Industrijska proizvodnja

Proizvodnja predstavlja osnovno područje ljudske djelatnosti. Postoji veliki broj definicija proizvodnje prilagođenih različitim oblastima proizvodnje. Neke od prihvatljivih definicija su:

• Proizvodnja predstavlja svrsishodnu djelatnost usmjerenu na dobijanje upotrebnih vrijednosti i prisvajanje prirodnih resursa za ljudske potrebe što znači da predstavlja opći uslov za razmjenu materije između čovjeka i prirode odnosno vječiti prirodni uslov za život ljudi pa je stoga jednako svojstvena svim oblicima ljudskog društva.
• Proizvodnja predstavlja usmjerenu aktivnost koja ima za cilj dobijanje proizvoda korisnih za društvo čija struktura varira u širokim granicama kako po vrsti tako i po kvalitetu i količini.

Proizvodni sistem

Sistemi koji služe za ostvarivanje ciljeva proizvodnje nazivaju se proizvodni sistemi. To je skup različitih elemenata uvezanih tako da kao cjelina mogu dati bolji rezultat proizvodnje nego što bi ih dali njegovi dijelovi samostalno.Teško je napraviti granicu bilo kojeg proizvodnog sistema jer je, u principu, svaki sistem sastavljen od podsistema ali je istovremeno i dio nekog većeg sistema. Proizvodni sistem obuhvata skup tehnoloških sistema i drugih tehničkih, informacionih i energetskih struktura koji na određen način obezbjeđuju izvršavanje postavljenih ciljeva proizvodnog procesa.

Uslovljenost razvoja proizvodnih sistema

Unutar proizvodnog sistema vrši se transformacija ulaznih veličina u nizu postupaka promjene stanja u izlazne veličine projektovanog kvaliteta i vrijednosti. Elementi koji didrektno utiču na razvoj proizvodnih sistema su:

• sposobnost predviđanja događaja
• brzina usvajanja novih tehnoloških rješenja
• kvalitet postupaka promjene stanja elemenata sistema
• kvalitet organizacije sistema
• kvalitet upravljanja postupcima promjene stanja
• efikasnost i kvalitet funkcija sistemske podrške (logistike)

Klasifikacija proizvodnih sistema

Obzirom na različite kriterije klasifikacije postoje i različite vrste proizvodnih sistema:

1. Statički - dinamički proizvodni sistemi. Statički sistem podrazumijeva stalnost (konstantnost) vrijednosti svih njegovih elemenata i veza unutar sistema i tokom vremena, dok dinamički podrazumijeva određene promjene u elementima vezama i vremenu.
2. Deterministički - stohastički prizvodni sistemi. Deterministički (unaprijed zadan) sistem je takav sistem koji se može proračunati, unaprijed definisati svi elementi i relacije unutar sistena i vremena kao i njegovo ponašanje u budućnosti, dok se stohastički sistemi ponašaju različito tokom vremena i realizacije te se ne mogu proračunati nego samo prognozirati. (kao vremenska prognoza..)
3. Otvoreni - zatvoreni proizvodni sistemi. Ova podjela se uspostavlja prema postojanju veza sistema sa okolinom i da li se vrši razmjena materijala, informacija i energije.
4. Složenost proizvodnog sistema podrazumijeva broj elemenata njihove veze i interakciju između elemenata sistema pa se u ovoj klasifikaciji sistemi dijele na: jednostavne, složene i vrlo složene proizvodne sisteme.

U principu, najveći broj (gotovo svi) proizvodnih sistema je u općem smislu dinamičan, orijentisan prema cilju, stohastičan, otvoren i kompleksan.

Proizvodni proces

predstavlja ukupan proces rada proizvodnog sistema što znači da podrazumijeva sve aktivnosti tokom pretvorbe ulaznih vrijednosti (inputa) u projektovane izlazne veličine (outpute) proizvodnog sistema na putu stvaranja nove vrijednosti. Proizvodni proces vrši se na tehnološkim i obradnim sistemima. Može se podijeliti na:

• proizvodnju sirovina
• proizvodnju dijelova i
• montažu

Programiranje proizvodnje

Podrazumijeva kvalitetnu pripremu proizvodnje i predstavlja jedan od važnijih faktora koji utiču na uspješnost poslovanja proizvodnog preduzeća. Zadatak je da predvidi i riješi probleme svakog radnog mjesta a može se podijeliti na:

• Tehničku pripremu i
• Operativnu pripremu

Tehnička priprema

podrazumijeva konstrukcionu i tehnološku pripremu.

Konstrukciona priprema

se bavi oblikovanjem proizvoda. Primjer: na osnovu podataka o nekom elementu koji će biti ugrađen u sklop konstruktor vrši proračun dimenzija elemenata (zupčanici, osovine, vratila..) izvršiti odabir vrste materijala, izraditi konstrukconi crtež, izvršiti standardizaciju i tipizaciju elemenata i sklopova u cjelini te vrlo često uraditi prototip na kojem će se izvršiti ispitivanja. Cilj konstrukcione pripreme je da se ispita tehnička i funkcionalna ispravnost proizvoda.

Tehnološka priprema

Razrađena konstrukciona dokumentacija je podloga za tehnološku pripremu. Na osnovu ove dokumentacije vrši se dalja razrada, određuje se tačno svaka pozicija i svako radno mjesto šta će raditi, vrši se normiranje vremena, izbor radnika, mašina, alata, pribora, sirovina ili gotovih poluproizvoda kako bi se što efikasnije ( jeftinije i kvalitetnije) proizveo proizvod koji će biti konkurentan na tržištu.

Operativna priprema

Operativna priprema procesa proizvodnje se bavi planiranjem aktivnosti u pripremi i proizvodnji kako bi se izvršio predviđeni plan proizvodnje (realizacija). Planira i lansira pripremu i nabavku sirovina, materijala i alata za određeni plan proizvodnje, priprema potrebnu dokumantaciju, otklanja zastoje i čekanja u proizvodnji, prati i evidentira izvršenje operativnih planova proizvodnje.

Tipovi proizvodnje

U organizacijskom smislu a prema veličini i vrsti asortimana proizvodnja se dijeli na tri osnovna tipa:

• pojedinačna proizvodnja
• serijska proizvodnja
• masovna proizvodnja

U industrijskoj proizvodnji treba, gdje god je to moguće, raditi na što većoj seriji istih proizvoda. Pojedinačna proizvodnja podrazumijeva mali broj komada uz minimalnu tehnološku pripremu, serijska proizvodnja podrazumijeva proizvodnju većeg broja komada iste vrste a tehnološka razrada je detaljnija. Masovna proizvodnja podrazumijeva veoma uzak asortiman proizvoda koji se radi duže vremenske periode a tehnološka priprema ide do najsitnijih detalja. Svaki zastoj ili korekcija tokom proizvodnje znatno utiče na cijenu proizvodnja pa samim tim i na cijenu gotovog proizvoda.

Podjela proizvodnih tehnologija

Prema standardu DIN 8580 (Deutsches Institut für Normung - Njemački institut za standarde) izvršena je podjela u šest osnovnih kategorija obzirom na:

• stvaranje oblika
• promjenu oblika
• promjenu osobina materijala

i to su:

1. Primarno oblikovanje: postupci kojima se dobijaju čvrsti oblici iz materijala proizvoljnih oblika, obuhvaćeni su svi postupci livenja.
2. Deformisanje: postupci plastične obrade bez promjene mase obratka. Uključeni su postupci: presovanje, provlačenje, izvlačenje, savijanja..
3. Razdvajanje je postupak gdje se vrši redukcija mase i zapremine polaznog komada a obuhvata postupke obrade sa skidanjem strugotine ( glodanje, rendisanje, rezanje, bušenje, brušenje..) ali i sječenje (smicanjem), probijanje..
4. Spajanje je postupak gdje se dva ili više elemenata trajno vežu u novu cjelinu: zavarivanje, tvrdo lemljenje, lijepljenje..
5. Površinska zaštita je tehnološki postupak koji spada u finalnu proizvodnju i ima za cilj zaštitu od korozije, estetski izgled.. ovdje se podrazumijevaju: lakiranje, emajliranje, cinkovanje, galvanizacija..
6. Izmjena osobina materijala je postupak kojim se materijalu ne mijenja oblik nego struktura s ciljem dobijanja boljih fizičko-hemijskih osobina a obuhvata: kaljenje, žerenje, otpuštanje, normalizaciju, cijanizaciju, cementaciju, sinterovanje..

Nekonvencionalni tehnološki procesi

Nekonvencionalna priprema kao i sama proizvodnja podrazumijevaju primjenu računarstva u planiranju, projektovanju i obradi budućeg proizvoda. Ovdej se najčešće govori o:

• CAD ( Computer Aided Design )- kompjuterski potpomognuti dizajn
• CAPP (Computer Aided Planing and Processing)- kompjuterski potpomognuto planiranje i projektovanje
• CAM ( Computer Aided Manufacturing )- kompjuterski potpomognuta proizvodnja

Integracija sva tri elementa koja uključuje NC i CNC obradne sisteme i Fleksibilne Proizvodne Sisteme nastaje zaokružen postupak koji se naziva CIM. Programiranje rada NC i CNC sistema može se vršiti na tri načina:

• Ručno
• poluautomatsko i
• automatsko programiranje

Ručno programiranje

Ručno programiranje podrazumijeva ručno pisanje koda (rečenica) prema dimenzijama obratka prenesenih sa radioničkog crteža ili CAD projekta. Svaka linija koda počinje rednim brojem rečenice (npr: N110) zatim slijede riječi koje definišu operaciju ili podešavanja mašine (npr: G00 X2000 Z200 ; znači da mašina u brzom hodu treba dovesti vrh alata u tačku čije su koordinate X=2000 i Z= 200) i kraj rečenice LF.

primjer programa:
N10 F.1 T1	Postavke radne brzine i alata
N20 G96 S200 M04	Postavke brzine i smjera okretanja glavnog vretena
N30 G00 X-21.5 Z110	Dovođenje vrha alata u početnu tačku
N40 G01 X0	Čeono struganje
N50 G00 X-20 N60 G01 Z0 N70 G00 X-21 N80 Z110 N90 X-18.5 N100 G01 Z65 N110 G00 X-19 N120 Z110 N130 X-17 N140 G01 Z65 N150 G00 X-18 N160 Z110	Uzdužno struganje

N170 X-15.5 N180 G01 Z65 N190 G00 X-16 N200 Z110 N210 X-14 N220 G01 Z65.1 N230 G00 X-15 N240 Z110 N250 X-12.5 N260 G01 Z65.6 N270 G00 X-13 N280 Z110 N290 X-11 N300 G01 Z67 N310 G00 X-12 N320 Z110 N330 X-10 N340 G01 Z70

Obrada zaobljenja (stepenasto)

N350 G03 X-15 Z65 R5

"popravak zaobljenja"

N370 G00 Z0 N380 X-18.5 N390 G01 Z44.7 N400 G00 X-19 N410 Z0 N420 X-17 N430 G01 Z44 N440 G00 X-18 N450 Z0 N460 X-15.5 N470 G01 Z42.5 N480 G00 X-16 N490 Z0 N500 X-15 N510 G01 Z40

Struganje drugog zaobljenja (stepenasto)

N520 G02 X-20 Z45 R5	"popravljanje" 2. zaobljenja
N530 G00 X-21.5 Z11	Vraćanje alata u početnu tačku
N540 M02	kraj programa

Kod ručnog programiranja moguće je koristiti bilo koji editor teksta a prenos se vrši sa crteža (ručno računanje pozicijai koordinata) ili kopiranjem koordinata sa neke od CAD aplikacija (npr: autocad) Program se potom unosi ili direktno na konzolu obradne mašine ili u drugi program na računaru koji ima podršku (posjeduje CL datoteku i interfejs) za NC - CNC obradnu mašinu.

Poluautomatsko programiranje

Ova vrsta podrazumijeva (integraciju) CAD sistema direktno u sam tok pripreme. Kada nacrtate predmet (date geometriju budućeg predmeta i početne parametre pripremka) softver će prema unesenim elementima(dubina rezanja, vrste noževa, brzine glavnog i pomoćnih vretena, vrste mašine..) kreirati program za datu mašinu. Dobar primjer programa za poluautomatsku obradu je CIMCO. Može se primijeniti za glodanje, bušenje, struganje i elektroeroziju.

Automatsko programiranje

Ovo programiranje predstavlja viši nivo izrade programa. Započet je 1952 godine na Institutu za tehnologiju U Masačusetsu (MIT) pod nazivom APT (Automatic Programmed Tool) a do danas je urađeno oko 150 varijanti ovog programa (APT 1952, ADAPT, MINIAPT, TELEAPT, APTAC, APTIC, EXAPT, GTL, ELAN.. Automatsko programiranje se odvija kroz četiri osnovna koraka:

1. Prilagođavanje i oblikovanje ulaznih informacija
2. Obrada informacija na računaru pomoću odgovarajućeg programa
3. Prilagođavanje obrađenih informacija određenom tipu upravljačkog sistema pomoću postprocesora
4. Prikaz izlaznih informacija u obliku odgovarajućeg nosača informacija za programera, tehnologa i operatora. Programi koji se koriste za automatsko programiranje su veoma zahtjevni tako da se proizvođači odlučuju samo za jedan koji će koristiti u svojim pripremama npr: APT, EXAPT, CADDS4X,CDM300, EUKLID, BRAVO, I-DEAS, CATIA..