Организация производства

Организация производства как область научного знания. Основные исторические этапы развития теории организации производства

Организацию производства как научное направление можно рассматривать в качестве формы научного знания, изучающего закономерности создания и развития производственных систем и формирующего методы организации производства, которые обеспечивают эффективное построение и взаимодействие элементов, частей и структуры систем в динамических условиях производства. Организация производства включает в себя подготовку производства новых и модернизацию выпускаемых видов продукции, совершенствование технологии изготовления продукции, текущее регулирование и контроль работы всех производственных звеньев.

Она охватывает все стадии изготовления продукции и носит системный характер, подчиняя все частные задачи главной - максимальному удовлетворению общественных потребностей путем выпуска конкурентоспособной продукции. В системном плане организация производства представляет собой совокупность форм, методов и приемов научно обоснованного соединения рабочей силы со средствами производства. Такое соединение осуществляется исходя из заданных целей системы и функций ее отдельных элементов.

В литературе различают три аспекта организации производства:

- функциональный (поэлементный);

- пространственный;

- временной.

В основе научного подхода к организации производства лежит системный подход, который представляет собой направление методологии научного познания, основанное на рассмотрении исследуемых объектов как систем. Такой подход ориентирует исследование на раскрытие целостности объекта, а также на выявление многообразных типов связей в нем и сведение их в единую картину. Теория организации производства как самостоятельная область научного знания имеет собственную систему категорий и понятий.

Понятие является формой мышления, отражающей существенные свойства, связи и отношения предметов и явлений. Основная функция понятия заключается в выделении общего, которое достигается через отвлечение от всех особенностей отдельных предметов данного класса.

Категория (от греч. kаtеgоriа - высказывание, признак) представляет собой фундаментальные и наиболее общие понятия, отражающие существенные всеобщие свойства и отношения явлений действительности и познания. Основными понятиями и категориями организации производства являются предмет, метод, законы, закономерности и принципы организации производства, производственная система, ее структура, субъект и объекты ее управления, производственный процесс, производственный цикл, тип и форма организации производства. Организация производства как наука тесно связана со многими другими науками о производстве - техническими, технологическими, экономическими, математическими и естественными. В первую очередь, речь идет о таких дисциплинах, как "Экономика предприятия (фирмы)", "Менеджмент" и "Технология (соответствующего производства)".

Ф. Тейлор (1856-1915) - американец, основоположник науки об организации производства, имеющий целью наиболее интенсивную и рациональную эксплуатацию оборудования и рабочей силы. Значение системы в том, что она направлена на достижение высокой производительности труда с min затратой энергией. Этого он добился за счёт расчленения производств операции на отдельные элементы механических движений рабочего. С помощью наблюдения и хронометража определять последовательность движений. Это позволило устранить лишние не экономичные движения. Ф. Тейлор попытался разложить на составные части не только физический труд, но и организацию производства.

Он считал, что организация производства состоит из:

1. Установить цель деятельности.

2. Подготовить ср-ва деятельности.

3. Использование этих средств.4.Контроль за исполнением деятельности.

Ф. Джлилбрет (1875-1925) - основная работа (азбука движения). Впервые в США создал систематическую школу подготовки менеджеров-организаторов.

Г. Эмерсон (1835-1931) - основная работа (12 принципов производительности труда). Он считал, что принципы высокой производительности труда едины в любой сфере деятельности.

Анри Файоль (француз) - разложил на элементы управление производством.

Генри Форд (американец) - основоположник конвейера и поточного производства.

Гамильтон Чечр - считал, что главное правильно принять решение. Он предложил создать справочник: (ситуация-решение). В 30-е годы крупнейшие российские заводы были построены по принципу завода Форда.

Предприятие как сложная производственная система. Основные принципы системного подхода при проектировании производственной системы

Одним из действенных подходов к исследованию проблем организации производства является системная концепция организации. Заметим, что концепция представляет собой систему взглядов на какое-либо явление природы и общества. Основным положением системной концепции является признание категории системы при исследовании и организации деятельности предприятия.

Напомним, что системой называется организованное, сложное целое; совокупность предметов или частей, находящихся во взаимосвязи между собой. В теории организации производства в качестве объекта изучения принята производственная система.

Люди, объединяющиеся для совместной производственной, общественной, политической и других видов деятельности образуют социальные системы. В этом случае поведение системы направляется и регулируется людьми. Важнейшая сфера человеческой деятельности – производство представляет собой своеобразную сложную систему. Системами являются отрасль промышленности, территориальные промышленные комплексы, различные объединения предприятий, предприятия, цехи, участки, бригады.

Предприятие является особым видом социальной системы. В этой системе протекают производственные процессы, при осуществлении которых рабочий с помощью орудий труда воздействует на предметы труда и превращает их в готовый продукт. Итак, производственная система – это особая совокупность множества элементов и подсистем, спроектированная и построенная для реализации целей изготовления и выпуска промышленной продукции или других видов материальных благ.

Ее элемент в свою очередь можно рассматривать как простую систему, не подлежащую расчленению. Существуют различные классификации элементов производственной системы. Так при классификации элементов по содержанию выделяются элементы: коллективы людей, оборудование, материалы, энергия, информация. Имеется классификация элементов с учетом процессов и структуры. В этом случае могут быть выделены службы, цехи, участки.
Элементы объединяются в комплексы, которые являются частями системы и подчиняются этой системе. Такие комплексы называются подсистемами. В производственной системе выделяются подсистемы социальная, производственно-техническая, информационная. Во всех производственных системах выделяются управляющая и управляемая подсистемы.

Производственная система обладает рядом свойств, в частности:

- производственная система является открытой системой т. к. она связана и обменивается с внешней средой ресурсами, энергией, информацией. Система имеет внешние и внутренние входы и выходы;

- производственная система является сложной системой, т. к. включает в себя множество элементов и их связей, обладает внутренней самостоятельностью. Связи производственной системы носят недостаточно определенный, вероятностный характер;

- производственная система обладает свойством целенаправленности. Ориентация на цели обеспечивает единство действий всех ее элементов и подсистем. Цели производственной системы многообразны, а предприятие – многоцелевая система.

- производственные системы обладают свойством адаптивности т. к. способны реагировать на изменения внешней среды, приспосабливаясь к новым условиям и требованиям на основе изменения структуры системы;

- производственные системы являются долговременными системами, которые могут функционировать продолжительное время, сохраняя при этом свои свойства и результативность.

- в производственной системе проявляется свойство эмерджентности или целостности, которое состоит в том, что система способна на большее, чем каждая из ее действующих частей;

- производственные системы являются управляемыми системами и допускают временное изменение процесса функционирования под влиянием управляющих воздействий.

Системный подход к организации производства на предприятии и его структурных подразделениях дает возможность осуществить проектирование предприятия как производственной системы. При этом в процессе проектирования организации производства на предприятии принято выделять два этапа: макропроектирование и организационное проектирование.

Макропроектирование предприятия осуществляется при создании новых предприятий и производств. Порядок макропроектирования представлен на рисунке 3.1.

Цель макропроектирования предприятия - создание производственной структуры, которая обеспечивает эффективное функционирование и устойчивое развитие предприятия на целевых рынках.

Организационное проектирование - комплекс технических, организационных и экономических решений, определяющих строение производственной системы (ее пространственную, временную и организационную структуру), а также программу реализации организационных изменений.

Цель организационного проектирования - разработка новых производственных систем или предложений по совершенствованию организации и управлению производством существующих систем, направленных на существенное улучшение социально-экономических показателей работы предприятия при безусловном выполнении экономических требований к производству.

Понятие и классификация производственных процессов

Производственный процесс – это совокупность всех действий персонала и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления продукции.

Основной частью производственного процесса является технологический процесс, состоящий из целенаправленных действий по изменению или определению состояния предмета труда.

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса на одном рабочем месте.

Производственный процесс состоит из трудовых и автоматических процессов, а также естественных процессов, не требующих затрат труда.

В зависимости от назначения выделяются: основные; вспомогательные; обслуживающие производственные процессы.

Основные производственные процессы предназначены для непосредственного изменения состояния или формы материала продукции, являющейся в соответствии со специализацией предприятия товарной продукцией (например – процессы изготовления чугуна, стали, проката на металлургическом предприятии; процессы изготовления деталей автомобиля и сборки из них узлов, агрегатов и автомобиля в целом на автомобилестроительном предприятии и т. п.).

Вспомогательными производственными процессами называют те из них, в результате которых изготовляется продукция, используемая, как правило, на самом предприятии для обеспечения нормального функционирования основных процессов (например, производство запасных частей для ремонта основного технологического оборудования; изготовление средств механизации и автоматизации собственного производства, производство различных видов энергии для основного производства). Обслуживающие производственные процессы обеспечивают основные и вспомогательные процессы услугами, необходимыми для их нормального функционирования (транспортные или складские операции).

По принципу разделения труда между человеком и машиной производственные процессы подразделяются: на ручные; механизированные; автоматизированные; автоматические.

Примером ручного процесса являются слесарные работы, выполняемые рабочим без помощи механизмов; механизированные процессы выполняются рабочим с помощью средств, снижающих величину физических нагрузок на работающего (например, работа на токарно-винторезном станке и др.). Автоматизированные процессы частично или целиком выполняются без участия человека (например, работа на станке-полуавтомате).

По характеру объекта производства различают простые и сложные производственные процессы.

Простой процесс – это процесс, состоящий из последовательно выполняемых операций (изготовление одной детали, партии одинаковых деталей, группы разных деталей, имеющих технологическое сходство и обрабатываемых на одном рабочем месте, участке, линии). Порядок выполнения операций при этом определяется технологией изготовления детали.

Сложный процесс – процесс, состоящий из последовательно и параллельно выполняемых операций. Например, изготовление сборочной единицы, состоящей из нескольких деталей, изготовление изделия, которое включает в себя определенное количество деталей и сборочных единиц. Структура сложного процесса зависит не только от состава технологических процессов изготовления и сборки, но и от порядка их выполнения, зависящего от конструкции сборочной единицы или изделия.

Определение длительности производственного цикла. Виды движения предметов труда по операциям.

Расчет длительности производственного цикла простого процесса при последовательном, параллельно-последовательном и параллельном.

Основу производственного цикла составляет технологический цикл, который в свою очередь состоит из операционных циклов.

Операционный цикл – это продолжительность обработки детали или партии деталей на одной операции производственного процесса.

В общем виде длительность i-го операционного цикла определяется по формуле:

, (3.1)

где п – размер партии деталей, шт.;

– штучно – калькуляционная норма времени на i-й операции, мин.;

– количество рабочих мест на i-й операции.

Сочетание во времени выполнения операционных циклов существенно влияет на длительность технологического и, следовательно, производственного цикла.

Возможны три вида сочетания операционных циклов, которые и определяют вид движения изделий (деталей) по операциям: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный.

При последовательном виде движения вся партия деталей передается на последующую операцию лишь после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Партия деталей – это количество одноименных деталей, запускаемых в производство с однократной затратой подготовительно-заключительного времени.

Длительность технологического цикла при последовательном виде движения определяется суммой операционных циклов по формуле:

, (3.2)

где m – количество операций в технологическом цикле.

Графический способ определения длительности технологического цикла при последовательном виде движения деталей приведен на рис. 3.2.

При последовательном виде движения вся партия деталей передается на последующую операцию лишь после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Партия деталей – это количество одноименных деталей, запускаемых в производство с однократной затратой подготовительно – заключительного времени.

- ехнологический цикл при последовательном

- виде движения предметов труда по операциям

Длительность производственного цикла при последовательном виде движения определяется по формуле:

, (3.3)

где – время естественных процессов, мин.;

– длительность межоперационных перерывов, мин.;

– длительность перерывов, связанных с режимом работы предприятия.

Производственный цикл, выраженный в календарных днях, определяется по формуле:

, (3.4)

где – продолжительность смены в мин.;

f – количество смен в сутках;

– коэффициент, учитывающий режим работы предприятия, определяется по формуле:

, (3.5)

где и – количество рабочих и календарных дней в году.

Достоинствами последовательного вида движения деталей являются:

– относительная простота организации труда;

– отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего;

– возможность их высокой загрузки в течение смены.

Однако производственный цикл при последовательном виде движения обладает наибольшей продолжительностью, т.к. каждая деталь задерживается (пролеживает) на рабочем месте в ожидании обработки всей партии деталей. Поэтому последовательный вид движения может быть рекомендован при обработке небольших партий деталей с малой их трудоемкостью на операциях, что характерно для единичного и мелкосерийного производства.

Чтобы сократить технологический цикл, применяют параллельно-последовательный вид движения. Сущность его состоит в том, что вся обрабатываемая партия деталей делится на транспортные партии по “p” деталей в каждой или поштучно (р=1). Транспортная партия обрабатывается на каждой операции без перерывов и ее можно передавать на следующую операцию, не ожидая окончания обработки по другим транспортным партиям. При этом должно соблюдаться условие непрерывной работы на каждой операции при обработке всей партии “n”.

Длительность технологического цикла будет меньше, чем при последовательном виде движения, на суммарную величину совмещения операционных циклов (), которая определяется по формуле:

, (3.6)

где п – количество деталей в обрабатываемой партии, шт.;

р – количество деталей в транспортной партии, шт.;

– минимальное значение операционного цикла по двум смежным операциям.

Длительность технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения определяется по формуле:

(3.7)

Длительность производственного цикла в календарных днях для параллельно – последовательного вида движения определяется по формуле:

. (3.8)

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения показаны на рис. 3.3.

При построении графика следует учитывать соотношение операционных циклов на смежных операциях. Если операционный цикл на предыдущей операции меньше или равен, чем на последующей, т.е. , то транспортная партия после обработки ее на предыдущей операции может сразу передаваться на последующую операцию. Непрерывность обработки достигается за счет того, что производительность на предыдущей операции выше, чем на последующей.

Рис.3.3. Технологический цикл при параллельно-последовательном виде движения предметов труда по операциям

Если операционный цикл на предыдущей операции больше, чем на последующей, т.е. , то после обработки первой транспортной партии на предыдущей операции ее нельзя сразу передавать на последующую, так как производительность на i-ой операции меньше и не будет обеспечена непрерывность работы оборудования на (i + 1)-й операции.

Непрерывность обработки партии на последующей операции может быть достигнута лишь при накоплении перед началом ее минимального необходимого задела деталей, и, следовательно, последующая операция может быть начата в более поздний срок. Графически начало обработки на последующей операции определяют из условия, что последняя транспортная партия после ее обработки на предыдущей операции, передается сразу на последующую.

Параллельно – последовательный вид движения имеет более короткий цикл, но приводит к увеличению числа учетно-плановых единиц, к более высокому темпу работы транспортных средств. Его целесообразно применять при больших партиях и большой трудоемкости изделий, что свойственно крупносерийному производству. Однако здесь также имеет место пролеживание деталей в ожидании обработки из-за несинхронности во времени операций.

При параллельном виде движения деталей транспортные партии передаются на следующую операцию сразу после окончания их обработки на предыдущей. В этом случае пролеживание деталей между операциями ликвидируется, все операции технологического цикла выполняются параллельно, вследствие чего продолжительность технологического цикла сокращается до минимума. Простои оборудования и рабочих возникают вследствие несинхронности операционных циклов во времени. При равной длительности их простоев не будет.

Длительность технологического цикла при параллельном виде движенияопределяется по формуле:

. (3.9)

Длительность производственного цикла при параллельном виде движенияопределяется по формуле:

. (3.10)

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельном виде движения показан на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Технологический цикл при параллельном виде движения предметов труда по операциям

Правила построения графика технологического цикла при параллельном виде движения формулируется следующим образом:

1. Строится технологический цикл по первой транспортной партии на всех операциях без перерывов между ними.

2. Определяется операция с самым длительным циклом и для нее строится цикл по всей обрабатываемой партии “n” без перерывов.

3. Для остальных транспортных партий, кроме первой (для нее уже построен по п. 1.), достраиваются операционные циклы на всех операциях, кроме самой продолжительной (для нее он построен по п. 2.).

Как видно из графика (рис. 3.4) непрерывно загружено оборудование только на операции, имеющей максимальный операционный цикл. На остальных операциях оборудование частично простаивает. Только для синхронного процесса, в котором операционные циклы равны, т.е. ,работа на всех операциях будет вестись без перерывов. Такой вариант процесса характерен для непрерывно – поточных линий в массовом производстве.

Принципы организации производственного процесса

Производственный процесс – это совокупность взаимосвязанных процессов труда, а иногда и естественных процессов, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию.

Производственные процессы классифицируют по различным признакам.

1. По степени участия человека:

- процесс труда;

- естественные процессы.

Процесс труда – это целесообразная деятельность, в которой человек с помощью средств труда видоизменяет предметы труда, превращая их в готовый продукт.

2. По назначению и характеру изготовленной продукции (выполненных работ, оказанных услуг):

· основные;

· вспомогательные;

· обслуживающие.

В результате основных процессов исходное сырьё и материалы превращаются в готовую продукцию, предназначенную для реализации на сторону.

К вспомогательным относятся процессы по изготовлению продукции, потребляемой внутри предприятия для его собственных нужд (ремонтное, энергетическое и др. производства).

Обслуживающие процессы осуществляются с целью обеспечения необходимых условий для нормального протекания основных и вспомогательных процессов (складские, транспортные операции, технический контроль и др.).

3. По степени изготовления готовой продукции:

- заготовительные;

- обрабатывающие;

- выпускающие.

4. По степени непрерывности:

- прерывные (дискретные);

- непрерывные.

5. По степени технической оснащённости:

- ручные;

- машино-ручные;

- машинные (частично механизированные);

- комплексно-механизированные;

- автоматические;

- аппаратурные.

Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

Технологическая операция – часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте над одним и тем же предметом труда одним рабочим или группой рабочих.

Операции делятся на основные и вспомогательные. Основной или технологической называется операция, в результате которой изменяются форма, размеры, свойства предмета труда. Операции, связанные с перемещением изделий от одного рабочего места к другому, их складированием или контролем качества продукции, называются вспомогательными.

Организация производственного процесса – это сочетание и взаимодействие в пространстве и во времени элементарных процессов в соответствии с целью предприятия.

Организация этого процесса в пространстве находит отражение в построении производственной структуры предприятия и структуры трудового коллектива.

Организация производственного процесса во времени заключается в порядке и нормативах времени движения предметов труда, режимах работы оборудования, режимах труда и отдыха работников и т.п., что отражается в регламентах, правилах, инструкциях, графиках и других документах.

Выделяют следующие принципы рациональной организации производственного процесса:

1. Принцип специализации. Под специализацией производства понимают ограничение номенклатуры изготовляемых изделий, близких по назначению, или ограничение номенклатуры применяемых процессов.

2. Принцип параллельности предполагает одновременное, одновременное выполнение отдельных операций и процессов по изготовлению продукции.

3. Принцип непрерывности требует, чтобы в процессе изготовления продукции перерывы между последовательно выполняемыми технологическими операциями были сведены к минимуму или полностью ликвидированы.

4. Принцип ритмичности. При соблюдении этого принципа в равные промежутки времени выпускается одинаковое или равномерно нарастающее количество продукции, обеспечивается равномерная загрузка рабочих мест, оборудования и исполнителей.

5. Принцип пропорциональности. Суть принципа заключается в том, что во всех частях производственного процесса должна быть равная пропускная способность по выпуску продукции.

6. В соответствии с принципом прямоточности предметы труда должны проходить кратчайший путь по всем стадиям и операциям производственного процесса, без встречных и возвратных перемещений. Соблюдение этого принципа обеспечивается расположением цехов, участков, рабочих мест по ходу технологического процесса. Соответственно вспомогательные цехи и склады следует размещать по возможности ближе к обслуживаемым ими основным цехам.

7. Принцип автоматичности предполагает максимально возможное и экономически обоснованное освобождение человека от непосредственного участия в выполнении производственного процесса.

8. Принцип гомеостатичности. Суть принципа гомеостатичности заключается в способности производственной системы противостоять нарушению её функций благодаря наличию в системе механизма саморегулирования.

Саморегулирование производственной системы может основываться на принципе управления по отклонениям, когда результаты деятельности системы периодически сравниваются с планом или заданием и в случае отклонения принимаются соответствующие меры для того, чтобы обеспечит нормальное функционирование системы. Иллюстрацией принципа саморегулирования на металлургическом предприятии является система планово-предупредительных ремонтов (ППР), система непрерывного оперативного планирования и др.

9. Принцип гибкости означает, что производственный процесс эффективно адаптируется к постоянно меняющимся организационно-техническим и экономическим условиям и конъюнктурным требованиям.

Формы и методы организации производства

Организация производства представляет собой систему мер и мероприятий, направленных на рациональное сочетание труда с вещественными элементами производства, орудиями и предметами труда. Эта система мероприятий, кроме того, направлена на опти­мальное сочетание частных производственных процессов между собой в пространстве и времени и на этой основе — на повышение эффективности производства. Различают формы организации общественного производства, типы организации производства и методы организации производственных процессов.

К формам организации производства в целом относятся кон­центрация, специализация, кооперирование и комбинирование. Концентрацияпредставляет собой процесс сосредоточения изго­товления продукции на ограниченном числе предприятий и в их производственных подразделениях. Уровень концентрации зави­сит, в первую очередь, от объема выпуска продукции, величины единичной мощности машин, агрегатов, аппаратов, технологичес­ких установок, количества однотипного оборудования, размеров и числа технологически однородных производств. Для измерения уровня концентрации используются показатели объема продукции, численности работников, а в отдельных отраслях — стоимости основных фондов.

Под специализацией понимается сосредоточение на предпри­ятии и в его производственных подразделениях выпуска однород­ной, однотипной продукции или выполнения отдельных стадий технологического процесса. Различают технологическую, предметную и подетальную специализацию. Технологическая специализация —обособление предприятий, цехов и участков в целях выполнения определенных операций или стадий производственного процесса (например, прядильные, ткацкие и отделочные фабрики в текстильной промышленности). Предметная специализация предполагает сосредоточение производства на предприятии (в цехе) полностью готовых видов продукции (например, мотоциклов, велосипедов, посуды, хлебопродуктов и др.).Подетальная специализация, являясь разновидностью предметной, основана на производстве отдельных деталей и частей готовой продукции (моторов, подшипников и т. п.).

В практике деятельности предприятий зачастую имеет место сочетание всех форм специализации: заготовительные цехи и участ­ки построены по технологическому признаку, обрабатывающие — по детальному, сборочные — по предметному. Для измерения уровня специализации предприятий и его подразделений используются следующие показатели: удельный вес основной (профильной) про­дукции в общем объеме производства; число групп, видов и типов изделий, выпускаемых предприятием; доля специализированного оборудования в общем его парке; число наименований деталей, обрабатываемых на единице оборудования; числоопераций, вы­полняемых в расчете на единицу оборудования, и др.

Предпосылками повышенияуровня специализации являются стандартизация, унификация и типизация процессов. Стандарти­зация устанавливает строго определенные нормы качества, формы и размеры деталей, узлов, готовой продукции. Она создает пред­посылки для ограничения номенклатуры выпускаемой продукции и увеличения масштабов ее производства. Унификация предполагает сокращение существующего многообразия в типах конструкций, формах, размерах деталей, заготовок, узлов, применяемых матери­алов и выбор из них наиболее технологически и экономически целесообразных. Типизация процессов состоит в ограничении раз­нообразия применяемых производственных операций, разработке типовых процессов для групп технологически однородных дета­лей. Однако следует иметь в виду, что реализация рассмотренных предпосылок специализации не должна ухудшать потребительские свойства готовой продукции, уменьшать спрос на нее.

В условиях конкуренции в ряде случаев более предпочтитель­ной для предприятия является диверсификация производства, пред­полагающая разнообразие сфер деятельности за счет расширения номенклатуры выпускаемой продукции. Специализация на вы­пуске ограниченного ассортимента продукции, ориентированного на удовлетворение четко определенных потребностей рынка, свой­ственна относительно небольшим по размерам предприятиям.

Кооперирование предполагает производственные связи предпри­ятий, цехов, участков, совместно участвующих в производстве продукции. В его основе лежат подетальная и технологическая формы специализации. Внутризаводское кооперирование про­является в передаче полуфабрикатов из одних цехов в другие, в обслуживании основных подразделений вспомогательными. Оно содействует более полной загрузке производственных мощностей и ликвидации «узких мест», обеспечивает улучшение результатов деятельности предприятий в целом. К основным показателям, ха­рактеризующим уровень кооперирования, относятся: удельный вес деталей и полуфабрикатов, полученных по кооперированным по­ставкам, в общем объеме выпускаемой продукции; число предпри­ятий, кооперирующихся с данным предприятием; удельный вес деталей и полуфабрикатов, поставляемых на сторону, и др.

Комбинирование представляет собой соединение в одном пред­приятии производств, иногда разноотраслевых, но тесно связанных между собой.

Организация производства на предприятии — форма единич­ного разделения труда. Различают следующие уровни организации производства на предприятии:

1) организация производства на рабочем месте — оптимальное сочетание средств труда, предметов труда, рабочей силы;

2) внутрицеховая организация труда — связана с организацией труда на участках и организацией труда между участками;

3) межцеховая организация производства — организация произ­водственных процессов, выполняемых цехами, направленная на функционирование их как единого целого.

Выделяют три вида организации производства:

- поэлементный — все элементы производственного процесса должны соответствовать друг другу, что является исходным моментом его организации;

- пространственный — связан с определенным уровнем орга­низации цехов и участков и соответственным уровнем про­изводственной структуры предприятия;

- временной разрез организации производства — оптимальное сочетание во времени начала и окончания отдельных произ­водственных процессов, связанных между собой.

Степень специализации и масштаб производства продукции определяют тип организации производства, а степень соблюдения основных принципов рациональной организации производствен­ного процесса характеризует метод организации производства.

Различают следующие методы организации производственного про­цесса:

- поточный;

- партионный;

- индивидуальный.

Кроме методов организации производственного процесса нужно различать типы организации производства, к которым относятся:

- массовое;

- серийное;

- единичное производство.

Между методами организации производственного процесса и типами организации производства существует взаимосвязь:

1) массовому типу организации производства соответствует поточный метод организации производства;

2) в условиях широкой номенклатуры выпускаемой продукции используется серийный тип организации производства, которому соответствует партионный метод организации производства. Се­рийный тип имеет три градации: крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное производство;

3) единичному типу организации производства соответствует индивидуальный метод организации производства.

Наиболее экономичный — массовый тип с поточным методом организации производства. Самый распространенный — серийный тип и партионный метод организации производства.

Типы производства и их технико-экономическая характеристика

Организация производственных процессов, выбор методов подготовки, планирования и контроля производства во многом определяется типом производства предприятия. Тип производства представляет собой комплексную характеристику технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, специализацией, объемом и повторяемостью выпуска изделий.

Различают три типа производства: единичное,серийное и массовое. Единичное производствохарактеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий, производство которых в течение длительного времени не повторяется. Цеха и участки специализированы по технологическому принципу. Рабочие места практически не специализированы, т.е. выполняются разные операции. Квалификация рабочих высокая. Преобладает универсальное оборудование, используется универсальная технологическая оснастка.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, со сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное (серийное) и крупносерийное производство.

В серийном производстве цеха, как правило, имеют предметно – замкнутые участки, оборудование универсальное и специальное располагается по ходу технологического процесса. За рабочими местами закрепляется ограниченное число деталеопераций. Применяется унифицированная технологическая оснастка, квалификация рабочих средняя и высокая на станках с ЧПУ и гибких автоматизированных линиях. Передача предметов труда между операциями параллельно – последовательная.

Массовое производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного времени в больших объемах. В массовом производстве широко применяются поточные механизированные и автоматизированные линии, специализированное оборудование и технологическая оснастка. Специализация цехов строится по предметному принципу. За каждым рабочим местом может закрепляться 1 – 2 операции. Квалификация рабочих сравнительно невысокая на поточных линиях, высокая на автоматизированных линиях. Производство деталей, изделий строится по заданному ритму. Применяется параллельный вид движения предметов труда.

Массовое производство обеспечивает наиболее высокий уровень производительности труда и низкую себестоимость изготовляемой продукции.

Основным показателем, характеризующим тип производства, является коэффициент закрепления операций (), который определяется по формуле:

, (2.1)

где – число операций, выполняемых на i-м рабочем месте;

– количество рабочих мест на участке или в цехе.

В зависимости от величины коэффициента закрепления операций определяется тип производства согласно данным табл. 2.1.

Таблица 2.1

Коэффициент закрепления операций за рабочим местом	Тип производства
1 – 3	Массовое производство
4 – 10	Крупносерийное производство
11 – 20	Среднесерийное (серийное) производство
21 – 30	Мелкосерийное производство
31 и выше	Единичное производство

К самостоятельному типу следует отнести опытное производство. Его цель производство опытных образцов, партий, изделий для проведения научно – исследовательских работ, отработки конструкторской и технологической документации.

Расч?т производственного цикла сложного процесса

Длительность цикла Т' ц (пар) в данном случае определяется длительностью максимального операционного цикла Тmax и добавлением к этой величине времени обработки одной передаточной партии на всех операциях кроме максимальной, время которой уже включено в Тmax

Параллельный вид движения обеспечивает наименьшую длительность цикла по сравнению с другими видами движения, но перерывы в движении менее трудоемких операций приводят к недоиспользованию оборудования.

Однако чем меньше различаются по времени длительности смежных операций, тем меньше простои оборудования. Наиболее эффективно параллельный вид движения может быть применен при синхронных операционных циклах. При высокой синхронности операций параллельный вид движения превращается в поточное производство.

Экономическое значение сокращения длительности производственного цикла заключается в уменьшении незавершенного производства. В машиностроении, отличающемся относительно длительным производственным циклом, незавершенное производство составляет 30-40 % оборотных средств в запасах товарноматериальных ценностей предприятия. Чем больше длительность производственного цикла, тем больше оборотных средств требуется предприятию, тем длительнее период их оборота, тем на больший срок они иммобилизуются в производстве. Для экономии оборотных средств и ускорения их оборачиваемости необходимо стремиться к сокращению длительности производственного цикла.

Этого можно добиться следующими основными путями:

- снижением трудоемкости основных технологических операций;

- совершенствованием процессов транспортировки, хранения и контроля;

- сокращением времени перерывов, вызываемых авариями оборудования, нехваткой материалов, оснастки и другими причинами;

Понятие поточного производства и виды поточных линий

Выбор предприятием на некоторый период времени стратегии процесса производства одного или нескольких изделий (составных частей изделий), ориентированной на продукт, дает ему возможность строить процессы, в полной мере отвечающие принципам рациональной организации производства. Речь идет об обеспечении непрерывного, прямоточного, ритмичного прохождения материальных потоков. Такое производство традиционно называют поточным производством.

Поточное производство — это форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени технологических операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных по ходу следования технологического процесса изготовления одного или нескольких изделий. Применение поточных методов обеспечивает высокую степень организации, а следовательно, и эффективности производства. Однако оборотной стороной названных преимуществ является жесткая детерминированность подобных производственных структур, резко ограничивающая их гибкость.

Поэтому область применения поточных линий всегда была достаточно узкой, ограничиваясь массовым или крупносерийным выпуском продукции. В то же время очевидные преимущества поточного производства заставляют ученых и практиков всего мира искать технические и организационные пути расширения областей его использования. Самыми заметными вехами на этом пути явились разработка методов групповой обработки деталей (С.П. Митрофанов, 1955), создание и внедрение в практику японским автосборочным концерном Toyota концепции гибких потоков, разработка и использование систем CAD/CAM.

Предпосылками организации поточного производства являются:

- устойчивый спрос на продукцию на достаточно длительную перспективу;

- наличие в программе выпуска, согласованной с маркетинговой стратегией предприятия, достаточного количества изделий, имеющих одинаковые или сходные по конструктивно-технологическим и организационно-плановым признакам компоненты (унифицированные элементы, модули);

- наличие в конструкциях разных поколений одного изделия достаточного количества одинаковых или сходных компонентов (признак конструктивной преемственности изделий), что позволяет осуществлять их производство на постоянной технической базе без ее частого существенного изменения;

- наличие на предприятии развитой компьютерной базы данных, содержащей информацию конструкторского, технологического и организационно-планового характера.

Основным структурным элементом поточного производства является поточная линия (ПЛ), которая представляет собой совокупность рабочих мест, оснащенных всем необходимым для выполнения операций и расположенных строго по ходу технологического процесса. Обычно в зависимости от имеющихся площадей планировка поточных линий может иметь различную конфигурацию: прямолинейную, круговую, П-, Г-, U-образную и т. д. При этом исходят из соображений наиболее рационального использования производственных площадей и объемов зданий, сокращения протяженности маршрутов движения транспортных средств и перемещения рабочих, обслуживающих несколько единиц оборудования или операций. В этом состоит проявление принципа прямоточ-ности. Принцип ритмичности проявляется в ритмичном выпуске продукции с поточных линий и в ритмичном повторении работ на рабочих местах. На каждом рабочем месте ПЛ выполняется одна постоянно повторяющаяся операция или несколько сходных операций, чередующихся через определенные интервалы времени. Ритм является основополагающим параметром при расчете всех видов поточных линий.

Классификация поточных линий основывается на различиях в реализации двух других принципов рациональной организации производства: специализации и непрерывности. Узкая специализация рабочих мест, ориентация на выпуск одного вида продукции, полная невозможность или высокая сложность переналадки — признаки однопредметных потоков; непрерывное перемещение изделий по рабочим местам в рамках параллельного вида их движения по операциям — признак непрерывных линий.

Многопредметные потоки допускают переналадку в определенных пределах. Прерывные линии строятся на основе использования параллельно-последовательного вида движения изделий по операциям, тем самым допускается пролеживание деталей и заготовок и формирование запасов (заделов) на рабочих местах. Прерывно-поточные линии часто называют прямоточными. Классификация по-точныхлиний приведена на рис. 12.1.

Таким образом, по двум названным признакам классификации можно выделить четыре разновидности линий:

1) однопредметные непрерывные поточные линии (ОНПЛ);

2) многопредметные непрерывные поточные линии (МНПЛ);

3) однопредметные прерывные поточные линии (ОППЛ);

4) многопредметные прерывные поточные линии (МППЛ);

Характер перемещения изделий на линии также оказывает существенное влияние на организацию потоков. Принудительное движение означает наличие единого транспортного средства для перемещения деталей и заготовок между всеми рабочими местами линии — конвейера, работающего в жестком, заранее заданном режиме, определяемом ритмом линии.

Полусвободное движение — наличие конвейера, управляемого человеком (мастером, бригадиром). Ритм в этом случае может поддерживаться с помощью сигнализации или задаваться работой первого рабочего места линии.

Свободное движение — отсутствие конвейера и применение для транспортировки изделий механических средств (тележек, скатов, гравитационных лотков, рольгангов и пр.), ручной передачи легких изделий при близком расположении рабочих мест. Здесь возможна также организация «стационарного потока», на котором тяжелая и громоздкая продукция (самолеты, станки) остается неподвижной на специально оборудованных местах (стапелях, стендах, стройплощадках и т. д.), где по очереди, сменяя друг друга, над ней производят операции специализированные бригады рабочих. Число объектов, одновременно находящихся в обслуживании бригад, равно числу бригад. Синхронизация обеспечивается путем закрепления за бригадами комплексов операций с продолжительностью, равной или кратной ритму потока (по аналогии с подбором соответствующего числа параллельных рабочих мест на операции), а также путем регулирования численности рабочих в бригадах.

В условиях организации поточного производства открываются широкие возможности для комплексной механизации и автоматизации. Основная предпосылка этого — узкая специализация рабочих мест и установленного на них технологического оснащения. Постоянство транспортных потоков позволяет также добиться высокого уровня автоматизации транспортных операций. Для межоперационной (на поточной линии), межлинейной (между поточными линиями) и межцеховой (между цехами поточного производства) транспортировки изделий применяются средства непрерывного (продуктопроводы, конвейеры—ленточные, пластинчатые, цепные и др.) и периодического транспорта (мостовые краны, лифты, тельферы, электрокары), в том числе роботизированного (роботы-загрузчики, роботы-штабелеры, робокары).

В заключение сформулируем основные преимущества поточного производства:

- повышение производительности труда, что является результатом механизации и автоматизации операций (включая транспортные), внедрения эффективных технологий и специальных быстродействующих средств технологического оснащения, оптимальной планировки рабочих мест, приобретения рабочими навыков выполнения повторяющихся операций;

- сокращение длительности производственного цикла, что становится возможным в результате специализации рабочих мест, бесперебойного их обслуживания в соответствии с ритмом, устранения перерывов в движении изделий по рабочим местам, сокращения расстояния и времени их транспортировки, запараллеливания процессов и совмещения операций;

- уменьшение заделов незавершенного производства и ускорение оборачиваемости оборотных средств в результате сокращения длительности производственного цикла;

- повышение качества продукции, снижение брака как результат улучшения технологической и трудовой дисциплины, применения регламентированного специализированного обслуживания рабочих мест, технического обслуживания и ремонта оборудования, стандартизации и контроля качества продукции;

- снижение себестоимости продукции, что является результатом всего комплекса мер по рациональной организации производственного процесса и сокращению затрат всех видов ресурсов.

Основы организации ОНПЛ

Непрерывно-поточные линии (НПЛ) — это поточные линии, в которых обеспечивается непрерывное движение предметов по операциям технологического процесса (т. е. движение без межоперационного пролеживания) при непрерывной работе рабочих и оборудования на рабочих местах (т. е. работа без простоев). Одно-предметные непрерывные поточные линии создаются для изготовления в течение длительного периода времени одних и тех же изделий с использованием их параллельного движения по операциям (рабочим местам). При этом задача производственного менеджера — максимально использовать преимущества и исключить недостатки параллельного движения применительно к конкретным производственным условиям: режиму работы линии, производственному заданию, конструкции, размерам и другим характеристикам изделий, параметрам технологического процесса, конфигурации производственных помещений, оснащению рабочих мест и т. п.

Преимуществами параллельного движения, переносимыми на ОНПЛ, являются непрерывное перемещение изделий по операциям технологического процесса, т. е. движение без межоперационного пролеживания и высокая степень параллельности всех процессов, приводящие к сокращению сроков изготовления изделий и минимизации объемов незавершенного производства. Один из недостатков параллельного движения — поштучная передача (передача мелкими транспортными партиями) предметов труда одновременно между всеми

рабочими местами обычно устраняется путем применения на ОНПЛ различных видов конвейера. Второй недостаток — наличие перерывов на рабочих местах — требует применения специальных методов синхронизации операций на линии. Различают предварительную (при проектировании поточных ли-'ний) и окончательную синхронизацию (при отладке ПЛ в производственных условиях). Предварительная синхронизация допускает отклонение длительности операций от ритма в пределах ± 10\%, которое должно быть устранено в максимально возможной степени при окончательной синхронизации.

Способами синхронизации являются:

- разбиение или объединение операций;

- комбинирование различных вариантов порядка выполнения переходов и их перегруппирование в новые операции;

- концентрация операций, совмещение времени выполнения нескольких переходов с использованием агрегированных средств технологического оснащения;

- интенсификация режимов работы;

- совмещение времени машинных и ручных работ;

- рационализация рабочих приемов и пр.

Ритм является основополагающей характеристикой при расчетах любых поточных линий. Он определяется режимом работы линии (числом рабочих дней, смен, часов, продолжительностью регламентированных перерывов), т. е. фондом времени ее работы Ф и программой выпуска изделий NB за тот же период: rл = Ф/Nв. В записи условия синхронизации ритм является аналогом главного времени при параллельном виде движения.

Основы организации ОППЛ. Модели и методы расч?та оборотного задела на ОППЛ

Однопредметные прерывные поточные линии (ОППЛ) создаются для изготовления в течение длительного времени одних и тех же изделий с использованием параллельно-последовательного вида их движения по операциям (рабочим местам). Для них характерны те же общие признаки, что и для других структурных единиц поточного производства ОНПЛ и МНПЛ, рассмотренных ранее в этой главе. Но существенны и отличия. Главное — это невозможность синхронизации операций на линии. Из этого следует, что модели и методы организации ОППЛ принципиально отличны от рассмотренных ранее и требуют отдельного анализа.

Прерывной, или прямоточной, поточной линией называется линия, на которой по условиям конструкции изделий и технологии производства не удается поддерживать непрерывность производственного процесса: имеются операции, по продолжительности не равные и не кратные ритму. Такие линии обычно используются при обработке деталей с применением разнотипного оборудования, когда трудно обеспечить перераспределение работ между операциями в целях их синхронизации. Прерывные поточные линии могут работать только как линии со свободным ритмом. В качестве транспортных средств чаще всего используются рольганги, скаты, склизы и т.п.

Модели и методы расчета оборотного задела

Рассмотрим правила построения эпюр оборотного задела:

1) эпюра представляет собой кусочно-линейную непрерывную функцию;

2) величина оборотного задела изменяется от нуля до некоторого максимального значения; это максимальный задел Hобmax;

3) оборотный задел в начале периода оборота равен заделу в конце периода; это переходящий задел Нобmax.

Построение эпюры и расчет параметров задела для произвольной пары смежных операций j и j+1 включает следующие шаги:

1. Период оборота линии разбивается на интервалы, в пределах которых состояния операций неизменны.

2. Для каждого интервала решается вопрос о характере изменения задела:

а) он увеличивается, если пополняющая задел операция более производительна, чем берущая из задела, с учетом числа работающих в этом интервале рабочих мест;

б) он уменьшается, если пополняющая операция менее производительна;

в) он неизменен, если обе операции в паре равнопроизводительны (в том числе — обе не выполняются).

3. Линейные функции на всех интервалах связываются в единую эпюру на основании приведенных ранее правил построения эпюр.

4. Для каждого интервала рассчитывается изменение величины задела по формуле:

где Tf — продолжительность f-го интервала;

qjf, qj + 1f – количество рабочих мест на j-й и (j+1)-й операциях, выполняемых на f-м интервале.

5. Начиная с нулевой точки, цепным методом рассчитываются величины задела во всех переломных точках эпюры (на границах интервалов) с использованием полученных ранее значений DH fj, j+1; при этом часть расчетов может оказаться избыточной, если искомые величины уже найдены.

6. Рассчитывается величина среднего задела Нобcp как высота прямоугольника, равновеликого фигуре, образованной эпюрой задела.

Отсутствие синхронизации приводит к возникновению перерывов на рабочих местах после окончания работ с каждой единицей продукции. Величина перерывов определяется по формуле: tперj > 0; j = 1, 2, Коп. Для рационального использования рабочего времени перерывы, возникающие при изготовлении некоторого числа изделий, концентрируются, рабочий и оборудование могут быть использованы в это время для других работ. Очевидно, что чем больше число изделий, на которых происходит такая концентрация, тем проще использовать освободившееся время. С другой стороны, тем больше приходится сдвигать время изготовления изделий для его концентрации, а значит нарушать непрерывность движения каждого изделия по операциям и увеличивать его пролеживание. С разрешением этой противоречивой ситуации в первую очередь сталкивается производственный менеджер при организации работы ОППЛ.

Основы организации многопопредметных потоков: МНПЛ, МППЛ, МГПЛ.

На многопредметных поточных линиях осуществляется поочередное или смешанное изготовление нескольких типоразмеров изделий. В первом случае изделия изготавливаются партиями, поэтому существенным признаком является наличие или отсутствие переналадки оборудования при смене на линии партий деталей (заготовок). По этому признаку различают переменно-поточные (последовательно-партионные) и групповые многопредметные потоки. То, что многопредметные потоки совмещают все преимущества поточного производства с достаточной степенью гибкости, позволяет считать их наиболее перспективной ветвью развития поточного производства. Обычно область использования таких линий -это изготовление разнообразных модификаций одного изделия. Пример тому — сборочные линии автомобильных заводов.

Многопредметной поточной линией с последовательно-партионным чередованием предметов, или переменно-поточной, называется линия, на которой обрабатываются или собираются изделия различных наименований (типоразмеров) последовательно чередующимися во времени партиями, сменяющимися по всем операциям одновременно или за сравнительно короткий отрезок времени. В каждый момент времени на такой линии изготавливаются изделия только какого-либо одного наименования, за исключением периода смены изделий. Для перехода к следующей партии требуется переналадка оборудования. В период изготовления изделий одного наименования переменно-поточная линия работает как однопред-метная непрерывная (ОНПЛ) или прерывная (ОППЛ),

в зависимости от обеспечения синхронизации операций. Изготовление и выпуск изделий с переменно-поточной линии происходит не по единому ритму, а в соответствии с частными ритмами. Частным ритмом называется средний одинаковый интервал времени, через который должны запускаться/выпускаться с переменно-поточной линии предметы соответствующего наименования в период их изготовления на линии.

Обычно за переменно-поточными линиями закрепляются от 2 до 10 наименований конструктивно подобных изделий, обрабатываемых по единому типовому технологическому процессу. Чтобы при смене изделий общее число рабочих мест на операциях линии не изменялось, необходимо распределять фонд времени работы линии за период пропорционально трудоемкости изготовления запланированных к выпуску изделий:

Тогда частный ритм ri. определится по формуле:

где Fэф — эффективный фонд времени работы линии на горизонте планирования, часов,

Nвыпi — программа выпуска изделий i-го наименования за тот же период, шт.;

Т'шт.д — сумма норм штучного времени изготовления предмета i-го наименования по всем операциям линии, часов.

Если удалось подобрать детали с примерно равной длительностью выполнения технологических операций, то такая линия может работать с единым ритмом для всех деталей:

а если при этом выполняется условие синхронизации операций, то линия представляет собой МНГШ. (Здесь формула расчета единого ритма уточнена за счет введения коэффициента потерь времени на переналадку линии Кпер.) Причем для обеспечения равенства всех частных ритмов необходимо общий фонд времени работы линии распределять между изделиями уже по другому принципу — пропорционально объемам их выпуска, т. е.

Отметим, что все же необходимо по возможности стремиться к равенству частных ритмов. Идеальная организация МНПЛ предполагает сквозную синхронизацию, т. е. синхронизацию операций при изготовлении всех изделий, закрепленных за линией. Это позволяет существенно снизить затраты времени на ее переналадку за счет сохранения постоянных значений таких ведущих характеристик, как скорость и шаг конвейера. Поскольку в каждый момент времени на переменно-поточной линии производятся изделия только какого-либо одного наименования, организация ее работы не отличается от организации работы ОНПЛ, усложнение связано лишь с самим процессом чередования изделий.

Здесь возникает несколько проблем:

1) организация смены изделий на линии;

2) обеспечение возможности изготовления изделий со сходными технологическими маршрутами;

3) определение оптимального порядка запуска партий в производство.

Представление об организации смены изделий на линии дают рис. 12.14 и 12.15. Из рис. 12.15 видно, что первый способ прост в организации, но приводит к значительным простоям рабочих мест. Второй способ исключает простои, но сложен в организации, так как на работающем конвейере одновременно находятся изделия снимаемой и запускаемой партий. В результате изделия могут быть смешаны, кроме того, постоянно работающий конвейер нельзя остановить для переналадки. Третий способ на первый взгляд кажется идеальным, однако он связан с необходимостью хранения на каждом рабочем месте частично изготовленных изделий всех снятых к этому моменту партий, что требует дополнительных мест складирования и увеличивает заделы незавершенного производства.

Многопредметные групповые поточные линии (МГПЛ) — это такие линии, на которых технологически родственные изделия, составляющие группу, изготавливаются практически без переналадки оборудования. Это достигается за счет применения на каждой операции групповой наладки, позволяющей и