate se calculeaza cu formula:

(14.16)

unde n este indicele ultimului lot luat in considerare.

Regula de prioritate pentru care K₂ are valoarea maxima este cea mai "buna".

Criteriul rezervei medii de capacitate Se calculeaza indicele K₃:

(14.17)

unde h este numarul loturilor de produse luate in considerare. Se va alege regula de prioritate pentru care indicele K₃ este maxim.

Criteriul functiei de penalizare pentru depasirea termenului planificat. Se calculeaza un indice K₄ care creste cu suma marimilor intervalelor de depasire. Cea mai "buna" regula de prioritate se considera aceea pentru care indicele K₄ are valoare minima.

Criteriile economice iau in considerare diminuarea productiei neterminate, a costurilor de depozitare, reglare, servire a locurilor de munca automate, a costului total de fabricatie, toate in sistemul de locuri de munca si loturile de produse luate in considerare, a raportului dintre "timpul de parcurgere" si suma timpilor operatiilor de prelucrare efectiva.

In cazul in care in urma optimizarii primare a programarii fine mai apare depasirea unor termene de planificare, respectiv intre termenele de finalizare ale operatiilor de prelucrare a loturilor in locurile de munca luate in considerare apar diferente, se va trece la optimizarea secundara a programarii fine.

Ea consta in modificarea parametrilor tehnologici ai diferitelor operatii, vizand reducerea duratelor acestora (spre exemplu, cresterea vitezei de aschiere, a vitezei benzii de montaj, etc.). Evident, masurile respective prezinta pe langa avantajul temporal si dezavantaje (in exemplele considerate, cresterea uzurii sculelor, cresterea timpului de corectare necesara a defectelor a caror frecventa creste, etc.). In consecinta, modificarea programarii fine rezultata din optimizarea primara se realizeaza iterativ, in etape succesive, calculand efectele negative ale fiecarei modificari, procesul de iteratie oprindu-se in momentul in care avantajul economic preconizat depaseste dezavantajul economic rezultat.

Optimizarea secundara poate fi realizata continuu sau discret, in functie de modul in care se efectueaza schimbarea parametrilor tehnologici ai operatiilor luate in considerare. Modificarea parametrilor tehnologici ai operatiilor de fabricatie se realizeaza in cadrul facilitatilor CAPP si CAM, pe baza informatiilor si dispozitiilor transmise de la facilitatea CAPS.

Programarea fina a procesului de fabricatie este menita sa rezolve probleme de mare complexitate, ale caror algoritmizare este realizabila doar partial. In aceste conditii, operatorilor umani le stau la dispozitie in cadrul facilitatii CAPS programe de tip sistem expert, destinate solutionarii diferitelor etape ale programarii fine.

Conducerea si urmarirea fabricatiei asistate de calculator

Functia de conducere a facilitatii CAPS consta in transmiterea dispozitiilor :

> - de aducere a materialelor, componentelor / semifabricatelor care urmeaza sa fie preluate de catre facilitatile ASRS si AGVS;

> - de transmitere a programelor de functionare ale mijloacelor de productie comandate numeric de catre facilitatea CAM;

> - de punere in functie, respectiv oprirea activitatii locurilor de munca, in conformitate cu programarea (si programarea fina) realizata.

Functia de urmarire a facilitatii CAPS consta in culegerea informatiilor despre:

> - termenele efective de incepere si incheiere ale anumitor operatii;

> - numarul de produse prelucrate la fiecare loc de munca in parte;

> - date privind calitatea produselor prelucrate (v. cap. 13);

> - date privind parametrii de functionare ale locurilor de munca (mijloace de productie), aceasta functie fiind numita monitorizare;

> - date privind defectiunile aparute in procesul de fabricatie si cauzele acestora; aceasta functie fiind numita diagnoza.

Din cele de mai sus rezulta, ca prin functiile de conducere si urmarire, facilitatea CAPS indeplineste rolul pe care serviciul de dispecer il joaca in conditiile unei intreprinderi "clasice".

Structura corespunzatoare functiilor de conducere si urmarire este prezentata in Fig. 14.24.

Fig.14.24 Structura corespunzatoare functiilor de conducere si urmarire si legaturile ei cu componente ale hipersistemului CIM

Ea cuprinde un modul de conducere in timp real, caruia ii sunt subordonate mai multe unitati de comunicare si una de urmarire si control.

Unitatea de comunicare cu facilitatile ASRS si AGVS asigura transmiterea catre acestea a dispozitiilor cu privire la transportul la sistemele de fabricatie flexibila conduse a materialelor, componentelor / semifabricatelor, dispozitivelor de lucru si sculelor necesare efectuarii operatiilor programate si transportul spre alte sisteme de fabricatie flexibila, respectiv depozite a produselor fabricate. Cu alte cuvinte, aceasta unitate comanda fluxul de materiale care intra / iese in / din sistemele conduse.

Unitatea de comunicare cu facilitatile CAPP si CAM comunica la acestea din urma dispozitii de transmitere la mijloacele de productie comandate numeric din cadrul sistemelor de fabricatie comandate, a programelor-piesa si de activitate, elaborate in cadrul facilitatii CAPP iar facilitatii CAPP, dispozitii cu privire la modificarea unor parametri tehnologici ai unor operatii, ca urmare a rezultatelor optimizarii secundare a programarii fine. Ca urmare, unitatea in cauza comanda fluxul de informatii specifice CAM.

Unitatea de comunicare cu sistemele de fabricatie flexibila conduse transmite dispozitiile de instalare / indepartare a dispozitivelor de lucru si a sculelor, de incepere / incheiere a operatiilor de aducere / de evacuare, de manipulare si de prelucrare, in locurile de munca ale sistemului, in momentele prescrise prin programare (programare fina).

Unitatea de urmarire si control culege din cadrul sistemelor de fabricatie flexibila conduse date privind termenele efective de incepere / incheiere ale operatiilor in diferite locuri de munca, numarul si calitatea produselor prelucrate, functionarea locurilor de munca (mijloacele de productie), eventuale defectiuni de functionare si cauzele acestora.

In afara de modulul de conducere in timp real, unitatea se gaseste in schimb informational cu facilitatea CAQ / CAT si cu alte componente ale hipersistemului CIM (spre exemplu cu compartimentul financiar).

Structura corespunzatoare functiilor de conducere si urmarire se incadreaza in structura facilitatilor CAPS, care mai contine modulele de planificare, de programare si de programare fina.

Modulul de conducere in timp real este in schimb informational cu componente ale hipersistemului CIM, atat in mod direct, cat si prin intermediul facilitatii CAPS, in care se incadreaza si care la randul ei transmite si receptioneaza informatii de la alte componente CIM (spre exemplu cu directiunea, cu facilitatea CAD, etc.).

Modulul de planificare CAPS este in schimb informational cu facilitatea CAQ / CAT in vederea efectuarii modificarilor de plan pentru inlocuirea produselor constatate a fi rebuturi.

Conducerea si urmarirea procesului de fabricatie se poate realiza centralizat sau descentralizat, respectiv automat integral sau cu folosirea unor operatori umani (semiautomat).

Competenta centrala de dispozitie inseamna, ca structura de conducere prezentata in Fig. 14.24 este unica pentru toate sistemele de fabricatie flexibila din cadrul hipersistemului CIM.

Competenta de dispozitie distribuita inseamna, ca modulul de conducere in timp se divide de fapt intr-un numar de structuri de "conducere", aferente de regula unui sistem de fabricatie flexibila. In unele variante de structura si modulul de programare fina se divide la randul ei pe "standuri de conducere". Organizarea distribuita a conducerii in timp real a procesului de fabricatie, corespunde tendintelor actuale de a apropia nivelul de elaborare a deciziilor de nivelul de executie.

Conducerea si urmarirea integral automata a procesului de fabricatie presupune pe de o parte transmiterea informatiilor de tip dispozitie in mod direct, de la sistemul de comanda al modulului de conducere in timp real la sistemele de conducere automata a mijloacelor de productie, respectiv la sistemele de conducere ale facilitatilor ASRS, AGVS, CAPP si CAM, pe de alta parte existenta unor dispozitive automate de numarare - masurare - control, cuplate prin interfete adecvate (spre exemplu placi de achizitie de date), la sistemul de comanda al unitatii de urmarire si control, care preia date din sistem, le prelucreaza si le transmite la modulul de conducere, la facilitatea CAQ / CAT si la alte componente ale hipersistemului CIM.

Conducerea in regim semiautomat a procesului de fabricatie se realizeaza prin transmiterea prin reteaua informationala a dispozitiilor la terminale de calculator amplasate in cadrul sistemelor de fabricatie flexibile, sau / si in cadrul unor grupuri de locuri de munca. Aceste dispozitii sunt preluate de operatori umani (maistri) si transmise la sistemele de comanda ale mijloacelor de productie, respectiv operatorilor umani care isi desfasoara activitatea in cadrul locurilor de munca. Urmarirea procesului de fabricatie in regim semiautomat se realizeaza de operatori umani, care introduc datele culese in terminale de calculator, care le expediaza pentru inregistrare si prelucrare. Terminalele pot fi aceleasi cu cele folosite la transmiterea dispozitiilor. Conducerea procesului de fabricatie in regim semiautomat, pe langa simplificarea hardware si software, introduce operatorul uman in competenta (limitata) de dispunere, care da actului de conducere un grad de flexibilitate suplimentar.

S-a aratat mai sus ca facilitatea CAPS isi desfasoara activitatea nu numai in planificarea, programarea, conducerea procesului de fabricatie, ci a intregului proces de productie. Ca urmare, functia de conducere si urmarire se extinde asupra activitatii tuturor facilitatilor hipersistemului CIM, cu structura similara cu cea prezentata in Fig. 14.24.

14.5 Arhitectura sistemului informational al facilitatii CAPS

Circulatia informatiilor aferente facilitatii CAPS se prezinta in schema din Fig. 14.25.

Circulatia informatiilor aferente facilitatii CAPS se prezinta in schema din fig. 14.26.

In cadrul facilitatii CAPS se elaboreaza, stocheaza, prelucreaza si se transmit date de planificare si dispozitii care sunt puse la dispozitia productiei sub forma unor date de realizat. In vederea elaborarii acestor date se utilizeaza informatii privind aprovizionarea, situatia financiara, vanzari, resurse umane, cercetare, dezvoltare si conceptie constructiv -tehnologica.

Productia executa sarcinile productive tinand seama de cantitati, termene si calitate, utilizand informatii referitoare la asigurarea calitatii, situatia depozitelor si intretinerea mijloacelor de productie. Datele privitoare la indeplinirea sarcinilor productive (date realizate) sunt culese, transmise si puse la dispozitia facilitatii CAPS, care le prelucreaza si le stocheaza.

Arhitectura sistemului informational, care permite realizarea circulatiei de date descrise, este in forma sa cea mai completa una etajata.

Fig. 14.25 Circulatia informatiilor aferente facilitatii CAPS

Pentru elaborarea si transmiterea automata a datelor prescrise, sistemul informational consta din mai multe retele zonale de calculatoare (LAN) cu cate un calculator gazda (HC) destinat fiecarei functii (planificare, programare, conducere), legate intre ele printr-o magistrala de comunicatii (BUS), care realizeaza si legatura cu sistemele exterioare facilitatii CAPS. LAN destinat functiei de conducere, este legat de calculatoarele care asigura functiile unitatilor de comunicare printr-o alta magistrala de comunicatie (Fig. 14.26).

Fig. 14.26 Arhitectura sistemului informational CAPS, parte de elaborare a dispozitiilor

In cazul conducerii in regim semiautomat la toate nivelele, dar mai ales la cel de conducere nemijlocita a executiei (nivelul de jos in Fig. 14.26), unele calculatoare se inlocuiesc cu terminale servite de operatori umani in regim interactiv.

Pentru culegerea si transmiterea mai departe a datelor referitoare la urmarire se utilizeaza asa-zisele sisteme de prelucrare a datelor de functionare (PDF) . Aceste sisteme pot consta din aparate singulare (Fig. 14.27), din unitatea de culegere a datelor si mai multe aparate de prelucrare a informatiei (Fig. 14.28) sau dintr-un sistem cu calculator dedicat (Fig. 14.29).

Aparatele de prelucrare a informatiei constau din dispozitive specifice (de numarare, de masurare) si placi de achizitie a datelor.

Unitatea de culegere a datelor coordoneaza activitatea aparatelor de prelucrare a informatiei, preia informatiile de la acestea si le transmit mai departe.

Calculatorul dedicat PDF are pe langa functiile unitatii de culegere a datelor descrise mai sus si cea de prelucrare a datelor culese, compararea lor cu datele prescrise si elaborarea unor concluzii.

Purtatorii de informatie utilizati in sistem sunt dischete, benzi magnetice, etc.

In schemele prezentate, sistemul PDF este legat de calculatorul (reteaua de calculatoare, LAN) de planificare. O legatura similara se realizeaza si cu reteaua de calculatoare a facilitatii CAQ / CAT.

Arhitectura sistemului informational al facilitatii CAPS asigura o transparenta de grad inalt a procesului de productie, urmarirea continua a progresului activitatii productive, compararea permanenta a datelor prescrise si realizate, actualizarea automata a datelor, disponibilitatea in timp real a acestor date, utilizarea unor algoritmi de calcul interactiv, deservind operatori umani care lucreaza in compartimentul aferent prin efectuarea unor activitati cu caracter de rutina.

Fig. 14.29 Sistem PDF cu calculator dedicat