Время непосредственного участия производственных средств. Производственные процессы на предприятиях, их структура и классификация
7.1. Производственный процесс и принципы его организации
7.1.1. Определение производственного процесса
Промышленное производство - это сложный процесс превращения сырья, материалов полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребностям рынка.
Производственный процесс - это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления продукции.
Производственный процесс состоит из следующих процессов:
основные
- это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения
геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции;
вспомогательные
- это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание
основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение
всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т.д.));
обслуживающие
- это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так
и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, тех. контроль
и т.д.).
В условиях автоматизированного, автоматического и гибкого интегрированного производств вспомогательные и обслуживающие процессы в той или иной степени объединяются с основными и становятся неотъемлемой частью процессов производства продукции, что будет рассмотрено более подробно позже.
Структура производственных процессов показана на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Структура производственных процессов
Технологические процессы, в свою очередь делятся на фазы.
Фаза - комплекс работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части технологического процесса и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.
В машиностроении и приборостроении технологические процессы в основном делятся на три фазы:
Заготовительная;
- обрабатывающая;
- сборочная.
Фазная структура технологических процессов представлена на рис. 7.2.
Рис. 7.2. Фазная структура технологических процессов
Технологический процесс состоит из последовательно выполняемых над данным предметом труда технологических действий - операций.
Операция - часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (станке, стенде, агрегате и т.д.), состоящая из ряда действий над каждым предметом труда или группой совместно обрабатываемых предметов.
Операции, которые не ведут к изменению геометрических форм, размеров, физико-химических свойств предметов труда, относятся не к технологическим операциям (транспортные, погрузочно-разгрузочные, контрольные, испытательные, комплектовочные и др.).
Операции различаются также в зависимости от применяемых средств труда:
- ручные
, выполняемые без применения машин, механизмов и механизированного
инструмента;
- машинно-ручные
- выполняются с помощью машин или ручного инструмента при
непрерывном участии рабочего;
- машинные
- выполняемые на станках, установках, агрегатах при ограниченном
участии рабочего (например, установка, закрепление, пуск и остановка станка, раскрепление
и снятие детали). Остальное выполняет станок.
- автоматизированные
- выполняются на автоматическом оборудовании или автоматических
линиях.
Аппаратурные процессы характеризуются выполнением машинных и автоматических операций в специальных агрегатах (печах, установках, ваннах и т.д.).
7.1.2. Основные принципы организации производственного процесса
Принципы - это исходные положения, на основе которых осуществляются построение, функционирование и развитие производственного процесса.
Соблюдение принципов организации производственного процесса - одно из основополагающих условий эффективности деятельности предприятия.
Основные принципы организации производственного процесса и их содержание приведены в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Основные принципы организации производственного процесса
| № п/п | Принципы | Основные положения |
| 1 | Принцип пропорциональности | Пропорциональная производительность в единицу времени всех производственных подразделений предприятия (цехов, участков) и отдельных рабочих мест. |
| 2 | Принцип дифференциации | Разделение производственного процесса изготовления одноименных изделий между отдельными подразделениями предприятия (например, создание производственных участков или цехов по технологическому или предметному признаку) |
| 3 | Принцип комбинирования | Объединение всех или части разнохарактерных процессов по изготовлению определенного вида изделия в пределах одного участка, цеха, производства |
| 4 | Принцип концентрации | Сосредоточение выполнения определенных производственных операций по изготовлению технологически однородной продукции или выполнению функционально однородных работ на отдельных участках, рабочих местах, в цехах и производствах предприятия |
| 5 | Принцип специализации | Формы разделения труда на предприятии, в цехе. Закрепление за каждым подразделением предприятия ограниченной номенклатуры работ, операций деталей или изделий |
| 6 | Принцип универсализации | Противоположен принципу специализации. Каждое рабочее место или производственное подразделение занято изготовлением изделий и деталей широкого ассортимента или выполнением различных производственных операций |
| 7 | Принцип стандартизации | Под принципом стандартизации в организации производственного процесса понимают разработку, установление и применение однообразных условий, обеспечивающих наилучшее его протекание |
| 8 | Принцип параллельности | Одновременное выполнение технологического процесса на всех или некоторых его операциях. Реализация принципа существенно сокращает производственный цикл изготовления изделия |
| 9 | Принцип прямоточности | Требование прямолинейного движения предметов труда по ходу технологического процесса, то есть по кратчайшему пути прохождения изделием всех фаз производственного процесса без возвратов в его движении |
| 10 | Принцип непрерывности | Сведение к минимуму всех перерывов в процессе производства конкретного изделия |
| 11 | Принцип ритмичности | Выпуск в равные промежутки времени равного количества изделий |
| 12 | Принцип автоматичности | Максимально возможное и экономически целесообразное освобождение рабочего от затрат ручного труда на основе применения автоматического оборудования |
| 13 | Принцип соответствия форм производственного процесса его технико-экономическому содержанию |
Формирование производственной структуры предприятия с учетом особенности производства и условий его протекания, дающую наилучшие экономические показатели |
Экономическая эффективность рациональной организации производственного процесса выражается в сокращении длительности производственного цикла изделий, в снижении издержек на производство продукции, улучшении использования основных производственных фондов и увеличении оборачиваемости оборотных средств.
7.2. Типы производств и их технико-экономическая характеристика
Тип производства - совокупность его организованных, технических и экономических особенностей.
Тип производства определяется следующими факторами:
Номенклатурой выпускаемых изделий;
- объемом выпуска;
- степенью постоянства номенклатуры выпускаемых изделий;
- характером загрузки рабочих мест.
В зависимости от уровня концентрации и специализации различают три типа производств:
Единичное;
- серийное;
- массовое.
По типам производства классифицируются предприятия, участки и отдельные рабочие места.
Тип производства предприятия определяется типом производства ведущего цеха, а тип производства цеха - характеристикой участка, где выполняются наиболее ответственные операции и сосредоточена основная часть производственных фондов.
Отнесение завода к тому или иному типу производства носит условный характер, поскольку на предприятии и даже в отдельных цехах может иметь место сочетание различных типов производства.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий, малым объемом их выпуска, выполнением на каждом рабочем месте весьма разнообразных операций.
В серийном производстве изготовляется относительно ограниченная номенклатура изделий (партиями). За одним рабочим местом, как правило, закреплены несколько операций.
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени на узкоспециализированных рабочих местах.
Тип производства оказывает решающее значение на особенности организации производства, его экономические показатели, структуру себестоимости (в единичном высока доля живого труда, а в массовом - затраты на ремонтно-эксплуатационные нужды и содержание оборудования), разный уровень оснащенности.
Сравнение по факторам типов производств приведено в таблице 7.2.
Таблица 7.2
Характеристики типов производств
| № п/п | Факторы | Тип производства | ||
| единичное | серийное | массовое | ||
| 1 | Номенклатура изготавливаемых изделий | Большая | Ограниченная | Малая |
| 2 | Постоянство номенклатуры | Отсутствует | Имеется | Имеется |
| 3 | Объем выпуска | Малый | Средний | Большой |
| 4 | Закрепление операций за рабочими местами | Отсутствует | Частичное | Полное |
| 5 | Применяемое оборудование | Универсальное | Универсальное +специальное (частично) | В основном специальное |
| 6 | Применяемые инструмент и оснастка | Универсальные | Универсальные +специальные | В основном специальные |
| 7 | Квалификация рабочих | Высокая | Средняя | В основном низкая |
| 8 | Себестоимость продукции | Высокая | Средняя | Низкая |
| 9 | Производственная специализация цехов и участков | Технологическая | Смешанная | Предметная |
7.3. Производственная структура предприятия
Производственная структура предприятия - это совокупность производственных единиц предприятия (цехов, служб), входящих в его состав, и формы связей между ними.
Производственная структура зависит от вида выпускаемой продукции и его номенклатуры, типа производства и форм его специализации, от особенностей технологических процессов. Причем последние являются важнейшим фактором, определяющим производственную структуру предприятия.
Производственная структура - это, по существу, форма организации производственного процесса. В ней различают подразделения производств:
Основного;
- вспомогательного;
- обслуживающего.
В цехах (подразделениях) основного производства предметы труда превращаются в готовую продукцию.
Цехи (подразделения) вспомогательного производства обеспечивают условия для функционирования основного производства (обеспечение инструментом, энергией, ремонтом оборудования) (см. рис. 7.1).
Подразделения обслуживающего производства обеспечивают основное и вспомогательные производства транспортом, складами (хранение), техническим контролем и т.д.
Таким образом, в составе предприятия выделяются основные, вспомогательные и обслуживающие цехи и хозяйства производственного назначения.
В свою очередь цехи основного производства (в машиностроении, приборостроении) подразделяются:
На заготовительные;
- обрабатывающие;
- сборочные.
Заготовительные цехи осуществляют предварительное формообразование деталей изделия (литье, горячая штамповка, резка заготовок и т.д.)
В обрабатывающих цехах производится обработка деталей механическая, термическая, химико-термическая, гальваническая, сварка, лакокрасочные покрытия и т.д.
В сборочных цехах производят сборку сборочных единиц и изделий, их регулировку, наладку, испытания.
На основе производственной структуры разрабатывается генеральный план предприятия, т.е. пространственное расположение всех цехов и служб, а также путей и коммуникаций на территории завода. При этом должна быть обеспечена прямоточность материальных потоков. Цехи должны быть расположены в последовательности выполнения производственного процесса.
Цех - это основная структурная производственная единица предприятия, административно обособленная и специализирующаяся на выпуске определенной детали или изделий либо на выполнении технологически однородных или одинакового назначения работ. Цехи делятся на участки, представляющие собой объединенную по определенным признакам группу рабочих мест.
Цехи и участки создаются по принципу специализации:
Технологической;
- предметной;
- предметно-замкнутой;
- смешанной.
Технологическая специализация основана на единстве применяемых технологических процессов. При этом обеспечивается высокая загрузка оборудования, но затрудняется оперативно-производственное планирование, удлиняется производственный цикл из-за увеличений транспортных операций. Технологическая специализация применяется в основном в единичном и мелкосерийном производствах.
Предметная специализация основана на сосредоточении деятельности цехов (участков) на выпуске однородной продукции. Это позволяет концентрировать производство детали или изделия в рамках цеха (участка), что создает предпосылки для организации прямоточного производства, упрощает планирование и учет, сокращает производственный цикл. Предметная специализация характерна для крупносерийного и массового производства.
Если в пределах цеха или участка осуществляется законченный цикл изготовления детали или изделия, это подразделение называется предметно-замкнутым .
Цехи (участки), организованные по предметно-замкнутому принципу специализации, обладают значительными экономическими преимуществами, так как при этом сокращается длительность производственного цикла в результате полного или частичного устранения встречных или возвратных перемещений, снижаются потери времени на переналадку оборудования, упрощается система планирования и оперативного управления ходом производства.
Сравнение производственных структур при технологической и предметной специализации приведено на рисунках 7.3. и 7.4.
Рис. 7.3. Производственная структура предприятия с технологической специализацией (фрагмент)
Рис 7.4. Производственная структура предприятия с предметной специализацией (фрагмент)
Производственная структура цеха показана на рис. 7.5.
Рис 7.5. Производственная структура цеха
7.4. Производственный цикл и его структура
Производственный цикл - это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходит все операции производственного процесса или определенной его части и превращается в готовую продукцию. Он выражается в календарных днях или при малой трудоемкости изделия - в часах.
Структура производственного цикла представлена на рис. 7.6.
Рис. 7.6. Структура производственного цикла
Производственный цикл Т ц:
Т ц = Т врп + Т впр,
где Т врп - время рабочего процесса;
Т впр - время перерывов.
В течение рабочего периода выполняются технологические операции
Т врп = Т шк + Т к + Т тр + Т е,
где Т шк - штучно-калькуляционное время;
Т к - время контрольных операций;
Т тр - время транспортирования предметов труда;
Т е - время естественных процессов (старения, релаксации, естественной сушки, отстоя
взвесей в жидкостях и т.п.).
Сумму времен штучного, контрольных операций, транспортирования называют операционным временем (Т опр):
Т опр = Т шк + Т к + Т тр.
В операционный цикл Т к и Т тр включены условно, так как в организационном отношении они не отличаются от технологических операций.
Т шк = Т оп + Т пз + Т ен +Т ото,
где Т оп - оперативное время;
Т пз - подготовительно-заключительное время при обработке новой партии деталей;
Т ен - время на отдых и естественные надобности рабочих;
Т ото - время организационного и технического обслуживания (получение и сдача инструмента,
уборка рабочего места, смазка оборудования и т.п.).
Оперативное время (Т оп) в свою очередь состоит из основного (Т ос) и вспомогательного времени (Т в):
Т оп = Т ос + Т в.
Основное время - это непосредственное время обработки или выполнения работы.
Вспомогательное время:
Т в = Т у + Т з + Т ок,
где Т у - время установки и снятия детали (сборочной единицы) с оборудования;
Т з - время закрепления и открепления детали в приспособлении;
Т ок - время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования) в ходе
операции.
Время перерывов (Т впр) обусловлено режимом труда (Т рт), межоперационным пролеживанием детали (Т мо), временем перерывов на межремонтное обслуживание и осмотры оборудования (Т р) и временем перерывов, связанных с недостатками организации производства (Т орг):
Т впр = Т мо + Т рт + Т р + Т орг.
Время межоперационного пролеживания (Т мо) определяется временем перерывов партионности (Т пар), перерывов ожидания (Т ож) и перерывов комплектования (Т кп):
Т мо = Т пар + Т ож + Т кп.
Перерывы партионности (Т пар) возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены пролеживанием обработанных деталей до готовности всех деталей в партии на технологической операции.
Перерывы ожидания (Т ож) вызываются несогласованной длительностью смежных операций технологического процесса.
Перерывы комплектования (Т кп) возникают при переходе от одной фазы производственного процесса к другой.
Таким образом, в общем виде производственный цикл выражается формулой
Т ц = Т опр + Т е + Т мо + Т рт + Т р + Т орг.
При расчете производственного цикла необходимо учитывать перекрытие некоторых элементов времени либо технологическим временем, либо временем межоперационного пролеживания. Время транспортировки предметов труда (Т тр) и время выборочного контроля качества (Т к) являются перекрываемыми элементами.
Исходя из сказанного, производственный цикл можно выразить формулой
Т ц = (Т шк + Т мо) к пе р к ор + Т е,
где к пер - коэффициент перевода рабочих дней в календарные (отношение числа календарных
дней (D к) к числу рабочих дней в году (D р), к пе р=D к /D р);
к ор - коэффициент, учитывающий перерывы на межремонтное обслуживание оборудования
и организационные неполадки (обычно 1,15-1,2).
В серийном производстве изделия изготовляются партиями.
Производственная партия (n) - это группа изделий одного наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.
Операционная партия - производственная партия или ее часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.
7.5. Методы расчета производственного цикла
Различают простой и сложный производственные циклы.
Простой производственный цикл - это цикл изготовления детали.
Сложный производственный цикл - цикл изготовления изделия.
Длительность производственного цикла в большой степени зависит от способа передачи детали (изделия) с операции на операцию. Существуют три вида движения детали (изделий) в процессе их изготовления:
Последовательный;
- параллельный;
- параллельно-последовательный.
При последовательном виде движения каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции (рис. 7.7).
Рис. 7.7. Операционный цикл при последовательном движении партии деталей
Здесь рассчитывается операционный цикл партии, состоящей из трех деталей (n=3), обрабатываемых на четырех операциях:
Т посл = 3(t шт 1 + t шт2 + t шт3 + t шт4) = 3(2+1+4+1,5) = 25,5
где n - количество деталей в производственной партии (шт);
Ч оп - число операций технологического процесса;
t штi - норма времени на выполнение i-й операции (мин.).
Если на всех или отдельных операциях имеются параллельные рабочие места, то операционный цикл определяется по формуле
где C pмi - количество рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции.
При последовательном виде движения деталей (изделия) отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможна высокая загрузка оборудования в течение смены, но производственный цикл имеет наибольшую величину, что уменьшает оборачиваемость оборотных средств.
Параллельный вид движения характеризуется передачей деталей (изделий) на последующую операцию немедленно после выполнения предыдущей операции независимо от готовности остальной партии. Детали передаются с операции на операцию поштучно или операционными партиями, на которые делится производственная партия. Процесс происходит непрерывно, если достигнуто полное равенство или кратность выполнения операций во времени, что характерно для поточных линий:
,
где r - такт поточной линии (мин).
График движения партии деталей при параллельном движении приведен на рис. 7.8.
Рис. 7.8. Операционный цикл при параллельном движении партии деталей
Параллельный вид движения детали (изделий) является наиболее эффективным, но возможности его применения ограничены, так как обязательным условием такого движения является равенство или кратность продолжительности выполнения операций, о чем было сказано выше. В противном случае неизбежны потери (перерывы) в работе оборудования и рабочего.
По графику (рис 7.8) определяем операционный цикл при параллельном виде движения:
Т пар =(t шт1 + t шт2 + t шт3 + t шт4) + (3-1)t шт3 = 8,5 + (3-1)4 = 16,5 мин.
,
где t штmax - время выполнения операции, самой продолжительной в технологическом процессе (мин).
При передаче деталей (изделий) операционными партиями (р) расчет ведется по формуле
,
где р - размер операционной партии (в шт.).
Параллельно-последовательный вид движения состоит в том, что изготовление изделий на последующей операции начинается до окончания изготовления всей партии на предыдущей операции с таким расчетом, чтобы работа на каждой операции по данной партии в целом шла без перерывов. В отличие от параллельного вида движения здесь происходит лишь частичное совмещение во времени выполнения смежных операций.
В практике существует два вида сочетания смежных операций во времени:
Время выполнения последующей операции больше времени выполнения предыдущей операции;
- время выполнения последующей операции меньше времени выполнения предыдущей операции.
В первом случае представляется возможность применять параллельный вид движения деталей и полностью загрузить рабочие места.
Во втором случае приемлем параллельно-последовательный вид движения с максимально возможным совмещением во времени выполнения обеих операций. Максимально совмещенные операции при этом отличаются друг от друга на время изготовления последней детали (или последней операционной партии) на последующей операции.
Схема параллельно-последовательного вида движения показана на рис. 7.9.
Рис. 7.9. Операционный цикл при параллельно-последовательном движении партии деталей
АБ, ВГ (равное А"Б"), ДЕ - время последующей операции, перекрываемое временем предыдущей операции:
В данном случае операционный цикл будет меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения каждой смежной пары операций:
Первая и вторая операции - АБ = (3-1) t шт2 ;
- вторая и третья операции - ВГ = (3-1) t шт2 ;
- третья и четвертая операции - ДЕ = (3-1) t шт4 , (t шт2 и t шт4
имеют более короткое время t шт.кор из каждой смежной пары операций).
Таким образом, время совмещений
Формула для расчета
При выполнении операций на параллельных рабочих местах
При передаче деталей операционными партиями
Параллельно-последовательный вид движения деталей (изделий) обеспечивает работу оборудования и рабочего без перерывов. Производственный цикл при этом виде больше по сравнению с параллельным, но меньше, чем при последовательном.
Производственный цикл изделия Т ци может быть рассчитан по формуле
Т ци = Т цд + Т ц.сб,
где Т цд - производственный цикл изготовления ведущей детали;
Т ц.сб - производственный цикл сборочных работ.
Пути и значение сокращения производственного цикла
Производственный цикл используется в качестве норматива при оперативном планировании производства, финансовом управлении и других планово-производственных расчетах.
Производственный цикл (Т ц) непосредственно связан с нормативом оборотных средств:
Т ц = ОС н.п / Q дн,
где ОС н.п - объем оборотных средств в незавершенном производстве (руб.);
Q дн - однодневный выпуск продукции (руб.).
Сокращение производственного цикла имеет большое экономическое значение:
Сокращается оборачиваемость оборотных средств за счет сокращения объемов незавершенного
производства;
- увеличивается фондоотдача основных производственных фондов;
- снижается себестоимость изделий за счет сокращения условно-постоянной части издержек на
одно изделие и т.д.
Длительность производственного цикла зависит от двух важнейших групп факторов:
Технического уровня производства;
- организации производства.
Эти обе группы факторов взаимообуславливают и дополняют друг друга.
Основными направлениями снижения производственного цикла являются:
Совершенствование технологии;
- применение более производительных оборудования, инструментов, средств технологического оснащения;
- автоматизация производственных процессов и применение гибких интегрированных процессов;
- специализация и кооперирование производства;
- организация поточного производства;
- гибкость (многофункциональность) персонала;
- многие другие факторы, влияющие на длительность производственного цикла (см. структуру Т ц
на рис. 7.6).
7.6. Организация поточного производства
Поточное производство является наиболее эффективной формой организации производственного процесса.
Признаки поточного производства:
Закрепление одного или ограниченного числа наименований изделий за определенной группой
рабочих мест;
- ритмическая повторяемость согласованных во времени технологических и вспомогательных операций;
- специализация рабочих мест;
- расположение оборудования и рабочих мест по ходу технологического процесса;
- применение специальных транспортных средств для межоперационной передачи изделий.
При поточном производстве реализуются принципы:
- специализации;
- параллельности;
- пропорциональности;
- прямоточности;
- непрерывности;
- ритмичности.
Поточное производство обеспечивает самую высокую производительность труда, низкую себестоимость продукции, наиболее короткий производственный цикл.
Основой (первичным звеном) поточного производства является поточная линия .
Расположение поточных линий (планировка) должна обеспечить:
Прямоточность и кратчайший путь движения изделия;
- рациональное использование производственных площадей;
- условия для транспортировки материалов и деталей к рабочим местам;
- удобство подходов для ремонта и обслуживания;
- достаточность площадей и оргоснастки для хранения требуемых запасов материалов и готовых
деталей;
- возможность легкого удаления отходов производства.
Примеры расположения оборудования и пути движения изделия приведены на рис. 7.10 и 7.11.
Рис. 7.10. Движение изделия по поточной линии при расположении оборудования:
а - одностороннем; б - двухстороннем
Рис. 7.11. Схемы движения изделий по поточным линиям:
а - разветвляющаяся; б - зигзагообразная; в - П-образная;
г - Т-образная; д - замкнутая; е - многоуровневая.
Транспортные средства в поточном производстве
В поточном производстве применяются разнообразные транспортные средства (табл. 7.3).
Таблица 7.3
Классификация транспортных средств в поточном производстве
| Признак | Характеристика | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Назначение | Транспортеры | Конвейеры | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вид привода | бесприводные: | приводные: | автономные: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| склизы желобы тележки |
с электроприводом, гидроприводом, пневмоприводом | промышленные роботы, роботрейлеры с бортовыми компьютерами и программным управлением | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Принцип действия | Механические транспортеры. Пневмотранспорт. Гидротранспорт. Электромагнитный транспорт. Волновой. Гравитационный. На воздушной подушке | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Конструкция | Транспортеры и конвейеры: ленточные, роликовые, шнековые, пластинчатые, цепные, тележечные, тросиковые (с тянущей шайбой), спутниковые (палетные) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Расположение в пространстве | Горизонтально замкнутые | Вертикально замкнутые | Подвесные | Смешанные (комбинированные) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Непрерывность действия | Непрерывные | Пульсирующие | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Функция | Распределительные конвейеры | Рабочие конвейеры | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В машиностроении и приборостроении широко применяются конвейеры - транспортные средства, служащие для транспортировки изделия или транспортировки и выполнения на нем рабочих операций и регламентирующие ритм работы поточной линии, то есть, играющие организующую роль в потоке. Если конвейер служит для перемещения изделий и поддержания ритма работы линии путем четкого адресования изделий по рабочим местам, он называется распределительным, если он служит и местом выполнения операции - называется рабочим .
Основы расчета и организации поточных линий
При проектировании и организации поточных линий выполняются расчеты показателей, определяющих регламент работы линии и методы выполнения технологических операций.
Такт поточной линии - промежуток времени между выпуском изделий (деталей, сборочных единиц) с последней операции или их запуском на первую операцию поточной линии.
Исходные данные расчета такта:
Производственное задание на год (месяц, смену);
- плановый фонд рабочего времени за этот же период;
- планируемые технологические пооперационные потери.
Такт поточной линии рассчитывается по формуле
r = F д / Q вып,
где r - такт поточной линии (в мин.);
F д - действительный годовой фонд времени работы линии в планируемом периоде (мин.);
Q вып - плановое задание на тот же период времени (шт.).
F д = D раб Ч d см Ч T см Ч k пер Ч k рем,
где D раб - число рабочих дней в году;
d см - количество рабочих смен в сутки;
T см - продолжительность смены (в мин.);
k пер - коэффициент, учитывающий планируемые перерывы;
k рем - коэффициент, учитывающий время плановых ремонтов.
k пер = (Т см - Т пер) / Т см,
где Т пер - время планируемых внутрисменных перерывов;
k рем - рассчитывается аналогичным способом.
Классификация поточных линий приведена в табл. 7.4
Таблица 7.4
Классификация поточных линий
| № п/п | Признак | Характеристика |
| 1 | Степень механизации технологических операций | 1.1. Механизированные 1.2. Комплексно-механизированные 1.3. Полуавтоматические 1.4. Автоматические 1.5. Гибкие интегрированные |
| 2 | Количество типов одновременно обрабатываемых и собираемых изделий |
2.1. Однономенклатурные (обработка изделия одного наименования) 2.2. Многономенклатурные (обработка изделий нескольких наименований одновременно или последовательно) |
| 3 | Характер движения изделий по операциям производственного процесса |
3.1. Непрерывно-поточные (все операции синхронизированы во времени, т.е. равны или
кратны такту линий) 3.2. Прерывно-поточные (перерывы в ходе производственного процесса и невозможность синхронизировать технологические операции во времени) |
| 4 | Характер работы конвейера | 4.1. С рабочим конвейером, когда операции выполняются без снятия изделия с конвейера 4.2. С распределительным конвейером, когда конвейер осуществляет доставку изделия на рабочее место, а операция выполняется со снятием изделия с конвейера 4.3. С непрерывно движущимся конвейером 4.4. С пульсирующим конвейером |
При неизбежных технологических потерях (планируемом выходе годных), такт r рассчитывается по формуле
r = F д / Q зап,
где Q зап - количество изделий, запускаемых на поточную линию в планируемом периоде (шт):
Q зап = Q вып Ч k зап,
где k зап - коэффициент запуска изделий на поточную линию, равный величине, обратной коэффициенту выхода годных изделий (a ); k зап = 1/a .
Выход годных изделий в целом по поточной линии определяется как произведение коэффициентов выхода годных по всем операциям линии
a = a 1 Ч a 2 Ч ... Ч a n.
Ритм - это количество изделий, выпускаемых поточной линией в единицу времени.
Расчет количества оборудования поточной линии ведется по каждой операции технологического процесса:
где - расчетное количество
оборудования
(рабочих мест) на i-й операции поточной линии;
t штi - норма штучного времени на i-ую операцию (в мин);
k запi - коэффициент запуска детали на i-ю операцию.
Принятое количество оборудования или рабочих мест на каждой операции W пi определяется путем округления расчетного их количества до ближайшего большего целого числа.
Коэффициент загрузки оборудования (рабочих мест) определяется как
Количество оборудования (рабочих мест) на всей поточной линии
,
где ч оп - число операций технологического процесса.
Явочное количество рабочих (Р яв) равно количеству рабочих мест на поточной линии с учетом многостаночного обслуживания:
,
где k мо - коэффициент многостаночного обслуживания;
,
где S Р i - численность рабочих участка.
Общее число рабочих на поточных линиях определяется как среднесписочное:
,
где Р сп - среднесписочное число рабочих поточной линии;
d
- процент потерь рабочего времени (отпуска, болезни и т.д.);
d см - количество смен.
Скорость движения конвейера (V):
При непрерывном движении конвейера V=L / r;
- при пульсирующем движении конвейера V= L/ t тp ,
где L - расстояние между центрами двух смежных рабочих мест, то есть шаг конвейера (м);
t тp - время транспортировки изделия с одной операции на другую.
Задел - производственный запас материалов, заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного протекания производственных процессов на поточных линиях.
Различают следующие виды заделов:
Технологический;
- транспортный;
- резервный (страховой);
- оборотный межоперационный.
Технологический задел (Z т) - детали (сборочные единицы, изделия), находящиеся непосредственно в процессе обработки:
,
где - число рабочих мест на каждой операции;
n i - количество деталей, одновременно обслуживаемых на i-м рабочем месте.
Транспортный задел (Z тр) - количество деталей, находящихся в процессе перемещения между операциями и расположенных в транспортных устройствах.
При непрерывном движении конвейера
Z тр =L рк Р / V,
где L рк - длина рабочей части конвейера (м);
V - скорость движения конвейера (м/мин);
Р - количество изделий в операционной партии (шт).
При периодической транспортировке
Транспортный технологический заделы зависят от параметров оборудования, тех. процессов.
Резервный (страховой) задел создается для нейтрализации последствий, связанных со случайным характером выхода изделия в брак, перебоев в работе оборудования и др.
где Т переб - время возможного перебоя поступления изделий с данной операции на
операцию, подлежащую страхованию (мин);
r - такт поточной линии (мин).
Оборотный межоперационный задел на линии - количество заготовок (деталей, сборочных единиц), находящихся между операциями линии и образующихся вследствие различной производительности смежных рабочих мест для выравнивания работы линий. Размер межоперационного задела постоянно колеблется от максимума до нуля и наоборот. Максимальная величина межоперационного оборотного задела определяется разностью производительностей смежных операций:
,
где Т совм - время совместной работы оборудования на обеих операциях (в мин);
- количество оборудования на подающих и потребляющих
смежных операциях, работающего в период Т совм (шт);
t штi - норма времени выполнения операции.
Синхронизация - процесс выравнивания длительности операции технологического процесса согласно такту поточной линии. Время выполнения операции должно быть равно такту линии или кратно ему.
Методы синхронизации:
Дифференциация операций;
- концентрация операций;
- установка дополнительного оборудования;
- интенсификация работы оборудования (увеличение режимов обработки);
- применение прогрессивного инструмента и оснастки;
- улучшение организации обслуживания рабочих мест и т.д.
7.7. Организация автоматизированного производства
Высшей формой поточного производства является автоматизированное производство, где сочетаются основные признаки поточного производства с его автоматизацией. В автоматизированном производстве работа оборудования, агрегатов, аппаратов, установок происходит автоматически по заданной программе, а рабочий осуществляет контроль за их работой, устраняет отклонения от заданного процесса, производит наладку автоматизированного оборудования.
Различают частичную и комплексную автоматизацию.
При частичной автоматизации рабочий полностью освобождается от работ, связанных с выполнением технологических процессов. В транспортных, контрольных операциях при обслуживании оборудования, в процессе установки - полностью или частично сокращается ручной труд.
В условиях комплексно-автоматизированного производства технологический процесс изготовления продукции, управление этим процессом, транспортировка изделий, контрольные операции, удаление отходов производства выполняются без участия человека, но обслуживание оборудования - ручное.
Основным элементом автоматизированного производства являются автоматические поточные линии (АПЛ).
Автоматическая поточная линия - комплекс автоматического оборудования, расположенного в технологической последовательности выполнения операций, связанный автоматической транспортной системой и системой автоматического управления и обеспечивающий автоматическое превращение исходных материалов (заготовок) в готовое изделие (для данной автолинии). В АПЛ рабочий выполняет функции наладки, контроля за работой оборудования и загрузки линии заготовками.
Основные признаки АПЛ:
Автоматическое выполнение технологических операций (без участия человека);
- автоматическое перемещение изделия между отдельными агрегатами линии.
Автоматические комплексы с замкнутым циклом производства изделия - ряд связанных между собой автоматическими транспортными и погрузо-разгрузочными устройствами автоматических линий.
Автоматизированные участки (цехи) включают в себя автоматические поточные линии, автономные автоматические комплексы, автоматические транспортные системы, автоматические складские системы; автоматические системы контроля качества, автоматические системы управления и т.д. Примерная структура автоматизированного производственного подразделения приведена на рис. 7.12.
Рис. 7.12. Структурный состав автоматизированного производственного подразделения
В условиях постоянно изменяющегося нестабильного рынка (тем более многономенклатурного производства) важной задачей является повышение гибкости (многофункциональности) автоматизированного производства, с тем чтобы максимально удовлетворить требования, нужды и запросы потребителей, быстрее и с минимальными затратами осваивать выпуск новой продукции.
Методы повышения гибкости автоматизированных производственных систем:
Использование автоматизированных систем технической подготовки производства (САПР);
- применение быстропереналаживаемых автоматических поточных линий;
- применение универсальных промышленных манипуляторов с программным управлением (промышленных
роботов);
- стандартизация применяемого инструмента и средств технологического оснащения;
- применение в автоматических линиях автоматически переналаживаемого оборудования (на базе
микропроцессорной техники);
- использование переналаживаемых транспортно-складских и накопительных систем и т.д.
Однако следует заметить, что любая универсализация требует значительных дополнительных затрат и при ее применении необходим взвешенный экономический подход на базе маркетинговой информации и исследований.
Автоматические поточные линии эффективны в массовом производстве.
Состав автоматической поточной линии:
Автоматическое оборудование (станки, агрегаты, установки и т.д.) для выполнения технологических
операций;
- механизмы для ориентировки, установки и закрепления изделий на оборудовании;
- устройство для транспортировки изделий по операциям;
- контрольные машины и приборы (для контроля качества и автоматической подналадки оборудования);
- средства загрузки и разгрузки линий (заготовок и готовых деталей);
- аппаратура и приборы системы управления АПЛ;
- устройства смены инструмента и оснастки;
- устройства удаления отходов;
- устройство обеспечения необходимыми видами энергии (электрическая энергия, пар, инертные
газы, сжатый воздух, вода, канализационные системы);
- устройства обеспечения смазочно-охлаждающими жидкостями и их удаления и т.д.
В состав автоматических линий последнего поколения также включаются электронные устройства:
1. "Умные супервизоры" с мониторами на каждой единице оборудования и на центральном пульте управления. Их назначение - заблаговременно предупреждать персонал о ходе процессов, происходящих в отдельных агрегатах и в системе в целом и давать инструкции о необходимых действиях персонала (текст на мониторе). Например:
Негативная тенденция технического параметра агрегата;
- информация о заделах и количестве заготовок;
- о браке и его причинах и т.д.
2. Статистические анализаторы с графопостроителями, предназначенные для статистической обработки разнообразных параметров работы АПЛ:
Время работы и простоев (причины простоев);
- количество выпускаемой продукции (всего, уровень брака);
- статистическая обработка каждого параметра обрабатываемого изделия на каждой автоматически
контролируемой операции;
- статистическая обработка выхода из строя (поломка, сбой) систем каждой единицы оборудования
и линии в целом и т.д.
3. Диалоговые системы селективной сборки (т.е. подбор параметров относительно грубо (неточно) обработанных деталей, входящих в сборочную единицу, сочетание которых обеспечивает высококачественные параметры сборочной единицы).
На предприятиях машиностроения и приборостроения применяются автоматические линии, отличающиеся между собой как по технологическим принципам действия, так и по формам организации. Классификация и характерные особенности автоматических поточных линий приведены в табл. 7.5.
Таблица 7.5
Классификация автоматических линий
| № | Признак | Наименование и краткая характеристика |
| 1 | Гибкость | 1.1. Жесткие непереналаживаемые АЛ предназначенные для обработки одного изделия. 1.2. Переналаживаемые АЛ на определенную группу изделий одного наименования 1.3. Гибкие АЛ, состоящие из "обрабатывающих центров" гибких транспортно-складских систем с промышленными роботами и предназначенных для обработки любых деталей определенной номенклатуры и габаритов (например, корпусных деталей с габаритами от 100ґ 100ґ 100 до 600ґ 600ґ600) |
| 2 | Число одновременно обрабатываемых изделий | 2.1. Автолинии поштучной обработки 2.2. Автолинии групповой обработки |
| 3 | Способ транспортировки изделия по АЛ | 3.1. АЛ с непрерывной транспортировкой обрабатываемых изделий 3.2. АЛ с периодической транспортировкой |
| 4 | Кинематическая связь агрегатов (оборудования) АЛ | 4.1. АЛ с жесткой связью агрегатов(например, ротор-транспортер, желоб и т.д.) 4.2. АЛ с гибкой связью агрегатов (гибкость обеспечивается наличием перед каждым агрегатом устройства для накопления и выдачи запаса изделий (бункеры, кассеты, пеналы, накопительные башни и т.д.)) |
| 5 | Особенности транспортной системы | См таблицу 7.3. "Классификация транспортных средств" |
При проектировании автоматических поточных линий выполняется ряд расчетов. В основном они не отличаются от расчетов неавтоматизированных линий, но имеются некоторые особенности.
Такт АПЛ определяется по формуле
где r - такт АПЛ (мин);
F н - номинальный годовой фонд времени работы линии в одну смену (час);
d см - число смен работы;
h
- коэффициент технического использования АПЛ, учитывающий потери
времени при различных неполадках в работе оборудования линий и затраты времени на подналадку;
Q вып - плановое задание (шт).
При величине нормы времени отдельной операции линии больше такта линии за такт принимают норму времени лимитирующей операции.
В бункерных (гибких) АЛ образуются заделы:
Компенсирующие;
- пульсирующие.
Компенсирующие заделы АПЛ (Z k) образуются при разной производительности сменных участков АПЛ:
,
где Т к - период времени для создания компенсирующего задела, т.е. промежуток времени
непрерывной работы сменных участков АПЛ с разными тактами работы, мин;
r м и r б - меньший и больший такты работы смежных участков (операций) АПЛ, мин.
Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуска продукции. Их назначение - предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях АПЛ.
7.8. Гибкое интегрированное производство
Повышение нестабильности рынка, усиление конкурентной борьбы за потребителя между производителями, практически неограниченные возможности научно-технического прогресса привели к частой сменяемости продукта. Главным фактором в конкурентной борьбе стал фактор времени. Фирма, которая может за короткий срок довести идею до промышленного освоения и предложит потребителю высококачественный и относительно дешевый товар, становится победителем.
Быстрая сменяемость продукции и требования ее дешевизны при высоком качестве приводит к противоречию:
С одной стороны, низкие производственные издержки (при прочих равных условиях) обеспечиваются
применением автоматических линий, специального оборудования;
- но с другой стороны, проектирование и изготовление такого оборудования нередко превышают
1,5-2 года (даже в настоящих условиях), то есть к моменту начала выпуска изделия оно уже морально
устареет.
Применение же универсального оборудования (неавтоматического) увеличивает трудоемкость изготовления, то есть цену, что не приемлется рынком.
Такая ситуация возникла в 60-х годах нашего столетия и, естественно, перед станкостроительными фирмами стала задача создания нового оборудования, которое бы удовлетворяло следующим требованиям:
Универсальности, то есть легкой переналаживаемости (функциональной инвариантности);
- автоматизации;
- автоматической переналаживаемости по команде с управляющей вычислительной машины (УВМ);
- встраиваемости в автоматические линии и комплексы;
- высокой точности;
- высокой надежности;
- автоматической подналадки (корректировки) инструмента в процессе выполнения операции и т.д.
И такое оборудование было создано. К нему относятся:
- "обрабатывающие центры"
механической обработки с УВМ (с многоинструментальными магазинами
(до 100 и более инструментов), с точностью позицирования изделия относительно инструмента
0,25 мкм, с "умными супервизорами" функционирования всех систем, с активным контролем и автоматической
подналадкой инструмента);
- промышленные роботы
с программным управлением как универсальное средство манипулирования
деталями, универсально-транспортные погрузочно-разгрузочные средства, а также переналаживаемые
роботы-маляры, роботы-сварщики, роботы-сборщики и т.д.;
- лазерные раскройные установки, заменяющие сложнейшие комплексы холодной штамповки, которые
сами определяют оптимальный раскрой материалов;
- термические многокамерные агрегаты, где в каждой отдельной камере производится термообработка
или химико-термическая обработка по заданной программе;
- высокоточные трехкоординатные измерительные машины с программным управлением (на гранитных
станинах, с износостойкими (алмазными, рубиновыми) измерителями);
- лазерные бесконтактные измерительные устройства и т.д.
Этот список можно продолжать довольно долго. На базе перечисленного оборудования созданы:
Вначале гибкие производственные модули ГИМ (обрабатывающий центр, робот-манипулятор, автоматизированный
склад, УВМ);
- затем ГИК - гибкие интегрированные комплексы и линии;
- гибкие интегрированные участки, цехи, производства, заводы.
При создании гибкой производственной системы происходит интеграция:
Всего разнообразия изготовляемых деталей в группы обработки;
- оборудования;
- материальных потоков (заготовок, деталей, изделий, приспособлений, оснастки, основных и
вспомогательных материалов);
- процессов создания и производства изделий от идеи до готовой продукции (происходит слияние
воедино основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производства);
- обслуживания за счет слияния всех обслуживающих процессов в единую систему;
- управления на основе системы УВМ, банков данных, пакетов прикладных программ, САПР, АСУ;
- потоков информации для принятия решения по всем подразделениям системы о наличии и применении
материалов, заготовок, изделий, а также средств отображения информации;
- персонала за счет слияния профессий (конструктор-технолог-программист-организатор).
В результате системы ГИП имеют следующие структурные составные части:
Автоматизированную транспортно-складскую систему (АТСС);
- автоматическую систему инструментального обеспечения (АСИО);
- автоматическую систему удаления отходов (АСУО);
- автоматизированную систему обеспечения качества (АСОК);
- автоматизированную систему обеспечения надежности (АСОН);
- автоматизированную систему управления ГПС (АСУ ГПС);
- систему автоматизированного проектирования (САПР);
- автоматизированную систему технологической подготовки производства (АСТПП);
- автоматизированную систему оперативного планирования производства (АСОПП);
- автоматизированную систему содержания и обслуживания оборудования (АССОО);
- автоматизированную систему управления производством (АСУП).
Организация ГПС показана на примере гибкой автоматической линии по изготовлению корпусных деталей фирмы "Тойота" (блоков цилиндров автомобильных двигателей) (рис. 7.13).
Рис 7.13. Гибкая автоматическая линия обработки корпусных деталей
Гибкая автоматическая линия предназначена для обработки 80 наименований автомобильных блоков цилиндров, изготавливаемых по заказу в любой последовательности.
Линия состоит из следующих компонентов:
4-х обрабатывающих центров (1) с инструментальными барабанами с 40 инструментами;
- трехкоординатной измерительной машины с программным управлением (2);
- автоматической моечной машины (3);
- автоматической транспортно-складской системы, состоящей из двух вертикальных ячеистых автоматизированных
складов (5, 6) с двумя роботами-штабелерами (7), автоматизированного двухдорожечного роликового
транспортера с автономным приводом на каждый ролик (8);
- пульта управления линией с УВМ (9);
- рабочего места подготовки инструментальных барабанов (10);
- автоматизированной системы удаления отходов (11);
- транспортера заготовок (12).
Заготовки с обработанными базовыми (технологическими) поверхностями поступают по транспортеру 12 на шариковый стол, где с помощью ручного манипулятора устанавливаются на специальные приспособления - "спутники" (палеты). На каждую заготовку приклеивается магнитный информационный носитель, в котором содержится информация о заготовке (номер, материал и т.д.). По команде оператора робот-штабелер устанавливает "спутник" с закрепленной на нем заготовкой в любую свободную ячейку склада заготовок. Считывающее устройство ячейки передает информацию на УВМ участка.
При освобождении от работы любого обрабатывающего центра 1 УВМ линии, в соответствии с оперативным планом производства, переданным с УВМ участка изготовления блоков цилиндров, дает команду роботу-штабелеру 7 склада заготовок 6 на подачу в обработку очередной заготовки определенного типоразмера.
Робот-штабелер извлекает спутник с необходимой заготовкой из ячейки склада и устанавливает на одну из дорожек автоматического транспортера, который получает команду от УВМ о доставке "спутника" с заготовкой к свободному обрабатывающему центру (ОЦ). Остановка заготовки против заданного ОЦ достигается вращением роликов транспортера с автономными приводами от склада до заданного места, а остальные ролики остаются неподвижными.
Одновременно с командой роботу-штабелеру на подачу заготовки УВМ переписывает программу обработки указанной заготовки на программоноситель обрабатывающего центра, который за время движения заготовки по транспортной системе меняет инструмент для выполнения первого перехода операции и устанавливает необходимые режимы обработки, то есть полностью подготовлен для работы с новой (совершенно другой по параметрам обработки) заготовки.
Робот-манипулятор 4, также по команде УВМ, перемещается по рельсовой дорожке к свободному обрабатывающему центру и производит перегрузку с транспортера 8 на рабочий стол обрабатывающего центра, где автоматически (с помощью байонетных зажимов) "спутник" с заготовкой закрепляется и производится полная обработка блока цилиндров.
По окончании обработки "спутник" с готовой деталью перегружается на транспортер, а с транспортера - в моечную машину 3. После мойки и сушки таким же образом обработанная деталь поступает на контрольную машину, где контролируется по программе, переданной с УВМ.
В случае соответствия параметров с заданными готовая деталь поступает по транспортной системе в склад готовых изделий, о чем получают информацию УВМ линии.
Перед помещением в склад готовых изделий оператор снимает готовую деталь со "спутника", который возвращается на склад заготовок.
В случае, если контролируемые параметры изделия не соответствуют заданным, контрольная машина вызывает оператора, который принимает решение. При необходимости по команде оператора контрольная машина распечатывает результаты контроля.
С целью экономии рабочего времени контроль за состоянием инструментов в инструментальном барабане и его смена производится вне обрабатывающего центра на специальном рабочем месте. Для этого инструментальный барабан снимается мостовым краном со специальным поворотным устройством и тут же устанавливается новый барабан.
Контроль и настройка инструмента (в специальных инструментальных державках) производится с помощью инструментального микроскопа.
Обслуживают участок 3 человека:
Инженер-оператор (он же наладчик, оператор УВМ, программист и контролер);
- рабочий склада заготовок и готовых изделий;
- рабочий-инструментальщик.
Использование ГПС приводит к полному изменению подходов к проектированию, освоению и серийному производству, а также планированию производства (в том числе и оперативному).
Однако стоимость такой ГПС очень велика и требуется тщательная экономическая проработка эффективности ее применения.
Производственная структура ГПС приведена на рис 7.14 (сравните с рис. 7.3 и 7.4).
Рис 7.14. Производственная структура гибкой производственной системы (фрагмент)
| Предыдущая |
Туровец О.Г., Родионов В.Б., Бухалков М.И.
Глава из книги «Организация производства и управление предприятием»
ИД «ИНФРА-М », 2007
10.1. Понятие о производственном процессе
Современное производство представляет собой сложный процесс превращения сырья, материалов, полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребностям общества.
Совокупность всех действий людей и орудий труда, осуществляемых на предприятии для изготовления конкретных видов продукции, называется производственным процессом .
Основной частью производственного процесса являются технологические процессы, которые содержат целенаправленные действия по изменению и определению состояния предметов труда. В ходе реализации технологических процессов происходит изменение геометрических форм, размеров и физико-химических свойств предметов труда.
Наряду с технологическими производственный процесс включает также и нетехнологические процессы, которые не имеют своей целью изменение геометрических форм, размеров или физико-химических свойств предметов труда или проверку их качества. К таким процессам относятся транспортные, складские, погрузочно-разгрузочные, комплектовочные и некоторые другие операции и процессы.
В производственном процессе трудовые процессы сочетаются с естественными, в которых изменение предметов труда происходит под влиянием сил природы без участия человека (например, сушка окрашенных деталей на воздухе, охлаждение отливок, старение литых деталей и т. д.).
Разновидности производственных процессов. По своему назначению и роли в производстве процессы подразделяются на основные, вспомогательные и обслуживающие.
Основными называются производственные процессы, в ходе которых осуществляется изготовление основной продукции, выпускаемой предприятием. Результатом основных процессов в машиностроении являются выпуск машин, аппаратов и приборов, составляющих производственную программу предприятия и соответствующих его специализации, а также изготовление запасных частей к ним для поставки потребителю.
К вспомогательным относятся процессы, обеспечивающие бесперебойное протекание основных процессов. Их результатом является продукция, используемая на самом предприятии. Вспомогательными являются процессы по ремонту оборудования, изготовлению оснастки, выработка пара и сжатого воздуха и т. д.
Обслуживающими называются процессы, в ходе реализации которых выполняются услуги, необходимые для нормального функционирования и основных, и вспомогательных процессов. К ним относятся, например, процессы транспортировки, складирования, подбора и комплектования деталей и т. д.
В современных условиях, особенно в автоматизированном производстве, наблюдается тенденция к интеграции основных и обслуживающих процессов. Так, в гибких автоматизированных комплексах объединены в единый процесс основные, комплектовочные, складские и транспортные операции.
Совокупность основных процессов образует основное производство. На предприятиях машиностроения основное производство состоит из трех стадий: заготовительной, обрабатывающей и сборочной. Стадией производственного процесса называется комплекс процессов и работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части производственного процесса и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.
К заготовительной стадии относятся процессы получения заготовок — резка материалов, литье, штамповка. Обрабатывающая стадия включает процессы превращения заготовок в готовые детали: механическую обработку, термообработку, покраску и гальванические покрытия и т. д. Сборочная стадия — заключительная часть производственного процесса. В нее входят сборка узлов и готовых изделий, регулировка и отладка машин и приборов, их испытания.
Состав и взаимные связи основных, вспомогательных и обслуживающих процессов образуют структуру производственного процесса.
В организационном плане производственные процессы подразделяются на простые и сложные. Простыми называются производственные процессы, состоящие из последовательно осуществляемых действий над простым предметом труда. Например, производственный процесс изготовления одной детали или партии одинаковых деталей. Сложный процесс представляет собой сочетание простых процессов, осуществляемых над множеством предметов труда. Например, процесс изготовления сборочной единицы или всего изделия.
10.2. Научные принципы организации процессов производства
Деятельность по организации производственных процессов. Многообразные производственные процессы, в результате которых создается промышленная продукция, необходимо соответствующим образом организовать, обеспечив их эффективное функционирование в целях выпуска конкретных видов продукции высокого качества и в количествах, удовлетворяющих потребности народного хозяйства и населения страны.
Организация производственных процессов состоит в объединении людей, орудий и предметов труда в единый процесс производства материальных благ, а также в обеспечении рационального сочетания в пространстве и во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.
Пространственное сочетание элементов производственного процесса и всех его разновидностей реализуется на основе формирования производственной структуры предприятия и входящих в него подразделений. В этой связи важнейшими видами деятельности являются выбор и обоснование производственной структуры предприятия, т.е. определение состава и специализации входящих в него подразделений и установление рациональных взаимосвязей между ними.
В ходе разработки производственной структуры выполняются проектные расчеты, связанные с определением состава парка оборудования, учетом его производительности, взаимозаменяемости, возможности эффективного использования. Разрабатываются также рациональные планировка подразделений, размещение оборудования, рабочих мест. Создаются организационные условия для бесперебойной работы оборудования и непосредственных участников производственного процесса — рабочих.
Одним из основных аспектов формирования производственной структуры является обеспечение взаимоувязанного функционирования всех составляющих производственного процесса: подготовительных операций, основных производственных процессов, технического обслуживания. Необходимо всесторонне обосновать наиболее рациональные для конкретных производственно-технических условий организационные формы и методы осуществления тех или иных процессов.
Важный элемент организации производственных процессов — организация труда работающих, конкретно реализующая соединение рабочей силы со средствами производства. Методы организации труда в значительной мере определяются формами производственного процесса. В центре внимания в связи с этим должны стать обеспечение рационального разделения труда и определение на этой основе профессионально-квалификационного состава рабочих, научная организация и оптимальное обслуживание рабочих мест, всемерное улучшение и оздоровление условий труда.
Организация производственных процессов предполагает также сочетание их элементов во времени, что обусловливает определенный порядок выполнения отдельных операций, рациональное совмещение времени выполнения различных видов работ, определение календарно-плановых нормативов движения предметов труда. Нормальное течение процессов во времени обеспечивается также порядком запуска-выпуска изделий, созданием необходимых запасов (резервов) и производственных заделов, бесперебойным снабжением рабочих мест инструментом, заготовками, материалами. Важным направлением этой деятельности является организация рационального движения материальных потоков. Эти задачи решаются на основе разработки и внедрения систем оперативного планирования производства с учетом типа производства и технико-организационных особенностей производственных процессов.
Наконец, в ходе организации процессов производства на предприятии немаловажное место отводится разработке системы взаимодействия отдельных производственных подразделений.
Принципы организации производственного процесса представляют собой исходные положения, на основе которых осуществляются построение, функционирование и развитие производственных процессов.
Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные части (процессы, операции) и их закрепление за соответствующими подразделениями предприятия. Принципу дифференциации противостоит принцип комбинирования , который означает объединение всех или части разнохарактерных процессов по изготовлению определенных видов продукции в пределах одного участка, цеха или производства. В зависимости от сложности изделия, объема производства, характера применяемого оборудования производственный процесс может быть сосредоточен в каком-либо одном производственном подразделении (цехе, участке) или рассредоточен по нескольким подразделениям. Так, на машиностроительных предприятиях при значительном выпуске однотипных изделий организуются самостоятельные механические и сборочные производства, цехи, а при небольших партиях выпускаемой продукции могут быть созданы единые механосборочные цехи.
Принципы дифференциации и комбинирования распространяются и на отдельные рабочие места. Поточная линия, например, представляет собой дифференцированный комплекс рабочих мест.
В практической деятельности по организации производства приоритет в использовании принципов дифференциации или комбинирования должен отдаваться тому принципу, который обеспечит наилучшие экономические и социальные характеристики производственного процесса. Так, поточное производство, отличающееся высокой степенью дифференциации производственного процесса, позволяет упрощать его организацию, совершенствовать навыки рабочих, повышать производительность труда. Однако чрезмерная дифференциация повышает утомляемость рабочих, большое число операций увеличивает потребность в оборудовании и производственных площадях, ведет к излишним затратам на перемещение деталей и т. д.
Принцип концентрации означает сосредоточение определенных производственных операций по изготовлению технологически однородной продукции или выполнению функционально-однородных работ на отдельных рабочих местах, участках, в цехах или производствах предприятия. Целесообразность концентрации однородных работ на отдельных участках производства обусловлена следующими факторами: общностью технологических методов, вызывающих необходимость применения однотипного оборудования; возможностями оборудования, например обрабатывающих центров; возрастанием объемов выпуска отдельных видов продукции; экономической целесообразностью концентрации производства определенных видов продукции или выполнения однородных работ.
При выборе того или иного направления концентрации необходимо учитывать преимущества каждого из них.
При концентрации в подразделении технологически однородных работ требуется меньшее количество дублирующего оборудования, повышается гибкость производства и появляется возможность быстрого перехода на выпуск новой продукции, возрастает загрузка оборудования.
При концентрации технологически однородной продукции сокращаются расходы на транспортировку материалов и изделий, уменьшается длительность производственного цикла, упрощается управление ходом производства, сокращается потребность в производственных площадях.
Принцип специализации основан на ограничении разнообразия элементов производственного процесса. Реализация этого принципа предполагает закрепление за каждым рабочим местом и каждым подразделением строго ограниченной номенклатуры работ, операций, деталей или изделий. В противоположность принципу специализации принцип универсализации предполагает такую организацию производства, при которой каждое рабочее место или производственное подразделение занято изготовлением деталей и изделий широкого ассортимента или выполнением разнородных производственных операций.
Уровень специализации рабочих мест определяется специальным показателем — коэффициентом закрепления операций К з.о, который характеризуется количеством деталеопераций, выполняемых на рабочем месте за определенный промежуток времени. Так, при К з.о = 1 имеет место узкая специализация рабочих мест, при которой в течение месяца, квартала на рабочем месте выполняется одна деталеоперация.
Характер специализации подразделений и рабочих мест во многом определяется объемом производства одноименных деталей. Наивысшего уровня специализация достигает при выпуске одного вида продукции. Наиболее типичным примером узкоспециализированных производств являются заводы по производству тракторов, телевизоров, автомашин. Увеличение номенклатуры производства снижает уровень специализации.
Высокая степень специализации подразделений и рабочих мест способствует росту производительности труда за счет выработки трудовых навыков рабочих, возможностей технического оснащения труда, сведения к минимуму затрат по переналадке станков и линий. Вместе с тем узкая специализация снижает требуемую квалификацию рабочих, обусловливает монотонность труда и, как следствие, ведет к быстрой утомляемости рабочих, ограничивает их инициативу.
В современных условиях усиливается тенденция к универсализации производства, что определяется требованиями научно-технического прогресса по расширению номенклатуры выпускаемой продукции, появлением многофункционального оборудования, задачами совершенствования организации труда в направлении расширения трудовых функций рабочего.
Принцип пропорциональности заключается в закономерном сочетании отдельных элементов производственного процесса, которое выражается в определенном количественном соотношении их друг с другом. Так, пропорциональность по производственной мощности предполагает равенство мощностей участков или коэффициентов загрузки оборудования. В этом случае пропускная способность заготовительных цехов соответствует потребности в заготовках механических цехов, а пропускная способность этих цехов — потребности сборочного цеха в необходимых деталях. Отсюда вытекает требование иметь в каждом цехе оборудование, площади, рабочую силу в таком количестве, которое обеспечивало бы нормальную работу всех подразделений предприятия. Такое же соотношение пропускной способности должно существовать и между основным производством, с одной стороны, и вспомогательными и обслуживающими подразделениями — с другой.
Нарушение принципа пропорциональности ведет к диспропорциям, появлению узких мест в производстве, вследствие чего ухудшается использование оборудования и рабочей силы, возрастает длительность производственного цикла, увеличиваются заделы.
Пропорциональность в рабочей силе, площадях, оборудовании устанавливается уже при проектировании предприятия, а затем уточняется при разработке годовых производственных планов путем проведения так называемых объемных расчетов — при определении мощностей, численности работающих, потребности в материалах. Пропорции устанавливают на основе системы нормативов и норм, которые определяют количество взаимных связей между различными элементами производственного процесса.
Принцип пропорциональности предполагает одновременное выполнение отдельных операций или частей производственного процесса. Он базируется на положении о том, что части расчлененного производственного процесса должны быть совмещены во времени и выполняться одновременно.
Производственный процесс изготовления машины состоит из большого числа операций. Совершенно очевидно, что выполнение их последовательно одна за другой вызвало бы увеличение продолжительности производственного цикла. Поэтому отдельные части процесса изготовления продукции должны выполняться параллельно.
Параллельность достигается: при обработке одной детали на одном станке несколькими инструментами; одновременной обработкой разных деталей одной партии по данной операции на нескольких рабочих местах; одновременной обработкой тех же деталей по различным операциям на нескольких рабочих местах; одновременным изготовлением различных деталей одного и того же изделия на разных рабочих местах. Соблюдение принципа параллельности ведет к сокращению длительности производственного цикла и времени пролеживания деталей, к экономии рабочего времени.
Под прямоточностью понимают такой принцип организации производственного процесса, при соблюдении которого все стадии и операции производственного процесса осуществляются в условиях кратчайшего пути предмета труда от начала процесса до его конца. Принцип прямоточности требует обеспечения прямолинейного движения предметов труда в технологическом процессе, устранения различного рода петель и возвратных движений.
Достичь полной прямоточности можно путем пространственного расположения операций и частей производственного процесса в порядке следования технологических операций. Необходимо также при проектировании предприятий добиваться расположения цехов и служб в последовательности, предусматривающей минимальное расстояние между смежными подразделениями. Следует стремиться к тому, чтобы детали и сборочные единицы разных изделий имели одинаковую или сходную последовательность протекания стадий и операций производственного процесса. При реализации принципа прямоточности возникает также задача оптимального расположения оборудования и рабочих мест.
Принцип прямоточности в большей степени проявляется в условиях поточного производства, при создании предметно-замкнутых цехов и участков.
Соблюдение требований прямоточности ведет к упорядочению грузопотоков, сокращению грузооборота, уменьшению затрат на транспортировку материалов, деталей и готовых изделий.
Принцип ритмичности означает, что все отдельные производственные процессы и единый процесс производства определенного вида продукции повторяются через установленные периоды времени. Различают ритмичность выпуска продукции, работы, производства.
Ритмичностью выпуска называется выпуск одинакового или равномерно увеличивающегося (уменьшающегося) количества продукции за равные интервалы времени. Ритмичность работы — это выполнение равных объемов работ (по количеству и составу) за равные интервалы времени. Ритмичность производства означает соблюдение ритмичного выпуска продукции и ритмичности работы.
Ритмичная работа без рывков и штурмовщины — основа роста производительности труда, оптимальной загрузки оборудования, полного использования кадров и гарантия выпуска продукции высокого качества. Равномерная работа предприятия зависит от ряда условий. Обеспечение ритмичности — комплексная задача, требующая совершенствования всей организации производства на предприятии. Первостепенное значение имеют правильная организация оперативного планирования производства, соблюдение пропорциональности производственных мощностей, совершенствование структуры производства, надлежащая организация материально-технического снабжения и технического обслуживания производственных процессов.
Принцип непрерывности реализуется в таких формах организации производственного процесса, при которых все его операции осуществляются непрерывно, без перебоев, и все предметы труда непрерывно движутся с операции на операцию.
Полностью принцип непрерывности производственного процесса реализуется на автоматических и непрерывно-поточных линиях, на которых изготавливаются или собираются предметы труда, имеющие операции одинаковой или кратной такту линии продолжительности.
В машиностроении преобладают дискретные технологические процессы, и поэтому производства с высокой степенью синхронизации длительности операций здесь не являются преобладающими.
Прерывное движение предметов труда связано с перерывами, которые возникают в результате пролеживания деталей на каждой операции, между операциями, участками, цехами. Вот почему реализация принципа непрерывности требует ликвидации либо минимизации перерывов. Решение такой задачи может быть достигнуто на основе соблюдения принципов пропорциональности и ритмичности; организации параллельного изготовления деталей одной партии или различных деталей одного изделия; создания таких форм организации процессов производства, при которых синхронизируются время начала изготовления деталей на данной операции и время окончания выполнения предыдущей операции и т. д.
Нарушение принципа непрерывности, как правило, вызывает перебои в работе (простои рабочих и оборудования), ведет к увеличению длительности производственного цикла и размера незавершенного производства.
Принципы организации производства на практике действуют не изолированно, они тесно переплетаются в каждом производственном процессе. При изучении принципов организации следует обратить внимание на парный характер некоторых из них, их взаимосвязь, переход в свою противоположность (дифференциация и комбинирование, специализация и универсализация). Принципы организации развиваются неравномерно: в тот или иной период какой-нибудь принцип выдвигается на первый план либо приобретает второстепенное значение. Так, уходит в прошлое узкая специализация рабочих мест, они становятся все более универсальными. Принцип дифференциации начинает все больше заменяться принципом комбинирования, применение которого позволяет строить производственный процесс на основе единого потока. В то же время в условиях автоматизации возрастает значение принципов пропорциональности, непрерывности, прямоточности.
Степень реализации принципов организации производства имеет количественное измерение. Поэтому в дополнение к действующим методам анализа производства должны быть разработаны и применяться на практике формы и методы анализа состояния организации производства и реализации ее научных принципов. Методы расчета степени реализации некоторых принципов организации производственных процессов будут приведены в гл. 20.
Соблюдение принципов организации производственных процессов имеет большое практическое значение. Проведение в жизнь этих принципов является делом всех звеньев управления производством.
10.3. Пространственная организация производственных процессов
Производственная структура предприятия. Сочетание частей производственного процесса в пространстве обеспечивается производственной структурой предприятия. Под производственной структурой понимаются совокупность производственных единиц предприятия, входящих в его состав, а также формы взаимосвязей между ними. В современных условиях производственный процесс может рассматриваться в двух его разновидностях:
- как процесс материального производства с конечным результатом — товарной продукцией;
- как процесс проектного производства с конечным результатом — научно-техническим продуктом.
Характер производственной структуры предприятия зависит от видов его деятельности, основными из которых являются следующие: научно-исследовательская, производственная, научно-производственная, производственно-техническая, управленческо-хозяйственная.
Приоритет соответствующих видов деятельности определяет структуру предприятия, долю научных, технических и производственных подразделений, соотношение численности рабочих и ИТР.
Состав подразделений предприятия, специализирующегося на производственной деятельности, определяется особенностями конструкции производимой продукции и технологии ее изготовления, масштабами производства, специализацией предприятия и сложившимися кооперированными связями. На рис. 10.1 представлена схема взаимосвязей факторов, определяющих производственную структуру предприятия.
Рис. 10.1. Схема взаимосвязей факторов, определяющих производственную структуру предприятия
В современных условиях большое влияние на структуру предприятия оказывает форма собственности. Переход от государственной к другим формам собственности — частной, акционерной, арендной — приводит, как правило, к сокращению лишних звеньев и структур, численности контрольного аппарата, уменьшает дублирование в работе.
В настоящее время широкое распространение получили различные формы организации предприятий; существуют малые, средние и крупные предприятия, производственная структура каждого из них обладает соответствующими особенностями.
Производственная структура малого предприятия отличается простотой. Она, как правило, имеет минимум или не имеет вовсе внутренних структурных производственных подразделений. На малых предприятиях незначителен аппарат управления, широко применяется совмещение управленческих функций.
Структура средних предприятий предполагает выделение в их составе цехов, а при бесцеховой структуре — участков. Здесь уже создаются минимально необходимые для обеспечения функционирования предприятия собственные вспомогательные и обслуживающие подразделения, отделы и службы аппарата управления.
Крупные предприятия в обрабатывающей промышленности имеют в своем составе весь набор производственных, обслуживающих и управляющих подразделений.
На основе производственной структуры разрабатывается генеральный план предприятия. Под генеральным планом понимается пространственное расположение всех цехов и служб, а также транспортных путей и коммуникаций на территории предприятия. При разработке генерального плана обеспечивается прямоточность материальных потоков. Цехи должны быть расположены соответственно последовательности выполнения производственного процесса. Службы и цехи, связанные между собой, необходимо размещать в непосредственной близости.
Развитие производственной структуры объединений. Производственные структуры объединений в современных условиях претерпевают существенные изменения. Для производственных объединений в обрабатывающей промышленности, в частности в машиностроении, характерны следующие направления совершенствования производственных структур:
- концентрация производства однородной продукции или выполнения однотипных работ в единых специализированных подразделениях объединения;
- углубление специализации структурных подразделений предприятий — производств, цехов, филиалов;
- интеграция в единых научно-производственных комплексах работ по созданию новых видов продукции, ее освоению в производстве и организации выпуска в необходимых для потребителя количествах;
- рассредоточение производства на основе создания в составе объединения узкоспециализированных предприятий различных размеров;
- преодоление сегментации в построении производственных процессов и создание единых потоков изготовления продукции без выделения цехов, участков;
- универсализация производства, заключающаяся в выпуске разной по назначению продукции, комплектуемой из однородных по конструкции и технологии узлов и деталей, а также в организации производства сопутствующих изделий;
- широкое развитие кооперации по горизонтали между предприятиями, входящими в разные объединения, в целях сокращения издержек производства за счет увеличения масштабов выпуска однотипной продукции и полной загрузки мощностей.
Создание и развитие крупных объединений вызвало к жизни новую форму производственной структуры, характеризуемую выделением в их составе специализированных производств оптимального размера, построенных по принципу технологической и предметной специализации. Такая структура предусматривает также максимальную концентрацию заготовительных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Новая форма производственной структуры получила название многопроизводственной. В 80-х годах она нашла широкое применение на предприятиях автомобильной, электротехнической и других отраслей промышленности.
Нижегородское объединение по производству автомобилей, например, включает головное предприятие и семь заводов-филиалов. Головное предприятие имеет в своем составе десять специализированных производств: грузовых, легковых автомобилей, двигателей, мостов грузовых автомобилей, металлургическое, кузнечно-рессорное, инструментальное и др. Каждое из этих производств объединяет группу основных и вспомогательных цехов, обладает определенной самостоятельностью, сохраняет тесные связи с другими подразделениями предприятия и пользуется правами, установленными для структурных единиц объединения. Типовая структура производства приведена на рис. 10.2.
На более высоком качественном уровне реализована многопроизводственная структура на Волжском автозаводе. Изготовление автомобилей здесь сосредоточено в четырех основных производствах: металлургическом, прессовом, механосборочном и сборочно-кузнечном. Кроме того, выделены и вспомогательные производства. Каждое из них — самостоятельный завод с замкнутым производственным циклом. В состав производств входят цехи. Но цехи на ВАЗе претерпели существенные изменения. Они освобождены от забот по обеспечению производства, ремонту и техническому обслуживанию оборудования, содержанию и уборке помещений и т. д. За производственным цехом ВАЗа оставлена единственная задача — качественно и в срок выпускать закрепленные за ним изделия. Структура управления цехом максимально упрощена. Это — начальник цеха, два его заместителя по сменам, начальники участков, мастера, бригадиры. Все задачи обеспечения, подготовки производства и обслуживания решаются централизованно аппаратом управления производством.
Рис. 10.2. Типовая структура производства
В каждом производстве созданы отделы: проектно-технологический, конструкторский, по инструменту и оснастке, анализа и планирования ремонта оборудования. Здесь же образованы единые службы оперативно-календарного планирования и диспетчирования, материально-технического обеспечения, организации труда и заработной платы.
В состав производства входят крупные специализированные цехи: ремонтный, изготовления и ремонта оснастки, транспортно-складских операций, уборки помещений и другие. Создание в производствах мощных инженерных служб и производственных подразделений, каждое из которых полностью решает возложенные на них задачи в своей области, позволило на принципиально новой основе создать нормальные условия для эффективной работы основных производственных цехов.
В основу организации цехов и участков положены принципы концентрации и специализации. Специализация цехов и производственных участков может быть осуществлена по видам работ — технологическая специализация или по видам изготовленной продукции — предметная специализация. Примерами производственных подразделений технологической специализации на машиностроительном предприятии являются литейный, термический или гальванический цехи, токарный и шлифовальный участки в механическом цехе; предметной специализации — цех корпусных деталей, участок валов, цех по изготовлению редукторов и др.
Если в пределах цеха или участка осуществляется законченный цикл изготовления изделия или детали, это подразделение называется предметно-замкнутым.
При организации цехов и участков необходимо тщательно проанализировать преимущества и недостатки всех видов специализации. При технологической специализации обеспечивается высокая загрузка оборудования, достигается высокая гибкость производства при освоении новой продукции и смене объектов производства. В то же время затрудняется оперативно-производственное планирование, удлиняется производственный цикл, снижается ответственность за качество продукции.
Применение предметной специализации, позволяя концентрировать все работы по производству детали или изделия в рамках одного цеха, участка, повышает ответственность исполнителей за качество продукции и выполнение заданий. Предметная специализация создает предпосылки для организации поточного и автоматизированного производства, обеспечивает реализацию принципа прямоточности, упрощает планирование и учет. Однако здесь не всегда удается достичь полной загрузки оборудования, больших затрат требует перестройка производства на выпуск новой продукции.
Значительными экономическими преимуществами обладают и предметно-замкнутые цехи и участки, организация которых позволяет сократить длительность производственного цикла изготовления изделий в результате полного или частичного устранения встречных или возрастных перемещений, упростить систему планирования и оперативного управления ходом производства. Практический опыт отечественных и зарубежных предприятий позволяет дать следующую группировку правил, которыми следует руководствоваться при решении вопроса о применении предметного или технологического принципа построения цехов и участков.
Предметный принцип рекомендуется применять в следующих случаях: при выпуске одного или двух стандартных изделий, при большом объеме и высокой степени стабильности выпуска изделий, при возможности хорошего сбалансирования оборудования и рабочей силы, при минимуме контрольных операций и незначительном количестве переналадок; технологический — при выпуске большой номенклатуры изделий, при их относительно невысокой серийности, при невозможности сбалансировать оборудование и рабочую силу, при большом количестве контрольных операций и значительном количестве переналадок.
Организация производственных участков. Организация участков определяется видом их специализации. Она предполагает решение большого числа задач, включающих подбор объектов производства; расчет необходимого оборудования и его планировку; определение размеров партий (серий) деталей и периодичности их запуска-выпуска; закрепление за каждым рабочим местом работ и операций, построение графиков; расчет потребности в кадрах; проектирование системы обслуживания рабочих мест. В последнее время в объединениях стали формироваться научно-производственные комплексы, интегрирующие все этапы цикла «Исследование – разработка – производство».
В Санкт-Петербургском объединении «Светлана» впервые в стране было создано четыре научно-производственных комплекса. Комплекс — это единое подразделение, специализирующееся на разработке и выпуске изделий определенного профиля. Он создается на базе конструкторских бюро головного завода. В его состав, кроме КБ, входят цехи основного производства и специализированные филиалы. Научно-производственная деятельность комплексов осуществляется на основе внутрихозяйственного расчета.
Научно-производственные комплексы ведут конструкторскую и технологическую подготовку производства, привлекая для выполнения работ, связанных с освоением новой продукции, соответствующие подразделения объединения. Руководителю конструкторского бюро предоставлены права сквозного планирования всех этапов подготовки производства — от исследования до организации серийного выпуска. Он несет ответственность не только за качество и сроки разработки, но и за освоение серийного выпуска новой продукции и производственную деятельность цехов и филиалов, входящих в комплекс.
В условиях перехода предприятий к рыночной экономике происходит дальнейшее развитие производственной структуры объединений на основе повышения хозяйственной самостоятельности входящих в их состав подразделений.
В качестве примера создания и реализации новой организационной формы в условиях перехода к рынку можно привести создание акционерного общества — научно-производственного концерна в объединении «Энергия» (г. Воронеж). На базе подразделений концерна создано более 100 самостоятельных научно-производственных комплексов, объединений первого уровня и предприятий, имеющих полную юридическую самостоятельность и расчетные счета в коммерческом банке. При создании самостоятельных объединений и предприятий использованы: многообразие форм собственности (государственная, арендная, смешанная, акционерная, кооперативная); многообразие организационных структур самостоятельных предприятий и объединений, численный состав которых варьируется от 3 до 2350 человек; многообразие видов деятельности (научно-производственная, организационно-хозяйственная, производственно-техническая).
В концерне 20 предметных и функциональных научно-производственных комплексов, объединяющих в своем составе научно-исследовательские, конструкторские, технологические подразделения и производства, специализирующиеся на разработке и выпуске определенных видов продукции или выполнении технологически однородных работ. Эти комплексы созданы за счет реформирования опытного и серийного заводов и на базе научно-исследовательского института. В зависимости от численности и объемов работ они функционируют как объединения первого уровня, предприятия или малые предприятия.
Научно-производственные комплексы полностью проявили свои преимущества в период конверсии в условиях резкой смены номенклатуры изделий. После получения самостоятельности предприятия добровольно организовали объединения первого уровня — научно-производственные комплексы или фирмы — и учредили концерн, централизовав согласно Уставу 10 основных функций. Высшим органом управления концерна является собрание акционеров. Координацию работ по выполнению централизованных функций выполняют совет директоров и функциональные подразделения концерна, работающие на условиях полной самоокупаемости. Подразделения, выполняющие обслуживающие и вспомогательные функции, также работают на договорной основе и имеют полную юридическую и экономическую самостоятельность.
Изображенная на рис. 10.3 и получившая название «круговая» структура управления концерном удовлетворяет требованиям законодательства Российской Федерации. Совет директоров осуществляет координацию централизованных функций концерна в рамках Устава в соответствии с идеей круглого стола.
Круговая (в отличие от существующей вертикальной) система организации и управления производством основана на следующих принципах:
Рис. 10.3. Круговая структура управления концерном «Энергия»
- на добровольности объединения предприятий-акционеров для совместной деятельности ради получения максимальной и стабильной прибыли за счет реализации продукции и услуг в условиях конкуренции на рынке для удовлетворения социальных и экономических интересов акционеров;
- добровольной централизации части функций предприятий по организации и управлению производством, закрепленной Уставом акционерного общества;
- сочетании преимуществ крупной компании, обусловленных специализацией, кооперацией и масштабами производства, с достоинствами форм малого бизнеса и мотивацией работников через владение собственностью;
- системе предметных и функциональных научно-производственных комплексов, связанных между собой по технологическому признаку с учетом преимуществ специализации и кооперации;
- системе договорных отношений между научно-производственными комплексами и фирмами, подкрепленной системой удовлетворения хозрасчетных претензий, в том числе и с регулированием фонда оплаты труда;
- переносе центра текущей работы по организации и управлению производством с высшего уровня по вертикали на уровень научно-производственных комплексов и самостоятельных предприятий по горизонтали на договорной основе с сосредоточением усилий высшего звена управления на перспективных вопросах;
- реализации экономических связей между предприятиями через коммерческий банк и центр внутренних взаиморасчетов по соответствующим направлениям;
- повышении гарантий решения социальных вопросов и защищенности как самостоятельных предприятий, так и всех акционеров;
- сочетании и развитии различных форм собственности на уровне концерна и самостоятельных объединений и предприятий;
- отказе oт доминирующей роли высших органов управления с превращением функций управления и координации производства в одну из разновидностей деятельности акционеров;
- отработке механизма сочетания взаимных интересов самостоятельных предприятий и концерна в целом и предотвращения опасности разрыва за счет центробежных сил технологического принципа построения организации производства.
Круговая структура предусматривает принципиальное изменение деятельности предметных научно-производственных комплексов, которые берут на себя ведущую роль по планированию и обеспечению взаимосвязи по горизонтали деятельности функциональных научно-производственных комплексов и фирм на договорной основе по своей номенклатуре с учетом изменений на рынке.
Планово-диспетчерский отдел в рамках фирмы «Прибыль» преобразован, а значительная часть его функций и штатов передана в предметные научно-производственные комплексы. Внимание этой службы сосредоточено на стратегических задачах и координации работы комплексов и фирм.
Концерн «Энергия» прошел процесс приватизации через аренду и акционирование и получил свидетельство на владение собственностью, ему присвоен статус Федерального научно-производственного центра.
10.4. Организация производственных процессов во времени
Для обеспечения рационального взаимодействия всех элементов производственного процесса и упорядочения выполняемых работ во времени и в пространстве необходимо формирование производственного цикла изделия.
Производственным циклом называется комплекс определенным образом организованных во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, необходимых для изготовления определенного вида продукции. Важнейшей характеристикой производственного цикла является его длительность.
Длительность производственного цикла — это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходят все операции производственного процесса или определенной его части и превращаются в готовую продукцию. Длительность цикла выражается в календарных днях или часах. Структура производственного цикла включает время рабочего периода и время перерывов. В течение рабочего периода выполняются собственно технологические операции и работы подготовительно-заключительного характера. К рабочему периоду относятся также продолжительность контрольных и транспортных операций и время естественных процессов. Время перерывов обусловлено режимом труда, межоперационным пролеживанием деталей и недостатками в организации труда и производства.
Время межоперационного пролеживания определяется перерывами партионности, ожидания и комплектования. Перерывы партионности возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены тем, что обработанные изделия пролеживают, пока вся партия не пройдет через данную операцию. При этом исходят из того, что производственной партией называется группа изделий одного и того же наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного времени при одном и том же подготовительно-заключительном периоде. Перерывы ожидания вызываются несогласованной длительностью двух смежных операций технологического процесса, а перерывы комплектования — необходимостью ожидания того времени, когда будут изготовлены все заготовки, детали или сборочные единицы, входящие в один комплект изделий. Перерывы комплектования возникают при переходе от одной стадии производственного процесса к другой.
В наиболее общем виде длительность производственного цикла Т ц выражается формулой
Т ц = Т т + T n –3 + Т е + Т к + Т тр + Т мо + Т пр, (10.1)
где Т т — время технологических операций; T n –3 — время работ подготовительно-заключительного характера; Т е — время естественных процессов; Т к — время контрольных операций; Т тр — время транспортирования предметов труда; Т мо — время межоперационного пролеживания (внутрисменные перерывы); Т пр — время перерывов, обусловленных режимом труда.
Длительность технологических операций и подготовительно-заключительных работ в совокупности образует операционный цикл Т ц.оп.
Операционный цикл — это продолжительность законченной части технологического процесса, выполняемой на одном рабочем месте.
Методы расчета длительности производственного цикла. Необходимо различать производственный цикл отдельных деталей и цикл изготовления сборочной единицы или изделия в целом. Производственный цикл детали обычно называют простым, а изделия или сборочной единицы — сложным. Цикл может быть однооперационным и многооперационным. Длительность цикла многооперационного процесса зависит от способа передачи деталей с операции на операцию. Существуют три вида движения предметов труда в процессе их изготовления: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный.
При последовательном виде движения вся партия деталей передается на последующую операцию после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Достоинствами этого метода являются отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможность их высокой загрузки в течение смены. Но производственный цикл при такой организации работ является наибольшим, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях деятельности цеха, предприятия.
При параллельном виде движения детали передаются на следующую операцию транспортной партией сразу после окончания ее обработки на предыдущей операции. В этом случае обеспечивается наиболее короткий цикл. Но возможности применения параллельного вида движения ограничены, так как обязательным условием его реализации является равенство или кратность продолжительности выполнения операций. В противном случае неизбежны перерывы в работе оборудования и рабочих.
При параллельно-последовательном виде движения деталей с операции на операцию они передаются транспортными партиями или поштучно. При этом происходит частичное совмещение времени выполнения смежных операций, а вся партия обрабатывается на каждой операции без перерывов. Рабочие и оборудование работают без перерывов. Производственный цикл длительнее по сравнению с параллельным, но короче, чем при последовательном движении предметов труда.
Расчет цикла простого производственного процесса. Операционный производственный цикл партии деталей при последовательном виде движения рассчитывается так:
(10.2)
где n — количество деталей в производственной партии, шт.; r оп — число операций технологического процесса; t штi — норма времени на выполнение каждой операции, мин; С р.мi — количество рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции.
Схема последовательного вида движения представлена на рис. 10.4, а . По данным, приведенным в схеме, рассчитывается операционный цикл партии, состоящей из трех деталей, обрабатываемых на четырех рабочих местах:
Т ц.посл = 3 (t шт 1 + t шт 2 + t шт 3 + t шт 4) = 3 (2 + 1 + 4 + 1,5) = 25,5 мин.
Формула для расчета длительности операционного цикла при параллельном виде движения:
(10.3)
где — время выполнения операции, самой продолжительной в технологическом процессе, мин.
Рис. 10.4, а. График производственных циклов при последовательном движении партий деталей
График движения партии деталей при параллельном движении приведен на рис. 10.4, б. По графику можно определить длительность операционного цикла при параллельном движении:
Т ц.пар = (t шт 1 + t шт 2 + t шт 3 + t шт 4)+ (3 – 1) t шт 3 = 8,5 + (3 – 1) 4 = 16,5 мин.
Рис. 10.4, б. График производственных циклов при параллельно-последовательном движении партий деталей
При параллельно-последовательном виде движения происходит частичное совмещение во времени выполнения смежных операций. Существует два вида сочетания смежных операций во времени. Если время выполнения последующей операции больше времени выполнения предыдущей операции, то можно применять параллельный вид движения деталей. Если время выполнения последующей операции меньше времени выполнения предыдущей, то приемлем параллельно-последовательный вид движения с максимально возможным совмещением во времени выполнения обеих операций. Максимально совмещенные операции при этом отличаются друг от друга на время изготовления последней детали (или последней транспортной партии) на последующей операции.
Схема параллельно-последовательного вида движения приведена на рис. 10.4, в . В данном случае операционный цикл будет меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения каждой смежной пары операций: первая и вторая операции — АВ – (3 – l) t шт2 ; вторая и третья операции — ВГ = А¢Б¢ – (3 –1) t шт3 ; третья и четвертая операции — ДЕ – (3 – 1) t шт4 (где t шт3 и t шт4 имеют более короткое время t шт.кор из каждой пары операций).
Формулы для расчета
(10.4)
При выполнении операций на параллельных рабочих местах:
Рис. 10.4, в. График производственных циклов при параллельном движении партий деталей
При передаче изделий транспортными партиями:
(10.5)
где — время на выполнение наиболее короткой операции.
Пример расчета длительности цикла по формуле (10.5):
Т ц.п-п = 25,5 – 2 (1 + 1 + 1,5) = 18,5 мин.
Производственный цикл изготовления партии деталей включает не только операционный цикл, но и естественные процессы и перерывы, связанные с режимом работы, и другие составляющие. В этом случае длительность цикла для рассмотренных видов движения определяется по формулам:
где r оп — количество технологических операций; С р.м — количество параллельных рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции; t мо — время межоперационного пролеживания между двумя операциями, ч; Т см — длительность одной рабочей смены, ч; d см — число смен; К в.н — планируемый коэффициент выполнения норм на операциях; К пер — коэффициент перевода рабочего времени в календарное; Т е — длительность естественных процессов.
Расчет длительности цикла сложного процесса
Производственный цикл изделия включает циклы изготовления деталей, сборки узлов и готовых изделий, испытательных операций. При этом принято считать, что различные детали изготавливаются одновременно. Поэтому в производственный цикл изделия включается цикл наиболее трудоемкой (ведущей) детали из числа тех, которые подаются на первые операции сборочного цеха. Длительность производственного цикла изделия может быть рассчитана по формуле
Т ц.п = Т ц.д + Т ц.б, (10.9)
где Т ц.д — длительность производственного цикла изготовления ведущей детали, календ. дн.; Т ц.б — длительность производственного цикла сборочных и испытательных работ, календ. дн.
Рис. 10.5. Цикл сложного процесса
Для определения длительности цикла сложного производственного процесса может быть использован графический метод. Для этого составляется цикловой график. Предварительно устанавливаются производственные циклы простых процессов, входящих в сложный. По цикловому графику анализируется срок опережения одних процессов другими и определяется общая продолжительность цикла сложного процесса производства изделия или партии изделий как наибольшая сумма циклов связанных между собой простых процессов и межоперационных перерывов. На рис. 10.5 приведен цикловой график сложного процесса. На графике справа налево в масштабе времени откладываются циклы частичных процессов, начиная от испытаний и кончая изготовлением деталей.
Пути и значение обеспечения непрерывности производственного процесса и сокращения длительности цикла
Высокая степень непрерывности процессов производства и сокращение длительности производственного цикла имеет большое экономическое значение: снижаются размеры незавершенного производства и ускоряется оборачиваемость оборотных средств, улучшается использование оборудования и производственных площадей, снижается себестоимость продукции. Исследования, выполненные на ряде предприятий г. Харькова, показали, что там, где средняя длительность производственного цикла не превышает 18 дней, каждый затрачиваемый рубль обеспечивает получение продукции на 12% больше, чем на заводах, где длительность цикла равна 19–36 дням, и на 61% больше, чем на заводе, где продукция имеет цикл выше 36 дней.
Повышение уровня непрерывности производственного процесса и сокращение длительности цикла достигаются, во-первых, повышением технического уровня производства, во-вторых — мерами организационного характера. Оба пути взаимосвязаны и дополняют друг друга.
Техническое совершенствование производства идет в направлении внедрения новой технологии, прогрессивного оборудования и новых транспортных средств. Это ведет к сокращению производственного цикла за счет снижения трудоемкости собственно технологических и контрольных операций, уменьшения времени на перемещение предметов труда.
Организационные мероприятия должны предусматривать:
- сведение до минимума перерывов, вызванных межоперационным пролеживанием, и перерывов партионности за счет применения параллельного и параллельно-последовательного методов движения предметов труда и улучшения системы планирования;
- построение графиков комбинирования различных производственных процессов, обеспечивающих частичное совмещение во времени выполнения смежных работ и операций;
- сокращение перерывов ожидания на основе построения оптимизированных планов-графиков изготовления продукции и рационального запуска деталей в производство;
- внедрение предметно-замкнутых и подетально-специализированных цехов и участков, создание которых уменьшает длину внутрицеховых и межцеховых маршрутов, сокращает затраты времени на транспортировку.
Книга: А. Ф. Бабицкий. МЕТОДОЛОГИЯ АНАЛИЗА ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И УПРАВЛЕНИЯ.
1.3. Структура производственного процесса и производственных элементов
Функционально-социальный состав участников общественного производства
Все вещи и живые существа, за исключением людей, в производственный процесс могут поступать в виде предмета труда или орудия труда. Люди, которые участвуют в производственном процессе, могут выступать как рабочая сила и предмет труда, а за рабовладельческого строя - и как орудие труда. Участниками производства являются все люди, которые участвуют в производстве и потреблении совместно произведенного (добытого) продукта. Они делятся на активных и пассивных участников процесса производства.
Активные участники производства - все те, кто индивидуально или в игру-пи влияют орудиями труда на предмет труда. Вместе они станов-лять рабочую силу, которая по функциональному назначению в общественном производстве распределяется на три части: одна из них предназначена для производства орудий труда, вторая - для производства материалов (предмета труда), третья - для воспроизводства рабочей силы.
Затрат труда требует воспроизведения не только средств производства, но и самой рабочей силы. Например, медики, педагоги, воспитатели, работники физического воспитания, парикмахеры, работники общественного питания и многие другие относятся к активным участников производства, потому что непосредственно (живым трудом) участвуют в воспроизведении одного из производственных элементов - рабочей силы. С развитием производства затраты как овеществленного, так и живого труда на воспроизводство рабочей силы увеличиваются.
К социальных групп активных участников производства относятся рабочие, крестьяне, служащие, творческая интеллигенция и другие, кто непосредственно или косвенно участвует в процессе воздействия орудиями труда на предмет труда.
Пассивные участники производства - все люди, которые являются предметом труда и потребляют произведенный продукт. К ним относятся те, кто в прош-лому были (пенсионеры) или в будущем (дети, учащиеся всех уровней и направлений) активными участниками производства, а также вл-ки средств производства и рабочей силы, если они не принимают участия в процессе производства. Последние существовали в первобытных формах
производства: по рабовладения, феодализма и в простом капитале-стичному производстве.
Существует принципиальное расхождение между участниками первоначальных и разви-нутых форм производства. В первобытных формах производства, за исключением первобытнообщинных, их активные участники не имели средств производства и были способны участвовать в процессе производства пере-важно физическим трудом. А те, кто имел частную собственность, в основном были не активными, а пассивными участниками производственного процесса, выступая как распорядители своей собственности и привилегированные потребители производимого продукта.
В развитых формах производства, особенно после НТР, простой физический труд все больше уступает сложной умственной работе, которая использует интеллектуальные средства производства (мозг человека), которыми обладают сами участники производства.
В абсолютно чистом виде ничто не может существовать. Собственники рабов, домов, капиталов в зависимости от личных склонностей, размеров собственности и условий производства иногда брали и берут не только пассивное, но и активное участие в самом производственном процессе, выполнял самую роль организаторов, руководителей, а порой и рядовых работников. К. Маркс, исследуя роль капитала и его владельцев в производственном процессе, утверждал, что многим из капиталистов принадлежит по-заработная плата, и немалая, за непосредственное руководство производством и ведения финансового дела.
В свою очередь, активные участники производства вне своим рабочим местом становятся пассивными, то есть предметом труда для других. Но при этом они потребляют только часть того (заработную плату), произведенное ими во время активного участия в производственном процессе.
Такие социальные группы, как дети и ученики, является преимущественно предметом труда и материально обеспечиваются (с точки зрения производства) за “технологическими” нормами воспроизводства рабочей силы. По мере возможности сус-сообщество и родители дают им все, что необходимо для их нормального развития. В то же время ученики являются частично активными участниками производственного (учебного) процесса, потому что работают над собой и затрачивают труд на свое умственное и физическое совершенствование с целью подготовки себя к будущей работе. Однако как социальная группа ученики относятся к пассивным участников производства, поскольку большинство того, что потребляют, не производят.
Отношение количества активных к количеству всех участников производства, т.е. к численности всего населения, составляет коэффициент трудового использования населения.
3 = N (N = N?+N«)"
где N T , N П -соответственно количество активных и пассивных участников производства, N - общая численность населения.
Сущность и структура производственного процесса
Для осуществления производственного процесса необходимо наличие рабочей силы, орудий труда и предмета труда.
Производственный процесс - индивидуальная или групповая участие людей с помощью труда в производстве (добыче) какого-либо продукта (предмета), пригодного для восстановления одного или нескольких производственных элементов: рабочей силы, орудий и предмета труда.
Рабочая сила - активные участники производства и материальный носитель живого и овеществленного труда.
Итак, рабочую силу образуют активные участники производства, способные выполнять производственные функции с помощью прямого или не прямого воздействия орудиями труда на предмет труда. К косвенного воздействия относятся, например, техническое управление производственными процессами непосредственно или с помощью людей, ЭВМ и др.
Орудия труда - материальные носители овеществленного труда (предметы, объекты), которыми участники производства целенаправленно воздействуют на предмет труда с целью намеренного изменения или сохранения определенных его потребительских свойств, положения в пространстве и во времени.
Предмет труда - материальные носители овеществленного труда (предметы, люди, объекты, информационные данные и т.п.), которые в производственном процессе поддаются целенаправленному воздействию, вследствие чего изменяются или сохраняются определенные потребительские свойства, положение в пространстве и во времени.
Овеществленный труд - прошлая, то есть потрачена в прошлом, труд, содержащийся в каждом производственном элементе и в каждой из его составляющих. В рабочей силе содержится овеществленный труд А Т, в орудиях труда - А и в предмете труда - А м.
Характеристики овеществленного труда :
1. Овеществленный труд производственных элементов может быть только положительной величиной, т.е.
Ak ≥ 0 (k = 1,2,3).
2. Овеществленный труд любого производственного элемента равна сумме овеществленного труда, что содержится в его составляющих:
Лk = £а k (k = 1,2,3), (/=1,2,...,I k ),
где А к - количество овеществленного труда в k-м производственном элементе; a ki - количество овеществленного труда в i-й части k-го производственного элемента; I k - любое большое, но конечное целое число частей k-то производственного элемента.
Овеществленный труд любой составляющей производственных элементов может быть только положительной величиной:
% >0 (k = 1,2,3), (/ = 1,2,...,I k ).
Физический процесс труда, (или живая работа) - целеустремленный инди-відуальний или групповой влияние активных участников производства зна-ряддями труда на предмет труда с целью намеренного изменения или соберет-ния определенных его потребительских свойств, положения в пространстве и во времени.
Потребительские свойства продукта - такие его свойства (физические-нет, геометрические, биологические, социальные и др.), которые могут быть использо-состоянии для восстановления рабочей силы, орудий и предметов труда, их положение в пространстве и во времени.
Производственный процесс - целенаправленное преобразование в процессе труда трех производственных элементов (рабочей силы, орудий и предмета труда) на продукт производства, то есть придание предмету труда новых или сохранения уже существующих потребительских свойств в пространстве и во времени.
Поскольку производственный процесс происходит в пространстве и во времени, то и потребительские свойства продукта характеризуются не только количественными и качественными параметрами самого продукта, но и его положениях-нием в пространстве и проявлением его свойств во времени.
Экономический процесс производства - перенос овеществленного труда из всех трех производственных элементов (рабочей силы, орудий и предметов труда) на произведенный (добытый) продукт. В результате этого количество овеществленного труда в каждом производственном элементе и в каждой его составляющей одновременно уменьшается, а в производимом (вы-добытом) продукте растет.
Количество овеществленного труда, что содержится в сложном (составном) продукте, равна сумме овеществленного труда, всех его составляющих:
П = =Пi (i = l,Wo),
где: П - количество овеществленного труда, что содержится во всем продукте; П. - количество овеществленного труда, содержащееся в i-й части продук-ту П; / 0 - любое большое, но конечное целое число частей продукта П. Овеществленный труд любой части продукта может быть только положительной величиной:
Следовательно, производственный процесс представляет собой совокупность трудовых процессов, в ре-результате которых образуется (добывается) продукт (часть продук-ту), содержащий некоторое количество овеществленного труда и имеет определенную совокупность потребительских качеств, положения в пространстве и времени.
Потребительская структура производственных элементов
Как известно, труд породил человека, то есть повлекла сначала биологической, а затем и социальную (общественную) необходимость целенаправленного участия людей в улучшении условий своего существования. Люди создай-ли множество предметов как бытового, так и производственного назначения.
От созданных природой эти предметы отличаются тем, что в них содержится предварительно потрачена (овеществленный) труд, и их нужно воспроизводить. В экономическом смысле все они - только в прошлом затраченные труд, и не более того. Но эта первоначальная работа имеет потребительскую форму - оболочку, состоящую из многих деталей, которые вы-конують разнообразные функции. Если стоимость предметов определяется-ся количеством овеществленного в них труда, то потребительская стоимость, или потребительские качества предметов, характеризуется их способностью исполнил-ты определенные механические (технические), биологические или социальные функции. А ос-скольку в сфере производства ничего другого нет, кроме производственных элементов, то все существующие и воображаемые предметы должны быть поделены между ними. Для этого необходимо классифицировать потребительскую структуру самих производственных элементов.
1. Потребительские качества рабочей силы. В зависимости от выполняемых им производственных функций можно выделить 10 свойств:
1) социальная (общественная) способность и потребность в общественном производстве;
2) биологическая потребность и способность участия в процессе труда;
3) способность воспринимать внешнюю информацию - наличие органов и средств связи с внешним миром (мировоззрение, зрение, слух, обоняние, осязание);
4) способность переработки информации - наличие органов и средств выработки и принятия осмысленного решения (мозг и развитие мыслительных способностей);
5) способность перемещения и координации в пространстве - наличие природных органов и соответствующих средств;
6) способность влияния с помощью орудий труда или непосредственно (руками, ногами и т.п.) на предмет труда;
7) способность к самовоспроизведению - наличие органов и средств биологического размножения и социального развития;
8) способность к внутренней защиты - наличие органов и средств внутренней защиты от механического, биологического и социального влияния окружающей среды;
9) способность к внешней защиты - наличие органов и средств внешней защиты от механического, биологического и социального влияния окружающей среды;
10) способность вырабатывать энергию - наличие средства обеспечения действует-способности и функционирования всех органов рабочей силы.
2. Потребительские качества орудий труда. В зависимости от выполняемых ими функций можно также выделить 10 свойств:
1) рабочий инструмент - средство воздействия на предмет труда;
2) рабочий механизм - средство приведения в действие рабочего инструмента;
3) механизм перемещения - средство перемещения рабочего инструмен-ту или предмета труда относительно друг друга;
4) органы (механизмы) управления - средства управления действиями орудий труда;
5) энергия - средства приведения в действие механизмов и органов керуван-ния орудиями труда;
6) органы информации - средства отображения действия орудий труда и состояния предмета труда;
7) органы связи - средства передачи информации внутри и снаружи органов управления орудием труда;
8) внутренняя защита - средство защиты технического функционирования орудий труда и рабочей силы от вредных воздействий внутри зоны действия орудий труда;
9) здания - средства искусственной изоляции орудий труда, предмета труда и рабочей силы от воздействия окружающей среды;
10) внешняя защита - средство защиты технико-экономического функционирования орудий труда, рабочей силы и предмета труда от вредные воздействий извне (охрана зоны действия элементов производства, экология).
3. Потребительские виды предмета труда. Предметы труда прежде всего делятся на вещественные материалы, или просто материалы (камень, дере-во и т.д.), и информационные материалы, или просто информацию (знания человека, литература, законы, правила, научно-техническая докумен-тация и т.д.). Причем информация размещается на вещественных носителях информации (мозг, бумага, электронное устройство и др.), которые сами по себе являются вещественными материалами. Другими словами, информа-ный материал будто укрывает вещественный материал, который становится инфор-маційним носителем.
Все вещественные материалы можно разделить в зависимости от их проис-ния на природные материалы, которые находятся в окружающей среде-выше в готовом виде, и искусственные материалы, созданные из химических эле-ментов окружающей среды. Все информационные материалы также разделяют по их происхождению на природные информационные материалы, что является продуктом биологической жизни, и искусственные информационные материалы, которые являются продуктом производства, то есть деятельности людей.
Вещественные материалы по назначению целесообразно разделить на 5 групп:
1) производственные материалы - конструктивные, облицовочно-защитные, упаковочные и т.д.;
2) материалы-энергоносители - носители механической энергии (потенциальной и кинетической энергии тела), тепловой (зовнішньомолекулярної), химич-ной (внутрімолекулярної), ядерной (внутриатомная) энергии;
3) технологические материалы - механического воздействия (абразивы, масс-тыльные материалы), теплового воздействия (охлаждающие, нагревающие), химического воздействия (химикаты, катализаторы и т.п.), атомного воздействия (излучающие, и др.);
4) биологические материалы - растительные и животные;
5) социально-биологический материал (люди) - дети как материал для подготовки рабочей силы, взрослые женщины и мужчины - материал для рождения детей, работоспособное и неработоспособное население. Естественный информационный материал разделяют на такие группы:
1) материалы растительного генетики (семенной фонд);
2) материалы животной генетики (племенной скот, маточное поголовье птиц, рыб и т.п.);
3) социально-биологический информационный материал, содержащийся в участниках производства (генный фонд населения). Искусственный информационный материал относится к следующим группам:
1) комплексные информационные материалы (искусство, научная и техни-документация и т.п.);
2) алгоритмы (математические, законодательные правила, договоры, инструкции, стандарты и т.п.);
3) базы данных (справочники, статистика).
Приведенный состав всех трех производственных элементов позволяет классы-фикуваты всю массу предметов, которые участвуют в производственном процессе. С развитием общественного производства техническая структура производственных элементов непрерывно меняется. Так, например, в начальный период общественного производства самую существенную роль в орудиях труда играл инструмент, затем рабочая машина и энергия, что приводит ее в движение, а сейчас наступает период бурного развития органов управления, которые составляют существенную часть орудий труда. На создание информа-ции материала все больше затрачивается труда, и доля ее в кож-ному виде производимой продукции растет.
Структура потребления участниками производства
Все приведенные выше потребительские качества рабочей силы, как и свойства людей, развиваются и в процессе общественного производства могут усиливаться путем использования большого количества произведенных предметов. Для воспроизводства и совершенствования рабочей силы, т.е. для придания ей нужных производственных качеств, необходимые расходы.
B1 - питание - средство поддержания биологической жизни человека;
Б 2 - одежда - средство искусственной изоляции тела человека от воздействия окружающей среды как в условиях производства, так и вне его;
Б 3 - жилье - средство искусственного поддержания необходимых условий жит-тя человека вне производством;
Б 4 - лечение - восстановление нарушенных биологических функций человека;
Б 5 - информация - средство связи в биологической и социальной сферах жизни;
Б 6 - передвижения - средство расширения биологической и социальной сфер жизни;
Б 7 - развлечение - средство восстановления и развития биологических и социальных функций человека;
Б 8 - усовершенствование (физическое и умственное) - средство восстановления и развития биологических и социальных качеств человека;
Б 9 - внутренняя защита - средство защиты биологической и социальной жизни человека от вредного влияния внутри его сферы жизни;
Б 10 - внешняя защита - средство защиты биологической и социальной жизни человека от вредных воздействий извне на его сфер жит-тя и производства.
Набор этих десяти видов потребления обеспечивает все потребительские качества рабочей силы, перечисленные в теме 1.3 (с. 21, 22). Так, например, зас-применения технических средств (Б 6) передвижение (наземных, водных, воздушных) повышает его возможности, что позволяет отдалять место работы от жилья и повышает возможности использования рабочей силы в производстве.
Производственный процесс — совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных, обслуживающих и естественных процессов, направленных на изготовление определенной продукции.
Основные компоненты производственного процесса, определяющие характер производства, - это:
Профессионально подготовленный персонал;
Средства труда (машины, оборудование, здания, сооружения и т.д.);
Предметы труда (сырье, материалы, полуфабрикаты);
Энергия (электрическая, тепловая, механическая, световая, мышечная);
Информация (научно-техническая, коммерческая , оперативно-производственная, правовая, социально-политическая).
Основные процессы — это такие производственные процессы, в ходе которых сырье и материалы превращаются в готовую продукцию.
Вспомогательные процессы представляют собой обособленные части производственного процесса, которые зачастую могут быть выделены в самостоятельные предприятия. Они заняты изготовлением продукции и оказанием услуг, необходимых основному производству. К ним относятся изготовление инструментов и технологической оснастки, запасных частей, ремонт оборудования и т.д.
Обслуживающие процессы неразрывно связаны с основным производством, их невозможно обособить. Главная их задача — обеспечить бесперебойную работу всех подразделений предприятия. К ним относятся межцеховой и внутрицеховой транспорт, складирование и хранение материально-технических ресурсов и т.д.
Технологический процесс — это часть производственного процесса, целенаправленно воздействующая на предмет труда в целях его изменения.
В зависимости от особенностей используемого сырья технологические процессы подразделяются на:
. использующие сельскохозяйственное сырье (растительного или животного происхождения);
. использующие минеральное сырье (топливно-энергетическое, рудное, строительное и др.).
Использование конкретного вида сырья определяет способ воздействия на него и позволяет выделить три группы технологических процессов:
С механическим воздействием на предмет труда в целях изменения его конфигурации , размеров (процессы резания, сверления, фрезерования);
С физическим воздействием на предмет труда в целях изменения его физического состава (термическая обработка);
. аппаратурные, протекающие в специальном оборудовании для изменения химического состава предметов труда (плавка стали, производство пластмасс, продуктов перегонки нефти).
В соответствии с технологическими особенностями и отраслевой принадлежностью производственные процессы могут быть синтетическими, аналитическими и прямыми .
Синтетический производственный процесс — такой, в котором продукция изготавливается из различных видов сырья. Например, при производстве автомобилей используются различные виды металла, пластмасс, резина, стекло и другие материалы. Синтетический производственный процесс объединяет, как правило, множество дискретных технологических процессов с механическим и физическим воздействием на предметы труда.
Аналитический производственный процесс — такой, в котором из одного вида сырья изготовляется множество видов продукции. Примером может служить переработка нефти. Аналитический производственный процесс реализуется посредством использования непрерывных технологических процессов аппаратурного характера.
Прямой производственный процесс характеризуется выходом одного вида продукции из одного вида сырья. Примером может служить производство строительных блоков из однородного материала (туфа , мрамора, гранита).
Операция — часть процесса производства, выполняемая на одном рабочем месте одним или несколькими рабочими и состоящая из ряда действий над одним объектом производства (деталью, узлом, изделием).
По виду и назначению продукции , степени технической оснащенности операции классифицируются на ручные, машинно-ручные, механизированные и автоматизированные.
Ручные операции выполняются вручную с использованием простого инструмента (иногда механизированного), например, ручная окраска, сборка, упаковка изделия и пр.
Машинно-ручные операции осуществляются с помощью машин и механизмов при обязательном участии рабочего, например, перевозка грузов на электрокарах, обработка деталей на станках при ручной подаче.
Механизированные операции осуществляются машинами и механизмами при ограниченном участии работника, которое заключается в установке-съеме деталей и контроле над прохождением операции.
Автоматизированные операции осуществляются с использованием робототехники в часто повторяющихся видах деятельности. Автоматы в первую очередь освобождают людей от монотонного утомительного или опасного труда.
Организация производственного процесса базируется на следующих принципах:
1) Принцип специализации означает разделение труда между отдельными подразделениями предприятия и рабочими местами и их кооперирование в процессе производства. Реализация этого принципа предполагает закрепление за каждым рабочим местом и каждым подразделением строго ограниченной номенклатуры работ, деталей или изделий.
2) Принцип пропорциональности предполагает одинаковую пропускную способность подразделений, цехов, участков, рабочих мест при реализации технологического процесса по выпуску определенной продукции. Частое изменение структуры товарного портфеля нарушает абсолютную пропорциональность. Основной задачей при этом является недопущение постоянной перегрузки одних подразделений при хронической недогрузке других.
3) Принцип непрерывности предполагает сокращение или ликвидацию перерывов в процессе производства готовой продукции. Принцип непрерывности реализуется в таких формах организации производственного процесса, при которых все его операции осуществляются непрерывно, без перебоев, и все предметы труда непрерывно движутся с операции на операцию. Это сокращает время на изготовление продукции и уменьшает простои оборудования и рабочих.
4) Принцип параллельности предусматривает одновременное выполнение отдельных операций или частей производственного процесса. Этот принцип базируется на положении о том, что части производственного процесса должны быть совмещены во времени и выполняться одновременно. Соблюдение принципа параллельности ведет к сокращению длительности производственного цикла, экономии рабочего времени.
5) Принцип прямоточности предполагает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечивается кратчайший путь движения предметов труда от запуска сырья и материалов до получения готовой продукции. Соблюдение принципа прямоточности ведет к упорядочению грузопотоков, сокращению грузооборота, уменьшению затрат на транспортировку материалов, деталей и готовых изделий.
6) Принцип ритмичности означает , что весь производственный процесс и составляющие его части по изготовлению заданного количества продукции повторяются через равные промежутки времени. Различают ритмичность выпуска продукции, ритмичность работы и ритмичность производства.
Ритмичностью выпуска называется выпуск одинакового или равномерно увеличивающегося (уменьшающегося) количества продукции за равные отрезки времени. Ритмичность работы - это выполнение равных объемов работ (по количеству и составу) за равные интервалы времени. Ритмичность производства означает соблюдение ритмичного выпуска продукции и ритмичность работы.
7) Принцип технической оснащенности ориентирует на механизацию и автоматизацию производственного процесса, устранение ручного, монотонного, тяжелого, вредного для здоровья человека труда.
Производственный цикл представляет собой календарный период времени от момента запуска сырья и материалов в производство до полного изготовления готовой продукции. Производственный цикл включает время выполнения основных, вспомогательных операций и перерывов в процессе изготовления изделий.
Время выполнения основных операций составляет технологический цикл и определяет период, в течение которого производится непосредственное воздействие на предмет труда либо самим рабочим, либо машинами и механизмами под его управлением, а также время естественных технологических процессов, которые происходят без участия людей и техники (сушка на воздухе окрашенного или остывание нагретого изделия, брожение некоторых продуктов и др.).
Время выполнения вспомогательных операций включает:
. контроль качества обработки изделия;
Контроль режимов работы оборудования, их настройку, мелкий ремонт;
Уборку рабочего места;
Транспортировку материалов, заготовок;
Приемку и уборку обработанной продукции.
Время выполнения основных и вспомогательных операций составляет рабочий период.
Время перерывов в работе — это время в течение которого не производится никакого воздействия на предмет труда и не происходит изменения его качественной характеристики, но продукция еще не является готовой и процесс производства не закончен.
Различают регламентированные и нерегламентированные перерывы.
В свою очередь, регламентированные перерывы в зависимости от вызвавших их причин разделяются на межоперационные (внутрисменные) и междусменные (связанные с режимом работы).
Межоперационные перерывы делятся на перерывы партионности, ожидания и комплектования.
Перерывы партионности имеют место при обработке деталей партиями: каждая деталь или узел, поступая к рабочему месту в составе партии, пролеживает дважды — до начала и по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию.
Перерывы ожидания обусловлены несогласованностью (несинхронностью) длительности смежных операций технологического процесса и возникают, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место для выполнения следующей операции.
Перерывы комплектования возникают в тех случаях, когда детали и узлы пролеживают в связи с незаконченностыо изготовления других деталей, входящих в один комплект.
Междусменные перерывы определяются режимом работы (количеством и длительностью смен) и включают перерывы между рабочими сменами,выходные и праздничные дни, обеденные перерывы.
Нерегламентированные перерывы связаны с простоями оборудования и рабочих по различным, не предусмотренным режимом работы организационным и техническим причинам (отсутствие сырья, поломка оборудования, невыход на работу рабочих и др.) и не включаются в производственный цикл.
Расчет длительности производственного цикла (Тц) производится по формуле:
Тц = То + Тв + Тп,
где То - время выполнения основных операций;
Тв - время выполнения вспомогательных операций;
Тп - время перерывов.
Производственный цикл - один из важнейших технико-экономических показателей, который является исходным для расчета многих показателей производственно-хозяйственной деятельности предприятия.
Сокращение длительности производственного цикла - один из важнейших источников интенсификации и повышения эффективности производства на предприятиях. Чем быстрее совершается производственный процесс (меньше длительность производственного цикла), тем лучше используется производственный потенциал предприятия, выше производительность труда, меньше объем незавершенного производства, ниже себестоимость продукции.
Зависит от сложности и трудоемкости изготовления продукции, уровня техники и технологии, механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций, режима работы предприятия, организации бесперебойного обеспечения рабочих мест материалами и полуфабрикатами, а также всем необходимым для нормальной работы (энергия, инструменты, приспособления и т.п.).
Длительность производственного цикла в значительной степени определяется видом сочетания операций и порядком передачи предмета труда от одного рабочего места к другому.
Существуют три вида сочетания операций : последовательный, параллельный; параллельно-последовательный.
При последовательном движении обработка партии деталей на каждой последующей операции начинается после окончания обработки всей партии на предыдущей операции. Длительность производственного цикла при последовательном сочетании операций рассчитывается по формуле:
Тц (посл) = n ∑ ti ,
где n - число деталей в партии, m - число операций обработки деталей;
ti - время выполнения каждой операции, мин.
При параллельном движении передача деталей на последующую операцию осуществляется поштучно или транспортной партией сразу после обработки на предыдущей операции. В этом случае длительность производственного цикла рассчитывается по формуле:
Тц (пар) = P∑ ti + (n - P) t max ,
где P - размер транспортной партии;
t max - время выполнения наиболее продолжительной операции, мин.
При параллельном порядке выполнения операций обеспечивается наиболее короткий производственный цикл. Однако на отдельных операциях при этом возникают простои рабочих и оборудования, вызываемые неодинаковой продолжительностью отдельных операций. В этом случае более эффективным может быть параллельно-последовательное сочетание операций.
При параллельно-последовательном виде движения деталей с операции на операцию они передаются транспортными партиями или поштучно. При этом происходит частичное совмещение времени выполнения смежных операций таким образом, что вся партия обрабатывается на каждой операции без перерывов. При таком сочетании операций продолжительность производственного цикла больше, чем при параллельном, но гораздо меньше, чем при последовательном, и может быть определена по формуле:
Тц (пар-посл) = Тц (посл) - ∑ ti ,
где ∑ti - суммарная экономия времени по сравнению с последовательным
i =1 видом движения за счет частичного перекрытия времени выполнения каждой пары смежных операций.
Под производственным процессом понимается совокупность разнообразных, но связанных между собой процессов труда и естественных процессов, обеспечивающих превращение сырья в готовый продукт.
Производственный процесс состоит из основных, вспомогательных, обслуживающих и побочных процессов.
К основным относятся процессы, непосредственно связанные с превращением исходного сырья или материалов в готовую продукцию (зерна в муку, сахарной свеклы в сахар). Совокупность этих процессов на предприятии образует основное производство.
На хлебоприемных предприятиях, осуществляющих хранение государственных ресурсов зерна, к основным следует относить также процессы, связанные с приемом, размещением и хранением зерна.
Назначение вспомогательны х процессов – технически обслуживать основные процессы, оказывать им определенные услуги: снабжение энергией, производство инструмента и приспособлений, выполнение ремонтных работ.
Обслуживающие процессы осуществляют материальное обслуживание основного и вспомогательного производств. Прием, размещение, хранение сырья, материалов, готовой продукции, топлива, их транспортировкой от мест хранения к местам потребления и т. п.
Побочные процессы также способствуют превращению сырья в готовый продукт. Но ни сырье, но ни полученная продукция не относятся к основной продукции предприятия. Это переработка и доработка отходов, получаемых в основном производстве и др.
Все процессы подразделяются на стадии, а стадии – на отдельные операции.
Стадия производства – технологически законченная часть производственного процесса, характеризующаяся такими изменениями предмета труда, которые обуславливают переход его в другое качественное состояние (очистка сахарной свеклы, упаковка продукции).
Каждая стадия объединяет операции, технологически родственные между собой, или операции определенного целевого назначения.
Основным первичным звеном производственного процесса является операция.
Производственная операция – это часть процесса труда или производства, выполняемая одним или группой рабочих на отдельном месте, одним и тем же предметом труда, с помощью одних и тех же средств труда.
По назначению все операции подразделяются на три главных вида:
1) технологические (основные) – это операции, в процессе выполнения которых в предмет труда (его состояние, форму или внешний вид) вносятся какие-либо изменения (сепарирование молока, дробление зерна и т. д.);
2) контрольные – это операции, не вносящие никаких изменений в предмет труда, но способствующие выполнению технологических операций (взвешивание и т. п.);
3) перемещающие – операции, изменяющие положение предмета труда в производстве (погрузочные, разгрузочные, транспортные).
Контрольные и перемещающие операции вместе составляют группу вспомогательных операций.
По способу выполнения (степени механизации) выделяют следующие операции:
- машинные – выполняются машинами под наблюдением рабочих (закатывание консервов, очистка молока, измельчение продуктов);
- машинно-ручные – выполняются машинами при непосредственном участии рабочих (выбой муки, зашивка мешков и т. п.);
- ручные операции – выполняются рабочими без участия машин (подача сырья на транспортеры, укладка мешков в штабеля).
Соотношение различных видов операций в их общем количестве составляет структуру производственного процесса. На разных перерабатывающих предприятиях она неодинакова.
Организацию производства во времени строят исходя из следующих принципов:
Ритмичность работы предприятия и равномерность выпуска продукции;
Пропорциональность производственных подразделений;
Параллельность (одновременность) выполнения операций и процессов производства;
Непрерывность производственных процессов.
Принцип ритмичности предусматривает работу предприятия в запланированном ритме (время между выпуском одинаковых изделий или двух одинаковых партий изделий).
Принцип пропорциональнос ти производственных подразделений предполагает одинаковую производительность их в единицу времени.
Принцип параллельности выполнения операций и процессов основан на одновременном выполнении фаз, этапов или частей производственного процесса.
Принцип непрерывности производственного процесса предусматривает ликвидацию перерывов в обработке предметов труда. Непрерывность процесса исключает создание запаса на рабочих местах, сокращает незавершенное производство, что особенно важно на предприятиях, где сырье и материалы не могут храниться долгое время без охлаждения, замораживания, консервирования (плодоовощеконсервная, молочная, мясная промышленности).
Целью организации производственного процесса в пространстве является обеспечение рационального построения его во времени.
Наибольшая эффективность при организации производственного процесса в пространстве достигается в результате использования прямоточности, специализации, кооперирования и комбинирования производства.
Прямоточность производственного процесса, характеризуется тем, что на всех фазах и операциях производства изделия проходят кратчайший путь. В масштабах предприятия цехи размещаются на территории таким образом, чтобы исключить дальние, возвратные, встречные и другие нерациональные перевозки. Т. е. рабочие места и оборудование располагаются в технологической последовательности операций.
Внутризаводская специализация представляет собой процесс обособления цехов и участков по выпуску отдельных видов продукции, ее частей или выполнению отдельных стадий технологического процесса. На перерабатывающих предприятиях применяется технологическая, предметная и функциональная специализации.
Технологическая специализация производства предполагает выделение узкого круга технологических операций и выполнение операций в отдельных цехах или на производственных участках.
Предметная специализация производства предусматривает создание отдельных линий с законченным производственным циклом по выпуску одного или нескольких сходных по технологии изготовления изделий.
Функциональной называется специализация всех подразделений производства на выполнении одной или ограниченного круга функций.
Кооперирование производства на предприятии осуществляется организацией совместной работы его подразделений по выпуску продукции. Принцип кооперирования производства заключается в использовании услуг одних цехов другими.
Поиск рациональных форм кооперирования приводит в ряде случаев к созданию комбинированных производств.
Комбинирование производства предусматривает соединение в одном предприятии разных производств, представляющих собой последовательные ступени обработки сырья или играющих вспомогательную роль по отношению друг к другу.