capp sistemi i tehnološ… · pregled korišćenih skraćenica (i) agv (automated guided vehicle)...
TRANSCRIPT
UNIVERZITET U NOVOM SADU
FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA
Dejan Lukić, Mijodrag Milošević, Velimir Todić
INTEGRISANI CAPP SISTEMI I
TEHNOLOŠKA BAZA PODATAKA
(Modul Integrisani CAPP sistemi)
SKRIPTA SA PREDAVANJA
Novi Sad, 2013.
Pregled korišćenih skraćenica (I)
AGV (Automated Guided Vehicle) Automatski vođeno vozilo
AMH (Automated Materials Handling) Automatizovano rukovanje materijalom
AMT (Advanced Manufacturing Technology) Napredne proizvodne tehnologije
AOM (Advanced Order Management) Napredno upravljanje porudžbinama
APC (Advanced Process Control) Napredni proces kontrole
API (Application Programming Interface) Aplikacioni programski interfejs
APS (Advanced Planning and Scheduling) Napredni sistem planiranja i upravljanja
ATO (Assembly To Order) Montaža prema narudžbi
AWF (Ausschuss für Wirtschaftliche Fertigung)
Komitet za ekonomičnu proizvodnju
B2B (Business-to-Business) Model elektronskog poslovanja između poslovnih organizacija
B2C (Business-to-Consumer) Model elektronskog poslovanja između poslovnih organizacija i krajnjih korisnika
CAA (Computer Aided Assembly) Računarom podržana montaža
CAD (Computer Aided Design) Računarom podržano projektovanje
CAE (Computer Aided Engineering) Računarom podržana inženjerska analiza
CAM (Computer Aided Manufacturing) Računarom podržana proizvodnja
CAPE (Computer Aided Production Engineering)
Računarom podržano proizvodno inženjerstvo
CAPP (Computer Aided Process Planning) Računarom podržano projektovanje tehnoloških procesa
CAQ (Computer Aided Quality) Računarom podržan kvalitet
CARC (Computer Aided Robot Control) Računarom podržano upravljanje robotima
CASA/SME (Computer Automated System Association/Society of Manufacturing Engineering)
Udruženje za računarom podržane automatizovane sisteme/Udruženje proizvodnih inženjera
CAT (Computer Aided Testing) Računarom podržana kontrola
CATS (Computer Aided Transport and Storage)
Računarom podržan transport i skladištenje
CAx (Computer Aided everything) Generički naziv za programske sisteme koji omogućavaju računarsku podršku različitim inženjerskim aktivnostima (CAD, CAPP, CAM,...)
CE (Concurrent Engineering) Konkurentno (simultano) inženjerstvo
CIMOSA (Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture)
Referentna arhitektura i metodologija za CIM, razvijena u okviru ESPRIT projekta
CIRP (College International pour la Recherche en Productique)
Međunarodna organizacija za proizvodno inženjerstvo
CL data (Cutter Location Data) Podaci upravljačkog programa za definisanje putanje alata pri obradi na mašinama
CM (Cellular Manufacturing) Ćelijska proizvodnja
CMM (Coordinate Measuring Machine) Koordinatna merna mašina
CNC (Computer Numerical Control) Numeričko upravljanje primenom računara
CPC (Collaborative Product Commerce) Kolaborativna trgovina proizvodima
CPS (Capacity Planning and Scheduling) Planiranje i raspoređivanje kapaciteta
CRM (Customer Relationship Management) Upravljanje odnosima sa klijentima
DBMS (Data Base Management System) Sistem za upravljanje bazama podataka
DEC (Digital Equipment Corporation) Američka kompanija u oblasti kompjuterske industrije (danas u sastavu Hewlett-Packard-a)
DFA (Design For Assembly) Projektovanje za montažu
DFM (Design For Manufacturing) Projektovanje za izradu
Pregled korišćenih skraćenica (II)
DFMA (Design For Manufacturing and Assembly)
Projektovanje za izradu i montažu
DFX (Design For eXcellence) Projektovanje za izvrsnost
DNC (Direct Numerical Control) Direktno numeričko upravljanje
DSS (Decision Support System) Sistem za podršku odlučivanju
DST (Decision Support Tools) Alati za podršku odlučivanju
DW (Data Warehouse) Skladište podataka
EAS (Equipment Automation System) Oprema za automatizaciju sistema
EAS (Engineering Analysis System) Sistemi za inženjersku analizu
ECM (Equipment Control and Monitoring) Oprema za kontrolu i monitoring
EDI (Electronic Data Interchange) Standard za razmenu podataka u elektronskom obliku
EDM (Engineering Data Management) Upravljanje inženjerskim podacima
EEC (Equipment Engineering Capabilities) Sposobnost inženjerske opreme
EI (Enterprise Integration) Integracija preduzeća
ER (Entity Relationship) Model konceptualnog prikaza strukture relacione baze podataka
ERP (Enterprise Resource Planning) Planiranje resursa preduzeća
ES (Expert System) Ekspertni sistem
ETO (Engineering To Order) Inženjering prema narudžbi
FDC (Fault Detection and Classification) Detekcija i klasifikacija otkaza
FMC (Flexible Manufacturing Cell) Fleksibilna tehnološka (proizvodna) ćelija
FMG (Flexible Manufacturing Group) Fleksibilna tehnološka (proizvodna) grupa
FML (Flexible Manufacturing Lines) Fleksibilna tehnološka (proizvodna) linija
FMM (Flexible Manufacturing Module) Fleksibilni tehnološki (proizvodni) modul
FMS (Flexible Manufacturing Systems) Fleksibilni tehnološki (proizvodni) sistemi
GERAM (Generalized Enterprise Reference Architecture and Methodology)
Generalizovana referentna arhitektura i metodologija za CIM
GRAI/GIM (Group de Recherche en Automatization Integree/ GRAI Integrated Methodology)
Grupa za istraživanje automatizovane integracije/ GRAI integraciona metodologija
GT (Group Technology) Grupna tehnologija
HTML (HyperText Markup Language) Jezik za opis web stranica
IBM (International Business Machines Corporation)
Međunarodna korporacija za informacione tehnologije
ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing)
Integrisana proizvodnja primenom računara – USA projekat
ICT (Information and Communication Technology)
Informacione i komunikacione tehnologije
IDEF (Integration DEFinition) Familija metoda za modeliranje u oblasti sistemskog i softverskog inženjerstva
IGES (Initial Graphics Exchange Specification)
Neutralni format zapisa grafičkih podataka
ISO (International Organization for Standardization)
Međunarodna organizacija za standardizaciju
JIT (Just In Time) Proizvodnja upravo na vreme
JSIC (Japan Standard Industry Classification)
Japanski standard industrijske klasifikacije
LAN (Local Area Network) Lokalna računarska mreža
LM (Lean Manufacturing) Lean-„vitka“ proizvodnja
MAS (Multy-Agent System) Multi-agent sistem
MES (Manufacturing Execution Systems) Izvršni sistemi proizvodnje
Pregled korišćenih skraćenica (III)
MRM (Manufacturing Resource Management)
Upravljanje proizvodnim resursima
MRP (Material Requirements Planning) Planiranje materijalnih resursa
MTO (Make To Order) Proizvodnja prema narudžbi
MTS (Make To Stock) Proizvodnja za zalihe
NAICS (North American Industry Classification System)
Severnoamerički standard industrijske klasifikacije
NC (Numeric Control) Numeričko upravljanje
NIST (National Institute of Standards and Technology)
USA nacionalni institut za standarde i tehnologiju
OMAC (Open Modular Architecture Controllers)
Upravljački sistemi otvorene modularne arhitekture – USA projekat
OSACA (Open System Architecture for Control within Automation System)
Upravljački sistemi otvorene arhitekture u okviru automatizovanog sistema – Evropski projekat
OSEC (Open System Environment for Controllers)
Upravljački sistemi otvorene arhitekture – Japanski projekat
PCA (Part Coding and Classification Analysis)
Klasifikacija i grupisanje proizvoda primenom konstrukciono-tehnoloških klasifikatora
PDM (Product Data Management) Upravljanje podacima o proizvodu
PERA (Purdue Enterprise Reference Architecture and Methodology
Referentna arhitektura i metodologija za CIM, razvijena na univerzitetu Purdue
PFA (Product Flow Analysis) Klasifikacija i grupisanje proizvoda na bazi analize tehnoloških procesa
PLC (Product Life Cycle) Životni ciklus proizvoda
PLC (Programmable Logic Controllers) Programabilni logički kontroleri
PLM (Product Lifecycle Management) Upravljanje životnim ciklusom proizvoda
PPC (Production Planning and Control) Planiranje i upravljanje proizvodnjom
QMS (Quality Management System) Sistemi za upravljanje kvalitetom
RFID (Radio-Frequency IDentification) Radio-frekventna identifikacija
SC (Supply Chain) Lanac snabdevanja
SCE (Supply Chain Execution) Izvršni lanac snabdevanja
SCM (Supply Chain Management) Upravljanje lancem snabdevanja
SDAI (Standard Data Access Interface) Standardni interfejs za pristup podacima
SET (Standard d'Échange et de Transfert) Francuski standard za razmenu podataka između CAx sistema
SME (Society of Manufacturing Engineering) Udruženje proizvodnih inženjera
SPM (Spare Parts Management) Upravljanje rezervnim delovima
SRM (Supplier Relationship Management) Upravljanje odnosima sa dobavljačima
STEP (STandard for the Exchange of Product model data)
Standard za kreiranje, razmenu i deljenje digitalnih podataka o proizvodu
STEP-NC (STEP Numerical Control) Prošireni STEP standard za programiranje CNC mašina
TIF (Technology Impact Factor) Tehnološki impakt faktor
TMS (Transport Management System) Sistem za upravljanje transportom
UML (Unified Modeling Language) Objedinjeni jezik za modeliranje
VDA-FS (Verband Der Automobilindustrie - Flächen Schnittstelle)
Nemački standard za razmenu podataka između CAx sistema
VDI (Verein Deutscher Ingenieure) Standardi udruženja nemačkih inženjera
WMS (Warehouse Management System) Sistem za upravljanje skladištem
XML (eXtensible Markup Language) Standardni skup pravila za definisanje formata podataka u elektronskom obliku
YMS (Yield Management System) Sistemi za upravljanje prihodima
1
1.0 UVOD
Privreda predstavlja najvažnije područje društvenog života ljudi, koja čini njegovu
realnu materijalnu bazu. Razvoj privrede je osnovni uslov za razvoj društva u celini. Osnova
privrede je proizvodna delatnost, pod kojom se podrazumeva materijalna proizvodnja koja se
realizuje u okviru poslovnog, odnosno proizvodnog sistema.
Proizvodni sistem će dobro poslovati, ostvariti rast i razvoj samo ako zadovolji uslove
tržišta, odnosno ako proizvodi upotrebljiv, ekonomičan, kvalitetno dizajniran, ekološki
podoban, konkurentan i za tržište prihvatljiv proizvod [46].
Međusobno suprotstavljeni zahtevi nikada nisu bili izraženiji, jer tim koji razvija
proizvod mora u što kraćem vremenu da projektuje i izradi proizvod koji ima najniže troškove
u životnom veku, a pri tome da ima kvalitet i druge atribute koji su maksimalno prilagođeni
promenljivim zahtevima i potrebama kupaca [69,116].
Česte promene uslova poslovanja na globalnom svetskom tržištu proizvoda uslovile su
prilagođavanje proizvodne strategije u vremenu, slika 1.1.
Cena/
proizvodnost
Cena/
proizvodnost
Kvalitet
Cena/
proizvodnost
Vreme
Kvalitet
Cena/
proizvodnost
Vreme
Kvalitet
Program
proizvodnje/
fleksibilnost
Vreme1960, 1970 1980 1990
Vreme
Kvalitet
Cena/
proizvodnost
Program
proizvodnje/
fleksibilnost
2000 2010
Učenje/
inovacije
Ekonomična
proizvodnja
Kvalitativna
proizvodnja
Brza
proizvodnja
time-to-market
Fleksibilna
proizvodnja-
kastomizacija
Inovativna
proizvodnja
Slika 1.1 Promenljivost proizvodne strategije u vremenu
Tokom šezdesetih i sedamdesetih godina prošlog veka uspešnu proizvodnju je
karakterisala niska cena proizvoda, odnosno troškovi proizvodnje i veliki broj proizvedenih
delova. Osnovna proizvodna strategija je bila usmerena na proizvodnju što jeftinijeg
proizvoda u što većim količinama. U prošlosti se kvalitet posmatrao kao nešto što košta,
ekstra trošak, koji su kupci plaćali. Međutim, početkom osamdesetih godina pod uticajem
japanskih poslovnih sistema kvalitet postaje osnova proizvodne strategije uz osetno smanjenje
veličina serija proizvoda. Devedesetih godina prošlog veka, pored troškova i kvaliteta
pojavljuje se faktor koji postaje kritičan za uspeh u proizvodnji malih serija proizvoda, koji se
odnosi se na vreme pojave proizvoda na tržištu "time-to-market". Uočeno je da proizvodni
sistemi koji kasne sa plasmanom proizvoda na tržište i njihovom pravovremenom zamenom
novim ili revitalizovanim proizvodima doživljavaju neuspeh u poslovanju. Nakon toga se
pojavljuje strategija koja se odnosi na prilagođavanje proizvoda zahtevima svakog
1.0 Uvod
2
pojedinačnog kupca, pod nazivom "kastomizacija". Konkurencija na globalnom tržištu se
stalno povećava i zahteva znanje, stalnu edukaciju, kao i primenu inovacija u iznalaženju
novih ili unapređenju postojećih proizvodnih rešenja koja mogu da zadovolje potrebe i
očekivanja kupaca. Oni proizvodni sistemi koji nisu spremni da se prilagode promenama neće
biti u stanju da opstanu na tržištu.
Ovakvi zahtevi nameću potrebu za proizvodnim sistemima koji poseduju visok stepen
automatizacije svih aktivnosti, počevši od projektovanja pa do izrade proizvoda. Kao rezultat
ovakvih zahteva je odgovor industrijske proizvodnje kroz uvođenje novih tehnologija u
procese projektovanja i proizvodnje, a posebno tehnologija koje se baziraju na fleksibilnoj
automatizaciji i primeni računara.
U okviru proizvodnih sistema dominantnu ulogu u ispunjavanju zahteva tržišta za
novim i prilagođenim proizvodima imaju procesi projektovanja, planiranja, upravljanja i
proizvodnje. Tehnološka priprema proizvodnje, kao funkcija proizvodnog sistema, predstavlja
osnovnu integracionu komponentu ovih procesa.
Tehnološka priprema proizvodnje se u najvećoj meri ogleda u definisanju kvalitetnih
rešenja tehnoloških procesa izrade proizvoda. Sistemi projektovanja tehnoloških procesa
mogu da se shvate kao "most" između projektovanja proizvoda i procesa njegove proizvodnje
[270]. Automatizacija projektovanja proizvoda uspešno se rešava primenom CAD/CAE
sistema. Primenom savremenih CAM sistema i uvođenjem CNC obradnih i tehnoloških
sistema različite namene u proizvodnju, značajno se povećava njena produktivnost i
fleksibilnost. Problem nastaje u fazi projektovanja tehnoloških procesa, koji, sa jedne strane
treba da zadovolje zahteve projektanata proizvoda, a sa druge strane, da uvaže tehnološke
mogućnosti proizvodnje. Aktivnijom primenom računara u ovoj oblasti dolazi do razvoja
CAPP (Computer Aided Process Planning) sistema za automatizaciju projektovanja
tehnoloških procesa izrade proizvoda. Težnja ovih sistema je da se na neki način modelira
logika rada tehnologa, i pomoću računarskih programa izvrši simulacija njegovog rada.
Razvoj CAPP sistema je veoma složen i kompleksan zadatak, kako zbog raznovrsnosti
proizvoda, složenosti projektovanja i planiranja velikog broja kompleksnih aktivnosti koje
čine tehnološke procese u različitim proizvodnim uslovima, što je uticalo na nemogućnost
razvoja adekvatnih univerzalnih komercijalnih rešenja. Kao posledica toga je nizak stepen
primene CAPP sistema u industriji, pa aktivnost projektovanja tehnoloških procesa veoma
često predstavlja usko grlo u integrisanom proizvodnom okruženju. Kao potvrda prethodne
teze, na slici 1.2 dat je prikaz primene elemenata računarom podržane proizvodnje (CIM) u
malim i srednjim preduzećima, odakle se vidi nivo primene CAPP i CAM sistema koji u
najvećoj meri oslikavaju nivo razvijenosti tehnološke pripreme proizvodnje [170].
CE-konkurentno inženjerstvo
CAPP-računarom podržano projektovanje
tehnoloških procesa
AGV-automatski vođena vozila
FMS-fleksibilni tehnološki sistemi
GT-grupna tehnologija
MM-multimedia
EDI-elektronska razmena poslovnih
informacija
CAM-računarom podržana proizvodnja
(u užem smislu)
CAD-računarom podržano projektovanje
MRP-planiranje proizvodnih resursa
Slika 1.2 Primena elemenata CIM-a u malim i srednjim preduzećima [170]
1.0 Uvod
3
U novim i sve složenijim uslovima poslovanja proizvodnih sistema, tehnološka
priprema proizvodnje se mora zasnivati na primeni savremenih metoda i tehnika
projektovanja, koje baziraju na naučnim prilazima i informacionim tehnologijama. Pored
toga, zahteva se primena savremenih proizvodnih resursa, kako bi se uspešno pratili trendovi i
zahtevi tržišta i održala konkurentnost proizvodnog sistema.
U poslednje četiri dekade, oblast računarom podržanog projektovanja tehnoloških
procesa (CAPP) privukla je veliki broj istraživača iz različitih svetskih istraživačkih i
akademskih institucija. U posmatranim istraživanjima je uglavnom zastupljeno devet
osnovnih metoda i tehnologija razvoja CAPP sistema [286], kao što su tipski oblici (feature-
based), odnosno tipski tehnološki oblici (manufacturing feature i machining feature), baze
znanja - ekspertni sistemi, neuronske mreže, genetski algoritmi, fuzzy teorija i fuzzy logika,
petri mreže, agent-bazirane metode, internet-bazirane metode i metode bazirane na STEP-u,
koje će se detaljnije i ovde razmatrati.
Trend savremenih proizvodnih sistema se ogleda u razvoju CIM sistema, odnosno
računarom podržane proizvodnje, koja podrazumeva integraciju CAx sistema, zbog čega će se
ovde razmatrati i mogućnosti razvoja integrisanih CAD/CAPP/CAM/CAx sistema.
4
2.0 TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE KAO FUNKCIJA
PROIZVODNOG SISTEMA
2.1 MESTO I ULOGA TEHNOLOŠKE PRIPREME PROIZVODNJE U
PROIZVODNOM SISTEMU
Prema opštoj teoriji sistema, svaki sistem pa tako i tehnološka priprema proizvodnje,
mora posedovati određena svojstva kao što su veze sa okolinom, skup ostvarivih funkcija,
strukturu sistema, skup funkcionalnih i strukturnih karakteristika sistema, kao i istoriju
funkcionisanja i razvoja sistema [21]. U osnovi, tehnološka priprema predstavlja podsistem
poslovnog, odnosno proizvodnog sistema i u vezi je sa drugim podsistemima koji čine
integralno proizvodno okruženje.
Organizacioni sistemi su prirodni i tehnički sistemi zajednički organizovani za
ostvarivanje određenog cilja. Specijalnu grupu organizacionih sistema orijentisanih na
poslovanje preduzeća čine poslovni sistemi. Poslovni sistem predstavlja veoma složen
dinamički sistem, zavisan od uticaja okoline u kome se objedinjavaju mehanizmi tržišta,
istraživanja, projektovanja, planiranja, proizvodnje, finansija, upravljanja i kontrole [214].
Proizvodni sistem čini podsistem poslovnog sistema, koji je pretežno orijentisan na
proizvodnju i često se u literaturi naziva proizvodno-poslovni sistem. Proizvodni sistem
predstavlja skup osnovnih tehnoloških sistema i ostalih tehnički određenih informacionih i
energetskih struktura, uređenih na način da obezbede izvršenje postavljene funkcije cilja i
ostvarenje projektovanih efekata. Proizvodni sistem vezuje tehnološke sisteme, energetske i
informacione strukture i učesnike u procesu rada vezama određenog stepena jačine, pravca i
smera [295]. Tehnološki sistem predstavlja najvažniji podsistem proizvodnog sistema,
projektovan za izvođenje operacija rada na radnim mestima. U tehnološke sisteme spadaju
obradni, montažni, merni, transportni, skladišni i upravljački sistemi [165,247]. Obradne
sisteme u okviru tehnološkog sistema čine mašine, sa svim dodatnim elementima u koje
spadaju pribori, alati, merila, obradci i poslužioci [112,174,270].
Osnovna funkcija svakog sistema se ostvaruje kroz realizaciju odgovarajućih procesa.
Inženjerski procesi predstavljaju skup međusobno povezanih aktivnosti, pomoću kojih se vrši
transformacija informacija, materijala i energije, pri čemu se na izlazu dobijaju gotovi delovi
ili proizvodi od sirovina i polufabrikata ili pripremaka. Uporedo sa postojanjem opisanih
sistema, postoje i odgovarajući procesi, kao što su poslovni, proizvodni, tehnološki i obradni
procesi, slika 2.1.
Poslovni proces predstavlja skup procesa proizvodnih, ekonomskih i društvenih
podsistema i elemenata koji povezuju tržište sa poslovnim sistemima.
Proizvodni proces predstavlja skup međusobno povezanih aktivnosti, odnosno procesa rada,
kao što su priprema, obrada, transport, skladištenje, kontrola, održavanje, upravljanje, i dr.,
pomoću kojih se vrši transformacija sirovina i polufabrikata u proizvode.
Tehnološki proces je deo proizvodnog procesa koji se sastoji od skupa međusobno povezanih
aktivnosti, odnosno operacija rada sa ciljem transformacije pripremaka u gotove delove, ili
delova u podsklopove, sklopove i gotove proizvode.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
5
Obradni proces je deo tehnološkog procesa koji se sastoji od skupa aktivnosti, koje pripremak
transformišu u obradak ili gotov deo, u smislu promena fizičko-hemijskih karakteristika,
oblika, dimenzija, itd. u saglasnosti sa propisanim tehničko-tehnološkim zahtevima pojedinih
operacija izrade koje se izvode na odgovarajućim obradnim sistemima.
POSLOVNI SISTEM
PROIZVODNI SISTEM
TEHNOLOŠKI SISTEM
PROIZVODNI PROCES
TEHNOLOŠKI PROCES
OBRADNI SISTEM
POSLOVNI PROCES
OBRADNI PROCES
SIROVINA, POLUFABRIKAT PROIZVOD
PRIPREMAK DEO, PODSKLOP, SKLOP
PRIPREMAK OBRADAK
Slika 2.1 Šema hijerarhijskih odnosa u poslovnim sistemima [135]
Uporedo sa razvojem proizvodne delatnosti došlo je i do podele rada, što podrazumeva
deljenje pojedinih delatnosti proizvodnog sistema na funkcije ili podsisteme koji obuhvataju
manji ili veći broj aktivnosti. U svetu je razvijen veliki broj modela i arhitektura proizvodnih
sistema, u koje se mogu svrstati i modeli računarom integrisanih proizvodnih CIM sistema.
Iza pojedinih modela stoje organizacije koje se bave standardizacijom kao što su CIMOSA,
AWF i dr., iza nekih stoje univerziteti i druge naučno-istraživačke institucije kao što su
PERA, GRAI/GIM i dr., odnosno velike kompanije i korporacije kao što su IBM, Siemens,
DEC, itd. [104,222]. Značajan doprinos u ovoj oblasti dale su i naučno-istraživačke
organizacije, odnosno tehnički fakulteti iz naše zemlje i okruženja, kao što su [182,214,296].
Funkcionalnu strukturu proizvodnog sistema čini skup funkcija ili podsistema
uslovljenih potrebama vršenja misije, ostvarenja ciljeva i sprovođenja politike proizvodnog
sistema. Razvijeni modeli proizvodnog sistema u sebi sadrže različite klasifikacije i podele,
kako funkcija tako i aktivnosti unutar funkcija. Na osnovu analize razvijenih modela može se
zaključiti da su osnovne funkcije ili podsistemi koji figurišu u većini od njih:
Upravljanje preduzećem,
Marketing,
Istraživanje i razvoj,
Komercijalni poslovi,
Proizvodnja,
Upravljanje ekonomsko-finansijskim tokovima,
Opšti poslovi i sistemska podrška.
Pojedini podsistemi ili funkcije kao što su konstrukciona priprema proizvodnje,
tehnološka priprema proizvodnje, planiranje i upravljanje proizvodnjom, upravljanje
kvalitetom i dr., vrlo često su integrisane u neku od nabrojanih funkcija proizvodnog sistema,
što nikako ne umanjuje njihov značaj u funkcionalnoj strukturi proizvodnog sistema. Kao
primer može se navesti da je tehnološka priprema proizvodnje integrisana u funkciju
proizvodnje [236,296], funkciju razvoja proizvoda i tehnologija [214], funkciju tehničke
pripreme proizvodnje [270], itd.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
6
Funkcija proizvodnje predstavlja osnovnu funkciju vršenja misije i ostvarivanja ciljeva
proizvodnog sistema. Ona obuhvata skup projektovanih operacija izrade, montaže, rukovanja
materijalom, kontrole kvaliteta, održavanja i upravljanja procesima rada. Vrlo često se u
okviru funkcije proizvodnje, u cilju obavljanja posmatranih operacija rada, formiraju
strukturne jedinice, kao što su tehnološka priprema, upravljanje proizvodnjom, rukovanje
materijalom, upravljanje kvalitetom, održavanje tehnoloških sistema, snabdevanje alatom, kao
i sam proces proizvodnje u okviru proizvodnih jedinica.
U adaptiranom modelu proizvodnog sistema, koji je nastao kao sinteza više razvijenih
CIM modela, podsistem tehnološke pripreme proizvodnje predstavljen je kao zasebna celina,
slika 2.2. U okviru ovog modela istaknuto je mesto podsistema tehnološke pripreme
proizvodnje u proizvodnom sistemu, kao i veza sa drugim podsistemima. Podsistem ili
funkcija tehnološke pripreme je u direktnoj vezi sa funkcijama upravljanja preduzećem,
podsistemima konstrukcione pripreme proizvodnje, planiranja i upravljanja proizvodnjom,
upravljanja kvalitetom i samim procesom proizvodnje, a preko njih i sa drugim funkcijama
proizvodnog sistema i okolinom.
Slika 2.2 Model proizvodnog sistema [216]
2.2 UTICAJ OBLIKA INDUSTRIJSKE PROIZVODNJE NA KARAKTERISTIKE
PROIZVODNIH SISTEMA
U poslovnom svetu postoje razne klasifikacije proizvodnih sistema i industrijske
proizvodnje. Najčešće se klasifikacija industrijske proizvodnje može sresti u okviru
odgovarajućih standarda pojedinih država, kao što je npr. japanski standard industrijske
klasifikacije (JSIC), severnoamerički industrijski klasifikacioni sistem (NAICS), koji se
koristi u USA, Kanadi i Meksiku, itd. Klasifikacija industrijske proizvodnje prema različitim
karakteristikama i sa različitih stanovišta posmatranja prikazana je u tabeli 2.1.
STRATEGIJSKO
PLANIRANJE
ORGANIZACIJA I
INFORMATIKA
UPRAVLJANJE
FINANSIJAMA
ISTRAŽIVANJE I
RAZVOJ
MARKETING
PRODAJA
NABAVKA I
KOOPERACIJA
KONSTRUKCIONA
PRIPREMA
PROIZVODNJE
(CAD)
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
PROIZVODNJE
(CAPP/CAM)
PROIZVODNJA (CAM)
upravljanje proizvodnim tokovima
izrada - montaža - kontrola
PLANIRANJE I
UPRAVLJANJE
PROIZVODNJOM
(PPS)
SISTEMSKA PODRŠKA
transport - skladištenje
održavanje - energetika
DOBAVLJAČI
KUPCI
TRŽIŠTE
UPRAVLJANJE PREDUZEĆEM
UP
RA
VL
JA
NJE
KV
AL
ITE
TO
M (
CA
Q)
isporuka gotovih proizvoda
sirovine, poluproizvodi, pripremci i energenti
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
7
Tabela 2.1 Klasifikacija industrijske proizvodnje i proizvodnih sistema [191,236]
Stanovište posmatranja Oblik industrijske proizvodnje
Klasifikacija prema "vrsti proizvodnog
procesa"
Kako proizvoditi?
Procesna industrija (kontinualna proizvodnja)
Proizvodna industrija (diskretna proizvodnja)
Klasifikacija prema "tipu proizvodnje,
odnosno obimu proizvodnje"
Koliko proizvoditi?
Masovna proizvodnja
Serijska proizvodnja (maloserijska, srednjeserijska i
velikoserijska)
Pojedinačna proizvodnja
Klasifikacija prema "mestu i nivou
zaliha u proizvodnom toku, odnosno
stepenu učešća kupca na karakteristike
proizvoda i proizvodnju"
U kojoj meri je proizvod završen
pre narudžbe?
Proizvodnja za zalihe-MTS (Make to Stock)
Montaža prema narudžbi-ATO (Assembly to Order)
Proizvodnja prema narudžbi-MTO (Make to Order)
Inženjering prema narudžbi-ETO (Engineering to
order)
Klasifikacija prema "obliku toka
materijala i rasporedu mašina i opreme
u sistemu"
Kako se kreće radni predmet u
proizvodnom toku?
Predmetno orijentisani tok (product layouts) - redosled
mašina i opreme prema tehnološkom procesu
Procesno orijentisan tok (process layouts) - grupisanje
mašina i opreme prema vrsti funkcije
Fiksna pozicija toka (fixed position layout) – operacije
obrade se izvode na jednom mestu, uglavnom
jedinstveni proizvodi, odnosno projekti
Hibridni tok (hybrid layout) – kombinacija tokova
Klasifikacija prema "vrsti proizvodnje"
Kako se proizvodi deo ili proizvod?
Tradicionalni proizvodni sistemi
Masovna/protočna proizvodnja (mass/flow)
Serijska/grupisana proizvodnja (batch)
Pojedinačna/radionička proizvodnja (jobbing shop)
Projektna/zanatska proizvodnja (project)
Ćelijska proizvodnja (cellular)
Klasifikacija prema "pravcu
proizvodnje"
Koji je pravac proizvodnje?
Tehnološko guranje - prodavati ono što se može
proizvesti prema planu/bez povratne sprege -
jednosmerno (push production)
Tržišno povlačenje - proizvoditi onoliko koliko se
može prodati prema zahtevu tržišta/sa povratnom
spregom - dvosmerno (pull production)
Klasifikacija prema "načinu pokretanja
proizvodnje"
Koji je način pokretanja
proizvodnje?
Ponavljajuća proizvodnja uvek istog proizvoda
(repetitive production)
Proizvodnja više proizvoda prema vremenskom
planiranju (lot production)
Oblik industrijske proizvodnje u velikoj meri utiče na funkcionisanje, kako pojedinih
funkcija u proizvodnom sistemu, tako i proizvodnog sistema u celini. U nastavku će se to
prikazati kroz pojedine primere.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
8
Uticaj izabrane strategije proizvodnje
S obzirom na stepen učešća kupca na karakteristike proizvoda i sam proces proizvodnje,
kao i na mesto i nivo zaliha u proizvodnom toku, strategije proizvodnje mogu biti, slika 2.3:
Proizvodnja za zalihe - MTS,
Montaža prema narudžbi - ATO,
Proizvodnja prema narudžbi - MTO i
Inženjering prema narudžbi - ETO.
Pro
jek
tov
an
je
pro
izvo
da
i
pro
ces
a
Na
ruč
iva
nje
sir
ovin
a i
ko
mp
on
en
ti
Pro
izvo
dn
ja
de
lov
a
Mo
nta
ža
po
dsk
lop
ov
a
Mo
nta
ža
pro
izv
od
a
Isp
itiv
an
je i
ko
ntr
ola
Skla
diš
ten
je
(zali
he
)
Pa
ko
va
nje
i
isp
oru
ka
Pro
jek
tov
an
je
PiP
(m
od
ula
rni
pro
izvo
di)
Na
ruč
iva
nje
sir
ovin
a i
ko
mp
on
en
ti
Pro
izvo
dn
ja
de
lov
a
Mo
nta
ža
po
dsk
lop
ov
a
Skla
diš
ten
je
sta
nd
ard
nih
mo
du
la (
za
lih
e)
Mo
nta
ža
pro
izv
od
a
Isp
itiv
an
je i
ko
ntr
ola
Pa
ko
va
nje
i
isp
oru
ka
Pro
jek
tov
an
je
pro
izvo
da
i
pro
ces
a
Skla
diš
ten
je
sta
nd
ard
nih
de
lov
a I
ko
mp
on
.
Pri
lag
ođ
en
o
pro
jek
tov
an
je
Pro
izvo
dn
ja
de
lov
a
Mo
nta
ža
po
dsk
lop
ov
a
Mo
nta
ža
pro
izv
od
a
Isp
itiv
an
je i
ko
ntr
ola
Pa
ko
va
nje
i
isp
oru
ka
Pro
jek
tov
an
je p
roiz
vo
da
i
pro
ces
a (
no
vi
pro
izvo
d ili
zn
ač
ajn
e izm
en
e)
Na
ruč
iva
nje
sir
ovin
a i
ko
mp
on
en
ti
Pro
izvo
dn
ja
de
lov
a
Mo
nta
ža
po
dsk
lop
ov
a
Mo
nta
ža
pro
izv
od
a
Isp
itiv
an
je i
ko
ntr
ola
Pa
ko
va
nje
i
isp
oru
ka
Os
no
vn
i
slu
ča
j
Pro
men
ljiv
o v
rem
e i p
otr
eb
ne
fu
nk
cij
eV
rem
e č
ek
an
ja k
up
ca
Vre
me o
d i
de
je i
pro
jekto
va
nja
pro
izv
od
a i p
roc
es
a d
o is
po
ruk
e k
up
cu
- N
aru
čiv
an
je o
d s
tra
ne
ku
pca
- Is
po
ruk
a p
roiz
vo
da
ku
pc
u
MT
S
AT
O
MT
O
ET
O
Slika 2.3 Prikaz različitih strategija proizvodnje i mesto tehnološke pripreme
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
9
Kod strategije proizvodnja za zalihe, proizvođač skladišti gotove proizvode i čeka
porudžbinu kupaca. Ovu strategiju karakteriše kratko vreme od narudžbe do isporuke, ali su
vreme i troškovi skladištenja veliki, dok je uticaj kupca mali ili veoma mali na karakteristike
proizvoda.
Kod strategije montaža prema narudžbi, proizvođač po prijemu narudžbe vrši montažu
gotovog proizvoda od modularnih delova i podsklopova prema zahtevu kupaca.
Kod strategije proizvodnja prema narudžbi, proizvođači čekaju narudžbu od strane kupca da
bi prilagodili proizvod koji se sastoji od gotovih modularnih komponenti i komponenti koje je
tek potrebno projektovati i izraditi kao nove ili prilagođene.
Kod strategije inženjering prema narudžbi, kupac definiše specifikaciju i funkcionalnost
proizvoda, a proizvođač projektuje i proizvodi odgovarajući proizvod prema dostavljenoj
specifikaciji.
Na osnovu prethodne analize, uticaj kupca na proces proizvodnje, kao i na sam proces
projektovanja proizvoda i procesa, se povećava od MTS ka MTO i ETO, kao savremenih
strategija u tržišno orijentisanoj proizvodnji. Izbor savremenih strategija je u direktnoj vezi sa
primenom različitih programskih sistema kao što su CAD, CAPP, CAM, CNC, MRP, ERP,
SCM, CRM, itd. Prikaz uporednih karakteristika posmatranih strategija u proizvodnji dat je u
tabeli 2.2.
Tabela 2.2 Uporedne karakteristike MTS, ATO, MTO i ETO strategija [236]
Karakteristike Strategije proizvodnje
MTS ATO MTO/ETO
Povezanost sa
kupcem
Niska/distanca u odnosima
sa kupcem Nivo prodaje Nivo inženjeringa i prodaje
Vreme od
narudžbe do
isporuke
Normalno kratko i zavisi
od zaliha gotovih
proizvoda
Kratko do srednje i zavisi
od raspoloživosti završenih
delova i podsklopova
Uglavnom dugo i zavisi od
raspoloživog inženjerskog
i proizvodnog kapaciteta
Obim proizvodnje
istog proizvoda Veliki Srednji do veliki Mali
Varijantnost
proizvoda Mala
Srednja do velika i zavisi
od raspoloživosti različitih
varijanti delova i
podsklopova
Velika
Karakteristike
proizvoda
Bez ili sa vrlo malo uticaja
kupaca
Bazira na zahtevu kupaca
za prilagođenu montažu
modularnih delova i
podsklopova u proizvod
Generalno bazira na
zahtevima i
specifikacijama kupaca
Tradicionalni proizvodni sistemi
Oblici tradicionalnih proizvodnih sistema su nastali kao posledica različitih vrsta
proizvodnje proizvoda, kao što su:
Projektna/zanatska,
Pojedinačna/radionička,
Serijska/grupisana,
Masovna/protočna i
Kontinualna proizvodnja.
Uporedne karakteristike tradicionalnih proizvodnih sistema prikazane su u tabeli 2.3.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
10
U novije vreme izdvaja se još jedan oblik proizvodnje, takozvana ćelijska proizvodnja u
vidu fleksibilnih tehnoloških ćelija (FMC), koje predstavljaju jedan od nivoa razvoja
fleksibilnih tehnoloških sistema (FMS). Kod ćelijske proizvodnje, proizvodna oprema je
grupisana prema redosledu operacija potrebnih da bi se proizveo određeni proizvod. Ovaj
oblik proizvodnje i odgovarajući proizvodni sistemi baziraju na konceptu grupne tehnologije.
Tabela 2.3 Uporedne karakteristike tradicionalnih proizvodnih sistema [236]
Karakteristike
Proizvodni sistem
Projektna
proizvodnja
Pojedinačna
proizvodnja
Serijska
proizvodnja
Masovna
proizvodnja
Kontinualna
proizvodnja
Tip opreme
Kombinacija
opreme opšte i
specijalne
namene
Opšte namene,
fleksibilna
oprema
Univerzalne
namene,
fleksibilna
oprema
Specijalizovane
namene
Specijalizovane
namene,
bazirana na
visokim
tehnologijama
Raspored
procesa i
opreme
Fiksna pozicija
Fokusiranje na
procese,
Procesno
orijentisan tok
Fokusiranje na
procese,
Procesno
orijentisan tok
Fokusiranje na
proizvode,
Predmetno
orijentisan tok
Fokusiranje na
proizvode,
Predmetno
orijentisan tok
Stručnost
radnika
Visoko
kvalifikovani i
fleksibilni
Visoko
kvalifikovani i
fleksibilni
Srednje do
visoko
kvalifikovani i
fleksibilni
Kvalifikovani
za obavljanje
jedne funkcije
Razni oblici
kvalifikacije u
zavisnosti od
funkcije
Količine
proizvoda
Uglavnom
jedan proizvod
(jedinstven)
Uglavnom male
količine, ali
mogu biti i
srednje
Uglavnom
srednje, ali
mogu biti i
male
Velike Vrlo velike
Vrste
proizvoda
Jedinstveni
proizvodi
(brodovi,
avioni, itd.),
Velike mašine
specijalne
namene
Mašine
specijalne
namene, Delovi
i podsklopovi
za avione,
mostove, itd.
Delovi i
podsklopovi za
automobile,
mašine opšte
namene,
montaža elekt.
sklopova, itd.
Automobili,
proizvodi široke
potrošnje (npr.
kućni aparati)
Proizvodi
široke potrošnje
(npr. plastični i
stakleni proiz.,
kućna hemija),
proizvodnja
čelika, itd.
Varijantnost
proizvoda Vrlo visoka Vrlo visoka
Visoka do
srednja Srednja do mala Vrlo mala
Proizvodnost Vrlo mala Mala Mala do srednja Srednja do
velika Vrlo velika
Vreme
pripreme
Vrlo dugo i
varijabilno
Dugo, ali
varijabilno i
frekventno
Dugo, ali
varijabilno i
frekventno
Dugo i
kompleksno
Dugo,
kompleksno,
skupo,
jednolično
Proizvodni
ciklus
Vrlo dug i
varijabilan
Dug i
varijabilan
Srednje dug i
varijabilan
Kratak i
generalno
konstantan
Vrlo kratak i
konstantan
Vrlo mali broj proizvodnih sistema pripada jednoj određenoj kategoriji s obzirom na
oblik proizvodnog sistema i strategiju u proizvodnji. Većina kompanija se može klasifikovati
kao hibridna. Na primer, kompanija može da bude hibrid MTS i MTO, što podrazumeva da
poseduje skladište gotovih proizvoda za koje postoji stalan zahtev, ali takođe, ima mogućnost
da oblikuje proizvod za potrebe klijenata kada je to potrebno. Jasno je da na putu od MTS ka
ETO raste broj varijanti proizvoda i stepen prilagođavanja proizvoda kupcu, dok se
istovremeno proizvodnja i odgovarajući proizvodni sistemi kreću od kontinualne ka
projektnoj proizvodnji, slika 2.4.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
11
ETO/MTO ATO MTS
KONTINUALNA
MASOVNA
SERIJSKA
POJEDINAČNA
Strategija
proizvodnje
Proizvodni sistem /
Proizvodnja
PROJEKTNA
Slika 2.4 Relacija između vrste proizvodnog sistema i strategije proizvodnje [177]
Oblik proizvodnog toka i raspored opreme
U tabeli 2.1, za različite oblike proizvodnih sistema definisan je i odgovarajući oblik
rasporeda mašina i opreme, koji može biti:
Predmetno orijentisani tok,
Procesno orijentisan tok,
Sa fiksnom pozicijom radnog mesta i
Hibridni tok.
Hibridni tok predstavlja kombinaciju predmetnog i procesnog toka, koji se veoma često
sreće u konkretnim proizvodnim uslovima. U okviru hibridnog toka mogu se uvrstiti i
fleksibilne tehnološke ćelije (FMC), kao i drugi oblici fleksibilnih tehnoloških sistema kao što
su fleksibilni tehnološki moduli (FMM), fleksibilne tehnološke grupe (FMG), fleksibilne
tehnološke linije (FML), itd. [239,269].
Oblik tehnološkog toka u najvećoj meri zavisi od vrste i varijantnosti proizvoda,
projektovanih količina, raspoložive proizvodne opreme i njenog tipa, kao i usvojenih rešenja
tehnoloških procesa, koji su rezultat rada tehnološke pripreme proizvodnje.
2.3 TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE U ORGANIZACIONOJ
STRUKTURI PROIZVODNOG SISTEMA
Organizaciona struktura proizvodnog sistema ima dinamičan karakter koji prati ciljeve
proizvodnog sistema, odnosno strategiju njegovog razvoja. Uticaj unutrašnjih faktora i
spoljašnje sredine je veoma važan za oblikovanje organizacione strukture, naročito ako
proizvodni sistem deluje u nestabilnom proizvodnom okruženja, kada znatno češće mora da
menja svoju organizacionu strukturu.
Izbor odgovarajuće organizacione strukture proizvodnog sistema, predstavlja jednu od
najvažnijih odluka, jer ako se izabere neodgovarajuća organizaciona struktura, funkcionisanje
upravljačkog sistema u proizvodnom sistemu neće biti u dovoljnoj meri kvalitetno.
Organizaciona struktura mora da obezbedi ostvarivanje ciljeva organizacije, optimalnu
raspodelu rada, jasno definisane funkcije u organizaciji i odgovornosti njihove realizacije,
racionalnu upotrebu kvalifikacija, iskustva i specijalističkih znanja, efikasnost rada u
timovima, čiji se rad zasniva na adekvatnom sistemu informacija i komunikacija [31].
Mesto, uloga i nivo delokruga zadataka tehnološke pripreme proizvodnje u velikoj meri
zavisi od vrste organizacione strukture proizvodnog sistema, koja je određena unutrašnjom
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
12
podelom rada i formiranjem nižih organizacionih jedinica. Postoje tri osnovna modela
organizacione strukture proizvodnih sistema, koje se međusobno mogu kombinovati u složene
oblike strukture [51,296]:
Procesna ili centralizovana,
Predmetna ili decentralizovana i
Projektna ili matrična.
Procesna, odnosno funkcionalna ili centralizovana organizaciona struktura, predstavlja
prilaz u kome određena funkcija vrši dejstvo na prostoru celog proizvodnog sistema u okviru
svog, stručno određenog, područja rada – procesa. Ovaj oblik organizacije je pogodan za
slučaj proizvodnog sistema nižeg stepena složenosti procesa rada, slika 2.5.
UPRAVLJANJE
PREDUZEĆEM
PROIZVODNJAKOMERCIJALNI
POSLOVI
ISTRAŽIVANJE I
RAZVOJMARKETING
INTEGRALNA
SISTEMSKA
PODRŠKA
OPŠTI POSLOVI
EKONOMSKO
FINANSIJSKI
POSLOVI
UPRAVLJANJE
ALATOM
RUKOVANJE
MATERIJALOM
PLANIRANJE I
UPRAVLJANJE
PROIZVODNJOM
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
PROIZVODNJE
ODRŽAVANJE
TEHN. SISTEMA
UPRAVLJANJE
KVALITETOM
PROIZVODNA
JEDINICA j
PROIZVODNA
JEDINICA 2
PROIZVODNA
JEDINICA 1
PROIZVODNA
JEDINICA n….. …..
Slika 2.5 Procesna struktura proizvodnog sistema
Predmetna ili decentralizovana organizaciona struktura predstavlja prilaz u kome
proizvod, proizvodni program i tržište, određuju organizacioni oblik kao skup jedinica koje
imaju sposobnost održavanja nezavisne radne i poslovne egzistencije u vremenu i datim
uslovima okoline. Ovaj oblik organizacije je pogodan za viši nivo složenosti rada
proizvodnog sistema, slika 2.6.
UPRAVLJANJE
PREDUZEĆEM
PROIZVODNJAKOMERCIJALNI
POSLOVI
ISTRAŽIVANJE I
RAZVOJMARKETING
INTEGRALNA
SISTEMSKA
PODRŠKA
OPŠTI POSLOVI
EKONOMSKO
FINANSIJSKI
POSLOVI
UPRAVLJANJE
ALATOM
RUKOVANJE
MATERIJALOM
PLAN. I UPRAV.
PROIZVODNJOM
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
ODRŽAVANJE
TEHN. SISTEMA
UPRAVLJANJE
KVALITETOM
PROIZVODNI
PROGRAM 1
(PROIZVODNA
JEDINICA 1)
PRENOS ODREĐENIH
FUNKCIJA NA NIVO
PROIZVODNIH JEDINICA
UPRAVLJANJE
ALATOM
RUKOVANJE
MATERIJALOM
PLAN. I UPRAV.
PROIZVODNJOM
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
ODRŽAVANJE
TEHN. SISTEMA
UPRAVLJANJE
KVALITETOM
PROIZVODNI
PROGRAM j
(PROIZVODNA
JEDINICA j)
PRENOS ODREĐENIH
FUNKCIJA NA NIVO
PROIZVODNIH JEDINICA
UPRAVLJANJE
ALATOM
RUKOVANJE
MATERIJALOM
PLAN. I UPRAV.
PROIZVODNJOM
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
ODRŽAVANJE
TEHN. SISTEMA
UPRAVLJANJE
KVALITETOM
PROIZVODNI
PROGRAM n
(PROIZVODNA
JEDINICA n)
PRENOS ODREĐENIH
FUNKCIJA NA NIVO
PROIZVODNIH JEDINICA
……. …….
Slika 2.6 Predmetna struktura proizvodnog sistema
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
13
Projektna ili matrična organizaciona struktura predstavlja prilaz na principima
specijalizovanih jedinica i projektnog prilaza u upravljanju i rukovođenju proizvodnim
sistemom. Projektni prilaz u razvoju organizacione strukture je pogodan za proizvodne
sisteme najvišeg stepena složenosti, slika 2.7, gde su funkcijom proizvodnje obuhvaćene
tehnološka priprema proizvodnje (TPP), planiranje i upravljanje proizvodnjom (PPC),
rukovanje materijalom (RM), upravljanje alatom (UA), upravljanje kvalitetom (UK),
održavanje tehničkih sistema (OS).
UPRAVLJANJE
PREDUZEĆEM
PROIZVODNJAKOMERCIJALNI
POSLOVI
ISTRAŽIVANJE I
RAZVOJMARKETING
INTEGRALNA
SISTEMSKA
PODRŠKA
OPŠTI POSLOVI
EKONOMSKO
FINANSIJSKI
POSLOVI
TP
P
PP
C
RM
UA
UK
OS
Pro
jeka
t 1
Up
rav
lja
nje
pro
jekto
m
Pro
jeka
t j
Up
rav
lja
nje
pro
jekto
m
Pro
jek
at
n
Up
rav
lja
nje
pro
jekto
m
.
.
Slika 2.7 Matrična struktura proizvodnog sistema
U proizvodnoj praksi poslovnih sistema koriste se kombinacije prikazanih modela
organizacionih struktura u funkciji odnosa program proizvodnje, relacije preduzeće-okolina i
raspoloživosti resursa i potencijala. Uspostavljanje timova specijalista za određen problem
predstavlja najefikasniji postupak u razvoju i eksploataciji organizacione strukture.
U savremenim uslovima poslovanja pojavile su se i nove organizacione strukture,
odnosno modeli koji se razlikuju u odnosu na tradicionalne u tome što je težište u organizaciji
orijentisano sa:
Centralizacije na decentralizaciju,
Duboke na pliću podele rada,
Uskog na široki raspon kontrole,
Krute na fleksibilnu strukturu,
Statičke na inovativnu organizaciju,
Birokratske na organsku strukturu,
Autoriteta pojedinca na timski rad,
Nepostojanja korporativne kulture na njeno uspostavljanje,
Nespremnosti na spremnost za sprovođenje organizacijskih promena, itd.
U osnovi savremenih organizacionih struktura su informacione i komunikacione
tehnologije koje olakšavaju povezivanje i umrežavanje organizacije. Neke od novih
organizacionih struktura podrazumevaju stvaranje T-oblika organizacije, virtuelne
organizacije, mrežne organizacije, timske organizacije, izvrnute, modularne ili beskrajno
niske organizacije, itd. [31,296].
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
14
2.4 MESTO I ULOGA TEHNOLOŠKE PRIPREME U RAZVOJU PROIZVODA
Proizvod ima svoj životni vek, odnosno životni ciklus. Životni ciklus proizvoda se može
definisati kao vremenski period od nastanka ideje o proizvodu pa do njegovog nestanka iz
društvene i prirodne sredine.
Izučavanje životnog ciklusa proizvoda (PLC) datira još od pedesetih godina prošlog
veka, od kada je razvijen značajan broj koncepta koji se razlikuju po definiciji, fazama od
kojih se sastoje i alata koji se koriste za njihovu realizaciju [9].
Postoje dve osnovne vrste životnog ciklusa proizvoda [93,216]:
Ekonomski ciklus proizvoda – vremenski period u kome je proizvod prisutan na
tržištu (uvođenje, rast, zrelost i opadanje) i
Tehnički ciklus proizvoda – vremenski period funkcionisanja proizvoda (razvoj,
proizvodnja, tržišne aktivnosti, upotreba, održavanje i izlazak iz upotrebe).
U suštini može se definisati šest osnovnih faza životnog ciklusa proizvoda, slika 2.8:
Ideja o proizvodu / planiranje proizvoda / postavljanje zadataka
Projektovanje / razvoj proizvoda
Priprema / izrada / montaža / kontrola / korekcije
Marketing / promocija / distribucija / prodaja
Instalisanje / upotreba / održavanje / dogradnja
Revitalizacija / recikliranje / odstranjivanje / prerada / deponovanje
U životnom ciklusu proizvoda centralno mesto zauzima faza razvoja, u okviru koje se
generiše kvalitet proizvoda, ali i najveći broj grešaka (prema pravilu desetica1), koje je
neophodno otkloniti u što ranijoj fazi razvoja proizvoda.
IDEJA/PLANIRANJE PROIZVODA/
POSTAVLJANJE ZADATAKA
PROJEKTOVANJE/RAZVOJ
PROIZVODA
PRIPREMA/IZRADA/MONTAŽA/
KONTROLA/KOREKCIJE
MARKETING/PROMOCIJA/
DISTRIBUCIJA/PRODAJA
INSTALISANJE/UPOTREBA/
ODRŽAVANJE/DOGRADNJA
UP
RA
VL
JA
NJ
E Ž
IVO
TN
IM C
IKL
US
OM
PR
OIZ
VO
DA
TRŽIŠTE/POTREBE/PROBLEMI POTENCIJAL/CILJEVI KOMPANIJE
REVITALIZACIJA RECIKLIRANJE
ODSTRANJIVANJE/PRERADA/
DEPONOVANJE/OKOLINA
ZA
HT
EV
I, C
ILJ
EV
I
Slika 2.8 Životni ciklus proizvoda [69,128]
1 Otkrivena greška i njena ispravka u razvoju proizvoda iznosi 1 novčanu jedinicu, u proizvodnji 10 novčanih
jedinica, dok nakon plasmana proizvoda na tržište ona iznosi 100 novčanih jedinica.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
15
Razvoj proizvoda obuhvata vremenski period od ideje o proizvodu pa do generisanja
svih potrebnih i proverenih informacija za izradu, montažu, kontrolu, pakovanje, skladištenje,
transport, stavljanje u promet, instalisanje, upotrebu, održavanje, servisiranje, povlačenje i
reciklažu proizvoda. Odavde sledi da faza razvoja proizvoda informaciono obuhvata veliki
deo životnog ciklusa proizvoda.
Osnovne faze razvoja proizvoda su [216]:
Prikupljanje, selekcija i izbor ideja i postavljanje zadataka razvoja proizvoda,
Konstruisanje proizvoda (konstrukciona priprema)
o koncipiranje
o oblikovanje
o razrada
Tehnološko i proizvodno osvajanje
o tehnološka priprema proizvodnje
o planiranje i upravljanje proizvodnjom
o nabavka i kooperacija
o proizvodnja i integralna sistemska podrška
o upravljanje kvalitetom
Ispitivanje proizvoda, odnosno modela, prototipa, nulte i probne serije, i
Lansiranje i promocija proizvoda.
U fazi tehnološkog i proizvodnog osvajanja proizvoda najznačajnije mesto ima
tehnološka priprema proizvodnje, koja uz konstrukcionu pripremu, ima najveći uticaj na
troškove i kvalitet razvoja proizvoda, odnosno proizvodnje. Veoma je bitno da se, pored
projektovanja tehnoloških procesa, izvrši analiza tehnologičnosti konstrukcionih rešenja pre
proizvodnje prototipa, nulte serije, probne serije i redovne proizvodnje. Da bi se to postiglo
mora postojati određeni nivo simultanog odvijanja faza razvoja proizvoda, što za rezultat ima
skraćenje ciklusa razvoja, smanjenje troškova i ostvarenje zadovoljavajućeg kvaliteta
razvijenog proizvoda.
Faza razvoja proizvoda može da se posmatra kao set složenih odgovora na osnovna
pitanja: ZAŠTO proizvoditi? ŠTA proizvoditi? KAKO proizvoditi? GDE proizvoditi? KO
proizvodi? KADA proizvoditi? Pronalaženjem odgovora na postavljena pitanja identifikuju se
i odgovarajuće funkcije proizvodnog sistema koje učestvuju u realizaciji planiranja u okviru
faze razvoja proizvoda, od ideje do finalnog proizvoda, slika 2.9.
ZAŠTO ?
MARKETING
GDE, KO ?
PLANIRANJE
PROIZVODNJE
ŠTA ?
KONSTRUKCIONA
PRIPREMA
KADA ?
UPRAVLJANJE
PROIZVODNJOM
KAKO ?
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
IDEJA PROIZVOD
Slika 2.9 Funkcije planiranja u okviru faze razvoja proizvoda [101,253]
Svaka od posmatranih funkcija sadrži manji ili veći set inženjerskih pitanja na koja je
potrebno dati odgovor, kako bi se uspešno realizovao proces razvoja proizvoda. U industriji
prerade metala mogu se identifikovati osnovne aktivnosti u procesu razvoju proizvoda sa
odgovarajućim zadacima koje se u njima realizuju, slika 2.10. Svaka funkcija, odnosno
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
16
aktivnost, zahteva eksperte znanja iz svog domena, dok preseci aktivnosti zahtevaju
odgovarajući nivo zajedničkog timskog rada.
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
(TEHNOLOŠKA
PRIPREMA)
UPRAVLJANJE
PROIZVODNJOM
PROJEKTOVANJE
PROIZVODA
PREPOZNAVANJE
TIPSKIH OBLIKA
PLANIRANJE
RESURSA
Izbor operacija
Izbor mašina, alata,
pribora i merila
Definisanje operacija i
zahvata izrade
Izbor pripremka
Izbor materijala
Definisanje strategije
proizvodnje
Planiranje operacija
Izrada NC programa
Organizacija proizvodnje
Geometrijski bazirano
projektovanje
Projektovanje pomocu
tipskih oblika
3D solid modeliranje
Modeliranje bazirano
na tipskim
oblicima (TO)
Odnosi tolerancija
Optimizacija konstrukcije
proizvoda (ograničenja i
alternative TO)
Izdvajanje i
prepoznavanje tipskih
oblika i njihove
međusobne interakcije
Proizvodna baza znanja
Plan rasporeda resursa
Ćelijsko projektovanje
Procena troškova
Planiranje proizvodnih
resursa MRP
Provera kapaciteta
pogona
Planiranje kapaciteta
Raspodela poslova
Terminiranje
proizvodnje u pogonu
Planiranje proizvodnje
Proračun i planiranje
proizvodnih kapaciteta
MRPI i MRPII
Slika 2.10 Prikaz aktivnosti i odgovarajućih zadataka u razvoju proizvoda [253,255]
S obzirom na prethodno iznete činjenice može se konstatovati da se proces razvoja
proizvoda ne sme posmatrati i organizovati sektorski, kao npr. deo funkcije istraživanja i
razvoja, što je u metaloprerađivačkoj industriji kod nas veoma čest slučaj. Razvoj proizvoda
je multifunkcionalni proces koji se odvija u većem broju poslovnih funkcija proizvodnog
sistema, čija se dobrota ocenjuje sa stanovišta celine, a ne dobrote jedne funkcije ili
aktivnosti.
Ubrzavanje svih procesa i promena u tržišnom poslovanju preduzeća zahteva adekvatno
reagovanje u smislu stalnog unapređenja metodologije razvoja proizvoda. Od proizvodnih
sistema se zahtevaju sve složeniji proizvodi sa što kraćim rokom isporuke. To nije moguće
ostvariti sekvencijalnim prilazom, ni sa stanovišta ostvarenja potrebnog kvaliteta proizvoda,
niti sa stanovišta optimizacije investicionih ulaganja u razvoj i pravovremenog razvoja
proizvoda. Rešenje se nalazi u paralelnom, simultanom izvođenju faza razvoja proizvoda.
2.4.1 Varijantnost strukture razvoja proizvoda
Na strukturu faza razvoja proizvoda, pa tako i tehnološku pripremu proizvodnje,
značajan uticaj imaju:
Osnovni prilazi organizovanja razvoja proizvoda,
Vrsta proizvoda,
Stepen novosti proizvoda,
Tip proizvodnje,
Priroda proizvoda,
Prilaz u razvoju proizvoda, i dr.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
17
Osnovni prilazi organizovanju razvoja proizvoda
Postoje dva osnovna prilaza organizovanja razvoja proizvoda u proizvodnom sistemu.
Prvi je sekvencijalni koji se karakteriše rednim izvođenjem pojedinih faza razvoja proizvoda,
često nazvan "preko zida". Drugi je simultani koji se karakteriše paralelnim ili uporednim
izvođenjem pojedinih faza razvoja proizvoda. Simultani prilaz organizovanja razvoja
proizvoda realizuje se primenom koncepta konkurentnog inženjerstva (CE), odnosno
simultanog inženjerstva (SE), čija je osnovna prednost u skraćenju vremena razvoja proizvoda
i bržem izlasku proizvoda na tržište, slika 2.11.
Projektovanje
proizvoda
Tehnološka priprema
proizvodnje
Proizvodnja
proizvoda
Projektovanje
proizvoda
Tehnološka priprema
proizvodnje
Proizvodnja
proizvoda
Marketing i
prodajaDobavljači
Inženjering
kvaliteta
Ciklus razvoja proizvoda, konkurentno inženjerstvo
Ciklus razvoja proizvoda, sekvencijalno inženjerstvo
Vreme
Skraćenje ciklusa
Proizvod raspoloživ
a)
b)
Slika 2.11 Razvoj proizvoda primenom
a) klasičnog sekvencijalnog inženjerstva b) konkurentnog inženjerstva [222]
Primenom konkurentnog inženjerstva u razvoju proizvoda paralelno se rešavaju
tehnička, tehnološka i ekonomska pitanja, kroz stvaranje timova stručnjaka iz različitih oblasti
prema pojedinim aktivnostima, odnosno fazama razvoja.
Vrsta proizvoda
Prema standardu ISO 9000 postoji više kategorija generičkih proizvoda, kao što su
hardware, software, materijalni proizvodi i usluge. U posmatranom radu pod pojmom
proizvod posmatraće se materijalni proizvodi iz oblasti mašinogradnje.
Stepen noviteta proizvoda
S obzirom na stepen noviteta proizvoda, struktura procesa razvoja proizvoda se znatno
razlikuje prema vrsti odgovarajućih zadataka i nivou poznavanja, tabela 2.4. Iz tabele se može
zaključiti da nije ista struktura faza razvoja proizvoda za različite stepene noviteta proizvoda,
posebno je razlika izražena za novi i ponovljeni proizvod, jer je rizik razvoja novog daleko
veći nego ponovljenog proizvoda. Kod novog proizvoda moraju se izvršiti sve faze
konstruisanja proizvoda, kao i tehnološko-proizvodnog osvajanja u čijem su sastavu i zadaci
tehnološke pripreme proizvodnje.
Kod ponovljenog proizvoda konstrukcija proizvoda je u značajnoj meri poznata, pa se
vrše samo preventivne korekcije na proizvodu, s obzirom na zahteve tržišta ili korekcije
zahtevane od strane drugih faza razvoja proizvoda. Prototip se kod ove vrste proizvoda vrlo
retko izrađuje, a u zavisnosti od tipa proizvodnje postoji potreba za izradom nulte i probne
serije. Tehnološka priprema proizvodnje kod ponovljenih proizvoda je takođe u velikoj meri
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
18
olakšana, jer se mogu iskoristiti već postojeći tehnološki procesi proizvodnje, uz određene
korekcije s obzirom na poboljšanje konstrukcije proizvoda, raspoloživost proizvodnih resursa,
potreban obim proizvodnje, itd.
Tabela 2.4 Vrste zadatka razvoja proizvoda s obzirom na novitet proizvoda [216]
VRSTA ZADATAKA I
NIVO POZNAVANJA
STEPEN NOVITETA PROIZVODA
NOVI
PROIZVOD
VARIJANTNI
PROIZVOD
PRILAGOĐENI
PROIZVOD
PROIZVOD SA
POZNATIM
NAČINOM
DELOVANJA
PONOVLJENI
PROIZVOD
VEZE SA OKOLINOM
FUNKCIONALNA
STRUKTURA
(KONCIPIRANJE)
FIZIČKA
STRUKTURA
(OBLIKOVANJE)
KONSTRUKCIONA
STRUKTURA
(RAZRADA)
TEHNOLOŠKO I
PROIZVODNO
OSVAJANJE
NEPOZNATO DELIMIČNO
POZNATO ZNAČAJNO
POZNATO POZNATO
Struktura razvoja novog proizvoda za slučaj masovne proizvodnje prikazana je na slici
2.13. Posmatrana struktura sadrži sve zadatke razvoja proizvoda koji se odnose i na druge
stepene noviteta proizvoda i tipove proizvodnje.
PRIKUPLJANJE I
SELEKCIJA
IDEJA
LANSIRANJE I
PROMOCIJAISPITIVANJE
TEHNOLOŠKO I
PROIZVODNO
OSVAJANJE
KONSTRUISANJE
TEHNOLOGIJA / ORGANIZACIJA / TROŠKOVI / ROKOVI
PROJEKTNI
ZADATAK
MODEL
PROIZVODA
PROTOTIP
PROIZVOD NULTE
SERIJE
PROIZVOD
PROBNE SERIJE
PROIZVOD
REDOVNE SERIJE
IDEJE
Osnovno/neophodno
delovanjePotrebno delovanje
Preventivno/korektivno
delovanje
Slika 2.13 Struktura procesa razvoja novog proizvoda za masovnu proizvodnju
Osnovni zadatak izrade prototipa je provera funkcionalnosti proizvoda. Veoma je bitno
da se konstruisanje, tehnološko i proizvodno osvajanje i ispitivanje prototipa novog proizvoda
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
19
za masovnu proizvodnju izvede isto kao kod novog proizvoda za pojedinačnu proizvodnju. To
znači, da se tehnološka priprema proizvodnje mora integrisati u proces razvoja proizvoda a ne
da bude faza koja sledi nakon konstruisanja novog proizvoda.
Kod proizvoda nulte serije interes se pomera prema tehnološkoj pripremi proizvodnje,
odnosno usklađivanju konstrukcije proizvoda sa tehnološkim potencijalima proizvodnog
sistema. Osnovni zadatak proizvoda nulte serije je da se proveri funkcionalnost i
tehnologičnost izrade proizvoda u pogledu procesa, alata, pribora, itd. U cilju uspešnog
razvoja proizvoda neophodno je da se konstruisanje, tehnološko i proizvodno osvajanje
proizvoda nulte serije izvede na isti način kao kod proizvoda za maloserijsku proizvodnju.
Kod probne serije pažnja je usmerena na optimizaciju konstrukcije proizvoda s obzirom
na tehnologičnost izrade i montaže proizvoda i organizaciju masovne i velikoserijske
proizvodnje. Osnovni zadatak probne serije je projektovanje, usklađivanje i provera
proizvodnih tokova, najčešće proizvodnih i montažnih linija.
Tip proizvodnje
Uticaj tipa proizvodnje na strukturu razvoja proizvoda je veoma sličan kao i uticaj
stepena noviteta proizvoda. Struktura procesa razvoja novog proizvoda koji se proizvodi u
masovnoj proizvodnji značajno se razlikuje od strukture razvoja novog proizvoda koji se
proizvodi u pojedinačnoj i maloserijskoj proizvodnji, dok se u manjoj meri razlikuje od
strukture u srednjeserijskoj i velikoserijskoj proizvodnji. Prethodno izneti stavovi su potvrđeni
slikom 2.14 i tabelom 2.5.
Tabela 2.5 Uticaj tipa proizvodnje na strukturu procesa razvoja proizvoda
TIP PROIZVODNJE
MASOVNA VELIKO-
SERIJSKA
SREDNJE-
SERIJSKA
MALO-
SERIJSKA POJEDINAČNA
PROTOTIP
NULTA SERIJA
PROBNA
SERIJA
REDOVNA
SERIJA
NEPOTREBNO PREVENTIVNO NEOPHODNO
Proces razvoja proizvoda koji se proizvodi u masovnoj proizvodnji, nosi sa sobom i
visoka ulaganja u razvoj takvog proizvoda. Zbog toga razvoj proizvoda visoke složenosti
mogu realizovati samo proizvodni sistemi koji imaju razvojni, tehnološki, proizvodni i
finansijski kapacitet, odnosno potencijal.
Tok razvoja proizvoda za pojedinačnu proizvodnju je značajno vremenski kraći, jer ovi
proizvodi obavljaju ulogu i prototipa i proizvoda nulte i probne serije, odnosno poistovećuju
se sa proizvodom redovne proizvodnje, ali je, sa druge strane, i rizik od neuspeha veći.
Priroda proizvoda
Priroda proizvoda ima znatno veći uticaj na sadržaj pojedinih faza razvoja nego na
strukturu procesa razvoja proizvoda. Po svom sadržaju, potrebnom znanju i sredstvima bitno
se razlikuju pojedine faze razvoja proizvoda npr. poljoprivredne tehnike od proizvoda
digitalne tehnike, itd.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
20
Prilaz u razvoju proizvoda
Postoje dva osnovna prilaza tehnološkog i proizvodnog osvajanja proizvoda koji se
mogu preslikati i na proces razvoja proizvoda [37,100,190,270,295]:
Pojedinačni i
Grupni, odnosno tipski prilaz.
Iako su grupni i tipski prilazi nastali u tehnološkoj pripremi, odnosno u projektovanju
tehnoloških procesa pod imenom tipska i grupna tehnologija, principi posmatranog prilaza se
u značajnoj meri koriste i u drugim fazama razvoja proizvoda, posebno u delu koji se odnosi
na konstruisanje, kao i kod projektovanja strukture proizvodnog sistema i proizvodnje delova
i proizvoda, slika 2.14. Osnovni cilj primene grupisanja u području projektovanja proizvoda,
projektovanja tehnoloških procesa i procesa proizvodnje je izrada i ugradnja delova
unificiranih oblika, standardizovanih veličina, sličnih kvaliteta i materijala, itd.
ULAZ
Program proizvodnje
Individualni prilaz u
projektovanju
proizvoda
Individualni prilaz u
projektovanju
tehnoloških procesa
Individualni prilaz u
izvođenu procesa
proizvodnje
IZLAZ
Individualno proizvedeni
delovi i proizvodi
Individualni tehnološki
procesi
Pojedinačni crteži
ULAZ
Program proizvodnje
Grupni i tipski prilaz u
projektovanju
proizvoda
Grupni i tipski prilaz u
projektovanju
tehnoloških procesa
Grupni i tipski prilaz u
izvođenu procesa
proizvodnje
IZLAZ
Grupe i tipovi
proizvedenih delova
Grupni i tipski
tehnološki procesi
''Grupni'' i ''tipski''
crteži
a) individualni prilaz b) grupni i tipski prilaz
Slika 2.14 Uporedni prikaz pojedinačnog i grupnog prilaza u razvoju i proizvodnji
proizvoda
2.5 OSNOVNI ZADACI TEHNOLOŠKE PRIPREME PROIZVODNJE
Tržište od privrede zahteva efikasnu proizvodnju, poslovanje i razvoj, kao i brzo
prilagođavanje zahtevima potrošača. U savremenim uslovima poslovanja zastarele su i
nedovoljno efikasne metode koje se zasnivaju samo na analizi dobijenih rezultata.
Proizvodnja se mora što detaljnije predviđati, planirati, pripremiti i organizovati, a rezultati
postignuti određenim metodama i sredstvima treba da se mere i upoređuju sa podacima
planiranim u pojedinim funkcijama proizvodnog sistema. Poseban značaj za razvoj i
unapređenje proizvodnje ima funkcija pripreme proizvodnje.
Delokrug rada pripreme proizvodnje odnosi se na razvoj i oblikovanje proizvoda, na
planiranje i razradu dokumentacije i informacija za proizvodnju, kao i na sve mere i funkcije
koje osiguravaju i kontrolišu realizaciju proizvodnje. Sistemski prilaz u radu pripreme
proizvodnje je osnovni preduslov za ekonomičnu i produktivnu proizvodnju [109].
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
21
Priprema proizvodnje u industriji prerade metala se deli na tehničku i operativnu
pripremu. Tehnička priprema proizvodnje obuhvata dve najvažnije tehničke funkcije
proizvodnih sistema. Prva se odnosi na projektovanje proizvoda, poznata pod nazivom
konstrukciona priprema, a druga na projektovanje tehnoloških procesa, poznata pod nazivom
tehnološka priprema proizvodnje. Operativna priprema obuhvata druge dve funkcije koje se
odnose na planiranje i upravljanje proizvodnjom.
Osnovni zadaci koji se rešavaju u okviru tehnološke pripreme proizvodnje su:
Analiza tehnologičnosti konstrukcije proizvoda,
Projektovanje tehnoloških procesa proizvodnje (u užem smislu),
Definisanje vrste, karakteristika i količine pojedinih sredstava za rad,
Definisanje normativa materijala, vremena, itd.
Konstruisanje specijalnih alata, pribora i drugih uređaja,
Generisanje upravljačkih informacija za obradu, montažu, merenje, transport,
rukovanje materijalom, itd.
Definisanje složenosti procesa rada, stručnosti i broja radnika,
Određivanje vremena i troškova proizvodnje,
Projektovanje tehnoloških osnova proizvodnog sistema,
Projektovanje tehnoloških rešenja zaštite životne sredine od primenjenih
tehnologija,
Definisanje vrsta i količina pomoćnog i potrošnog materijala,
Definisanje uputstava za rad,
Tehnoekonomska optimizacija pojedinih aktivnosti tehnološke pripreme,
Simulacija i vizuelizacija tehnoloških procesa i drugih aktivnosti, itd.
U okviru projektovanja tehnoloških procesa rešavaju se mnogi zadaci, kao što su izbor
ili projektovanje pripremaka, prepoznavanje i izdvajanje tipskih tehnoloških oblika,
definisanje zahvata i njihovo grupisanje u operacije obrade, izbor obradnih i tehnoloških
sistema, definisanje operacija izrade i redosleda njihovog izvođenja, određivanje dodataka za
obradu i odgovarajućih tolerancija zahvata, izbor tehnoloških baza i odgovarajućih pribora,
izbor sistema alata, izbor metoda merenja i odgovarajućih merila, izbor parametara i strategije
rada, i mnogi drugi. Izlazni rezultat aktivnosti tehnološke pripreme se odnosi na definisanje
tehnološke dokumentacije, koja može biti u raznim oblicima, od sadržaja tehnološkog
procesa, karti operacija pa do upravljačkih programa, i kao takva može se definisati u
pisanom i/ili elektronskom, odnosno digitalnom obliku. Oblik i stepen preciziranja tehnološke
dokumentacije zavisi od tipa proizvodnje, sistema projektovanja tehnoloških procesa i vrste
obradnih i tehnoloških sistema koji se primenjuju.
Aktivnosti koje prethode izradi kvalitetne tehnološke dokumentacije su međusobno
povezane i uslovljene mnogim faktorima. U cilju kvalitetnog rada tehnološke pripreme
proizvodnje, neophodno je da projektant – tehnolog poseduje određene kvalitete [41]:
Sposobnost analize tehnologičnosti proizvoda,
Znanje o zavisnosti tačnosti i kvaliteta površina proizvoda,
Znanje o različitim procesima proizvodnje,
Znanje o materijalima, mašinama, alatima, priborima i drugim resursima,
Znanje za određivanje operacija, zahvata, dodataka za obradu, parametara
obrade,
Znanje za određivanje vremena i troškova proizvodnje,
Znanja iz informacionih tehnologija, kao što je npr. poznavanje rada u
odgovarajućim CAx sistemima, rada sa bazama podataka, itd.
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
22
2.5.1 Osnove projektovanja tehnoloških procesa
U pogledu sadržaja pojma projektovanja tehnološkog procesa u literaturi se sreću
različite definicije. Prema definiciji udruženja mašinskih inženjera (SME), projektovanje
tehnoloških procesa predstavlja sistematsko definisanje metoda pomoću kojih se proizvodi
izrađuju ekonomično i produktivno [136]. Osnovna podela projektovanja tehnoloških procesa
odnosi se na tehnološke procese izrade, montaže, kontrole, reciklaže, itd. U ovom radu
akcenat je dat na projektovanje tehnoloških procesa izrade proizvoda.
Projektovanje tehnoloških procesa obuhvata transformaciju polaznog materijala ili
pripremka u gotov deo, uz potrebnu promenu njegovog oblika, dimenzija, estetskog izgleda,
unutrašnjih svojstava materijala obradka i kontrolu obrade [174]. Projektovanje tehnoloških
procesa u suštini predstavlja davanje odgovora na veliki broj upita vezanih za proizvodnju,
među kojima su najznačajniji [25,143]:
Kojim vrstama i kojim redosledom treba vršiti obradu,
Na kojim obradnim i tehnološkim sistemima,
Kojim alatima, priborima i merilima,
Kojim parametrima obrade,
Za koje vreme i
Sa kolikim troškovima.
Najvažniji ulazni podaci za projektovanje tehnoloških procesa su 2D crtež i/ili 3D
model proizvoda, podaci o obimu proizvodnje u određenom vremenskom periodu, podaci o
raspoloživim proizvodnim resursima, odnosno pripremcima, obradnim sistemima, alatima,
priborima, merilima, itd., kao i drugi tehničko/ekonomski zahtevi. Rezultat projektovanja
tehnoloških procesa predstavlja tehnološka dokumentacija i informacije neophodne za
planiranje i upravljanje proizvodnjom, kao i sam proces proizvodnje, slika 2.15.
- Sadržaj tehnološkog procesa
- Karte operacija
- Upravljački programi
- Druga tehnološka dokumentacija i
informacije
IZLAZ
- Crtež i/ili model proizvoda
- Obim prozvodnje
- Raspoloživi proizvodni resursi
- Drugi tehničko/ekonomski zahtevi
ULAZ
`
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
Slika 2.15 Ulazni podaci i izlazni rezultati projektovanja tehnoloških procesa
Pri projektovanju tehnoloških procesa postoje dva granična slučaja, prvi je
projektovanje tehnoloških procesa za postojeći proizvodni sistem a drugi za novi proizvodni
sistem ili pogon. Kod prvog slučaja uglavnom se biraju postojeći proizvodni resursi, dok se u
drugom slučaju biraju adekvatni i dostupni optimalni resursi, pri čemu se praktično stvaraju
podloge za projektovanje odgovarajućeg proizvodnog sistema.
Tehnološki proces se sadrži od jedne ili više operacija, operacija sadrži jedan ili više zahvata,
zahvat sadrži jedan ili više prolaza, koji, se dalje sadrže od pokreta. Varijantnost operacija,
zahvata, prolaza, pokreta, pored varijantnosti pripremaka čini prostor odlučivanja pri
projektovanju tehnološkog procesa, koji određuju tri ose, slika 2.16. Prva osa se odnosi na
izbor faza, odnosno varijanti i redosleda operacija, druga na izbor varijanti strukture operacija,
a treća na izbor varijanti tehnološkog procesa proizvodnje.
Sadržaj tehnološkog procesa karakteriše vrsta i redosled operacija i podoperacija u
tehnološkom procesu proizvodnje određenog proizvoda. U tehnološkim procesima izrade
proizvoda operacije i zahvati se mogu izvoditi redno, paralelno i kombinovano, odnosno
redno-paralelno. U zavisnosti od načinima njihovog izvođenja, mogu se definisati različite
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
23
varijante realizacije operacija i zahvata od diferenciranog do koncentrisanog izvođenja, sa
koncentracijom prvog, drugog i trećeg stepena.
Slika 2.16 Prostor odlučivanja pri projektovanju tehnoloških procesa [142]
2.5.1.1 Metode projektovanja tehnoloških procesa
Opšta podela metoda za projektovanje tehnoloških procesa, prema brojnim autorima,
može se izvršiti na, slika 2.17:
Klasično (manuelno) projektovanje i
Računarom podržano projektovanje.
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH PROCESA
MANUELNO
(ručno)
AUTOMATIZOVANO
(računarom podržano)
VARIO-GENERATIVNI
PRILAZ
VARIJANTNI
PRILAZ
GENERATIVNI
PRILAZ
Slika 2.17 Metode projektovanja tehnoloških procesa [236]
Pri manuelnom projektovanju tehnoloških procesa na kvalitet samog rešenja utiču
mnogobrojni faktori, koji u velikoj meri zavise od nivoa znanja i iskustva tehnologa. Osnovne
karakteristike ovog načina projektovanja tehnoloških procesa se ogledaju u sledećem:
Tehnolog subjektivno donosi odluke na osnovu iskustva i intuicije, najčešće ne
upuštajući se dublje u analizu tehnologičnosti proizvoda,
Otežana analiza alternativnih rešenja i optimizacija tehnoloških procesa,
Retko se vrši standardizacija tehnoloških procesa, što dovodi do različitih
tehnoloških procesa za iste ili slične proizvode,
Određivanje merodavnih parametara obrade se veoma često vrši procenom,
iskustveno bez primene literaturnih informacija i optimizacije,
Veoma često se vrši projektovanje tehnoloških procesa definisanjem samo spiska
operacija, dok je detaljno projektovanje prepušteno operaterima na mašinama,
što dovodi do nestandardne i nepotpune dokumentacije,
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
24
Postojeća rešenja tehnoloških procesa se sporo ažuriraju u skladu sa
mogućnostima savremenih obradnih i tehnoloških sistema,
Promene tehnoloških procesa nastale u samom procesu proizvodnje usled raznih
proizvodnih zahteva ili promena u konstrukciji, veoma se retko ažuriraju,
Veoma slaba veza između konstrukcione i tehnološke pripreme što dovodi do
velikih teškoća u realizaciji procesa proizvodnje, i dr.
Nedostaci klasičnog načina projektovanja tehnoloških procesa prvo su se počeli rešavati
primenom naučnih metoda, kao što su grupna i tipska tehnologija, a potom i informacionih
tehnologija, što se prevashodno ogleda u razvoju sistema za automatizovano projektovanje
tehnoloških procesa, odnosno CAPP sistema, kao i njihovu integraciju sa drugim CAx
sistemima. Osnovna primena CAPP sistema usmerena je na [41,133]:
Smanjenje vremena i troškova projektovanja kvalitetnih tehnoloških procesa,
Sistematizaciju, kategorizaciju i memorisanje znanja za projektovanje
tehnoloških procesa,
Optimizaciju tehnoloških procesa,
Veću produktivnost projektanata tehnoloških procesa,
Mogućnost povezivanja sa ostalim CAx aktivnostima,
Smanjenje potrebe za visoko kvalitetnim tehnolozima, kao i lakše obrazovanje
novih projektanata tehnoloških procesa, itd.
2.5.1.2 Sistemi projektovanja tehnoloških procesa
Tri osnovna sistema projektovanja tehnoloških procesa su:
Sistem individualnog projektovanja,
Projektovanje na principima tipske tehnologije i
Projektovanje na principima grupne tehnologije.
Polazeći od principa klasifikacije i grupisanja asortimana proizvoda proizvodnog
sistema, koji je postavio i verifikovao Mitrofanov [189], ukupan asortiman delova je
sistematizovan prema tehnološkoj sličnosti, odnosno podeljen na određene celine za koje je
racionalno primeniti koncept individualne, grupne i tipske tehnologije, slika 2.18.
Str
ug
ovi
Glo
da
lice
Bu
šili
ce
Re
vo
lve
r
str
ug
ovi
Bru
sili
ce
NC
str
ug
ovi
Ob
rad
ni
ce
ntr
i
Formiranje grupa delova
Klasa delova za obradu na
mašinama
Grupni i tipski tehnološki
procesi
Formiranje grupa i tipova
Individualni tehnološki
procesi
Individualni delovi
Asortiman delova
proizvodnog sistema
Grupne operacije i grupni
tehnološki procesi
Klase delova sa unificiranim
tehnološkim procesom
Au
tom
ati
Slika 2.18 Sistematizacija delova iz proizvodnog programa preduzeća prema različitim
sistemima projektovanja tehnoloških procesa [189]
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
25
Projektovanje individualnih tehnoloških procesa
Individualni tehnološki procesi se projektuju i primenjuju za izradu pojedinačnih
delova, prema njihovom crtežu, obimu proizvodnje, raspoloživim proizvodnim resursima i
drugim tehničkim uslovima koji su na raspolaganju projektantima u proizvodnom sistemu. Pri
ovom načinu projektovanja uzimaju se samo konstrukciono-tehnološke karakteristike dela, što
utiče na to da se, bez obzira na klasifikaciju delova, najčešće primenjuju posebni tehnološki
procesi proizvodnje za svaki deo iz programa proizvodnje.
Osnovne karakteristike individualnog načina projektovanja tehnoloških procesa su:
Raznovrsnost proizvoda i delova,
Različiti tehnološki procesi za slične delove,
Duža vremena pripreme proizvodnje,
Razrađeni procesi, izabrani i/ili projektovani alati i pribori često gube vrednost
pri promeni programa proizvodnje,
Teškoća u obezbeđivanju dovoljnog iskorišćenja kapaciteta,
Duga pripremno-završna vremena za slučaj da su količine delova male,
Dugi rokovi isporuke proizvoda, odnosno vremena trajanja ciklusa proizvodnje,
Teškoće u ažuriranju baza podataka,
Visoki troškovi zaliha materijala i delova,
Složenost planiranja i upravljanja proizvodnjom, itd.
Na smanjenje negativnih karakteristika individualnog projektovanja tehnoloških procesa
uticala je primena računara u tehnološkoj pripremi, posebno primena generativnih CAPP
sistema, koji su i bazirani na projektovanju tehnoloških procesa za svaki deo pojedinačno.
Projektovanje grupnih i tipskih tehnoloških procesa
Tipska i grupna tehnologija razvijene su kao rezultat saznanja:
Da proizvodnost procesa raste, za konstantne druge veličine porastom serijnosti
u procesu proizvodnje i
Da sličnost predmeta rada smanjuje rasipanje relevantnih karakteristika i daje
mogućnosti lakšeg iznalaženja optimalnih rešenja.
Primena tipske i grupne tehnologije bazira se na klasifikaciji i grupisanju delova u
određene tehnološke i operacijske grupe, odgovarajućim metodama grupisanja. Osnovne
metode klasifikacije i grupisanja su [20,189]:
Vizuelna klasifikacija,
Analiza tehnoloških procesa PFA (Production Flow Analysis) i
Konstrukciono-tehnološki klasifikatori PCA (Part Coding and Classification
Analysis).
Klasifikacija i grupisanje delova primenom konstrukciono-tehnoloških klasifikatora je
najzastupljeniji metod formiranja tehnoloških i operacijskih grupa pomoću kodiranja delova.
Postoje tri osnovna tipa sistema za klasifikaciju [20,143]:
Klasifikacija sa hijerarhijskom strukturom (monokod),
Klasifikacija sa lančanom strukturom (polikod) i
Klasifikacija sa hibridnom strukturom (multikod).
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
26
Hijerarhijski kod ili monokod ima strukturu drveta u kojoj svaki čvor pojačava
informaciju prethodnog, tj svaka pozicija odnosno kodno mesto u strukturi zavisi od
prethodno izabrane pozicije (slika 2.19). Orijentisan je za potrebe projektovanja i pogodan za
grupisanje i kodiranje delova na bazi geometrijskog oblika, veličine, mera i sl.
51XXXX
ROTACIONI DELOVI
5XXXXX
53XXXX52XXXX 59XXXX
531XXX 533XXX532XXX 539XXX
5321XX 5323XX5322XX 5329XX
53211X 53213X53212X 53219X
53213A 53213C53213B 53219H
53213BKLASIFIKACIONI BROJ
Slika 2.19 Klasifikacija sa hijerarhijskom strukturom
Lančani kod ili polikod ima strukturu gde je pri formiranju koda svako kodno mesto
nezavisna informacija i ne zavisi od prethodnog kodnog mesta. Pogodan je za aplikacije u
proizvodnji, kao što je klasifikacija mašina, alata, operacija obrade (slika 2.20).
MESTO
VR
ED
NO
ST
Klasa
delova
Spoljašnji
oblik
Unutrašnji
oblik
Specijalni
oblici Tačnost Materijal
1 1 1 1 1 A
2 2 2 2 2 B
3 3 3 3 3 C
4 4 4 4 4 D
5 5 5 5 5 E
6 6 6 6 6 E
7 7 7 7 7 F
8 8 8 8 8 G
9 9 9 9 9 H
Slika 2.20 Klasifikacija sa lanačanom strukturom
Klasifikacija i kodiranje sa hibridnom strukturom predstavlja kombinaciju prethodne
dve metode i može da obezbedi najbolje rešenje primene klasifikacije i kodiranja kada se
istovremeno zahteva pogodnost za projektovanje i proizvodnju. Obično početna kodna mesta
imaju monokodu strukturu, a ostala kodna mesta polikodu strukturu.
Procesi klasifikacije i kodiranja mogu se u značajnoj meri automatizovati primenom
računara, čime se ostvaruju brojne prednosti, kao što su smanjenje grešaka i skraćivanje
vremena klasifikacije i kodiranja.
U svetu su razvijeni brojni konstrukciono-tehnološki klasifikatori za klasifikaciju i
kodiranje delova među kojima su najpoznatiji [20,143,270,272,296]:
OPITZ klasifikacioni sistem hibridne strukture, razvijen na Nemačkom
Univerzitetu u Aachen-u,
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
27
CODE klasifikacioni sistem hibridne strukture, razvijen od strane
Manufacturing Data System u SAD,
MICLASS/MULTICLASS sistem polikode strukture, razvijen u Holandiji,
DCLASS sistem hibridne strukture, razvijen na Brigham Young University u
SAD,
KK-3 sistem za kodiranje hibridne strukture, razvijen od strane Japanskog
udruženje za promociju mašinske industrije (JSPMI),
IAMA sistem klasifikacije i kodiranja delova, razvijen na Institutu za alatne
mašine i alate Mašinskog fakulteta u Beogradu, i mnogi drugi.
U uslovima navedenih saznanja, projektovanje tehnoloških procesa na osnovama tipske
i grupne tehnologije ima za cilj povećanje količina proizvoda u okviru proizvodnog programa
na principima sličnosti, čime se povećava serijnost delova i prelazi na više tipove proizvodnje,
omogućujući primenu obradnih i tehnoloških sistema povišenog stepena efikasnosti. Prilaz na
povećanju količina se zasniva na objedinjavanju proizvoda sličnih karakteristika, odnosno
sistematizaciji proizvoda na osnovu njihove konstrukciono-tehnološke sličnosti, u cilju
standardizacije tehnoloških procesa izrade [189,190].
Tipska tehnologija se zasniva na klasifikaciji delova čiji je cilj formiranje uređenih
skupova od geometrijsko, odnosno procesno sličnih delova i dobijanje tipova delova, a grupna
tehnologija se zasniva na operacijsko sličnim delovima i dobijanju operacijskih grupa.
Grupisanje delova može da se izvrši na klase, podklase, grupe i tipove [189,272].
Klasu čine delovi čija je karakteristika zajednička namena, konstrukcioni oblik i jednake
metode rešavanja osnovnih tehnoloških zadataka. Podklasa sadrži delove koji imaju
zajedničku konfiguraciju i slične redoslede operacija obrade. Grupa delova se međusobno
razlikuje elementima konfiguracije, odnosno tipskim oblicima a samim tim i brojem operacija
i/ili zahvata potrebnih za njihovu izradu. Tip čine delovi koji imaju isti ili veoma sličan
geometrijski oblik, odnosno sastoje se od istih tipskih oblika ali različitih dimenzionih
karakteristika i karakteriše ih zajednički tehnološki proces izrade.
Na ovim osnovama su razvijeni postupci grupisanja, koji mogu biti, slika 2.21:
Prema vrsti obrade,
Prema redosledu operacija i
Kombinovani postupak prema vrsti obrade i redosledu operacija.
1
m
i
3
2
1
i
3
2 k
Gru
pa d
elo
va
2
2
3
3
i
i
Delovi Operacije
1
m
i
3
2
1 i32 k
Gru
pa d
elo
va
Delovi Operacije
Promenljivost strukture operacijske grupe duž
proizvodnog toka
GRUPNI TEHNOLOŠKI PROCESI I
GRUPNE OPERACIJE OBRADE
Nepromenljivost strukture operacijske grupe duž
proizvodnog toka
TIPSKI TEHNOLOŠKI PROCESI I
GRUPNI TEHNOLOŠKI PROCESI
Slika 2.21 Principi grupisanja kod grupne i tipske tehnologije
a) grupisanje prema vrsti obrade b) grupisanje prema redosledu operacija
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
28
Grupni tehnološki proces ili grupna operacija izrade, projektuje se i realizuje u
proizvodnji, za formiranu tehnološku grupu delova, odnosno operacijske grupe, za čiju obradu
su potrebni obradni sistemi istog tipa, zajednički pribori, alati i merila, uz jednu njihovu
osnovnu pripremu. Kako bi se po grupnom konceptu mogli obrađivati svi delovi iz jedne
grupe, grupni tehnološki proces mora obuhvatiti sve operacije, a grupna operacija mora
obuhvatiti sve zahvate, kojima će se obraditi svi tipski oblici i/ili površine delova iz grupe.
Zbog toga se projektovanje grupnog tehnološkog procesa vrši za predstavnika grupe koji se
naziva kompleksan deo.
Kompleksan deo treba da sadrži sve geometrijske elemente, odnosno površine ili tipske
oblike delova iz grupe, tako da projektovani tehnološki proces za njega može da se primeni za
izradu bilo kog dela iz grupe. Ako se u grupi delova nalazi deo koji ispunjava sve navedene
uslove onda se radi o realnom kompleksnom delu, a ako ne postoji takav deo, vrši se
projektovanje imaginarnog kompleksnog dela.
Grupa delova koja može da se obradi na određenom obradnom sistemu po jedinstvenoj
grupnoj operaciji obrade naziva se operacijska grupa, koja čini osnovni element grupne
tehnologije. Na slici 2.22 dat je primer jedne operacijske grupe.
Slika 2.22 Primer operacijske grupe delova sa kompleksnim delom |56, 59|
Projektovanje grupnog tehnološkog procesa obrade za kompleksne delove, vrši se do
nivoa utvrđivanja redosleda i sadržaja operacija i zahvata, izbora standardnih i projektovanja
grupnih pribora i alata. Na osnovu projektovanog grupnog tehnološkog procesa ili grupne
operacije obrade vrši se preciziranje tehnološkog procesa za svaki pojedinačni deo iz grupe,
tako što se vrši preciziranje ostalih potrebnih resursa, pre svega alata, dimenzija, parametara
obrade i vremena. Faze projektovanja grupnog tehnološkog procesa i grupnih operacija
prikazane su na slici 2.23.
Tipske tehnološke procese karakteriše jedinstvo tehnoloških procesa, odnosno
zajednički sadržaj i redosled operacija i zahvata obrade, za delove sa zajedničkim
konstrukciono-tehnološkim karakteristikama koji pripadaju istom tipu [190].
Primenom odgovarajućih metoda grupisanja, daljom klasifikacijom grupa delova dolazi
se do određenih tipova delova koji imaju veći stepen sličnosti, a razlike između delova se
najčešće odnose samo na dimenzije. Na ovaj način se postiže nepromenljivost strukture grupa
delova duž proizvodnog toka, jer svaki deo prolazi iste operacije i zahvate, što znači da se
klasifikacija delova vrši samo jednom na ulazu u proizvodni proces i svi delovi zajedno
prolaze kroz proces proizvodnje. U proizvodnim sistemima gde se proizvode veće količine
tipiziranih proizvoda, projektovanje tipskih tehnoloških procesa je skoro neophodno jer
omogućuje primenu najprogresivnijih načina obrade, čime se osigurava visoka proizvodnost i
najpovoljnije iskorišćenje raspoloživih proizvodnih resursa.
Kompleksni deo
2.0 Tehnološka priprema proizvodnje kao funkcija proizvodnog sistema
29
Postoji realan
kompleksan deo
ULAZ
Program proizvodnje
Izbor dela
Projektovanje grupnog
tehnološkog procesa
obrade
Preciziranje tehnološkog
procesa obrade za
konkretan deo
IZLAZ
Tehnološka dokumentacija
Projektovanje
imaginarnog
kompleksnog dela
Klasifikacija delova
u grupe
DA
NE
Slika 2.23 Faze projektovanja grupnog tehnološkog procesa [183]
Značaj uvođenja grupne i tipske tehnologije najbolje se uočava kroz njihove osnovne
karakteristike u primeni:
Povećanje stepena serijnosti u proizvodnom sistemu,
Izvođenje koncepcijski istih konstrukcionih rešenja ukoliko funkcija proizvoda to
dozvoljava,
Svođenje različitih operacija i zahvata u okviru tehnoloških procesa na
neophodni minimum,
Olakšano konstruisanje, projektovanje tehnoloških procesa izrade, planiranje i
upravljanje proizvodnjom, kao i realizacija procesa proizvodnje sličnih
proizvoda,
Skraćenje vremena ciklusa proizvodnje,
Značajno smanjenje neproduktivnih vremena u proizvodnom procesu,
Smanjenje troškova izrade proizvoda,
Povećanje ukupnih efekata proizvodnih sistema, i dr.
Pored svoje primene u tehnološkoj pripremi, grupni i tipski prilaz je našao svoju
primenu i u projektovanju proizvoda (npr. modularni koncept projektovanja), planiranju i
upravljanju proizvodnjom, kao i samom procesu proizvodnje, što je posebno karakteristično
za primenu kod odgovarajućih fleksibilnih tehnoloških sistemima. Iako su grupna i tipska
tehnologija razvijene u cilju povećanja serijnosti izrade delova široke strukture, odnosno
asortimana u maloserijskoj i pojedinačnoj proizvodnji na konvencionalnim obradnim i
tehnološkim sistemima sa ciljem postizanja efekata serijske proizvodnje, ovi koncepti se
uspešno primenjuju i pri projektovanju i proizvodnji na savremenim obradnim i tehnološkim
sistemima sa CNC upravljanjem.
30
3.0 TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE U
CIM OKRUŽENJU
Savremeni proizvodni sistemi se sve više suočavaju sa različitim promenama koje su
izazvane tehničko-tehnološkim napretkom, uslovima geopolitičke i ekonomske sredine u
kojoj privređuju, ali i sofisticiranim i sve više zahtevnim kupcima. Današnje tržište je
otvoreno, klijenti mogu naručiti i kupiti proizvod koji im najviše odgovara iz bilo koje zemlje
sveta, primenom savremenih informaciono-komunikacionih tehnologija i odgovarajućih ICT
alata, koji su dostupni po pristupačnim cenama uz visoku pouzdanost. Shodno tome,
savremeni proizvodni sistemi su suočeni sa globalizacijom svetskog tržišta na kome svi žele
da nađu svoje mesto i da prošire svoje poslovanje. Međutim, proizvodni sistemi koji se
oslanjaju na tradicionalne proizvodne tehnologije veoma teško mogu da zadovolje potrebe
globalno distribuiranog tržišta i otvorenu tržišnu utakmicu, jer ne mogu da ispune postavljene
zahteve.
Pod pokroviteljstvom USA Nacionalne naučne fondacije (National Science Foundation
of USA), realizovana je istraživačka studija u cilju stvaranja vizije konkurentnog proizvodnog
okruženja i prirode proizvodnog sistema u vremenu koje dolazi, na osnovu koje je objavljena
publikacija "Vizionarski proizvodni izazovi za 2020. godinu". Komitet eksperata je
identifikovao najznačajnije tehničke, političke i ekonomske snage za proizvodnju, na sledeći
način [48]:
Sofisticirani kupci će zahtevati proizvode koji su prilagođeni njihovim
potrebama,
Neophodnost brzog odgovara na postavljene zahteve tržišta, uz poboljšane
komunikacije i razmenu znanja,
Kreativnost i inovacije su neophodni u svim aspektima proizvodnih sistema kako
bi ostali konkurentni,
Razvoj inovativnih tehnologija i odgovarajućih tehnoloških i proizvodnih
procesa će promeniti obim i razmeru proizvodnje,
Porastom broja stanovnika i pojavom novih visoko-tehnoloških ekonomija
pitanje zaštite životne sredine će biti sve značajnije i posmatranje će biti
usmereno na globalni ekosistem,
Informacije i znanje će se deliti između proizvodnih sistema i tržišta u cilju
efikasnog donošenja odluka i
Globalna distribucija visoko konkurentnih proizvodnih resursa će biti kritičan
faktor u organizaciji proizvodnih sistema koji žele da budu uspešni u
promenljivom tehničko-tehnološkom, političkom i ekonomskom ambijentu.
Na osnovu pomenute istraživačke studije i objavljene publikacije identifikovano je šest
velikih izazova za proizvodnju i savremene proizvodne sisteme [48,199]:
Izazovi da se postigne konkurentnost u svim aktivnostima u proizvodnom
sistemu,
Izazovi u integraciji ljudskih i tehničkih resursa u cilju unapređenja učinka i
zadovoljstva zaposlenih,
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
31
Izazovi u dinamičnoj transformaciji informacija iz više izvora u korisno znanje
koje bi pomoglo u donošenju efikasnih odluka,
Izazovi u realizaciji proizvodnje sa "nula škarta" i uticajem na životnu sredinu
prema odgovarajućim standardima,
Izazovi u stvaranju rekonfigurabilnih proizvodnih sistema koji su sposobni da
brzo reaguju na promenljive zahteve tržišta i
Izazovi u razvoju inovativnih proizvodnih procesa i proizvoda koji mogu da
usvoje i primene tehničko-tehnološke napretke u nauci.
Navedena istraživanja su se u velikoj meri pokazala kao tačna, pa tako proizvodni
sistemi koji žele da pridobiju poverenje kupaca i budu lideri na tržištu moraju da budu
fleksibilni, proaktivni, da brzo reaguju na promene, da budu u stanju da brzo i po povoljnoj
ceni proizvedu visoko kvalitetne i inovativne proizvode. Pored toga, oni bi trebalo da budu u
stanju da prilagode proizvodnju novim ekološkim zahtevima, da reše socijalna pitanja i da
funkcionišu u okviru dinamičkog geopolitičkog okruženja. Dakle, proizvodni sistemi su
primorani da uvode i razvijaju nove i napredne tehnologije kako bi ispunili postavljene
zahteve. Jedan od najznačajniji rezultata u ovoj potrazi je rezultirao nastankom CIM
koncepta, čiji je i osnovni cilj ostvarivanje navedenih zadataka "idealne" proizvodnje. Ovaj
koncept je prvobitno predložen od strane Džozefa Haringtona još 1973. godine u istoimenoj
publikaciji "Računarom integrisana proizvodnja" u radu [105].
CIM koncept je doživeo brojne transformacije od prvobitnog oblika. Proširio je svoju
primenu u industriji mašinogradnje ali i u drugim industrijama kao što su farmaceutska,
prehrambena, i dr. Paralelno sa razvojem CIM-a pojavile su se i druge proizvodne i
menadžment strategije, među kojima su najpoznatije: lean-proizvodnja (LM), proizvodnja
upravo na vreme (JIT), konkurentno inženjerstvo (CE), ćelijska proizvodnja (CM), agilna
proizvodnja, holonska proizvodnja, distribuirana proizvodnja, kolaborativna proizvodnja, e-
Proizvodnja i druge.
Navedene strategije mogu da se posmatraju kao posebne strategije ili kao strategije u
okviru integrisanog CIM sistema, koje su orijentisane na rešavanje pojedinih segmenata CIM
koncepta. Oblast delovanja CIM koncepta je daleko šira od delokruga delovanja ovih
strategija. Pored toga, CIM koncept omogućava sve nove uslove i obezbeđuje potrebne
karakteristike koje nude ovi koncepti ili strategije. Stoga se smatra da je CIM koncept i dalje
inovativan i da može da ispuni savremene zahteve tržišnog poslovanja, posebno kroz razvoj
odgovarajućih distribuiranih, kolaborativnih i virtualnih CIM sistema [199].
3.1 EVOLUCIJA PROIZVODNIH TEHNOLOGIJA
Nekadašnja potreba za masovnom proizvodnjom proizvoda zadovoljena je uvođenjem
mehanizacije, a potom i programabilne automatizacije u procese proizvodnje. Primarni cilj
ovakve automatizacije je bio ubrzanje procesa proizvodnje i dobijanje kvalitetnih proizvoda.
Razvojem komercijalno dostupnih ICT alata i opreme započela je značajnija primena
informacionih tehnologija u proizvodnji, što je uslovilo i pojavu velikog broja naprednih
proizvodnih tehnologija, koje figurišu pod zajedničkim imenom AMT (Advanced
Manufacturing Technologies). Ove napredne tehnologije se baziraju na fleksibilnoj
automatizaciji i sastoje se od polu do potpuno automatizovanih sistema koji se mogu koristiti
u različitim funkcionalnim jedinicama, odnosno podsistemima proizvodnog sistema [57].
Evolutivni tok proizvodnih tehnologija može da se posmatra sa različitih stanovišta.
Sažet prikaz evolucije proizvodnih tehnologija, od ručnog rada do integrisanih sistema,
odnosno distribuiranih, kolaborativnih i virtuelnih CIM sistema, prikazan je na slici 3.1.
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
32
Ručni rad i korišćenje životinja u radu
Izrada brodova
Mehanizacija i rani proizvodni sistemi
Proizvodni sistemi za masovnu proizvodnju
Vrlo veliki proizvodni sistemi za masovnu proizvodnju
Rani razvoj u NC za Automatizaciju proizvodnje
Početak razvoja CAD i razvoj NC (kao CNC, DNC)
Razvoj CAD sistema, Primena CAM sistemima, Osnove CIM koncepta
Unapređenje sistema u oblasti CAM, CAPP, CAQC, AS/RS, FMS, itd.
Primena CIM sistema
Osnove Distribuiranog CIM koncepta
Osnove Virtuelnog CIM koncepta
Okvir i arhitektura Virtuelnog CIM koncepta
Razvoj koncepta Kolaborativnog CIM sistema
Raspored resursa za Virtuelni CIM sistem
1600
1750
1900
1930
1950
1955
1970
1980
1986
1997
2000
2005
2006
Slika 3.1 Evolucija proizvodnih tehnologija [199,200]
3.1.1 Potreba i pravci integracije u savremenoj proizvodnji
U cilju unapređenja poslovanja mnogi proizvodni sistemi uvode odgovarajuće procese
automatizacije. Pojedini proizvodni sistemi sproveli su individualnu automatizaciju pojedinih
poslovnih funkcija, što je dovelo do stvaranja "ostrva automatizacije". Kod ovih proizvodnih
sistema bilo je veoma teško ostvariti komunikaciju i deljenje podataka između posmatranih
"ostrva automatizacije" poslovnih funkcionalnih jedinica. Iako su ove pojedinačne
automatizovane jedinice poboljšale lokalnu produktivnost, nisu bile dovoljne u pružanju
neophodne logističke podrške za povećanje produktivnosti, efikasnosti i kvaliteta u celom
proizvodnom sistemu [95].
U cilju rešavanja ovih problema u USA je sredinom 70-ih godina prošlog veka pokrenut
projekat integrisane proizvodnje pomoću računara (ICAM), u okviru koga su 1983. godine
definisani osnovni problemi tadašnje industrijske automatizacije [113]:
Nemogućnost lakog upravljanja informacijama od strane korisnika,
Neophodne promene su previše skupe i dugotrajne,
Sistemi i funkcionalne jedinice nisu integrisani i
Kvalitet podataka nije pogodan za integraciju.
U 80-im godinama prošlog veka primarni elemenat integracije se odnosio na razvoj i
primenu zajedničkih ili međusobno povezanih baza podataka u cilju prenosa podataka između
različitih funkcionalnih jedinica i grupa korisnika. Ovaj koncept je nazvan integracija kroz
bazu podataka i predstavljao je prvi korak ka uvođenju integrisanog koncepta proizvodnje,
koji je sa sobom nosio značajan broj prednosti, slika 3.2, u kome se vidi mesto i uloga
tehnološke pripreme proizvodnje.
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
33
KONSTRUKCIONA
PRIPREMA
PROIZVODNJE
PLANIRANJE I
UPRAVLJANJE
PROIZVODNJOM
PROIZVODNJA
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
PROIZVODNJE
CAE
CAD
IGES
ERP
MRP
JIT
CAPPCAD/CAM STEP
FTSNC/CNC/
DNCROBOTI
BAZA PODATAKA
PROIZVODA I
PROCESA
MODEL
POIZVODA
ZAHTEVI
TRŽIŠTA
TEHNOLOŠKI
PROCESI
PLANOVI
PROIZVODNJE
PROIZVODI
Slika 3.2 Integracija kroz bazu podataka u užem CIM okruženju i mesto tehnološke
pripreme proizvodnje
Neke od identifikovanih prednosti integracije kroz bazu podataka su:
Mogućnost komunikacije između različitih funkcionalnih jedinica proizvodnog
sistema,
Tačan prenos podataka unutar i između sopstvenih proizvodnih pogona i/ili
kooperantskih pogona,
Brža reakcije na zahtevane promene,
Povećana fleksibilnost u smislu uvođenja novih proizvoda,
Povećanje kvaliteta rada u okviru proizvodnih procesa,
Povećanje kvaliteta proizvoda,
Efikasna kontrola i upravljanje tokovima podataka između različitih
funkcionalnih jedinica,
Smanjenje vremena razvoja i proizvodnje,
Unapređenje proizvodnog toka od narudžbe do isporuke,
Holistički pristup problemima celog proizvodnog sistema, i dr.
Kompleksnost procesa razvoja i proizvodnje proizvoda zahteva bolje upravljanje
poslovnim procesima u kolaborativnom okruženju. Integracioni problemi i potrebe u
proizvodnom sistemu se javljaju iz različitih perspektiva [179,253,279]:
Integracija tržišta: Nove slobodne trgovinske zone se formiraju u raznim
oblastima sveta, što uslovljava proizvodne sisteme da se prilagode, kako
regionalnim tržištima, tako i globalnom tržištu.
Integracija između različitih razvojnih i proizvodnih lokacija: Integracija tržišta
utiče na kolaborativni poduhvat između udaljenih proizvodnih sistema u razvoju
složenih proizvoda. Ovo ima za posledicu razmenu projektnih i proizvodnih
podataka (informacioni tok), upravljanje projektom (upravljački tok), kao i
distribuciju i logistiku (materijalni tok).
Integracija između dobavljača i proizvođača: Da bi se smanjilo vreme razvoja i
proizvodnje i podelio rizik u razvoju novih proizvoda, proizvođači i dobavljači
moraju integrisati i sinhronizovati svoje procese.
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
34
Integracija projektovanja i proizvodnje: U cilju smanjenja vremena izlaska
proizvoda na tržište i smanjenja grešaka nastalih u procesu razvoja proizvoda,
mora se primeniti princip konkurentnog inženjerstva, kao strategija koja
omogućuje bolju integraciju aktivnosti projektovanja i proizvodnje, kao i
odgovarajućeg znanja.
Integracija više proizvođača hardverskih i softverskih komponenti: Neophodno
je obezbediti interoperabilnost hardverskih i softverskih rešenja koja se najčešće
koriste u proizvodnom okruženju, kroz primenu otvorene arhitekture sistema.
Osnovni uslovi integracije se odnose na slobodan tok informacija i znanja, kao i
koordinaciju akcija. Integracija predstavlja jedan od najefikasnijih načina da se otklone
organizacione prepreke između tradicionalnih hijerarhijskih principa planiranja i upravljanja u
proizvodnim sistemima. Integracija daje kompetetivnu prednost kroz povezivanje novih i
postojećih hardvera i softvera funkcionalnih jedinica, zajedno sa sistemima za upravljanje
bazom podataka, podataka komunikacionih sistema i drugih ICT sistema u koordinirani i
efikasno upravljani proces. Međutim, koristi od integracije tehnologija se veoma teško
kvantifikuju primenom jednostavnih ekonomskih alata.
Ranki je u radu [225] sumirao tipičnu evoluciju automatizacije u okviru proizvodnog
pogona s obzirom na automatizaciju upravljanja u procesu proizvodnje pomoću određenih
tehnologija i sistema koji su bili dostupni u to vreme. On je opisao faze automatizacije
pogona, od nivoa ručno upravljanih mašina do integrisanih proizvodnih ćelija, odnosno od
upravljanja baziranog na ručno pisanoj dokumentaciji do fleksibilnih i agilnih sistema.
Generalno, integracija proizvodnih sistema je evoluirala od integracije fizičkih sistema,
preko integracije aplikacija, pa do integracije poslovnih procesa, kao osnovnih nivoa CIM
integracije, slika 3.3.
1970 1980 1990 2000 2010
CIM EVOLUCIJA
CIM
INTE
GR
AC
IJA
- Međusistemska komunikacija
- Upravljanje mrežnom konfiguracijom
- Pravila razmene i prevođenja podataka
- Povezivanje fizičkih sistema
INTEGRACIJA FIZIČKIH SISTEMA
- Prenosive aplikacije
- Distribuirana obrada podataka
- Izvršno okruženje / Zajednički servisi
- Zajednički informacioni resursi
INTEGRACIJA APLIKACIJA
- Znanjem podržano odlučivanje
- Znanjem podržani poslovni sistemi i upravljanje
- Proširenje poslovnih procesa sa e-komercom,
globalnim lancem snabdevanja, itd.
- Automatsko praćenje poslovnih procesa
- Simulacija u projektovanju proizvoda i
tehnoloških procesa, proizvodnji i kontroli
INTEGRACIJA POSLOVNIH PROCESA
Slika 3.3 Evolucija nivoa integracije proizvodnih sistema ka CIM-u [199,278]
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
35
Posmatrani nivoi integracije podrazumevaju:
Integracija fizičkih sistema podrazumeva povezivanje proizvodnih resursa i
razmenu podataka između funkcionalnih jedinica posredstvom računarske mreže
koja se zasniva na standardnim komunikacionim protokolima (npr. povezivanje
CAD, CAPP, CAM i PPC sistema sa proizvodnom ćelijom). Ova integracija
obuhvata integraciju proizvodnih resursa niskog nivoa.
Integracija aplikacija podrazumeva integraciju i interoperabilnost sistema na
heterogenim platformama. Ova faza podrazumeva razmenu podataka i
informacija između svih objekata, distribuiranu obradu podataka, kao i
zajedničke servise za izvršno okruženje. Danas, ova razmena informacija
uključuje aspekte i žičane i bežične veze različitih sistema.
Integracija poslovnih procesa podrazumeva integraciju svih funkcija, poslovnih
procesa i sistema na nivou proizvodnog sistema (u okviru samog preduzeća i
dalje prema poslovnim partnerima i kupcima), koji uključuje e-Trgovinu,
upravljanje odnosom sa kupcima, globalnu logistiku, povezane aplikacije lanca
snabdevanja i mnoge druge.
Prema nekim autorima kao što je [209], četvrti, odnosno finalni nivo integracije, odnosi
se na integraciju preduzeća EI (engl. Enterprise Integration). Pod integracijom preduzeća se
podrazumeva mogućnost integrisanja tokova materijala, informacija, odlučivanja i
upravljanja kroz organizaciju; povezivanje funkcija sa informacijama, resursima,
aplikacijama i ljudima; sa osnovom na unapređenju komunikacije, kooperacije i koordinacije
u preduzeću; u cilju upravljanja preduzećem prema definisanoj strategiji upravljanja.
Na slici 3.4 predstavljen je jedan predloženi okvir za integraciju preduzeća, u okviru
koga je definisana i funkcija tehnološke pripreme kroz procese, tehnologije, alate, ljude i dr.
METODOLOGIJAALATI
ARHITEKTURA
PREDUZEĆE
POSEDUJE
KORISTI
OBUHVATA &
INTEGRIŠE
PROCESI TEHNOLOGIJA
VIZIJA
LJUDI
Slika 3.4 Predloženi okvir za integraciju preduzeća [209]
3.2 RAČUNAROM INTEGRISANA PROIZVODNJA
U poslednjih 50-ak godina paralelno se odvijao razvoj informacionih "C" i proizvodnih
"M" tehnologija, koje je bilo neophodno integrisati "I" u jednu celinu. Na osnovu integracije
ovih tehnologija 80-ih godina prošlog veka nastaje CIM koncept, slika 3.5.
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
36
Slika 3.5 Integracija proizvodnih i informacionih tehnologija u CIM [89,227]
Postoji veliki broj definicija CIM koncepta koji u većoj ili manjoj meri odslikavaju
oblast njegovog delovanja. Jednu od najcelovitijih i najčešće navođenih definicija je dalo
Udruženje proizvodnih inženjera (SME), prema kome CIM predstavlja totalnu integraciju
funkcija proizvodnog sistema primenom integracionih sistema i komunikacija zajedno sa
novim upravljačkim filozofijama koje unapređuju efikasnost organizacije i zaposlenih
[222,281].
Prvi karakteristični model CIM sistema datira iz 1980. godine i odnosi se na
odgovarajući CASA/SME model. CIM sistem je predstavljen u obliku točka, u čijem središtu
su zajednička baza podataka i ostali zajednički informacioni resursi. Oko središta se nalaze
sve poslovne funkcije, grupisane u inženjering proizvoda, planiranje proizvodnje, upravljanje
proizvodnjom i automatizaciju proizvodnje, koje imaju pristup zajedničkim informacionim
resursima. Na obodu točka se nalaze faktori koji utiču na funkcionisanje CIM sistema, kao što
su produktivnost, ljudski resursi, informacione tehnologije i obrazovanje [15, 222].
Drugi karakteristični model je razvilo nemačko udruženje AWF, 1985. godine. Prema
ovom modelu CIM sistem obuhvata informaciono-tehnološke interakcije i veze između CAD,
CAPP, CAM i PPC sistema. Ovu ideju dalje je unapredio Helberg, koji je proširio model sa
CAQ. Dakle, već tada je stvorena osnova CIM sistema u vidu integracije CAD, CAPP, CAM,
CAQ i PPC sistema, što i danas mnogi podrazumevaju pod terminom CIM sistema [245].
Nakon ovih početnih koraka, dolazi do razvoja velikog broja CIM modela koji nastaju u
okviru naučno-istraživačkih institucija, organizacija za standardizaciju ili pak kompanija, kao
što su IBM-ov model, Simensov model, DEC-ov model, CIMOSA model, GRAI/GIM model,
PERA model, GERAM model i dr. Neki od modela su postali interni standardi a neki
internacionalni kao što je GERAM-ISO15704 [222].
CIM koncept u suštini predstavlja poslovnu filozofiju i savremeni koncept razvoja
proizvodnih sistema, kao i integraciju preduzeća primenom računarskih resursa. Na slici 3.6
prikazan Simens AG CIM koncept, u kome je jasno naglašeno mesto tehnološke pripreme
proizvodnje, koja je ovde prikazana u obliku CAPP/CAM sistema.
Mnoge kompanije, da bi bile uspešne na konkurentnom tržištu, pribegle su
preseljavanju svoje proizvodnje u druge regione sveta, u cilju smanjenja troškova rada i
drugih ekonomskih koristi. Međutim, ovi problemi savremenog poslovanja se mogu prevazići
investiranjem u CIM sisteme i odgovarajuće proizvodne i informaciono komunikacione
tehnologije, kako bi proizvodni sistemi ostali konkurentni na globalnom tržištu. Kao posledica
prethodnog zadržali bi se proizvodni i ljudski kapaciteti u okviru matične države.
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
37
CAO
Računovodstvo Zaposleni Finansije
ADMINISTRACIJA
CIM
PLANIRANJE
Investicije
Finansije
Zaposleni
Proizvodnja
Proizvod
PRODAJA
- Ponuda
- Obrada
porudžbina
- Planiranje
prodaje
NABAVKA
Nalog za
naručivanje
Naručivanje
Prijemna
kontrola
PP&C
Globalno
planiranje
Planiranje
materijala
Planiranje
proizvodnje
Upravljanje
proizvod-
njom
CAQ
Planiranje
kontrole
Procedure
kontrole
Upravljanje
kvalitetom
Dokumentacija
o kvalitetu
Izveštaj o
kvalitetu
PROIZVODNJA
Uprav. tokom materijala
Transport materijala
Skladištenje
Međuoperacijsko
skladištenje (baferi)
Upravljanje pogonom
Fino planiranje
Upravljanje nalogom
Akvizicija podataka
Analiza i ocena podataka
Održavanje
Proizvodna oprema
Dijagnostika
Popravke
Preventivno održavanje
Prijem materijala Skladištenje Izrada Montaža Kontrola kvaliteta Pakovanje Isporuka
Dobavljač KupacTOK MATERIJALA
CAD/CAE
Projektovanje
Tehnički
proračuni
Crteži
Sastavnice
Simulacije
CAPP/CAM
Projektovanje
tehnoloških
procesa izrade
Projektovanje
tehnoloških
procesa
montaže
NC
programiranje
Simulacije
Ostali resursi
Slika 3.6 Simens AG CIM koncept i mesto tehnološke pripreme [222]
Povećanje nivoa fleksibilnosti i primena sveobuhvatne metodologije su neophodni kako
bi se prevazišle prepreke udaljenosti, deljenja objekata i međusobne komunikacije. Ova
potreba je dovela do koncepta virtualne računarom integrisane proizvodnje (VCIM). VCIM je
mreža međusobno povezanih i globalno distribuiranih CIM sistema bez geografskih granica,
gde se pod CIM-om podrazumeva integracija lokalnih proizvodnih sistema.
U cilju praćenja implementacije CIM koncepta u proizvodnim sistemima vršena su
brojna istraživanja, koja su pokazala da su mnoge kompanije usvojile CIM koncept i sprovele
delimično ili kompletno CIM rešenja. Tako su u radu [199] prikazani sumirani rezultati ovih
istraživanja. Attaran [18] je krajem 90-ih godina vršio istraživanja u kompanijama u SAD u
kojima je konstatovao napredak u primeni CIM tehnologija. Milling [184] je isto vreme
sproveo istraživanje u Nemačkoj industriji, kroz realizovanu anketu 115 proizvodnih sistema.
Od anketiranih preduzeća samo 5% je imalo potpunu integraciju (CAD, CAPP, CAM, CAQ i
PPC), dok su ostali sistemi imali neke od komponenata koje su bile integrisane ili su
individualno funkcionisale. U Kini je u isto vreme bilo prijavljeno preko 100 državnih
kompanija koje su posedovale CIM aplikacije, čije uvođenje je bilo finansirano od strane
države [305]. Anjard [13] je vršio istraživanja o primeni CIM koncepta u drugim industrijama
kao što su farmaceutska industrija, industrija elektronike, industrija odeće i prehrambena
industrija, u kojima je došao do rezultata da je CIM koncept našao značajnu primenu u ovim
industrijama uz značajno povećanje proizvodnosti i ekonomičnosti. U početku su CIM
koncept prihvatile i primenjivale samo velike kompanije, ali je vremenom ovaj koncept
prihvaćen i u malim i srednjim preduzećima. Tako je u radu [170] prikazano istraživanje
primene elemenata CIM sistema u malim i srednjim preduzećima, čiji su osnovni rezultati
prikazani na slici 1.2.
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
38
Razvoj i implementacija CIM sistema je dugotrajan i kompleksan proces. Da bi
proizvodni sistem imao koristi od implementacije CIM sistema, neophodno je posedovanje
kvalitetnih generičkih CIM modela. CIM modeli moraju imati visok stepen uopštenosti i
struktuiranosti da bi mogli da zadovolje čitav spektar proizvodnih aktivnosti u različitim
proizvodnim sistemima. Osim toga, potrebno je u nekoj meri standardizovati poslovne
procese u proizvodnom sistemu, da bi imali kvalitetne i dobro opisane poslovne arhitekture.
Prema [14], model implementacije CIM sistema obuhvata:
Upravljanje implementacijom,
Merenje ostvarenih rezultata,
Unapređenje znanja iz oblasti CIM sistema i
Strategiju unapređenja CIM sistema.
U okviru projekta Centra za napredna proizvodna istraživanja (Centre for Advanced
Manufacturing Research) Univerziteta Južna Australija, predložen je koncept implementacije
CIM koncepta korak-po-korak, kao jedan fleksibilan i jednostavan prilaz integracije CIM
metodologije u malim i srednjim preduzećima [199,200]. U okviru ovog prilaza vrši se
implementacija pojedinih CIM komponenti u odgovarajuće podsisteme prema potrebama
preduzeća, čiji redosled implementacije se ocenjuje primenom metoda višekriterijumskog
odlučivanja, najčešće AHP metode. U procesu odlučivanja kao kriterijumi odlučivanja se
uzimaju priroda kompanije, mogućnosti organizacije na tržištu, identifikacija postojećih
resursa i specijalnih potreba, slika 3.7.
CILJ
(Identifikacija redosleda
implementacije)
POSTOJEĆI
RESURSI
SPECIJALNE
POTREBEMOGUĆNOSTI
PRIRODA
KOMPANIJE
PODSISTEM A PODSISTEM B PODSISTEM G PODSISTEM N
Slika 3.7 Model odlučivanja za identifikaciju redosleda implementacije podsistema pri
razvoju CIM sistema [199]
Na osnovu ove metodologije vrši se sistemska integracija CIM komponenti u pojedine
funkcije, među kojima je i tehnološka priprema proizvodnje, slika 3.8. Implementacija se prvo
vrši u bloku koji je prvi izabran (1A, 1B ili 1C) i tek tada se prelazi na sledeće blokove prema
redosledu koji je dobijen primenom višekriterijumskog odlučivanja. Posmatrani pristup je
uspešno primenjen i verifikovan na primeru pet Južno Australijskih kompanija [45].
Preduzeća uvode CIM sisteme u cilju ostvarenja potencijalnih koristi, kako samog
preduzeća, tako i zaposlenih, kao što su [245]:
Kraće vreme do pojave novih proizvoda na tržištu,
Povećanje produktivnosti proizvodnje,
Kraće vreme do isporuke proizvoda kupcu,
Unapređenje kvaliteta proizvoda,
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
39
Smanjenje troškova skladištenja proizvoda i pripremaka,
Veća fleksibilnost i bolje prilagođavanje promenama u okruženju,
Manji troškovi proizvodnje i niže cene proizvoda, i dr.
2C2B2A
1B 1C1A
FUNKCIJE
PREDUZEĆA
FUNKCIJA
KONSTRUKCIONE
I TEHNOLOŠKE
PRIPREME
FUNKCIJA
PROIZVODNJE
FUNKCIJA
UPRAVLJANJA
PROIZVODNJOM I
KVALITETOM
FUNKCIJA PRODAJE,
NABAVKE I
KOOPERACIJE
RAČUNOVODSTVENA
FUNKCIJA
FUNKCIJA
PLANIRANJA
PROIZVODNJE
MARKETING
FUNKCIJA
INFORMACIONI
SISTEM
PROIZVODNJE
INFORMACIONI
SISTEM PODRŠKE
PROIZVODNJI
INFORMACIONI
SISTEM
UPRAVLJANJA
POTPUNO INTEGRISANI
SISTEM
Slika 3.8 Sistemska integracija komponenti CIM sistema u tipičnom malom i srednjem
preduzeću [45]
Neke koristi koje se odnose na zaposlene su [170]:
Redukcija ljudskih grešaka i stresa,
Unapređenje znanja i motivacije,
Povećanje bezbednosti,
Unapređenje radnog okruženja,
Unapređenje komunikacije i timskog rada,
Povećanje međusobnog poverenja, i dr.
Rezultati istraživanja sprovedenih u malim i srednjim preduzećima Velike Britanije u
vezi očekivanja preduzeća od implementacije CIM-a dati su u tabeli 3.1, dok su rezultati ovog
istraživanja u pogledu implementacije CIM sistema dati u tabeli 3.2, pri čemu su ocene od 1
(potpuno slaganje) do 7 (potpuno neslaganje).
Tabela 3.1 Očekivanja malih i srednjih preduzeća od uvođenja CIM-a [170]
Očekivanja % Preduzeća
Unapređenje efikasnosti 96
Redukcija troškova 92
Unapređenje kvaliteta 71
Redukcija vremena "time to market" 53
Automatizacija 33
Redukcija zaliha u procesu proizvodnje 67
Bolje radno okruženje 28
3.0 Tehnološka priprema proizvodnje u CIM okruženju
40
Tabela 3.2 Rezultati istraživanja u implementaciji CIM sistema u malim i srednjim
preduzećima [170]
Stepen
slaganja
sa
tvrdnjom
Područje ispitivanja
Koristi još
nisu
dokazane
Novi za
pogon i
kompaniju
Novi za
pogon
ali ne i za
kompaniju
Rizičan
projekat
Modifikacija
u rasporedu
opreme
Veliki
uticaj na
organizaciju
proizvodnje
1 0 17 0 4 4 0
2 21 4 4 0 34 21
3 0 21 0 0 0 34
4 16 0 33 55 21 21
5 34 46 12 0 0 0
6 12 12 0 17 29 0
7 17 0 51 24 12 24
3.3 SAVREMENI KONCEPTI IMPLEMENTACIJE CIM SISTEMA
Da bi se na maksimalan način iskoristila prednost koju CIM koncept i CIM sistemi
donose, potrebno je realizovati više različitih strategija, tehnika i pristupa na različitim
nivoima u preduzeću. Kao što je već napomenuto, CIM sistemi se razvijaju i prožimaju sa
savremenim proizvodnim konceptima, odnosno strategijama, koje se mogu svrstati u tri
kategorije:
Proizvodne i menadžment strategije (Lean-proizvodnja, Proizvodnja upravo na
vreme, Konkurentno inženjerstvo, Ćelijska proizvodnja, Agilna proizvodnja,
Holonska proizvodnja, Distribuirana proizvodnja, Kolaborativna proizvodnja,
Digitalna proizvodnja, e-Proizvodnja, itd.)
Softverske aplikacije (CAD, CAPP, CAM, CAQ, MRPI, MRPII, ERP, MES,
APS, SCE, CRM, AOM, WMS, TMS, itd.)
Organizacioni oblici (Smart organizacije, Dinamička preduzeća, Proširena
preduzeća, Virtuelna mreža preduzeća, Inteligentna preduzeća, Integrisana
preduzeća, Agilna preduzeća, Lean preduzeća, Centri efikasnosti, Procesno
vođene organizacije, Kompleksni proizvodni sistemi, Digitalne fabrike, e-
preduzeća, itd.)
Konkurentno inženjerstvo je doprinelo bržem i kvalitetnijem razvoju proizvoda i
postizanju koncepta proizvodnje "time to market". Koncept JIT je doneo revolucionarnu
promenu u nabavci i prodaji, logistici i celokupnom lancu snabdevanja, da bi se zatim proširio
na proizvodnju u celini. Agilna proizvodnja je redefinisala način proizvodnje i u mnogome je
unapredila. Holonska proizvodnja je dovela do povećanje primene inteligentne proizvodnje,
dok je ćelijska proizvodnja uticala na njenu fleksibilnost. Primenom digitalne, distribuirane,
kolaborativne i elektronske proizvodnje svetsko tržište sve više postaje globalno, ujedinjuje
kupce, prodavce, proizvođače i druge činioce proizvodnog okruženja.
Upravo prožimanjem i integracijom posmatranih koncepta i strategija kao i tehnika
razvoja CIM sistema, omogućuje se dobijanje pozitivnih efekata u samoj proizvodnji i
ostvarivanje prednosti za proizvodne sisteme koji ih budu implementirali i primenili. Ovde će
se razmotriti samo pojedini koncepti koji imaju značajniji uticaj na rad tehnološke pripreme
proizvodnje i njene integracije sa drugim poslovnim funkcijama u CIM sistemima.
41
4.0 OSNOVNE FAZE TEHNOLOŠKE PRIPREME PROIZVODNJE
U globalnom planiranju proizvodnje, koja se odnose na istraživanje zahteva tržišta,
prikupljanje i stvaranje ideja o proizvodu, analizu mogućnosti proizvodnog sistema i
kooperanata, kao i donošenje preliminarnih odluka o njegovoj proizvodnji značajno učešće
ima i tehnološka priprema proizvodnje. Za rešavanje posmatranih zadataka globalnog
planiranja proizvodnje u savremenim uslovima zahteva se saradnja više različitih funkcija
proizvodnog sistema, uz neophodno obrazovanje multifunkcionalnih timova stručnjaka iz
marketinga, kao funkcije zadužene za istraživanje uslova razmene potreba između preduzeća i
okoline, preko razvoja kao funkcije zadužene za razvoj proizvoda, pa sve do funkcije
proizvodnje koja je odgovorna za pripremu, planiranje, upravljanje i realizaciju procesa
proizvodnje, slika 4.1.
Globalno
planiranje
proizvodnje
Planiranje i
upravljanje
proizvodnjom
Istraživanje i
razvoj
Konstrukciona
priprema
proizvodnje
Marketing
Selekcija i
izbor ideja
Mogućnost
proizvodnje
Tehnološka
priprema
proizvodnje
Druge funkcije
proizvodnog
sistema
Mogućnost
projektovanja
Mogućnost s
obzirom na….
Slika 4.1 Timski rad u fazi globalnog planiranja proizvodnje
U okviru faze globalnog planiranja proizvodnje neophodno je timskim radom stručnjaka
iz različitih funkcija preduzeća doći do rešenja o izboru kvalitetnih proizvoda sa aspekata
mogućnosti razvoja, projektovanja, proizvodnje i plasmana. Ova faza predstavlja podršku u
odlučivanju na početku procesa razvoja proizvoda i čini ulaz u proces projektovanja
proizvoda, odnosno njenu konceptualnu fazu. S obzirom da se u okviru ove faze rešavaju
zadaci iz raznih funkcionalnih jedinica proizvodnog sistema ona se može smatrati kao
zajednička i integraciona celina za sve funkcije [139].
Deo zadataka u okviru ove faze, koje rešava funkcija tehnološke pripreme, odnosi se na
obezbeđivanje dovoljno kvalitetnih podataka o mogućnostima i efektima proizvodnje
proizvoda, kao i osnovne orijentacione podatke o vremenima i troškovima proizvodnje, koji
su najčešće rezultat znanja i iskustva projektanata, kao i postojanja sistematizovanih podataka
prethodno realizovanih procesa proizvodnje. Tehnološka priprema obuhvata globalnu
identifikaciju mogućnosti izvođenja tehnoloških i proizvodnih procesa za odgovarajući
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
42
ograničeni skup tehničkih specifikacija proizvoda i raspoloživih proizvodnih resursa. Na
osnovu ovih razmatranja vrši se preliminarna procena i izbor proizvoda, odnosno delova,
podsklopova i sklopova koji se mogu proizvoditi u posmatranom proizvodnom sistemu ili u
kooperaciji, odnosno mogu se nabaviti na slobodnom tržištu.
Osim učešća tehnološke pripreme proizvodnje u globalnom planiranju proizvodnje,
njeni osnovni zadaci obuhvataju konceptualno i detaljno projektovanje tehnoloških procesa
uključujući i generisanje upravljačkih informacija, kao i simulaciju tehnoloških i proizvodnih
procesa.
4.1 KONCEPTUALNO PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA
Imperativ savremenih proizvodnih sistema je integracija, kolaboracija i simultano
izvođenje poslovnih funkcija, u okviru kojih veoma bitnu ulogu imaju funkcije razvoja i
proizvodnje proizvoda. Shodno tome, dve osnovne aktivnosti koje je neophodno povezati i
integrisati su aktivnosti projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa njihove proizvodnje.
Uticaj razvoja i proizvodnje proizvoda na ukupne troškove, vreme i kvalitet proizvoda
zavisi od vrste proizvoda, tipa proizvodnje, okruženja i mnogih drugih tehnoekonomskih
faktora. Generalno, konceptualno projektovanje u ukupnim troškovima proizvodnje učestvuje
sa 5-10%, ali pogrešne odluke u ovoj fazi projektovanja mogu da utiču na povećanje troškova
proizvodnje i preko 60% [32,49,271,297]. Zbog toga je potrebno problem proizvodnje
razmatrati što je moguće ranije, još u fazi projektovanja proizvoda, odnosno razvoja njegovog
koncepta, jer su troškovi usled izmena na proizvodu veći ukoliko se te izmene izvrše u
kasnijoj fazi razvoja proizvoda. Međutim, i pored značajnih napredaka u proizvodnim i
informacionim tehnologijama donošenje kvalitetnih odluka u ranoj fazi projektovanja
proizvoda je veoma složeno, jer podrazumeva mnogo nepredvidivih faktora u tehnologičnosti,
kvalitetu, pouzdanosti, održavanju, itd. [77]. Na slici 4.2, predstavljen je prostor
neodređenosti u projektovanju i proizvodnji proizvoda.
Mogu
škova(lako
ćnostsmanjenja troća promene)
Znanjeprojektanta
Troškoviizmene
Prostor neodređenosti u projektovanjukao rezultat nedovoljnog znanja
projektanta o svim aspektimaproizvoda i procesa
Definisanost konfiguracije proizvoda, troškova u životnom veku proizvoda,
zahtevanih resursa, itd.
Konceptualnoprojektovanje
proizvoda i procesa
Detaljnoprojektovanjeproizvoda i
procesa
Proizvodnjai/ili instalisanje
Upotreba proizvoda i podrškaproizvodu u fazi upotrebe
Vreme
Za
hte
vi i
potr
eb
e
Tro
ško
vi
5-10%
60%
85%
100%
%
Ne
dosta
tak z
nanja
Slika 4.2 Prostor neodređenosti u projektovanju i proizvodnji proizvoda [69,251]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
43
Proces projektovanja i konstruisanja proizvoda se sastoji iz više faza, čiji naziv i sadržaj
varira u zavisnosti od različitih "škola" i teorija razvoja proizvoda. Prema nemačkom
standardu VDI 2221 projektovanje i konstruisanje proizvoda se obavlja u četiri osnovne faze
[210,273]:
Definisanje zadatka koji obuhvata prikupljanje informacija i definisanje zahteva
i ograničenja koje treba da zadovolji rešenje proizvoda,
Konceptualno projektovanje (nem. Methodisches Koncipieren, engl. Conceptual
Design), obuhvata postavljanje funkcionalnih struktura, pretraživanje
odgovarajućih principa i njihovu kombinaciju u konceptne varijante proizvoda,
Oblikovanje (nem. Methodisches Entwerfen, engl. Embodiment Design), u
okviru koje projektant, počinjući od koncepta, određuje plan, oblikuje i razvija
tehnički proizvod ili sistem u odnosu na tehničke i ekonomske uslove i
Detaljno projektovanje (nem. Methodisches Ausarbeiten, engl. Detail Design), u
okviru koje se konačno postavlja raspored, oblik, dimenzije i osobine površina
svih pojedinačnih delova, tehničke i ekonomske mogućnosti se ponovo
proveravaju, i generiše se konstrukciona dokumentacija.
Prema američkom standardu NIST projektovanje proizvoda se deli na dve osnovne faze,
konceptualno projektovanje proizvoda i detaljno projektovanje proizvoda [77]. U okviru
konceptualnog projektovanja proizvoda, na osnovu ulaznih informacija definišu se
odgovarajuće karakteristike proizvoda, prema sledećim etapama:
Specifikacija zahteva i definisanje projektnih zadataka,
Definisanje funkcije proizvoda,
Definisanje principa rada, odnosno ponašanja proizvoda,
Definisanje osnovne forme/strukture proizvoda i
Definisanje pridruženih osobina (materijal, osnovne dimenzije, tolerancije,
parametri površinske hrapavosti, tvrdoća i stanje površina).
Shodno tome, konceptualno projektovanje proizvoda obuhvata više faza projektovanja.
U okviru funkcionalnog dizajna, odnosno projektovanja generišu se osnovne funkcije i
ograničenja proizvoda i dekomponuju se na detaljne funkcije prema ulaznim inženjerskim
zahtevima. Nakon toga se vrši specifikacija ponašanja, gde se mapiraju detaljne funkcije u
modelu primene i ponašanja proizvoda. Oblikovanjem se određuje osnovni oblik i struktura
proizvoda na osnovu funkcije i ponašanja. Izlazno rešenje iz ove faze je konceptualno
projektovan, odnosno dizajniran proizvod. Informacije iz konceptualnog projektovanja
proizvoda se prvo prosleđuju aktivnosti konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa, u
okviru koje se formiraju određene preporuke za korekciju koncepcije proizvoda. Nakon ovih
modifikacija dobija se finalni koncept proizvoda, čije se informacije prosleđuju aktivnosti
detaljnog projektovanja proizvoda [77,80].
Model integracije konceptualnog projektovanja proizvoda i konceptualnog
projektovanja tehnološkog procesa, na kome su predstavljeni neophodni podaci za poboljšanje
komunikacije između ove dve etape u ranoj fazi razvoja proizvoda, prikazan je na slici 4.3.
Fokus u komunikaciji se daje na saradnju, odnosno mogućnost razmene i deljenja informacija.
Projektovanje tehnoloških procesa je složena aktivnost koja se deli na više hijerarhijskih
nivoa. Prvi i najviši nivo u ovoj hijerarhiji predstavlja konceptualno projektovanje tehnoloških
procesa, kao aktivnost preliminarne procene mogućnosti i efekata proizvodnje konceptualno
projektovanog proizvoda. Osnovni cilj konceptualnog projektovanja tehnološkog procesa je
podrška ranoj fazi projektovanja proizvoda u optimizaciji konstrukcije proizvoda, oceni
kvaliteta izbora materijala proizvoda, izboru vrste pripremaka i odgovarajućih proizvodnih
tehnologija i procesa, smanjenju vremena i troškova razvoja i proizvodnje proizvoda [78].
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
44
Konceptualno projektovanje tehnoloških procesa se u literaturi može sresti i pod
imenom Meta projektovanje tehnoloških procesa (engl. Meta Process Planning) [39], Viši
nivo projektovanja tehnoloških procesa (engl. High-level Process Planning) [76,299], Idejno
projektovanje tehnoloških procesa [270], Osnovno planiranje tehnoloških procesa (engl.
Generic Planning) [70], Planiranje tehnoloških procesa [20,134], dok neki već ovu fazu
posmatraju kao deo Makro projektovanja tehnoloških procesa (engl. Macro Process
Planning) [38], itd. Naravno, sadržaj i redosled aktivnosti koje se rešavaju u okviru navedenih
faza projektovanja tehnoloških procesa nisu na isti način formulisani, ali u suštini zadaci koji
se rešavanju u njima su u značajnoj meri zajednički.
Zahtevi
Geometrija
Topologija
Tolerancije
Dimenzije
Stanje površina
Materijal
Forma/Struktura
Ponašanje
Funkcije
Konceptualno projektovanje
proizvoda
Funkcionalni
dizajn
Specifikacije
ponašanja
Embodiment
dizajn
Detaljno
projektovanje
proizvoda
Sadržaj TP-Operacije
Podoperacije/Pribori
Zahvati
Proizvodni resursi
Parametri
Tačno vreme/troškovi
Vreme i Troškovi
Oprema/
Mogućnosti
Proces
- Izrade
- Montaže
- Kontrole
Konceptualno projektovanje
tehnološkog procesa
Izbor procesa
(tehnologije)
Izbor potrebnih
resursa
Procena vremena i
troškova
Detaljno
projektovanje
tehnološkog procesa
Materijal
Forma
- Glavni oblik
- Tipski oblik (feature)
- Odnosi između tipskih oblika
Zahtevi korisnika
- Količine
- Ograničenje cene
- Datum isporuke
Metod i tip proizvodnje
Preliminarni tehnološki proces-i
Potrebni proizvodni resursi
Procena troškova I vremena
Slika 4.3 Integracija konceptualnog projektovanja proizvoda i konceptualnog
projektovanja tehnološkog procesa [77,80]
U okviru konceptualnog projektovanja tehnološkog procesa donose se mnoge suštinske
odluke koje utiču na kvalitet konstrukcije proizvoda i proces njegove proizvodnje. Osnovni
zadaci konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa proizvodnje novog proizvoda su
[80,181]:
Analiza tehnologičnosti konstrukcije proizvoda,
Izbor vrste pripremka,
Izbor osnovnih procesa proizvodnje i projektovanje idejnog rešenja tehnološkog
procesa proizvodnje,
Izbor vrste proizvodnih resursa i
Procena troškova i vremena proizvodnje.
Osnovni izlazni rezultat iz ove faze je preliminarni, odnosno idejni ili skeleton [181]
tehnološki proces proizvodnje. Preliminarni tehnološki proces se daje u vidu sadržaja
tehnološkog procesa, odnosno redosleda operacija, sa definisanom listom vrsta proizvodnih
resursa i procenom vremena i troškova proizvodnje. Preliminarni tehnološki proces se koristi
za modifikaciju konceptualno projektovanog proizvoda i pored informacija detaljno
projektovanog proizvoda predstavlja osnovnu podlogu za detaljno ili završno projektovanje
tehnološkog procesa proizvodnje proizvoda.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
45
Programski sistemi za ovu fazu tehnološke pripreme se nazivaju CAPP sistemi za
konceptualno projektovanje tehnoloških procesa, odnosno konceptualni CAPP sistemi
(CCAPP) [139,208], ali u literaturi se mogu sresti i drugi nazivi. Međutim, većina do sada
razvijenih CAPP sistema se primenjuje u fazama detaljnog projektovanja, dok je malo onih
koji su razvijeni i primenjeni u konceptualnoj fazi projektovanja tehnoloških procesa, kako
zbog složenosti zadataka i obimnosti različitih podataka, orijentacionih informacija o
konceptualno dizajniranom proizvodu, tako i zbog potrebe značajnog učešća iskustva i znanja
projektanata.
U cilju povezivanja, kako projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa proizvodnje,
tako i drugih aktivnosti iz životnog ciklusa proizvoda, proizvodi moraju zadovoljiti, ne samo
funkcionalne zahteve, već i zahteve vezane za njegovu izradu, montažu, demontažu,
reciklažu, održavanje i druge "X" zahteve, koji su obuhvaćeni konceptom Projektovanje za
izvrsnost DFX.
Kao što je napomenuto, do sada su postignuti značajni istraživački rezultati u oblasti
razvoja sistema za detaljno projektovanje proizvoda i tehnoloških procesa, kao i njihove
integracije. U okviru ovih istraživanja akcenat je dat na integraciji CAD izlaznih podataka i
ulaznih podataka za projektovanje tehnoloških procesa. Značajni rezultati na ovom polju su
ostvareni i razvojem STEP standarda, odnosno odgovarajućih aplikacionih protokola STEP
AP203 i STEP AP 224. Međutim, ovaj standard ne može u potpunosti da zadovolje potrebe
integracije sistema za konceptualno projektovanje proizvoda i konceptualno projektovanje
tehnoloških procesa [167].
4.1.1 Pregled razvijenih sistema za konceptualno projektovanje tehnoloških procesa
Istraživanja u okviru konceptualnog i detaljnog projektovanja tehnoloških procesa,
odnosno odgovarajućih CAPP sistema, uglavnom su bila fokusirana na tehnologije i procese
obrade skidanjem materijala, posebno NC tehnologije, dok su u novije vreme proširena i na
druge tehnologije i procese kao što su livenje, obrada plastičnom deformacijom, zavarivanje,
kontrola, montaža i nekonvencionalni postupci obrade. Analizom literature došlo se do
zaključka da u oblasti računarom podržanog konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa
i integracije sa konceptualnim projektovanjem proizvoda nema dovoljno praktičnih rezultata,
zbog čega je ova oblast još uvek u fazi istraživanja i razvoja [77,82]. Neka od istraživanja u
oblasti konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa i odgovarajućih programskih
sistema su predstavljena u nastavku.
Dargie, Wilson i dr. [58] su razvili programski sistem za izbor materijala i procesa. Ovo
istraživanje su nastavili Shea i Dewhurst [238], koji su razvili programski sistem pod nazivom
CAMPS (Computer-Aided Material and Process Selection), koristeći komercijalni
programski sistem za razvoj relacione baze podataka. Ovaj sistem je orijentisan na izbor
primarnih procesa kao što su procesi livenja, kovanja, obrade skidanjem materijala i obrade
lima, na osnovu ulaznih podataka o obliku i dimenzijama dela, proizvodnim parametrima,
mehaničkim i fizičkim osobina, termičkim i električnim svojstvima.
Farris [75] je razvio ekspertni sistem za izbor redosleda procesa pod nazivom EPSS
(Expert Processing Sequence Selector). Sistem obuhvata, ne samo izbor primarnih, već i
sekundarnih i tercijalnih procesa. Procedure u ovom sistemu su podeljene u četiri dela, koji se
odnose na unos podataka o geometriji proizvoda, izbor procesa, izbor materijala i ažuriranje
podataka. U sistemu se prvo bira primarni proces, a po potrebi sekundarni i tercijalni proces.
Yu i dr. [292] su razvili CAD sistem za izbor proizvodnih procesa (Computer-Aided
Design for Manufacturing Process Selection), koji je orijentisan na net-shape procese, kao što
su injekciono brizganje, livenje i kovanje. Ovaj sistem pruža dobre informacije za projektanta
jer vrši rangiranje izabranih procesa. Geometrija se opisuje pomoću klasifikacije oblika i
dimenzija proizvoda.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
46
Esawi i Ashby su razvili programski sistem za izbor materijala i procesa, sastavljen od
CMS i CPS sistema. Prvo je uveden CMS (Cambridge Materials Selector) za izbor
materijala, prema Esawi-ju [71], a potom i CPS (Cambridge Process Selector) za izbor
procesa, prema Ashby-ju [16]. Sistem za izbor materijala se koncentriše na aspekt
predstavljanja podataka u obliku grafikona. Podaci o izabranom materijalu se posle koriste za
izbor procesa u CPS. CPS baza podataka sadrži podatke za 125 različitih procesa i njihovih
atributa, pa je pogodan za primenu od strane manje iskusnih projektanata.
Chan i dr. [39] su razvili COMPASS (Computer Oriented Material, Processes, and
Apparatus Selection System) sistem kao meta planer, koji ima za cilj da informacije o
problemima proizvodnje blagovremeno prosledi projektantu proizvoda. Fokusiran je na izbor
primarnih procesa i sadrži veliku bazu procesa, pri čemu uzima u obzir i raspoložive resurse u
pogonu, što ovaj sistem čini primenljivim u praksi.
Giachettti [91] je razvio MaMPS (Material and Manufacturing Process Selection)
sistem koji integriše formalno multiatributivni model odlučivanja sa relacionom bazom
podataka. Sistem je podeljen na tri odvojena modula, modul za izbor materijala, modul za
izbor procesa i agregacioni modul u kojem se donosi konačna odluka na osnovu prva dva,
primenom fazi logike i odgovarajuće baze podataka.
Smith [243] je razvio sistem za izbor proizvodnog procesa i materijala, pod nazivom
MAS (Manufacturing Advisory Service). U okviru sistema generiše se dijalog sa projektantom
vezan za karakteristike proizvoda i proizvodnje, kao što su veličina serije, tolerancije,
dimenzije dela, osnovni oblik i zahtevani troškovi. Nakon svakog koraka se ažurira rangirana
lista mogućih procesa. Po sličnom principu se rangiraju i mogući materijali na osnovu
karakteristika materijala. Rezultat je rangirana lista održive kombinacije proces/materijal.
Pregled neophodnih geometrijskih informacija za svaki od prethodno navedenih sistema
prikazan je u tabeli 4.1. Naravno, postoje i druga istraživanja koja su vezana za oblast
konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa i odgovarajuća programska rešenja, a neka
od njih su Haudrum [106], Lenau [148], Boothroyd i Dewhurst [32,33], Evbuomwan i
Sivaloganathan [72], Alting [4], Halevi [99], Parkan i Wu [213], Febransyah [76] i dr. Deo
ovih istraživanja će se prikazati u okviru pojedinih aktivnosti konceptualnog projektovanja
tehnoloških procesa.
Tabela 4.1 Komparacija ulaznih geometrijskih informacija CCAPP sistema [76]
Geometrijske osobine
CA
MP
S
MA
S
EP
SS
DC
A
Ma
MP
S
CP
S
CO
MP
AS
S
Zapremina dela x x x x x
Masa dela x x x
Opis oblika dela x x x x x x x
Sekundarne geometrijske karakteristike x x x x x x x
Tolerancije x x x x x x x
Kvaliteti površina x x x x x x x
Debljine zidova dela x x x
Mera za kompleksnost dela x x
Provera unifikacije debljine zidova dela x x
Koristi CAD bazirano okruženje x
Koristi CAD ulazne podatke x
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
47
U novije vreme istraživački napori u ovoj oblasti su fokusirani na razvoj i primenu alata
veštačke inteligencije, multiagent sisteme, itd., a manje na razvoj metodologija konceptualnog
projektovanja tehnoloških procesa.
Tako je na NIST-u posebna pažnja posvećena integraciji projektovanja i proizvodnje
kroz određene projekte, kao što su SIMA (Systems Integration for Manufacturing
Applications) i DPPI (Design and Process Planning Integration). U okviru projekta pod
nazivom Integracija projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa (DPPI), osnovni zadatak
se odnosio na ostvarivanje komunikacije i integracije između konceptualnog projektovanja
proizvoda i tehnoloških procesa [205]. SIMA projekat je orijentisan na integraciju softverskih
aplikacija iz oblasti projektovanja, izrade i montaže za elektro-mašinske delove [26].
Primenom rezultata ovih projekata i njihovom nadogradnjom Feng i dr. [78,79] su integraciju
konceptualnog projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa zasnovali na primeni
odgovarajućih baza znanja, slika 4.4, a kasnije i inteligentnih softverskih multiagenata.
Detaljniji prikaz aktivnosti konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa će se dati
u nastavku, kao i u okviru prikaza funkcionalnog modela tehnološke pripreme.
Preliminarni tehnološki
procesi &
Troškovi/Vreme
Integrisani informacioni
model projektovanja
proizvoda i tehnoloških
procesa
Konceptualno projektovanje
tehnoloških procesa zasnovano na
bazi znanja
Mašina za zaključivanje
- Izbor procesa
- Izbor resursa
- Procena troškova i vremena
Sistem za konceptualno
projektovanje proizvoda
Informacije projektovanja
proizvoda
Baza znanja za
projektovanje
tehnoloških
procesa
Baza podataka
proizvodnih
resursaBaza podataka
proizvoda
Baza znanja za
projektovanje
prozvoda
Slika 4.4 Arhitektura integracije konceptualnog projektovanja proizvoda
i tehnoloških procesa [78]
4.1.2 Analiza tehnologičnosti konstrukcije proizvoda
U pojedinim fazama razvoja proizvoda u fokusu se nalaze različiti zahtevi vezani za
planiranje, projektovanje i njihovu proizvodnju. Tako, u okviru prve faze projektovanja
proizvoda u središtu pažnje je funkcija proizvoda, da bi se kasnije pažnja pomerila ka
konstrukciji proizvoda s obzirom na konstrukciono-tehnološke i eksploatacione zahteve, a
potom i na zahteve samog procesa proizvodnje, a sve u cilju dobijanja optimalne konstrukcije
proizvoda sa visokim stepenom tehnologičnosti.
Tehnologičnost konstrukcije proizvoda predstavlja meru pogodnosti proizvoda za
izradu, montažu, eksploataciju, održavanje i druge aspekte iz životnog veka proizvoda.
Tehnologičnost konstrukcije proizvoda se postiže prilagođavanjem konstrukcionih detalja
proizvoda potrebama racionalizacije procesa proizvodnje, smanjenju troškova, lakšem
rukovanju i održavanju, itd., vodeći računa da se ne ugrozi funkcija, izgled, čvrstoća ili neka
druga konstrukciona karakteristika proizvoda [267].
Konstrukcija nekog proizvoda smatra se tehnologičnom kada kvalitet delova,
podsklopova, sklopova i proizvoda u celini omogućuje njihovo lako i brzo osvajanje i
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
48
proizvodnju u uslovima rada proizvodnog sistema ili njegovih kooperanata, uz postizanje
optimalnog stepena proizvodnosti i minimalne cene proizvoda.
Pri razmatranju tehnologičnosti konstrukcije proizvoda mora se uzeti u obzir da, ako je
proizvod tehnologičan za jedan proizvodni sistem, ne mora značiti da će biti tehnologičan i za
neki drugi proizvodni sistem, odnosno nivo tehnologičnosti proizvoda za ova dva slučaja će
se razlikovati. Isto tako, ako je konstrukcija proizvoda tehnologična za jedan tip proizvodnje
ne mora biti tehnologična za druge tipove proizvodnje.
Jedan od načina projektovanja proizvoda sa visokim stepenom tehnologičnosti se odnosi
na primenu principa neophodnog minimuma [216,266]:
Da je konstrukcija proizvoda, komponenata i delova minimalne složenosti sa
stanovništva tehnologije izrade, montaže, kontrole, transporta, skladištenja,
pakovanja, itd.
Da se maksimalno koriste unificirani kvalitet i dimenzije izabranih materijala,
Da se proizvodi sastoje od minimalnog broja delova i komponenata, posebno
novih delova i komponenata,
Da se maksimalno koriste standarizovani, tipizirani i ponovljeni delovi, odnosno
varijantni delovi, ali uz zadovoljavanje prethodna tri zahteva i
Da se koristi samo neophodni kvalitet i tačnost obrade pri projektovanju
proizvoda i izradi na postojećoj opremi.
Postoji više nivoa klasifikacije tehnologičnosti konstrukcije proizvoda. Prema
[7,266,267] prvi nivo podele je prema uticaju na konstrukciju proizvoda, mestu ispoljavanja i
vrsti troškova. Druga podela se odnosi na način definisanja i određivanja nivoa
tehnologičnosti konstrukcije proizvoda, prema kojoj postoje kvalitativna i kvantitativna
tehnologičnost.
Kvalitativna tehnologičnost konstrukcije proizvoda obuhvata vrlo veliki broj elemenata
koji utiču na pogodnost proizvoda za izradu, montažu, održavanje, eksploataciju i dr. Za
ocenu ove vrste tehnologičnosti najčešće se koriste opisna pravila koja se daju u obliku tabela
sa odgovarajućim ilustracijama netehnologičnog i tehnologičnog oblika proizvoda i
objašnjenjem uslova koji obezbeđuju tehnologičnost proizvoda za dati slučaj. U literaturi se
mogu naći razni primeri ovih pravila, koja su pogodna za razvoj odgovarajućih baza znanja
programskih rešenja za analizu kvalitativne tehnologičnosti proizvoda.
Najznačajniji pokazatelj kvantitativne tehnologičnosti je stepen, odnosno nivo
standardizacije konstrukcije proizvoda, specifični troškovi i vreme proizvodnje.
Standardizacija, u opštem slučaju obuhvata unifikaciju, tipizaciju, modularnost, simplifikaciju
i specijalizaciju, koji se mogu definisati kao:
Unifikacija podrazumeva utvrđivanje zajedničkih delova proizvoda, koji imaju
istu funkcionalnu namenu i mogućnost ugradnje u različite proizvode,
Pod tipizacijom delova se podrazumeva utvrđivanje najcelishodnijeg oblika
proizvoda, različitih dimenzija, sa najčešće istim ili sličnim materijalom,
Modularni sistem projektovanja podrazumeva kombinovanje ili sastavljanje
proizvoda korišćenjem odgovarajućih standardnih modula,
Pod simplifikacijom se podrazumeva izbor onih proizvoda iz proizvodnog
programa, koji će omogućiti proizvodnju sa visokim efektima i
Specijalizacija podrazumeva proizvodnju onih proizvoda ili delova za koje su u
posmatranom preduzeću troškovi, vreme i kvalitet izrade najpovoljniji.
Najvažniji pokazatelji standardizacije su koeficijent primenljivosti, ponovljivosti,
zasićenosti i unifikacije delova, komponenti i proizvoda [267].
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
49
U cilju projektovanja proizvoda sa visokim stepenom tehnologičnosti, neophodno je
izvršiti analizu tehnologičnosti konstrukcije proizvoda sa svih aspekata i po mogućnosti
započeti ovaj proces u što ranijoj fazi razvoja proizvoda. Pojmovi i zadaci koji se rešavaju u
okviru analize tehnologičnosti proizvoda i projektovanja proizvoda za izvrsnost DFX se u
velikoj meri preklapaju i dopunjuju, tako da će se ovde razmatrati u zajedničkom kontekstu.
Projektovanje za proizvodnju se javlja u toku priprema za početak Drugog svetskog
rata, kada je nedostatak resursa uz stalne društvene pritiske, inicirao da se proizvede
kvalitetno oružje u najkraćem mogućem vremenskom periodu. Mnoga uspešna oružja iz tog
vremena su bila projektovana od strane malih i povezanih multi-disciplinarnih timova. Nakon
Drugog svetskog rata, odeljenja za projektovanje proizvoda i tehnologije su se ponovo
razdvojila, da bi tek u kasnim 70-im, usled uvećanja globalne konkurencije i želje da se
smanji vreme razvoja proizvoda, projektovanje za proizvodnju postaje ponovo aktuelno. U to
vreme, postojala je tendencija da se formiraju timovi iz različitih razvojnih odeljenja nalik na
one iz ratnih godina. U tim projektima proizvodni inženjeri su učestvovali u procesu
projektovanja proizvoda od početka, davanjem predloga za moguće načine povećanja
tehnologičnosti konstrukcija. Ipak, ovako sastavljeni timovi nisu uvek harmonično
funkcionisali jer su se pojavili problemi u vezi sa upravljanjem i koordinacijom rada. U
nastojanju da se konstruktori što više upoznaju sa proizvodnim ograničenjima u sopstvenom
razvojno-proizvodnom okruženju, mnoga preduzeća su izdavala posebna štampana izdanja za
projektante u kojima su se nalazila uputstva i smernice za projektovanje tehnologičnih
proizvoda, kao npr. što je činio General Electric [96].
Neki autori smatraju da su se prva razmišljanja o tehnologičnosti proizvoda i primena
analize tehnologičnosti javila kod zanatlija još u razdoblju pre 20 veka, jer su oni istovremeno
bili konstruktori, tehnolozi, realizatori proizvodnje i prodavci svojih proizvoda [110].
4.1.2.1 Sistemi analize tehnologičnosti
Analiza tehnologičnosti predstavlja proces u kome se utvrđuje stepen tehnologičnosti
proizvoda i vrši korekcija dizajna proizvoda u cilju dobijanja proizvoda koji će biti pogodan
za proizvodnju, održavanje, servisiranje, reciklažu, itd.
Komercijalni sistemi za projektovanje pomoću računara su umnogome doprineli
povećanju produktivnosti i smanjenju troškova razvoja i proizvodnje proizvoda. Primeri ovih
sistema su programski sistemi za projektovanje pomoću tipskih oblika, naponsko-
deformacionu analizu primenom metoda konačnih elemenata, kinematske analize i simulacije,
kao i sistemi za neposrednu ili direktnu izradu prototipova. Pojava ovih sistema podstakla je
dalja istraživanje u oblasti tzv. simultanog inženjerstva. Jedan od primarnih ciljeva simultanog
projektovanja jeste implementacija inteligentnog CAD sistema koji bi imao ugrađeno znanje u
vezi sa proizvodnjom i ograničenjima koja se tamo mogu pojaviti. U ovakvom inteligentnom
CAD sistemu, projektovanje za proizvodnju se vrši primenom automatizovanih analiza
tehnologičnosti, koje uključuju analizu konstrukcije proizvoda, uzimajući u obzir
konstrukciono-tehnološka i eksploatacijska ograničenja i procenu troškova proizvodnje. Ovi
sistemi bi uklonili potrebu za proučavanjem i pamćenjem tehnoloških preporuka iz raznih
tehnoloških uputstava, istovremeno pružajući projektantima mogućnost za kreativniji rad. S
obzirom na trend brzih promena u proizvodnim tehnologijama, ovi sistemi treba da omoguće
da njihove baze znanja efikasno prihvataju nova znanja u vezi sa proizvodnom tehnologijom
konkretnog okruženja. Razmatranje tehnologičnosti je postalo važan deo savremenih
CAD/CAPP/CAM sistema. Nenamerne greške kao što su izostavljanje zaobljenja ivica ili
nepotrebno veliki zahtevi u vezi sa kvalitetom površina koji prolaze nezapaženo kroz fazu
projektovanja mogu biti izbegnuti implementacijom alata ili sistema projektovanja za
proizvodnju [229,291].
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
50
U tipičnom CAD/CAE softverskom okruženju, projektant razvija modele proizvoda i
koristi ih za različite vrste analiza funkcionalnosti predložene konstrukcije proizvoda. Ako se
osnovni tok projektovanja proširi sistemom za analizu tehnologičnosti, moguće je pri
projektovanju proizvoda ispuniti, ne samo funkcionalne zahteve, već i zahteve u pogledu
tehnologičnosti izrade, montaže, itd., slika 4.5.
Modeliranje
proizvoda
Preliminarni
dizajn
proizvoda
Funkcionalna
analiza poizvoda
Analiza
tehnologičnosti
proizvoda
DA
Predložene
modifikacije
dizajna
NE
Prihvaćeni
konceptualni
dizajn
proizvoda
Da li su
parametri dizajna
zadovoljavajući?
Slika 4.5 Mesto analize tehnologičnosti u projektovanju proizvoda [96]
Proces analize tehnologičnosti se ne može predstaviti jednim univerzalnim algoritmom,
dijagramom toka ili šemom. U zavisnosti od vrste proizvodnje, javiće se specifičnosti i razlike
modula i pristupa u analizi tehnologičnosti. Veliki broj sistema za ocenu tehnologičnosti
razvijen je za delove koji se dobijaju procesima skidanja materijala ali se sve više razvijaju
sistemi koji ocenjuju tehnologičnost procesa koji se realizuju dodavanjem materijala,
očvršćavanjem materijala i dr.
Postoje razni prilazi u realizaciji analize tehnologičnosti, ali kod svih prilaza neophodne
su informacije o predloženoj konstrukciji proizvoda, raspoloživim proizvodnim tehnologijama
i resursima i drugim proizvodnim uslovima. Osnovna ideja prilaza analize tehnologičnosti
prema [96], odnosi se na mogućnost modeliranja alternativnih interpretacija dela kao skupa
tipskih oblika. Zatim se za ove interpretacije projektuju rešenja idejnog tehnološkog procesa,
na osnovu čega se ocenjuje tehnologičnost proizvoda. Predloženi redosled koraka za
posmatrani prilaz analize tehnologičnosti dat je na slici 4.6.
CAD
modeliranje
Preliminarni
dizajn
Da li proizvod
može da se
modelira
pomoću
raspoloživog
skupa tipskih
oblika
Da li postoji
bar jedan
plan izrade
pogodan za
kreiranje
željenog oblika I
dimenzija
Da li postoji
bar jedan
plan izrade
pogodan za
ostvarivanje
zahtevanih
tolerancija i
kvaliteta obrade
Da li postoji bar
jedan tehnološki
proces koji
zadovoljava
predviđene
troškove i vreme
proizvodnje
DA DA DA DA DA
Predložene
modifikacije
dizajnaNE NE NE NE
Prihvaćeni
konceptualni
dizajn
proizvoda
Slika 4.6 Jedan prilaz u analizi tehnologičnosti [96]
Prema ovom modelu postoje četiri slučaja kada proizvod nije tehnologičan. U tom
slučaju je potrebno izvršiti korekciju dizajna proizvoda, prema sledećim koracima:
Ukoliko neki delovi konstrukcije ne odgovaraju ni jednom postojećem tipskom
obliku, onda je ove delove potrebno modifikovati ili eliminisati,
Ukoliko se ne može naći odgovarajući plan izrade kojim se može izraditi
kreirani oblik konstrukcije proizvoda, onda su oblik i/ili dimenzije
nezadovoljavajući i trebalo bi ih promeniti, tako da se može primeniti bar jedan
plan izrade,
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
51
Ukoliko ni jedan plan izrade ne može da zadovolji zahtevane tolerancije, onda
bi konstruktor trebalo da razmotri mogućnost promene neodgovarajućih
tolerancija ili promenu oblika i/ili dimenzija konstrukcije i
Ukoliko postoji zadato vreme i/ili cena i ni jedan plan izrade ne može da ostvari
te ciljeve, onda bi trebalo razmotriti promenu konstrukcije kako bi karakteristike
proizvoda koje zahtevaju skupe i vremenski zahtevne operacije izrade bile
eliminisane.
Tradicionalno, proces projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa njihove izrade
realizuje se u više iteracija, koje se odnose na međusobna kompromisna rešenja. Za efikasno
određivanje tehnologičnosti konstrukcije proizvoda neophodan je razvoj i primena
odgovarajućih programskih sistema. Ovi programski sistemi su namenjeni za identifikaciju
potencijalnih problema u procesu proizvodnje, kao i davanje preporuka projektantima kako da
ih eliminišu ili prevaziđu [97].
Sistemi analize tehnologičnosti se dele prema prilazu, oceni tehnologičnosti i nivou
automatizacije [97].
1. Prilaz
Postoje dva osnovna prilaza u analizi tehnologičnosti:
Direktan prilaz ili prilaz baziran na pravilima (rule-base), slika 4.7a. Pravila se
koriste da se identifikuju neodgovarajući atributi dizajna proizvoda. Ovaj prilaz
je pogodan za near-net proizvodnju, ali je manje pogodan za proizvodnju većine
elektro-mašinskih delova zbog većeg broja zahvata i operacija, kao i njihove
interakcije, čime je otežano direktno utvrđivanje tehnologičnosti konstrukcije
proizvoda.
Indirektan prilaz ili prilaz baziran na tehnološkim procesima (plan-base), slika
4.7b. Prvo se na bazi dizajna proizvoda projektuje konceptualno ili idejno
rešenje tehnološkog procesa, a potom se modifikuju razni delovi procesa i
odgovarajućeg dizajna u cilju smanjenja troškova.
Proizvod,
deo
Analiza
tehnologičnosti
Rezultati analize
Baza
pravila
Po
vra
tne
in
form
ac
ije z
a
ko
rekc
iju
diz
ajn
a p
roiz
vo
da
Proizvod,
deo
Analiza
tehnologičnosti
Rezultati analize
Po
vra
tne
in
form
ac
ije z
a
ko
rekc
iju
diz
ajn
a p
roiz
vo
da
Baza podataka
proizvodnih
resursa
Preliminarni
tehnološki
procesi
Proizvodni
zahtevi
a) Direktan prilaz (rule-base)
b) Indirektan prilaz (plan-base)
Slika 4.7 Osnovni prilazi u analizi tehnologičnosti [181]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
52
2. Ocena tehnologičnosti
Postoji više različitih skala i njihovih kombinacija za ocenu tehnologičnosti:
Binarna ocena – Primarni oblik ocene tehnologičnosti, sa jednostavnim
izveštajem da li je za određeni skup atributa konstrukcija proizvoda tehnologična
ili nije (0 ili 1).
Kvalitativna ocena – Ovde projektant daje kvalitativne ocene tehnologičnosti
proizvoda na osnovu odgovarajućeg tehnološkog procesa. Na primer u [117]
proizvod se ocenjuje kao "loš", "prosečan", "dobar" i "odličan". Ponekad se
ovakve ocene tehnologičnosti teško interpretiraju i upoređuju, npr. u situaciji
ako projektanti imaju više alata za ocenu tehnologičnosti, itd.
Kvantitativna ocena – Ovaj tip uključuje šeme za ocenu konstrukcije proizvoda
dodeljivanjem numeričke ocene za pojedine atribute na osnovu određene
apstraktne skale, koja može biti sa različitim rasponom vrednosti. Isto kao i kod
kvalitativnog ocenjivanja postoji problem kod interpretacije ocene, upoređivanja
i kombinovanja više skala.
Vreme i troškovi – Kako sve proizvodne operacije i zahvati imaju merljivo
vreme i troškove oni se mogu koristiti kao osnova za ocenu tehnologičnosti
proizvoda. Ocena bazirana na vremenu i troškovima se može kombinovati u
jednu ocenu. Ovakva ocena se ne može direktno koristiti za utvrđivanje da li je
projektant postigao zadovoljavajući nivo tehnologičnosti proizvoda, ali
predstavlja realan pogled na problem proizvodnje posmatranog proizvoda sa
stanovišta zadovoljenja rokova proizvodnje i cene proizvoda i može se uspešno
koristiti za donošenje odluka da li neki deo ili proizvod proizvoditi ili ne.
3. Nivo automatizacije,
Nivo automatizacije pokazuje nivo učešća projektanta u donošenju odluka, kao i tip
informacija koje se prosleđuju projektantu.
Količina i vrsta interakcije projektanta – Kod nekih sistema projektant mora
posebno da predstavi proizvod pomoću tipskih oblika iz baze podataka, dok se
kod nekih sofisticiranih sistema prepoznavanje tipskih oblika vrši automatski ili
uz određenu pomoć projektanta.
Količina i vrsta povratnih informacija – Najviše sistema za analizu
tehnologičnosti obezbeđuje neku vrstu ocene tehnologičnosti kompletne
konstrukcije proizvoda, dok neki sistemi daju dekompoziciju ocene
tehnologičnosti pojedinih atributa proizvoda. Kod pojedinih sistema, pored
ocene tehnologičnosti, daju se i preporuke za redizajn pojedinih površina, tipskih
oblika delova ili pak proizvoda u celini.
U cilju značajnijeg učešća u procesu projektovanja i pružanja veće pomoći projektantu
da razvije kvalitetan proizvod, postojeći sistemi za analizu tehnologičnosti se moraju
poboljšati u smislu:
Obima – uzimanja u razmatranje novih materijala i procesa koji se budu
pojavljivali, kao i saradnje sa dobavljačima i kupcima.
Tačnosti – eliminacije grešaka iz programskih sistema kao i njihovo ažuriranje
novim znanjem kako se ne bi dešavali finansijski gubici.
Brzine – dobijanje rezultata analize tehnologičnosti proizvoda u što kraćem
vremenskom periodu, uz primenu softverskih i hardverskih sistema, pri čemu se
smanjuje vreme razvoja proizvoda.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
53
Neki specifični pravci razvoja sistema za analizu tehnologičnosti proizvoda su:
Sposobnost sistema da izvrši analizu različitih vrsta proizvodnih tehnologija i da
oceni mogućnost njihove primene,
Sposobnost analize i ocene različitih alternativa tehnoloških i proizvodnih
procesa,
Određivanje tolerancija na crtežu proizvoda s obzirom na zadati kvalitet obrade
površine i obrnuto,
Automatsko generisanje sugestija za redizajn proizvoda,
Razmatranje svih karakteristika proizvoda u životnom ciklusu,
Stalna provera sistema i njegovo osavremenjivanje u smislu mogućnosti primene
novih materijala i procesa,
Primena novih informacionih tehnologija kroz modeliranje procesa, virtuelnu i
distribuiranu proizvodnju, itd.
4.1.2.2 Projektovanje proizvoda za izvrsnost DFX
Uspešan razvoj novih proizvoda podrazumeva takva rešenja koja su pogodna za sve
faze njihovog životnog ciklusa, od projektovanja pa do reciklaže i odlaganja. U nastojanju da
se pomogne projektantima u što kvalitetnijoj proceni uticaja svih faza životnog ciklusa
proizvoda, proizvodne kompanije i istraživači su razvili mnoge alate i tehnike za odlučivanje,
koje figurišu pod nazivom Projektovanje za izvrsnost – DFX [110], slika 4.8.
MARKETING PROJEKTOVANJE
PROIZVODA
PROIZVODNJA
Procena
zahteva
tržišta
Konceptualno
Oblikovanje
Detaljno
Verifikacija
Projektovanje
tehnoloških
procesa
Planiranje i
upravljanje
proizvodnjom
Proces
proizvodnje
DF
X M
eto
do
log
ije
DF
X M
eto
do
log
ije
Pro
ces
iIn
form
ac
ije
Po
vra
tne
info
rma
cij
e
DRUGI ASPEKTI
ŽIVOTNOG CIKLUSA
PROIZVODA
Servis
Recikliranje
Životna
sredina
- Zahtevi tržišta
- Marketing procene
- Specifikacije konstrukcije
- Mišljenja konstruktora
- Inovacije procesa Finalni proizvod
- Pitanja za kupce
- Sugestije za kupce
- Znanje o tehnološkim procesima
- Unapređenje konstrukcije
- Modifikacije procesa, inovacije
- “Naučene lekcije” iz proizvodnje
- Unapređenje projektovanja i proizvodnje
- Povratne informacije o ponašanju
proizvoda u eksploataciji, održavanju, itd.
:
:
DF
X M
eto
do
log
ije
Slika 4.8 DFX u životnom ciklusu proizvoda [110]
Ovaj koncept obuhvata širok spektar projektnih specifičnosti i zahteva, među kojima su
prvo nastali projektovanje za izradu DFM i projektovanje za montažu DFA, koji su
objedinjeni u koncept projektovanja za izradu i montažu DFMA, a potom i projektovanje za
kvalitet DFQ, projektovanje za demontažu DFD, projektovanje za reciklažu DFR,
projektovanje za životnu okolinu DFE i mnogi drugi. Većina njih su vrlo tesno međusobno
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
54
povezani, tako da ako je odluka doneta na osnovu jednog od njih, to može uticati na ostale
"Xi" u životnom ciklusu proizvoda [107,108].
DFX alati za podršku mogu da imaju različite oblike, od procedura ili skupa smernica
na papiru, do programskih sistema koji su namenjeni za različite vrste analiza, procena i
određivanja tehnologičnosti proizvoda, troškova, itd. Pojedini alati i tehnike konkurentnog
razvoja proizvoda i mesto posmatranih DFX tehnika su prikazani na slici 4.9.
IdejaKonceptualno
projektovanje
Detaljno
projektovanjeVerifikacija
Proizvodnja/
Distribucija
Primena/
Održavanje...
Pre-projektni
razvojProjektovanje proizvoda i procesa Post-projektni razvoj
QFD
FMEA
DFM,DFA,DFP,
DFS,DFR,DFE...
CA
DOE
Alati i tehnike konkurentnog razvoja proizvoda
Slika 4.9 Alati konkurentnog razvoja proizvoda i mesto DFX tehnika [223,215]
Projektovanje za izradu i montažu DFMA
Tokom 80-ih i 90-ih godina prošlog veka vršena su istraživanja koja su imala za cilj da
otkriju šta japansku industriju čini konkurentnijom u odnosu na industriju u USA. Ova studija
je pokazala da automatizacija čini samo jednu trećinu ukupne razlike u ostvarenoj
produktivnosti. Autori studije su zaključili da ne mogu poboljšanjima u procesu rada da
povećaju kompetetivnost i da proizvodi postanu konkurentniji ako dizajn proizvoda nije
dobar. Takođe je zaključeno, za čega sada postoje brojni dokazi, da projektovanje za
proizvodnju i montažu DFMA uz podršku drugih DFX metoda imaju ključnu ulogu za
postizanje visoke proizvodnosti u svim proizvodnim delatnostima, odnosno industriji
[17,282].
Sve složeniji proizvodi i odgovarajuće tehnologije proizvodnje, nedostatak proizvodnog
znanja, pritisak na projektante da što pre projektuju proizvod, stava projektanata "mi vama
crtež, vi ga proizvedite" ili tzv. komunikaciju "preko zida", sve veća sofisticiranost
proizvodne tehnike, uticali su na to da su projektanti sve manje bili u stanju da izbegnu
nepotrebne troškove proizvodnje. Još ranih 80-ih je postalo izvesno da je neophodno
razmatrati mogućnost izrade i montaže još u ranoj fazi razvoja proizvoda. Jedan od načina
ispunjenja ovih zahteva je da tehnolozi postanu deo tima simultanog razvoja proizvoda.
Projektovanje za izradu DFM i projektovanje za montažu DFA su dve najčešće
primenjivane DFX metodologije i veoma često se posmatraju objedinjeno kao projektovanje
za izradu i montažu DFMA. Prikaz mesta i uloge analize tehnologičnosti proizvoda sa aspekta
projektovanja za montažu i projektovanja za izradu u ciklusu projektovanja proizvoda dat je
na slici 4.10.
Dva osnovna aspekta za projektovanje kvalitetne konstrukcije proizvoda s obzirom na
izradu i montažu su [17]:
DFM u izboru kvalitetnog odnosa materijala i procesa, kao i proceni troškova
izrade delova i
DFA u pojednostavljenju strukture proizvoda i kvantifikovanju troškova
montaže.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
55
Definisanje zahteva za projektovanje proizvoda
Analiza proizvoda i
redukcija broja delova
Projektovanje delova
pogodnih za montažu
Troškovi montaže
Revizija dizajna proizvoda
Konceptualno projektovanje proizvoda
Izbor materijala
Izbor procesa
Projektovanje delova
pogodnih za izradu
Troškovi izrade delova
Detaljno projektovanje proizvoda
DFA DFM
Slika 4.10 Mesto i zadaci DFMA [251]
DFM pokriva širok spektar različitih proizvodnih procesa, odnosno tehnologija. Svaki
od procesa ima širok spektar smernica za poboljšanje konstrukcije proizvoda sa aspekta
zahteva proizvodnje. Osnovne smernice za DFM koje se mogu primeniti za različite procese
proizvodnje su [32,33,64,251]:
Maksimalna standardizacija delova i površina za izradu,
Izbor varijante procesa za lakšu i jeftiniju izradu,
Izbor procesa koji poboljšava uniformnost,
Izbor odgovarajućih tolerancija i kvaliteta obrade površina,
Izbor materijala pogodnih za izradu,
Minimizacija broja operacija, pripremnih i pomoćnih vremena,
Minimizacija potrebnih resursa,
Uključivanje novih materijala i procesa, i dr.
Osnovne smernice metodologija projektovanja za montažu DFA su
[32,33,55,64,192,251,294]:
Minimizirati broj delova,
Projektovati konstrukciju na modularnom principu,
Koristiti standardne i simetrične delove,
Konstruisati proizvod sa stabilnim baznim delom i minimalnim brojem
kontaktnih površina,
Eliminisati dodatne delove za fiksiranje uvek kada je to moguće,
Konstruisati proizvod sa minimalnim brojem osa i nivoa montaže,
Obezbediti pristup za ugradnju delova,
Obezbediti funkciju samofiksiranja i samopozicioniranja delova,
Oblikovati delove sa obeležjima za pravilnu orijentaciju, pozicioniranje i
pričvršćivanje,
Optimizirati manipulaciju delovima i podešavanja,
Izbegavati delove koji se mogu međusobno zamrsiti ili upetljati i dr.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
56
Kao zaključak, mogu se definisati osnovni ciljevi DFMA metodologija:
Smanjenje broja delova,
Povećanje stepena standardizacije,
Pojednostavljenje operacija izrade i montaže,
Smanjenje vremena izrade i montaže i brži izlazak proizvoda na tržište i
Smanjenje troškova izrade i montaže.
Kao pomoć projektantima u razvoju kvalitetnih proizvoda, razvijen je određeni broj
programskih sistema iz oblasti projektovanja za izradu i montažu DFMA, među kojima su
najznačajniji i najviše korišćeni:
DFMA2, Boothroyd Dewhurst Inc., USA, [64], programski sistem razvijen prema
metodologiji koju su razvili Boothroyd i Dewhurst [32,33],
TeamSET, CSC Computer Sciences Ltd, UK, [257], programski sistem razvijen
prema Lucas-Hull metodologiji koja je nastala u kooperaciji Lucas organizacije
i Hull Univerziteta u UK [251] i
AEM Assembly Evaluation Method, Hitachi Corp., Japan, prema metodologiji
koju su razvili Miyakawa i Ohashi [42,192,251].
Pregled tipičnih koraka kod primene Boothroyd-Dewhurst DFMA metodologije i
odgovarajućeg programskog sistema, prikazan je na slici 4.11.
Koncept proizvoda
Projektovanje za montažu
(DFA)
Preporuke za unapređenje i
pojednostavljenje strukture
proizvoda
Izbor materijala i procesa i
rana DFM procena troškova
Najbolji koncept proizvoda
Projektovanje za Izradu
(DFM)
Preporuke za najekonomičnije
materijale i procese
Detaljan dizajn delova sa
miminimalnim troškovima
proizvodnje
Prototip
Proces proizvodnje
Slika 4.11 Tipični koraci primene programskog sistema DFMA [32,33]
Prvo se vrši DFA analiza, čime se postiže pojednostavljivanje strukture proizvoda uz
procenu troškova montaže. Potom se vrši preliminarna DFM procena troškova izrade delova
za početni dizajn i novi dizajn dobijen nakon DFA analize, kako bi se donele kompromisne
odluke. Procena troškova se vrši na osnovu izbora najpovoljnije kombinacije materijala i
procesa izrade delove proizvoda. Nakon ove analize vrši se izbor najboljeg konceptualnog
dizajna proizvoda, posle čega se vrši DFM analiza, koja predstavlja osnovu za detaljno
projektovanje proizvoda.
2 U znak priznanja, ko-osnivači Geoffrey Boothroyd i Peter Dewhurst su dobili Nacionalnu medalju iz oblasti
tehnike od predsednika USA
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
57
Kao što je poznato, DFMA je integracija različitih, ali međusobno uslovljenih zahteva
projektovanja i proizvodnje proizvoda, s obzirom na mogućnost procesa izrade i montaže, pri
čemu se mogu javiti konfliktne situacije. Tako, na primer, u cilju obezbeđivanja
funkcionalnosti proizvoda često dolazi do razvoja složene strukture pojedinih delova ili
proizvoda koje je teško ili nemoguće ekonomično ili racionalno proizvoditi. U cilju postizanja
pogodnosti za izradu javlja se potreba funkcionalnog rastavljanja jednog dela na dva ili više
delova, što je u suprotnosti sa preporukama pogodnosti za montažu u pogledu minimalnog
broja delova. Ovakve i slične kompromisne odluke je nemoguće doneti bez dodatne analize
procene troškova i/ili vremena. Prema tome, razvoj proizvoda visokog stepena
tehnologičnosti ima bitan uticaj na troškove izrade, odnosno njegovu cenu.
Proizvodni sistemi koji su koristili DFMA metodologije i odgovarajuće softvere postigli
su značajna unapređenja u smislu [64]:
Smanjenja troškova izrade za 42%,
Smanjenja broja delova za 54%,
Smanjenja vremena montaže za 60%,
Smanjenja ciklusa razvoja proizvoda za 45% i
Smanjenja cene proizvoda za 50%.
4.1.3 Izbor materijala, pripremaka i proizvodnih procesa
Zadatak razvoja i osvajanja proizvodnje novog proizvoda je višedimenzionalni problem
koji određuju zahtevi uslova upotrebe i eksploatacije proizvoda, njegova funkcionalnost i
uslovi koje određuju društvo i tržište, sa jedne strane, i proces proizvodnje u uslovima
ograničenja izrade i montaže, slika 4.12.
Uslovi upotrebe i eksploatacije, funkcionalnost i uslovi društva i tržišta u pogledu
tehnoloških, estetskih, ekonomskih i drugih zahteva, koji se postavljaju pred tim za razvoj
proizvoda utiču na izbor materijala, odnosno pripremka i oblikovanje i dimenzionisanje
proizvoda. Pri tome, proces odlučivanja pri izboru materijala, odnosno pripremka, kao i
tehnološkog procesa njegove izrade i obrade do nivoa zahteva definisanih crtežom proizvoda
može biti dodatno složen zbog određenih proizvodnih ograničenja i kriterijuma [243].
USLOVI
UPOTREBE -
EKSPLOATACIJE
FUNKCIJA
prenos meh.
opterećenja,
kretanja, toplote,
itd.
USLOVI
DRUŠTVA I
TRŽIŠTA
tehnološki,
estetski,
ekonomski,
okoline, itd.
PROIZVODNI
PROCES
izbor
procesa
MATERIJALI
izbor
materijala
OBLIK I
DIMENZIJE
konstruisanje
PROIZVODNA
OGRANIČENJA I
USLOVI IZRADE I
MONTAŽE
Slika 4.12 Povezanost konstruisanja, izbora materijala i izbora procesa proizvodnje pri
razvoju proizvoda [86]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
58
U svakom slučaju, kombinacija izabranih materijala i procesa izrade i obrade
pripremaka mora biti kompatibilna, jer se tokom projektovanja, proizvodnje i primene
proizvoda moraju ispuniti zahtevi inženjerskog dizajna. Postoje dva osnovna prilaza za izbor
kandidata kombinacije materijal/proces za proizvodnju proizvoda [50]:
Prvo materijal pa proces i
Prvo proces pa materijal.
Kod prilaza prvo materijal pa proces proizvodnje, projektanti prvo biraju klasu
materijala na osnovu ulaznih zahteva, nakon toga se vrši izbor mogućih pripremaka i procesa
proizvodnje, uključujući i mogućnost izbora optimalnog procesa proizvodnje.
Kod prilaza prvo proces proizvodnje pa materijal, projektanti prvo projektuju
preliminarni tehnološki proces, a potom se vrši izbor i evaluacija odgovarajućih potencijalnih
materijala na osnovu ulaznih proizvodnih zahteva.
Izbor tehnološkog procesa je jedna od najtežih odluka u proizvodnji novih proizvoda. U
proizvodnoj praksi se veoma često tehnološki proces bira na osnovu prethodno projektovanog
tehnološkog procesa za slične proizvode. U slučaju mogućnosti primene više alternativnih
tehnoloških procesa, koriste se odgovarajući kriterijumi za izbor najpovoljnijeg rešenja [54].
Izbor tehnološkog procesa uslovljen je, uglavnom, ekonomskim, organizacionim i
tehnološkim faktorima. Neki od mogućih kriterijuma za izbor primarnog tehnološkog procesa,
kao što su zaostala naprezanja u pripremku, šema napregnutog stanja, obradljivost, stepen
anizotropije materijala, itd., su veoma složeni i nedovoljno precizni da bi bili osnova za
donošenje odluke o izboru primarnog tehnološkog procesa [56]. Opšti algoritam modela za
izbor primarnog tehnološkog procesa je vrlo složen zbog:
Nemogućnosti kvantifikacije svih interakcija, odnosno neistraženosti uticaja svih
tehnologija na strukturu i svojstva materijala i obrnuto,
Sve većeg broja tehnologija i procesa koji nisu potpuno ispitani i za koje nije u
potpunosti poznato ponašanje materijala,
Nepostojanja potpunih i sistematizovanih podloga za izbor tehnologija i
procesa,
Potreba kontinuiranog preciznog monitoringa i
''Izrade pravila'', odnosno primene tehnika veštačke inteligencije kao i baze
znanja u procesu odlučivanja.
U cilju lakšeg izbora i definisanja procesa proizvodnje mnogi autori su izvršili podelu
tehnoloških procesa u određene grupe. Tako npr. Ashby [16] je izvršio podelu prema vrsti i
redosledu izvođenja procesa na:
Primarne procese oblikovanja,
Sekundarne procese oblikovanja,
Tercijalne procese oblikovanja,
Procese spajanja i
Završne procese.
Pod primarnim tehnološkim procesima najčešće se podrazumevaju procesi livenja,
procesi plastičnog deformisanja, procesi prerade polimera i stakla, metalurgije praha, rapid-
prototyping, itd. Ovim procesima mogu da se dobiju gotovi proizvodi, ali veoma često služe
za dobijanje pripremaka koji se potom obrađuju drugim procesima do nivoa koji odgovara
finalnom proizvodu. Pod primarnim tehnološkim procesima mogu se podrazumevati i procesi
obrade skidanjem materijala, kada se koriste standardni pripremci, kao što su šipke, cevi,
ploče i dr.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
59
Sekundarni procesi oblikovanja menjaju oblik proizvoda uklanjanjem ili dodavanjem
materijala. U ovu grupu se najčešće ubrajaju procesi obrade skidanjem materijala, kada se
koriste nestandardni pripremci, kao što su odlivci, otkovci, itd..
Tercijalnim procesima oblikovanja, odnosno procesima termičke obrade menja se stanje
površine i druga svojstva materijala proizvoda.
Završni procesi se dele na procese poliranja, čišćenja, farbanja, itd. Procesi spajanja
obuhvataju procese lepljenja, zavarivanja i pričvršćivanja.
Problemom izbora tehnoloških procesa bavili su se mnogi autori, kao što su
[17,35,54,251] i dr. Na slici 4.13 dat je osnovni algoritam izbora tehnološkog procesa, koji u
suštini sadrži najbitnije faze izbora, zajedničke za većinu metodologija [16].
Svi mogući procesi
Preslikavanje zahteva dizajna
Identifikacija klase materijala, klase oblika i
atributa procesa
Izabrani proces proizvodnje
Provera zadovoljenja ograničenja procesa
Eliminacija procesa koji ne mogu da
zadovolje postavljene uslove dizajna
Rangiranje prema definisanoj f-ji cilja
Izbor i proračun jedne ili više f-ja cilja.
Rangiranje odgovarajućih procesa.
Traženje dodatnih informacija
Pretraživanje i analiza sličnih proizvoda i
realizovanih procesa proizvodnje
Slika 4.13 Osnovni algoritam izbora tehnološkog procesa [16]
U prvoj fazi u okviru preslikavanja zahteva dizajna proizvoda, definišu se:
Funkcije, odnosno zahtevi koji se očekuju od procesa, kao i vrsta procesa koje je
potrebno primeniti,
Ograničenja u okviru kojih se identifikuje željena klasa materijala, klasa oblika
i atributi procesa i
Kriterijumi za ocenu i izbor tehnoloških procesa.
U drugoj fazi, koja se naziva fazom izvodljivosti [54], vrši se provera postavljenih
ograničenja i eliminacija neodgovarajućih procesa. Ova faza se analitički najčešće realizuje
pretraživanjem tabela u kojima su matrično definisane mogućnosti ili ograničenja
tehnološkog procesa s obzirom na atribute proizvoda, proizvodnje i procesa. Najčešći atributi,
odnosno kriterijumi su vrsta materijala, oblik, količine, tačnost, i dr.
Primer kompatibilnosti izabrane vrste materijala i odgovarajućeg procesa proizvodnje
dat je u tabeli 4.2, dok je tabeli 4.3 dat primer ograničenja ili mogućnosti tehnoloških procesa
s obzirom na odgovarajuće atribute ili kriterijume procesa.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
60
Tabela 4.2 Kompatibilnost materijala i tehnoloških procesa [32,33,164]
Procesi
Siv
liv
i
No
du
larn
i li
v
Ug
ljen
ičn
i
čeli
ci
Leg
ira
ni
čeli
ci
Ner
đa
jući
čeli
ci
Alu
min
iju
m i
Al
leg
ure
Ba
ka
r i
Cu
leg
ure
Cin
k i
Zn
leg
ure
Ma
gn
ezij
um
i
Mg
leg
ure
Tit
an
ium
i T
i
leg
ure
Nik
al
i N
i
leg
ure
Va
tro
otp
orn
i
met
ali
Ter
mo
pla
sti
Du
rom
eri
Livenje u pesku O O O O O O - O - O - X X
Precizno livenje - O O O O O - - - O - X X
Livenje pod pritiskom X X X X O - O O X X X X X
Brizganje X X X X X X X X X X X O -
Brizganje pene X X X X X X X X X X X O X
Duvanje X X X X X X X X X X X O X
Centrifugalno livenje X X X X X X X X X X X O X
Termoformiranje X X X X X X X X X X X O X
Istiskivanje X O O - O O O - X X X X X
Hladno sabijanje X O O O O O - - X - X X X
Kovanje u zatvorenom kalupu X O O O O O X O O - - X X
Toplo ekstrudiranje X O - - O O X O - - - X X
Rotaciono kovanje X O O O O - - O X O O X X
Obrada rezanjem O O O O O O O O - - - - -
Elektrohemijska obrada EHM O O O O - - - - O O - X X
Elektroerozivna obrada EDM X O O O O O - - - O - X X
Elektroerozivna obrada žicom X O O O O O - - - O - O X
Oblikovanje lima X O O O O O - - - - X X X
Rotaciono izvlačenje X O - O O O O - - - - X X
O - normalna praksa - manje primenljivo X - nije primenljivo
Tabela 4.3 Tehnološki procesi proizvodnje i njihovi atributi [17,164]
Procesi
Atributi ili kriterijumi procesa
Kvalitet površine Tačnost
dimenzija
Kompleksnost
oblika Proizvodnost
Obim
proizvodnje
Površina
projekcije
Relativni
troškovi
Livenje pod pritiskom N V V V/S V S/N V
Centrifugalno livenje S S S N S/N V/S/N V/S
Presovanje N V S V/S V/S V/S/N V/S
Brizganje N V V V/S V/S S/N V/S/N
Livenje u pesku V S S N V/S/N V/S/N V/S/N
Livenje u školjke N V V V/S V/S V/S S/N
Precizno livenje N V V N V/S/N S/N V/S
Rezanje jednim sečivom N V S V/S/N V/S/N V/S/N V/S/N
Glodanje N V V S/N V/S/N V/S/N V/S/N
Brušenje N V S N S/N S/N V/S
Elektroerozivna obrada N V V N N S/N V
Duvanje S S S V/S V/S S/N V/S/N
Obrada lima N V V V/S V/S V/S/N N
Kovanje S S S V/S V/S V/S/N V/S
Valjanje N S V V V V/S V/
Ekstrudiranje N V V V/S V/S S/N V/S
Metalurgija praha N V V V/S V N V/S
Ključ ocena
V-Visoko >6,3 <0,13 Visoka >100 >5000 >0,5
S-Srednje 1,6÷6,3 0,13÷1,3 Srednja 10÷100 100÷1000 0,02÷0,5
N-Nisko <1,6 >1,3 Niska <10 <100 <0,02
Jedinice μm mm kom/sat komada m2
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
61
Primer izbora primarnog tehnološkog procesa, koji se vrši na osnovu kategorizacije
proizvoda u jednu od ponuđenih grupa složenosti oblika i količine proizvoda, prikazan je na
slici 4.14. Kao rezultat izbora dobija se predloženi ponderisani redosled mogućih tehnologija,
odnosno procesa primarne izrade, pri čemu su oznake: A-livenje, B-obrada deformisanjem, C-
obrada skidanjem materijala, D-spajanje, E-montaža, F-oblikovanje dodavanjem materijala.
Nakon izbora primarnog tehnološkog procesa npr. procesi livenja, u drugom koraku na bazi
odgovarajućih kriterijuma, bira se konkretan proces, odnosno vrsta procesa livenja. Nakon
pojedinih procesa, kao što su livenje, kovanje i dr., potrebno je izabrati odgovarajuće
sekundarne i druge procese, da bi se postigla tražena tačnost i kvalitet, što predstavlja naredni
korak u definisanju tehnološkog procesa proizvodnje delova.
Slika 4.14 Izbor primarnog tehnološkog procesa u zavisnosti od složenosti oblika i
količine [99]
U trećoj fazi vrši se rangiranje mogućih tehnoloških procesa prema definisanom/im
kriterijumima optimizacije, odnosno funkciji/ama cilja. Najčešći kriterijumi optimizacije su
vreme i troškovi izrade i kvalitet proizvoda.
Sistem vrednovanja tehnoloških procesa, na osnovu procene odnosa proces/kriterijumi
procesa, preko ponderisanih ocena od 1 do 5, dat je na slici 4.15, dok je u tabeli 4.4 dat primer
vrednovanja pojedinih procesa, sa definisanim ponderisanim ocenama pojedinih procesa za
posmatrane kriterijume, prema [17].
ASM SISTEM
VREDNOVANJA TEHNOLOŠKIH
PROCESA
FLEKSIBILNOSTVREME CIKLUSA KVALITETPOGONSKI
TROŠKOVI
ISKORIŠĆENOST
MATERIJALA
1. > 15 min.
2. od 5 do 15 min.
3. od 1 do 5 min.
4. od 20 s. do 1 min.
5. < 20 s.
1. Loš kvalitet, prosečna pouzdanost
2. Prosečan kvalitet
3. Zadovoljavajući kvalitet
4. Dobar kvalitet
5. Visok kvalitet
1. Prelaz ekstremno težak
2. Spori prelaz
3. Prosečan prelaz i vreme pripreme
4. Brzi prelaz
5. Nema vremena pripreme
1. Otpad >100% gotovog proizvoda
2. Otpad od 50 do 100%
3. Otpad od 10 do 50%
4. Otpad <10% gotovog proizvoda
5. Bez primetnog otpada
1. Vrlo visoki troškovi opreme i obrade
2. Visoki troškovi opreme i obrade
3. Troškovi opreme i obrade prosečni
4. Niski troškovi opreme i obrade
5. Bez troškova opreme
Slika 4.15 ASM sistem vrednovanja tehnoloških procesa [17]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
62
Tabela 4.4 Primer vrednovanja pojedinih tehnoloških procesa na osnovu kriterijuma [17]
Procesi Oblik
Kriterijumi za vrednovanje procesa
Vreme
ciklusa Fleksibilnost
Iskorišćenost
materijala Kvalitet
Pogonski
troškovi
Livenje u pesku 3D 2 5 2 2 1
Precizno livenje 3D 2 4 4 4 3
Livenje u kokile 3D 4 2 2 3 2
Livenje pod pritiskom 3D puni 5 1 4 2 1
Centrifugalno livenje 3D šuplji 2 3 5 3 3
Brizganje 3D 4 1 4 3 1
Obrada rezanjem 1 oštricom 3D 2 5 1 5 5
Obrada rezanjem s više oštrica 3D 3 5 1 5 4
Brušenje 3D 2 5 1 5 4
Elektroerozivna obrada 3D 1 4 1 5 1
Ova faza se naziva „faza optimizacije“, koja se prema [54] može podeliti na dve
podfaze:
Ukoliko nakon druge faze preostaje veliki broj procesa koji zadovoljavaju
postavljena ograničenja kriterijuma (više od 6) prelazi se na prvu podfazu, gde
se usvajaju neophodne minimalne vrednosti ponderisanih ocena procesa za
određene kriterijume. Procesi koji ne ispunjavaju usvojene minimalne vrednosti
ovih ponderisanih ocena se eliminišu.
U drugoj podfazi vrši se dodeljivanje težinskih koeficijenta pojedinim
kriterijumima procesa, a nakon toga i proračun ponderisanog ranga vrednosti
preostalih procesa prema formuli (4.1), na osnovu čega se utvrđuje redosled
procesa, odnosno rangiranje procesa.
)(1
i
n
i
i WPWRV
(4.1)
gde su:
WRV – ponderisani rang vrednosti procesa
n – ukupan broj kriterijuma
Pi – ponderisana ocena procesa za određeni kriterijum
Wi – težinski koeficijent kriterijuma
U četvrtoj fazi se najbolje rangirani procesi detaljno analiziraju i ispituju u cilju
dobijanja dodatnih i potvrdnih informacija o kvalitetu izbora, razmatraju se eventualne
moguće štetne posledice za neke kriterijume koji nisu uzeti u razmatranje. Ako se utvrdi da
ima nekih bitnih nedostataka usvaja se sledeći proces po rangu vrednosti.
U radu [251] razvijene su Informacione mape proizvodnih procesa "PRIMA", koje daju
detaljne podatke o karakteristikama i mogućnostima odgovarajućih tehnoloških procesa.
Mapa svakog procesa je podeljena na sedam kategorija:
Opis procesa: Objašnjenje osnovnih karakteristika procesa sa slikovnim
prikazom osnovnih operacija i zahvata u procesu.
Materijal: Definisanje materijala pogodnih za posmatrani proces.
Varijacije procesa: Opis mogućih varijacija osnovnog procesa.
Ekonomska pitanja: Opis karakteristika procesa kao što su proizvodnost,
optimalan obim proizvodnje, troškovi alata i radne snage, ciklusna vremena, itd.
Tipični primeri primene: Primeri proizvoda koji su uspešno proizvedeni
primenom posmatranog procesa.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
63
Aspekti dizajna: Mogućnosti ili ograničenja koja su relevantna za dizajn
proizvoda, kao i standardne informacije o opsegu veličina, opštoj konfiguraciji,
itd.
Pitanja kvaliteta: Standardne informacije uključujući grafikone mogućnosti
procesa (gde je to relevantno), tipične kvalitete površine i detalja, kao i
informacije o najčešćim greškama tokom primene posmatranog procesa.
Najzastupljeniji procesi u metaloprerađivačkoj industriji su procesi obrade skidanjem
materijala, koji mogu biti osnovni, odnosno primarni procesi ili pak sekundarni procesi
obrade. Za izradu ovakvih proizvoda koriste se razne vrste pipremaka, kako u pogledu
tehnologija njihove izrade, tako i u pogledu materijala, oblika, dimenzija, kvaliteta, itd. S
obzirom na to da se ovi pripremci dobijaju nekim od primarnih procesa oblikovanja, često se
može poistovetiti izbor primarnog procesa i izbor pripremka, odnosno kriterijumi za izbor
primarnih procesa predstavljaju i kriterijume za izbor pripremaka.
Kao što je poznato, proces proizvodnje najvećeg broja delova, odnosno proizvoda
obuhvata kombinaciju različitih tehnologija. Višestruka varijantnost tehnoloških procesa
izrade proizvoda je jedna od njihovih osnovnih karakteristika, na koju najviše utiču:
Vrsta pripremka,
Vrsta i redosled operacija i zahvata,
Proizvodni resursi i
Tehnoekonomski efekti.
Pri definisanju redosleda operacija obrade neophodno je izvršiti sistematizaciju
površina, odnosno tipskih oblika koji definišu konstrukciju proizvoda, na osnovne tri grupe
površina [270]:
Osnovne funkcionalne površine,
Pomoćne površine i
Baze za obradu.
U opštem slučaju, redosled izvođenja operacija obrade je:
Obrada baza,
Gruba obrada osnovnih površina,
Gruba obrada pomoćnih površina, koja je najčešće ujedno i završna obrada,
Specijalne obrade (npr. termička obrada, doterivanje, itd.) i
Završna obrada osnovnih površina.
4.1.4 Procena troškova i vremena proizvodnje
Određivanje troškova i vremena proizvodnje predstavlja u velikom broju slučajeva
osnovu za donošenje kvalitetnih odluka u proizvodnoj praksi [266]. U zavisnosti od faze
razvoja proizvoda postoje različiti načini određivanja troškova i vremena, u početnim fazama
se uglavnom vrši procena, a u kasnijim fazama detaljan proračun troškova i vremena [172].
Jedan od osnovnih zadataka konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa je
procena i smanjenje proizvodnih troškova, koje se uopšteno može realizovati:
Primenom i nabavkom jeftinijih materijala,
Proizvodnjom sa malo proizvodnog otpada,
Proizvodima sa što manjom masom,
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
64
Proizvodnjom u većim serijama,
Izborom proizvodnih procesa koji imaju kratko vreme i niske troškove izrade po
jedinici vremena,
Projektovanjem tehnologičnog proizvoda primenom DFMA i drugih DFX
metoda, itd.
Nemogućnost preduzeća da brzo i uspešno proceni troškove i cenu proizvoda može
značajno da ugrozi njegov ekonomski opstanak na konkurentnom tržištu. Procena troškova je
veoma značajna s obzirom na održivost projekta i smanjenje troškova razvoja i proizvodnje
proizvoda. Jedan od bitnih zadataka procene troškova izrade proizvoda predstavlja
obezbeđivanje dovoljno pouzdanih informacija o elementima troškova u ranoj fazi razvoja
proizvoda, na osnovu kojih se mogu doneti odluke o izboru kvalitetnih varijanti proizvoda i
ekonomičnosti njihove proizvodnje.
Pored procene troškova, veoma je bitno izvršiti i procenu vremena proizvodnje koje
utiče na troškove proizvodnje i rokove isporuke proizvoda. Loša procena troškova i vremena
proizvodnje imaju sledeće posledice:
Previsoka procena troškova proizvodnje utiče na formiranje visoke cene
proizvoda, što ima za posledicu nekonkurentnost na tržištu,
Premala procena troškova proizvoda utiče na formiranje niske cene proizvoda,
što ima za posledicu ostvarivanje gubitaka u poslovanju,
Prevelika procena vremena proizvodnje povlači posledice previsoke procene
troškova, kao i nemogućnosti zadovoljenja zahtevanih rokova isporuke i
Premala procena vremena proizvodnje povlači posledice premale procene
troškova, kao i nemogućnosti poštovanja definisanih rokova proizvodnje.
Mnogi istraživači su se bavili problemom procene troškova, među kojima su [1,98,138]
i dr. Razvijen je veliki broj metoda i tehnika za proračun i procenu troškova proizvodnje.
Pojedini autori su pokušavali da obuhvate sve proizvodne procese, dok su se drugi orijentisali
na pojedine grupe najčešće sličnih procesa. Ove metode mogu da se grupišu na različite
načine, kao u radu [147]. U radovima [53,172] izvršena je podela metoda i tehnika u određene
grupe, prema načinu realizacije, fazi primene u procesu razvoja proizvoda i preciznosti
metodologije, tabela 4.5.
Tabela 4.5 Podela metoda za proračun i procenu troškova [53,172]
Metoda Opis Najbolja
primena za
Preciznost
(nivo greške)
Intuitivna Procena troškova na bazi ličnog znanja, iskustva i
intuicije.
Globalno
planiranje
proizvodnje
30-50 %
Komparativna
(Metoda
poređenja)
Procena na osnovu postojećih troškova sličnih
delova.
Globalno
planiranje
proizvodnje
30-50 %
Analogna
Procena na bazi troškova sličnih delova, definišu se
osnovni parametri za poređenje sa prethodnim
slučajevima.
Konceptualno
projektovanje 14-30 %
Parametarska
Vrši se izbor jednog ili više parametara koji će se
posmatrati. Oni se koriste zajedno sa težinskim
koeficijentima za procenu troškova.
Konceptualno
projektovanje 14-30 %
Analitička
U obzir se uzimaju direktni i indirektni troškovi. Vrši
se proračun svih elementarnih troškova i njihovim
sabiranjem se dobijaju ukupni troškovi proizvodnje.
Detaljno
projektovanje 5-15 %
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
65
Iz pomenute tabele se vidi da se za konceptualno projektovanje proizvoda i tehnoloških
procesa preporučuju analogne i parametarske metode. Kod ovih metoda procena troškova se
vrši na osnovu poznatih troškova sličnih delova i parametara proizvoda i procesa uzetih za
poređenje. Za procenu troškova su neophodne odgovarajuće informacije o konceptualnom
projektovanom proizvodu, izabranom materijalu i konceptualno projektovanom tehnološkom
procesu. Određeni troškovi u ovoj fazi razvoja proizvoda su orijentacioni (nivo greške 14-
30%), što može da oteža procenu kvaliteta konstrukcije proizvoda. Međutim, za ovaj nivo
projektovanja oni mogu biti veoma značajni i pouzdani jer osnovni cilj nije utvrđivanje
stvarnih ili konačnih troškova već ocena tehnologičnosti proizvoda, procena troškova i izbor
odgovarajućih najpovoljnijih varijanti tehnologija izrade.
Pojedini autori preporučuju primenu ABC analize za redukciju troškova proizvoda, pri
čemu se napori na smanjenju troškova usmeravaju na delove proizvoda, koji, s obzirom na
uticaj na troškove, spadaju u grupu A (oko 10-15% delova), čiji troškovi čine 50-70%
troškova proizvoda ili grupe A+B (ukupno 30-45% delova), čiji troškovi čine i do 90%
ukupnih troškova [178].
Pri proceni vremena izrade ne mogu se koristiti standardne procedure određivanja
vremena snimanjem, proračunom vremena zahvata i operacija, kao ni primenom sistema
unapred određenih vremena pokreta, zbog toga što u ovoj fazi nisu raspoloživi podaci za
njihovo određivanje [12,261]. Predviđanje je moguće na osnovu dovođenja u vezu trajanja
operacija i zahvata, kao i nekih pokazatelja karakteristika proizvoda i proizvodnog procesa,
kao što su dimenzije, složenost, kvalitet izrade, i dr..
U naučnim i stručnim istraživanjima procene vremena i troškova se veoma često
izučavaju paralelno jer mogu biti u međusobnoj korelaciji. Za procenu vremena proizvodnje
uglavnom se koriste odgovarajuće metode ili tehnike kao što je regresiona analiza [12],
metode veštačke inteligencije [193,248], itd.
Ovde će se ukratko prikazati dve metode koje se uspešno koriste za procenu troškova
proizvodnje, prva iz grupe analognih [251,257], a druga iz grupe analitičkih [98].
4.1.4.1 Prikaz analogne metode za procenu troškova
Analogna metoda bazira na inženjerskom iskustvu i znanju, kao i odgovarajućim
podacima iz proizvodne prakse koji su sistematizovani u obliku pogodnom za proračun i
procenu troškova proizvodnje pojedinih delova [251].
Troškovi proizvodnje T određenog dela sastoje se od troškova materijala Tm, troškova
izrade Ti i troškovi termičke obrade i/ili površinske zaštite:
t
n
i
im TTTT 1
(4.2)
gde je n- broj različitih operacija izrade
Za određivanje pojedinih koeficijenata koji figurišu u izrazima za proračun, potrebno je
prethodno izvršiti klasifikaciju proizvoda prema geometrijskom obliku. Svi proizvodi su
podeljeni u tri osnovne klase, koje se potom dele na pet različitih podklasa po složenosti.
Osnovne klase su:
A – rotaciono-simetrični i rotaciono-nesimetrični delovi (tabela 4.6)
B – prizmatični i kutijasti puni delovi (tabela 4.7)
C – prizmatični i kutijasti tankozidni delovi(tabela 4.8)
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
66
Tabela 4.6 Klasifikacija rotacionih proizvoda prema geometrijskoj složenosti oblika
ROTACIONO-SIMETRIČNI I ROTACIONO-NESIMETRIČNI
DELOVI
jedna/primarna osa sekundarne ose: otvori, ravne i druge površine
paralelne i/ili normalne na osnovnu osu složeni oblici
samo osnovni rotacioni
oblici sekundarni oblici unutrašnji oblici unutrašnji i/ili spoljašnji
oblici nepravilni i/ili složeni
oblici A1 A2 A3 A4 A5
rotaciono simetrični žljebovi,
useci, konusi, oborene ivice,
zaobljenja, upusti i rupe duž
ose/centralne linije
unutrašnji i spoljni navoji,
nareckani, jednostavni oblici
žljebova na i oko
osnovne ose/centralne linije
rupe/navoji/upusti i ostali
unutrašnji oblici koji se ne
nalaze na osnovnoj osi
projekcije, složeni oblici,
slepi profili, žljebovi na
sekundarnim osama
površine složenog oblika,
i/ili serije oblika koji nisu
obuhvaćeni prethodnim
kategorijama
Tabela 4.7 Klasifikacija prizmatičnih i kutijastih delova
PRIZMATIČNI I KUTIJASTI DELOVI
sa jednom osom/u jednoj ravni višeosni predmeti složeni oblici
samo osnovni
oblici
sekundarni oblici
pravougaone projekcije
duž jedne ili više osa
prosto zaobljeni oblici u
jednoj ravni
nepravilni i/ili zaobljeni
oblici
B1 B2 B3 B4 B5
stepenasti predmeti, žljebovi,
kanali, useci i otvori/navoji
duž jedne ose
stepenasti oblici,T-žljebovi,
zupčanici itd., otvori, navoji,
upusti u jednoj ravni
otvori, navoji, upusti, džepovi
duž više osa ili pod uglom
zaobljenja na unutrašnjim i/ili
spoljašnjim površinama
složene trodimenzionalne
zaobljene površine koje se
ne mogu svrstati u
prethodne kategorije
Tabela 4.8 Klasifikacija pljosnatih i kutijastih tankozidnih delova
PLJOSNATI I KUTIJASTI TANKOZIDNI DELOVI
sa jednom osom sekundarni pravilni oblici sa ponavljanjem pravilni oblici složeni oblici
samo osnovni oblici ravnomeran presek ili
debljina zida
neravnomeran presek ili
debljina zida
kupasti, konusni ili
kutijasti oblici
neravnomerni i/ili
zaobljeni oblici
C1 C2 C3 C4 C5
pripremci, otpresci, podloške,
savijeni i drugi oblici na ili
paralelni sa osnovnom osom
pljosnati zupčanici, višestruko
ili kontinualno savijeni oblici
delovi promenljivog preseka
koji nisu izrađeni višestrukim
savijanjem ili sastavljeni od
više oblika
delovi kod kojih može da se
javi promena debljine zidova
složeni ili nepravilni oblici
ili serije oblika koji nisu
obuhvaćeni prethodim
kategorijama
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
67
U nastavku je prikazana metodologija definisanja elemenata troškova koji figurišu u
izrazima za proračun.
Troškovi materijala Tm
Troškovi materijala se određuju kao proizvod zapremine pripremka VP i jedinične cene
materijala Cmt (cena materijala po jedinici zapremine):
Tm = VP ∙ Cmt (4.3)
Zapremina pripremka se određuje lako kada je u pitanju jednostavan oblik, kao što je na
primer šipka. Međutim, kada je zapremina pripremka složena ili nije poznat oblik pripremka,
onda se ona može odrediti kao proizvod zapremine gotovog dela V i koeficijenta WC koji
uzima u obzir količinu skinutog materijala. Koeficijent WC se može očitati iz tabele 4.9, u
zavisnosti od vrste proizvodnog procesa i složenosti oblika proizvoda prema prethodno
izvršenoj klasifikaciji, tako da je:
VP=V∙WC (4.4)
Tabela 4.9 Koeficijenti skinutog materijala WC (delimičan prikaz)
Složenost
geom.
oblika
PROCES
CF CH SC PDC CDF SMW
AM
MM
CNC
PM IM SM CPM VF GDC
A1 1 1 1.1 1 1.1 - 1.6 1 1 1 1 1 1
A2 1 1 1.1 1.1 1.1 - 2 1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
A3 1 1 1.2 1.1 1.2 - 2.5 1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
A4 - - 1.3 1.2 1.2 - 3 1 1.1 1.2 1.2 1.2 1.2
A5 - - 1.4 1.3 1.3 - 4 1.2 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3
B1 1 1 1.1 1 1.1 - 1.7 1 1 1 1 1 1
B2 1 1 1.1 1.1 1.1 - 2.2 1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
B3 1 1 1.2 1.1 1.2 - 2.8 1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
B4 - - 1.3 1.2 1.2 - 4 1 1.1 1.2 1.1 1.1 1.2
B5 - - 1.4 1.3 1.3 - 6 1.2 1.2 1.3 1.2 1.2 1.3
C1 1 1 1.1 1.1 1.1 1.2 1.8 1 1 1.1 1 1 1
C2 1 1 1.2 1.1 1.1 1.2 2.4 1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
C3 1 1 1.3 1.1 1.1 1.4 4 1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
C4 - - 1.4 1.2 1.2 1.5 6 1 1.2 1.2 1.1 1.1 1.2
C5 - - 1.6 1.3 1.3 1.6 8 1.2 1.3 1.3 1.2 1.2 1.3
Troškovi izrade Ti
U posmatranom slučaju troškovi izrade proizvoda se određuju na približan način, pri
čemu se koriste prethodna iskustva u vezi troškova izrađenih proizvoda koja u sebi sadrže sve
elemente stvarnih troškova i koja su na odgovarajući način sistematizovana i statistički
obrađena.
Kao osnova za određivanje troškova izrade proizvoda uzimaju se troškovi "idealnog
proizvoda", uz korekciju sa relativnim koeficijentom troškova koji iskazuje razliku
posmatranog proizvoda i idealnog proizvoda, s obzirom na vrstu materijala, složenost oblika,
određene dimenzije, tolerancije i kvalitete površina, odnosno:
Ti=PC∙RC (4.5)
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
68
gde su:
PC – Troškovi izrade idealnog proizvoda
RC – Relativni koeficijent troškova
Na osnovu dugogodišnjih istraživanja u proizvodnim preduzećima Velike Britanije
došlo se do funkcija troškova u zavisnosti od obima proizvodnje za različite proizvodne
procese pojedinih proizvoda, koje su prikazane u [65]. Ove funkcije troškova se odnose na
"idealne proizvode", zbog čega su to minimalni troškovi koji se očekuju za definisani godišnji
obim proizvodnje.
Idealan proizvod je proizvod iz određene klase proizvoda koji ima najjednostavniji
oblik, najniže zahteve u pogledu tačnosti, odnosno tolerancija i kvaliteta obrade površina. Na
slici 4.16 je prikazan jedan od grafika funkcija za određivanje troškova idealnog proizvoda od
primenjene tehnologije izrade, odnosno proizvodnog procesa i obima proizvodnje.
Slika 4.16 Grafik funkcija zavisnosti cene idealnog proizvoda od primenjene
tehnologije izrade i obima proizvodnje
Relativni koeficijent troškova se računa na osnovu sledećeg izraza:
RC = Cc∙Cmp∙Cs ∙ Cft (Ct ili Cf) (4.6)
gde su:
Cc – Koeficijent složenosti oblika proizvoda
Cmp – Koeficijent pogodnosti materijala za određeni proces proizvodnje
Cs – Koeficijent koji uzima u obzir debljinu zida proizvoda i određene
dimenzije
Ct – Koeficijent tolerancija
Cf – Koeficijent kvaliteta obrade površina
Za idealan proizvod svi ovi koeficijenti su jednaki jedinici, dok se za konkretne
proizvode koeficijenti očitavaju sa odgovarajućih grafika funkcija ili iz tabela, u zavisnosti od
određenih karakteristika proizvoda vezanih za odgovarajući koeficijent redukcije. Nakon
određivanja koeficijenata tolerancija Ct i kvaliteta obrade površina Cf, uzima se u obzir
koeficijent sa većom vrednošću, koji dobija oznaku Cft.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
69
Za određivanje koeficijenta složenosti proizvoda potrebno je prethodno izvršiti
klasifikaciju proizvoda prema klasi oblika (A, B ili C) i podklasi složenosti (1,2,3,4,5), nakon
čega se koeficijent složenosti očitava sa grafika funkcija. Na slici 4,17 dat je prikaz grafika
funkcija za određivanje koeficijenta složenosti oblika proizvoda za klase oblika A i B.
Klasa oblika A
Klasa oblika B
Slika 4.17 Grafici funkcija za određivanje koeficijenta složenosti za A i B oblike proizvoda
Određeni materijali su manje ili vise pogodni za različite vrste procesa obrade. U tabeli
4,10 date su vrednosti koeficijenata pogodnosti materijala (Cmp) pri primeni različitih vrsta
materijala u određenim procesima obrade.
Tabela 4.10 Koeficijenti pogodnosti materijala Cmp (delimičan prikaz)
Materijal
PROCES
CF CH SC PDC CDF SMW
AM
MM
CNC
PM IM SM CPM VF GDC
Sivi liv - - 1 - - - 1.2 1.6 - 1 - - -
Niskougljenični
čelik 1.3 1.3 1.2 - 1 1.2 1.4 1.2 - 1.2 - - -
Legirani čelik 2 2 1.3 - 2 1.5 2.5 1.1 - 1.3 - - -
Nerđajući čelik 2 2 1.5 - 2 1.5 4 1.1 - 1.5 - - -
Legure Cu 1 1 1 3 1 1 1.1 1 - 1 - - -
Legure Al 1 1 1 1.5 1 1 1 1 - 1 - - 1.5
Legure Zn 1 1 1 1.2 1 1 1.1 1 - 1 - - 1.2
Termoplastika - - - - - - 1.1 - 1 - 1.2 1 -
Termoseti - - - - - - 1.2 - 1 - 1 - -
Elastomeri - - - - - - 1.1 - 1.5 - 1.5 - -
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
70
Primena odgovarajućih procesa izvan domena njegove normalne dimenzione primene
povećava troškove izrade proizvoda, što se ovde karakteriše preko koeficijenta Cs koji uzima
u obzir debljinu zida proizvoda i određene dimenzije. Na slici 4.18 prikazani su primeri
grafika funkcija za određivanje koeficijenta Cs.
Procesi mašinske obrade rezanjem (MM, AM, CNC)
Procesi kovanja u kalupu (CDF)
Proces brizganja plastike (IM)
Proces livenja u pesku (SC)
Slika 4.18 Grafici funkcija za određivanje koeficijenta Cs
Opšte je poznato da zahtevi za povećanjem nivoa tolerancija i kvaliteta obrade utiče na
povećanje troškova proizvodnje. Koeficijent tolerancija Ct i koeficijent kvaliteta obrade
površina Cf se određuje sa grafika funkcija, koji su prikazani na slikama 4.19 i 4.20 za
pojedine vrste procesa obrade.
Prilikom očitavanja vrednosti vodi se računa o tome koliki je broj ortogonalnih ravni
na kojima leže kritične tolerancije i odgovarajući kvaliteti obrade površina (1 ravan, 2 ravni ili
3+ ravni). Odgovarajući procesi se upotrebljavaju za ostvarivanje određene tačnosti obrade u
smislu tolerancija i kvaliteta obrade, pa je tako na ovim graficima vertikalnim linijama
označeno područje mogućnosti ovih procesa. Levo od ove vertikalne linije zahtevaju se
naknadni proces obrade.
Prikazana metodologija je primenjena i u razvoju DFMA TeamSET programskog
sistema u okviru modula koji se odnosi na analizu tehnologičnosti izrade proizvoda, odnosno
dela koji se odnosi na procenu troškova [257].
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
71
Procesi mašinske obrade rezanjem (MM, AM, CNC)
Procesi kovanja u kalupu (CDF)
Proces brizganja plastike (IM)
Proces livenja u pesku (SC)
Slika 4.19 Grafici funkcija za određivanje koeficijenta Ct
Procesi mašinske obrade rezanjem (MM, AM, CNC)
Procesi kovanja u kalupu (CDF)
Proces brizganja plastike (IM)
Proces livenja u pesku (SC)
Slika 4.20 Grafici funkcija za određivanje koeficijenta Cf
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
72
4.2 DETALJNO PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA
Razvoj računarom integrisane proizvodnje predstavlja jedan od najznačajnijih zadataka
u savremenim proizvodnim sistemima, što se u velikoj meri odražava kroz automatizaciju
pojedinih aktivnosti u okviru procesa proizvodnje. Osnovni pravci automatizacije u
proizvodnim sistemima su usmereni na automatizaciju projektovanja proizvoda, tehnoloških
procesa, planiranja i upravljanja proizvodnjom, kao i same proizvodnje proizvoda.
Automatizacija projektovanja proizvoda uspešno se rešava primenom CAD i CAE sistema,
automatizacija upravljanja proizvodnjom primenom MRP, ERP i dr. sistema, automatizacija
izrade proizvoda primenom CNC obradnih i tehnoloških sistema, dok se automatizacija
projektovanja tehnoloških procesa rešava razvojem i primenom CAPP i CAM sistema. Na
osnovu završno projektovanog proizvoda i preliminarno projektovanog tehnološkog procesa
realizuje se faza detaljnog, odnosno završnog projektovanja tehnoloških procesa, koja se
upravo bazira na razvoju i primeni odgovarajućih CAPP sistema.
Značajni istraživački napori su posvećeni razvoju računarom podržanog projektovanja
tehnoloških procesa, odnosno CAPP sistema. Ova istraživanja su pokazala da je to veoma
kompleksan zadatak koji karakterišu mnogi zavisni tehničko-tehnološki i poslovni parametri.
Upravo zbog toga ne postoje adekvatna univerzalna rešenja CAPP sistema koja bi omogućila
laku i široku primenu u industriji [62]. Poznato je da razvoj CAPP sistema zaostaje u odnosu
na CAD i CAM sisteme, što predstavlja veliki problem u integraciji proizvodnih aktivnosti
[63,170].
Počeci razvoja sistema za automatizovano projektovanje tehnoloških procesa, odnosno
prve ideje razvoja CAPP sistema, datiraju još od sredine 60-ih godina prošlog veka. Potom se
70-ih godina javila ideja o korišćenju CAD podataka za projektovanje tehnoloških procesa.
Tokom 80-ih godina počeli su da se razvijaju CAPP sistemi u integraciji sa CAD i CAM
sistemima i drugim aktivnostima proizvodnog sistema, da bi se 90-ih godina intenzivirala
primena metoda veštačke inteligencije u razvoju CAPP sistema. Početak razvoja CAPP
sistema se karakterisao klasičnim algoritamskim programiranjem, za razliku od današnjih
CAPP sistema, koji se razvijaju na bazi savremenih naučnih disciplina, kao što su metode
veštačke inteligencije, potom relacione i objektno orijentisane baza podataka, agent-bazirane
tehnologije, dok se u budućnosti predviđa sve šira primena internet tehnologija i tehnologija
baziranih na STEP standardima [286].
Cilj razvoja CAPP sistema je da se omogući projektovanje kvalitetnih tehnoloških
procesa iz skupa velikog broja mogućih varijanti u što kraćem vremenskom periodu. Osnovni,
najvažniji zadaci koji se rešavaju primenom CAPP sistema su [62]:
Prihvatanje i analiza ulaznih projektnih podataka, izdvajanje i prepoznavanje
tipskih tehnoloških oblika,
Izbor i definisanje pripremaka,
Definisanje sadržaja tehnološkog procesa i operacija izrade,
o Definisanje operacija i podoperacija izrade delova,
o Izbor i definisanje zahvata i njihovog redosleda izvođenja,
o Izbor i definisanje proizvodnih resursa,
o Izbor i definisanje parametara i strategije obrade,
Generisanje upravljačkih programa za NC obradne i tehnološke sisteme,
Određivanje vremena i troškova proizvodnje i
Generisanje odgovarajuće tehnološke dokumentacije.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
73
Osnovni cilj primene CAPP sistema je da automatizuju što više navedenih zadataka i da
se subjektivni uticaj projektanta pri projektovanju tehnoloških procesa smanji na najmanju
meru. Da bi CAPP sistemi omogućili rešavanje ovih zadataka potrebno je da poseduju sledeće
elemente [166]:
Bazu znanja i bazu podataka za pojedine elemente tehnološkog procesa,
Logiku za odlučivanje, koja će biti izražena pomoću pojedinih logičkih izraza
koji predstavljaju bazu znanja i
Određeni mehanizam pomoću kojeg se primenjuje i upravlja ugrađenom bazom
znanja.
Iako je u svetu razvijen veliki broj CAPP sistema na različitim računarskim
platformama, ne postoji CAPP sistem koji omogućuje rešavanje svih zadataka koji se odnose
na automatizovano projektovanje tehnoloških procesa. U literaturi postoje brojni koncepti
CAPP sistema, među kojima je izdvojen koncept ili struktura jednog kompleksnog CAPP
sistema, koji je predstavljen na slici 4.21. Ovaj CAPP sistem je građen na modularnom
principu, pri čemu je za svaku funkciju projektovanja tehnoloških procesa razvijen poseban
modul, tako da može da funkcioniše kao zasebna celina i da se dopunjava novim znanjima i
podacima. Redosled povezivanja modula može biti izmenjen u zavisnosti od potrebe
projektovanja.
Neke od bitnih karakteristika savremenih CAPP sistema su [286]:
Dvosmerna povezanost sa drugim funkcijama proizvodnog sistema, pre svega sa
aktivnošću projektovanja proizvoda na takav način da se podaci direktno
preuzimaju iz CAD sistema, odnosno sa proizvodnjom kako bi se generisani
podaci iz CAPP sistema mogli direktno koristiti u CAM sistemima, odnosno na
CNC obradnim i tehnološkim sistemima,
Fleksibilnost i prilagodljivost za pojedinačne i različite proizvodne sisteme i
nove procese,
Obezbeđivanje efikasnog sticanja znanja, mehanizama predstavljanja i
upravljanja znanjem, kao i načina za proveru kompletnosti i konzistentnosti tog
znanja,
Mogućnost uključivanja korisnika u pojedine delove procesa odlučivanja, čime
se obezbeđuje heurističko znanje u cilju proširenja i poboljšanja sposobnosti
sistema,
Primena korisnički orijentisanih interfejsa kao podrške efikasnoj interakciji
sistema i korisnika, kroz olakšan ulaz i primenu sistema, dobijanje kvalitetnih
izlaznih proizvodnih rezultata i izveštaja, i dr.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
74
Modul zaodržavanje
sistema
12
Slika 4.21 Struktura "idealnog" CAPP sistema [41]
4.2.1 Osnova podela CAPP sistema i njihova analiza
U zavisnosti od karakteristika CAPP sistema, može se izvršiti njihova podela prema
pristupu, nivou, detaljnosti i vremenskoj skali projektovanja, slika 4.22.
Prema pristupu projektovanja CAPP sistemi mogu biti varijantni i generativni. U
literaturi se mogu naći i drugačije podele, odnosno proširenja na vario-generativne
CAPP sisteme, kao kombinacije varijantnih i generativnih, nove generativne CAPP
sisteme, ili CAPP sisteme zasnovane na znanju.
Prema nivou projektovanja, projektovanje tehnoloških procesa može da se izvrši na
makro i mikro nivou [38,39]. Makro nivo je viši nivo i uglavnom se odnosi se na
nivo sadržaja tehnološkog procesa, dok se mikro nivo odnosi na nivo projektovanja
operacija. Ne postoji precizno definisana granica između ova dva nivoa
projektovanja i razni autori ih drugačije predstavljaju. Pojedini autori, kao što je [70]
uvode i fazu detaljnog projektovanja između makro i mikro nivoa projektovanja.
Prema vremenskoj skali projektovanja definiše se vreme projektovanja, od
kratkoročnog do dugoročnog. Operativno projektovanje predstavlja kratkoročno
projektovanje koje se zasniva na projektovanju tehnološkog procesa za nivo pogona i
odnosi se samo na definisanje tehnološkog procesa u užem smislu bez određivanja
tehnoekonomskih efekata. Srednjeročno ili taktičko projektovanje se, pored zadataka
kratkoročnog projektovanja, odnosi i na definisanje troškova, kvaliteta, sposobnosti
procesa, itd. Dugoročno ili strategijsko projektovanje se odnosi na nivo kompanije,
odnosno planiranje svih aktivnosti proizvodnog sistema, kao što su planiranje
materijala, proizvodnih tehnologija, proizvodne opreme, itd.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
75
Prema detaljnosti projektovanja, tehnološki procesi mogu biti statični ili promenljivi
u zavisnosti od raspoloživih proizvodnih resursa. Ako proizvodni sistem koristi
statično projektovanje, tehnološki proces se ne menja u vremenu. Za fleksibilno
projektovanje vrši se samo orijentaciono projektovanje tehnoloških procesa, dok se
detaljno projektovanje vrši na nivou pogona. Dinamičko projektovanje podrazumeva
mogućnost promena tehnoloških procesa u toku samog procesa proizvodnje s
obzirom na dinamičko stanje u proizvodnom sistemu.
PRISTUP
PROJEKTOVANJA
Generativni
Varijantni
Vario-Generativni
Makro
Mikro
NIVO
PROJEKTOVANJA
Operativno
Taktičko
Strategijsko
VREMENSKA SKALA
PROJEKTOVANJA
DETALJNOST
PROJEKTOVANJA
Dinamičko
Fleksibilno
Statično
Slika 4.22 Različite podele CAPP sistema [289]
Pored navedenih podela, postoji podela CAPP sistema u zavisnosti od nivoa računarske
podrške. Ova podela zavisi od složenosti samog CAPP sistema, odnosno od primenjene
strategije njegovog razvoja, na osnovu čega postoje [20]:
CAPP sistemi nižeg nivoa podrazumevaju primenu računara za memorisanje i
pretraživanje podataka za tehnološke procese koje tehnolog ručno projektuje. Ovakvi
sistemi obezbeđuju pretraživanje postojećih tehnoloških procesa koji mogu
predstavljati osnovu za projektovanje novih tehnoloških procesa.
CAPP sistemi srednjeg nivoa automatizovano generišu tehnološke procese za
određene delove jednostavnijeg geometrijskog oblika. U određenim slučajevima
potrebno je da projektant izvrši određene izmene, kako bi se generisani tehnološki
proces prilagodio specifičnim uslovima proizvodnje.
CAPP sistemi visokog nivoa podrazumevaju ugradnju specifičnih znanja vezanih za
projektovanje tehnološkog procesa u sistem, koji u velikoj meri preuzima ulogu
projektanta tehnoloških procesa. Baze podataka i baze znanja CAPP sistema ovog
nivoa su povezane sa bazama CAD, CAM i drugih CAx sistema, čime se postiže
njihova potpuna integracija.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
76
CAPP sisteme je teško precizno vrednovati, jer je neophodno multidisciplinarno znanje,
koje obuhvata principe projektovanja tehnoloških procesa, informatičko inženjerstvo, brojne
matematičke discipline, tehnike veštačke inteligencije, i dr. U pojedinim periodima razvoja
CAPP sistema primenjivani su različiti kriterijumi vrednovanja, kao što su npr. stepen
automatizovanosti generisanja tehnološkog procesa, nivo učešća čoveka i dr.
Eversheim [73] je predložio karakteristike za vrednovanje CAPP sistema koje ujedno
određuju i oblast njihove primene, slika 4.23.
Tehnika programiranja
- Tabele odlučivanja,
- Tehnike veštačke
inteligencije,
- ...
Stepen automatizacije
- Interaktivan,
- Delimično automatizovan
- Automatizovan,
Hardwer
- Workstation,
- PC,
- ...
Ulazni interfejs
- Veza sa CAD,
- Razvijen jezik,
- ...
Pristup projektovanju
- Varijantni,
- Generativni,
- Vario-generativni,
- ...
Tip delova
- Rotacioni,
- Prizmatični,
- Delovi od lima,
- ...
Metoda obrade
- Struganje,
- Glodanje,
- Bušenje,
- ...
Funkcije projektovanja
- Izbor obrade,
- Izbor zahvata,
- Režimi obrade,
- ...
CAPP
SISTEM
Slika 4.23 Karakteristike za vrednovanje CAPP sistema [73]
Zhang i Alting [300] su izložili nekoliko kriterijuma koji se i danas mogu koristiti za
vrednovanje CAPP sistema, među kojima su opseg ili tip planiranih delova na bazi
geometrijskog oblika, gabaritnih mera i složenost delova, nivo detaljnosti projektovanja
tehnološkog procesa, nivo inteligencije-ekspertnosti sistema, kriterijum konzistentnosti
sistema, fleksibilnost, kriterijum integrabilnosti, portabilnost sistema i jednostavnost u
komunikaciji sistem-korisnik.
Pored navedenih kriterijuma mogu se razmatrati i neki drugi, kao što su kriterijumi za
procenu strukture baze podataka, cene softverskog sistema, a u poslednje vreme i stepen
usklađenosti sa konceptima održivog razvoja i projektovanja za životni vek proizvoda.
4.2.2 Varijantni i generativni CAPP sistemi
Kao što je već navedeno, CAPP sistemi se prema pristupu projektovanja mogu podeliti
na varijantne, generativne i nove generativne sistema, čije su osnovne karakteristike date u
tabeli 4.11.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
77
Tabela 4.11 Uporedni prikaz vrsta CAPP sistema [220]
Tip CAPP
sistema
Predstavljanje
proizvoda
Način unošenja
ulaznih podataka
Način generisanja
tehnoloških procesa
Razvijena baza
podataka
Varijantni Na principima
grupne tehnologije Manuelni ulaz
Manuelni,
modifikacijom
standardnih TP
Baza standardnih
tehnoloških procesa
Generativni Na bazi jezika za
opis dela Manuelni ulaz
Stablo odluke,
Tablične odluke,
Ekspertni sistemi
Baza znanja i
tehnološka baza
podataka
Novi
generativni CAD model
Automatski CAD
interfejs
Stablo odluke,
Tablične odluke,
Metode veštačke
inteligencije
Baza znanja i
tehnološka baza
podataka
U praksi ne postoji tačno definisana granica primene pojedinih pristupa projektovanju
tehnoloških procesa, zbog postojanja velikog broja uticajnih faktora, među kojima su
najznačajniji nivo složenosti komponenti tehnološkog sistema, obim proizvodnje i broj
različitih grupa delova u proizvodnom programu [20]. Na slici 4.24 prikazan je način
definisanja ekonomične oblasti primene manuelnog, varijantnog i generativnog pristupa
projektovanju tehnoloških procesa u zavisnosti od broja grupa delova u programu proizvodnje
posmatranog proizvodnog sistema .
Slika 4.24 Područja ekonomične primene pojedinih metoda
projektovanja tehnoloških procesa [41]
4.2.2.1 Varijantni CAPP sistemi
Varijantni CAPP sistemi su se pojavili početkom sedamdesetih godina prošlog veka,
uporedo sa počecima primene računarske tehnike. Ovi CAPP sistemi su bazirani na ideji da se
slični delovi mogu proizvoditi primenom sličnih tehnoloških procesa. Može se reći da
varijantni CAPP sistemi predstavljaju automatizovani način rada projektanata pri
projektovanju tehnoloških procesa zasnovanom na principima tipske i grupne tehnologije, pri
čemu računar uglavnom služi kao alat za klasifikaciju, kodiranje, pretraživanje, kopiranje i
editovanje.
Razvoj varijantnih CAPP sistema se sastoji iz dve osnovne faze, faze pripreme i faze
primene, slika 4.25.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
78
Baza podataka
standardnih
tehnoloških
procesa
Baza podataka
grupa
delova
Ostali aplikativni
programi i
baze podataka
Definisanje tehnološkog
procesa konkretnog dela
Standardni tehnološki
procesi
Pretraživanje baze
podataka
Tehnološka
dokumentacija
Interaktivna ili automatska
klasifikacija dela
Interaktivna ili automatska
klasifikacija i formiranje
grupa delova
Crtež proizvoda
Crtež proizvoda
Standardni tehnološki
procesi
Modifikovanje
standardnog
tehnološkog procesa
Tabele, Dijagrami,
Preporuke, Standardi
FAZA PRIMENE
FAZA PRIPREME
Slika 4.25 Faze u okviru razvoja i primene varijantnih CAPP sistema [143]
U cilju efikasne primene varijantnog CAPP sistema, potrebno je prethodno realizovati
pripremnu fazu razvoja sistema, koja obuhvata sledeće aktivnosti:
Analizu proizvodnog programa,
Razvoj klasifikacionog sistema ili izbor postojećeg klasifikacionog sistema,
Klasifikaciju i grupisanje delova, kao i formiranje matrica klasifikacionih
brojeva grupa delova,
Razvoj baze podataka za delove,
Projektovanje grupnih tehnoloških procesa za formirane grupe delova i
Razvoj baze podataka za standardne tehnološke procese.
Prva aktivnost u okviru pripremne faze se odnosi na analizu proizvodnog programa u
okviru koje se prikupljaju i analiziraju podaci o geometrijskim i tehnološkim karakteristikama
proizvoda, nakon čega se vrši izbor onih karakteristika koje će se obuhvatiti sistemom
klasifikacije. U narednom koraku se vrši izbor i primena konstrukciono-tehnološkog ili
internog sistema klasifikacije, koji treba da obuhvati što veći broj karakteristika delova i
omogući bržu klasifikaciju. Naredna etapa predstavlja klasifikaciju i grupisanje svih delova
pomoću usvojenog klasifikacionog sistema u određene grupe, koje se zatim memorišu u
odgovarajuću bazu podataka. Za ove grupe delova u narednom koraku se projektuju grupni
i/ili tipski tehnološki procesi, koji se razrađuju do zahtevanog nivoa preciziranosti.
Standardni, odnosno grupni i tipski tehnološki procesi se u poslednjem koraku memorišu u
odgovarajuću bazu podataka sa tačno definisanom pripadnosti određenoj grupi.
Faza primene obuhvata sledeće aktivnosti:
Klasifikaciju i kodiranje konkretnog dela,
Pretraživanje baze podataka grupa delova,
Izbor odgovarajućeg standardnog tehnološkog procesa,
Eventualno modifikovanje standardnog i preciziranje konkretnog tehnološkog
procesa i
Generisanje odgovarajuće tehnološke dokumentacije.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
79
Preciziranje operacija obrade za konkretan deo vrši se na bazi projektovanih grupnih i
tipskih operacija obrade, odnosno njihovom modifikacijom, čime se dobija precizirana
tehnološka dokumentacija za konkretan proizvod.
Osnovne prednosti varijantnih CAPP sistema u odnosu na manuelno projektovanje
tehnoloških procesa su:
Ušteda vremena potrebnog za projektovanje tehnoloških procesa,
Ulaganja u razvoj ovih sistema su relativno mala,
Vreme razvoja sistema je relativno kratko, a instalisanje i primena su laki,
Dobra pouzdanost u realnim uslovima,
Pozitivan uticaj na standardizaciju, unifikaciju i tipizaciju proizvoda i
tehnoloških procesa i
Prikupljaju se znanja i iskustva koja su korisna manje iskusnim projektantima.
Osnovni nedostaci varijantnih CAPP sistema su:
Kvalitet standardnih i preciziranih tehnoloških procesa i dalje zavisi od znanja i
veštine tehnologa,
Baza podataka za proizvode i tehnološke procese vremenom postaje obimna, što
usporava rad sistema i otežava rad pri klasifikaciji,
Eventualna potreba za više informacija u klasifikacionom sistemu, zahteva
ponovno klasificiranje i kodiranje postojećih grupa delova i njihovih tehnoloških
procesa,
Smanjena fleksibilnost u pogledu geometrije i tačnosti delova, što je posebno
izraženo za operacije koje se realizuju na CNC obradnim sistemima i
Krutost sistema s obzirom na mogućnost primene u drugim proizvodnim
sistemima.
U novije vreme varijantni CAPP sistemi se razvijaju i primenom savremenih prilaza,
kao što su tipski oblici, metode veštačke inteligencije i dr., što je dalo novu dimenziju ovom
prilazu i značajno je uticalo na kombinovanje varijantnog i generativnog prilaza, odnosno
razvoj vario-generativnih CAPP sistema. Varijantni CAPP sistemi su posebno pogodni za
primenu u malim i srednjim proizvodnim sistemima sa relativno stabilnim programom
proizvodnje, koji nemaju sopstvene razvojno-istraživačke timove.
4.2.2.2 Generativni CAPP sistemi
Generativni pristup predstavlja napredniji, ali i složeniji proces razvoja CAPP sistema.
Generativni CAPP sistemi su bazirani na nezavisnom projektovanju tehnološkog procesa za
svaki proizvod ili deo uz minimalno učešće tehnologa.
Ovi sistemi generišu tehnološki proces na osnovu ugrađenog logičkog algoritma, koji u
sebi sadrži odgovarajuću bazu znanja za projektovanje tehnoloških procesa i bazu podataka
raspoloživih proizvodnih resursa. Za razvoj generativnog CAPP sistema je neophodno:
Identifikovanje i prikupljanje znanja potrebnih za projektovanje tehnoloških
procesa,
Precizno opisivanje delova za koji se projektuje tehnološki proces u obliku
prihvatljivom za računar i
Prikupljeno znanje za projektovanje i podaci o proizvodu moraju da budu
ugrađeni u jedinstvenu bazu podataka i bazu znanja.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
80
Osnovni model generativnog CAPP sistema, koji je prikazan na slici 4.26, sadrži tri
bazna modula:
Modul za opis dela i prepoznavanje oblika,
Modul tehnološke baze podataka i baze znanja i
Logiku za odlučivanje i odgovarajuće algoritme.
CAPPTehnološko
prepoznavanje
Baza znanja i
baza podataka
Tehnološki
procesi
Logika
odlučivanja
Post-
procesor
Upravljanje i
planiranje
proizvodnje
Analiza
podatakaCAD sistemi
Slika 4.26 Model generativnog CAPP sistema [140]
Za opis delova kod ovih CAPP sistema koristi se više načina, odnosno ulaznih formata,
koji mogu da se razvrstaju u tri grupe:
Klasifikacioni brojevi,
Specijalni jezici za lingvističko opisivanje i
CAD modeli.
Prve generacije generativnih CAPP sistema su koristile klasifikacione brojeve za opis
delova primenom konstrukciono-tehnoloških klasifikatora. Takav opis je relativno siromašan i
vrlo teško može da obuhvati sve neophodne podatke, naročito podatke o tehnološkim
karakteristikama dela. U sledećoj fazi razvoja CAPP sistema počeli su se primenjivati
specijalno razvijeni jezici za opisivanje geometrijskih i tehnoloških karakteristika dela, čime
su ostvarena određena unapređenja u odnosu na opisivanje delova pomoću klasifikacionih
brojeva. Ovi jezici su najčešće simbolički, jer se povezivanje geometrijskih i tehnoloških
karakteristika vrši posredstvom simbola, kao što je npr. AUTAP ili SAPOR-S [90]. Posebnu
grupu jezika za opisivanje delova čine oni koji su prilagođeni za primenu kod ekspertnih
sistema, koji koriste veštačku inteligenciju za definisanje tehnološkog procesa. Jedan od prvih
takvih sistema je GARI sistem, u okviru koga se deo opisuje pomoću tipskih tehnoloških
oblika korišćenjem sistemskih reči, slika 4.27.
SN (tip otvora sa upuštenim ulazom)
(počinje od F1)
(završetak na F3)
(prečnik 8)
(prečnik upuštenog dela 12)
(kvalitet površine 7)
(rastojanje HF2 19)
(dubina upuštenog dela HF1 3 +-80)
(normalnost HF3 +-50)
Slika 4.27 Opis dela u GARI sistemu [166]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
81
Razvoj generativnih CAPP sistema od sredine 80-ih godina fokusiran je na direktnu
primenu CAD modela proizvoda, odnosno povezivanjem sa CAD sistemom. Podatke iz CAD
modela proizvoda je potrebno prilagoditi tehnološkim zahtevima, odnosno izvršiti tehnološko
prepoznavanje proizvoda kroz prepoznavanje i definisanje odgovarajućih tipskih tehnoloških
oblika. U novije vreme se sve više razvijaju standardi za razmenu i deljenje podataka o
proizvodu, gde se posebno izdvaja STEP standard.
U tehnološkoj bazi podataka CAPP sistema čuvaju se podaci o mašinama, alatima,
priborima, merilima, režimima obrade, i drugi neophodni podaci za projektovanje tehnoloških
procesa. Logika donošenja odluka predstavlja jednu od osnovnih komponenti CAPP sistema
koja oponaša način rada tehnologa i njegovo znanje koje je potrebno za projektovanje
tehnoloških procesa. Za razvoj logike za donošenje odluka najviše se koriste:
Stabla za odlučivanje,
Tabele za odlučivanje i
Metode veštačke inteligencije.
Prvi i drugi način se uglavnom primenjuju kod CAPP sistema koji su kreirani
algoritamskim programiranjem primenom programskih jezika. Kod trećeg načina primenjuju
se metode veštačke inteligencije, koje imaju niz prednosti u odnosu na prethodne i sve više
CAPP sistema nove generacije se bazira na njihovoj primeni.
Osnovne prednosti generativnih u odnosu na varijantne CAPP sisteme su:
Brže generisanje tehnoloških procesa,
Projektovanje se vrši za svaki deo posebno,
Brzo prilagođavanje promeni asortimana proizvodnog programa,
Omogućeno je povezivanje sa drugim delovima CIM sistema i
Laka akvizicija podataka.
Novi generativni CAPP sistemi su počeli da se razvijaju na bazi generativnih CAPP
sistema starije generacije, kao posebni pristupi automatizaciji projektovanja tehnoloških
procesa tokom 90-ih godina prošlog veka. U odnosu na njih, novi generativni sistemi se
razlikuju po tome što se u primeni veštačke inteligencije otišlo mnogo dalje, uključivanjem,
pored baze znanja i ekspertnih sistema, još i fuzzy logike, neuronskih mreža, genetskih
algoritama, itd. Osim toga, nove generativne CAPP sisteme karakteriše implementacija alata
koji u sebi sadrže nove tehnike kao što su:
Objektno orijentisano programiranje,
Primena neutralnog oblika podataka o proizvodu,
Virtualne baze podataka,
Mašinsko učenje, itd.
Druga prednost ovih CAPP sistema odnosi se na mogućnost njihove integracije sa
sistemima projektovanja, planiranja i proizvodnje u okviru proizvodnog sistema, gde su
prisutna dva osnovna vida integracije:
Integracija CAD/CAPP/CAM sistema i
Integracija CAPP sistema sa sistemom za planiranje i upravljanje proizvodnjom
i drugim funkcijama proizvodnog sistema.
Uopšteno, razlika između novih i tradicionalnih generativnih CAPP sistema može se
sagledati sa aspekata integracije, inteligencije i primenjenih tehnika razvoja. U okviru
narednog podpoglavlja detaljnije su razmatrane savremene metode i tehnike razvoja CAPP
sistema.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
82
4.2.3 Savremene metode i tehnike razvoja CAPP sistema
U razvoju CAPP sistema i njihovoj integraciji sa drugim funkcijama i aktivnostima
proizvodnog sistema i globalnog poslovnog okruženja primenjuju se brojne metode i tehnike,
koje se mogu koristiti zasebno ili integralno. Na osnovu analize literaturnih informacija, kao
što su [2,63,70,73,143,171,260,286,287,288] i dr., izdvojen je set osnovnih metoda i tehnika
koje se koriste za razvoj CAPP sistema:
Metode zasnovane na tipskim oblicima,
Ekspertni sistemi,
Neuronske mreže,
Genetski algoritmi,
Fuzzy teorija i fuzzy logika,
Agent-bazirane metode,
Internet-bazirane metode,
Metode bazirane na STEP standardu, i dr.
Navedene metode i tehnike će se detaljnije razmatrati u nastavku, dok su internet
bazirane tehnike razmotrene u okviru distribuirane, kolaborativne i e-Proizvodnje.
4.2.3.1 Metode zasnovane na tipskim oblicima
Pojam "feature" se kod nas može sresti pod različitim terminima, kao karakteristika,
osobina, svojstvo, obeležje, oblik, forma, značajka, itd., dok su u ovom radu usvojeni termini
tipski oblik i tipski tehnološki oblik.
Prema jednoj definiciji "feature" predstavlja semantičku grupa ili atom modeliranja,
određen skupom parametara, koji se koristi za opis objekta koji se ne može dodatno razložiti,
sa aspekta jedne ili više aktivnosti u vezi sa projektovanjem i primenom proizvoda [173,206].
Metodologije zasnovane na tipskim oblicima su prvo bile centralna tema integracije
CAD/CAM sistema, da bi intenzivnijim razvojem CAPP sistema postale osnova za integraciju
CAD/CAPP/CAM sistema.
Transfer podataka između CAD i CAPP sistema je jedna od najznačajnijih aktivnosti u
razvoju i primeni CIM sistema. Mogu se izdvojiti tri osnovna pristupa povezivanja CAD i
CAPP sistema [19]:
Projektant tumači crtež i pomoću posebno razvijenog simboličkog jezika ili kroz
određeni dijalog, daje opis tipskih tehnoloških oblika,
Razvija se sistem za izdvajanje i prepoznavanje tipskih oblika iz CAD modela i
Razvija se CAD sistem koji je zasnovan na tipskim oblicima, gde se pri
projektovanju koriste ovi oblici iz postojeće biblioteke oblika. Za svaki tipski
oblik postoji određeni tehnološki proces na mikro nivou tako da projektovanje
tehnoloških procesa predstavlja kombinovanje obrade tipskih tehnoloških
oblika primenom tipskih tehnoloških sekvenci, odnosno grupa zahvata.
Tipski oblici koji se koriste pri projektovanju proizvoda, često se značajno razlikuju od
tipskih tehnoloških oblika (manufacturing feature) koji se koriste za projektovanje
tehnoloških procesa. Jedan od razloga postojanja ove razlike je različit prilaz pri
projektovanju proizvoda i tehnoloških procesa, a kao potvrda prethodne tvrdnje dat je jedan
primer na slici 4.28. Upravo zbog toga je neophodan proces preslikavanja iz geometrijskog,
odnosno funkcionalnog domena u tehnološki domen, što se naziva prepoznavanje tipskih
tehnoloških oblika ili samo tehnološko prepoznavanje.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
83
đ
Slika 4.28 Prikaz razlike u prilazu projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa [103]
Tipski tehnološki oblici se karakterišu preko sledećih skupova informacija [206]:
Inherentne karakteristike, kao što su dimenzije, kvalitet površina i tolerancije,
Geometrijski odnosi sa drugim tipskim tehnološkim oblicima i
Topološke relacije sa drugim tipskim tehnološkim oblicima, kao što su
udaljenost ili rang susednosti i preklapanje ili interakcija.
Podela tipskih tehnoloških oblika može se izvršiti na više načina, prva podela je prema
načinu predstavljanja proizvoda:
Površinski tipski tehnološki oblici (surface manufacturing feature), za granično
predstavljanje proizvoda (B-rep), i
Zapreminski tipski tehnološki oblici (volumetric manufacturing feature), za
predstavljanje proizvoda solid modelom (CSG).
Na slici 4.29, prikazan je proizvod koji je projektovan pomoću tipskih oblika i za koji su
potom definisani površinski i zapreminski tipski tehnološki oblici za njegovu obradu.
Slika 4.29 Površinski i zapreminski tipski tehnološki oblici proizvoda [103,161]
Tipski tehnološki oblici se najčešće definišu kao elementi profila putanje alata pri
obradi. Tako je na slici 4.30 prikazan način definisanja tri zapreminska tipska tehnološka
oblika za prethodno prikazani proizvod sa slike 4.25.
Slika 4.30 Primeri nastanka zapreminskih tipskih tehnoloških oblika [103, 161]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
84
Druga podela je prema vrsti tipskih tehnoloških oblika:
Izolovani tipski tehnološki oblici, i
Preklapajući tipski tehnološki oblici.
Izolovani tipski tehnološki oblici predstavljaju skup međusobno povezanih
geometrijskih obeležja koji odgovaraju nekom pojedinačnom procesu obrade. Podklase
izolovanih tipskih tehnoloških oblika su prelazni tipski tehnološki oblici (zaobljenja, oborene
ivice) i ponavljajući tipski tehnološki oblici (niz umnoženih tipskih oblika koji se ponavljaju
na delu). Preklapajući tipski tehnološki oblici (interacting feature) predstavljaju složene oblike
nastale interakcijom dva ili više izolovana tipska tehnološka oblika.
U literaturi se može naći mnogo različitih klasifikacija tipskih tehnoloških oblika, koji
su najčešće internog karaktera. Najsveobuhvatnija klasifikacija tipskih tehnoloških oblika je
data u okviru aplikacionog protokola AP224 standarda STEP ISO 10303 standarda [121],
prema kome se oni dele na:
Machining_feature (tipski tehnološki oblici za mašinsku obradu),
Replicate_feature (umnoženi tipski tehnološki oblici), i
Transition_feature (prelazni tipski tehnološki oblici).
Machining_feature karakteriše zapremina materijala koja će se u procesu obrade
ukloniti sa obradka i u vezi je sa karakterističnim zahvatom/ima obrade. Obuhvataju sledeće
osnovne tipove oblika, od kojih neki imaju svoje podtipove: Knurl, General_removal_volume,
Outer_round, Multi_axis_feature (Boss, Hole, Rounded_end, Planar_face, Pocket,
Profile_feature, Protrusion, Rib_top, Slot, Step), Compaund_feature, Thread, Making,
Revolved_feature, Spherical_cap. Na slici 4.31 dat je primer različitih entiteta tipa
Machining_feauture.
Replicate_feature predstavlja tipske tehnološke oblike koji se sastoje od niza umnoženih
entiteta tipa Machining_feature koji se ponavljaju na proizvodu, pri čemu postoje podtipovi
Circular_pattern, Rectangular_pattern i General_pattern. Transition_feature predstavlja tipske
tehnološke oblike koji se javljaju na prelazu dve susedne površine i obuhvataju podtipove
Chamfer (oborena ivica), Fillet (konkavna zaobljena ivica) i Edge_round (konveksna
zaobljena ivica).
Slika 4.31 Primeri entiteta tipa Machining_feauture [221]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
85
Prepoznavanje tipskih tehnoloških oblika
Jedan od osnovnih problema koji se javlja pri razvoju i primeni CAPP sistema odnosi se
na prepoznavanje tipskih oblika, za koje treba definisati tehnološke procese obrade, a da se
informacije dobiju direktno iz CAD sistema. Veliki broj CAD sistema u svojim modelima
proizvoda nemaju sistematizovane neophodne podatke za prepoznavanje, ili su oni nedostupni
i nerazumljivi. Kod ovakvih CAD sistema model proizvoda se prevodi u novi, interni model
podataka pogodan za CAPP sisteme ili, se pak, deo ponovo opisuje, što često dovodi do
gubitaka pojedinih informacija. Osnovni razlog za prevođenje modela iz jednog u drugi oblik
je mogućnost da se tipskim oblicima pridruži znanje o procesu njihove izrade i dobiju tipski
tehnološki oblici [287].
Model tipskih tehnoloških oblika kao osnovni ulazni podatak za projektovanje
tehnoloških procesa može da se dobije na više načina, u zavisnosti od načina projektovanja
proizvoda, slika 4.32:
Projektovanjem pomoću tipskih tehnoloških oblika,
Projektovanjem pomoću tipskih oblika a zatim preslikavanjem ili
prepoznavanjem tipskih tehnoloških oblika,
Konvencinalnim projektovanjem, bez upotrebe tipskih oblika, a zatim
prepoznavanjem tipskih tehnoloških oblika.
PROJEKTOVANJE SA
TIPSKIM TEHNOLOŠKIM
OBLICIMA
PROJEKTOVANJE SA
TIPSKIM OBLICIMA
PROJEKTOVANJE POMOĆU
TIPSKIH OBLIKA
KONVENCIONALNO
PROJEKTOVANJE
(BEZ UPOTREBE OBLIKA)
PRESLIKAVANJE
OBLIKA
CAD
PROVERA ISPRAVNOSTI
TIPSKIH TEHNOLOŠKIH
OBLIKA
INTERAKTIVNO ILI
AUTOMATSKO
PREPOZNAVANJE TIPSKIH
TEHNOLOŠKIH OBLIKA
SISTEM ZA
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH PROCESA
CAPP
TTO - tipski tehnološki oblici
TO - tipski oblici
GM - geometrijski model
GM
GM
TO TTO
TTO
TTO
TTO
Slika 4.32 Način prepoznavanja tipskih tehnoloških oblika [20,220]
Funkcija preslikavanja oblika se smatra delom CAD sistema, dok se prepoznavanje
oblika smatra delom CAPP sistema, ali ih veoma često u literaturi nazivaju jednim imenom
“prepoznavanje oblika”. Prepoznavanje tipskih oblika može biti manuelno ili interaktivno
(engl. Interactiv form feature definition) i automatsko (engl. Automated feature recognition).
Projektovanje pomoću tipskih tehnoloških oblika podrazumeva postojanje biblioteke
tipskih tehnoloških oblika, prilagođene potrebama izrade proizvoda, odnosno dela. Ovakvi
sistemi su se intenzivno razvijali 90-ih godina prošlog veka, ali se zbog određenih nedostataka
sve više primenjuju sistemi za automatizovano prepoznavanje tipskih tehnoloških oblika.
Automatsko prepoznavanja se bazira na direktnom preuzimanju modela proizvoda na
kome se automatski prepoznaju tipski oblici koji se prevode u tipske tehnološke oblike. Svi
pristupi u ovoj oblasti imaju cilj formiranja algoritama sposobnih da prepoznaju svaki tipski
tehnološki oblik bez ikakvog učešća projektanta tehnološkog procesa.
Sistemi za automatsko prepoznavanje tipskih tehnoloških oblika treba da obezbede
rešenje sledećih međusobno povezanih zadataka [19]:
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
86
1. Izdvajanje geometrijskih obeležja proizvoda iz CAD modela, potrebnih za
formiranje prikaza pogodnog za prepoznavanje tipskih tehnoloških oblika.
2. Formiranje prikaza dela pogodnog za identifikaciju tipskih tehnoloških oblika.
Kod sistema zasnovanih na B-rep vrše se topološko povezivanje geometrijskih
obeležja, a kod CSG povezivanje operacijama bulove algebre.
3. Uparivanje prepoznatih tipskih tehnoloških oblika sa obrascima u biblioteci
tipskih tehnoloških oblika, a kod naprednih sistema zasnovanih na veštačkoj
inteligenciji i akvizicija znanja u vidu formiranja novih obrazaca sačinjenih od
neprepoznatih tipskih tehnoloških oblika.
Najpoznatije metode za identifikaciju i prepoznavanje tipskih tehnoloških oblika su
sintatičko prepoznavanje oblika, dijagrami stanja i automati, logička pravila i ekspertni
sistemi, metode grafova, metode nagoveštaja, metode dekompozicije zapremine, ćelijska
dekompozicija, hibridne metode, itd. [19,103,143,206,287,288].
4.2.3.2 Primena metoda veštačke inteligencije u razvoju CAPP sistema
Veštačka inteligencija, kao naučna disciplina, se odnosi na razvoj inteligentnih
računarskih sistema, koji imaju karakteristike povezane sa inteligentnim ponašanjem čoveka,
kao što su razumevanje, učenje, razmišljanje, rešavanje problema, i dr. [260].
U razvoju i primeni CAPP sistema i njihovoj integraciji sa drugim aktivnostima
proizvodnog sistema, značajnu primenu imaju metode veštačke inteligencije, koje se u osnovi
odnose na koncept inženjerstva znanja. Koncept inženjerstva znanja podrazumeva zadatke
akvizicije znanja, predstavljanja znanja, izvođenja zaključaka i transfer znanja do korisnika.
Primena metoda veštačke inteligencije je moguća u bilo kom podsistemu ili aktivnosti
proizvodnog sistema. U oblasti projektovanja tehnoloških procesa, odnosno razvoju CAPP
sistema, najveću primenu su našle sledeće metode ili tehnike veštačke inteligencije [286]:
Ekspertni sistemi,
Neuronske mreže,
Genetski algoritmi i
Fuzzy logika.
Ekspertni sistemi
U domenu projektovanja proizvoda, projektovanja tehnoloških procesa i samom procesu
proizvodnje, neophodne su različite ljudske ekspertize i znanja za različite procese donošenja
odluka. Ovo objašnjava zašto su se sistemi zasnovani na znanju, odnosno ekspertni sistemi,
među brojnim tehnikama u mnogim slučajevima pokazali kao efikasni alati za rešavanje
problema [133,288].
Razvoj ekspertnih sistema je baziran na znanju eksperata ili stručnjaka iz određene
oblasti, koje treba prikupiti i predstavi u pogodnom obliku za računarsku implementaciju, što
je najčešće zadatak koji realizuju inženjeri znanja. Zatim to znanje treba da se implementira
kroz odgovarajući programski – ekspertni sistem, slika 4.33.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
87
Ekspert
domena
Alat za razvoj ES
Projektant ES
Inženjer znanja Ekspertni sistem
Operater Korisnik
Razvoj IntervjuiProširenje i
korigovanje
KorišćenjeAžuriranje
podataka
Gradnja, korekcije
i testoviUpotreba
Slika 4.33 Osnovna struktura i učesnici u razvoju ekspertnog sistema [260]
Tri osnovne komponente koje sadrže svi ekspertni sistemi su [286]:
Baze znanja,
Mehanizmi zaključivanja i
Korisnički interfejs.
Na slici 4.34, dat je prikaz opšte strukture ekspertnog CAPP sistema, koji pored
navedenih elemenata obavezno poseduje integrisane baze podataka i znanja ili odgovarajuće
baze podataka i znanja za proizvode i pojedine elemente projektovanja tehnoloških procesa,
najčešće proizvodne resurse.
Baza podataka
proizvoda
Korisnik
Modul za spregu
sa korisnikom
Radna
memorija
Mehanizam
zaključivanja
Sistem za
upravljanje bazama
znanja (KBMS)
Sistem za
upravljanje bazama
podataka (DBMS)
Tehnološke
baze podataka
Numerički
moduli i
algoritmi
Baze znanja
proizvoda
i procesa
Slika 4.34 Opšta struktura ekspertnog CAPP sistema [65]
Baza znanja se sastoji od činjenica i heuristike, relacija između njih i metoda za
rešavanje problema. Činjenice predstavljaju skup informacija rasprostranjenih u naučnoj
javnosti o kojima su eksperti saglasni, dok heuristika predstavlja iskustva, mišljenja,
prognoze, algoritme definisane kao pravila rasuđivanja, svojstvena odlučivanju nekog
eksperta u datoj oblasti. U cilju identifikacije znanja za projektovanje tehnoloških procesa
predložena su tri submodela, objektni, funkcionalni i dinamički [212].
Mehanizam za zaključivanje uključuje strategije zaključivanja i kontrole za
manipulisanje znanjem u cilju dolaženja do novih informacija i znanja, uz istovremeno
rešavanje konfliktnih situacija. U okviru posmatranog modela ekspertnog CAPP sistema,
mehanizam zaključivanja ima ulogu pretraživanja baza znanja i baza podataka, kao i
upravljanja čitavim tokom projektovanja tehnoloških procesa. Korisnički interfejs ima za cilj
da na osnovu zahteva korisnika upravlja strategijom koja se koristi u procesu zaključivanja.
Ključni problem pri razvoju ekspertnog sistema je uspostavljanje mehanizma za sticanje
ili akviziciju znanja, što se može posmatrati kao proces ekstrakcije znanja od eksperta. Pored
toga, javlja se i problem razdvajanja znanja od mehanizama za zaključivanje, određivanje
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
88
performansi o znanju, a nakon razvoja sistema, praćenje njegove eksploatacije i stepena
zrelosti. Osnovne faze razvoja ekspertnog sistema su [274,288]:
Faza identifikacije - identifikuje se zadatak i izučava postojeće znanje,
Faza konceptualizacije – inženjer znanja postavlja koncept pristupa kojima se
definišu činjenice i hipoteze na kojima je zasnovan zadatak,
Faza formalizacije – znanje se dovodi u oblik pogodan za predstavljanje u
programu ili ekspertnoj ljusci,
Faza implementacije – formirane strukture se unose u računar i njen produkt je
baza znanja i
Faza testiranja – ekspert uočava semantičke nepravilnosti, a inženjer znanja
nepravilnosti u realizaciji procedura.
Dva osnovna prilaza ili sredstva za razvoj ekspertnih sistema su programski jezici i
ljuske ekspertnih sistema [288]. Veliki broj do sada razvijenih CAPP sistema baziran je na
primeni ekspertnih sistema, kao npr. CAM-I, GARI, TOM, XPLAN, KAPPS, KCAPPS,
SAPT, SAPOR i mnogi drugi, od kojih su neki detaljnije prikazani u poglavlju 4.2.4.
Neuronske mreže
Kada se govori o neuronskim mrežama, prevashodno se misli na veštačke neuronske
mreže, koje predstavljaju skup jednostavnih procesirajućih elemenata – neurona, međusobno
povezanih u paralelnu distribuiranu strukturu, koja simulira funkciju bioloških nervnih
sistema, odnosno vrši obradu informacija i učenje. Model neuronske mreže čine [129]:
Arhitektura ili topologija mreže,
Prenosna funkcija neurona,
Zakoni učenja i
Realizacija mreže.
Arhitektura, tj. topologija neuronske mreže, predstavlja specifično uređenje i
povezivanje neurona u obliku mreže. Prenosne funkcije su neophodne da bi mreža bila u
stanju da nauči nelinearne funkcije, jer bez toga neuroni skrivenih slojeva ne bi imali veće
mogućnosti od obične perceptronske mreže. Sinapse kojima biološki neuroni regulišu
prohodnost određene putanje između aksona i dendrita, kod veštačkih neurona se ostvaruju
preko prilagodljivih težinskih koeficijenata. Učenje neuronskih mreža se svodi na učenje iz
primera kojih bi trebalo da bude što je više moguće, kako bi mreža mogla biti tačnija u
eksploataciji. Proces učenja dovodi do korigovanja sinaptičkih težina. Kada uzorci koji se
predstavljaju mreži ne dovode više do promene ovih koeficijenata, smatra se da je mreža
obučena. Postoje tri osnovna tipa obučavanja neuronskih mreža:
Nadgledano obučavanje - mreži se predstavljaju ulazni podaci i očekivani
izlazni podaci,
Obučavanje ocenjivanjem - mreži se ne predstavljaju očekivani izlazni podaci
nego joj se posle određenog perioda predstavlja ocena prethodnog rada i
Samoorganizacija - mreži se predstavljaju isključivo ulazni podaci.
Osnovne prednosti neuronskih mreža u odnosu na druge tehnike rešavanja problema i
donošenja odluka su [293]:
Može da toleriše malo grešaka na ulazu,
Mogu brže da rešavaju problem jer je proces ograničen na jednostavne
matematičke proračune, ne koriste ni pretrage ni logička pravila da čitaju
informacije,
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
89
Mogu da izvedu pravila ili znanje kroz trening sa primerima, pri čemu mogu da
tolerišu izuzetke i nepravilnosti u bazi znanja i bazi pravila,
Mogu paralelno da razmatraju više ograničenja.
Današnji CAPP sistemi zasnovani na znanju, treba da obezbede i sposobnost učenja
sistema, tako da se veštačke neuronske mreže koriste kao adekvatna računarska paradigma za
njihov razvoj. Dakle, primenom neuronskih mreža CAPP sistemi mogu postati adaptivni i
sposobni za učenje. Primena neuronskih mreža u proizvodnom mašinstvu posebno je izražena
u oblasti modeliranja, upravljanja, klasifikacije i prepoznavanja skupova, grupisanja,
procesiranja signala i optimizacije.
Neuronske mreže se primenjuju u rešavanju različitih zadataka u okviru razvoja CAPP
sistema i njihove integracije sa drugim CAx sistemima i aktivnostima poslovnog sistema.
Tako je u radovima [19] i [206] prikazana primena neuronskih mreža u prepoznavanju tipskih
tehnoloških oblika na prizmatičnim delovima za obradu na horizontalnim i vertikalnim 2 ½
osnim obradnim centrima. U radu [27] prikazan je model primene neuronskih mreža za
optimalan izbor mašina alatki pri projektovanju tehnoloških procesa. Ovaj model sadrži dve
neuronske mreže koje su međusobno povezane. Prva mreža uzima u obzir atribute tipskih
tehnoloških oblika proizvoda i selektuje moguće mašine za njihovu obradu, dok se druga
mreža koristi za optimizaciju izbora mašina u zavisnosti od njihove zauzetosti i kapaciteta u
konkretnim proizvodnim uslovima pogona.
Osim toga, neuronske mreže se koriste i za izbor zahvata obrade za određene vrste
delova i pripadajuće tipske oblike, što je u [61] i [66] prikazano za rotaciono simetrične
delove, a u radu [5] za prizmatične delove, potom za definisanje redosleda operacija i zahvata
na osnovu multikriterijumskog odlučivanja na bazi minimalnih troškova i vremena obrade i
maksimalnog zadovoljenja pravila redosleda izvođenja zahvata [67]. Primer strukture
neuronske mreže za izbor operacija i zahvata pri projektovanju tehnološkog procesa obrade
određenih tipskih oblika u jednom CAPP sistemu za rotaciono-simetrične delove, prikazana je
na slici 4.35.
. . .
. . .
. . .
Povratni ulazi
Ulazni
sloj
Skriveni
sloj
Izlazni
sloj
Grubo struganje(1)
Poluzavršno struganje(2)
Završno struganje(3) •
•
•
•
•
•
Brušenje(10)
Povratni ulaz 1 •
•
Povratni ulaz 10
Osobina 1•
Osobina 4
Atribut 1•
Atribut 4
Slika 4.35 Troslojna neuronska mreža za izbor tehnološkog procesa obrade [197]
Neuronske mreže se koriste i za izbor parametara obrade, kroz razvoj dinamičkog
modela, što je prikazano u radu [130], potom za inteligentno generisanje putanje alata u
smislu definisanja strategije obrade i redosleda zahvata obrade složenih površina [23], kao i
za mnoge druge aktivnosti i zadatke razvoja i primene CAPP sistema.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
90
Neuronske mreže se veoma često kombinuju sa drugim tehnikama veštačke
inteligencije. Tako npr. u [40] je prikazan CAPP sistem u kome je integrisan varijantni i
generativni prilaz kroz kombinovanu primenu tehnika ekspertnih sistema, neuronskih mreža i
fuzzy logike, ili [188], gde se kombinovanom primenom Hopfildove neuronske mreže i
genetskih algoritama vrši izbor optimalnog tehnološkog procesa od ponuđenih alternativnih,
na bazi troškova obrade i raspoloživih resursa.
Fuzzy logika
Veći deo procesa odlučivanja u projektovanju tehnoloških procesa se odvija u okruženju
gde ciljevi i ograničenja često nisu i ne mogu biti precizno definisani. Zbog toga se zahteva
određena aproksimacija u cilju dobijanja kvalitetnog modela realnog sistema, u čemu
značajnu ulogu imaju tehnike fuzzy teorije, odnosno fuzzy logike.
Za razliku od formalne logike u kojoj se rezonovanje vrši sa dve vrednosti (tačno-
netačno, 0-1), fuzzy logika koristi brojeve iz intervala [0,1], što je mnogo bliže realnosti,
ljudskom razmišljanju i izražavanju. Fuzzy upravljanje obezbeđuje formalnu metodologiju za
predstavljanje, manipulaciju i implementaciju ljudskog heurističkog predznanja o tome kako
kontrolisati jedan, određeni sistem. Ovo ne isključuje razvoj modela procesa jer je on
neophodan za detaljnu simulaciju ponašanja kontrolera u cilju ispitivanja zadovoljenja
performansi, stabilnosti sistema, kao i za ispitivanje ograničenja samog dizajna. Osnovni cilj
fuzzy pristupa je da, umesto da jezikom matematike pokuša da reši problem upravljanja
sistemom, omogući implementaciju inženjerskog iskustva o procesu u sam algoritam
kontrolera. Na slici 4.36 dat je prikaz opšte strukture fuzzy sistema.
BAZA
PRAVILA
INTERFEJS
FA
ZIF
IKA
CIJ
A
DE
FA
ZIF
IKA
CIJ
A
PROCES
Fuzzy kontroler
Referentni ulaz
r(t)
Upravljanje
u(t)
Izlaz
y(t)
Slika 4.36 Opšta struktura fuzzy sistema
Baze pravila sadrže znanje o tome kako najbolje kontrolisati sistem, pri čemu se
procesiranje bazira na kolekciji if-then pravila. Interfejs je mehanizam za procenu kontrolnih
pravila koja su relevantna za trenutno stanje sistema i odlučuje kakav će biti upravljački
signal, tj. ulaz u proces. Fazifikacija modifikuje signale ulaza tako da mogu biti pravilno
protumačeni i upoređeni sa pravilima iz baze pravila. Defazifikacija transformiše fuzzy oblik u
crisp oblik signala, koji je „razumljiv“ procesu.
U dosadašnjem razvoju CAPP sistema fuzzy logika je primenjena u značajnom obimu,
tako je u radu [285] prikazan sistem za odlučivanje zasnovan na fuzzy logici koji je namenjen
za izbor vrste obrade u smislu preciziranja neophodnih zahvata grube, poluzavršne i završne
obrade na osnovu evaluacije tolerancija tipskih oblika na modelu prizmatičnih proizvoda. U
radu [211] predstavljena je metodologija koja omogućuje generisanje modela za unapređenje
uslova obrade u kontinualnim procesima proizvodnje, dok je u radu [280] prikazan razvoj
metoda za grupisanje delova u operacijske grupe primenom fuzzy logike i relacione analize na
osnovu postavljenih kriterijuma u vidu vremena obrade, veličine serije i redosleda izvođenja
zahvata i operacija.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
91
U radu [11] dat je prikaz razvijenog FUZZYCAP sistema za automatizovan izbor
elementa tehnološkog procesa obrade, koji koristi numeričke metode FAM (Fuzzy Asociative
Memory) za rešavanje problema.
Fuzzy logika se veoma često koristi u kombinaciji sa tehnikama ekspertnih sistemima i
neuronskih mreža [40], dok je u radu [284] predstavljen hibridni sistema za rešavanje
problema redosleda izvođenja operacija u tehnološkom procesu primenom fuzzy logike i
genetskih algoritama. U radu [303] je prikazan razvijeni fuzzy referentni sistem za izbor
odgovarajućih mašina, kao alternativni način za integraciju tehnološke pripreme i planiranja
proizvodnje, gde se na bazi informacija o iskorišćenosti kapaciteta mašina u pogonu,
kombinovanom primenom tehnika genetskog algoritma vrši uravnoteženje njihovog
opterećenja.
Genetski algoritmi
Genetski algoritmi predstavljaju heurističku metodu optimizacije, koja je zasnovana na
principima imitacije prirodne evolucije i namenjena je za rešavanje kompleksnih naučnih i
inženjerskih problema. To je inteligentan metod koji zahteva domen specifičnih znanja i
spada u kategoriju post-uporednih optimizacionih metoda. Ova metoda se smatra začetnikom
oblasti u računarskoj tehnici i veštačkoj inteligenciji koja se naziva "prirodni proračun" [260].
Osnovni princip genetskih algoritama se zasniva na prirodnoj selekciji i pravilu
„opstanka najjačih“ opcija. Njihovo funkcionisanje je orijentisano na kreiranje novih i boljih
rešenja problema kroz izdvajanje i kombinovanje najboljih među generacijama mogućih
rešenja, a rezultat inkrementalno konvergira optimalnom [60].
Princip rada genetskih algoritama se prilično razlikuje od većine klasičnih tehnika
optimizacije, a neke od karakterističnih razlika su [242]:
Rad sa setom kodiranih parametara a ne sa samim parametrima,
Pretraživanje lokalnih optimuma unutar populacija, a ne samo jedne tačke,
Koristi objektne brojčane podatke, ali ne izvedena ili neka druga znanja i
Koristi stohastička, a ne deterministička pravila pretraživanja.
Tehnika genetskih algoritama se često primenjuje u savremenim CAPP sistemima,
najčešće za izbor i optimizaciju elemenata tehnološkog procesa. Tako se npr. genetski
algoritmi koriste za izbor redosleda zahvata obrade, mašina alatki i alata na bazi funkcije
vremena obrade [230], za izbor optimalnog redosleda operacija obrade tehnološkog procesa
na osnovu analize različitih tehnoloških ograničenja [30], potom za optimalan izbor ravni
obrade i odgovarajućih tolerancija obrade pojedinih zahvata tehnoloških operacija [22].
U radu [151] genetski algoritmi su primenjeni za optimizaciju tehnoloških procesa
obrade prizmatičnih delova simultanim izborom proizvodnih resursa, operacija i podoperacija,
kao i redosleda izvođenja zahvata, na osnovu troškova obrade kao funkcije cilja. U radu [240]
tehnike genetskih algoritama su primenjene za izbor optimalnih parametara obrade na bazi
kriterijuma optimizacije u obliku minimalnog vremena obrade, s obzirom na tehnološka
ograničenja za brzinu, pomak, tačnost dimenzija, tolerancije, habanje alata i mogućnost
mašina, dok su u radu [235] ove tehnike primenjene u razvoju CAPP sistema za konceptualno
i detaljno projektovanje tehnoloških procesa, itd. Primer određivanja optimalne dubine obrade
i brzine rezanja pri obradi grupe rotacionih delova, primenom genetskog algoritma, prikazan
je na slici 4.37.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
92
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5060
70
80
90
100
110
120
130
Primer br.
Brz
ina
rezanja
(m
/min
)
Početna brzina rezanja
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5060
70
80
90
100
110
120
130
Brz
ina
rezanja
(m
/min
)
Primer br.
Krajnja brzina rezanja (nakon 40 generacija)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0
1
2
3
4
5
6
7
Dubin
a r
ezanja
m (
m)
Dubin
a r
ezanja
m (
m)
Primer br. Primer br.
Početna dubina rezanja
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
Krajnja dubina rezanja (nakon 40 generacija)
Slika 4.37 Određivanje optimalnih režima obrade primenom genetskih algoritama [198]
Osnovna prednost primene genetskih algoritama pri razvoju CAPP sistema u odnosu na
druge metode je mogućnost simultanog rešavanja optimizacionih problema izbora procesa,
operacija, zahvata, mašina, alata, režima i drugih zadataka projektovanja tehnološkog procesa,
čime je omogućeno dobijanje optimalnog rešenja tehnološkog procesa za više postavljenih
kriterijuma, odnosno funkcija cilja.
4.2.3.3 Agent bazirane tehnologije
Pojam "agent tehnologije" se prvi put pominje od strane Hewitt 1997. godine, koji je
predstavio model baziran na distribuiranoj veštačkoj inteligenciji. U poslednjih desetak
godina agent-bazirane tehnologije su našle široku primenu u različitim granama tehnike,
uključujući i projektovanje i proizvodnju [288].
S obzirom na njihovu sveobuhvatnost i robusnost, agent-bazirane tehnologije imaju
mnogo različitih definicija. Agenti predstavljaju softvere koji ima sposobnosti da samostalno,
bez intervencije korisnika, izvršavaju postavljeni zadatak i izveštavaju korisnika o završetku
zadatka ili pojavi očekivanog događaja. Druga definicija kaže da je agent programski sistem,
koji u interakciji sa okruženjem, ima sposobnost da fleksibilno i samostalno reaguje u skladu
sa ciljevima koji su mu postavljeni. U ovoj definiciji ističe se tri ključna zahteva, interakcija
sa okruženjem, autonomnost, i fleksibilnost [127].
Interakcija sa okruženjem u ovom kontekstu znači da je agent sposoban da reaguje na
ulaz dobijen iz okruženja i da može da izvodi akcije koje menjaju okruženje u kome agenti
deluju. Autonomnost znači da je sistem u stanju da reaguje bez intervencije korisnika ili
drugih agenata i da ima kontrolu nad sopstvenim akcijama. Takav sistem bi trebao da bude
sposoban da uči iz iskustva.
Bez obzira na oblast primene agenata, oni uvek imaju tri osnovna dela:
Bazu znanja, koja sadrži podatke i domene znanja neophodne da agent uspešno
obavlja svoje aktivnosti,
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
93
Koordinacionu jedinicu, koja vrši kontrolu interakcije sa dugim agentima,
uključujući interkomunikaciju, pregovore, koordinaciju i saradnju i
Jedinicu za rešavanje problema, koja obuhvata nezavisno učenje, planiranje,
rasuđivanje, donošenje odluka za izvršavanje određenih aktivnosti i zadataka.
Postoje različite vrste agenata u zavisnosti od [288]:
Ponašanja, reaktivni (reactive) i savetodavni (deliberative) agenti,
Funkcionalnosti, interfejs (interface) i internet (internet) agenti,
Mobilnosti, mobilni (mobile) i stacionarni (stationary) agenti i
Strukture, logički ili softverski i fizički ili hardverski agenti.
Sistemi u kojima je upotrebljeno više agenata radi rešavanja zajedničkog problema
nazivaju se multi agentni sistemi (MAS). U ovakvim sistemima neophodno je da agenti imaju
mogućnost međusobne komunikacije primenom LAN, Interneta, itd., u cilju razmene iskustva
ili “pregovaranja” i dobijanja optimalnog rešenja. Agenti koji se upotrebljavaju u multi
agentnim sistemima mogu biti jednaki po karakteristikama ili se mogu razlikovati prema
specijalnostima. Multi agentni sistemi su idealni za predstavljanje problema koji imaju više
različitih metoda za rešavanje problema, višestruke perspektive i/ili višestruke entitete
rešavanja problema. Omogućavaju izradu paralelnih računarskih sistema, pomažu pri radu sa
vremenski ograničenim rezonovanjem i robusnim sistemima, ako su odgovornosti podeljene.
U sistemima izrađenim na ovaj način umesto da procesom upravlja jedan kompleksan agent,
upravljanje se deli na više agenata koji, prema svojim specijalnostima preuzimaju nadležnost
nad kontrolom složenog procesa. Upotrebom multi agentnih sistema se povećava bezbednost
sistema jer u situacijama otkazivanja jednog od agenata, čitav sistem može biti automatski
rekonstruisan ili zaustavljen na kontrolisan način.
Pri projektovanju multi agentnih sistema potrebno je definisati broj agenata, kritičnu
količinu vremena za obavljanje zadatka, dinamiku postizanja ciljeva, troškove komunikacije,
cenu neuspeha, uticaj korisnika, neodređenost okruženja. Na nivou svakog agenta potrebno je
definisati početna stanja u domenu, moguće akcije drugih agenata i izlazne akcije agenta. Sa
povećanjem broja agenata koji sarađuju na rešavanju zajedničkog problema javljaju se
problemi koje je potrebno rešiti, kao što su:
Kooperativnost - dizajnirati agente tako da zajednički rade na zajedničkim
ciljevima,
Koordinacija - upravljati agentima tako da se izbegnu štetne interakcije a
korisne interakcije iskoriste i
Pregovaranje - dolaženje do dogovora koji su prihvatljivi svim
objektima/agentima koji učestvuju u rešavanju problema.
Sistem CoCAPP (Cooperative Computer-Aided Process Planning) [301], predstavlja
primer CAPP sistema koji je zasnovan na kooperativnim agentima, slika 4.38. U okviru ovog
sistema agenti su zapravo ekspertni sistemi, sa sličnom osnovnom strukturom, za čiji razvoj je
korišćena ista ekspertna ljuska, koji se preko funkcionalnih adaptera prilagođavaju različitim
zadacima koje imaju u sistemu. U sistemu postoje tri tipa agenata:
D-agent, koji ima zadatak uvoza CAD modela u STEP formatu i prosleđivanje
B-agentu, kao i prezentaciju rešenja korisniku.
B-agent, koji ima ulogu obezbeđivanja komunikacije između P-agenata, kroz
četiri odvojena prostora podataka problem, predlog, konflikt i rešenje.
P-agent, koji sprovodi specifične zadatke u projektovanju tehnoloških procesa,
kao što su tehnološko prepoznavanje, izbor mašina, alata, procena troškova, itd.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
94
Prostor
problema
Prostor
rešenja
B-agent
Prostor
predloga
Prostor
konflikta
D-agent
Prepoznavanje
tipskih
tehnoloških
oblika
Izbor
obradnih
procesa
Izbor
mašina
Izbor
alata
Izbor i
projektovanje
pribora
Određivanje
redosleda
obrade i
procena
troškova
Planiranje
proizvodnjeCAD
Ograničenja
proizvodnog sistemaCAD model
Informacija o konfliktima
uzrokovanih projektovanjemAlternativni te
hnološki procesi
CoCAPP
Slika 4.38 Arhitektura multi-agentnog CAPP sistema CoCAPP [301]
4.2.3.4 Razvoj CAPP sistema na bazi primene STEP standarda
Primena računara i informacionih tehnologija obezbedila je veću efikasnost u
projektovanju i proizvodnji. Međutim, istraživači i industrija se i dalje suočavaju sa izazovom
razmene i deljenja informacija između različitih funkcija i odgovarajućih aplikacija u
proizvodnom sistemu, uključujući i CAPP sisteme. Osnovni uzrok ovih problema se odnosi
na neusaglašenost predstavljanja podataka o proizvodu u njegovom životnom veku.
Globalno gledano, navedeni problemi razmene i deljenja podataka o proizvodu, mogu
se rešiti na sledeći način [88]:
Primenom istog CAx sistema tokom čitavog životnog ciklusa proizvoda u svim
etapama projektovanja, tako što će nove verzije CAx sistema podržavati stare,
Projektovanjem translatora ili konvertora koji će međusobno prevoditi formate
podataka CAx sistema različitih proizvođača i
Razvojem neutralnog formata za razmenu podataka između različitih CAx
sistema.
Na tržištu programskih sistema postoji veliki broj komercijalnih CAx sistema, zbog
čega postoji mala verovatnoća da će različita preduzeća posedovati iste programske sisteme,
što prvi način u današnjim uslovima otvorenog tržišta čini sve manje primenljivim. Drugi
način se odnosi na povezivanje funkcija preduzeća i programskih sistema kreiranjem
translatora koji omogućuje konverziju podataka iz formata jednog CAx sistema u format
drugog CAx sistema. Ovaj pristup je neekonomičan za potrebe povezivanja većeg broja CAx
sistema, usled potrebe razvoja velikog broja translatora, pa se danas sve manje primenjuje.
Treći način se odnosi na razvoj neutralnog formata podataka koji mogu da čitaju svi
CAx sistemi. Prednost trećeg načina nad drugim je ilustrovan na slici 4.39, na kojoj se vidi
koliko je manje translatora potrebno koristiti za razmenu podataka između n određenih
programskih sistema, ukoliko postoji neutralni format za razmenu podataka (NDF).
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
95
CAx sistem"A"
CAx sistem"F"
CAx sistem"C"
CAx sistem"B"
CAx sistem"D"
CAx sistem"E"
CAx sistem"A"
CAx sistem"F"
CAx sistem"C"
CAx sistem"B"
CAx sistem"D"
CAx sistem"E"
broj translatora n∙(n-1) broj translatora 2n
Slika 4.39 Upoređenje razmene podataka pomoću translatora i neutralnog formata
podataka [217]
Nagli razvoj računarske tehnike u sedamdesetim godinama prošlog veka doveo je do
razvoja više različitih, uglavnom nacionalnih standarda za razmenu podataka. Tako se uz
IGES, koji je razvijen u USA, pojavio i SET u Francuskoj, VDA-FS u Nemačkoj i mnogi
drugi, slika 4.40. Sredinom osamdesetih godina prošlog veka uočen je problem primene
velikog broja standarda za razmenu podataka između CAx aplikacija. Nedostaci prethodno
navedenih pristupa i razvijenih standarda doveli su do toga da Međunarodna organizacija za
standardizaciju ISO, pokrene 1984. godine projekat, sa sledećim ciljevima [88]:
Standardizacija mehanizama modeliranja informacija o proizvodu kroz ceo
životni vek, nezavisno od sistema koji se primenjuje,
Stvaranje jedinstvenog međunarodnog standarda koji će obuhvatiti sve aspekte
razmene podataka u CAD/CAPP/CAM području i drugim CAx područjima,
Odvajanje opisa proizvoda od primene, tako da standard omogući, osim
neutralnog zapisa podataka za razmenu, i osnovu za razvoj baze podataka o
proizvodu, koja se dugoročno može čuvati i
Primenu ovog standarda u industriji, kao zamene za nacionalne standarde i
specifikacije.
ICAM IGES 1 IGES 2
XBF
VDA-PS
IGES 3
PDDI
VDA-FS
SET
CAD*I
CADLIB
MIL-PRF-28000A
IGES 4
CALS
GMAP
CADLIB2
IGES 5
PDES
S
T
E
P
Slika 4.40 Razvoj standarda za razmenu podataka [218]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
96
Na osnovu početnog koncepta, razvijen je kompleksan standard STEP ISO 10303 koji
obezbeđuje celovitu podršku razvoju globalno integrisane proizvodnje, kroz:
Razmenu podataka između različitih funkcija i odgovarajućih aplikacija
proizvodnih sistema, kao i ostalih činilaca poslovnog okruženja, primenom
standardnog neutralnog formata podataka,
Deljenje podataka, što omogućuje podršku simultanom projektovanju i
inženjerskoj analizi,
Internet saradnju, što omogućuje da se proizvodni podaci mogu lako
razmenjivani i deliti putem globalne mreže.
Digitalni podaci o proizvodu moraju sadržati dovoljno informacija koje se mogu
upotrebiti za različite aktivnosti tokom celog životnog veka proizvoda. Da bi se ovo ostvarilo,
STEP je od samog početka bio razvijen kao modularni standard koji sadrži veći broj delova
(Parts), svrstanih u serije (Series).
Osnovnu arhitekturu STEP standarda čini šest većih celina [88,288]:
Metode za opis,
Metode za primenu,
Informacioni modeli, koje zajedno čine Aplikacioni protokoli i Bazni resursi,
Metodologije za proveru konformnosti i
Serije apstraktnih testova.
Aplikacioni protokoli predstavljaju najveći deo STEP standarda, koji omogućuju
formalan opis svih skupova aktivnosti koje se odvijaju u okviru životnog veka proizvoda, te
sadrže informacione zahteve i formalne šeme za njihovo definisanje. U tabeli 4.11 dat je
prikaz pojedinih aplikacionih protokola STEP standarda koji su namenjeni pojedinim
aktivnostima projektovanja i proizvodnje u metaloprerađivačkoj industriji.
Tabela 4.11 Pregled pojedinih delova aplikacionih protokola STEP specifikacije
Serija/deo Naziv serije/dela
Serija 200 Aplikacioni protokoli
Deo 201 Eksplicitno crtanje
Deo 202 Asocijativno crtanje
Deo 203 Projektovanje mašinskih delova i sklopova sa upravljanjem konfiguracijom
Deo 204 Mašinsko konstruisanje korišćenjem graničnog prikaza
Deo 205 Mašinsko konstruisanje korišćenjem površinskog prikaza
Deo 206 Mašinsko konstruisanje korišćenjem žičanog prikaza
Deo 207 Planiranje i konstruisanje delova od lima
Deo 208 Praćenje životnog ciklusa proizvoda
Deo 209 Analiza i konstrukcija kompozitinih i metalnih struktura
Deo 213 Projektovanje tehnoloških procesi za mašinske delove (zamenjen sa AP-240)
Deo 214 Osnovni podaci za procese proizvodnje u auto industriji
Deo 219 Upravljanje dimenzionalnom inspekcijom čvrstih delova i sklopova
Deo 223 Konstrukcioni i proizvodni podaci za delove koji se proizvode livenjem
Deo 224 Konstruisanje mašinskih delova za potrebe projektovanja tehnoloških procesa pomoću
tipskih oblika (feature)
Deo 229 Konstrukcioni i proizvodni podaci za delove koji se proizvode kovanjem
Deo 232 Tehnički podaci za procese montaže, osnovne informacije i razmena
Deo 233 Prikaz podataka sistemskog inženjerstva
Deo 238 Aplikaciono interpretirani model za numerički upravljane jedinice
Deo 239 Upravljanje životnim ciklusom proizvoda
Deo 240 Projektovanje tehnoloških procesa za mašinske delove
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
97
Od izuzetnog značaja za primenu u CAPP sistemima su aplikacioni protokoli AP224 i
AP240. AP 224 se odnosi na definisanje proizvoda za projektovanje tehnoloških procesa
primenom tipskih tehnoloških oblika [121]. AP 240 definiše strukturu podataka za planiranje
proizvodnje, koja obuhvata tehnološke procese, proizvodne resurse, redosled aktivnosti,
materijale, dokumentaciju, definisanje proizvoda preko tipskih tehnoloških oblika, itd. [123].
Primena STEP standarda u integraciji CAD, CAPP i CAM sistema
U poslednjih par decenija uloženi su značajni napori na istraživanju mogućnosti
integraciji CAD, CAPP i CAM sistema. Mnoge naučne institucije i kompanije su pokušavale
da razviju integrisane CAD/CAPP/CAM sisteme, ali su se rezultati razlikovali u zavisnosti od
toga na kojim osnovama se bazirala integracija. Sa stanovišta primene STEP standarda,
postoji podela na konvencionalnu integraciju i STEP baziranu integraciju [159].
Konvencionalan način integracije CAD/CAPP/CAM sistema nije baziran na STEP-u,
već na razvoju specifičnih interfejsa pomoću kojih se vrši razmena podataka između različitih
CAx sistema. Neki od problema koji se javljaju u konvencionalno integrisanim
CAD/CAPP/CAM sistemima su [154]:
Neusaglašeno predstavljanje podataka,
Veliki broj međurezultata nastalih transformacijom pre/post procesiranja,
Složeno i obimno skladištenje podataka,
Statičko rukovanje podacima bez dinamičkih povratnih informacija,
Nemogućnost interakcije između heterogenih platformi,
Otežan razvoj specifičnih interfejsa usled velikog broja različitih CAx sistema,
Zaostatak razvoja CAPP sistema u odnosu na CAD i CAM sisteme, itd.
Uprošćena arhitektura STEP bazirane integracije CAD/CAPP/CAM sistema prikazana
je na slici 4.41. U okviru ove arhitekture, SDAI interfejs za standardizovani pristup STEP
bazama podataka se koristi za razmenu podataka između specifičnih aplikacionih protokola
AP i baza podataka, pri čemu je struktura objektne instance opisana pomoću EXPRESS
jezika. Kada korisnička aplikacija zatraži podatke, pozivaju se podaci iz baze podataka
definisani prema odgovarajućem AP, povlače se traženi objekti, zapisuju se u novu STEP
Part21 datoteku i šalju korisničkoj aplikaciji. Korisnička aplikacija koja želi da prosledi
podatke u bazu, translira podatke iz matične baze podataka u format STEP Part21 datoteke,
koji se prosleđuju u bazu podataka.
STEP BAZA
PODATAKA
INTERFEJS ZA STANDARDIZOVANI PRISTUP STEP BAZAMA PODATAKA
(SDAI)
CAD
SISTEM
CAPP
SISTEM
CAM
SISTEM
STEP APLIKACIONI
PROTOKOLI (AP)Memorisanje-korišćenje-
raspodela
Slika 4.41 STEP bazirana arhitektura integracije CAD/CAPP/CAM [154]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
98
U svetu je do sada postavljen veći broj različitih koncepta povezivanja CAx sistema u
procesu proizvodnje proizvoda primenom STEP standarda, a neki od njih su prikazani u
radovima [249,250,287,288], itd. Na slici 4.42 prikazan je koncept projektovanja i
proizvodnje podržan STEP standardom, za proizvodnju proizvoda koja se realizuje procesima
obrade skidanjem materijala.
Koncept prikazuje integrisani proizvodni tok kroz određene korake, odnosno funkcije
koje se izvode u pojedinim fazama toka i upotrebljene STEP standarde, odnosno
odgovarajuće aplikacione protokole. Povezivanjem ovih standarda dobija se grupa STEP
standarda za projektovanje i proizvodnju SMS (STEP Manufacturing Suite).
Funkcije
Ulazni
podaci
Aplikacioniprotokol
AP224
AP203
AP224
AP240 AP238
AP238
ISO14649
AP219
AP
238
AP240
AP-240/AP-224
STEPGenerisanjeproizvodnih
podataka
Tipskitehnološki
oblici
Makroprojektovanjetehnoloških
procesa
i
i NCprogramiranje
M kroprojektovanjetehnoloških
procesa
Merna mašina(CMM)
Kontrola
CNC obradni sistem
Izradadela
Slika 4.42 Primena STEP standarda u integraciji aktivnosti projektovanja i proizvodnje [246]
Prva funkcija ima ulogu projektovanja proizvoda i pripremaka primenom CAD sistema
ili preuzimanje gotovih modela proizvoda i pripremka iz nekog CAD sistema, a zatim
prevođenje u format podataka AP-224 koji je pogodan za automatizovano projektovanje
tehnoloških procesa. AP-224 je razvijen u cilju povezivanja CAD i CAPP sistema, tako što
omogućuje potpune, tačne, računarom podržane i višekratno upotrebljive informacije o
proizvodu. AP-224 uključuje informacije o proizvodu, kao što su CAD geometrija i topologija
u neutralnom formatu, tipski tehnološki oblici, tolerancije, osobine materijala i procesa i
administrativni podaci [288].
Druga funkcija se odnosi na makro projektovanje tehnoloških procesa, gde se odvija
prihvatanje proizvodnih podataka u AP-224 formatu i vrši početna, odnosno makro faza
projektovanja tehnoloških procesa izrade delova. Na izlazu se dobijaju podaci u standardnom
AP-240 formatu, koji uključuje podatke o tehnološkom procesu izrade, ali i druge neophodne
podatke za pripremu i planiranje proizvodnje, prema [244,288].
Treća funkcija je mikro projektovanje tehnoloških procesa uključujući i NC
programiranje. U okviru ove funkcije odvija se prihvatanje podataka iz prethodne funkcije u
AP-240 ili pak AP-224 formatu, a zatim se vrši završna faza projektovanja tehnoloških
procesa. Kao izlaz iz ove funkcije dobijaju se podaci u STEP-NC formatu podataka, koji služe
za upravljanje CNC obradnim i tehnološkim sistemima.
Četvrta funkcija se odnosi na izradu delova na CNC obradnim i tehnološkim sistemima,
pri čemu se podaci prihvataju u standardizovanom obliku podataka prema STEP-NC
standardu. Peta funkcija se odnosi na ispitivanje, odnosno merenje i kontrolu obrađenih
delova. Ova funkcija je podržana AP-219 formatom podataka, koji je kompatibilan sa svim
ostalim AP u okviru ISO 10303 standarda. Težnja je da se u ovaj proizvodni tok uključe i
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
99
drugi proizvodne tehnologije, kao što su npr. Tehnologije livenja AP-233, kovanja AP-229,
itd. Pored toga teži se i primeni PDM tehnologija za upravljanje proizvodnim podacima u
životnom veku proizvoda.
Značajan broj istraživanja je realizovan i objavljen je veliki broj radova na temu
primene STEP standarda u razvoju integrisanih CAPP sistema, neki od njih su prikazani u
ranijem tekstu, dok će se deo prikazati u nastavku.
U radu [137] predložen je pristup integracije projektovanja proizvoda i tehnoloških
procesa primenom integrisanog modela proizvoda na bazi primene STEP standarda. Ovaj
pristup podrazumeva prepoznavanje tipskih oblika, ugradnju tehnoloških informacija i
implementaciju neutralnog interfejsa podataka.
U [5] je prikazan STEP baziran modeler tipskih oblika (STEP-FM) kao alat za njihovo
prepoznavanje u cilju integracije zadataka projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa, dok
je u radu [144] predstavljeno prepoznavanje tipskih oblika za automatsko projektovanje
tehnoloških procesa, gde se model proizvoda u STEP formatu koristi direktno kao ulazni
podatak za projektovanje tehnoloških procesa. U radu [290] je prikazan sistema za
automatizovano prepoznavanje tipskih oblika i projektovanje tehnoloških procesa primenom
STEP AP 214 formata podataka, dok je u radu [224] prikazan hibridni prilaz za
prepoznavanje tipskih oblika primenom STEP AP 203 formata podataka.
U radu [5] je prikazan CAPP sistem za prizmatične delove baziran na STEP-u koji
koristi tipske oblike (ST-FeatCAPP). Sistem mapira STEP AP 224 XML datoteku podataka
bez primene kompleksnog procesa tehnološkog prepoznavanja, a potom generiše zahvate
obrade tehnološkog procesa i odgovarajuće STEP-NC programe u XML formatu.
STEP-om podržano projektovanje tehnoloških procesa je doživelo još intenzivniji
razvoj od vremena razvoja i objavljivanja STEP-NC standarda, a neki od preglednih radova iz
ove oblasti su [287,288,304], itd. U radu [203] ispitana je mogućnost distribuirane primene
metoda veštačke inteligencije, kroz razvoj kolaborativnog multi-agent sistema u objektno-
orijentisanom CAPP sistemu za prizmatične delove u STEP-NC podržanom okruženju. U
radu [202] dat je prikaz razvoja softverske platforme za projektovanje tehnoloških procesa i
upravljanje (IP3AC) u cilju podrške STEP-NC podržanom projektovanju tehnoloških procesa.
U radovima [47,249,250] predložen je model varijantnog projektovanja tehnoloških procesa
na bazi STEP-NC standarda, gde je predstavljen razvijeni algoritam za optimizaciju
tehnoloških procesa. Razvijeni model varijantnog projektovanja i optimizacije tehnoloških
procesa testiran je u sistemu pod imenom TurnSTEP.
Značaj STEP standarda u integraciji CAD/CAPP/CAM i CNC sistema
Iako je tehnologija numeričkog upravljanja pretrpela velike promene, programiranje
numerički upravljanih obradnih sistema se i dalje bazira na modelu podataka ISO 6983
standarda, koji je ustanovljen još pri samim počecima razvoja numeričkog upravljanja. ISO
6983, poznatiji pod nazivom G-kod, je jezik niskog nivoa, orijentisan na sekvencijalnim
instrukcijama za upravljačke jedinice mašina, uz malo ili nimalo inteligencije. Pokazao se kao
idealan za procese projektovanja upravljačkih programa ručnim programiranjem, ali ne
zadovoljava savremene trendove razvoja integrisanih CAD/CAPP/CAM/CNC sistema.
Osnovni nedostaci i problemi koji se javljaju primenom ISO-6983 su [201,287]:
Jezik programiranja niskog nivoa, orijentisan na programiranje lokacije
kretanja alata duž osa mašine,
Javlja se semantička višeznačnost,
Specifične ekstenzije proizvođača upravljačkih jedinica, što inicira postojanje
velikog broja postprocesora,
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
100
Podržava samo jednosmeran tok informacija od projektovanja do proizvodnje,
Veoma teško upravljanje i promena upravljačkih programa,
Otežana primena u oblasti složenih površina, visoko brzinske obrade i 5 ili više
osnog upravljanja, itd.
U cilju prevazilaženja ovih problema pokrenut je razvoj novog standarda ili modela
podataka za upravljanje numeričkim obradnim sistemima pod imenom ISO-14649, šire poznat
kao STEP-NC. Ovaj standard se bazira na objektno-orijentisanim podacima i kompatibilan je
sa standardima serije STEP ISO 10303. AP-238 predstavlja njegovu tehničku definiciju.
Prednosti primene STEP-NC standarda u projektovanju i proizvodnji su [122,124,233,287]:
Kvalitetnije informacije za proizvodnju koje su zasnovane na zadacima obrade
tipskih tehnoloških oblika,
Obezbeđenje potpunih i strukturnih podataka, što utiče na nemogućnost
gubitaka informacija,
Dvosmeran tok informacija između projektovanja i proizvodnje,
Gubi se potreba za postprocesorima specifičnih upravljačkih jedinica,
Korisnički orijentisan interfejs za upravljanje obradnim sistemima,
Omogućuje se primena koncepta e-Proizvodnje, odnosno prenos i upravljanje
podacima putem Interneta,
Postiže se visoka proizvodna efikasnost, prema tabeli 4.12, itd.
Tabela 4.12 Uzroci i posledice proizvodne efikasnosti primenom STEP-NC
Uzrok Posledica
STEP-NC podaci su istovremeno i dokumenti 75% redukcija broja crteža poslatih od CAD-a
ka CAPP-u i CAM-u
Lakše definisanje tehnološkog procesa jer se
operacije neće projektovati u detalje
35% redukcija CAPP/CAM projektovanja
tehnoloških procesa
Upotreba visoko-brzinske obrade, 5-o ili više osne
obrade, ugrađivanje inteligentne optimizacije u
upravljačke jedinice
50% redukcija vremena mašinske obrade
Uporedni prikaz toka informacija primenom ISO-6983 i ISO 14649, odnosno G-koda i
STEP-NC, sa naznačenim osnovnim nedostacima i prednostima istih, dat je na slici 4.43.
Za primenu STEP standarda sa novim modelom podataka potrebna je primena
savremenih upravljačkih sistema koji su zasnovani na otvorenoj arhitekturi i poseduju mnogo
veći stepen inteligencije.
ISO 14649 je podeljen na više delova, gde deo 10 definiše opšte informacije o
procesima, delovi 11, 12, 13, ... tehnološki-specifične informacije, dok delovi 111, 121, 131,
....alate za pojedine tehnologije, glodanja, struganja, EDM, itd., slika 4.44.
ISO 14649-10 definiše procesne podatke potrebne za NC programiranje koji su
zajednički za različite tehnologije obrade. Elementi podataka ovog dela standarda opisuju
interfejs između CNC i programskih sistema (npr. CAPP, CAM...). Ovi programi obuhvataju
geometrijske i tehnološke informacije i mogu se generisati upotrebom ISO 14649 dela 10
zajedno sa delom za specifičnu tehnologiju (npr. ISO 14649-11) i delom za odgovarajuće
alate (npr. ISO 14649-121). EXPRESS-G šema definisana u ISO 14649-10 sadrži informacije
koje su podeljene na opis zadatka (task description), opis tehnologije (technology
description), opis alata (tool description) i opis geometrije (geometry description) [124,288].
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
101
Novi interfejs podataka
ISO 6983
Post-procesiranje
CAD/CAPP/CAM
Rupa 2
-zabušivanje
-bušenje
Stepenik 1
-gruba obrada
-završna obrada
Rupa 1
Dvosmerni
transfer
informacija
Žljeb 1
-glodanje
-gruba obrada-završna obrada
deskription {filename=“ncfile.pgr“?
date=“20-01-1999“?}
const {placement1=axis2_placement_3d(..)?}
program ( )
{set_placement(setup)? exec plan.hole1drill?
exec plan.pocket_plunge?
exec plan.pocket_roughing?}
•Nizak nivo
informacija
•Jednostavna
kretanja i
uklj.-isklj.
komande
• Specificne
ekstenzije
proizvodaca
NC upravljacka
jedinica
NC mašina
alatka
•Visok nivo
informacija
•Objektno
orijentisan
opis
•Korišcenje STEP
geometrije
•Neutralan
format
STEP-NC
NC upravljacka
jedinica
NC mašina
alatka
Nivo
projektovanja
Nivo
pogona
ISO 14649Specifican
ISO 6983
Trenutni interfejs podataka
%
N05 G54
N10 G00 Z10.000N15 G91 G0 Z200
N20 T5 D1 WW
N30 G90 M5N35 G00 X0.000
N40 G00 Z5.000
N45 M08N50 S3183.000
N55 M03
N60 F1477.000
CAD/CAPP/CAM
Slika 4.43 Uporedni prikaz toka informacija primenom ISO-6983 i ISO-14649 [194]
Strukturu datoteke ISO 14649 čine dve osnovne celine, slika 4.45, kao i kod datoteke
ISO 10303 dela 21, i to su:
1. Zaglavlje (header) – za informacije koje su neophodne za identifikaciju datoteke,
odnosno generalne informacije.
2. Sekcija sa podacima (data section) – koja sadrži sve informacije vezane za
proizvodne zadatke i geometriju.
koristi tipke
tehnološke
oblike
povezan
STEP AP 224Tipski
tehnološki
oblici
STEP AP 203
Geometrija i
topologija
STEP deo 11
EXPRESS
jezik
STEP deo 21
Sintaksa za
opis podataka
ISO 10303 (STEP)
ISO 14649
Deo 10: OPŠTI PODACI O PROCESU
koristi koristi
Deo 11
Glodanje/
bušenje
Deo 12
Struganje
Deo 13
EDM žičanom
elektrodom
Deo 14
EDM punom
elektrodom
Deo 1x
Druge
tehnologije
Deo 111
Alati za
glodanje/
bušenje
Deo 121
Alati za
struganje
Deo 1xx
Alati za
druge
tehnologije
Deo 131
Alati za EDM
Slika 4.44 Osnovna struktura STEP-NC standarda i veze sa STEP ISO 10303 [124]
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
102
Osnovne informacije
(General Information)
Zaglavlje
Tehnološki proces
(Project)
A
Operacije obrade
(Workplan and Executable)
C
Opis geometrije
(Geometry description)
B
Opis tehnologije
(Technology description)
Sekcija sa podacima
Opis tehnoloških
podataka: zahvata,
alata, strategije...
Izvršenje sekvenciranih
zadataka
Opisivanje
geometrijskih
podataka
Korisnički grafički interfejs
Slika 4.45 Programska struktura STEP-NC datoteke [287]
1. Zaglavlje
Svako zaglavlje treba da sadrži po jedan od sledećih entiteta:
Opis datoteke (file_description)
Naziv Datoteke (file_name)
Oznaka EXPRESS šeme za primenjeni AP238 ili ISO 14649 (file_schema)
Pored ovih podataka u zaglavlju se još navode i vreme nastanka datoteke, ime autora
fajla, ime institucije u kojoj je formira fajl. Na slici 4.46 je prikazan primer jednog zaglavlja.
HEADER:
File description(('Primer NC programa za obradu glodanjem'),1');
File_name('Primer1.STP',$,'2011-02-02',('ISO14649'),'LUKIĆ','FTN','SCG');
File_schema(('Machining_schema','Milling_schema'));
ENDSEC
Slika 4.46 Primer sadržaja sekcije-zaglavlje u jednom proogramu
2. Sekcija sa podacima
Sadržaj sekcije sa podacima je podeljen u tri dela:
tehnološki proces operacije izrade (workplan and executable)
opis tehnologije (technology description)
opis geometrije (geometry description)
Svaku pojavu u okviru STEP-NC datoteke, na jedinstven način identifikuje celobrojna
vrednost. Za zapisivanje pojava najčešće se koristi interno mapiranje (internal mapping), koje
zahteva da se iza oznake entitetskog tipa navodi lista atributa, koji su postavljeni po
hijerarhijskom principu. Tako na primer na slici 4.47 prikazana je struktura jednog
programskog rešenja, gde je kao primer uzet jedan proizvod gde se jedna operacija obrade
odnosi na glodanje/bušenje.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
103
DATA:
#1=Project (Workplan#10);
#10=Workplan (#20,#35,#71,......); ..
#12=Workpiece(.......); ..
#20=Machining_workingstep( ,#21(manufacturing_feature),#22(machining operation));
#21=Round hole ('Hole D=20 MM, #12(workpice), #22(machining operation).....);
#22=Drilling (#25(milling_cuting_tool),..,#27(milling_technology),...,
#29(milling_machine_functions, ...,#31(drilling_type_strategy),.....);
#25=Milling_cuting_tool('Spiral drill 20MM'......);
#27=Milling_technology(0.030,.TCP.,s,16.000,......);
#29=Milling_machine_functions(......);
#31=Drilling_type_strategy(.........); ..
#35=Machining_workingstep(......);
ENDSEC
END-ISO-10303-21
Slika 4.47 Primer sadržaja sekcije sa podacima u jednom programu
U datom primeru ovaj tehnološki proces (project) se sadrži iz dve operacije (workplan
#10,#11). U okviru operacije #10 imamo pododperaciju obrade (machining_workingstep #20)
u okviru koje se vrši zahvat obrade (machining_operation #22) tipskog tehnološkog oblika-
otvora ф20H12 (manufacturing_feature #21). Zahvat obrade (machining_operation #22) se
definiše tako što se definišu moduli alata - spiralna burgija (milling_cuting_tool #25),
tehnologije (milling_technology #27), mašinske funkcije (milling_machine_function #29),
kao i strategije mašinske obrade (machining_strategy #31).
Pored ovih osnovnih podataka potrebno je definisati i druge bitne podatke kao što su:
oblik, vrsta i osobine materijala, pribor i položaj obratka u njemu, način stezanja, itd. U cilju
lakšeg razumevanja, na slici 4.48 je prikazana šematska entitetsko-indeksna mapa programske
strukture STEP-NC programa sa slike 4.47.
project 10 11
milling_cuting_tool .. ..
71workplan 20 35 ..workplan .. ..
machining_workingstep .. ..machining_workingstep 21 22 machining_workingstep .. ..
..manufacturing_feature 12 22
29machining_operation 25 27 31 ..workpiece .. ..
milling_technology .. ..
milling_machine_function .. ..
machining_strategy .. ..
Slika 4.48 Šematska entitetsko-indeksna mapa programske strukture STEP-NC programa
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
104
Tipovi STEP-om podržanih CNC sistema
Zavisno od načina implementacije STEP-NC, odnosno ISO-14649 modela podataka za
upravljačke jedinice numeričkih obradnih sistema, postoje tri osnovna tipa STEP podržanih
CNC obradnih i tehnoloških sistema, slika 4.49:
Konvencionalno upravljanje,
Novo upravljanje i
Novo inteligentno upravljanje.
Konven-
cionalno
upravljanje
G-kod
interpreter
Post
procesor
Novo
upravljanje
Novo
inteligentno
upravljanje
ISO 14649 Interpreter
Inteligentne
funkcije
ISO 14649Tehnološki
procesGeometrija Tehnologija Alat
Slika 4.49 Prikaz tri osnovna tipa STEP podržanih CNC
obradnih i tehnoloških sistema [249,250]
Konvencionalno upravljanje jednostavno koristi ISO-14649 za upravljanje preko
postprocesiranja i prevođenja u ISO-6983, odnosno G-kod. U ovom slučaju konvencionalna
upravljačka jedinica CNC obradnog sistema se upotrebljava bez modifikacije.
Novo upravljanje, sadrži STEP-NC prevodioc (interpreter), pa se programirani zahvati
obrade izvode pomoću CNC jezgra sa ugrađenom sposobnošću generisanja putanje alata. Ovo
je osnovni tip, gde je kretanje izvršeno tačno prema redosledu i strategiji obrade, definisane u
ISO-14649 programu. U suštini ovaj tip nema druge inteligentne funkcije osim sposobnosti
generisanja putanje alata. Najveći deo STEP-NC prototipova koji su do sada razvijeni spada u
ovu grupu.
Novo inteligentno upravljanje, kod koga su upravljačke jedinice obradnih sistema
sposobne da izvrše zadatke procesa obrade "inteligentno" i "autonomno", bazirano na
obimnim informacijama ISO-14649 standarda. Neke od inteligentnih funkcija ovog tipa su
automatsko prepoznavanje tipskih tehnoloških oblika, automatizovani izbor alata, automatsko
generisanje putanje alata, monitoring procesa obrade, izbegavanje kolizije alata, optimalni
redosled izvršenja zahvata i operacija kroz primenu varijantnog modela projektovanja i
optimizacije tehnoloških procesa, adaptivna kontrola, merenje na mašini, itd.
U poslednje vreme pojavilo se i Kolaborativno STEP-NC upravljanje, koje se odnosi na
upravljanje podržano internetom. Na taj način se grade virtuelne mreže preduzeća gde se
upravljanje obradnim i tehnološkim sistemima i čitavim pogonima može vršiti na daljinu.
Obradni i tehnološki sistemi sa inteligentnom kontrolom i otvorenom arhitekturom, čija
je funkcija podržana STEP-om i primenom internet tehnologija, sigurno će predstavljati
budućnost u razvoju i primeni CNC sistema, kao jednog od bitnih segmenata u integraciji
projektovanja i proizvodnje, odnosno CAD/CAPP/CAM/CNC sistema.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
105
4.2.4 Kratak pregled razvijenih CAPP sistema
Osnovna ideja vezana za razvoj sistema za projektovanje tehnoloških procesa primenom
računara javila se još polovinom 60-ih godina prošlog veka u radovima Niebela-a, dok je prvi
CAPP sistem razvijen 1976. Godine pod nazivom i pokroviteljstvom CAM-I (Computer
Aided Manufacturing International). Intenzivniji razvoj CAPP sistema je započet tokom 80-ih
godina prošlog veka, uporedo sa razvojem računarske tehnike. Prethodnih tridesetak godina
uloženi su značajni istraživački napori na njihovom razvoju, kada je razvijen značajan broj
CAPP sistema, ali za sada bez većeg komercijalnog uspeha [38,286].
Ovde će se ukratko prikazati pregled istraživanja u oblasti razvoja CAPP sistema, kao i
njihove integracije sa drugim funkcijama proizvodnog sistema i odgovarajućim aplikacijama,
kroz analizu pojedinačnih i preglednih radova iz ove oblasti.
Jedan od prvih preglednih radova iz oblasti razvoja CAPP sistema je rad Steudel-a iz
1984. Godine, u okviru koga su analizirani prilazi i strategije struktuiranja proizvodnih
metoda i podataka za razvoj dotadašnjih CAPP sistema. U okviru rada je istaknut značaj
razvoja jezika za opis geometrije proizvoda, koja povezuje projektovanje proizvoda i
tehnoloških procesa njihove izrade, kao i razvoj CAD/CAM sistema koji je proširen CAPP
sistemom. Eversheim i Schulz su 1985. Godine prezentovali istraživanje bazirano na
anketiranju institucija koje su razvijale CAPP sisteme i krajnjih korisnika u Evropi, Severnoj
Americi i Aziji tokom 1983. I 1984. Godine. Ova istraživanja su pokazala da je pojam CAPP
sistema tada bio relativno nov i da odgovarajući CAPP sistemi nisu bili dovoljno primenjeni i
testirani u praksi [286,287].
Ham i Lu su 1988. Godine u radu [101] evaluirali status CAPP sistema do tog vremena,
u okviru koga su predvideli da će buduća istraživanja biti vezana za integraciju projektovanja
i proizvodnje kroz primenu metoda veštačke inteligencije. Alting i Zhang su 1989. Godine u
radu [3] dali najopsežniji pregled stanja u razvoju CAPP sistema do tog vremena, kroz analizu
156 razvijenih CAPP sistema. U ovom radu su prikazani problemi integracije CAD i CAPP
sistema zbog nemogućnosti razvoja zajedničkih metoda i tehnika za predstavljanje
geometrijskih entiteta. Autori su takođe naveli brojna pitanja vezana za integraciju CAPP
sistema sa CAM i drugim CAx sistemima. Prepoznali su tehnike veštačke inteligencije kao
ključne za razvoj efektivnih CAPP sistema i istakli su značaj inteligencije i učenja sistema,
kao i integracije podataka u zajedničku bazu podataka.
U okviru rada [70], ElMaraghy i dr., dat je pregled istraživanja CIRP-ove CAPP radne
grupe, gde su predstavljeni aspekti najvećeg razvojnog potencijala CAPP sistema, industrijske
perspektive CAPP sistema, razvojni trendova i izazovi, kao i mogućnosti integracije CAD,
CAPP i PPC sistema. Iste godine su Eversheim i Schneewind u radu [73] predstavili koncizan
pregled primene CAPP sistema u realnom proizvodnom okruženju, pri čemu su dali
predviđanja budućeg razvoja CAPP sistema, u smislu proširenja sa projektovanjem
tehnoloških procesa montaže, funkcionalne integracije sa NC programiranjem, upotrebe
metoda veštačke inteligencije u donošenju odluka, primene baza podataka u deljenju
informacija sa CAD sistemima. U okviru rada [136], Kamrani i dr. Su predstavili pregled
tehnika i uloge CAPP sistema, kao i kritična pitanja i karakteristike za ocenu i izbor CAPP
sistema. Ova pitanja obuhvataju rang podrške podataka o proizvodu, klasifikaciju, kodiranje,
grafičke mogućnosti, kreiranje radnih instrukcija, prilaz projektovanju tehnoloških procesa,
sposobnost analize i određivanja vremena i troškova, sposobnost definisanja parametara
izrade, kvalitet baza podataka materijala, alata i drugih resursa, komercijalnu dostupnost i
korisničku orijentisanost.
Leung [149] je dao osvrt na pregled istraživanja iz oblasti CAPP sistema u periodu od
1989. Do 1996. Godine, sa detaljnijom analizom povezanosti CAD modela proizvoda i CAPP
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
106
sistema i zaključkom kako ona nije u dovoljnoj meri razvijena, pa je predložio revitalizaciju
varijantnih CAPP sistema. U ovom radu je istaknuto predviđanje da će budući CAPP sistemi
biti građeni sa inteligentnom arhitekturom sistema i primenom metoda veštačke inteligencije.
Cay i Chasapis su u radu [38] predstavili pregled istraživanja u oblasti CAPP sistema za
period od 1990 do 1997. Godine, sa akcentom na oblasti primene tipskih tehnoloških oblika i
njihovog prepoznavanja. Jedan od poslednjih opštih pregleda CAPP sistema je dat u radu
autora Marri i dr. [171] u kome su analizirane prednosti i mane generativnog prilaza u razvoju
CAPP sistema.
U radu [286] autora Xu i dr. iz 2011. godine dat je pregled razvoja CAPP sistema, sa
akcentom na periodu od 2000. Godine. U radu su analizirane savremene tehnike i metode u
razvoju CAPP sistema kao što su metode zasnovane na tipskim tehnološkim oblicima, tehnike
veštačke inteligencije, agent-bazirane metode, internet bazirane metode i STEP bazirane
tehnike. Pored toga, dat je pregled pojedinih metodologija razvoja CAPP sistema, kao i
statistička analiza objavljenih rezultata iz ove oblasti u eminentnim časopisima iz oblasti
proizvodnih i informacionih tehnologija u periodu od 2000. Do 2009. Godine, što je
delimično prikazano u uvodnom delu rada. Na kraju su dati osnovni pravci i trendovi budućeg
razvoja integrisanih CAPP sistema.
Naravno, pored preglednih radova iz oblasti razvoja CAPP sistema, postoji i mnogo
veći broj značajnih radova koji obuhvataju samo pojedine oblasti, tehnike i faze CAPP
sistema a koji se ovde neće posebno razmatrati. U nastavku je dat kratak pregled nekih od
poznatijih razvijenih CAPP sistema u svetu i kod nas.
CAPP (CAM-I) [20,38] predstavlja jedan od prvih i najšire korišćenih CAPP sistema
koji su u saradnji razvile kompanije CAM-I i McDonell Douglas. Razvijen je prvenstveno kao
istraživački alat sa ciljem prikaza izvodljivosti projektovanja tehnoloških procesa primenom
računara. Model sistema se sastoji od pet modularnih celina koje se odnose na aktivnosti
projektovanja tehnoloških procesa obrade i integraciju sa upravljanjem proizvodnjom.
Zasniva se na konceptu grupne i tipske tehnologije, ima mogućnost pretraživanja baze
podataka i interaktivnog editovanja. Izbor klasifikacionog sistema sa maksimalno 36 cifara i
formata izlaznih izveštaja prepušten je korisniku.
GENPLAN (GENerative process PLANning) [220,300] predstavlja vario-generativni
CAPP sistem razvijen 1976. Godine na Loughborough Univerzitetu za tehnologije u Velikoj
Britaniji za potrebe kompanije Lockheed. U okviru ovog sistema podržane su pojedine
aktivnosti makro i mikro projektovanja tehnoloških procesa. Ovaj sistem ima mogućnost
automatskog generisanja alternativnih zahvata obrade za definisane tipske oblike, na osnovu
kojih se grupišu zahvati u operacije obrade na raspoloživim proizvodnim resursima. Kod ovog
sistema je posebno izdvojeno baziranje i stezanja od grupisanja zahvata. U kasnijim verzijama
ovog sistema izvršeno je povezivanje sa funkcijama planiranja i upravljanja proizvodnjom.
GARI [256,300] je generativni CAPP sistem, razvijen na Univerzitetu u Grenoblu
1981. Godine, za primenu na delovima sa otvorima, žljebovima, stepenicama i drugim
jednostavnim tipskim oblicima. Prestavlja prvi CAPP sistem koji se bazirao na upotrebi
veštačke inteligencije kroz primenu 50-ak logičkih pravila u if-then obliku. Zasniva se na
izdvajanju tipskih tehnoloških oblika i definisanju zahvata za njihovu obradu, nakon čega se
zahvati grupišu po operacijama i podoperacijama uzimajući u obzir raspoložive obradne
sisteme. Znanje koje je predstavljeno u vidu produkcionih pravila, definisano je faktorima
prioriteta, odnosno težinskim koeficijentima između 1 i 10, prema stepenu primenljivosti
raspoloživih mašina i alata. Jedna od osnovnih osobina sistema se odnosi na rešavanje
konfliktnih situacija.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
107
TOM (Technostructure Of Machining) [256] je razvijen 1982. Godine na Tokijskom
univerzitetu od strane Matsushima i Sata. Predstavlja sistem zasnovan na produkcionim
pravilima za obradu jednostavnih tipskih oblika. Ulazne podatke koji se odnose na opis dela
unosi korisnik ili ih predstavljaju importovani modeli iz tada savremenog COMPAC CAD
sistema, primenom specijalizovanog translatora.
XPLAN [300] je razvijen 1984. Godine na Tehničkom univerzitetu u Danskoj od
strane L. Altinga i saradnika i predstavlja vario-generativni sistem, namenjen automatizaciji
projektovanja tehnoloških procesa za prizmatične i rotacione delove. XPLAN u suštini
predstavlja ekspertni sistem, u okviru koga se primenjuje DCLASS klasifikacioni sistem za
kodiranje i grupisanje delova. Kasnije je razvijen njegov naslednik XPLAN-R, specijalizovan
za rotacione delove, koji je našao značajniju primenu u praksi.
KAPPS (Know-how and knowledge Assisted Production Planning System) [20] je
razvijen 1986. Godine na Univerzitetu Kobe u Japanu. Kod ovog sistema naglašava se znanje
i iskustvo u proizvodnji. Osnovna arhitektura sistema se sastoji od podsistema za vezu sa
CAD sistemom i korisnikom, podsistema za donošenje odluka, podsistema baze podataka i
baze znanja i podsistema za akviziciju znanja i iskustva. Sistem je razvijen na principima
ekspertnog sistema, u okviru koga se znanje prikazuje i memoriše preko frejmova. Sistem
može da prepoznaje površine koje se obrađuju i osnovni oblik dela, vrši izbor površina za
baziranje, određuje redosled izvođenja zahvata obrade, vrši izbor obradnih sistema, alata i
pribora, i određuje režime obrade.
QTC (Quick Turnaround Cell) [2,256] predstavlja integrisani sistem za brzu izradu
prototipova prizmatičnog oblika. Razvijen je na Univerzitetu Purdue u SAD 1988. Godine od
strane Chang T.C. i saradnika. Cilj sistema je proučavanje integracije projektovanja
proizvoda, projektovanja tehnoloških procesa i upravljanja tehnološkom ćelijom. QTC sistem
se sastoji od modula za projektovanje delova, modula za projektovanje tehnoloških procesa i
modula za upravljanje ćelijskim kontrolerom. Ovi moduli su povezani preko različitih baza
znanja i baza podataka. Modul za projektovanje je zasnovan na solid modeleru gde se
projektovanje delova vrši na bazi tipskih oblika. Modul za projektovanje tehnoloških procesa
vrši prepoznavanje tipskih oblika, izbor procesa obrade, izbor alata, izbor parametara obrade,
izbor pribora i generisanje upravljačkih programa. Ovaj modul je posebno razvijen pod
imenom AMPS (Automatic Manufacturing Planning System) u okviru koga se znanje
predstavlja u obliku pravila, pri čemu je korišćena komercijalna ljuska ekspertnog sistema
KEE (Knowledge Engineering Environment). Ćelijski kontroler ima ulogu terminiranja
proizvodnje, postprocesiranja i upravljanja procesom obrade.
PART (Planning of Activities, Resources and Technology) [206] je generativni CAPP
sistem za rotacione i prizmatične delove, razvijen na Univerzitetu u Tventeu 1989. Godine.
Sistem omogućuje automatsko prepoznavanje tipskih oblika, makro i mikro projektovanje
tehnoloških procesa, generisanje NC programa i pratećih informacija za automatizovanu
izradu delova u malim serijama. Određuje najbolju kombinaciju metoda obrade i njihovog
redosleda, proračunava optimalne putanje alata i režime obrade, generiše NC programe. U
okviru projekta PART uspešno su korišćeni Pro/E i Catia programski sistemi za modeliranje
delova koje je zasnovano na primeni tipskih oblika. Predstavlja veoma fleksibilan sistem koji
je razvijen i kao komercijalni paket pod nazivom ICEM PART. Prema istoj metodologiji
razvijen je i PART-S sistem za projektovanje tehnoloških procesa izrade delova od lima.
FLEXPLAN [256] predstavlja naziv za ESPRIT projekat (Evropski projekat za razvoj
informacionih tehnologija) koji je imao za cilj integraciju projektovanja tehnoloških procesa i
terminiranja proizvodnje. Ovaj generativni CAPP sistem koristi petri mreže pomoću kojih se
vrši izbor optimalnog tehnološkog procesa od postavljenih alternativnih varijanti tehnološkog
procesa. Generisanje varijantnih tehnoloških procesa se bazira na grupisanju različitih
varijanti zahvata za obradu tipskih oblika.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
108
KCAPPS (Knowledge-based Computer-Aided Process Planning System) [2,140]
predstavlja integrisani sistem za projektovanje tehnoloških procesa koji je zasnovan na
znanju. Osnovni elementi arhitekture sistema su integrisana baza podataka, korisnički
interfejs, baza znanja i glavni moduli. Podaci neophodni za projektovanje tehnološkog
procesa, kao što su tipski oblici, tolerancije, klase hrapavosti, itd. Zadaju se preko korisničkog
interfejsa. Integrisana baza podataka sadrži podatke za različite namene. Baza znanja
obezbeđuje pristup proizvodnim informacijama, pri čemu postoje odgovarajuće baze znanja
za izbor pripremka, operacija, mašina, alata, pribora. Glavni modul sistema obezbeđuje
mehanizme za primenu produkcionih pravila iz svake od baza znanja i vrši višekriterijumsku
optimizaciju pojedinih elemenata tehnoloških procesa.
XTURN [2,140] sistem je razvijen 1993. Godine i namenjen je za projektovanje
tehnoloških procesa za rotacione delove. Razvijen je u skladu sa filozofijom konkurentnog
inženjerstva, gde se projektovanje tehnoloških procesa odvija paralelno sa projektovanjem
dela. Projektantu je omogućeno da u ranim fazama projektovanja dela zadaje tehnološke
podatke, dok se ključne odluke ostavljaju za kasnije faze razvoja proizvoda. Arhitektura
sistema se sastoji od nivoa hardvera i jezgra (kernela), nivoa znanja, nivoa domena i nivoa
primene.
MCOES (Manufacturing Cell Operators System) [187] je razvijen na Helsinškom
tehničkom univerzitetu u periodu od 1990 do 1993. Godine. Sistem je pogodan za proizvodne
sisteme u kojima se proizvode ponovljiv grupe proizvoda koje su organizovane u skladu sa
principima tipske i grupne tehnologije i analize proizvodnih tokova. Ovaj sistem ima hibridnu
strukturu koju čine generativni sistem za pripremu projektovanja tehnoloških procesa i
varijantni sistem za konačno projektovanje tehnoloških procesa. Arhitektura sistema sadrži
pet osnovnih podsistema kao što su interfejs za kreiranje modela grupa delova, podsistem za
pripremu projektovanja tehnoloških procesa, podsistem za konačno projektovanje tehnoloških
procesa koji služi za generisanje tehnoloških procesa i NC programa, interfejs za uređivanje
metoda koji omogućuje projektovanje operacija obrade, modeler pogona koji obezbeđuje
sistematizaciju informacija o proizvodnim resursima. Podsistemi su povezani sa bazama
podataka koje sadrže modele grupa delova zasnovane na tipskim oblicima i modele pogona.
Na bazi navedenih literaturnih informacija u vezi razvijenih CAPP sistemima do sredine
90-ih godina, mogu se uočiti sledeće njihove karakteristike:
Većina sistema obuhvata relativno ograničeno područje primene,
Veoma mali broj sistema automatizuje aktivnosti projektovanja koje se ne mogu
matematički opisati,
Relativno mali broj CAPP sistema je u direktnoj vezi sa ostalim aktivnostima u
okviru proizvodnih sistema,
Relativno mali broj sistema poseduje direktnu vezu sa CAD sistemima,
uglavnom se koriste translatori podataka ili interfejsi za prilagođavanje CAD
modela za potrebe CAPP sistema,
Predstavljanje znanja kod većine sistema je pomoću produkcionih pravila,
Većina sistema je složena za upotrebu, zahtevaju dosta vremena za obuku i
učenje,
Ovi CAPP sistemi su uglavnom razvijeni za određenu klasu delova, najčešće za
rotaciono simetrične i prizmatične delove, itd.
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
109
90-ih godina prošlog veka pojavljuju se CAPP sistemi novije generacije koji se
zasnivaju na sve većoj primeni savremenih proizvodnih i računarskih tehnologija i dostignuća
u razvoju CAx i internet tehnologija, razvoju neutralnog modela podataka koji se najviše
ogleda kroz primenu STEP standarda, intenzivniju primenu metoda veštačke inteligencije i
multi agent sistema, objektno-orijentisane tehnike programiranja i baza podataka, i dr. Ovi
CAPP sistemi su omogućili znatna unapređenja u integraciji sa CAD, CAM i drugim CAx
sistemima, primeni simultanog inženjerskog projektovanja, podizanju nivoa automatizacije,
arhitekturi gradnje koja postaje modularna i fleksibilna sa mogućnošću nadogradnje. Isto tako,
ovi sistemi u znatnoj meri omogućuju distribuiranu i kolaborativnu proizvodnju na nivou
pogona, korporacije i globalnog tržišta.
U prethodnom poglavlju 4.2.3 dat je prikaz pojedinih karakterističnih CAPP sistema za
svaku od metoda i tehnika koja se koristi za razvoj savremenih CAPP sistema. U nastavku će
se prikazati pojedini savremeni CAPP sistemi koji baziraju na kombinovanoj primeni ovih
metoda i primeni metoda distribuiranog, kolaborativnog i internetom podržanog inženjerstva.
IMPlaner sistem [253,254] predstavlja integrisani CAPP sistem za distribuirano
definisanje proizvodnih aktivnosti, koji se oslanja na postojeće CAD/CAM sisteme i
specijalizovano CAPP rešenje, realizovan primenom Java i XML jezika. Ovaj sistem je nastao
kao nadgradnja CAPP sistema 3I-PP (Integrated, Incremental and Intelligent Process Planner)
i na iskustvima još ranije razvijenog CAPP sistema RTCAPP (Real-time Computer-Aided
Process Planning).
U radu [301] dat je pregled CAPP sistema koji su bazirani na kooperativnom prilazu
razvoja, kao što su CDPS (Cooperative Distributed Problem-Solving) sistem, AAPP (Agent-
Based Adaptive Process Planning) sistem, IDCPPS (Integrated, Distributed and Cooperative
Process Planning System) sistem, i dr.
OPPS-PRI (Optimised Process Planning System for Prismatic Parts) [206] predstavlja
integrisani CAD/CAPP sistem razvijen na Univerzitetu Gaziantep. Osnovna karakteristika
arhitekture sistema je izrazita modularnost, sistem poseduje šesnaest modula grupisanih u pet
klastera, gde je svaki modul poseban sistem koji se može nezavisno koristiti. Druga značajna
karakteristika je široka primena optimizacionih metoda i tehnika veštačke inteligencije.
CyberCut [186] je kolaborativni sistem baziran na Internetu koji omogućuje generisanje
3D prizmatičnih delova, na osnovu definisanih parametara obrade. Kod ovog sistema korisnik
još u fazi projektovanja proizvoda predlaže vrste obrade, operacije i njihov redosled, zahvate i
njihov redosled, kao i alate koji će se koristiti.
U radu [241] dat je pregled kolaborativnih CAPP sistema, kao što su Bleackboard
sistem, IPP (Incremental Process Planning) sistem, DPP (Distributed Process Planning)
sistem, IPPD/RIOS sistem, WTMSS sistem, MASSCAPP sistem, CHOLA sistem, MKM
sistem, WebMAS sistem, VCAPP sistem, i dr.
U našoj zemlji je realizovano nekoliko projekata razvoja CAPP sistema, namenjenih
uglavnom za rotacione delove, kao što su npr. SAPOR [90], CAPROT [166], PROTEH-R
[140], potom za delove prizmatičnog oblika kao što je npr. SiMoTeP [220] i SAPT [183], koji
se sastoji iz dva sistema, SAPT-R za rotacione delove i SAPT-P za prizmatične delove. Osim
ovih sistema, razvijeni su i pojedini specijalizovani CAPP sistemi, kao što je [187] za delove
klipno-cilindarskog sklopa, koji je potom nadograđen i prerastao u kolaborativni CAPP sistem
[186], kao i CAPP sistem za izradu alata za brizganje plastike [162] i dr. U nastavku je dat
kratak prikaz dva najpoznatija CAPP sistema iz navedene grupe, SAPOR i SAPT.
SAPOR-S (Sistem za Automatizovano Projektovanje u području Obrade Rezanjem)
[90] je sistem koji razvijen na Institutu za proizvodno mašinstvo Fakulteta tehničkih nauka u
Novom Sadu. Ovaj sistem je namenjen za automatizovano projektovanje procesa obrade
rezanjem i generisanje upravljačkih programa za obradu rotacionih delova koji se obrađuju na
NC strugovima. Arhitektura sistema se sastoji iz podsistema za formalizovanje ulaznih
4.0 Osnovne faze tehnološke pripreme proizvodnje
110
podataka o proizvodu pomoću simboličkog jezika SAPOR, podsistema informacionih
podloga u vidu baze podataka neophodnih za uspešno odvijanje procesa projektovanja,
procesora sa ugrađenom logikom projektovanja, postprocesora koji služi za prilagođavanje i
oblikovanje izlaznih informacija, kao što su upravljački programi, spisak alata i dr.
SAPT (Sistem za Automatizovano Projektovanje Tehnologije) [183] je sistem koji je
razvijen na Mašinskom fakultetu u Beogradu i predstavlja jedan od prvih ekspertnih CAPP
sistema. Ovaj sistem je građen na hibridnom principu, odnosno na bazi primene karakteristika
grupne i tipske tehnologije. Namenjen je za rotacione (SAPT-R) i prizmatične delove (SAPT-
P), tako što je ista ljuska korišćena za oba, u osnovi različita tehnološka okruženja. Za njegov
razvoj korišćeni su programski jezici LISP, Pascal i Prolog. Arhitektura sistema se sastoji od
celina, kao što su prepoznavanje oblika, funkcionalne logike, tehnoekonomske optimizacije i
tehnološke baze znanja.
U poslednjih dvadesetak godina učinjeni su značajni napori kako bi CAPP sistemi i
odgovarajuća istraživanja postala široko upotrebljiva i komercijalizovana. U radu [231]
predstavljeno je rešenje koje prikazuje mogućnost uvođenja CAPP sistema korak po korak u
kompanije. U radu [43] predstavljen je parametarski sistem za projektovanje tehnoloških
procesa koji zavisi od parametara tipskih oblika. Ovaj sistem je fleksibilan u smislu ažuriranja
tehnoloških procesa, kako za postojeće tako i za nove grupe delova. Sistem je moguće
primeniti u različitim kompanijama uz definisanje odgovarajućih proizvodnih uslova i
ograničenja.
Komercijalizacija CAPP sistema je jednim delom zaživela kroz primenu savremenih
komercijalnih CAx sistema, kao što su npr. Catia, NX, Pro/Engineer i Inventor. Međutim,
CAPP funkcije i aktivnosti u ovim sistemima su u mnogo čemu manje struktuirane i
nesistematične. U okviru njih najviše se primenjuju tehnologije zasnovane na tipskim
oblicima ili neka ekspertska znanja kao što je npr. Definisanje optimalnih parametara obrade,
koja mogu biti uključena u proces donošenja odluka, dok su druge funkcije projektovanja
tehnoloških procesa relativno malo zastupljene [286].
Međutim, u novije vreme proizvođači ovih komercijalnih programskih sistema teže
integraciji CAD/CAPP/CAM i drugih CAx funkcija. Tako se u okviru savremenih CAx
sistema razvijaju integralni pristupi, kao što je npr. Integracija Desault PLM rešenja ENOVIA
i CATIA PLM Express sa CAD/CAPP/CAM funkcionalnostima u CATIA programskom
sistemu. Siemens NX7 je kroz upotrebu HD-PLM i Teamcenter softvera za razvoj proizvoda
poboljšao produktivnost povezivanjem sa paketom integrisanih CAD, CAE, CAPP i CAM
rešenja, što zajedno sa Simens naprednim CNC sistemima predstavlja proširenje integracije i
na proizvodnju. PTC-ov Windchill kao PDM alat može centralizovano da upravlja različitim
IT sistemima unutar kompanija, kao što su CAD, CAPP, CAM, ERP, Simulacioni softveri,
itd. [286].
Značajniji napredak u automatizovanom projektovanju tehnoloških procesa se očekuje
kroz primenu internet baziranih tehnologija i integraciju CAPP sistema sa drugim
aktivnostima poslovnog sistema. Tehnološka dokumentacija se već sada u dobroj meri
razmenjuje putem Interneta, primenom STEP-a, XML ili drugih tehnika.
Kompleksnost razvoja CAPP sistema, kao i njihove integracije sa drugim aktivnostima
proizvodnog sistema, onemogućila je u dosadašnjem periodu pojavu komercijalnih CAPP
sistema, osim onih sa relativno uskim domenom primene. Ipak, s obzirom na veliko
interesovanje usmereno na istraživanje razvoja CAPP sistema i značajnog učešća naučno-
istraživačkih institucija i industrije u smislu razvoja metoda i tehnika, unapređenja
hardversko-softverskih resursa, i dr., realno je očekivati razvoj kvalitetnijih CAPP sistema sa
većim stepenom univerzalnosti i komercijalne primene.
111
5.0 RAZVOJ OPŠTEG MODELA TEHNOLOŠKE PRIPREME
PROIZVODNJE
Savremeni tokovi u okviru globalne, tržišno orijentisane proizvodnje, utiču na poslovne
sisteme da svoje proizvodne i upravljačke aktivnosti neprekidno unapređuju, što može da
podrazumeva pojednostavljivanje i integraciju poslovnih procesa, pa čak i izdvajanje
određenih poslovnih procesa izvan poslovnog sistema [102].
Pokazalo se da je metodologija modeliranja jedna od najefikasnijih tehnika za prikaz i
opis rada poslovnih sistema. Objekti koje je potrebno modelirati u poslovnom sistemu su
[279]:
Proizvodi, koji se definišu pomoću modela proizvoda i modela projektovanja
proizvoda,
Poslovni procesi, koje definišu procesi tokova materijala, energije, informacija i
znanja,
Tehnički resursi,
Informacioni resursi,
Organizacioni resursi i odluke,
Humani resursi,
Nalozi nabavke, proizvodnje, projektovanja, itd.,
Troškovi i vreme proizvodnje, i dr.
Modeliranje poslovnih sistema je trenutno najviše u upotrebi kao tehnika za
predstavljanje i razumevanje strukture i ponašanja aktivnosti u preduzeću, tehnika za analizu
poslovnih procesa, a u mnogim slučajevima i tehnička podrška za reinženjering poslovnih
procesa [179].
U okviru poslovnih sistema dominantnu ulogu u ispunjavanju zahteva tržišta za novim i
prilagođenim proizvodima imaju procesi projektovanja, planiranja, upravljanja i proizvodnje.
Tehnološka priprema proizvodnje, kao funkcija poslovnog sistema, predstavlja osnovnu
integracionu komponentu ovih procesa.
Osnovni zadatak predmetnog istraživanja se odnosi na razvoj opšteg modela tehnološke
pripreme proizvodnje. Ovaj model treba da obuhvati odgovarajuće aktivnosti tehnološke
pripreme, da ima zadovoljavajući nivo uopštenosti, pri čemu je potrebno uzeti u obzir
složenost zadataka koje obuhvata i rešava, kao i veliku dinamičnost proizvodnih i
informacionih tehnologija. Osim toga, model bi trebalo da predstavlja osnovu za razvoj
funkcionalnog i informacionog modela tehnološke pripreme i njenu integraciju sa drugim
funkcijama, kako razvoja i proizvodnje proizvoda, tako i proizvodnog sistema u celini.
5.1 OPŠTI MODEL TEHNOLOŠKE PRIPREME PROIZVODNJE
U cilju razvoja opšteg modela tehnološke pripreme proizvodnje, detaljno su analizirane
literaturne informacije iz oblasti koju ova funkcija obuhvata i odgovarajući integrisani
koncepti proizvodnih sistema, kao što su [26] [81] [83] [139] [208] [302] itd. Kao rezultat ove
analize i prethodno realizovanih istraživanja, postavljen je opšti model tehnološke pripreme
proizvodnje, koji je prikazan na slici 5.1 [156,158].
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
112
GL
OB
AL
NO
PL
AN
IRA
NJE
PR
OIZ
VO
DN
JE
KO
NC
EP
TU
AL
NO
PR
OJ
EK
TO
VA
NJ
E
ZA
VR
ŠN
O
PR
OJ
EK
TO
VA
NJ
E
PR
OJ
EK
TO
VA
NJ
E P
RO
IZV
OD
A
SE
LE
KC
IJA
I
IZB
OR
ID
EJ
A
KO
NC
EP
TU
AL
NO
PT
P
KO
NC
EP
TU
AL
NI
CA
PP
(C
CA
PP
)
IZB
OR
VR
ST
E
PR
IPR
EM
KA
FA
ZA
II
PR
OJ
EK
TO
VA
NJ
E
AL
AT
A, P
RIB
OR
A,
UR
EĐ
AJA
, it
d.
ZA
VR
ŠN
O P
TP
MA
KR
O I
MIK
RO
CA
PP
(C
AP
P s
iste
m)
FA
ZA
III I
IV
PR
OC
ES
I G
EN
ER
ISA
NJA
UP
RA
VL
JA
ČK
IH
INF
OR
MA
CIJ
A
(CA
ala
ti)
KO
NS
TR
UK
C.
I
TE
HN
OL
OŠ
KI
PO
DA
CI
(CA
D M
od
eli
+
Pre
lim
ina
rni
teh
no
loš
ki
pro
ces
i)
PR
OJ
EK
TN
I
PO
DA
CI
(CA
D M
od
eli
pro
toti
pa,
pro
izv
od
a,
sk
lop
ov
a,
po
ds
klo
po
va
,
de
lov
a,
ala
ta,
pri
bo
ra,
itd
.)
KO
NS
TR
UK
C.
I
TE
HN
OL
OŠ
KI
PO
DA
CI
(CA
D M
od
eli
+
De
taljn
i
teh
no
loš
ki
pro
ces
i)
CAM
CARC
CATC
CAT
UP
RA
V-
LJ
AČ
KI
PR
OG
RA
MI
KO
NS
TR
UK
CIO
NO
-
TE
HN
OL
OŠ
KA
DO
KU
ME
NT
AC
IJA
SIM
UL
AC
IJA
TE
HN
OL
OŠ
KIH
PR
OC
ES
A
TE
HN
OL
OŠ
KI
SIS
TE
MI
UP
RA
VL
JA
NJ
E
KV
AL
ITE
TO
M
(TQ
M)
FA
ZA
V
IZR
AD
A P
RO
TO
TIP
A
KO
NV
EN
CIO
NA
LN
I T
OK
KO
MP
JU
TE
RIZ
OV
AN
I T
OK
CAA
FA
ZA
VI
FA
ZA
VII
PL
AN
IRA
NJE
I
UP
RA
VL
JA
NJ
E
PR
OIZ
VO
DN
JO
M (
PP
C)
UČ
ES
NIC
I
BA
ZA
PO
DA
TA
KA
ZA
:
P
roiz
vo
de
D
elo
ve
P
rip
rem
ke
T
eh
no
lošk
e
pro
ces
e
R
es
urs
e
P
ara
metr
e
ob
rad
e,
itd
.
BA
ZA
ZN
AN
JA
ZA
:
P
roiz
vo
de
D
elo
ve
P
rip
rem
ke
T
eh
no
lošk
e
pro
ces
e
R
es
urs
e
P
ara
metr
e
ob
rad
e,
itd
.
PR
OT
OT
IP
DE
O
PR
OIZ
VO
D
TE
HN
OL
OŠ
KA
PR
IPR
EM
A P
RO
IZV
OD
NJ
E
KO
NK
UR
EN
TN
O IN
ŽE
NJ
ER
ST
VO
,
KO
LA
BO
RA
TIV
NO
IN
ŽE
NJE
RS
TV
O,
DIG
ITA
LN
A P
RO
IZV
OD
NJA
E-P
RO
IZV
OD
NJ
A,
ITD
.
TR
ŽIŠ
TE
AN
AL
IZA
ZA
HT
EV
A T
RŽ
IŠT
A
PR
IKU
PL
JA
NJE
IDE
JA
O
PR
OIZ
VO
DU
OP
TIM
IZA
CIJ
A
VE
ŠT
AČ
KA
INT
EL
IGE
NC
IJA
,
ST
EP
, G
RU
PN
A
TE
HN
OL
OG
IJA
,
ITD
.
FA
ZA
I
RE
RE
VE
RZ
IBIL
NO
INŽ
EN
JE
RS
KO
PR
OJ
EK
TO
VA
NJE
VR
ED
NO
VA
NJE
I
US
VA
JA
NJ
E T
EH
N.
DO
KU
ME
NT
AC
IJE
PR
OJ
EK
TO
VA
NJE
PR
IPR
EM
KA
PR
IPR
EM
AK
Slika 5.1 Opšti model tehnološke pripreme proizvodnje
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
113
Osnovne faze postavljenog modela tehnološke pripreme su:
Globalno planiranje proizvodnje, Faza I
Konceptualno ili preliminarno projektovanje tehnoloških procesa, Faza II
Završno ili detaljno projektovanje tehnoloških procesa, koju čine dve faze
o Makro projektovanje tehnoloških procesa, Faza III
o Mikro projektovanje tehnoloških procesa, Faza IV
Generisanje upravljačkih informacija, Faza V
Simulacija tehnoloških i proizvodnih procesa, Faza VI
Vrednovanje i usvajanje tehnoloških procesa i tehnološke dokumentacije,
Faza VII
Opšti model tehnološke pripreme proizvodnje obuhvata osnovne zadatke i definiše
njenu ulogu u životnom ciklusu proizvoda.
U okviru posmatranog modela, pored osnovnih faza i aktivnosti, prikazan je osnovni tok
odgovarajućih informacija u tehnološkoj pripremi proizvodnje. Ove aktivnosti su u direktnoj
vezi sa obradnim, montažnim, mernim, transportnim, skladišnim, demontažnim i reciklažnim
procesima koji se realizuju na odgovarajućim klasičnim ili računarom upravljanim
tehnološkim sistemima. Isto tako, modelom su obuhvaćeni procesi proizvodnje prototipova,
nulte i probne serije delova, podsklopova, sklopova i odgovarajućih proizvoda, za sve vidove
proizvodnje, od tradicionalne do računarom podržane. Posebna pažnja je usmerena na faze i
aktivnosti tehnološke pripreme koje se odnose na projektovanje tehnoloških procese izrade
proizvoda.
U nastavku će se ukratko prikazati osnovni zadaci i ciljevi svake od predstavljenih faza, koje
su detaljnije razrađene u okviru poglavlja 4.
Faza I – Globalno planiranje proizvodnje
U okviru životnog ciklusa proizvoda prvu etapu čine aktivnosti istraživanja tržišta i
mogućnosti proizvodnog sistema, a potom donošenje odluka o razvoju i proizvodnji novih i
usavršavanju postojećih proizvoda. U cilju ispunjenja savremenih tržišnih uslova, potrebno je
još u ranoj fazi razvoja proizvoda obezbediti kvalitetne podatke o mogućnostima njihove
proizvodnje, kao i osnovne, orijentacione podatke o efektima proizvodnje, najčešće u smislu
troškova i vremena proizvodnje. Ova faza obuhvata globalnu identifikaciju tehnoloških i
proizvodnih procesa za odgovarajući ograničeni skup tehničkih specifikacija proizvoda i
predstavlja podršku u odlučivanju na samom početku procesa razvoja proizvoda.
Faza II – Konceptualno ili preliminarno projektovanje tehnoloških procesa
Na osnovu odgovarajućih ulaznih podataka iz faze konceptualnog projektovanja
proizvoda, rešavaju se osnovni zadaci konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa, kao
što su analiza tehnologičnosti konstrukcije proizvoda, definisanje vrste i osnovnog oblika
pripremka, postavljanje i izbor najpovoljnijih varijanti tehnologija izrade, montaže i dr.,
definisanje odgovarajućih proizvodnih resursa, kao i procena vremena i troškova proizvodnje.
Osnovni izlazni rezultat je preliminarni ili idejni tehnološki proces proizvodnje proizvoda,
koji se dalje precizira u aktivnostima završnog projektovanja tehnoloških procesa.
Faze III i IV – Završno ili detaljno projektovanje tehnoloških procesa
U ovoj fazi se, na bazi detaljno projektovanog proizvoda i preliminarnog tehnološkog
procesa vrši, projektovanje detaljnog, odnosno završnog rešenja tehnološkog procesa
proizvodnje proizvoda. Faza III se odnosi na makro, a faza IV na mikro projektovanje
tehnološkog procesa, čiji su osnovni zadaci preciziranje sadržaja tehnološkog i proizvodnog
procesa, sadržaja operacija, potrebnih proizvodnih resursa, parametara i režima obrade,
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
114
vremena i troškova proizvodnje. Kao izlazni rezultat ove faze dobija se neophodna tehnološka
dokumentacija u vidu sadržaja tehnološkog procesa, karti operacija, karti toka procesa,
uputstava za rad, a ponekad se već u ovoj fazi generišu upravljačke informacije za upravljanje
obradnim i tehnološkim sistemima. Osnovni programski sistemi namenjeni projektovanju
tehnoloških procesa su odgovarajući CAPP sistemi, dok se u novije vreme sve više razvijaju
integrisani koncepti CAPP sistema sa CAD, CAM, PPC i drugim CAx sistemima.
Faza V – Generisanje upravljačkih informacija
Ova faza tehnološke pripreme se odnosi na aktivnost detaljnog projektovanja
tehnoloških procesa u okviru koje se vrši generisanje upravljačkih informacija/programa za
obradne, montažne, merne i kontrolne, transportne, skladišne i druge tehnološke sisteme. U
okviru ove faze koristi se veći broj programskih CAx sistema, najčešće su to odgovarajući
CAM sistemi u užem smislu, kao programski sistemi za generisanje upravljačkih programa za
numerički upravljane obradne i tehnološke sisteme, CARC za robote, CATC za transportne i
skladišne sisteme, CAT za merno-kontrolne sisteme i CAA za montažne sisteme.
Faza VI – Simulacija tehnoloških i proizvodnih procesa
Faza simulacije obuhvata modeliranje, simulaciju i optimizaciju tehnoloških i
proizvodnih procesa u cilju postizanja visokih efekata rada tehnoloških sistema, kao i
proizvodnih sistema u celini. Osnovni podaci za realizaciju ove faze čine izlazni rezultati faza
projektovanja tehnoloških procesa (II, III i IV faze), kao što su vrsta i redosled operacija,
potrebni proizvodni resursi, odgovarajuća vremena i količine, itd. Na osnovu ovih i drugih
potrebnih podataka razvijaju se simulacioni modeli, koji čine eksperimentalne modele realnog
sistema na kojima se vrše računarski eksperimenti u cilju izbora najpovoljnije varijante
procesa proizvodnje i razvoja optimalne strukture proizvodnih jedinica i sistema u celini.
Faza VII – Vrednovanje i usvajanje tehnoloških procesa i tehnološke dokumentacije
Ova faza obuhvata završnu proveru, korekciju i vrednovanje tehnoloških i proizvodnih
procesa, upravljačkih informacija, uputstava za pripremu i podešavanje tehnoloških sistema i
druge tehnološke dokumentacije. Tehnološka dokumentacija predstavlja praktično i izlazni
rezultat tehnološke pripreme proizvodnje, koja se na kraju usvaja, overava i arhivira u
informacionom obliku u odgovarajuće baze podataka.
Opšti model tehnološke pripreme proizvodnje je detaljnije opisan u nastavku poglavlja,
kroz razvoj odgovarajućeg funkcionalnog modela, koji uključuje sve elemente funkcionalne
strukture, kako pojedine faze, tako i odgovarajuće aktivnosti.
5.2 RAZVOJ FUNKCIONALNOG MODELA TEHNOLOŠKE PRIPREME
PROIZVODNJE
Tehnološka priprema proizvodnje predstavlja podsistem ili funkciju proizvodnog
sistema, zbog čega se za razvoj odgovarajućeg modela mogu koristiti pravila sistemskog
prilaza i tehnike modeliranja. Modeliranje predstavlja jednu od najefikasnijih tehnika za
razumevanje i jednoznačnu komunikaciju između projektanata i korisnika, odnosno treba da
bude "jezik" za komunikaciju između učesnika u sistemu, a da se pri tome omogući precizna i
formalna specifikacija zahteva.
Pokazalo se u primeni da za opis funkcionisanja poslovnog sistema nisu pogodni
prirodni jezici zbog određenih jezičkih dvosmislenosti, kao ni formalni jezici koji nisu
razumljivi korisnicima. Zbog toga je bilo neophodno razviti tehniku koja će organizovati
prirodne jezike na taj način da se eliminiše dvosmislenost i omogući efikasna komunikacija i
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
115
razumevanje. U savremenim proizvodnim sistemima teži se integraciji aktivnosti kroz
primenu informacionih tehnologija, odnosno razvoju računarom integrisanih proizvodnih
sistema, kao i njihovoj kolaboraciji u globalnom proizvodnom okruženju. Upravo u cilju
realizacije programa računarom integrisane proizvodnje razvijena je i familija IDEF metoda.
Ova familija metoda se uspešno primenjuje u različitim oblastima i pokazala se kao efikasno
sredstvo za analizu, projektovanje i predstavljanje, odnosno modeliranje poslovnih procesa, a
samim tim i za unapređenje poslovanja proizvodnih sistema [68,115,176,252,276].
Tehnološka priprema proizvodnje, kao bilo koji složeni sistem, može se dekomponovati
na jednostavnije komponente primenom metodologije odozgo na dole (Top-Down), pri čemu
se vrši funkcionalno modeliranje i razvija odgovarajući funkcionalni model i/ili metodologije
odozdo na gore (Bottom-Up), pri čemu se vrši informaciono modeliranje i razvija
odgovarajući informacioni model sistema. Funkcionalni model je strukturna prezentacija
funkcija, aktivnosti i procesa unutar modeliranog sistema [15,31].
Za realizaciju procesa funkcionalnog i informacionog modeliranja razvijeni su
odgovarajući CASE alati, među kojima su najpoznatiji ORACLE Designer, AllFusion, koji se
sastoji od AllFusion Process Modeler-a i AllFusion ERwin Data Modeler-a, DBDesigner,
Entity Relationship Diagrammer (ERD), MagiCASE, EasyCASE System Designer, S-
Designor, Application Development Workbench (ADW), i dr. [8,218] .
IDEF0, kao jedan od najčešće korišćenih IDEF standarda informacionog inženjeringa,
omogućuje [115]:
Izvršenje sistem analize i dizajna na svim nivoima, za sistem sastavljen od ljudi,
tehnoloških sistema, materijala, računara i informacija,
Stvaranje dokumentacije kao osnove za integraciju ISO standarda,
Bolju komunikaciju između analitičara, projektanata, korisnika i menadžera,
Diskusiju u radnom timu kako bi se postiglo međusobno razumevanje i
Upravljanje velikim i složenim projektima.
Za razvoj posmatranog funkcionalnog modela tehnološke pripreme proizvodnje upravo
je primenjena IDEF0 metoda, odnosno standard. Primenom ovog standarda omogućuje se
tehnika modeliranja koja je nezavisna od CASE metoda i alata za projektovanje
informacionih sistema koji se mogu naći na tržištu [115,155].
5.2.1 Osnove funkcionalnog modeliranja i IDEFO metodologija
Metodologija funkcionalnog modeliranja IDEF0 je zamišljena kao metodologija za
modeliranje širokog spektra automatizovanih ili neautomatizovanih "sistema" ili subjekata,
uključujući bilo koju kombinaciju softvera, proizvodnih resursa, procesa ili ljudi. IDEF0 je
inženjerska tehnika za realizaciju i upravljanje potrebama i prednostima analize, definisanje
zahteva, realizaciju funkcionalne analize, projektovanje, rukovođenje i predstavlja osnovu za
kontinualno poboljšanje poslovnih procesa [87].
Razlozi koji su motivisali nastanak IDEF0 modeliranja su [115,276]:
Služi kao dokumentacija i uputstvo za opis kompleksnih poslovnih procesa sa što
kraćim oblikom prikaza,
Omogućuje brze organizacione promene, jer model procesa dokumentuje važne
aktivnosti i omogućava uvid u kritične aktivnosti koje treba izvesti sa
odgovarajućim resursima i
Kao prototipski pristup modeliranju, na brz i jednostavan način proverava
alternativne ideje. Mnogo je jednostavnije i jeftinije razviti model i proveriti ga
na "papiru", nego ga fizički realizovati.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
116
Tehnika modeliranja koncipirana na bazi ovog standarda ima sledeće karakteristike:
Generičnost za analizu sistema sa različitom namenom i složenošću,
Rigoroznost i preciznost za realizaciju kvalitetnog, upotrebljivog modela,
Konciznost, da omogući razumevanje, komunikaciju, usaglašavanje i
vrednovanje,
Konceptualnost za predstavljanje funkcionalnih zahteva a ne fizičku ili
organizacionu implementaciju i
Fleksibilnost, da istovremeno podrži više faza u životnom veku projekta.
IDEF0 je tehnika modeliranja zasnovana na kombinaciji grafike i teksta prikazanih na
jedan organizacioni i sistemski način da pojačaju razumljivost, podrže analizu, obezbede
logiku za potencijalne promene, specificiraju zahteve ili podrže nivo projektovanja sistema i
aktivnosti integracije. IDEF0 model se sastoji iz hijerarhijskog niza dijagrama koji stepenasto
prikazuju nivoe detaljno opisanih funkcija i njihovih interfejsa unutar sistema. Grafički prikaz
putem dijagrama, tekstualni opis i rečnik podataka predstavljaju tri osnovne vrste IDEF0
prikaza. Grafički dijagrami definišu funkcije i funkcionalne odnose između boksova ili
pravougaonika i strelica, kao i odgovarajuće sintakse i semantike. Tekstualni opis i rečnik
podataka obezbeđuju zbirne informacije kao podršku grafičkom dijagramu.
Sintaksu grafičkog jezika IDEF0 čine pravougaonici, strelice i pravila. Pravougaonici
predstavljaju aktivnosti koje mogu biti funkcije, procesi i transformacije. Aktivnosti moraju
imati naziv, vremensku dimenziju i rezultat, odnosno izlaz. Semantika grafičkog jezika
IDEF0 ukazuje na značenje sintaksne komponente jezika i olakšava korektnost interpretacije.
Interpretacija opisuje delove kao što su notacije za aktivnosti i strelice, kao i međuveze
funkcijskih odnosa. Odnos između aktivnosti i informacija se prikazuje primenom
pravougaonika, koji predstavljaju aktivnosti i strelica kao nosioca informacija, slika 5.2.
Strelice na dijagramima se nazivaju ICOM, jer su skraćenica od:
I – Input (ulaz), materijal ili informacija koja se koristi ili transformiše u cilju
definisanja izlaza,
C – Contol (kontrola ili upravljanje), kontrole ili uslovi odgovorni za to kako,
kada i da li će se aktivnosti realizovati. Najčešće su to pravila, politike,
procedure ili standardi,
O – Output (izlaz), materijal ili informacija nastali kao rezultat aktivnosti i
M – Mechanism (mehanizam), izvori koji izvode aktivnost ali se ne troše.
Najčešće su to ljudi, mašine, oprema i objekti. Strelice mehanizma koje su
okrenute na dole definišu se kao strelica poziva (Call Arrows).
Ulaz
Mehanizam Poziv
Izlaz
Kontrola
Slika 5.2 Osnovni koncept IDEF0 metodologije
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
117
Elementi prikazani na slici 5.2 mogu se opisati rečenicom "Aktivnost pod Kontrolom, od
Ulaza pravi Izlaze, koristeći Mehanizme". Dekompozicija poslovnih procesa realizuje se kroz
definisanje dijagrama, kao što su :
Kontekstni dijagram - definisanje granice sistema,
Stablo aktivnosti - uspostavljanje vertikalne veze između aktivnosti i
Dekompozicioni dijagrami - uspostavljanje horizontalne veze između aktivnosti.
Prvi korak u razvoju funkcionalnog modela se odnosi na razvoj kontekstnog dijagrama,
čime se definišu granice, odnosno okviri modela procesa. Sledeći korak se odnosi na
definisanje dekompozicionih dijagrama kojima se detaljno definišu nivoi odgovarajuće
aktivnosti. U cilju jasnijeg predstavljanja dekompozicije, kao i mogućnosti sagledavanja
hijerarhije aktivnosti, definiše se stablo aktivnosti.
Svakoj aktivnosti mora se dodeliti naziv u obliku glagolske fraze, te svaka aktivnost
mora imati najmanje jednu kontrolnu ili upravljačku i jednu izlaznu strelicu. Polazi se od
kontekstnog dijagrama koji se definiše na najvišem nivou, a zatim se izvodi dekomponovanje
u podređene (Child) dijagrame. Svaka od podfunkcija podređenog dijagrama može kreirati
svoj dijagram na nižem nivou. Na taj način se definišu različiti nivoi apstrakcije, tj. na višim
nivoima su opštije funkcije i grupisane strelice, koje se na nižim nivoima dekomponuju i
detaljnije opisuju.
U cilju razvoja kvalitetnog funkcionalnog modela tehnološke pripreme proizvodnje,
izvršena je analiza razvijenih funkcionalnih modela određenih funkcija proizvodnog sistema u
radovima [26,29,81,83,84,85,153,302] i dr. Takođe, u obzir su uzeti i odgovarajući standardi
prema [10,114,118,119,120,121,122,123,124,125,126].
5.2.2 Funkcionalni model tehnološke pripreme proizvodnje
Osnovni sadržaj inženjerskih aktivnosti u okviru proizvodnih sistema za proizvodnju
proizvoda iz oblasti mašinogradnje se relativno malo promenio u poslednjih nekoliko
decenija, ali se zato značajno promenio način i sredstva obavljanja aktivnosti, raspoloživo i
neophodno znanje, stepen automatizacije aktivnosti, kao i proizvodne i informacione
tehnologije koje se primenjuju. Predviđa se da će se u budućnosti i dalje brzo menjati način
obavljanja aktivnosti primenom inteligencije i znanja ljudi i unapređenja funkcija proizvodnih
resursa i informacionih tehnologija, dok se potrebne informacije za obavljanje aktivnosti neće
menjati u konceptu, jedino u obimu i detaljnosti [26,302].
Osnovne inženjerske aktivnosti u okviru proizvodnih sistema su projektovanje
proizvoda, projektovanje tehnoloških procesa, kao i planiranje i upravljanje proizvodnjom. Za
svaku od ovih aktivnosti postoji jedan ili više programskih sistema, pri čemu pojedini
proizvođači poseduju programske sisteme za više aktivnosti. Kako bi ove inženjerske ali i
druge aktivnosti u proizvodnom sistemu funkcionisale integralno, mora se ostvariti nesmetana
razmena i deljenje informacija između njih. Primena odgovarajućih interfejsa ili prevodioca
specijalne namene je trenutno veoma zastupljen kao jezik međusobne komunikacije, što
predstavlja neefikasno i skupo rešenje za sve činioce u proizvodnom lancu. Shodno tome,
nekompatibilnost i problemi razmene podataka između aktivnosti proizvodnog sistema,
odnosno odgovarajućih programskih sistema predstavljaju osnovnu barijeru u integraciji
aktivnosti u proizvodnom sistemu [302].
Upravo zato je neophodno razviti integracioni mehanizam, kako među aktivnostima,
tako i unutar pojedinih aktivnosti proizvodnog sistema. Rešenje se vidi u razvoju modela
podataka koji pored toga, što treba da bude neutralan, mora biti otvoren i proširiv za nove
podatke, i naravno, mora biti dostupan svima. Razvoj odgovarajućih modela aktivnosti
proizvodnog sistema je prvi korak ka posmatranoj integraciji. U nizu ovih inženjerskih
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
118
aktivnosti, najznačajniju integracionu funkciju imaju aktivnosti projektovanja tehnoloških
procesa, odnosno tehnološke pripreme proizvodnje [81].
U okviru industrije, naučno-istraživačkih institucija i institucija za standardizaciju
razvijeni su pojedini modeli aktivnosti funkcija proizvodnog sistema. Neki od ovih modela
obuhvataju veći broj inženjerskih aktivnosti, dok drugi samo pojedine aktivnosti ili funkcije
proizvodnog sistema. U nastavku su navedeni neki od najznačajnijih razvijenih modela, sa
kratkim opisom.
CAM-I [85] predstavlja model aktivnosti koji opisuje aktivnosti projektovanja
tehnoloških procesa proizvodnje proizvoda iz oblasti mašinogradnje. IMPPACT [29]
predstavlja model aktivnosti integrisanog projektovanja proizvoda i tehnoloških procesa
izrade diskretnih delova, za tehnologije obrade rezanja, livenja i obrade lima. AAAP [153] je
model aktivnosti integrisanog projektovanja aviona, projektovanja tehnoloških procesa izrade,
montaže i kontrole odgovarajućih delova i sklopova aviona. U radu [84] prikazan je model
aktivnosti za projektovanje tehnoloških procesa kontrole mašinskih delova, kao veze između
projektovanja proizvoda i dimenzione kontrole proizvedenih delova, baziran na standardima
proizvodnih podataka. SIMA [26] predstavlja model aktivnosti za integrisanje proizvodnih
aktivnosti i softvera u oblasti projektovanja, izrade i montaže diskretnih delova. Ovaj model
razvijen od strane NIST-a, povezuje i opisuje osnovne tehničke aktivnosti u okviru
proizvodnog sistema, od projektovanja proizvoda, preko proizvodnog inženjerstva i
industrijskog inženjerstva, do procesa proizvodnje i upravljanja proizvodnim tokovima. U
radu [81] dat je prikaz modela aktivnosti za sistemsku integraciju aktivnosti projektovanja
tehnoloških procesa obrade rezanjem diskretnih mašinskih delova primenom numerički
upravljanih obradnih sistema. Model aktivnosti za projektovanje tehnoloških procesa obrade i
kontrole, razvijen od strane NIST-a prikazan je u radu [302], u okviru koga je paralelno
predstavljen model aktivnosti za dva granična slučaja, odvojeno i integrisano projektovanje
tehnoloških procesa obrade i kontrole. Osim ovih istraživanja, značajna su i istraživanja iz
oblasti razvoja STEP standarda, kao što je STEP AP213 [126], STEP AP240 [123] STEP
AP224 [121], i dr.
Na osnovu razvijenog opšteg modela tehnološke pripreme, teorijskih osnova IDEF0
metodologije modeliranja i analize razvijenih modela, pristupilo se funkcionalnom
modeliranju sistema tehnološke pripreme proizvodnje i razvoju odgovarajućeg funkcionalnog
modela. Funkcionalna dekompozicija je izvedena kroz definisanje granica modela, odnosno
definisanje kontekstnog dijagrama i njegovog opisa, definisanje stabla aktivnost, kao i
definisanje dekompozicionih dijagrama aktivnosti i njihovog opisa.
Ovaj model definiše oblast delovanja, osnovne funkcionalne komponente, odnosno
tehničke aktivnosti, kao i potrebne podatke za razvoj sistema tehnološke pripreme
proizvodnje. Posmatrani funkcionalni model prikazuje "trenutno stanje" u tehnološkoj
pripremi proizvodnje i ne sme se posmatrati kao statičan, već dinamičan i u vremenu
promenljiv dokument, sa mogućnošću uvođenja novina i promena koje se budu dešavale u
proizvodnim i informacionim tehnologijama u budućem vremenu.
Primena IDEF0 modela zavisi od stanovišta posmatranja i svrhe korišćenja. Posmatrani
model je razvijen sa stanovišta posmatranja proizvodnog inženjera - tehnologa. Osnovna
uloga ovog modela je da objasni aktivnosti koje su uključene u model tehnološke pripreme
proizvodnje, odgovarajuće veze i protok informacija između njih, kao i odgovarajuće ulazne i
izlazne specifikacije i standarde ovih aktivnosti.
Razvijeni IDEF0 model tehnološke pripreme proizvodnje se sastoji od 12 dijagrama
aktivnosti koji pokazuju različite nivoe dekompozicije, A_0, A0, A1, A12, A13, A2, A2', A3,
A33, A4, A5, i A6, koji su prikazani na slikama od 5.3 do 5.15.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
119
5.2.2.1 Definisanje granica modela i stabla aktivnosti
Pod definisanjem granica modela podrazumeva se definisanje skupa aktivnosti koji će
se posmatrati ili širine modela i definisanje nivoa detaljnosti ili dubine modela. Širina modela
je vezana za definisanje kontekstnog dijagrama koji se u IDEF0 notaciji označava sa A_0 i
prvog nivoa dekompozicije koji nosi oznaku A0. Kontekstnim dijagramom definišu se setovi
ulaza, kontrole i mehanizama koji proizvode set odgovarajućih izlaza. Na ovom nivou
posmatrana problematika se uopštava sa manje detalja. Dubina modela se definiše nivoima
dekomponovanja, pri čemu se dekompozicija odvija do definisanja osnovnih procesa.
U okviru utvrđivanja granica modela jasno su definisani ciljevi na osnovu sledećih
elemenata, odnosno pitanja: zašto se proces modelira, šta će model da prikaže, čemu služi
model, koji su zadaci na određenoj aktivnosti, koji je redosled izvođenja aktivnosti, kako se
izvodi kontrola, koji se resursi koriste, itd.
Granica posmatranog modela definisana je kontekstnim dijagramom, slika 5.3, koji
predstavlja aktivnost tehnološke pripreme sa pripadajućim elementima ulaza, izlaza, kontrole
i mehanizma, u skladu sa IDEF0 standardom.
TITLE:NODE: NO.: 1A_0 TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE
Standardi za tolerancije (GD&T)
A0
TEHNOLOŠKA
PRIPREMA
PROIZVODNJE
Standardi za kvalitet
Zahtevi kupaca
(cena, rokovi, kvalitet, itd.)
BP i BZ za pripremke i sirovine
BP i BZ za proizvodne resurse
(mašine, alate, pribore, merila, itd.)
BP i BZ za standardne tehnološke procese
BP i BZ za parametre obrade i obradljivosti
BP i BZ za standardne elemente
troškova i vremena proizvodnje
Projektanti i programski sistemi
Preliminarni tehn. procesi (O1)
Proračunati troškovi i vremena (O8)
TITLE:NODE: NO.: 1A_0 TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE
Sadržaj tehnološ. procesa (O3)
Karte operacija (O4)
Specifikacije pripremaka (O2)
Konceptualni dizajn proizvoda
(2D crteži i/ili 3D modeli)
Raspoloživi proizvodni resursi
(pripremci, mašine, alati, itd.)
Obim proizvodnje
Zahtevi za promenu tehnoloških
procesa i tehn. dokumentacije
Zahtevi za novim resursima i procesima (O10)
Upravljački programi (O5)
Karte toka procesa (O6)
Zahtevi za promenu dizajna proizvoda (O11)
I1
I2
I3
I4
I5
Detaljni dizajn proizvoda
(2D crteži i/ili 3D modeli)
C1 C2 C3
Procenjeni troškovi i vremena (O7)
Specifikacije proizvodnih resursa (O9)
M1 M2 M3 M4 M5 M7
BP i BZ za procese proizvodnje
M6
2D CAD CRTEŽ, 3D CAD MODEL
IGES,
ISO10303 AP203, AP214
i dr.
Procesi obrade rezanjem
ISO 10303 AP224, AP238, AP240
ISO 14649,
APT, RS 274, ISO 6983, i dr.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Drugi procesi
ISO 10303 AP207, AP223,
AP229, AP232, i dr.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Merenje i kontrola
ISO 10303 AP219,
DMIS-input,
APQP, eQuiPP, I++DMS, i dr.
( )
( )
Slika 5.3 Kontekstni dijagram modela tehnološke pripreme proizvodnje A_0
Posmatrani kontekstni dijagram obuhvata određene ulazne i izlazne informacije,
mehanizme i kontrole, koji su navedeni i detaljnije opisani u nastavku.
Ulazne informacije su:
Konceptualni dizajn proizvoda (I1)
Detaljni dizajn proizvoda (I2)
Raspoloživi proizvodni resursi (I3)
Obim proizvodnje (I4)
Zahtevi za promenu tehnoloških procesa i tehnološke dokumentacije (I5)
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
120
Dizajn proizvoda (I1 i I2) predstavlja računarom interpretirano predstavljanje modela
proizvoda, odnosno dela, koje može biti u obliku 2D crteža ili 3D modela, ali i u nekom od
standardnih oblika IGES, ISO 10303 AP203 i AP214, itd. Bez obzira na oblik predstavljanja,
dizajn proizvoda mora da obezbedi funkcionalne i nefunkcionalne informacije o proizvodu,
odnosno geometriju, topologiju, tipske oblike, dimenzije, tolerancije, materijal, kvalitete
površina, tvrdoću, stanje površine, i sve ostale podatke neophodne za izradu, montažu i
kontrolu proizvoda. Konceptualni dizajn proizvoda, koji se definiše u fazi konceptualnog
projektovanja, je manje detaljan i uglavnom ne sadrži sve navedene informacije o proizvodu.
Detaljni dizajn proizvoda, koji se definiše u fazi detaljnog projektovanja proizvoda
predstavlja ulaz za detaljno projektovanje tehnoloških procesa.
Raspoloživi proizvodni resursi (I3) predstavljaju osnovne podatke o raspoloživim
proizvodnim resursima u posmatranom proizvodnom sistemu.
Obim proizvodnje (I4) se najčešće posmatra kao godišnji obim proizvodnje, odnosno veličina
serije ili kao ukupni planirani obim proizvodnje.
Zahtevi za promenu tehnoloških procesa i tehnološke dokumentacije (I5) predstavljaju
povratne informacije iz aktivnosti planiranja i upravljanja proizvodnjom, procesa proizvodnje
ili pak, neke od aktivnosti same tehnološke pripreme proizvodnje. Ove informacije se odnose
na zahtev za promenu elemenata tehnološkog procesa i odgovarajuće tehnološke
dokumentacije. Zahtevi mogu biti razne prirode, od promene redosleda operacija, promene
mašina, zahvata obrade i njihovog redosleda, alata, parametara obrade, putanje alata, itd.
Izlazne informacije su:
Preliminarni tehnološki procesi (O1)
Specifikacije pripremaka (O2)
Sadržaj tehnoloških procesa (O3)
Karte operacija (O4)
Upravljački programi (O5)
Karte toka procesa (O6)
Procenjeni troškovi i vremena proizvodnje (O7)
Proračunati troškovi i vremena proizvodnje (O8)
Specifikacije proizvodnih resursa (O9)
Zahtevi za novim resursima i procesima (O10)
Zahtevi za promenu dizajna proizvoda (O11)
Preliminarni tehnološki procesi (O1) predstavljaju izlazni rezultat iz aktivnosti konceptualnog
projektovanja tehnoloških procesa i pored rezultata detaljnog projektovanja proizvoda čine
osnovni ulazni podatak za aktivnost detaljnog projektovanja tehnoloških procesa. Osnovni
podaci preliminarnog tehnološkog procesa se odnose na definisanje vrste pripremka, vrste
tehnoloških operacija i njihov redosled, kao i vrste potrebnih proizvodnih resursa.
Specifikacije pripremaka (O2) odnose se na definisanje crteža i/ili modela pripremaka sa
definisanim oblikom, dimenzijama, tačnošću i kvalitetom površina i drugim neophodnim
podacima za njegovu izradu i kontrolu.
Sadržaj tehnoloških procesa (O3) predstavlja osnovni izlazni dokument iz faze detaljnog
projektovanja tehnoloških procesa, kojim se definiše redosled izvođenja operacija, sa vrstom
obradnih i tehnoloških sistema i osnovnim vremenima za svaku operaciju tehnološkog
procesa. Za svaki definisani sadržaj tehnološkog procesa mogu da se projektuju alternativne
varijante.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
121
Karte operacija (O4) predstavljaju vrstu tehnološke dokumentacije u okviru koje se
preciziraju svi neophodni podaci za realizaciju pojedinih operacija izrade. Karte operacija
predstavljaju osnovu za izradu upravljačkih programa. Za svaku osnovnu kartu operacije
mogu da postoje alternativne varijante.
Upravljački programi (O5) predstavljaju informacije potrebne za realizaciju operacija na
numerički upravljanim obradnim i tehnološkim sistemima, što se najčešće odnosi na CNC
mašine alatke.
Karte toka procesa (O6) predstavljaju dokumentaciju kojom se definiše redosled svih
operacija, odnosno radnih mesta za obradu, montažu, merenje, rukovanje materijalom i
transport za svaki deo ili grupu delova iz programa proizvodnje, sa definisanim osnovnim
vremenima. Za svaku osnovnu kartu toka procesa mogu da postoje alternativne varijante.
Procenjeni troškovi i vremena proizvodnje (O7) predstavljaju izlazni rezultat iz aktivnosti
konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa. Ovi troškovi i vremena se najčešće
određuje primenom metoda koje su bazirane na znanju, iskustvu i podacima troškova i
vremena sličnih proizvoda.
Proračunati troškovi i vremena proizvodnje (O8) predstavljaju izlazne informacije iz faze
detaljnog projektovanja tehnoloških procesa. Proračun vremena se bazira na primeni
analitičkih izraza za proračun, koji uključuju osnovna, pomoćna, pripremno-završna i druga
vremena proizvodnje. Ovi troškovi uključuju u proračun sve elemente troškova, kao što su
troškovi pripremka, troškovi obrade, sredstava rada, radnika, i dr., i baziraju se na primeni
analitičkih metoda, kao što je prikazano u [266].
Specifikacije proizvodnih resursa (O9) se odnose na podatke o obradnim i tehnološkim
sistemima, alatima, priborima, merilima, uređajima, radnicima, i drugim proizvodnim
resursima, u smislu vrste i tipa resursa, potrebnih vremena, količina, površina, itd. Najčešće,
dokumentaciju ove vrste predstavljaju karte pregleda ili liste mašina, alata, pribora, stručnosti
i kvalifikacije radnika.
Zahtevi za novim resursima i procesima (O10) se odnose na informacije kojima se zahteva ili
predlaže nabavka novih ili rekonfiguracija postojećih resursa i osvajanje novih ili
reinženjering postojećih procesa. Zahtevi idu u smeru unapređenja i racionalizacije
tehnoloških i proizvodnih procesa u smislu ekonomičnosti, proizvodnosti, zaštite životne
sredine, itd.
Zahtevi za promenu dizajna proizvoda (O11) predstavljaju informacije u obliku poruka koje se
šalju projektantu proizvoda u cilju izmene dizajna proizvoda, kako bi proizvod i pojedini
njegovi delovi postali tehnologični, odnosno lakši i jeftiniji za proizvodnju, itd.
Napomena: Izlazne informacije mogu biti predstavljene i u nekom od standardnih
oblika, kao što su za procese obrade skidanjem materijala (ISO 10303 AP224, AP238, AP240,
ISO 14649, APT, RS274, ISO 6983, itd.), za druge procese oblikovanja (ISO 10303 AP207,
AP223, AP229, AP232, i dr.) i za procese merenja i kontrole (ISO 10303 AP219, DMIS-
input, APQP, eQuiPP, I++DMS, i dr.), što je predstavljeno i na slici 5.3.
Mehanizmi su:
Baza podataka i baza znanja za pripremke i sirovine (M1)
Baza podataka i baza znanja za proizvodne resurse (M2)
Baza podataka i baza znanja za standardne tehnološke procese (M3)
Baza podataka i baza znanja za parametre obrade i obradljivosti (M4)
Baza podataka i baza znanja za standardne elemente troškova i vremena
proizvodnje (M5)
Baza podataka i baza znanja za procese proizvodnje (M6)
Projektanti i programski sistemi (M7)
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
122
Baza podataka i baza znanja za pripremke i sirovine (M1): Ova baza podataka se odnosi na
podatke kojima se definiše vrsta, tip, oblik, dimenzije, kvalitet i materijal pripremaka i
sirovina koji su na raspolaganju u proizvodnom sistemu ili se po potrebi mogu nabaviti. Baza
znanja se odnosi na pravila koja služe za izbor odgovarajućeg pripremka.
Baza podataka i baza znanja za proizvodne resurse (M2): Baza podataka proizvodnih resursa
sadrži podatke koji se odnose na geometrijske, tehnološke, eksploatacijske i odgovarajuće
funkcionalne karakteristike resursa. Baza znanja se odnosi na pravila koja služe za izbor
odgovarajućih proizvodnih resursa.
Baza podataka i baza znanja za standardne tehnološke procese (M3): Ova baza podataka se
odnosi, kako na postojeće tehnološke procese, tako i na pojedine elemente tehnoloških
procesa, kao što su elementi operacija, zahvata, itd. Baza znanja se odnosi na pravila za izbor
tehnološkog procesa ili nekog njegovog elementa, kao što je npr. izbor zahvata ili grupa
zahvata za obradu određenih tipskih tehnoloških oblika, itd.
Baza podataka i baza znanja za parametre obrade i obradljivosti (M4): Baza podataka
parametara obrade u okviru obradnih procesa se odnosi na režime obrade koji mogu biti
standardni literaturni podaci ili pak podaci preporučeni od strane proizvođača resursa. Baza
podataka obradljivosti definiše uslove obrade pri kojima se koriste alati i mašine pri obradi
određenih materijala, kao i kod proračuna i preciziranja parametara obrade. Baza znanja se
odnosi na pravila za izbor parametara obrade i obradljivosti.
Baza podataka i baza znanja za standardne elemente troškova i vremena proizvodnje (M5):
Ova baza podataka se odnosi na podatke o standardnim elementima troškova i vremena
proizvodnje koji su neophodni za njihovu procenu i proračun. Ovi podaci mogu biti
standardni statistički podaci iz literature ili konkretni podaci iz posmatranog proizvodnog
sistema. Baza znanja se odnosi na pravila za izbor ovih elemenata troškova i vremena.
Baza podataka i baza znanja za procese proizvodnje (M6): Baza podataka tehnoloških procesa
treba da sadrži detaljne podatke o karakteristikama i mogućnostima pojedinih procesa, kao što
je npr. navedeno u PRIMA mapama [251] koje su opisane u poglavlju 4.
Projektanti i programski sistemi (M7): Prvi deo ovog mehanizma se odnosi na učesnike u
aktivnostima tehnološke pripreme proizvodnje, kao što su projektanti tehnoloških procesa i
upravljačkih informacija, projektanti alata, pribora, merila, uređaja, i dr. Drugi deo se odnosi
na odgovarajuće programske sisteme koji se koriste u realizaciji ovih aktivnosti tehnološke
pripreme proizvodnje.
Kontrole su:
Zahtevi kupaca (C1)
Standardi za kvalitet (C2)
Standardi za tolerancije (C3)
Zahtevi kupaca (C1) predstavljaju zahteve, odnosno ograničenja kupaca, koja su definisana u
obliku cene ili troškova proizvoda, vremena izrade i isporuke, kvaliteta, itd.
Standardi za kvalitet (C2) se odnose na internacionalne standarde kvaliteta proizvoda, kao što
je npr. serija standarda ISO 9001.
Standardi za tolerancije (C3) se odnose se na nacionalne i internacionalne standarde za
tolerancije dimenzija, oblika i odnosa površina.
Na osnovu definisane granice modela izvršeno je definisanje stabla aktivnosti, slika 5.4,
u okviru koga su uspostavljene vertikalne hijerarhijske veze između aktivnosti. Stablo
aktivnosti se definiše metodom odozgo na dole, kojom se složena aktivnost razlaže na više
podređenih aktivnosti.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
123
A0
TEHNOLOŠKA PRIPREMA
PROIZVODNJE
A1
KONCEPTUALNO
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
A2
MAKRO
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
A3
MIKRO
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
A4
GENERISANJE
UPRAVLJACKIH
INFORMACIJA
A5
SIMULACIJA
TEHNOLOŠKIH I
PROIZVODNIH
PROCESA
A6
VREDNOVANJE I
USVAJANJE
TEHN. PROCESA I
DOKUMENTACIJE
A11 ANALIZA
TEHNOLOGIČNOSTI
PROIZVODA
A12 IZBOR OSNOVNIH
PROCESA
PROIZVODNJE
A13 IZBOR VRSTE
PROIZVODNIH RESURSA
A14 PROCENA
VREMENA I TROŠKOVA
PROIZVODNJE
A21 A21' PRECIZIRANJE
PRIPREMAKA
A22 A22'
PREPOZNAVANJE I
IZDVAJANJE TTO I/ILI
POVRŠINA ZA OBRADU
A23 IZBOR ZAHVATA
OBRADE ZA TTO I/ILI
POVRŠINA ZA OBRADU
A23' IZBOR OPERACIJA
A24 GRUPISANJE
ZAHVATA U OPERACIJE I
DEFINISANJE
REDOSLEDA IZVOĐENJA
A24' DEFINISANJE
REDOSLEDA ZAHVATA U
OPERACIJAMA
A25 A25' IZBOR
OBRADNIH I
TEHNOLOŠKIH SISTEMA
A26 A26' DEFINISANJE
REDOSLEDA OPERACIJA
A31 DEFINISANJE
DODATAKA ZA OBRADU I
ELEMENTARNIH TTO
A32 DEFINISANJE
NAČINA STEZANJA I
POZICIONIRANJA
A33 IZBOR ILI
PROJEKTOVANJE
ALATA/PRIBORA/MERILA/
UREĐAJA
A34 DEFINISANJE
TOLERANCIJA I
KVALITETA OBRADE
ZAHVATA
A35 DEFINISANJE
PARAMETARA I
VREMENA IZRADE
A36 DEFINISANJE KARTI
OPERACIJA I/ILI
INSTRUKCIJA RADA
A41 DEFINISANJE
OBRADNOG MODELA
A42 GENERISANJE
PUTANJE ALATA I
DRUGIH RESURSA
A43 PRECIZIRANJE
PARAMETARA I
STRATEGIJE OBRADE
A44 SIMULACIJA,
VALIDACIJA I
GENERISANJE
UPRAVLJAČKIH
PROGRAMA
A51 DEFINISANJE
PROSTORNOG
RASPOREDA
PROIZVODNIH RESURSA
A52 DEFINISANJE VRSTE
SISTEMA ZA
TRANSPORT I
RUKOVANJE
MATERIJALOM
A53 PRECIZIRANJE
VREMENA U
PROIZVODNOM
PROCESU
A54 SIMULACIJA
TEHNOLOŠKIH I
PROIZVODNIH PROCESA
A61 ODREĐIVANJE
TROŠKOVA
PROIZVODNJE
A62 SUMIRANJE
POTREBA ZA
PROIZVODNIM
RESURSIMA I
PROCESIMA
A63 FINALNE
PREPORUKE ZA
PROMENU DIZAJNA
PROIZVODA
A64 USVAJANJE, OVERA
I ARHIVIRANJE
TEHNOLOŠKE
DOKUMENTACIJE
Slika 5.4 Stablo aktivnosti modela tehnološke pripreme proizvodnje
5.2.2.2 Definisanje dekompozicionih dijagrama modela
Definisanjem stabla aktivnosti uspostavljene su vertikalne veze između aktivnosti, dok
se izradom dekompozicionih dijagrama uspostavljaju horizontalne veze između aktivnosti
istog nivoa, čime se omogućuje povezivanje odgovarajućih aktivnosti definisanih u okviru
stabla aktivnosti.
Model tehnološke pripreme proizvodnje A_0 dekomponovan je na šest osnovnih
aktivnosti (A1 - A6) i predstavljen dijagramom A0, slika 5.5. Faza globalnog planiranja
proizvodnje ovde nije uzeta u razmatranje jer je ona zajednička za više funkcija proizvodnog
sistema, među kojima je i tehnološka priprema proizvodnje.
Aktivnost A1 predstavlja aktivnost konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa,
čiji je osnovni zadatak procena mogućnosti proizvodnje konceptualno dizajniranog proizvoda.
U okviru ove aktivnosti se vrši analiza tehnologičnosti konstrukcije proizvoda sa aspekta
ocene elemenata kvalitativne i kvantitativne tehnologičnosti proizvoda. Takođe se, na bazi
konceptualno dizajniranog proizvoda i drugih ulaznih podataka, definišu vrste tehnoloških
procesa, uključujući primarne, sekundarne i tercijalne procese, definišu se vrste pripremaka i
proizvodnih resursa, dok se na kraju vrši procena vremena i troškova proizvodnje. Osnovni
izlazni rezultati iz ove aktivnosti su preliminarni tehnološki procesi, procenjeni troškovi i
vremena proizvodnje i zahtevi za promenu dizajna proizvoda. Ovi rezultati se prosleđuju
projektantu proizvoda u cilju redizajna proizvoda, ali služe i kao osnova za detaljno
projektovanje tehnoloških procesa. Posmatrana aktivnost A1 je dekomponovana na četiri
subaktivnosti A11, A12, A13 i A14, slika 5.6.
Aktivnost A11 se odnosi analizu kvalitativne i kvantitativne tehnologičnosti
konstrukcije proizvoda. U okviru kvalitativne tehnologičnosti vrši se analiza crteža i/ili
modela proizvoda, analiza tehnologičnosti pripremaka i proizvoda u smislu pogodnosti
njihove izrade i mogućnosti ostvarenja zahtevanog oblika, tolerancija, kvaliteta, itd.
Kvantitativna tehnologičnost se odnosi na analizu konstrukcije proizvoda s obzirom na stepen
standardizacije, koja obuhvata unifikaciju, tipizaciju, modularnost i simplifikaciju proizvoda,
uključujući i specijalizaciju za proces proizvodnje. U okviru ove tehnologičnosti vrši se i
analiza specifičnih troškova i vremena proizvodnje.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
124
TITLE:NODE: NO.: 2A0 TEHNOLOŠKA PRIPREMA PROIZVODNJE
A1
KONCEPTUALNO
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
A2
MAKRO
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
A3
MIKRO
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA
A4
GENERISANJE
UPRAVLJACKIH
INFORMACIJA
A5
SIMULACIJA
TEHNOLOŠKIH I
PROIZVODNIH
PROCESA
A6
VREDNOVANJE I
USVAJANJE
TEHNOLOŠKIH
PROCESA I
TEHNOLOŠKE
DOKUMENTACIJE
I1
I3
I4
I5
I2
Preliminarni
tehnološki proces (O1)O10
O11
Sadržaj
tehnološkog procesa (O3)
Specifikacije pripremka (O2)
Karte operacija (O4)
Upravljački programi (O5)
Karte toka procesa (O6)
M6M2M1
M3M2M1
M4M2
M4
M5M4
M5
C1 C3
O7
C1 C3
M3
C1 C3
O11
O9
O11
O9
C1 C3
C1
C1
O11
O10
O10
O2
O1
O4
O3
O6
O5
O8
O7
O10
O9
O11
I3I4I5
I2
I3
I5
I2
I4
I2
I3
ISO 10303 AP224,
ISO 10303 AP240 i dr.
ISO 10303 AP238
ISO 14649
APT, RS274,
ISO6983,
ISO 10303 AP224,
ISO 10303 AP240 i dr.
Slika 5.5 Dekompozicioni dijagram tehnološke pripreme proizvodnje A0
TITLE:NODE: NO.: 3A1 KONCEPTUALNO PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA
A11
ANALIZA
TEHNOLOGICNOSTI
PROIZVODA
A12
IZBOR OSNOVNIH
PROCESA
PROIZVODNJE
A13
IZBOR VRSTE
PROIZVODNIH
RESURSA
A14
PROCENA
VREMENA I
TROŠKOVA
I1
I3
I4
I5
O11
Izabrani procesi i
vrste pripremaka
Izabrana vrsta proizvodnih
resursa
M3M2M1
M2
M5
O11
O7
O1
C1 C3
C1 C3
C1
C1
O10
Slika 5.6 Dijagram A1 - Konceptualno projektovanje tehnoloških procesa
Aktivnost A12 se odnosi na izbor osnovnih procesa proizvodnje, gde se na osnovu
informacija konceptualnog dizajna proizvoda, obima proizvodnje i raspoloživih resursa usvaja
primarni tehnološki proces proizvodnje i/ili vrsta pripremka. Nakon toga se usvajaju
alternativne varijante preliminarnog tehnološkog procesa, odnosno primarni, sekundarni i
tercijalni procesi proizvodnje. Aktivnost A12 je dekomponovana na pet subaktivnosti koje
praktično predstavljaju kriterijume za izbor preliminarnog tehnološkog procesa, slika 5.7.
Izbor procesa izrade pripremka i odgovarajućih preliminarnih procesa obrade vrši se
sistemom eliminacije, gde se eliminišu procesi koji ne ispunjavaju postavljene kriterijume,
kroz procedure subaktivnosti A121 do A125.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
125
TITLE:NODE: NO.: 4A12 IZBOR OSNOVNIH PROCESA I VRSTE PRIPREMAKA
A121
IZBOR PROCESA
NA OSNOVU
MATERIJALA
A122
IZBOR PROCESA
NA OSNOVU
KOLICINA
A123
IZBOR PROCESA
NA OSNOVU
OBLIKA I VELICINE
A124
IZBOR PROCESA
NA OSNOVU
TOLERANCIJA I
KVALITETA
POVRŠINA
A125
IZBOR PROCESA
NA OSNOVU Xi
ATRIBUTA
I1
I3
I4
I5
I4
Izabrani tehnološki procesi
Kandidati
tehnološkog procesa
Kandidati
tehnološkog procesa
Kandidati
tehnološkog procesa
Kandidati
tehnološkog procesa
M3
M3
M3
I1
I1
I1
I1
M3M1
M3
Izabrane vrste pripremaka
Zahtevi za novim procesima
C1 C3
C1
C1
C1
C1
O11
Slika 5.7 Dijagram A12 - Izbor osnovnih procesa proizvodnje
Prva aktivnost A121 se odnosi na izbor procesa na osnovu karakteristika usvojenog
materijala i mogućnosti njegovog oblikovanja, odnosno obrade. Druga aktivnost A122, se
odnosi na izbor procesa na osnovu zadatih količina proizvoda, koje se najčešće definišu preko
obima proizvodnje i/ili proizvodnosti u jedinici vremena. Treća aktivnost A123, se odnosi na
izbor procesa na osnovu oblika/forme i veličine/dimenzija, kako samog proizvoda tako i
pojedinih površina i/ili tipskih oblika. Oblik i dimenzije najviše utiču na izbor primarnog
procesa, a površine i tipski oblici na izbor i redosled narednih operacija izrade. Četvrta
aktivnost A124, odnosi se na izbor procesa na osnovu tolerancija i kvaliteta površina.
Aktivnost A125, se odnosi na izbor procesa na osnovu drugih Xi atributa, kao što su relativni
troškovi ljudskih resursa, opreme i alata, potom masa, debljina zidova dela, itd. Na izlazu se
dobijaju moguće varijante preliminarnih tehnoloških procesa proizvodnje, koji se potom
mogu oceniti i rangirati primenom metoda višekriterijumske optimizacije ili odlučivanja.
Aktivnost A13 omogućava da se na osnovu definisanog preliminarnog tehnološkog
procesa izaberu vrste potrebnih proizvodnih resursa. Međutim, u praksi se veoma često
događa da se na osnovu raspoloživih i izabranih resursa eliminiše neka od varijanti
preliminarnih tehnoloških procesa. Aktivnost A13 je dekomponovana na tri subaktivnosti,
A131, A132 i A133, slika 5.8.
A131
IZBOR VRSTE
OBRADNIH I
TEHNOLOŠKIH
SISTEMA
A132
IZBOR VRSTE
ALATA/PRIBORA/
MERILA/UREĐAJA
A133
DEFINISANJE
POTREBNIH
PROIZVODNIH
VEŠTINA
Izabrane vrste
obradnih i tehnoloških
sistema
M2
M2
Izabran vrste
alata/pribora/merila/uređaja
I5
I3
I1
O11
I5
I3
I1
M2
TITLE:NODE: NO.: 5A13 IZBOR VRSTE PROIZVODNIH RESURSA
Izabrani procesi i pripremci
Izabrani procesi i pripremci
I5
I3
Izabrana vrsta
proizvodnih resursa
Izabrani procesi i pripremci
Zahtev za novim resursima
C1
C1
C1
Slika 5.8 Dijagram A13 - Izbor vrste proizvodnih resursa
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
126
Aktivnost A131 se odnosi na izbor raspoloživih obradnih i tehnoloških sistema.
Aktivnost A132 se odnosi na izbor vrste raspoloživih alata, pribora, merila i uređaja na
osnovu izabrane vrste obradnog i tehnološkog sistema i odgovarajućeg preliminarnog
tehnološkog procesa. Aktivnost A133 se odnosi na izbor kvalifikacije radnika, koja zavisi od
potrebne proizvodne veštine radnika.
Aktivnost A14 se odnosi na procenu troškova i vremena proizvodnje konceptualno
dizajniranog proizvoda. U zavisnosti od potrebnog nivoa tačnosti i odgovarajućih ulaznih
podataka procena troškova se vrši intuitivnim, komparativnim, analognim, parametarskim ili
analitičkim metodama, kao što je objašnjeno u poglavlju 4. Na izlazu se dobijaju podaci o
proceni troškova i vremena proizvodnje, koji utiču na izbor preliminarnog tehnološkog
procesa, ali u velikoj meri utiču na to da li će se posmatrani proizvod proizvoditi u matičnom
proizvodnom sistemu ili u sistemu kooperacije.
Aktivnost završnog ili detaljnog projektovanja tehnoloških procesa se sastoji od
aktivnosti makro projektovanja tehnoloških procesa A2 i aktivnosti mikro projektovanja
tehnoloških procesa A3.
Aktivnost A2, odnosno A2', predstavlja aktivnost makro projektovanja tehnoloških
procesa. Ova aktivnost se odnosi na definisanje vrste i redosleda operacija i zahvata pri
transformaciji pripremka u gotov proizvod. U cilju definisanja zahvata vrši se prepoznavanje i
izdvajanje tipskih tehnoloških oblika i/ili površina za obradu na preciziranom pripremku,
nakon čega se definišu potrebne operacije izrade. Posmatrana aktivnost može da se realizuje
na dva načina. Prema A2, slika 5.9, prvo se vrši izbor zahvata obrade za izdvojene tipske
tehnološke oblike (TTO) i/ili površine za obradu, potom grupisanje zahvata u operacije i
podoperacije, kao i definisanje redosleda njihovog izvođenja. Prema A2', slika 5.10, prvo se
vrši izbor operacija i podoperacija, a potom definisanje zahvata i njihovog redosleda u okviru
izabranih operacija. Osnovni izlazni rezultati iz aktivnosti A2 i A2' su definisani pripremci i
sadržaj tehnoloških procesa, pri čemu se definišu i odgovarajuće alternativne varijante.
TITLE:NODE: NO.: 6A2 MAKRO PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA
A21
PRECIZIRANJE
PRIPREMAKA
A22
PREPOZNAVANJE I
IZDVAJANJE TTO I/
ILI POVRŠINA ZA
OBRADU
A23
IZBOR ZAHVATA
OBRADE ZA TTO I/
ILI POVRŠINA ZA
OBRADU
A24
GRUPISANJE
ZAHVATA U
OPERACIJE I DEF.
REDOSLEDA
IZVOĐENJA
A25
IZBOR OBRADNIH I
TEHNOLOŠKIH
SISTEMA
A26
DEFINISANJE
REDOSLEDA
OPERACIJA
I2
I3
I4
I5
I5
O2
Izdvojeni TTO i/ili sistematizovane
površine za obradu
Specifikacije pripremka (O2)
Izabrani zahvati (TTS)
Redosled zahvata
grupisanih u operacije
IzabranI
obradni i tehnološki sistemi
M1
M3M2
M3
M2
M3
I2
I5
I3
I5
I5
I3
I5 O11
C1 C3
C1 C3
C1 C3
C3
C1
C1
O3
O9
Slika 5.9 Dijagram A2 – Makro projektovanje tehnoloških procesa - prvi način
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
127
Aktivnost A21, odnosno A21' se odnosi na preciziranje vrste pripremka sa tačno
definisanim oblikom, dimenzijama, tolerancijama i kvalitetom površina. Naravno, da bi se
izvršilo preciziranje pripremka moraju se odrediti dodaci za obradu, koji se tek preciziraju u
aktivnosti A31 i A34, što znači da je ovaj proces sa povratnim informacija.
Na osnovu preciziranih modela pripremka i dela vrši se prepoznavanje i izdvajanje
tipskih tehnoloških oblika i/ili površina za obradu dela, u okviru aktivnosti A22 ili A22'. U
principu postoje tri osnovne strategije definisanja tipskih tehnoloških oblika, koje se odnose
na projektovanje pomoću tipskih tehnoloških oblika, automatsko prepoznavanje i interaktivno
definisanje tipskih tehnoloških oblika. Površine na delu mogu se svrstati u osnovne
funkcionalne, pomoćne i baze za obradu. Na osnovu površina dela i/ili tipskih tehnoloških
oblika, kao i drugih proizvodnih podataka, može da se izvrši klasifikacija delova primenom
odgovarajućih standardnih ili internih klasifikacionih sistema.
Aktivnost A23 se odnosi na izbor pojedinačnih zahvata ili grupa zahvata, odnosno
tipskih tehnoloških sekvenci (TS) neophodnih za obradu tipskih tehnoloških oblika i/ili
površina dela. Potrebni zahvati se često dobijaju na osnovu razvijene baze podataka i baze
znanja, tako npr. na osnovu prepoznatog tipskog tehnološkog oblika i odgovarajućih
geometrijsko-tehnoloških karakteristika, automatski se mogu dobiti definisane grupe zahvata
za njegovu obradu. Aktivnost A24 se odnosi na grupisanje zahvata u operacije i podoperacije,
kao i definisanje redosleda njihovog izvođenja. Redosled zahvata se određuje na osnovu
pravila prioriteta, prema dimenzionim, geometrijskim, tehnološkim i ekonomskim
ograničenjima.
TITLE:NODE: NO.: 6'A2 MAKRO PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA
A21'
PRECIZIRANJE
PRIPREMAKA
A22'
PREPOZNAVANJE I
IZDVAJANJE TTO I/
ILI POVRŠINA ZA
OBRADU
A23'
IZBOR OPERACIJA
I PODOPERACIJA
A24'
DEFINISANJE
REDOSLEDA
ZAHVATA U
OPERACIJAMA
A25'
IZBOR OBRADNIH I
TEHNOLOŠKIH
SISTEMA
A26'
DEFINISANJE
REDOSLEDA
OPERACIJA
I2
I3
I4
I5
I5
Izdvojeni TTO i/ili sistematizovane
površine za obradu
Specifikacije pripremka (O2)
Izabrane operacije i
podoperacije
Redosled zahvata
u operacijama
Izabrani
obradni i tehnološki sistemi
M1
M3M2
M3
M2
M3
I2
I5
I3
I5
I5
I3
I5
O2
O11
O3
O9
C1 C3
C1 C3
C1 C3
C3
C1
C1
Slika 5.10 Dijagram A2' – Makro projektovanje tehnoloških procesa - drugi način
Aktivnost A23' se odnosi na definisanje ili izbor operacija i podoperacija obrade na
osnovu prepoznatih i izdvojenih tipskih tehnoloških oblika i/ili površina dela. Nakon toga se,
u okviru aktivnost A24' definišu zahvati obrade i redosled njihovog izvođenja u izabranim
operacijama i podoperacijama.
Aktivnost A25 ili A25' se odnosi na izbor obradnih i tehnoloških sistema za izabrane
operacije. Izbor obradnih i tehnoloških sistema može da zavisi od mnogo faktora, kao što su
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
128
obim proizvodnje, veličina radnog prostora mašine i dimenzije obradka, snaga mašine, tačnost
mašine, stepen zauzetosti mašine, itd. Primenom metoda tehnoekonomske optimizacije,
višekriterijumskog vrednovanja, metoda veštačke inteligencije, itd. moguće je izabrati
optimalno rešenje za konkretne proizvodne uslove.
Aktivnost A26 ili A26' se odnosi na definisanje redosleda izvođenja operacija, odnosno
preciziranje sadržaja tehnološkog procesa izrade proizvoda, sa odgovarajućim alternativnim
rešenjima koja nameće savremena organizacija proizvodnja, koja je sve više orijentisana na
male serije različitih proizvoda.
Aktivnost A3 se odnosi na mikro projektovanje tehnoloških procesa, slika 5.11. U
okviru ove aktivnosti detaljno se precizira svaka operacija u okviru tehnološkog procesa, tako
što se vrši definisanje dodataka za obradu i tolerancija zahvata, definisanje načina
pozicioniranja i stezanja delova na obradnom i tehnološkom sistemu, izbor ili projektovanje
alata, pribora, merila i uređaja, kao i definisanje parametara obrade i određenih vremena
proizvodnje. Osnovni izlazni rezultat je karta operacije i/ili instrukcija rada za pojedine
operacije. Aktivnost A3 je dekomponovana na subaktivnosti A31-A36.
TITLE:NODE: NO.: 8A3 MIKRO PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA
A31
DEFINISANJE
DODATAKA ZA
OBRADU I
ELEMENTAR. TTO
A32
DEFINISANJE
NACINA
POZICIONIRANJA I
STEZANJA
A33
IZBOR ILI
PROJEKTOVANJE
ALATA/PRIBORA/
MERILA/UREĐAJA
A34
DEFINISANJE
TOLERANCIJA I
KVALITETA
OBRADE ZAHVATA
A35
DEFINISANJE
PARAMETARA I
VREMENA IZRADE
A36
DEFINISANJE
KARTI OPERACIJA
I/ILI INSTRUKCIJA
RADA
I2
I5
TTO i površine
Zahvati obrade
I5
O4
Definisan način stezanja
i pozicioniranja
Definisani dodaci za obradu
i elementarni TTO
Izabrani ili projektovani
alati/pribori/marila/uređaji
Definisane tolerancije i
kvaliteti obrade
zahvata
Definisani parametri rada
i vremena izrade
M1
M2
M4
M4
I3
I5
I3
I5
I5
I5O11
I2
I2
I2
O9
M2
C1 C3
C1 C3
C1 C3
C1
C1
M5
C1 C3
Slika 5.11 Dijagram A3 – Mikro projektovanje tehnoloških procesa
Aktivnost A31 se odnosi na definisanje dodataka za obradu projektovanih zahvata
obrade, na osnovu čega se vrši određivanje elementarnih tipskih tehnoloških oblika (eng.
intermediate machining feature) i/ili površina za obradu svakog zahvata posebno. U
zavisnosti od obima proizvodnje određivanje dodataka za obradu može biti na osnovu
statistički obrađenih podataka u vidu preporučenih dodataka za pojedine zahvate obrade ili
pak primenom računsko-analitičke metode koja je bazirana na analizi grešaka nastalih pri
izradi pripremaka, u procesu obrade i pri termičkoj obradi.
Aktivnost A32 se odnosi na definisanje načina pozicioniranja i stezanja obradka na
obradnim i tehnološkim sistemima. U okviru ove aktivnosti određuju se tehnološke baze, pri
čemu se vodi računa o mogućnosti poklapanja tehnoloških, konstrukcionih i mernih baza. Ova
aktivnost je u direktnoj vezi sa aktivnošću A33.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
129
Aktivnost A33 se odnosi na izbor i/ili projektovanje alata, pribora, merila i drugih
uređaja. Aktivnost A33 je dekomponovana na četiri aktivnosti, A331-A334, u zavisnosti od
načina definisanja ovih resursa, slika 5.12. ]
A331
IZBOR ALATA/
PRIBORA/MERILA/
UREĐAJA
A332
PROJEKTOVANJE
MODULARNOG
ALATA/PRIBORA/
MERILA/UREĐAJA
A333
PROJEKTOVANJE
SPECIJALNIH
ALATA/PRIBORA/
MERILA/UREĐAJA
A334
ODREĐIVANJE
TROŠKOVA ALATA/
PRIBORA/MERILA/
UREĐAJA
I2
I3
I5
Stezanje i pozicion.
Projektovani modularni
alati/pribori/merila/uređaji
M4M2
M5
Određeni troškovi
alata/pribora/merila/uređaja
Izabrani ili projektovani
alati/pribori/merila/uređaji
Izabrani standardni
alati/pribori/merila/uređaji
Projektovani specijalni
alati/pribori/merila/uređaji
I5
I3
I2
Zahtev za promenu TP
O11
I5
I3
I2
M4M2
M4M2
TITLE:NODE: NO.: 9A33 IZBOR I/ILI PROJEKTOVANJE ALATA/PRIBORA/MERILA/UREĐAJA
Stezanje i pozicion.
Stezanje i pozicion.
C1 C3
C1 C3
C1 C3
C1
Slika 5.12 Dijagram A33 – Izbor ili projektovanja alata/pribora/merila/uređaja
U okviru aktivnosti A331 vrši se identifikacija i izbor postojećih alata, pribora, merila i
uređaja prema zahtevima tehnoloških procesa. Aktivnost A332 se odnosi na projektovanje ili
izbor modularnih alata, pribora, merila i uređaja koji se mogu sklopiti od standardnih
komponenti. U slučaju da ne postoje standardni alati, pribori, merila ili uređaji ili
odgovarajući moduli, odnosno ne mogu se nabaviti, ili su skupi, pristupa se projektovanju
ovih resursa, što je osnovna uloga aktivnosti A333. Za resurse ove vrste koji se projektuju kao
specijalni ili se modularno sklapaju pa dodatno obrađuju potrebno je izvršiti projektovanje
tehnoloških procesa izrade i montaže, prema posmatranoj metodologiji i predloženom modelu
tehnološke pripreme proizvodnje. Aktivnost A334 se odnosi na procenu troškova alata,
pribora, merila ili uređaja. Za postojeće resurse ovi troškovi uključuju troškove materijala,
pripreme, skladištenja, upotrebe i demontaže, dok za specijalne uključuju i troškove
konstruisanja, projektovanja tehnoloških procesa i samog procesa proizvodnje.
Aktivnost A34 se odnosi na definisanje tačnosti, odnosno tolerancija i kvaliteta obrade
za svaki zahvat, čime se obezbeđuje nesmetan proces izrade proizvoda. U okviru aktivnosti
A35 definišu se parametri i vremena obrade za definisane zahvate i odgovarajuće operacije
izrade. Parametri obrade uz geometrijske karakteristike dela čine osnovne podatke za
proračun vremena zahvata i operacija obrade.
Aktivnost A36 se odnosi na preciziranje karti operacija i/ili instrukcija rada za sve
operacije iz tehnološkog procesa. Karte operacija predstavljaju osnovnu proizvodnu
dokumentaciju za rad na radnim mestima, generisanje upravljačkih informacija, kao i za rad
funkcije planiranja i upravljanja proizvodnjom.
Aktivnost A4 predstavlja aktivnost generisanja upravljačkih informacija. U okviru ove
aktivnosti vrši se definisanje putanje alata, mernih pipaka, robota, AGV, i dr., preciziranje
parametara i strategije kretanja ovih resursa, i na kraju simulacija, validacija i generisanje
upravljačkih programa za NC obradne i tehnološke sisteme. Osnovni izlazni rezultat je
generisani upravljački program, koji za procese obrade rezanjem može biti dat u obliku G-
koda, odnosno ISO-6983 ili STEP-NC standarda. Posmatrana aktivnost A4 je
dekomponovana na četiri subaktivnosti, A41, A42, A43 i A44, slika 5.13.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
130
A42
GENERISANJE
PUTANJE ALATA I
DRUGIH RESURSA
A43
PRECIZIRANJE
PARAMETARA I
STRATEGIJE
OBRADE
A44
SIMULACIJA,
VALIDACIJA I
GENERISANJE
UPRAVLJACKIH
PROGRAMA
Podaci putanje alata
i drugih resursa (CL data)
M4
M2
Definisani parametri i
strategije rada
I2
O11
I2
M4
TITLE:NODE: NO.: 10A4 GENERISANJE UPRAVLJACKIH PROGRAMA
Karte operacija/instrukcije rada
Karte operacija/instrukcije rada
I2
O5
C1 C3
C1 C3
C1
A41
DEFINISANJE
OBRADNOG
MODELA
I2
Karte operacija/instrukcije rada
Definisana geometrija
obradnog modela
M1
C1 C3
Zahtevi za
promenu TP
Slika 5.13 Dijagram A4 – Generisanje upravljačkih informacija
U okviru aktivnosti A41 definiše se obradni model, koga čine geometrijski model
pripremka ili dela pre operacije i nakon posmatrane operacije, sa svim potrebnim
geometrijskim i tehnološkim podacima, kao što su dimenzije, tolerancije, kvaliteti površina,
itd. Aktivnost A42 se odnosi na generisanje putanje alata za obradu i drugih resursa za
rukovanje, kontrolu, montažu i dr. Generisanje putanje alata za obradu rezanjem se bazira na
definisanim zahvatima obrade tipskih tehnoloških oblika i/ili površina za obradu, definisanom
obradnom modelu, definisanim proizvodnim resursima, kao i načinu pozicioniranja i stezanja
obradka na mašini i u priboru. U okviru aktivnosti A43 vrši se preciziranje parametara i
strategije obrade na mašini, rada robota, AGV, itd., pri realizaciji operacija koje se definišu
upravljačkim programom. Aktivnost A44 se odnosi na simulaciju, validaciju i generisanje
upravljačkog programa. Ova aktivnost, zajedno sa drugim aktivnostima iz A4, može da se
realizuje primenom CAM programskih sistema, gde se na kraju dobija upravljački program. U
okviru ove aktivnosti može da se izvrši postprocesiranje upravljačkih programa. U slučaju da
se tokom ovog procesa utvrdi potreba za određenim korekcijama elemenata tehnološkog
procesa, šalju se povratne informacije za realizaciju njihove korekcije.
Aktivnost A5, slika 5.14, predstavlja aktivnost simulacije tehnoloških i proizvodnih
procesa, primenom simulacione tehnike i odgovarajućih programskih sistema za simulaciju. U
okviru ove aktivnosti vrši se definisanje neophodnih podataka koji se odnose na raspored
proizvodnih resursa, vremena, količine i dr. Kao osnovni izlazni rezultat dobija se karta toka
proizvodnog procesa i model rasporeda opreme u pogonu prema projektovanim tehnološkim i
proizvodnim procesima. Posmatrana aktivnost A5 je dekomponovana na četiri subaktivnosti,
A51, A52, A53 i A54.
U okviru aktivnosti A51 vrši se definisanje prostornog rasporeda proizvodnih resursa,
odnosno konfiguracija pogona i stvaranje odgovarajućih podloga za razvoj simulacionog
modela. U okviru aktivnosti A52 definiše se vrsta transportnih sredstava i sistema za
rukovanje materijalom, kao i definisanje zahvata u okviru operacija transporta i rukovanja
materijalom. Rukovanje materijalom može biti u okviru ili van radnog prostora obradnog i
tehnološkog sistema, odnosno između različitih obradnih i tehnoloških sistema.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
131
U okviru aktivnosti A53 vrši se priprema i preciziranje vremena koja su neophodna za
simulaciju tehnoloških i proizvodnih procesa, kao što su osnovna i pomoćna vremena
operacija izrade, montaže, kontrole, transporta i dr., pripremno-završna vremena, izgubljena
vremena, i dr. Aktivnost A54 se odnosi razvoj simulacionog modela i simulaciju tehnoloških i
proizvodnih procesa primenom simulacionih programskih sistema, čijom primenom se može
izvršiti i vrednovanje, odnosno izbor alternativnih tehnoloških i proizvodnih procesa.
Simulacijom ovih procesa može se ostvariti povećanje produktivnosti, uravnoteženje procesa,
smanjenje zaliha, povećanje stepena iskorišćenja resursa, otklanjanje uskih grla, itd.
A51
DEFINISANJE
PROSTORNOG
RASPOREDA
PROIZVODNIH
RESURSA
A52
DEFINISANJE
VRSTE SISTEMA
ZA TRANSPORT I
RUKOVANJE
MATERIJALOM
A53
PRECIZIRANJE
VREMENA U
PROIZVODNOM
PROCESU
A54
SIMULACIJA
TEHNOLOŠKIH I
PROIZVODNIH
PROCESA
Sadržaji tehološkog procesa
Karte operacija/instrukcije
Upravljački programi
Definisani resursi za transport
i rukovanje materijalom
M2
Definasana prostorna
struktura pogona
Definisana vremena u
proizvodnom procesu
I3
M5
M2
TITLE:NODE: NO.: 11A5 SIMULACIJA TEHNOLOŠKIH I PROIZVODNIH PROCESA
Proizvodni proces (O6)
O10
C1
C1
C1
C1
I4
Slika 5.14 Dijagram A5 – Simulacija tehnoloških procesa
A6 predstavlja aktivnost vrednovanja i usvajanja tehnoloških procesa i odgovarajuće
tehnološke dokumentacije, slika 5.15. Ova aktivnost obuhvata određivanje ili proračun
troškova proizvodnje, sumiranje potreba za proizvodnim resursima i novim procesima
proizvodnje. Isto tako u okviru ove aktivnosti usvajaju se finalne preporuke za promenu
dizajna proizvoda, te se na kraju vrši završno vrednovanje, usvajanje i arhiviranje
odgovarajuće tehnološke dokumentacije.
U okviru aktivnosti A61 vrši se proračun ukupnih troškova proizvodnje, na osnovu svih
elemenata direktnih i indirektnih troškova. Aktivnost A62 se odnosi na preciziranje zahteva za
resursima, kao što su vremena zauzetosti opreme i ljudi, količine pripremaka i drugih
proizvodnih resursa, očekivana iskorišćenost kapaciteta resursa, itd., kao neophodnih inputa
za planiranje i upravljanje proizvodnjom. Takođe se definišu zahtevi za novim proizvodnim
resursima i potrebe za osvajanjem novih tehnoloških i proizvodnih procesa. U okviru
aktivnosti A63 definišu se finalne preporuke za promenu dizajna proizvoda u cilju povećanja
stepena tehnologičnosti proizvoda, odnosno redukcije vremena i troškova proizvodnje,
povećanja kvaliteta proizvoda, itd. Finalna aktivnost A64 se odnosi na usvajanje, overu i
arhiviranje tehnološke dokumentacije. U okviru ove aktivnosti donose se konačne odluke o
usvajanju tehnoloških procesa i druge dokumentacije na osnovu dobijenih rezultata,
uključujući i mogućnost primene višekriterijumskih metoda odlučivanja. Dobijena tehnološka
dokumentacija se arhivira u odgovarajuće arhive, odnosno baze podataka koje se mogu
koristiti za projektovanje tehnoloških procesa novih proizvoda ili reinženjering postojećih
proizvoda i procesa.
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
132
TITLE:NODE: NO.: 12A6 VREDNOVANJE I PRIHVATANJE TEHNOLOŠKIH PROCESA I TEHNOLOŠKE DOKUMENTACIJE
A61
ODREĐIVANJE
TROŠKOVA
PROIZVODNJE
A62
SUMIRANJE
POTREBA ZA
PROIZVODNIM
RESURSIMA I
PROCESIMA
A63
FINALNE
PREPORUKE ZA
PROMENU
DIZAJNA
PROIZVODA
A64
USVAJANJE,
OVERA I
ARHIVIRANJE
TEHNOLOŠKE
DOKUMENTACIJE
Preliminarni
troškovi i vreme
Sadržaj TP
Karte operacija
Karte toka
procesa
Specifikacije proizvodnih
resursa
Proračunati troškovi
proizvodnje
Zahtevi za promenu
dizajna proizvoda
M5
M2
Preliminarni tehn. procesi (O1)
Proračun troškova i vremena (O8)
Sadržaj tehn. procesa (O3)
Karte operacija (O4)
Specifikacije pripremaka (O2)
Zahtevi za resursima i procesima (O10)
Upravljački programi (O5)
Karte toka procesa (O6)Zahtevi za promenu dizajna proiz. (O11)
Procena troškova i vremena (O7)
Specifikacije proizvodnih resursa (O9)
Troškovi
alata/pribora..
Upravljački
programi
C1
I3
C1
C1
C1
I2
Zahtevi za nabavku proizvodnih resursa
Slika 5.15 Dijagram A6 – Vrednovanje i usvajanje tehnoloških procesa i
tehnološke dokumentacije
5.2.2.3 Završni osvrt na razvijeni model tehnološke pripreme proizvodnje
Analiza mesta i značaja tehnološke pripreme proizvodnje u proizvodnim, odnosno CIM
sistemima, kao i zadataka koji se rešavaju u okviru delokruga njenog rada pokazuje da
postavljeni opšti model tehnološke pripreme proizvodnje omogućuje njenu primenu u svim
vidovima projektovanja tehnoloških procesa i proizvodnje. Podržana okruženjem kao što je
optimizacija, veštačka inteligencija, višekriterijumsko vrednovanje proizvoda i procesa,
principi grupne tehnologije, kao i kvalitetna tehnološka baza podataka i baza znanja,
omogućuju njenu primenu u simultanom, konceptualnom i kolaborativnom inženjerstvu,
odnosno u konvencionalnoj, digitalnoj i elektronskoj proizvodnji.
U okviru razvoja posmatranog funkcionalnog modela tehnološke pripreme, akcenat je
dat na tehnološke procese izrade proizvoda, odnosno delova.
U okviru faze konceptualnog projektovanja tehnoloških procesa akcenat je dat na
tehnološke procese izrade pripremaka oblikovanjem, kao i osnovne prethodne podloge
njihove izrade, dok je u daljim fazama usmeren na tehnološke procese obrade skidanjem
materijala. Model aktivnosti proizvodnog sistema koji bi obuhvatio sve vrste procesa
proizvodnje sa odgovarajućim aktivnostima, bio bi veoma složen zbog značajnih razlika u
samoj prirodi ovih procesa, koje se najviše manifestuju u aktivnostima projektovanja
proizvoda i tehnoloških procesa njihove proizvodnje. Model aktivnosti ovakvog proizvodnog
sistema prikazan je u radu [26], ali sa manje detaljnim prikazom pojedinih aktivnosti, što je
upravo posledica prethodno navedenih razloga.
Procesi oblikovanja, kao što su procesi livenja, kovanja i dr. posmatrani su više kao
primarni procesi za definisanje tehnoloških procesa izrade pripremaka, koji se potom
obrađuju procesima obrade skidanjem materijala do finalnog proizvoda. Veliki broj procesa
oblikovanja proizvoda u značajnoj meri su zavisni od kvaliteta projektovanih alata i
tehnoloških procesa njihove izrade. Aktivnosti projektovanja alata i tehnoloških procesa
njihove izrade se realizuju u okviru tehnološke pripreme proizvodnje, pri čemu se ovi alati
posmatraju kao bilo koji drugi proizvodi u pogledu realizacije aktivnosti tehnološke pripreme
njihove proizvodnje.
U okviru tehnološke pripreme proizvodnje, proizvodi se mogu posmatrati sa različitog
nivoa funkcionalne strukture, kao sklopovi, podsklopovi, agregati ili kao pojedinačni delovi. S
5.0 Razvoj opšteg modela tehnološke pripreme prozvodnje
133
obzirom na nivo strukture moraju se posebno razmatrati tehnološki procesi izrade delova i
tehnološki procesi montaže. U okviru razvijenog modela akcenat je dat na tehnološku
pripremu izrade diskretnih, odnosno pojedinačnih delova proizvoda.
Projektovanje tehnoloških procesa merenja i kontrole u prikazanom modelu tehnološke
pripreme se nije detaljno razmatralo, jer bi koncepcija i sam model aktivnosti bili mnogo
složeniji, ali su detaljno analizirani i ovakvi modeli aktivnosti. Tako, na primer u radu [84]
razmatran je samo model aktivnosti tehnoloških procesa kontrole, dok je u radu [302]
paralelno razmatran model aktivnosti detaljnog projektovanja tehnoloških procesa obrade
rezanjem i projektovanja tehnoloških procesa kontrole, pri čemu je ovaj model
dekomponovan na dva podmodula za dva različita načina izvođenja. Prvi model podrazumeva
projektovanje tehnoloških procesa izrade pre projektovanja tehnoloških procesa kontrole, dok
drugi podrazumeva integralno izvođenje ova dva procesa projektovanja.
U osnovi, opšti model tehnološke pripreme proizvodnje omogućuje primenu svih vrsta
CAPP sistema, kao što su generativni, vario-generativni i varijantni. Međutim, posmatrani
funkcionalni model tehnološke pripreme proizvodnje orijentisan je pre svega za primenu
generativnih CAPP sistema, ali se uz određene adaptacije može uspešno primeniti i kod druge
dve vrste CAPP sistema. U nastavku su navedene osnovne razlike u primeni ovih sistema:
Na osnovu klasifikacije delova koja može da se realizuje u okviru aktivnosti
prepoznavanja i izdvajanja tipskih tehnoloških oblika i/ili površina dela, može se
izvršiti grupisanje delova u tehnološke i/ili operacijske grupe delova.
Na osnovu karakteristika delova formiranih grupa, može se izvršiti izbor ili
projektovanje, odnosno modeliranje predstavnika grupe delova u obliku
kompleksnih delova.
U okviru specifikacije pripremaka, može se izvršiti izbor ili projektovanje
grupnih pripremaka.
Projektovanje grupnih tehnoloških procesa se može realizovati na bazi
kompleksnog dela i odgovarajućeg grupnog pripremka, na principima grupne
tehnologije.
U okviru izbora proizvodnih resursa, može se izvršiti izbor ili projektovanje
grupnih alata, pribora, merila i uređaja, koje je moguće primeniti pri izradi više
delova iz formirane grupe.
Aktivnost generisanja upravljačkih programa može da se realizuje primenom
parametarskog programiranja, čijim preciziranjem se mogu dobiti upravljački
programi za konkretne delove.
U okviru aktivnosti simulacije tehnoloških i proizvodnih procesa, podaci o
vremenima operacija, neophodnom broju resursa mogu da se dobiju na osnovu
preciziranih operacija za sve delove iz grupe, ili primenom ekspertskih metoda
kao što je grafoanalitička metoda sličnosti ili metoda zasnovana na
reprezentima tehnološke grupe, što je prikazano u [264] i [266].
Prikazani opšti i njegov funkcionalni model predstavljaju dobru osnovu za razvoj
odgovarajućeg automatizovanog sistema tehnološke pripreme proizvodnje. Isto tako,
dekomponovani dijagrami tehnološke pripreme, koji se odnose na konceptualno, makro i
mikro projektovanje tehnoloških procesa omogućuju razvoj odgovarajućih automatizovanih
podsistema ili modula za njihovu pojedinačnu primenu u praksi.
134
6.0 LITERATURA
[1] Adithan, M.: Process Planning and Cost Estimation, New Age International (P) Limited,
Publisher, New Delhi, 2007, ISBN 978-81-224-2655-7.
[2] Algeo, M.E., Feng, S.C., Ray, S.R.: A state-of-the Art Survey on Product Design and Process
Planning Integration Mechanism, NIST Interagency Report 5548, National Institute of
Standards and Technology, 1994.
[3] Alting, L., Zhang, H.: Computer Aided Process Planning the State-of-the-art Survey,
International Jurnal of Production Research, 1989, Vol. 27, No. 4, pp. 553-585, ISSN 0020-
7543.
[4] Alting, L.: Manufacturing Engineering Processes, Marcel Dekker Inc., University of Rhode
Island, New York, 1994, ISBN 978-0824791292.
[5] Amaitik, S.M., Kilic, S.E.: An Intelligent Process Planning System For Prismatic Parts Using
STEP Features, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2007, Vol. 31,
No. 9-10, pp. 978-993, ISSN 0268-3768.
[6] Amaitik, S.M., Kilic, S.E.: STEP-based Feature Modeller for Computer-aided Process
Planning, International Journal of Production Research, 2005, Vol. 43, No. 15, pp. 3087-3101,
ISSN 0020-7543.
[7] Amirov, J.D.: Tehnologičnost konstrukciji izdelija, Spravočnik, Mašinostrojenije, Moskva,
1990, ISBN 5-217-01121-1.
[8] Ang, C.L., Luo, M., Gay, R.K.L.: Automatic Generation of IDEF Model, Journal of Intelligent
Manufacturing, 1994, Vol. 5, No. 2, pp. 79-92, ISSN 0956-5515.
[9] Anišić, Z.: Razvoj i menadžment proizvoda u toku životnog ciklusa, Fakultet tehničkih nauka,
Novi Sad, 2011.
[10] ANSI, Dimensional Measuring Interface Standard, DMIS 5.0 Standard, Part 1, ANSI/CAM-I
105.0-2004, Part 1. 2004.
[11] Antić, R., Mitrović, R., Stefanović, S.: Osnove razvijenog Fuzyy CAPP sistema, Zbornik radova
31. Jupiter konferencije, 18. simpozijum CAD/CAM, Mašinski fakultet, Beograd, 2005, str.
2.85-2.88, ISBN 978-86-7083-508-8.
[12] Antolić, D.: Procena vremena izrade proizvoda regresionim modelima, Magistraski rad,
Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2007.
[13] Anjard, R.P.: Computer Integrated Manufacturing: A Dream Becoming a Reality, Industrial
Management and Data Systems, 1995, Vol. 95, No. 1, pp. 3–4, ISSN 0263-5577.
[14] Arsovski, S., Arsovski, Z., Perović, Z.: Razvoj CIM sistema, CIM monografije, CIM centar,
Mašinski fakultet, Kragujevac, 1995, ISBN 86-427-0461-6.
[15] Arsovski, Z.: Informacioni sistemi, CIM edicija, Mašinski fakultet, Kragujevac, 2000, ISBN 86-
80581-36-4.
[16] Ashby M.F.: Materials Selection in Mechanical Design, 3rd edition, Butterworth-Heinemann,
2005, ISBN 0-7506-6168-2.
[17] ASM Handbook, Material Selection and Design, Vol. 20, ASM, Ohio, 1997, ISBN 0-87170-
386-6.
[18] Attaran, M.: CIM: Getting Set for Implementation, Industrial Management and Data Systems,
1997, Vol. 97, No. 1-2, pp. 3–9, ISSN 0263-5577.
[19] Babić B., Nešić, N., Miljković, Z.,: A Review of Automated Feature Recognition With Rule-
based Pattern Recognition, Computers in Industry, 2008, Vol. 59, No. 4, pp. 321-337, ISSN
0166-0615.
9.0 Literatura
135
[20] Babić, B.: Projektovanje tehnoloških procesa, Mašinski fakultet, Beograd, 1999, ISBN 86-
7083-356-5.
[21] Backlund, A.: The Definition of System, Kybernetes, 2000, Vol. 29, No. 4, pp. 444–451, ISSN
0368-492X.
[22] Bai, G., Zhang, C., Wang, B.: Optimization of Machining Datum Selection and Machining
Tolerance Allocation with Genetic Algorithms, International Journal of Production Research,
2000, Vol. 38, No. 6, pp. 1407-1424, ISSN 0020-7543.
[23] Balič, J., Korosec, M.: Intelligent Tool Path Generation for Milling of Free Surfaces Using
Neural Networks, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2002, Vol. 42, No.
10, pp. 1171-1179, ISSN 0890-6955.
[24] Bangsow, S.: Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk, Springer-Verlag,
Berlin, 2010, ISBN 978-3-642-05073-2.
[25] Banjac, D.: Tehnološki postupci i alati - II deo, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 1975.
[26] Barkmeyer, E.J. editor and other: SIMA Reference Architecture Part 1: Activity Models, The
National Institute of Standards and Technology Internal Report 5939, Gaithersburg, Maryland,
1996.
[27] BenKhalifa, R., BenYahia, N., Zghal A.: Integrated Neural Networks Approach in CAD/CAM
Environment for Automated Machine Tools Selection, Journal of Mechanical Engineering
Research, 2010, Vol. 2, No. 2, pp. 25-38, ISSN 2141-2383.
[28] Birkofer, H.: The Future of Design Methodology, Springer-Verlag, London, 2011, ISBN 978-0-
85729-614-6.
[29] Bjorke, O., Myklebust, O.: IMPPACT-Integrated Modelling of Products and Processes Using
Advanced Computer Technologies, Tapir, Trondheim, Norway, 1992, ISBN 978-8251909730.
[30] Bo, Z.W., Hua, L.Z., Yu, Z.G.: Optimization of Process Route by Genetic Algorithms, Robotics
and Computer-lntegrated Manufacturing, 2006, Vol. 22, No. 2, pp. 180-188, ISSN 0736-5845.
[31] Bobrek, M., Tanasić, Z., Travar, M.: Procesna organizacija, Mašinski fakultet, Banja Luka,
2007, ISBN 978-99938-39-16-3.
[32] Boothroyd G., Dewhurst P., Knight, W.: Product Design for Manufacture and Assembly, 2nd
edition, Marcel Dekker, New York, 2002, ISBN 978-0824705848.
[33] Boothroyd, G., Dewhurst, P. Knight, W.: Product Design for Manufacture and Assembly,
Marcel Dekker Inc., New York, 1994, ISBN 978-0824791766.
[34] Borojević, S., Jovišević,V., Jokanović, S.: Modeling, Simulation and Optimization of Process
Planning, Journal of Production Engineering, 2009, Vol. 12, No. 1, pp. 87–90, ISSN 1821-
4932.
[35] Bralla, J. G.: Design for Manufacturability Handbook, 2nd Edition. McGraw-Hill, New York,
1998, ISBN 978-0-07-007139-1.
[36] Brown, R.L.E.: Design and Manufacturing of Plastics Parts, John Wiley & Sons, New York,
1980, ISBN 978-0471053248.
[37] Burbidge, J.L.: The introduction of group technology, Heinemann, London, 1978, ISBN 978-
0470123003.
[38] Cay, F., Chassapis, C.: An IT View on Perspectives of Computer Aided Process Planning
Research, Computers in Industry, 1997, Vol. 34, No. 3, pp. 307-337. ISSN 0166-3615.
[39] Chan, K., King, C., Wright, P.: COMPASS: Computer Oriented Materials, Processes and
Apparatus Selection Systems, Journal of Manufacturing Systems, 1988, Vol. 17, No. 4, pp. 275-
286, ISSN 0278-6125.
[40] Chang, P.T., Chang, C.H.: An Integrated Artificial Intelligent Computer-aided Process
Planning System, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2000, Vol. 13,
No. 6, pp. 483-497, ISSN 0951-192X.
[41] Chang, T-C., Wysk, R.A., Wang, H-P.: Computer-aided Manufacturing, 3rd Edition, Prentice-
Hall, New York, 2005, ISBN 0131429191.
9.0 Literatura
136
[42] Che Zainal Abidin Nik Mohd Farid: Incorporating Design for Manufacture and Assembly
Methodologies Into the Design of a Modified Spark Plug, Masters thesis, Universiti Teknologi
Malaysia, Faculty of Mechanical Engineering, 2007.
[43] Chen, Y., Huang, Z., Chen, L., Wang, O.: Parametric Process Planning Based on Feature
Parameters of Parts, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2006, Vol.
28, No. 7-8, pp. 727-736, ISSN 0268-3768.
[44] Cheng, K., Bateman, R.J.: e-Manufacturing: Characteristics, Applications and Potentials,
Progress in Natural Science, Elsevier Science Ltd., 2008, Vol. 18, No. 11, pp. 1323-1328, ISSN
1002-0071.
[45] Chirachavala, C.: Enterprise Integration for Small to Medium Enterprises, MEng Thesis,
University of South Australia, Mawson Lakes, Australia, 2001.
[46] Chryssolouris, G.: Manufacturing Systems: Theory and Practice, Springer Science and Business
Media, Inc., New York, 2006, ISSN 978-0387-25683-2.
[47] Chung, D.H., Suh,S.H.: ISO 14649-based Nonlinear Process Planning Implementation for
Complex Machining, Computer-Aided Design, 2008, Vol. 40, No. 5, pp. 521-536, ISSN 0010-
4485.
[48] Committee on Visionary Manufacturing Challenges Board on Manufacturing and Engineering
Design Commission on Engineering and Technical Systems National Research Council. In:
Visionary manufacturing challenges for 2020, Washington, DC: National Academy Press, 1998.
[49] Conrad, K.J.: Grundlagen der Konstruktionslehre, Hansen-Verlag, Mϋnhen, 1998, ISBN 978-3-
446-41408-2.
[50] Corrado, P. Design for Manufacturing: A structured Approach, Butterworth-Heinemann,
Woburn, MA, 2001, ISBN (10) 0-7506-7341-9.
[51] Coward, D.G.: Manufacturing Management- Learning Through Case Studies, MacMillan, 1998,
ISBN 978-0333647776.
[52] Crandell B., Masui T.: e-Manufacturing Requirements, Proceedings of SEMI e-Manufacturing
Workshop, Tokyo, Japan, 2001.
[53] Creese, R.C., Moore. L.T.: Cost Modeling for Concurrent Engineering, Cost Engineering, 1990,
Vol. 32, No. 6, pp. 23-27, ISSN 0274-9696.
[54] Creese, R.C.: Introduction to Manufacturing Processes and Materials, Marcel Dekker, Inc.,
New York, 1999, ISBN 0-8247-9914-3.
[55] Ćosić, I., Milić, D., Šešlija, D.: Montažni sistemi – priručnik za vežbe, Fakultet tehničkih nauka,
Novi Sad, 1991, ISBN 86-7621-042-X.
[56] Ćosić, P.: Planiranje procesa u Web okruženju, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb,
http://ptp.fsb.hr (preuzeto 10.05.2010)
[57] Dangayach, G.S., Pathak, S.C., Sharma A.D.: Advanced Manufacturing Technology: A Way of
Improving Technological Competitiveness, International Journal of Global Business and
Competitiveness, 2006, Vol. 2, No. 1, pp. 1-8, ISSN 1059-5422.
[58] Dargie, P.P., Parmeshwar, K., Wilson, W.R.D.: MAPS-1: Computer-Aided Design System for
Preliminary Material and Manufacturing Process Selection, Journal of Mechanical Design,
Transactions of the ASME, 1982, Vol. 104, pp. 126-136. ISSN 0161-8458.
[59] Dašić, P.: Put ka društvu znanja i trendovi evropske RTD misije, Časopis IMK-14 Istraživanje i
razvoj, Vol. 24-25, No. 1-25, pp.77-92, Kruševac, 2006, ISSN 0354-6829.
[60] Deb, K.: Multi-objective Optimization Using Evolutionary Programming, Wiley, London, 2001,
ISBN 978-0-471-87339-6.
[61] Deb, S., Ghosh, K., Paul, S.: A Neural Network Based Methodology for Machining Operations
Selection in Computer-aided Process Planning for Rotationally Symmetrical Parts, Journal of
Intelligent Manufacturing, 2006, Vol. 17, No. 5, pp. 557-569, ISSN 0956-5515.
[62] Denkena, B., Shpitalni, M., Kowalski, P., Molcho, G., Zipori, Y.: Knowledge Management in
Process Planning, 2007, Annals of the CIRP, Vol. 56, No. 1, pp. 175–180, ISSN 0007-8506.
9.0 Literatura
137
[63] Depinice, P., Amara, H., Hacoet, J. Y.: May Human Intervention Improve the CAPP System
Abilities?, International Journal of Production Engineering and Computers, 2002, Vol. 4, No. 4,
pp. 29-39, ISSN 1450-5096.
[64] Design for Assembly Software, Boothroyd Dewhurst, Inc., http://www.dfma.com
[65] Devedžić, G.: Softverska rešenja CAD/CAM sistema, Mašinski fakultet, Kragujevac, 2004.
ISBN 86-80581-67-4.
[66] Devireddy, C.R., Eid, T., Ghosh, K.: Computer-aided Process Planning for Rotational
Components Using Artificial Neural Networks, International Journal of Agile Manufacturing,
2002, Vol. 5, No. l, pp. 27-49, ISSN 1536-2639.
[67] Ding, L., Yue, Y., Ahmet, K., Jackson, M., Parkin, R.: Global Optimization of a Feature-based
Process Sequence Using GA and ANN Techniques, International Journal of Production
Research, 2005, Vol. 43, No. 15, pp. 3247-3272, ISSN 0020-7543.
[68] Dorador, J.M., & Young, R.I.M.: Application of IDEF0, IDEF3 and UML Methodologies in the
Creation of Information Models, International Journal of Computer Integrated Manufacturing,
2000, Vol. 13, No. 5, pp. 430-445, ISSN 0951-192X.
[69] Đapić, M.: Evidencioni sistemi u razvoju proizvoda i procesa, Monografija br.9 iz serije
Inteligentni tehnološki sistemi, Lola Institut, Beograd, 2005, ISBN 978-86-906973-0-6.
[70] ElMaraghy A.H.: Evolution and Feature Perspectives of CAPP, Annals of CIRP, 1993, Vol. 42,
No. 2, pp. 739-751, ISSN 0007-8506.
[71] Esawi, A.M.K., Ashby, M.F.: Computer-Based Selection of Manufacturing Processes: Methods,
Software and Case Studies, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part B:
Journal of Engineering Manufacture, 1998, Vol. 212, No. 8, pp. 595-610, ISSN 0954-4054.
[72] Evbuomwan, N.F.O., Sivaloganathan, S., Jebb, A.: Concurrent Materials and Manufacturing
Process Selection in Design Function Deployment, Concurrent Engineering: Research and
Applications, 1995, Vol. 3, No. 2, pp. 135-143, ISSN 1063-293X.
[73] Eversheim, W., Schneewind, J.: Computer-Aided Process Planning – State of the Art and
Future Development, Robotics & Computer-Integrated Manufacturing, 1993, Vol. 10, No. 1/2,
pp. 65-70, ISSN 0736-5845.
[74] Fagerstrom, J., Moestam-Ahlstrom, L.: Demands on Methods for Development Work Focused
on Concurrent Engineering, Proceedings of International Conference on Production Research,
Prague, 2001, ISBN 80-02-01438-3.
[75] Farris, J., Selection of Processing Sequences and Materials During Early Product Design, Ph.D
Thesis, University of Rhode Island, 1992.
[76] Febransyah, A.: A Feature-based Approach to Automating High-Level Process Planning,
Doctoral thesis, Faculty of North Carolina State University, 2001.
[77] Feng, S., Song, E.: Information Modeling on Conceptual Design Integrated with Process
Planning, Proceedings of Symposia for Design For Manufacturability, International Mechanical
Engineering Congress and Exposition, Orlando, Florida, 2000, pp. 160-168.
[78] Feng, S., Song, E.: Preliminary Design and Manufacturing Planning Integration Using
Intelligent Agents, 7th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in
Design (CSCWiD), Rio de Janeiro, 2002, pp. 270-275.
[79] Feng, S., Stouffer, K.A., Jurrens, K.K.: Manufacturing planning and predictive process model
integration using software agents, Advanced Engineering Informatics, 2005, Vol. 19, No. 2, pp.
135-142, ISSN 1474-0346.
[80] Feng, S., Zhang Y.: Conceptual Process Planning – A definition and functional decomposition,
Manufacturing Science and Engineering, Proceedings of the International Mechanical
Engineering Congress and Exposition, 1999, Vol. 10, pp. 97-106.
[81] Feng, S.: A machining process planning activity model for system integration, Journal of
Intelligent Manufacturing, 2003, Vol. 14, No.6, pp. 527-539, ISSN 0956-5515.
[82] Feng, S.: Open Systems Interface Specification for Machining Process Planning Integration,
Proceedings of the 12th International Conference on CAD/CAM, Robotics, and Factories of
Future, London, England, August 14-16, 1996, ISBN 978-1898253037.
9.0 Literatura
138
[83] Feng, S.C.: A Machining Process Planning Activity Model for Systems Integration, NISTIR
5808, National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg, 1996.
[84] Feng, S.C.: Dimensional Inspection Planning Based on Product Data Standards, NISTIR 5183,
National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg, 1993.
[85] Ferreira P.M., Lu, S.C.-Y., Zhu, X.: Conceptual Model for Process Planning. Consortium for
Advanced Manufacturing International (CAM-I): Arlington, Texas, 1990.
[86] Filetin, T.: Izbor materijala pri razvoju proizvoda, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb,
2000, ISBN 953-6313-33-2.
[87] FIPS Publication 183: Integration Definition for Function Modeling (IDEF0), 1993.
http://www.itl.nist.gov/fipspubs/idef02.doc. (preuzeto 15.06.2011)
[88] Fowler, J.: STEP for Data Management Exchange and Sharing, Technology Appraisals Ltd.,
Twickenham, UK, 1995, ISBN 1-871802-36-9.
[89] Gatalo, R., Navalušić, S., Zeljković, M.: CAD/CAM tehnologije – pogled u budućnost, Zbornik
radova 8. Međunarodne konferencije fleksibilne tehnologije MMA, Fakultet tehničkih nauka,
Novi Sad, 2003, str. 85-86.
[90] Gatalo, R., Zeljković, Ž., Zeljković, M., Hodolič, J.: Manufacturing Process Planning Based on
the Principles of Expert System Building, within SAPOR-S System fo Automated NC
Programming, Advancement of Intelligent Production, JSPE Publication, Series No. 1, pp. 106-
111, Elsevier Science B. V., Amsterdam, Tokyo, 1994.
[91] Giachetti, R.E.: A Decision Support System for Material and Manufacturing Process Selection,”
Journal of Intelligent Manufacturing, Vol. 9, No. 3, 1998, pp. 265-276, ISSN 0956-5515.
[92] Godec, D.: Doprinos sustavnosnom razvoju kalupa za injekciono prešanje plastomera,
Magistarski rad, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2000.
[93] Grieves, M.: Product Lifecycle Management, Driving Next Generation of the Lean Thinking,
McGraw-Hill, New York, 2005, pp.32-44, ISBN 0071452303.
[94] Grzesik, W.: Advanced Machinning Processes of Metallic Materials - Theory, Modelling and
Applications, Elsevier Science Ltd., 2008, ISBN 978-0-080-44534-2.
[95] Gunasekaran, A., Virtanen, I., Martikainen, T., Yli-Olli, P.: The Design of Computer-Integrated
Manufacturing Systems, International Journal of Production Economics, 1994, Vol. 34, No. 3,
pp. 313–327, ISSN 0925-5273.
[96] Gupta S.K., Nau S.K.: A Systematic Approach for Analyzing the Manufacturability of Machined
Parts, Computer Aided Design, 1995, Vol. 27, No. 5, pp.343-352, ISSN 0010-4485.
[97] Gupta, S.K., Regli, W.C., Das, D., Nau, D.S.: Automated Manufacturability Analysis: a Survey;
Research in Engineering Design, 1997, Vol. 9. pp. 168–190, ISSN 0934-9839.
[98] H’Mida, F., Martin, P., Vernadat F.: Cost Estimation in Mechanical Production: the Cost Entity
Approach Applied to Integrated Product Engineering, International Journal of Production
Economics, 2006, Vol. 103, No. 1, pp. 17-35, ISSN 0925-5273.
[99] Halevi, G., Weill, R.D.: Principles of Process Planning – A Logical Approach, Chapman &
Hall, Inc., 1995, ISBN 978-0412543609.
[100] Ham, I., Hitomi, K., Yoshida, T.: Group technology, Application to Production Management,
Kluwert-Nijhoff Publishing, Boston, 1985, ISBN 0-89838-090-1.
[101] Ham, I., Lu, S.C.-Y.: Computer-Aided Process Planning: The Present and the Future, Annals
of CIRP, 1988, Vol. 37, No. 2, pp. 591-601, ISSN 0007-8506.
[102] Hammer, M., Champy, J.: Reengineering the Corporation. A Manifesto for Business Revolution.
Hammer and James Company, New York, 1993.
[103] Han, J., Pratt, M., Regli, W.C.: Manufacturing Feature Recognition From Solid Models: A
status report, IEEE Transaction on robotics and automation, 2000, Vol. 16, No. 6, pp. 782-796.
ISSN 1042-296X.
[104] Hannam, R.: Computer Integrated Manufacturing: From Concept to Realisation, Addison-
Wesley, Reading, MA, 1997, ISBN 0-201-17546-0.
9.0 Literatura
139
[105] Harrington, J.: Computer Integrated Manufacturing, Industrial Press, New York, 1973.
[106] Haudrum, J.: Creating the Basis for Process Selection in the Design Stage, Ph.D. dissertation,
Institute of Manufacturing Engineering, Technical University, Denmark, 1994.
[107] Hauschild, M., Jeswiet, J., Alting, L.: Design for Environment – Do We Get the Focus Right?,
Annals of CIRP, 2004, Vol. 53, No. 1, pp. 1–4, ISSN 0007-8506.
[108] Hauschild, M., Jeswiet, J., Alting, L.: From Life Cycle Assessment to Sustainable Production:
status and perspectives, Annals of CIRP, 2005, Vol. 54, No. 2, pp 70–87, ISSN 0007-8506.
[109] Hercigonja, I.: Tehnička priprema proizvodnje, Privredni pregled, Beograd, 1963.
[110] Herrmann, J.A, Cooper, J., Gupta, S.K, Hayes, C.C., Ishii, K., Kazmer, D., Sandborn, P.A.,
Wood, W.A.: New Directions In Design For Manufacturing, Proceedings of the 8th Design and
Engineering Technical Conference, DETC 2004-57770, Salt Lake City, Utah, 2004, pp. 853-
861, ISBN 0-7918-4696-2.
[111] Hodolič, J., Matin,, I., Stević, M., Vukelić, Đ.: Development of Integrated CAD/CAE System of
Mold Design for Plastics Injection Molding, Materiale Plastice, 2009, Vol. 46, No. 3, pp. 236-
242, ISSN 0025-5289.
[112] Hodolič, J., Vukelić, Đ.: Pribori, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2008, ISBN 978-86-7892-
121-6.
[113] ICAM, Integrated Computer-Aided Manufacturing: Architecture Part III, Vol. VI – Composite
Information Model of "Manufacture Product" (MFGI), Wright-Patterson AFB, Ohio. AFWAL-
TR-82-4063, 1983.
[114] IGES. Initial Graphics Exchange Specification (IGES), http://ts.nist.gov/standards/iges/
[115] Integrated DEFinition method, http://www.idef.com (preuzeto 15.06.2011)
[116] Ishii, K.: Design for Manufacturability – Course, Department of Mechanical Engineering,
Stanford University, 1999.
[117] Ishii, K.: Modeling of Concurrent Engineering Design, In Kusiak, A.(Ed.), Concurrent
Engineering: Automation, Tools and Techniques, John Wiley & Sons, Inc., 1993, pp. 19-39,
ISBN 978-0-471-55492-9.
[118] ISO 10303-203: Industrial automation systems and integration – Product data representation
and exchange – Part 203: Application Protocols: Configuration controlled 3D design. 2007.
[119] ISO 10303-214: Industrial automation systems and integration –Product data representation
and exchange - Part 214: Application Protocal: Core data for automotive mechanical design
processes, 2001.
[120] ISO 10303-219, Industrial automation systems and integration-Product data representation and
exchange-Part 219: Application protocol: Dimensional inspection information exchange. 2004.
[121] ISO 10303-224: Industrial automation systems and integration –Product data representation
and exchange - Part 224: Application protocol: Mechanical product definition for process
planning using machining features, 2006.
[122] ISO 10303-238: Industrial automation systems and integration – Product data representation
and exchange - Part 238: Application Protocols: Application interpreted model for
computerized numerical controllers, 2004.
[123] ISO 10303-240: Industrial automation systems and integration –Product data representation
and exchange - Part 240: Application protocol:Process plans for machined products. 2005.
[124] ISO 14649-1, Data model for Computerized Numerical Controllers: Part 1 Overview and
fundamental principles, 2002.
[125] ISO 6983/1, Numerical control of machines – Program format and definition of address words
– Part 1: Data format for positioning, line and contouring control systems, 1982.
[126] ISO/FDIS 10303-213, Product data representation and exchange – Part213: Application
Protocols: Nimerical Control Process Plans for Machined Parts, Draft ISI standard, 1995.
[127] Jennings, N.R., Wooldridge, M. J.: Applications of Intelligent Agents, In Jennings, N.R.,
Wooldridge M.J., (Ed.): Agent Technology: Foundations, Applications, and Markets, Springer,
Berlin, 1998, pp. 3–28, ISBN 978-3540635918.
9.0 Literatura
140
[128] Jin, Y.: Engineering Design Theory and Methodology, Department of Mechanical Engineering,
University of Southern California, Los Angeles, 1998.
[129] Jocković, M., Ognjanović, Z., Stankovski, S.: Veštačka inteligencija, inteligentne mašine i
sistemi, Krug, Beograd, 1997.
[130] Joo, J., Yi, G.R., Cho, H.B., Choi, Y.S.: Dynamic Planning Model for Determining Cutting
Parameters Using Neural Networks in Feature_based Process Planning, Journal of Intelligent
Manufacturing, 2001, Vol. 12, No. 1, pp. 13-29, ISSN 0956-5515.
[131] Jovanović, V., Tomović, M., Filipović, S.: Internetom podržana saradnja u distribuiranim
proizvodnim sistemima, Zbornik radova 33. Jupiter konferencije, 26. Simpozijum CIM u
strategiji tehnološkog razvoja industrije prerade metala, Zlatibor, 2007, pp. 1.26-1.31, ISBN
978-86-7083-592-4.
[132] Jovanović, V., Tomović, M., Filipović, S.: Uvod u digitalnu proizvodnju, Proceedings of XIV
International Scientific Conference on Industrial Systems (IS'08), Faculty of Technical Science,
Novi Sad, 2008, ISBN 978-86-7892-135-3.
[133] Jovišević, V.. Automatizacija projektovanja tehnoloških procesa, Monografija, Mašinski
fakultet, Banja Luka, 2002, ISBN 99938-623-4-7.
[134] Jovišević, V.: Projektovanje tehnoloških procesa, Mašinski fakultet, Banja Luka, 2005, ISBN
99938-39-05-1.
[135] Kalajdžić, M.: Tehnologija mašinogradnje, Mašinski fakultet, Beograd, 2002.
[136] Kamrani, K.A., Sferro, P., Handelman, J.: Critical Issues in Design and Evaluation of Computer
Aided Process Planning System, Computers and Industry Engineering, 1995, Vol. 29, No. 1-4,
pp. 619-623, ISSN 0360-8352.
[137] Kang, M., Han, J., Moon, J.G.: An Approach For Interlinking Design and Process Planning,
Journal of Materials Processing Technology, 2003, Vol. 139, No. 1-3 spec., pp. 589 595, ISSN
0924-0136.
[138] Kesavan, R., Elanchezhian, C., Vijaya Ramnath, B.: Proces Planning and Post Estimation, New
age International (P) Limited Publisher, New Delhi, 2009,. ISBN 978-81-224-2941-1.
[139] Kess van Luttervelt: Research Challenges in CAPP, Production Engineering and Computers,
2002,Vol. 4, No. 5, Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade, pp. 5-18, ISSN 1450-5096.
[140] Kikojević, Babić, J.: Razvoj sistema za automatizovano projektovanje tehnoloških procesa za
klasu rotacionih delova, Magistarski rad, Mašinski fakultet, Beograd, 2002.
[141] Koç, M., Ni, J., Lee, J., Bandyopadhyay, P.: Introduction to e-Manufacturing, The Industrial
Information Technology Handbook, Chapter 97, CRC Press, 2005, pp. 97.1-97.9, ISBN 0-8493-
1985-4.
[142] Kochan, D.: Fertigugsprozessgestaltung und Informations-ferarbeitung, VEB Verlag Technik,
Berlin, 1977.
[143] Kuric, I., Matuszek, J., Debnar, R.: Computer Aided Process Planning in Machinery Industry,
Politechnika Lodzka, Bielsko-Biata, 1999, ISBN 83-87087-00-9.
[144] Lau, H.C.W., Lee, C:K:M:; Jiang, B., Hui, I:K:, Pun, K.F.: Development of a Computer
Integrated System to Support CAD to CAPP, International Journal of Advanced Manufacturing
Technology, 2005, Vol. 26, No. 9-10, pp. 1032-1042, ISSN 0268-3768.
[145] Law, A.M., Kelton, W.D.: Simulation Modeling and Analysis, 3rd edition, McGraw-Hill, New
York, 2000, ISBN 978-0071165372.
[146] Lawson, M., Karandikar, H.M.: A survey of Concurrent Engineering, Concurrent Engineering:
Research and Applications, 1994, Vol. 2, No. 1, pp. 1-6, ISSN 1063-293X.
[147] Layer, A., Ten Brinke, E., Van Houten, F., Kals, H., Haasis, S.: Recent and Future Trends in
Cost Estimation, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2002, Vol. 15,
No. 6, pp. 499–510, ISSN 0951-192X.
[148] Lenau, T.: The Missing Element in Design for Manufacture, Annals of the CIRP, Vol. 45, No.1,
1996, pp. 105-108, ISSN 0007-8506.
9.0 Literatura
141
[149] Leung, H.C.: Annotated Bibliography on Computer-Aided Process Planning, International
Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1996, Vol. 12, No. 5, pp. 309-329, ISSN
0268-3768.
[150] Li, W.,D., Ong, S.K., Nee, A.Y.C.: Integrated and Collaborative Product Development
Environment, World Scientific, Singapore, 2006, ISBN 981-256-680-5.
[151] Li, W.D., Ong, S.K., Nee, A.Y.C.: Hybrid Genetic Algorithm and Simulated Annealing
Approach for the Optimization of Process Plans for Prismatic Parts, International Journal of
Production Research, 2002, Vol. 40, No. 8, pp. 1899-1922, ISSN 0020-7543.
[152] Li, W.D., Qiu, Z.M.: State-of-the-art Technologies and Methodologies for Collaborative
Product Development Systems, International Journal of Production Research, Taylor & Francis,
2006, Vol. 44, No. 13, pp. 2525-2559, ISSN 0020-7543.
[153] Lindsay, K.: Automated Airframe Assembly Program, Vol. 1., Wright Laboratory, Wright-
Patterson Air Force Base: Ohio, 1992.
[154] Liu, D., Sacco, M., Boer, C.R.: Distributed CAD/CAPP/CAM integration based on STEP-PDM
schema and CORBA-compliant PDM enablers, Proccedings of International Conference on e-
Commerce Engineering, China, 2001, ISBN 7-900066-54-3.
[155] Lu, L., Ang, C.L. & Robert, K.L.G.: Integration of Information Model (IDEF1) with Function
Model (IDEF0) for CIM Information System Design, Expert Systems with Applications, 1996,
Vol. 10, No. 3-4 , pp. 373–380, ISSN 0957-4174.
[156] Lukić, D., Milošević, M., Todić, V.: Koncept savremene tehnološke pripreme proizvodnje,
Zbornik radova 36. Jupiter konferencije sa međunarodnim učešćem - 38. Simpozijum
Upravljanje proizvodnjom u industriji prerade metala, Mašinski fakultet, Beograd, 2010, str.
4.58-4.63, ISBN 978-86-7083-696-9.
[157] Lukić, D., Todić, V., Milošević M.: Model sistema za automatizovano projektovanje
tehnoloških procesa izrade alata za brizganje plastike, Zbornik radova 9. Međunarodne
konferencije Fleksibilne tehnologije MMA, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2006, str. 107-
108, ISBN 86-85211-96-4.
[158] Lukić, D., Todić, V., Milošević, M.: Model of modern technological production preparation,
Journal Proceedings in Manufacturing Systems, 2010, Vol. 5, No. 1, pp. 15-22, Bucharest, ISSN
2067-9238.
[159] Lukić, D., Todić, V., Milošević, M.: Neke karakteristike razvoja i primene CAPP sistema,
Zbornik radova 34. Jupiter konferencije sa međunarodnim učešćem - 36. Simpozijum
Upravljanje proizvodnjom u industriji prerade metala, Mašinski fakultet, Beograd, 4.-5. Jun,
2008, str. 4.49- 4.54, ISBN 978-86-7083-628-0.
[160] Lukić, D., Todić, V., Milošević, M.: Prilaz razvoju integrisanog CAPP sistema za izradu alata
za brizganje plastike, Zbornik radova 33. Jupiter konferencije sa međunarodnim učešćem - 20.
Simpozijum CAD/CAM, Mašinski fakultet u Beogradu, Zlatibor, 15.-17. Maj, 2007, str. 2.103-
2.108, ISBN 978-86-7083-592-4.
[161] Lukić, D.: Primena STEP standarda u proizvodnom procesu, Seminarski rad, Fakultet tehničkih
nauka, Novi Sad, 2005.
[162] Lukić, D.: Razvoj sistema za automatizovano projektovanje tehnoloških procesa izrade alata za
brizganje plastike, Magistarska teza. Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2007.
[163] Lužanin, O.: Prilog integraciji CAD sistema u eksperimentalni sistem za simultano
projektovanje na bazi STEP modela proizvoda, Magistarski rad, Fakultet tehničkih nauka, Novi
Sad, 2002.
[164] Magrab, E.B.: Integrated Product and Process Design and Development, CRC Press, Inc., Boca
Raton, FL, 1997, ISBN: 0-8493-8483-45.
[165] Majstorović, V., Hodolič, J.. Numerički upravljane merne mašine, Fakultet tehničkih nauka,
Institut za proizvodno mašinstvo, Novi Sad, 1998, ISBN 86-499-0091-7.
[166] Manić, M.: Ekspertni sistem za projektovanje tehnoloških procesa pri rezanju u obradi
rotacionih delova, Doktorska disertacija, Mašinski fakultet, Niš, 1995.
9.0 Literatura
142
[167] Manufacturing Infrastructure: Enabling the Nation’s Manufacturing Capacity, published by the
National Science and Technology Council, 1997.
[168] Marcicin, J-N.: Computer Aided Production Engineering (CAPE) as Subsystem of CIM, WEB
Journal - CA Systems in Production Process Planning, 2002, ISSN 1355-3799.
http://fstroj.utc.sk/journal/engl/papers/027_2002.pdf
[169] Marković, A.: Objektno orjentisane specifikacije simulacionih modela baziranih na znanju, Doktorska disertacija, Fakultet organizacionih nauka, Beograd, 2000.
[170] Marri, H.B., Gunasekaran, A., Bulent, K.: Implementation of Computer - Integrated
Manufacturing in Small and Medium Enterprises, Industrial and Commercial Training, 2003,
Vol. 35, No. 4, pp. 151-157, ISSN 0019-7858.
[171] Marri, H.B., Gunasekaran, A., Grieve, R.J.: Computer-Aided Process Planning: A State of the
Art, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1998, Vol. 14, No. 4, pp.
261–268. ISSN 0268-3768.
[172] Martin, P., Dantan, J.Y., Siadat, A.: Cost Estimation and Conceptual Process Planning, In
Cunha, P.F. and Maropoulous, P.G. (ed.) Digital Enterprise Technology: Perspective and
Future Challenges, Springer Science+Business Media, LLC., New York, 2007, pp. 243-250,
ISBN 978-0387498638.
[173] Martin, P.: Some aspects of Integrated Production and Manufacturing, in Bramley, A.,
Brissaud, D., Coutellier, D., McMahon, C. (Ed.): Advanced in Integrated Design and
Manufacturing in Mechanical Engineering, pp. 215-226, Springer, Netherlands, 2005.
[174] Matalin, A.A.: Tehnologija mašinostroenija, Mašinostroenije, Lenjingrad, 1986.
[175] Matin, I., Hadžistević, M., Hodolič, J., Vukelić, Đ., Lukić, D.: A CAD/CAE Integrated Injection
Mold Design System for Plastic Products, DOI: 10.1007/s00170-012-3926, International
Journal of Advanced Manufacturing Technology, ISSN 0268-3768.
[176] Mayer, R.J.: IDEF0 Function Modeling: A reconstruction on the Original Air Force Reports,
KBC Inc. College Station, Texas, USA, 1990.
[177] McMahon, C., Browne, J.: CAD/CAM - From Principles to Practice, Addison-Wesley, 1993,
ISBN 978-0201565027.
[178] Meeker, D., McWilliams, F.J.: Structured Cost Reduction: Value Engineering by the Numbers,
The 18th Annual International Conference on DFMA Newport, RI, June, 2003.
[179] Mertins, K., Jochem, R.: Architectures, Methods and Tools for Enterprise Engineering,
International Journal of Production Economics, 2005, Vol. 98, No. 2, pp. 179-188, ISSN 0925-
5273.
[180] Mertins, K., Sϋssenguth, W., Jochem, R.: Planning Enterprise Related CIM Structures,
Advanced in Factories of Future, CIM and Robotics, Elsevier, North-Holland, Amsterdam,
1993, pp.67-76, ISBN 0-444-89856-5.
[181] Miko, B., Szegh, I., Kutrovacz, L.: Preliminary Planning of Part Manufacturing Process,
Periodica Polytechnica Ser. Mech. Eng., 1999, Vol. 43, No. 2, pp. 97-106, ISSN 0324-6051.
[182] Milačic, V.R., Spasic, Ž.: Kompjuterski integrisani tehnološki sistemi CIM-sistemi, Mašinski
fakultet, Beograd, 1990.
[183] Milačić, V.: Teorija projektovanja proizvodnih sistema, Mašinski fakultet, Beograd, 1987,
ISBN 86-7083-054-X.
[184] Milling, P.M.: Computer Integrated Manufacturing in German Industry: Aspirations and
Achievements, International Journal of Operations and Production Management; 1997, Vol. 17,
No. 10, pp.1034–1045, ISSN 0144-3577.
[185] Milošević M., Todić V., Lukić D.: Model Development of Collaborative System for Process
Planning, Journal of Production Engineering, Faculty of Technical Sciences, Novi Sad, 2009,
Vol. 12, No. 1, pp. 95-98, ISSN 1821-4932.
[186] Milošević, M.: Kolaborativni sistem za projektovanje tehnoloških procesa izrade proizvoda
baziran na internet tehnologijama, Doktorska disertacija, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad,
2012.
9.0 Literatura
143
[187] Milošević, M.: Razvoj specijalizovanog CAD/CAPP/CAM rešenja primenom savremenih
programskih sistema opšte namene, Magistarska teza, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad,
2005.
[188] Ming, X.G., Mak, K.L.: A Hybrid Hopfield Network-genetic Algorithm Approach to Optimal
Process Plan Selection, International Journal of Production Research, 2000, Vol. 38, No. 8, pp.
1823-1839, ISSN 0020-7543.
[189] Mitrofanov, P. S.: Naučnaja organizacija mašinostroiteljnoga proizvodstva, Mašinostrojenije,
Lenjingrad, 1976.
[190] Mitrofanov, S.P.: The Scientific Principles of Group Technology, National Landing Library
Translation, Yorks, UK, Boston Spa, 1996.
[191] Mitsuo Matsubayashi, Hiroshi Watabe: Mеchanism of а Factory with Illustration,
http://www.lean-manufacturing-japan.com/factory/factory_mechanismoutline.html (preuzeto
10.09.2011)
[192] Miyakawa, S., Ohashi, T., Iwata, M.: The Hitachi New Assemblability Evaluation Method
(AEM), Transactions of the North American Manufacturing Research Institute of SME, pp. 23-
25, May. 1990, ISSN 1047-3025.
[193] Mucientes, M., Vidal, J.C., Bugarin, A., Lama, M.: Processing Tmes Estimation in a
Manufacturing Industry Through Genetic Programming, 3rd International Workshop on
Genetic and Evolving Fuzzy Systems, Witten-Bommerholz, Germany, 2008, pp. 95-100, ISBN
978-1-4244-1613-4.
[194] Muller, P.: STEP-NC – New Data Interface for NC Programming, STEP- NC Newsletter, 2000,
Vol. 1, Erlangen, Germany, pp. 1-2.
[195] Nacsa J.: Comparison of Three Different Open Architecture Controllers, Proceedings of IFAC
MIM, Prague, 2.–4. August, 2001, pp. 134-138, ISBN 978-0-0804-3962-4
[196] Nađ, M.: Polimerni materijali – plastomeri i elastomeri, Fakultet strojarstva i brodogradnje,
Zagreb, 1991.
[197] Nafis, A., Anearul Haque, A.F.M: Artificial Neural Network Based Process Selection for
Cylindrical Surface Machining, Proceedings of the International Conference on Manufacturing,
Dhaka, 2002, pp. 321-326.
[198] Nafis, A., Anearul Haque, A.F.M: Optimization of Process Planing Parameters for Rotational
Components by Genetic Algorithms, Proceedings of the International Conference on Mechanical
Engineering, Dhaka, 2001, pp. 227-233.
[199] Nagalingam, S.V., Lin, G.C.I.: CIM-still the Solution for Manufacturing Industry, Robotics and
Computer-Integrated Manufacturing, 2008, Vol. 24, No. 3, pp. 332-344, ISSN 0736-5845.
[200] Nagalingam, S.V., Lin, G.C.I.: Latest Developments in CIM, Robotics and Computer-Integrated
Manufacturing, 1999, Vol. 15, No. 6, pp. 423-430, ISSN 0736-5845.
[201] Nassehi A., Newman, S.T., Allen, R.D.: STEP-NC Compliant Process Planning as an Enabled
for Adaptive Global Manufacturing, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2006,
Vol. 22, No. 4-5, pp. 456-467, ISSN 0736-5845.
[202] Nassehi, A., Liu, R., Newman, S.T.: A New Software Platform to Support Feature-Based
Process Planning for Interoperable STEP-NC Manufacture, International Journal of Computer
Integrated Manufacturing, 2007, Vol. 20, No. 7, pp. 669-683, ISSN 0951-192X.
[203] Nassehi, A., Newman, S.T., Allen, R.D.: The Application of Multi-agent Systems for STEP-NC
Computer Aided Process Planning of Prismatic Components, International Journal of Machine
Tools and Manufacture, 2006,Vol. 46 , No. 5, pp. 559-574, ISSN 0890-6955.
[204] Ned, K.: Encyclopedia of E-Collaboration, IGI Publishing, Texas A&M International
University, InformatIon Science Reference, Hershey - New York, 2008, ISBN 978-1-59904-
000-4.
[205] Nederbragt W., Allen R., Feng S., Kaing S., Sriram S., Zhang, Y.: The NIST Design/Process
Planning Integration Project, Proceedings of AI and Manufacturing Research Planning
Workshop, Albuquerque, New Mexico, 1998, pp. 135-139.
9.0 Literatura
144
[206] Nešić, N.: Razvoj sistema za tehnološko prepoznavanje i projektovanje tehnoloških procesa za
delove koji se izrađuju na obradnim centrima, Magistarska teza, Mašinski fakultet, Beograd,
2007.
[207] Nielsen, J.: Information Modeling of Manufacturing Processes: Information Requirements for
Process Planning in a Concurrent Engineering Environment, Doctoral Dissertation, Royal
Institute of Technology, Department of Production Engineering, Stocholm, 2003.
[208] Opiyo, E.Z.: Development of hybrid system for product development and production, Research
report, PTO, 1998.
[209] Ortiz, A., Lario, F., Ros, L.: Enterprise Integration—Business Processes Integrated
Management: a proposal for a methodology to develop Enterprise Integration Programs,
Computers in Industry, 1999, Vol. 40, No. 2, pp. 155–171, ISSN 0166-0615.
[210] Pahl B., Beitz W.: Engineering Design: A Systematic Approach, The Design Council, London,
1988, ISBN 978-0387504421.
[211] Park, M.W., Park, B.T., Rho, H.M., Kim, S.K.: Incremental Supervised Learning of Cutting
Conditions Using the Fuzzy ARTMAP Neural N etwork, CIRP Annals - Manufacturing
Technology, 2000, Vol. 49, No. 1, pp. 375-378, ISSN 0007-8506.
[212] Park, S.C.: Knowledge Capturing Methodology in Process Planning, Computer Aided Design,
2003, Vol. 35, No. 12, pp.1109-1117, ISSN 0010-4485.
[213] Parkan, C., Wu, M.: Process Selection with Multiple Objective and Subjective Attributes,
Production Planning and Control, 1998, Vol. 9, No. 2, pp. 189-200, ISSN 0953-7287.
[214] Perović, M., Arsovski, S., Arsovski Z.: Proizvodni sistemi-struktura, upravljanje i pravci
razvoja, CIM centar, Mašinski fakultet, Kragujevac, 1996, ISBN 86-23-43035-2.
[215] Peters, A.J., Rooney, E.M., Rogerson, J.H., McQuater, R.E., Spring, M., Dale, B.G.: New
Product Design and Developmet: A Generic Model, The TQM Magazine, 1999, Vol. 11, No. 3,
pp. 172-179, ISSN 0954-478X.
[216] Petrović, B.: Razvoj proizvoda, Monografija, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 1997.
[217] Plančak, M.: Brza izrada prototipova, modela i alata (Rapid Prototyping and Rapid Tooling),
Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2004, ISBN 86-80249-96-3.
[218] Poliščuk, J.: Projektovanje informacionih sistema, Elektrotehnički fakultet, Podgorica, 2007.
www.etf.ac.me/materijal/1190887507PIS.pdf (preuzeto 10.08.2010.)
[219] Popov, M.E., Popov, A.M.: Development of Design and Technological Planning Methodology
in Integrated Production Preparation and Control Systems, Russian Engineering Research,
Allerton Press, Inc., 2007, Vol. 27, No. 6, pp. 365–370, ISSN 1068-798X.
[220] Puzović R.: Razvoj sistema modeliranja tehnoloških procesa FTS-a primenom računara,
Doktorska disertacija, Mašinski fakultet, Beograd, 2000.
[221] Radenković, B., Stanojević, M., Marković, A.: Računarska simulacija, Fakultet organizacionih
nauka i Saobraćajni fakultet, Beograd, 1999, ISBN 86-7395-074-0.
[222] Radhakrishnan, P., Subramanyan, S., Raju, V.: CAD/CAM/CIM, New age International
Publishers, New Delhi, 2008, ISBN 81-22-42236-5.
[223] Rahim, A.R.A; Baksh, M.S.N.: The Need For a New Product Development Framework For
Engineer-to-order Products, European Journal of Innovation Management, 2003, Vol. 6, No. 3,
pp. 182-196, ISSN 1460-1060.
[224] Rameshbabu, V., Shunmugam, M.S.: Hybrid Feature Recognition Method For Setup Planning
From STEP AP 203, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 2009, Vol. 25, No. 2,
pp. 393-408, ISSN 0736-5845.
[225] Ranky P.G.: Computer Networks for World Class CIM Systems, CIMware Ltd. Guildford, U.K,
1990, ISBN 978-1-87-263101-1.
[226] Regodić, D., Cvetković, D.: Automatizacija, proizvodni sistemi i računarski integrisana
proizvodnja, Univerzitet Singidunum, Beograd, 2011, ISBN 978-86-7912-367-1.
[227] Rehg, J.A., Kraebber, H.W.: Computer-Integrated Manufacturing, 2nd edition, Prentice-Hall,
New Jersey, 2001, ISBN 0-13-087553-8.
9.0 Literatura
145
[228] Rekecki, J., Gatalo, R., Zeljković, M., Borojev, LJ., Hodolič, J.: Fleksibilni tehnološki sistemi za
obradu rotacionih izradaka, Knjiga I, Stanje, tendencije i podloge za razvoj, Fakultet tehničkih
nauka, Institut za proizvodno mašinstvo, Novi Sad, 1989.
[229] Ristić, M.: Projektovanje proizvoda sa aspekta tehnologičnosti, Magistarski rad, Mašinski
fakultet, Niš, 2012.
[230] Rocha, J., Ramos, C., Vale, Z.: Process Planning Using a Genetic Algorithm Approach,
Proceedings of the IEEE International Symposium on Assembly and Task Planning, 1999, 21-
24 July, Porto, Portugal, pp. 338-343, ISBN 0-7803-5704-3.
[231] Rozenfeld, H., Kerry, H.T.: Automated Process Planning for Parametric Parts, International
Journal of Production Research, 1999, Vol. 37, No. 17, pp. 3981-3993, ISSN 0020-7543.
[232] Russell, R., Taylor, B.W.: Operation Management: Creating Value Along the Supply Chain, 6th
Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2009, ISBN 978-0-470-09515-7.
[233] Sääski, J. Salonen, T. Paro, J. Integration of CAD, CAM and NC with Step-NC. VVT Industrial
systems, 2005, ISBN 951-38-6580-0.
[234] Saaty, T.L.: Multi-criteria Decision Making: The Analytic Hierarchy Process. Pittsburgh, PA:
RWS Publication, 1990, ISBN 978-0962031724.
[235] Salehi, M., Tavakkoli-Moghaddam, R.: Application of Genetic Algorithm to Computer-Aided
Process Planning in Preliminary and Detailed Planning, Engineering Applications of Artificial
Intelligence, 2009, Vol. 22, No. 8, pp. 1179-1187, ISSN 0952-1976.
[236] Scallan, P.: Process planning: The Design/Manufacture Interface, MA: Butterworth-
Hienemann, Boston, 2003, ISBN 0-7506-5129-6.
[237] Schleipen, M., Sauer, O., Friess, N., Braun, L., Shakerian, K.: Production Monitoring and
Control Systems within the Digital Factory, Proceedings of the 6th CIRP-Sponsored
International Conference on Digital Enterprise Technology, Springer Berlin/Heidelberg, 2010,
Vol. 66, pp. 711-724, ISBN 978-3-642-10429-9.
[238] Shea, C., Reynolds, C. Dewhurst, P.: Computer-Aided Materials and Process Selection,
Proceedings of the Fourth International Conference on Product Design for Manufacture and
Assembly, Rhode Island, USA, Vol. I, pp. 399-414, 1989.
[239] Shivanand, H.K., Benal, M.M., Koti, V.: Flexible Manufacturing System, New age International
(P) Limited, New Delphi, 2006, ISBN 978-81-224-2559-8.
[240] Shunmugam, M.S., Mahesh, P., Bhaskara Reddy, S.V.: A Method of Preliminary Planning for
Rotational Components With C-Axis Features Using Genetic Algorithm, Computers in Industry,
2002, Vol. 48, No. 3, pp. 199-217, ISSN 0166-0615.
[241] Siller, H.R., Estruch, A., Vila, C., Abellan, J.V., Romero, F.: Modeling Workflow Activities for
Collaborative Process Planning with Product Lifecycle Management Tools, Journal of
Intelligent Manufacturing, 2008, Vol. 19, N0. 6, pp. 689-700, ISSN 0956-5515.
[242] Singh, P.K., Jain, P.K., Jain, S.C.: Simultaneous Optimal Selection of Design and
Manufacturing Tolerances with Different Stack-up Conditions using Genetic Algorithms,
International Journal of Production Research, 2003, Vol. 41, No.11, pp. 2411-2429, ISSN 0020-
7543.
[243] Smith, C.S.: The Manufacturing Advisory Service:Web Based Process and Material Selection,
Ph.D Thesis, University of California, Berkeley, 1999.
[244] Sakamoto, C., Inouye, T.: Overview of Feature Based Process Planning System Using AP240,
Manufacturing Engineering Research Inc., Fujitsu Kyushu System Eng. Ltd., 2004.
[245] Stefanović, M.: CIM sistemi, Mašinski fakultet, Kragujevac, 2006, ISBN 86-80581-96-8.
[246] STEP Application Handbook ISO 10303, version 3, SCRA South Carolina Research Authority,
SC., 2006. (preuzeto 10.10.2010.)
http://www.uspro.org/documents/STEP_application_hdbk_63006_BF.pdf
[247] Stević, M. Povećanje tačnosti merenja numerički upravljanih mernih mašina, Monografija,
Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2006, ISBN 86-7892-028-9.
9.0 Literatura
146
[248] Sudiarso, A., Putranto R.A: Lead Time Estimation of A Production System using Fuzzy Logic
Approach for Various Batch Sizes, Proceedings of the World Congress on Engineering, 2010,
Vol. III, London, pp. 2231-2233, ISBN: 978-988-18210-8-9.
[249] Suh, S. H., Cheon, S. U.: A Framework for Intelligent CNC and Data Model, International
Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2002, Vol. 19, No 10, pp. 727-735, ISSN
0268-3768.
[250] Suh, S. H., Lee, B. E., Chung, D. H., Cheon, S. U.: Architecture and Implementation of a Shop-
floor Programming System for STEP-compliant CNC, Computer-Aided Design, 2003, Vol. 35,
No. 12, pp. 1069-1083, ISSN 0010-4485.
[251] Swift, K.G., Booker, J.D.: Process Selection: From Design to Manufacture, Second edition,
Butterworth-Heinemann, Oxford, 2003, ISBN 0-7506-5437-6.
[252] Šerifi, V.; Dašić, P.; Ječmenica, R., Labović, D.: Functional and Information Modeling of
Production Using IDEF Methods, Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering,
2009, Vol. 55, No. 2, pp. 131-140, ISSN 0039-2480.
[253] Šormaz, D.: Distributive Modeling of Manufacturing Activities using Integrative Manufacturing
Process Model, International Journal of Industrial Engineering and Management, 2010, Vol. 1,
No. 1, pp. 9-18, ISSN 2217-2661.
[254] Šormaz, D.N., Arumugam J., Ganduri, C.: Integration of Rule-based Process Selection with
Virtual Machining for Distributed Manufacturing Planning, in Wang, L., Shen, W. (Ed.)
Process Planning and Scheduling for Distributed Manufacturing, Springer Series in Advanced
Manufacturing, 2007, pp. 61-90, ISBN 978-1846287510.
[255] Šormaz, D.N., Arumugam, J., Rajaraman, S.: Integrative Process Plan Model and
Representation for Intelligent Distributed Manufacturing Planning, International Journal of
Production Research, 2004, Vol. 42, No. 17, pp. 3397-3417, ISSN 0020-7543.
[256] Tan, W., Khoshnevis, B.: Integration of Process Planning and Scheduling – A Review, Journal
of Intelligent Manufacturing, 2000, Vol. 11, pp. 51-63, ISSN 0956-5515.
[257] TeamSET software, CSC Manufacturing, Solihull, UK., www.teamset.com
[258] Tecnomatix Plant Simulation,
http://www.plm.automation.siemens.com (preuzeto 06.11.2011.)
[259] Tepić, J., Todić, V., Lukić, D., Milošević, M., Borojević, S.: Development of the Computer-
aided Process Planning (CAPP) System for Polymer Injection Mold Manufacturing,
Metallurgy, 2011, Vol. 50, No. 4, pp. 273-277, ISSN 0543-5846.
[260] Teti, R., Kumara, S.R.T.: Intelligent Computing Methods for Manufacturing Systems, Annals of
CIRP, 1997, Vol. 46, No. 2, ISSN 0007-8506.
[261] Toboščak, D.: Studij rada, Tehnička knjiga, Zagreb, 1971.
[262] Todić, V., Banjac, D.: Projektovanje i optimizacija tehnoloških procesa obrade, Priručnik,
Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2000, ISBN 86-80249-06-8.
[263] Todić, V., Lukić, D., Milošević, M., Borojević, S., Vukman, J.: Application of Simulation
Techniques in The Development and Implementation of Flexible Manufacturing Systems,
Proceedings of XV International Scientific Conference on Industrial Systems (IS'11), Faculty of
Technical Science, Novi Sad, 14-16. September, 2011, pp. 23-28, ISBN 978-86-7892-341-8.
[264] Todić, V., Lukić, D., Milošević, M., Vukman, J.: Technological basis for the development and
implementation of flexible manufacturing systems, Proceedings of 10th Anniversary
International conference an accomplisments in Electrical and mechanical Engineering and
Information Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Banja Luka, 26-28. May, 2011,
pp. 427-432, ISBN 978-99938-39-36-1.
[265] Todić, V., Lukić, D., Stević, M., Milošević, M.: Integrated CAPP System for Plastic Injection
Mold Manufacturing, Materiale Plastice, 2008, Vol. 45, No. 4, pp. 381-389, ISSN 0025-5289.
[266] Todić, V., Penezić, N., Lukić, D., Milošević, M.: Tehnološka logistika i preduzetništvo, Fakultet
tehničkih nauka, Novi Sad, 2011, ISBN 978-86-7892-368-5.
[267] Todić, V., Stanić, J.: Osnove optimizacije tehnoloških procesa izrade i konstrukcije proizvoda,
Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2002, ISBN 86-80249-52-1.
9.0 Literatura
147
[268] Todić, V., Tepić, J., Kostelac, M., Lukić, D., Milošević, M.: Design and Economic Justification
of Group Blanks Application, Metallurgy, 2012, Vol. 51, No. 2, pp. 269-272, ISSN 0543-5846.
[269] Todić, V., Zeljković, M., Tepić, J., Milošević, M., Lukić, D.: Techno-Economic Method for
Evaluation and Selection of Flexible Manufacturing Systems, Metallurgy, 2012, Vol. 51, No. 3,
pp. 349-353, ISSN 0543-5846.
[270] Todić, V.: Projektovanje tehnoloških procesa, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2004, ISBN
86-80249-93-9.
[271] Ullman, D.G.: The Mechanical Design Process, 3 edition, McGraw-Hill, New York, 2002,
ISBN 978-0072373387.
[272] Urošević, S.: Tipska i grupna tehnologija u metalskoj industriji, priručnici IAMA br.1, Mašinski
fakultet, Beograd, 1967.
[273] VDI 2221: Methodik zum EntWickeln und Konstruiren technischer Systeme und Produkte,
Beuth Verlag, Berlin, 1993.
[274] Veljović, A.: Elementi ekspert sistema za projektovanje tehnoloških procesa, Monografija br.4
iz serije Inteligentni tehnološki sistemi, Mašinski fakultet, JUPITER Asocijacija, Beograd,
1990, ISBN 86-7083-141-4.
[275] Veljović, A.: Informaciono upravljanje razvojem preduzeća, Kompjuter biblioteka, Čačak,
2004, ISBN 86-7310-307-7.
[276] Veljović, A.: Razvoj informacionih sistema i baze podataka, CIT, Beograd, 2004.
[277] Vernadat, F., Zelm, M.: Advanced Modeling Approach to CIM Systems, in Cotsaftis, M.,
Vernadat, F. (Ed.) Advanced in Factories of Future, CIM and Robotics, Elsevier, North-
Holland, Amsterdam, 1993, pp. 77-89, ISBN 978-0444898562.
[278] Vernadat, F.: Enterprise Modeling and Integration: Principles and Applications, Chapman &
Hall, London, 1996, ISBN 0-412-60550-5.
[279] Vernadat, F.B.: Enterprise Modeling and Integration — Myth or Reality, Proceedings of
CARS&FOF 99 Conference, Aquas de Lindoia, Brazil, 1999.
[280] Wang, C.C.L., Chen, S.F., Yuen, M.M.F.: Fuzzy Part Family Formation Based on Grey
Relational Analysis, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2001, Vol.
18, No. 2, pp. 128-132, ISSN 0268-3768.
[281] What ic CIM? http://css.engineering.uiowa.edu/~ie_231/WHATisCIM.pdf
(preuzeto 10.10.2011.)
[282] Womack, J.P., Jones, D.T., Roos, D.: The Machine that Changed the World, Rawson
Associates, New York, 1990.
[283] Womack, J.P., Jones, D.T., Roos, D.: The Machine that Changed the World: The Story of Lean
Production, Seamon & Schuster UK Ltd, 2007.
[284] Wong, T.N., Chan, L.C.F., Lau, H.C.W.: Machining Process Sequencing WIth Fuzzy Expert
System and Genetic Algorithms, Engineering with Computers, 2003, Vol. 19, No. 2-3, pp. 191-
202, ISSN 0177-0667.
[285] Xu, X., Hinduja. S.: Determination of Finishing Features 2 1/2D Components, Proceedings of
the Institution of Mechanical Engineers. Part B: Journal of Engineering Manufacture, 1997, Vol.
211, No. 2, pp. 125-142, ISSN 0954-4054. 279.
[286] Xu, X., Wang, L., Newman, S.T.: Computer-Aided Process Planning - A Critical Review of
Recent Developments and Future Trends, International Journal of Computer Integrated
Manufacturing, Taylor Francis, 2011, Vol. 24, No. 1-3, pp. 1-31, ISSN 0951-192X.
[287] Xu, X.,W., He, Q.: Striving for Total Integration CAD, CAPP, CAM and CNC, Robotics and
Computer-Integrated Manufacturing, 2004, Vol. 20, No. 2, pp. 101-109, ISSN 0736-5845.
[288] Xu, X.: Integrating Advanced Computer-Aided Design, Manufacturing, and Numerical Control
- Principles ans Implementation, Information Science Reference, New York, 2009, ISBN 978-
1-59904-714-0.
[289] Yao, S.: Computer-Aided Manufacturing Planning (CAMP) of Mass Customization for Non-
rotational Part Production, Ph.D. Dissertation, Worcester Polytechnic Institute, 2003.
9.0 Literatura
148
[290] Yifei, T., Dongbo, L., Changbo, L, Minjian, Y.: A Feature-extraction-based Process Planning
System, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2008, Vol. 38, No. 1-2,
pp. 1192-1200, ISSN 0268-3768.
[291] Yoshimura M.: System Design Optimization for Product Manufacturing, Concurrent
Engineering: Research and Applications, 2007, Vol. 15, No. 4, pp. 329-343, ISSN 1063-293X.
[292] Yu, J.C., Krizan, S., Ishii, K.: Computer-Aided Design for Manufacturing Process Selection,
Journal of Intelligent Manufacturing, 1993, Vol. 4, No. 3, pp. 199-208, ISSN 0956-5515.
[293] Yue, Y., Ding L., Ahmet K., Painter, J., Walters M.: Study of Neural Network Techniques for
Computer Integrated Manufacturing, Engineering Computations, 2002, Vol. 19, No. 2, pp. 136-
157. ISSN 0264-4401.
[294] Zelenović, D., Ćosić, I.: Montažni sistemi, Nauka, Beograd, 1991, ISBN 86-8621-045-4.
[295] Zelenović, D.: Projektovanje proizvodnih sistema, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2003.
[296] Zelenović, D.: Tehnologija organizacije industrijskih sistema – preduzeća, Fakultet tehničkih
nauka, Novi Sad, 2005, ISBN 86-85211-40-9.
[297] Zeljković, M.: Sistem za automatizovano projektovanje i predikciju ponašanja sklopa glavnog
vretena mašina alatki, Doktorska disertacija, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 1996.
[298] Zeljković M., Borojev Lj., Tabaković S., Antić A., Živković A.: Savremeni obradni i tehnološki
sistemi - Programiranje numerički upravljanih mašina alatki za obradu rezanjem, Priručnik,
Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2010, ISBN 978-86-7892-329-6.
[299] Zhang, D.: Object-Oriented Modeling for the Integrated Process Planning and Production
Scheduling System, Doctoral thesis, Faculty of Texas Tech Universisty, 1998.
[300] Zhang, H. C., Alting, L.: Computerized Manufacturing Process Planning System, Chapman &
Hall, London, 1994, ISBN 978-0-412-41300-1.
[301] Zhang, W.J., Xie, S.Q.: Agent Technology for Collaborative Process Planning: A Review,
International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2007, Vol. 32, No. 3-4, pp. 315-
325, ISSN 0268-3768.
[302] Zhao, F., Proctor, F.M., Horst, J. A.: A Machining and Measurement Process Planning Activity
Model for Manufacturing System Interoperability Analysis, NIST Interagency/Internal Report
(NISTIR) – 7734, May 2010.
[303] Zhao. F., Hong, Y., Yu, D., Yang, Y.: A Genetic Algorithm Based Approach for Integration of
Process Planning and Production Scheduling, Proceedings of International Conference on
Intelligent Mechatronics and Automation, Chengdu, Aug. 26-31, 2004, pp. 483-488, ISBN 0-
7803-8748-1.
[304] Zhao. Y.F., Habeeb. S., Xu. X.: Research Into Integrated Design and Manufacturing Based on
STEP, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2009, Vol. 44, No. 5-6,
pp. 606-624, ISSN 0268-3768.
[305] Zhou, Y., Chuah, K.B.: Computer-Integrated Manufacturing in China. A Report of Industrial
Field Surveys, International Journal of Operations and Production Management, 2002, Vol. 22,
No. 3, pp. 271–288, ISSN 0144-3577.