1. UVOD
1.1 OPĆI POVIJESNI RAZVOJ PROIZVODNIH PROCESA I SISTEMA
Čovjek od postanka u cilju zadovoljenja svojih sve većih potreba iskorištava prirodne
resurse (sirovine i energiju), razvija proizvodne tehnologije, a u novije vrijeme i
informacijske. U nastojanju da poboljša uvjete življenja otkriva nove tehničko-tehnološke i
druge spoznaje i usavršava već postojeće što vodi znanstveno-tehnološkom progresu, znajući
pri tome
da ni jedno tehničko ili tehnološko rješenje nije danas toliko dobro, da
već
sutra ne
može biti još bolje.
Ovo je omogućilo razvoj i stvaranje proizvoda što je utjecalo na razvoj
postupaka obrade, tehnologija i tehnoloških procesa, odnosno obradnih sistema i alata.
Dugotrajni tehnološki i sveukupni razvoj i stalna želja za novim otkrićima i nastojanjima da
se resursi, zakoni prirode i nova otkrića usmjere u opću korist čovječanstva dovele su do
sadašnjeg visokog stupnja tehnološkog razvitka, kada postoji realna opasnost da se neke od
znanstvenih tekovina usmjere i u obratnom smjeru, na štetu čovjeka. Rezultat toga je da se
brojne društvene skupine opiru proizvodnji, odnosno tehnici kao temelju sveopće kulture.
Poznato je da bez proizvodnje nema napretka, te da država bez proizvodnje nema mogućnosti
da preživi, već je osuđena na odumiranje i nestanak. To pokazuje da svaka država mora
proizvoditi, ali ne sve, već ono što najbolje zna i može.
Živimo u vremena kada je čovječanstvo ušlo u informacijsko razdoblje u kome se razvijaju
informacijske i vrhunske proizvodne tehnologije i tehnike. Informacijske tehnologije su u
proizvodnim sistemima ostvarile najznačajniji utjecaj. Uvođenjem ovih tehnologija višestruko
se povećava proizvodnost rada, ekonomski rezultat i tržišna sposobnost.
U poslijednjih pedeset godina otkriveno je više pronalazaka nego u čitavom prethodnom
razdoblju od postanka čovjeka. Ocjenjuje se da danas u svijetu živi više od
80%
znanstvenika,
istraživača i tehnologa svih vremena.
Prvi razvoj obradnih strojeva pojavljuje se 1717. godine u V. Britaniji. Početak razvoja
modernih proizvodnih strojeva počinje 1947 godine u SAD, kada je čovjek prvi put u
povijesti upravljao numeričkim strojem, do osamdesetih godina ovoga stoljeća kada nastaju
moderni inteligentni japanski proizvodni sistemi i tvornice bez ljudi (slika 1.1.).
1
1.2. TEHNOLOŠKI RAZVOJ I ZNAČAJ TEHNOLOGIJE
Tehnologije i tehnološki procesi su temelj svake proizvodnje, pa tako i industrije prerade i
obrade metala. Da je to tako pokazuje primjer da svako savremeno društvo u tehnologiji vidi
jednu od glavnih poluga sadašnjeg i budućeg tehno-ekonomskog razvoja, zbog čega je veliki
interes svake zemlje da modernizira postojeće tehnologije i da otvori razvojne procese za
primjenu novih-visokih tehnologija. Značaj tehnologije se najbolje može shvatiti iz dugo
godina poznatog mišljenja da su hrana, energija i sirovine ključni faktori u razvoju jedne
zemlje. Međutim, dokazano je da ovo shvatanje u novije vrijeme razvoja ne stoji, jer neke
zemlje koje sve ovo imaju spadaju u najzaduženije zemlje svijeta. Da je to tako, najbolje
pokazuje primjer Japana, koji kroz primjenu vrhunskih tehnologija višestruko nadoknađuje
nedostatak prirodnih resursa. Dakle, navedena tri razvojna faktora moraju se povezati s
četvrtim, danas najznačajnijim faktorom-vrhunskom tehnologijom.
2
Inteligentni roboti 1991
Skaniranje dijelova 1990
Prvi CIM (Japan) 1988
Totalno automatizirana tvornica 1985
Prvi CNC obradni stroj 1972
Prvi NUAS (Prvomajska – Zagreb) 1971
Prvi FPS (Molins – Engleska) 1967
Adaptivno upravljanje 1966
1963 DNC upravljanje
Prvi industrijski robot (SAD) 1960
NUAS (sajam u Hannoveru) 1959
Prvi NUAS (sajam u Chicagu) 1955
NU alatni stroj 1947
1937 prvi keramički alati
1923 alati widia (tvrdi metal)
1900 alati od brzoreznog čelika
1895 petovreteni automat
1873 - 1880 jednovreteni automat
1864 brusilica za cilindrično brušenje
1845 revolver tokarilica
1840 stupna radijalna bušilica
1833 brusilica za ravno brušenje
1800 stroj za izradu navoja (Engleska)
1774 prva blanjalica (Engleska)
1750 prvi obradni strojevi(Engleska)
1717 prva tokarilica (Engleska)
1800
1880 1900
1955
1980 2000 God.
1700
Konvencionalno upravljani obradni strojevi
Kruta automatizacija
Nova proizvodna filozofija
NC i CNC automatizacija
Slika 1.1. Razvoj obradnih i proizvodnih sistema
T
E
H
N
O
L
O
Š
K
I
N
IV
O
NC i CNC alatni strojevi
Klasični alatni strojevi
Svaka tehnologija ima određeni vijek upotrebe nakon čega treba izvršiti njezinu
revitalizaciju ili supstituciju primjenom naprednije tehnologije.
1.5. PROIZVODNA FILOZOFIJA
Najveće promjene u tehničko – tehnološkom razvoju u povijesti čovječanstva odigrale
su se u posljednjih pedeset godina zahvaljujući brzom razvoju tehnike i pojavi računala.
Promjene na tržištu uzrokovale su napuštanje klasične proizvodnje standardnih proizvoda za
skladište i okretanju zahtjevima tržišta.
Ovakva tržišna utakmica utjecala je na tehničko – organizacijsko prestrukturiranje
proizvodnih sistema po konceptu CIE (Computer Integrated Enterprise), CIM (Computer
Integrated Manufacturing), FA (Factory Automation), Just – in – Time kojima se snižavaju
proizvodni troškovi, skraćuje ciklus proizvodnje i poboljšava kvaliteta proizvoda. Uvođenjem
računalom integrirane proizvodnje daje se poduzećima nov život koji smanjuje troškove,
uvodi intenzivnu kontrolu tokova materijala i informacija, najniže moguće cijene i rokove
isporuke čime se postiže konkurentnost na tržištu. Treba istaknuti da dobiveni rezultati nisu
uvijek očekivani, jer efIkasnost primjene ovisi od niza utjecajnih faktora, a prije svega od
educiranosti kadrova i shvatanja koja valja mijenjati.
1.5.1. Klasična proizvodna filozofija
Klasičnu proizvodnu filozofiju stručno i znanstveno je postavio F. W. Taylor. Ova
proizvodna filozofija (Tejlorizam
1
i Fordizam
2
) u tehničkom i organizacijskom smislu izrasla
1
Friedrich Taylor poslove planiranja prenio je iz ovlaštenja radnika u nadležnost industrijskih inženjera, te se
smatra osnivačem znanstvenog menadžmenta.
2
Henry Ford je prvi uveo pokretnu montažnu traku, čime je automatizirao i smanjio poslove montaže u
automobilskoj industriji.
4
Dobit ostvarena primjenom
vrhunskih tehnologija
Dobit ostvarena primjenom
savremenih tehnologija
Konvencionalne tehnologije
Dobit ostvarena primjenom
konvencionalnih tehnologija
Troškovi
Troškovi
Troškovi
Prihodi
Prihodi
Prihodi
NC, CNC
FMS, CIM, CAD/CAM
Početak eksploatacije tehnologije
Početak implementacije tehnologije
Vrijeme
P
R
IH
O
D
I
T
R
O
Š
K
O
V
I
(p
la
ni
ra
nj
e,
r
az
vo
j,
in
st
al
ir
an
je
)
Slika 1.2. Tok kapitala kod ulaganja u proizvodne tehnologije
različitog stepena tehnološke složenosti
je na ekstenzivnom tipu tržišta koje je bilo nedovoljno pokriveno i sposobno da primi
proizvode bez posebnih selektivnih kriterija i kvalitativnih zahtjeva. Ovaj tip tržišta razvio je
proizvodne transfer linije i automate kao maksimalni tehnički domet.
Osnovne su karakteristike klasične proizvodne filozofije: serijnost i masovnost
proizvodnje, mali asortiman proizvoda (velika identičnost dijelova), kruta automatizacija,
proizvodnja za skladište, niži nivo konkurentnosti proizvoda i znatan udjel manuelnog rada.
Dakle, konvencionalni proizvodni sistem obilježava kvantiteta koja je osnovni kvalitativni
pokazatelj i ne može odgovoriti strukturi potražnje i porastu dinamizma tržišta. Upravljanje
potražnjom temeljilo se na postavci da se kupuje ono što je proizvedeno. Dakle, uloga
potrošača je marginalizirana.
1.5.2. Nova proizvodna filozofija
Dinamičnost tržišta, sve veća konkurentnost, eksplozija noviteta i roba kojih ranije nije
bilo, profinjenost potrošača dovela je do velikih promjena. Turbulentno stanje određeno
nesigurnošću i dinamizmom zahtjeva proizvodne sisteme koji će moći odgovoriti
varijabilnosti velikog broja utjecaja (kvaliteta, količina, rok isporuke, asortiman, cijene,
konkurencija, itd,). Ovim zahtijevima najbolje odgovara fleksibilni proizvodni sistem.
Fleksibilnost je jedna od najvažnijih osobina nove proizvodne filozofije koja determinira
tehničku strukturu. FPS kao tipični predstavnici nove proizvodne filozofije su objedinili dvije
odlike moderne proizvodnje, produktivnost i fleksibilnost koje su u klasičnoj proizvodnji bile
nepomirljive.
Nova proizvodna filozofija je utemeljena na znanju, novim tehnologijama, novim
materijalima, posebno na primjeni informacijskih tehnologija u svim fazama pripreme, gdje
dominiraju kompjutori. Na slici 1.5. prikazani su koraci razvoja nove proizvodne filozofije,
gdje moderno tržište uvjetuje razvoj suvremene proizvodnje na temeljima Just – in – Time što
je dovelo do nastanka nove proizvodne filozofije.
Dakle, ne radi se o novom pristupu proizvodnji, već o novoj proizvodnoj filozofiji,
koja otvara nove vidike, postavlja nove i složenije ciljeve i pruža nova sredstva za njihovo
ostvarivanje. Razdoblje izmedu 1980 – 85 godine može se prihvatiti granicom između
klasične, inače razvijene proizvodnje i nove proizvodne filozofije.
5
SAVREMENA
PROIZVODNJA
Fleksibilna
Integrirana
Proizvodnja bez
gubitaka
SAVREMENO
SVJETSKO TRŽIŠTE
Širok asortiman proizvoda
Visoka kvaliteta proizvoda
Velika ponuda
Turbulentno stanje
PROIZVODNJA
JUST – IN – TIME
Minimalne ili nikakve
zalihe nedovršene
proizvodnje
NOVA PROIZVODNA FILOZOFIJA
Uvođenje novih proizvodnih i informacijskih tehnologija
Uvođenje novih materijala (optimalni izbor)
Ekspertni sistem (dostupnost rijetkih i specijalističkih znanja
Integrirana proizvodnja (kompjuter u srcu proizvodnje)
Fleksibilna proizvodnja (proizvodnja za tržište)
Diserijnost proizvodnje (mala serija i širok asortiman)
Poboljšanje kvaliteta proizvoda (nulta kontrola kvalitete)
Minimiziranje troškova proizvodnje (modeliranje troškova)
Povećanje proizvodnosti rada (profitabilna proizvodnja)
Visok nivo implementiranih znanja
Slika 1.5. Koraci razvoja do nove proizvodne filozofije
2. NIVOI UPRAVLJANJA ALATNIH MAŠINA
Alatne mašine prema načinu upravljanja i nosaču memorije možemo podijeliti na:
1. Mašine bez memorije i bez programa
individualno upravljanje (operater na mašini)
2. Mašine sa krutom memorijom (mehanički nosač informacija)
mehaničko upravljanje (pločaste krivulje, bubanj krivulje)
poluautomatsko upravljanje
automatsko upravljanje
kopirno upravljanje (šablone)
jednoosno
višeosno
3. Mašine sa fleksibilnom memorijom (diskete, LAN)
repetivno upravljanje (playback metoda)
numeričko upravljanje NC
računarsko numeričko upravljanje CNC
adaptivno upravljanje AC
2.1. OSNOVNE KARAKTERISTIKE NUMERIČKOG UPRAVLJANJA
2.1.1. Prednosti i nedostaci upotrebe: NC – konvencionalne alatne mašine
PREDNOSTI (NC)
fleksibilnost obrade (složeni oblici, visoka tačnost obrade i kod ponavljanja,
reducirani gubici uslijed škarta, visoka produktivnost i kvaliteta
podešavanje mašine i rad na njemu jednostavno što zahtjeva niže kvalificiranog
operatera (istodobno može raditi više poslova)
moguće podesiti više operacija istodobno što skraćuje vrijeme obrade
program se može opozvati brzo i jednostavno kao i poslati novi program na obradu
(papirologija)
brza izrada prototipa moguća
NEDOSTACI (NC)
relativno visoki početni troškovi ulaganja u opremu
potrebno računarsko vrijeme i troškovi programiranja
zahtjevno održavanje (visoko obučen radnik)
potreba za preventivnim održavanjem jer su troškovi zastoja veliki
7
