Основы организации производства

Основы организации производства Производство – это регулируемый людьми процесс создания продуктов, т.е. изделий, видов энергии, услуг. Оно предполагает использование различных производственных ресурсов (факторов производства), к которым относятся рабочая сила (кадры предприятия), средства труда (основные производственные фонды), предметы труда и финансовые ресурсы (оборотные средства). Организация производства означает внутреннюю упорядоченность факторов производства в едином производственном процессе как средство достижения необходимого результата. Производственный процесс – это совокупность всех действий людей и средств труда, осуществляемых на предприятии, для изготовления конкретных видов продукции. Основной частью производственных процессов являются технологические процессы, в ходе которых предметы труда (сырье, материалы) изменяют свою форму, размеры и физико-химические свойства. Кроме технологических, производственный процесс включает и нетехнологические процессы: транспортные, складские и др. В производственном процессе трудовые процессы сочетаются с естественными, в которых изменения предметов труда происходят без участия человека, например, сушка окрашенных деталей на воздухе, вылеживание заготовок для снятия внутренних напряжений и т.п. По 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. К вспомогательным относятся процессы, обеспечивающие бесперебойное протекание основных процессов. Их результатом является продукция, используемая на самом предприятии: выработка тепловой энергии, ремонт оборудования, изготовление оснастки и др. Обслуживающими являются процессы, в ходе которых выполняются работы и услуги, необходимые для нормального функционирования основных и вспомогательных процессов, например, транспортировка, складирование, комплектация и др. Состав и взаимосвязи основных, вспомогательных и обслуживающих процессов образуют структуру производственного процесса. Основными принципами, на которых базируются производственные процессы, являются: 1). Специализация, которая предполагает закрепление за каждым рабочим местом и за каждым подразделением строго ограниченной номенклатуры изделий, деталей, технологических операций или видов работ. В основном используются две формы специализации – технологическая или предметная. При технологической форме рабочие места, участки или цехи специализируются на выполнении однородных технологических операций, например, токарные, фрезерные, сверлильные операции. При предметной форме участки или цехи специализируются на изготовлении отдельных деталей, узлов, изделий. Такие участки , как правило, организовываются как поточные линии. 2). Принцип пропорциональности предполагает равную пропускную способность всех производственных подразделений, выполняющих основные, вспомогательные и обслуживающие процессы. Нарушение этого принципа приводит к возникновению «узких мест» в производстве или, наоборот, к неполной загрузке отдельных рабочих мест и участков или цехов. Для обеспечения этого принципа проводятся расчеты производственной мощности или пропускной способности всех взаимосвязанных участков производства. 3). Принцип прямоточности означает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечиваются кратчайшие пути прохождения деталей и узлов по всем операциям от запуска в производство исходных материалов до выхода готовой продукции. Реализация этого принципа обеспечивается соответствующей расстановкой оборудования по ходу технологического процесса. Классическим примером такой расстановки оборудования является поточная линия. 4). Принцип параллельности предполагает одновременное выполнение отдельных операций над отдельными деталями на различных рабочих местах, т.е. создание широкого фронта работы по изготовлению конкретного изделия. 5). Принцип ритмичности предусматривает равномерный выпуск продукции участком, цехом, предприятием за равные промежутки времени. 6). Принцип гибкости (маневренности) предполагает возможность мобильно переходить с выпуска одного вида продукции на другой, осваивать производство новых видов продукции. При организации производственных процессов учитываются и другие принципы, например, дифференциации операций и, наоборот, их интеграции. В практической работе принципы организации производства действуют не изолированно друг от друга. Они тесно переплетаются в каждом производственном процессе. Соблюдение принципов организации производственных процессов способствует повышению эффективности работы предприятия. Организация производственных процессов на предприятии во многом определяется типом производства. Под типом производства понимается совокупность признаков, которые определяют организационно-техническую характеристику производственного процесса. В основу классификации типов производства положены следующие признаки (факторы): - широта номенклатуры, т.е. количество наименований изделий; - объем выпуска изделий, т.е. их количество определенного вида; - степень постоянства номенклатуры, т.е. повторяемость изготовления изделия данного вида в плановом периоде; - характер загрузки рабочих мест, т.е. закрепление за рабочими местами определенных операций технологического процесса. В зависимости от перечисленных факторов различают 3 типа производства: единичное, серийное и массовое. Основным показателем, характеризующим тип производства, является коэффициент закрепления операций, который определяется как отношение количества всех технологических операций, выполняемых на данном рабочем месте в течение месяца, к числу рабочих мест на участке или в цехе. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий и небольшим объемом выпуска каждого из них. Повторное изготовление этих изделий, как правило, не предусматривается. Коэффициент закрепления операций обычно выше 40. Единичное производство нуждается в рабочих-универсалах высокой квалификации, которые могут работать на различных видах оборудования, знают различные технологии и инструмент. Единичное производство широко распространено в сфере услуг для выполнения индивидуальных заказов как населения, так и различных организаций: научных, реставрационных, музеев, театров и т.п. Для единичного производства характерна относительно высокая трудоемкость изделий и большой объем незавершенного производства из-за длительного пролеживания деталей между операциями. В структуре себестоимости изделий достаточно высока доля затрат на заработную плату рабочих, как правило, 20 – 25 %. Из-за широкой номенклатуры выпускаемой продукции возникают трудности в обеспечении материальными ресурсами, а также их накапливанию, что ведет к омертвлению оборотных средств и увеличению продолжительности их оборота. Серийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии различаю мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. Коэффициент закрепления операций составляет: - для мелкосерийного производства – 21 – 40; - для среднесерийного производства – 11 – 20; - для крупносерийного производства – 1 – 10. Особенности серийного производства позволяют использовать наряду с универсальным и специальное оборудование. Оборудование может быть расположено по ходу технологического процесса, что создает предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей. Отдельные участки цехов могут быть предметно специализированы, что позволяет проводить обработку деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. По сравнению с единичным производством в серийном производстве ниже трудоемкость и себестоимость изделий, ниже объем незавершенного производства. Массовое производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры изделий, выпускаемых в больших количествах. Цехи массового производства оснащаются наиболее совершенным оборудованием, на котором выполняется, как правило, одна операция и коэффициент закрепления операций принимается равным 1. Эти особенности массового производства позволяют автоматизировать технологический процесс, применять автоматические поточные линии. В условиях массового производства рабочие специализируются на выполнении 1 – 2 операций. При этом возрастает значение технического обслуживания рабочих мест, обеспечивающее непрерывность процесса производства продукции. Массовое производство обеспечивает наиболее полное использование оборудования, высокий уровень производительности труда и низкую себестоимость изготовляемой продукции. В таблице представлена сравнительная характеристика различных типов производства. Сравнительная характеристика типов производства Наименование показателей (признаков производства) Тип производства единичное серийное массовое 1. Номенклатура неограниченная ограниченная сериями одно или несколько изделий 2. Объем выпуска однотипных изделий единичное изделие или комплект объем серии изделий массовый 3. Повторяемость выпусков изделий одного вида отсутствует периодическая постоянная 4. Применение оборудования универсальное специализированное, на отдельных участках - универсальное высокоспе-циализиро-ванное 5. Расположение оборудования по группам однородного оборудования смешанное поточное, по ходу технологического процесса 6. Применяемый инструмент универсальный, в незначительной степени специальный специальный и универсальный преимуще-ственно специальный 7. Закрепление операций за станками отсутствует закреплены определенные операции одна-две операции на станке 8. Специализация кадров универсальная узкая и универсальная узкая Окончание таблицы Наименование показателей (признаков производства) Тип производства единичное серийное массовое 9. Квалификация рабочих высокая высокая, средняя средняя 10. Трудоемкость продукции высокая средняя низкая 11. Себестои- мость продук-ции высокая средняя низкая 12. Контингент потребителей продукции по заказу разный массовый Производственный процесс имеет пространственную и временную характеристики. Пространственная организация производственных процессов обеспечивается производственной структурой предприятия, т.е. совокупностью производственных единиц предприятия, входящих в его состав, и формами взаимосвязей между ними. Например, в состав предприятия входят: - основные цехи с разными формами специализации – технологической, предметной и смешанной; - вспомогательные цехи: ремонтно-механический, паросиловой (энергоцех), инструментальный и др.; + - побочные цехи: например, по изготовлению тары и упаковки. Производственный процесс во времени характеризует производственный цикл – календарное время выполнения производственного процесса, т.е. время от поступления предмета труда в производство до выпуска готового продукта. Продолжительность производственного цикла определяется в календарных днях или часах. Знание продолжительности производственного цикла необходимо: - для разработки производственной программы предприятия и его отдельных подразделений; - для определения сроков начала производственного процесса (запуска) по информации об окончании изготовления продукта (выпуска); - для определения нормативной величины незавершенного производства. В общем виде продолжительность производственного цикла может быть выражена формулой - время транспортирования предметов труда; Тц = Ттех + Тпз + Те + Тк + Ттр +Тмо + Тпер, где Ттех – время выполнения технологических операций, Тпз – время работ подготовительно-заключительного характера – это время, необходимое для ознакомления с предстоящей работой, подготовки к ней и ее завершению. Это время затрачивается, как правило, один раз на всю партию обрабатываемых деталей или один раз на весь рабочий день (смену); Те – время естественных процессов; Тк – время контрольных операций; Ттр – время транспортирования предметов труда; Тмо – время межоперационного пролеживания; Тпер – время перерывов, обусловленное режимом труда и отдыха. Сумма времени технологических операций и подготовительно-заключительных работ образует операционный цикл (Топ), т.е. Топ = Ттех + Тпз. Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов. Определяющим фактором в любом производстве является операционный цикл. Все остальные элементы времени учитываются лишь в той части, в которой они не перекрываются операционным временем. Различают производственный цикл отдельных деталей – простой и изделий в целом – сложный. Он может быть олнооперационным и многооперационным. Продолжительность многооперационного цикла зависит от способа передачи деталей с одной операции на другую операцию: последовательного, параллельного и параллельно-последовательного. При последовательном способе передачи деталей с операции на операцию вся партия деталей передается на последующую операцию после окончания обработки всех деталей на предыдущей стадии. Достоинством этого способа является отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего. Однако, продолжительность производственного цикла является наибольшей. При параллельном способе передачи деталей с одной операции на другую они передаются поштучно или транспортными партиями сразу же после завершения обработки. Это исключает пролеживание деталей и значительно сокращает продолжительность технологического цикла. Однако, возможности использования этого способа ограничены, т.к. обязательным условием является равенство или кратностьпродолжительности выполнения смежных операций. Продолжительность технологического цикла при параллельном способе движения деталей является самой короткой по сравнения с другими способами движения. При этом на всех операциях, кроме максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами в работе оборудования: детали пролеживают до начала обработки на первой операции и после окончания обработки на последней операции внутри транспортной партии. При параллельно-последовательном способе движения деталей работа на каждом рабочем месте ведется без перерывов как и при последовательном способе, но вместе с тем одна и та же партия деталей обрабатывается параллельно на смежных операциях. Детали передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями. При этом, в отличие от параллельного способа движения деталей, учитывается продолжительность выполнения смежных операций. Продолжительность цикла изготовления партии деталей меньше, чем при последовательном способе на суммарное время совмещений. Количество совмещений равно количеству операций за минусом единицы. Продолжительность технологического цикла занимает среднее положение между его продолжительностью при последовательном и параллельном способах движения деталей. Продолжительность операционного цикла при разных способах движения деталей определяется по следующим формулам: - при последовательном способе движения деталей Тпосл = nд * ∑ tд ; - при параллельном движении деталей Тпар = ∑ tд + (nд – 1) * tгл ; - при параллельно-последовательном движении деталей Тпар-пос = ∑ tд + (nд – 1) * (∑ tб – ∑ tм), где nд – число деталей в партии; ∑ tд – сумма продолжительности всех операций с учетом выполнения норм выработки и числа параллельно занятых рабочих мест по каждой операции; tгл – продолжительность наиболее трудоемкой операции (главной); ∑ tб и ∑ tм – суммы продолжительности всех больших и меньших операций соответственно. Большей считается операция, расположенная между двумя меньшими, чем данная. Меньшей считается операция, расположенная между двумя большими, чем данная. Для оценки первой и последней операции условно принимают, что предыдущая (для первой) и последующая (для последней) равны нулю. Пример расчета продолжительности операционного цикла партии деталей в количестве 400 штук при различных способах их движения в технологическом процессе по данным, представленным в таблице. Номер операции Продолжительность операции, мин. Характер операции 1 1,4 Большая 2 1,2 Меньшая 3 2,0 - 4 3,1 Большая 5 2,8 Меньшая 6 3,2 Большая и главная 7 2,4 - 8 1,6 Меньшая 9 1,8 большая 10 1,2 - Итого (∑ tд) 20,7 - Продолжительность операционного цикла партии деталей будет равна: - при последовательном способе движения деталей Тпосл = 400 * 20,7 = 8280 мин. = 138 час.; - при параллельном способе движения деталей Тпар = 2о,7 + (400 – 1) * 3,2 = 1231,5 мин. = 20,5 час.; - при параллельно-последовательном способе движения деталей ∑ tб = 1,4 + 3,1 + 3,2 =1,8 = 9,5 мин.; ∑ tм = 1,2 + 2,8 + 1,6 = 5,6 мин.; Тпар-пос = 20,7 + (400 – 1) * (9,5 – 5,6) = 1556,1 мин. = 25,9 час. На основании проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что оптимальной является организация движении деталей параллельным способом. При невозможности такой организации технологического процесса следует использовать параллельно-последовательный способ движения деталей. Приведенные в начале лекции основные принципы, на которых базируется производственный процесс (специализация, прямоточность, параллельность, ритмичность. пропорциональность) в наиболее полной степени реализуются в поточном производстве. Поточное производство – это такая форма организации процессов, которая характеризуется ритмичной повторяемостью согласованных во времени операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных по ходу производственного процесса. Оно представляет собой базу для организации автоматизированного производства. Поточное производство характеризуется наличием поточных линий. Организационные формы поточных линий достаточно разнообразны. В связи с этим их принято делить на группы по следующим классификационным признакам: 1. По степени специализации или по степени постоянства потока различают: - линии с постоянным потоком (однопредметные) – это линии, организованные для выполнения одного процесса над одним изделием; - линии с переменным потоком (многопредметные) – это линии, организованные для выполнения нескольких процессов над несколькими изделиями. 2. По степени прерывности потока или по степени непрерывности технологического процесса поточные линии могут быть: - непрерывнопоточными, в которых соблюдается строгая ритмичность, т.е. изделия с одной операции на другую передаются через равные промежутки времени (без межоперационного пролеживания и без простоев оборудования); - прямоточными (прерывнопоточными), в которых условия, необходимые для организации непрерывнопоточной линии, не могут быть выполнены. 3. По характеру применяемого транспорта или по виду используемых транспортных средств поточные линии могут быть с организованным, но не механизированным транспортом или механизированным транспортом, т.е. конвейерные линии. В первом случае изделия с операции на операцию передают сами рабочие при помощи тележек, вагонеток и т.п. средств. Конвейерные линии могут быть непрерывного и дискретного действия. Для организации конвейерной линии непрерывного действия используются либо рабочие, либо распределительные конвейеры. К рабочим относятся конвейеры, на которых выполняются операции по обработке изделии, т.е. они одновременно являются рабочими местами. Распределительные или транспортные конвейеры служат только для доставки изделия к рабочему месту. Для формирования конвейерных линий дискретного действия могут быть использованы различные механизмы периодического действия, например, мостовые краны, монорельсы с тельфером, электрокары и т.п. 4. По способу поддержания ритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом. В линиях с регламентированным ритмом конвейер останавливается на точно установленный период времени. Об окончании выполнения операции и начале передвижения конвейера рабочие извещаются специальной (звуковой или световой) сигнализацией. В линиях со свободным ритмом конвейер останавливают сами рабочие под контролем мастера, который следит за выполнением операций и соблюдением ритма. При организации поточных линий рассчитывается несколько показателей, необходимых для определения регламента их работы. Основными из них являются такт и ритм. Такт линии (поштучный ритм) определяется исходя из производственной программы по формуле r = Тэф / ГПз, где Тэф – эффективный фонд времени работы линии в плановый период (смена, сутки, месяц), мин.; ГПз – программа запуска изделий на этот же период, шт. Определяется по формуле ГПз = ГПв * (1 + j / 100), где ГПв – программа выпуска изделий, щт.; j – минимальный процент брака, обусловленный технологией производства. Если j = 0, то ГПз = ГПв. Ритм линии определяется при передаче изделий транспортными партиями ( пачками). Это интервал времени, отделяющий выпуск одной пачки от выпуска следующей пачки. Он определяется по формуле R = r * n, где n – число изделий в транспортной партии (пачке). На основе этих показателей по каждой поточной линии определяются: - количество оборудования каждого наименования; - количество рабочих мест по каждой технологической операции; - явочное количество рабочих в смену с учетом многостаночного обслуживания; - списочное количество рабочих с учетом режима работы предприятия или цеха. Перечисленные показатели рассчитываются индивидуально для каждой поточной линии. Необходимо учитывать, что для каждой классификационной группы поточных линий выполняются также специфические для нее расчеты.