Чем заключается процесс производства. Принципы организации производственного процесса. Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и естественных процессов. Основные ко
5.1 Понятие о производственном процессе
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и орудий труда в целях создания потребительских стоимостей - полезных предметов труда, необходимых для производственного или личного потребления. В процессе производства рабочие воздействуют на предметы труда с помощью орудий труда и создают новые готовые продукты, например станки, ЭВМ, телевизоры, радиоэлектронные приборы и т. д. Предметы и орудия труда, будучи вещественными элементами производства, на предприятии находятся в определенной взаимосвязи друг с другом: конкретные предметы могут быть обработаны только определенными орудиями труда; уже сами по себе они обладают системными свойствами. Однако живой труд должен охватить эти вещи и тем самым начать процесс превращения их в продукт. Таким образом, производственный процесс - это прежде всего трудовой процесс, поскольку ресурсы, используемые человеком на его входе, как информация, так и материальные средства производства, являются продуктом предшествующих процессов труда. Различают основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы.
Основные производственные процессы - это та часть процессов, в ходе которых происходит непосредственное изменение форм/размеров, свойств, внутренней структуры предметов труда и превращение их в готовую продукцию. Например, на станкостроительном заводе это процессы изготовления деталей и сборки из них подузлов, узлов и изделия в целом.
К вспомогательным производственным процессам относятся такие процессы, результаты которых используются либо непосредственно в основных процессах, либо для обеспечения их бесперебойного и эффективного осуществления. Примерами таких процессов являются изготовление инструментов, приспособлений, штампов, средств механизации и автоматизации собственного производства, запасных частей для ремонта оборудования, производство на предприятии всех видов энергии (электрической энергии, сжатого воздуха, азота и т. д.).
Обслуживающие производственные процессы - это процессы труда по оказанию услуг, необходимых для осуществления основных и вспомогательных производственных процессов. Например, транспортировка материальных ценностей, складские операции всех видов, технический контроль качества продукции и др.
Основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы имеют разные тенденции развития и совершенствования. Так, многие вспомогательные производственные процессы могут быть переданы специализированным заводам, что в большинстве случаев обеспечивает экономически более эффективное их производство. С повышением уровня механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов обслуживающие процессы постепенно становятся неотъемлемой частью основного производства, играют организующую роль в автоматизированных и особенно в гибких автоматизированных производствах.
Основные, а в некоторых случаях и вспомогательные производственные процессы протекают в разных стадиях (или фазах). Стадия- это обособленная часть производственного процесса, когда предмет труда переходит в другое качественное состояние. Например, материал переходит в заготовку, заготовка - в деталь и т. д.
Основные производственные процессы протекают в следующих стадиях: заготовительной, обрабатывающей, сборочной и регулировочно-настроечной.
Заготовительная стадия предназначена для производства заготовок деталей. Она характеризуется весьма разнообразными методами производства. Например, раскрой или резка заготовок деталей из листового материала, изготовление заготовок методами литья, штамповки, ковки и т. д. Основная тенденция развития технологических процессов на этой стадии заключается в приближении заготовок к формам и размерам готовых деталей. Орудиями труда на этой стадии являются отрезные станки, прессово-штамповочное оборудование, гильотинные ножницы и др.
Обрабатывающая стадия ― вторая в структуре производственного процесса - включает механическую и термическую обработку. Предметом труда здесь являются заготовки деталей. Орудиями труда на этой стадии в основном являются различные металлорежущие станки, печи для термической обработки, аппараты для химической обработки. В результате выполнения этой стадии деталям придаются размеры, соответствующие заданному классу точности.
Сборочная (сборочно-монтажная) стадия ― это производственный процесс, в результате которого получаются сборочные единицы (мелкие сборочные единицы, подузлы, узлы, блоки) или готовые изделия. Предметами труда на этой стадии являются детали и узлы собственного изготовления, а также полученные со стороны (комплектующие изделия). Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную. Стационарная сборка - это когда изделие изготавливается на одном рабочем месте (детали подаются). При подвижной сборке изделие создается в процессе его перемещения от одного рабочего места к другому. Орудия труда здесь не так многообразны, как в обрабатывающей стадии. Основными из них являются всевозможные верстаки, стенды, транспортирующие и направляющие устройства (конвейеры, электрокары, роботы и др.). Сборочные процессы, как правило, характеризуются значительным объемом работ, выполняемых вручную, поэтому механизация и автоматизация их - главная задача совер- шенствования технологического процесса.
Регулировочно-настроечная стадия ― заключительная в структуре производственного процесса, которая проводится с целью получения необходимых технических параметров готового изделия. Предметом труда здесь являются готовые изделия или их отдельные сборочные единицы, орудия труда, универсальная контрольно-измерительная аппаратура и специальные стенды для испытаний.
Составными элементами стадий основного и вспомогательного процессов являются технологические операции. Деление производственного процесса на операции, а далее на приемы и движения необходимо для разработки технически обоснованных норм времени выполнения операций.
Операция ― часть производственного процесса, которая, как правило, выполняется на одном рабочем месте без переналадки и одним или несколькими рабочими (бригадой).
В зависимости от степени технического оснащения производственного процесса различают операции: ручные, машиноручные, машинные, автоматические и аппаратные.
Как основные, так и вспомогательные, а иногда и обслуживающие производственные процессы состоят из основных и вспомогательных элементов - операций. К основным относятся операции, непосредственно связанные с изменением размеров, форм, свойств, внутренней структуры предмета труда или превращением одного вещества в другое, а также с изменением местоположения предметов труда относительно друг друга. К вспомогательным относятся операции, выполнение которых способствует протеканию основных, например, перемещение предметов труда, контроль качества, снятие и установка, хранение и др.
В организационном отношении основные и вспомогательные производственные процессы (их операции) условно подразделяются на простые и сложные.
Простыми называются процессы, в которых предметы труда подвергаются последовательному ряду связанных между собой операций, в результате чего получаются частично готовые продукты труда (заготовки, детали, т. е. неразъемные части изделия).
Сложными называются процессы, в которых получаются готовые продукты труда путем соединения частных продуктов, т. е. получаются сложные изделия (станки, машины, приборы и т.д.).
Движение предметов труда в производственном процессе осуществляется так, что результат труда одного рабочего места становится исходным предметом для другого, т. е. каждый предыдущий во времени и в пространстве дает работу последующему, это обеспечивается организацией производства.
От правильной и рациональной организации производственных процессов (особенно основных) зависят результаты производственно-хозяйственной деятельности предприятия, экономические показатели его работы, себестоимость продукции, прибыль и рентабельность производства, величина незавершенного производства и размер оборотных средств.
5.2 Основные принципы организации производственных процессов
Организация производственного процесса на любом машиностроительном предприятии (в том числе радиоэлектронного приборостроения), в любом его цехе, на участке базируется на рациональном сочетании во времени и в пространстве всех основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Это позволяет выпускать продукцию при минимальных затратах живого и овеществленного труда. Особенности и методы такого сочетания различны в разных производственных условиях. Однако при всем их многообразии организация производственных процессов подчинена некоторым общим принципам: дифференциации, концентрации и интеграции, специализации, пропорциональности, прямоточности, непрерывности, параллельности, ритмичности, автоматичности, профилактики, гибкости, оптимальности, электронизации, стандартизации и др.
Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные технологические процессы, которые в свою очередь подразделяются на операции, переходы, приемы и движения При этом анализ особенностей каждого элемента позволяет выбрать наилучшие условия для его осуществления, обеспечивающие минимизацию суммарных затрат всех видов ресурсов. Так, поточное производство многие годы развивалось за счет все более глубокой дифференциации технологических процессов. Выделение непродолжительных по времени выполнения операций позволяло упрощать организацию и технологическое оснащение производства, совершенствовать навыки рабочих, увеличивать производительность их труда.
Однако чрезмерная дифференциация повышает утомляемость рабочих на ручных операциях за счет монотонности и высокой интенсивности процессов производства. Большое число операций приводит к излишним затратам на перемещение предметов труда между рабочими местами, установку, закрепление и снятие их с рабочих мест после окончания операций.
При использовании современного высокопроизводительного гибкого оборудования (станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, роботы и т. д.) принцип дифференциации переходит в принцип концентрации операций и интеграции производственных процессов. Принцип концентрации предполагает выполнение нескольких операций на одном рабочем месте (многошпиндельные многорезцовые автоматы с ЧПУ). Операции становятся более объемными, сложными и выполняются в сочетании с бригадным принципом организации труда. Принцип интеграции состоит в объединении основных вспомогательных и обслуживающих процессов.
Принцип специализации представляет собой форму разделения общественного труда, которая, развиваясь планомерно, обусловливает выделение на предприятии цехов, участков, линий и отдельных рабочих мест. Они изготавливают продукцию ограниченной номенклатуры и отличаются особым производственным процессом.
Сокращение номенклатуры выпускаемой продукции, как правило, приводит к улучшению всех экономических показателей, в частности, к повышению уровня использования основных фондов предприятия, снижению себестоимости продукции, улучшению качества продукции, механизации и автоматизации производственных процессов. Специализированное оборудование при всех прочих равных условиях работает производительнее.
Уровень специализации рабочего места определяется коэффициентом закрепления деталеопераций (К спі ), выполняемых на одном рабочем месте за определенный промежуток времени (месяц, квартал),
где С пр - число рабочих мест (единиц оборудования) производственной системы; m доі - число деталеопераций, выполняемых на і-м рабочем месте в течение единицы времени (месяца, года).
При коэффициенте К сп = 1 обеспечивается узкая специализация рабочего места, создаются предпосылки для эффективной организации производства. Для полной загрузки одного рабочего места одной деталеоперацией необходимо, чтобы соблюдалось условие
,
где N з.j
- объем запуска деталей j-го наименования за единицу времени, например шт./мес;
t шті
- трудоемкость операции на і-м рабочем месте, мин;
F эф
- эффективный фонд времени рабочего места, например, мин/мес.
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, участков, цехов, к снижению эффективности функционирования всего предприятия. Поэтому для обеспечения пропорциональности проводятся расчеты производственной мощности как по стадиям производства, так и по группам оборудования и производственным площадям. Например, если известны объем выпуска деталей (N 3) и норма штучного времени (t шт), можно определить загрузку определенной і-йгруппы оборудования по формуле
.
Далее определяют пропускную способность этой группы оборудования
,
после чего сопоставляют загрузку и пропускную способность і-й группы оборудования и определяют коэффициент его загрузки по формуле
Предпочтительным вариантом является тот, когда К зі = 1 и Q і = P і .
Принцип прямоточности означает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечиваются кратчайшие пути прохождения деталей и сборочных единиц по всем стадиям и операциям от запуска в производство исходных материалов до выхода готовой продукции. Поток материалов, полуфабрикатов и сборочных единиц должен быть поступательным и кратчайшим, без встречных и возвратных движений. Это обеспечивается соответствующей планировкой расстановки оборудования по ходу технологического процесса. Классическим примером такой планировки является поточная линия.
^ Принцип непрерывности означает, что рабочий трудится без простоев, оборудование работает без перерывов, предметы труда не пролеживают на рабочих местах. Наиболее полно этот принцип проявляется в массовом или крупносерийном производстве при организации поточных методов производства, в частности, при организации одно- и многопредметных непрерывно-поточных линий. Этот принцип обеспечивает сокращение цикла изготовления изделия и тем самым способствует повышению интенсификации производства.
Принцип параллельности предполагает одновременное выполнение частичных производственных процессов и отдельных операций над аналогичными деталями и частями изделия на различных рабочих местах, т. е. создание широкого фронта работы по изготовлению данного изделия. Параллельность в организации производственного процесса применяется в раз-личных формах: в структуре технологической операции – мно-гоинструментальная обработка (многошпиндельные многорезцовые полуавтоматы) или параллельное выполнение основных и вспомогательных элементов операций; в изготовлении заготовок и обработке деталей (в цехах заготовки и детали на разных стадиях готовности); в узловой и общей сборке. Принцип параллельности обеспечивает сокращение продолжительности производственного цикла и экономии рабочего времени.
^ Принцип ритмичности обеспечивает выпуск одинаковых или возрастающих объемов продукции за равные периоды времени и соответственно повторение через эти периоды производственного процесса на всех его стадиях и операциях. При узкой специализации производства и устойчивой номенклатуре изделий ритмичность может быть обеспечена непосредственно по отношению к отдельным изделиям и определяется количеством обрабатываемых или выпускаемых изделий за единицу времени. В условиях широкой и изменяющейся номенклатуры выпускаемых производственной системой изделий ритмичность работы и выпуска продукции может измеряться только с помощью трудовых или стоимостных показателей.
Принцип автоматичности предполагает максимальное выполнение операций производственного процесса автоматически, т. е. без непосредственного участия в нем рабочего либо под его наблюдением и контролем. Автоматизация процессов приводит к увеличению объемов выпуска деталей, изделий, к повышению качества работ, сокращению затрат живого труда, замене непривлекательного ручного труда более интеллектуальным трудом высококвалифицированных рабочих (наладчиков, операторов), к исключению ручного труда на работах с вредными условиями, замене рабочих роботами. Особенно важна автоматизация обслуживающих процессов. Автоматизированные транспортные средства и склады выполняют функции не только по передаче и хранению объектов производства, но могут регламентировать ритм всего производства. Общий уровень автоматизации процессов производства определяется долей работ в основном, вспомогательном и обслуживающем производствах, в общем объеме работ предприятия. Уровень автоматизации (У авт) определяем по формуле
где Т авт - трудоемкость работ, выполняемых автоматическим или автоматизированным способом;
Т общ - общая трудоемкость работ на предприятии (цехе) за определенный период времени.
Уровень автоматизации может быть рассчитан как суммарно по всему предприятию, так и по каждому подразделению отдельно.
Принцип профилактики предполагает организацию обслуживания оборудования, направленную на предотвращение аварий и простоев технических систем. Это достигается с помощью системы планово-предупредительных ремонтов (ППР).
Принцип гибкости обеспечивает эффективную организацию работ, дает возможность мобильно перейти на выпуск другой продукции, входящей в производственную программу предприятия, или на выпуск новой продукции при освоении ее производства. Он обеспечивает сокращение времени и затрат на переналадку оборудования при выпуске деталей и изделий широкой номенклатуры. Наибольшее развитие этот принцип получает в условиях высокоорганизованного производства, где используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры (ОЦ), переналаживаемые автоматические средства контроля, складирования и перемещения объектов производства.
Принцип оптимальности состоит в том, что выполнение всех процессов по выпуску продукции в заданном количестве и в сроки осуществляется с наибольшей экономической эффективностью или с наименьшими затратами трудовых и материальных ресурсов. Оптимальность обусловлена законом экономии времени.
Принцип электронизации предполагает широкое использование возможностей ЧПУ, основанных на применении микропроцессорной техники, что позволяет создавать принципиально новые системы машин, сочетающие высокую производительность с требованиями гибкости производственных процессов. ЭВМ и промышленные роботы, обладающие искусственным интеллектом, позволяют выполнять самые сложные функции в производстве вместо человека.
Использование мини- и микроЭВМ с развитым программным обеспечением и многоинструментальных станков с ЧПУ позволяет выполнять большую совокупность или даже все операции обработки деталей с одной их установки на станке за счет автоматической смены инструментов. Набор режущего инструмента для такого станка может достигать 100 -120 единиц, которые устанавливаются в револьверной головке или инструментальном магазине и заменяются по специальной программе.
Принцип стандартизации предполагает широкое использование при создании и освоении новой техники и новой технологии стандартизации, унификации, типизации и нормализации, что позволяет избежать необоснованного многообразия в материалах, оборудовании, технологических процессах и резко сократить продолжительность цикла создания и освоения новой техники (СОНТ).
При проектировании производственного процесса или производственной системы следует исходить из рационального использования изложенных выше принципов.
5.3 Типы производства и их технико-экономические характеристики
Организация производственных процессов, выбор наиболее рациональных методов подготовки, планирования и контроля за производством во многом определяются типом производства на машиностроительном предприятии.
Под типом производства понимается совокупность признаков, определяю-щих организационно-техническую характеристику производственного процес-са, осуществляемого на одном или многих рабочих местах в масштабе участка, цеха, предприятия. Тип производства во многом предопределяет формы спе-циализации и методы организации производственных процессов.
В основу классификации типов производства положены следующие факторы: широта номенклатуры, объем выпуска, степень постоянства номенклатуры, характер загрузки рабочих мест и их специализация.
Номенклатура продукции представляет собой число наименований изделий, закрепленных за производственной системой, и характеризует ее специализацию. Чем шире номенклатура, тем менее специализирована система, и, наоборот, чем она уже, тем выше степень специализации. Широкая номенклатура выпускаемой продукции обусловливает большое разнообразие технологических процессов и операций, оборудования, инструментов, оснастки и профессий рабочих.
Объем выпуска изделий - это количество изделий определенного вида, изготавливаемых производственной системой в течение определенного периода времени. Объем выпуска и трудоемкость изделия каждого вида оказывают решающее влияние на характер специализации этой системы.
Степень постоянства номенклатуры - это повторяемость изготовления изделия данного вида в последовательные периоды времени. Если в один плановый период времени изделие данного вида выпускается, а в другие - не выпускается, то степень постоянства отсутствует. Регулярное повторение выпуска изделий данного вида является одной из предпосылок обеспечения ритмичности производства. В свою очередь, регулярность зависит от объема выпуска изделий, поскольку большой объем выпуска может быть равномерно распределен на последовательные плановые периоды.
Характер загрузки рабочих мест означает закрепление за рабочими местами определенных операций технологического процесса. Если за рабочим местом закреплено минимальное количество операций, то это узкая специализация, а если за рабочим местом закреплено большое количество операций (если станок универсальный), то это означает широкую специализацию.
В зависимости от указанных выше факторов различают три типа производственных процессов или три типа производства: единичное, серийное и массовое (рис. 5.1).
Рисунок 5.1 -Классификация типов производства
Основными показателями для определения типа производства могут служить коэффициенты специализации рабочих мест (К сп ), серийности (К сер) и массовости (К м).
Коэффициент специализации рабочих мест
где m д.о - количество деталеопераций по технологическому процессу, выполняемому в данном подразделении (на участке, в цехе);
С пр - число рабочих мест (единиц оборудования) в данном подразделении.
Коэффициент серийности
К сер =r/t шт,
где r – такт выпуска изделий, мин./шт.; r =F эф: N;
t шт - среднее штучное время по операциям технологического процесса, мин.
где, t шт.і - штучное время на і-й операции технологического процесса, мин.
т - число операций.
Коэффициент массовости определяют по формуле
.
Каждому типу производства соответствуют: величина указанных коэффициентов, вид используемого оборудования, технология и формы организации производства, виды движений предметов труда, производственная структура предприятия (цеха, участка) и другие особенности.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий и выпуском малых объемов одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается. Это делает невозможным постоянное закрепление операций за отдельными рабочими местами, коэффициент специализации К сп > 40 деталеопераций на одно рабочее место. Специализация таких рабочих мест обусловлена только их технологической характеристикой и размерами обрабатываемых изделий. При этом производстве применяют универсальное оборудование и в основном последовательный вид движения партий деталей по операциям технологического процесса. Заводы имеют сложную производственную структуру, а цехи специализированы по технологическому принципу.
Серийное производство специализируется на изготовлении ограниченной номенклатуры изделий сравнительно небольшими объемами и повторяющимися через определенное время партиями (сериями). В зависимости от числа закрепляемых за каждым рабочим местом операций, регулярности повторения партий изделий и их размера различают три подтипа (вида) серийного производства: мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.
Мелкосерийное производство тяготеет к единичному: изделия выпускаются малыми сериями широкой номенклатуры, повторяемость изделий в программе завода либо отсутствует, либо нерегулярна, а размеры серий неустойчивы; предприятие все время осваивает новые изделия и прекращает выпуск ранее освоенных. За рабочими местами закреплена широкая номенклатура операций, К сп = 20 - 40 операций (К сер > 20; К м < 1). Оборудование, виды движений, формы специализации и производственная структура те же, что и при единичном производстве.
Для среднесерийного производства характерно, что выпуск изделий производится довольно крупными сериями ограниченной номенклатуры; серии повторяются с известной регулярностью по периоду запуска и числу изделий в партии; годичная номенклатура все же шире, чем номенклатура выпуска в каждом месяце. За рабочими местами закреплена более узкая номенклатура операций: К сп = 10 - 20 операций (К сер = 20; К м < 1). Оборудование универсальное и специальное, вид движения предметов труда - параллельно-последовательный. Заводы имеют развитую производственную структуру, заготовительные цехи специализируются по технологическому принципу, а в механосборочных цехах создаются предметно-замкнутые участки.
Крупносерийное производство тяготеет к массовому. Изделия производятся крупными сериями ограниченной номенклатуры, а основные или важнейшие выпускаются постоянно и непрерывно. Рабочие места имеют более узкую специализацию: К сп = 2 - 10 операций (К сер = 10; К м < 1). Оборудование преимущественно специальное, виды движений предметов труда - параллельно-последовательный и параллельный. Заводы имеют простую производственную структуру, обрабатывающие и сборочные цехи специализированы по предметному принципу, а заготовительные - по технологическому.
Массовое производство характеризуется выпуском узкой номенклатуры изделий в течение длительного периода времени и большим объемом, стабильной повторяемостью. За рабочими местами закреплена узкая номенклатура операций: К сп < 1 операции (К сер < 2; К м > 1). Все изделия номенклатуры завода изготовляются одновременно и параллельно. Числа наименований изделий в годовой и месячной программах совпадают. Оборудование специальное, вид движения предметов труда - параллельный. Цехи и участки специализированы преимущественно по предметному принципу. Заводы имеют простую и четко определенную производственную структуру.
В сочетании механизации и автоматизации производственных процессов, а также загрузки рабочих мест (оборудования) с видами движений предметов труда можно получить серийное производство в четырех и массовое производство в трех вариантах (рис. 5.2).
Исходя из типа производства, устанавливается тип предприятия и его подразделений. На каждом предприятии могут существовать различные типы производства. Поэтому тип предприятия или его подразделения определяются по преобладающему типу конечного производства.
Тип производства оказывает решающее влияние на особенности его организации, управления и оперативно-производственного планирования, а также на технико-экономические показатели. 
Рис. 5.2 - Классификация типов производства
Если рассматривать всю совокупность типов производства как единое целое, начиная с единичного и кончая массовым, то по мере продвижения к массовому производству можно отметить: а) непрерывное расширение области применения высокопроизводительных технологических процессов, сопровождающихся механизацией и автоматизацией производства; б) увеличение доли специального оборудования и специальной технологической оснастки в общем количестве орудий труда; в) общее повышение технической квалификации рабочих, а также внедрение передовых методов и приемов труда.
На основе этих прогрессивных изменений при переходе от единичного производства к серийному и далее к массовому обеспечивается значительная экономия общественного труда и как следствие: повышение производительности труда, улучшение использования основных фондов предприятия, сокращение затрат материалов на одно изделие, а также снижение себестоимости продукции, рост прибыли и рентабельности производства.
Однако следует отметить, что использование групповых методов обработки деталей, средств автоматизации и электронизации производственных процессов дает возможность применять организационные формы массового производства в серийном и даже в единичном производстве и добиваться высоких технико-экономических показателей. Например, внедрение гибких производственных комплексов в единичном производстве обеспечивает рост производительности труда в 4-6 раз, повышает коэффициент использования оборудование до 0,92-0,95, снижает потребность в производственных площадях на 40-60%, сокращает продолжительность производственного цикла и улучшает все технико-экономические показатели.
5.4 Рациональная организация производства
Одним из важнейших требований, предъявляемых к рациональной организации производственного процесса является обеспечение наименьшей длительности производственного цикла изготовления продукции.
Под производственным циклом понимают календарный период времени с момента запуска сырья, материалов в производство до полного изготовления готовой продукции. Длительность производственного цикла изготовления любой продукции состоит из рабочего периода, время естественных процессов и времени перерывов.
Форма организации производства представляет собой определенное сочетание во времени и в пространстве элементов производственного процесса при соответствующем уровне его интеграции, выраженное системой устойчивых связей.
По виду временной структуры различают формы организации с последовательной, параллельной и параллельно-последовательной передачей предметов труда в производстве.
Форма организации производства с последовательной передачей предметов труда представляет собой такое сочетание элементов производственного процесса, при котором обеспечивается движение обрабатываемых изделий по всем производственным участкам партиями произвольной величины. Предметы труда на каждую последующую операцию передаются лишь после окончания обработки всей партии на предшествующей операции. Данная форма является наиболее гибкой по отношению к изменениям, возникающим в производственной программе, позволяет достаточно полно использовать оборудование, что дает возможность снизить затраты на его приобретение. Недостаток такой формы организации производства заключается в относительно большой длительности производственного цикла, так как каждая деталь перед выполнением последующей операции пролеживает в ожидании обработки всей партии.
Форма организации производства с параллельной передачей предметов труда основана на таком сочетании элементов производственного процесса, которое позволяет запускать, обрабатывать и передавать предметы труда с операции на операцию поштучно и без ожидания. Такая организация производственного процесса приводит к уменьшению количества деталей, находящихся в обработке, сокращению потребностей в площадях, необходимых для складирования и проходов. Ее недостаток - в возможных простоях оборудования (рабочих мест) вследствие различий в длительности операций.
Форма организации производства с параллельно-последовательной передачей предметов труда является промежуточной между последовательной и параллельной формами и частично устраняет присущие им недостатки. Изделия с операции на операцию передаются транспортными партиями. При этом обеспечивается непрерывность использования оборудования и рабочей силы, возможно частично параллельное прохождение партии деталей по операциям технологического процесса.
Пространственная структура организации производства определяется количеством технологического оборудования, сосредоточенного на рабочей площадке (числом рабочих мест), и расположением его относительно направления движения предметов труда в окружающем пространстве. В зависимости от количества технологического оборудования (рабочих мест) различают однозвенную производственную систему и соответствующую ей структуру обособленного рабочего места и многозвенную систему с цеховой, линейной или ячеистой структурой. Возможные варианты пространственной структуры организации производства представлены на рис. 5.3. Цеховая структура характеризуется созданием участков, на которых оборудование (рабочие места) расположено параллельно потоку заготовок, что предполагает их специализацию по признаку технологической однородности.
Рисунок 5.3. Варианты пространственной структуры производственного процесса
Комбинация пространственной и временной структур производственного процесса при определенном уровне интеграции частичных процессов обусловливает различные формы организации производства: технологическую, предметную, прямоточную, точечную, интегрированную (рис. 5.4). Рассмотрим характерные черты каждой из них.
Рис. 5.4. Формы организации производства
Технологическая форма организации производственного процесса характеризуется цеховой структурой с последовательной передачей предметов труда. Такая форма организации широко распространена на машиностроительных заводах, поскольку обеспечивает максимальную загрузку оборудования в условиях мелкосерийного производства и приспособлена к частым изменениям в технологическом процессе. В то же время применение технологической формы организации производственного процесса имеет ряд отрицательных последствий. Большое количество деталей и их многократное перемещение в процессе обработки приводят к росту объема незавершенного производства и увеличению числа пунктов промежуточного складирования. Значительную часть производственного цикла составляют потери времени, обусловленные сложной межучастковой связью.
Предметная форма организации производства имеет ячеистую структуру с параллельно-последовательной (последовательной) передачей предметов труда в производстве. На предметном участке устанавливается, как правило, все оборудование, необходимое для обработки группы деталей с начала и до конца технологического процесса. Если технологический цикл обработки замыкается в пределах участка, он называется предметно-замкнутым.
Прямоточная форма организации производства характеризуется линейной структурой с поштучной передачей предметов труда. Такая форма обеспечивает реализацию ряда принципов организации: специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности. Ее применение приводит к сокращению длительности производственного цикла, более эффективному использованию рабочей силы за счет большей специализации труда, уменьшению объема незавершенного производства.
При точечной форме организации производства работа полностью выполняется на одном рабочем месте. Изделие изготовляется там, где находится его основная часть.
Примером служит сборка изделия с перемещением рабочего вокруг него. Организация точечного производства имеет ряд достоинств: обеспечивается возможность частых изменений конструкции изделий и последовательности обработки, изготовления изделий разнообразной номенклатуры в количестве, определяемом потребностями производства; снижаются затраты, связанные с изменением расположения оборудования, повышается гибкость производства.
Интегрированная форма организации производства предполагает объединение основных и вспомогательных операций в единый интегрированный производственный процесс с ячеистой или линейной структурой при последовательной, параллельной или параллельно-последовательной передаче предметов труда в производстве. В отличие от существующей практики раздельного проектирования процессов складирования, транспортировки, управления, обработки на участках с интегрированной формой организации требуется увязать эти частичные процессы в единый производственный процесс. Это достигается путем объединения всех рабочих мест с помощью автоматического транспортно-складского комплекса, который представляет собой совокупность взаимосвязанных, автоматических и складских устройств, средств вычислительной техники, предназначенных для организации хранения и перемещения предметов труда между отдельными рабочими местами.
Управление ходом производственного процесса здесь осуществляется с помощью ЭВМ, что обеспечивает функционирование всех элементов производственного процесса на участке по следующей схеме: поиск необходимой заготовки на складе – транспортировка заготовки к станку – обработка – возвращение детали на склад. Для компенсации отклонений во времени при транспортировке и обработке деталей на отдельных рабочих местах создаются буферные склады межоперационного и страхового заделов. Создание интегрированных производственных участков связано с относительно высокими единовременными затратами, вызванными интеграцией и автоматизацией производственного процесса.
Экономический эффект при переходе к интегрированной форме организации производства достигается за счет сокращения длительности производственного цикла изготовления деталей, увеличения времени загрузки станков, улучшения регулирования и контроля процессов производства. На рис. 5.4 изображены схемы расположения оборудования на участках с различной формой организации производства.
Рисунок 5.4. Схемы расположения оборудования (рабочих мест) на участках с различной формой организации производства:
а) технологическая; б) предметная; в) прямоточная:
г) точечная (для случая сборки); д) интегрированная
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.
Производственный процесс - это совокупность действий работников и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
Часть производственного процесса, включающего в себя действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства, называется технологическим процессом, который состоит из технологических, транспортных и контрольных операций.
Технология (от греч. techne - искусство, мастерство, умение и λογος - изучение) - это совокупность методов и инструментов для достижения желаемого результата; способ преобразования вещества, энергии, информации в процессе изготовления продукции, обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий, контроля качества, управления. Ее разрабатывают инженеры-технологи, программисты и другие специалисты предприятия, работающие в соответствующих областях.
Технология объединяет в себе методы, приемы, режим работы, последовательность операций и процедур, она тесно связана с применяемыми средствами, оборудованием, инструментами, используемыми материалами. Как производственный процесс производства товара она описывается в технологической инструкции.
Характер технологического процесса, применяемого оборудования, инструмента, приспособлений зависит от масштаба производства, который определяет тип производства.
Технологический процесс производства представляет собой совокупность операций, которые предназначены для сохранения полезных свойств исходного сырья и материалов, оптимизации состава, структуры, устранения отрицательных свойств, формирования готового изделия. В рамках технологического процесса исходное сырье, получаемые из него технологическое сырье, материалы и полуфабрикаты подвергаются различным способам технологической обработки (механической, химической, тепловой, биохимической и др.).
Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий. В зависимости от объема и специализации определены три типа производства - индивидуальное, серийное и массовое.
Индивидуальное производство характеризуется выпуском незначительного количества изделий, часто повторный выпуск их не предусматривается. Предприятие с индивидуальным производством должно располагать универсальным оборудованием, позволяющим применять различные виды обработки. Технологический процесс такого предприятия является наиболее сложным.
Индивидуальное производство применяется при изготовлении одежды, ювелирных товаров, художественно-декоративных изделий и мебели.
Серийное производство характеризуется выпуском товаров партиями (сериями) с возможным повторным выпуском. В зависимости от размеров серии различаются мелко-, средне- и крупносерийное производство. При серийном производстве оборудование используют значительно лучше и производительность труда выше, чем при индивидуальном. Серийно производятся транспортные средства, спортивные товары для спортсменов-профессионалов, одежда и обувь.
Массовое производство характеризуется выпуском большого количества изделий непрерывно в течение длительного времени без изменения их конструкции, механизацией процессов обработки, специализацией оборудования, широкой взаимозаменяемостью деталей и сборочных единиц.
Технологические процессы делятся на виды - единичный, типовой, групповой.
Единичный технологический процесс - изготовление или ремонт изделия одного наименования независимо от типа производства; типовой - изготовление группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками; групповой - производство группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
Выделяют три этапа технологического процесса: подготовительный, основной и заключительный.
Подготовительный этап - это совокупность операций по подготовке основного и вспомогательного сырья и комплектующих изделий к переработке или сборке. Главным образом - это измельчение, раскрой, мойка, резка, обвалка, сортировка, т.е. операции механической и гидромеханической обработки.
Основной этап - комплекс операций по переработке сырья (материалов, полуфабрикатов) или сборке комплектующих изделий для получения готовой продукции. Данный этап имеет решающее значение для формирования качества готовой продукции на стадии производства и включает в себя разнообразные технологические операции: дозирование и смешивание компонентов, термическую, механическую, электрическую обработки.
Заключительный этап - совокупность операций по обработке готовой продукции с целью придания ей товарного вида, улучшения сохраняемости и подтверждения соответствия установленным требованиям. Исходные свойства продукции здесь не изменяются, гак как новое качество готового изделия или продукта уже сформировано. Все операции данного этапа направлены на дополнительные улучшения качества продукции либо на окончательный контроль качества.
Приведенная схема является обобщенной, поэтому рассмотрим несколько конкретных примеров.
Технологический процесс производства мебели из массивной древесины состоит из следующих операций: 1) сушка или досушка массивной древесины; 2) раскрой древесины, древесных и облицовочных материалов; 3) пластификация и гнутье массивной древесины; 4) первичная механическая обработка древесины, древесных и облицовочных материалов; 5) склеивание и облицовывание древесины и древесных материалов; 6) повторная механическая обработка древесины и древесных материалов; 7) отделка изделий (сборочных единиц) из древесины и древесных материалов; 8) комплектование, упаковывание, сборка изделий из деталей и сборочных единиц. Нарушение технологического процесса производства при обработке и получении материалов и готовой продукции вызывает появление дефектов.
В процессе производства непродовольственных товаров применяются различные технологические операции. Например, при производстве сталей используются механическая, термическая, физико-химическая обработка, что улучшает их внешний вид, структуру, влияет на уровень качества будущего товара.
Механическая обработка обеспечивает поверхностное упрочнение материала пластическим деформированием. Наиболее часто используется дробеструйная обработка и обработка роликами или шариками.
Термическая обработка (отжиг, закалка, отпуск) улучшает механические свойства материала. Отжиг заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре и медленном охлаждении. Он проводится для снижения твердости и улучшения обрабатываемости, изменения формы и величины зерна, выравнивания химического состава, снятия внутренних напряжений.
Закалка - это нагрев материала до определенной температуры, выдержка и последующее быстрое охлаждение, в результате чего повышается твердость и прочность, но снижается вязкость и пластичность. Перечисленные способы обработки используются при производстве силикатных изделий из металлов и сплавов. Отпуск заключается в нагреве материала до определенной температуры, выдержке и охлаждении. Он применяется при производстве сталей. Цель отпуска - получить более равновесную по сравнению с мартенситом структуру, снять внутренние напряжения, повысить вязкость и пластичность. Различают низкий, средний и высокий отпуск.
Взаимосвязь структуры со свойствами можно продемонстрировать на примере сталей.
Закалка и отпуск стали, осуществленные при разных температурах, меняют структуру и механические свойства: предел прочности, относительное сужение и удлинение до разрушения (рис. 15.5).
Физико-химическая обработка предназначена для изменения химического состава, структуры и свойств поверхности материалов, в частности сталей. К ней относятся цементация, азотирование, цианирование и др. Эти методы повышают твердость и износостойкость поверхности деталей при сохранении вязкой сердцевины. Цементация - процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом путем нагрева стальных деталей при 880-950 °С в углеродосодержащей среде (карбюризаторе). Азотирование заключается в насыщении поверхности стали азотом. При этом повышаются не только твердость и износостойкость, но и коррозионная стойкость. Цианирование (нитроцементация) - одновременное насыщение поверхности стали углеродом и азотом.
Рис. 15.5.
σв - предел прочности стали; ψ - относительное сужение образца; ε - относительное удлинение образца; НВ - твердость по Бриннелю
При производстве продовольственных товаров также применяют специальные технологические операции, влияющие на качество. Из всего многообразия способов обработки кратко рассмотрим наиболее известные и распространенные, объединенные общим названием "консервирование", которые позволяют повысить сохраняемость и изменить вкусовые свойства продуктов. С помощью общедоступных даже в быту способов консервирования можно изготавливать различные продукты на основе одного или нескольких видов сельскохозяйственного сырья.
Методы консервирования делятся на физические, физико-химические, химические и биохимические.
Физические методы консервирования основаны на понижении температур (охлаждение, замораживание) или их повышении (пастеризация, стерилизация).
Охлаждение представляет собой обработку и хранение продуктов при температуре, близкой к 0°С; при такой температуре почти полностью сохраняются их вкусовые и пищевые качества. В охлажденном состоянии хранят плоды, овощи, сыры, мясо и др.
Замораживание - это понижение температуры продукта до -6 °С и ниже. При замораживании прекращается развитие почти всех микроорганизмов, однако споры бактерий сохраняются и при повышении температуры могут быстро размножаться. Замораживают мясо, рыбу, плоды, овощи и др. По вкусовым и питательным свойствам мороженые продукты уступают охлажденным.
Пастеризация - заключается в нагревании продукта (мясо, молоко, пиво, соки, варенье) до температуры 60-98°С. Пищевая ценность таких продуктов почти не изменяется. При пастеризации споры бактерий не погибают.
Стерилизация - процесс нагревания и выдерживания герметически укупоренного продукта при температуре свыше 100 °С, при котором полностью уничтожаются микроорганизмы и их споры. Стерилизация существенно повышает сроки хранения продуктов питания, но она влечет за собой сложные изменения в продуктах, и в целом их биологическая ценность снижается. Данный способ применяется при изготовлении овощных, мясных, рыбных, молочных консервов и др.
Механическая фильтрация заключается в очистке жидких продуктов с помощью пористых фильтров.
К физико-химическим методам консервирования относятся: сушка, консервирование поваренной солью и сахаром.
Сушка основана на удалении из продуктов части воды, вследствие чего создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Существует естественная, искусственная сушка продуктов, а так же сушка методом сублимации.
Консервирование поваренной солью и сахаром основано на повышении осмотического давления среды, в результате чего подавляется жизнедеятельность большинства микроорганизмов.
Химические и биохимические методы консервирования основаны на использовании химических веществ, вводимых в продукты или образующихся в продуктах в результате биохимических процессов (молочной кислоты, этилового спирта). Так, молочная кислота образуется в результате молочно-кислого брожения сахаров продукта и обладает консервирующим действием.
При консервировании антисептиками плодовых полуфабрикатов используют сернистый ангидрид: фруктовых и овощных соков, сыров, маргарина - сорбиновую кислоту. Следует отметить, что эти вещества являются небезопасными для здоровья человека.
Копчение является комбинированным методом консервирования, так как основано на действии нескольких факторов (высокой температуры, введении консерванта и пр.). Копчение бывает горячее (при температуре дыма свыше 80°С) и холодное (от -20 до -40°С). При данном методе могут применяться коптильные жидкости и электрокопчение.
На сохранение качества товара существенное влияние оказывают условия его хранения и транспортировки на производстве, в торговле и у потребителя.
Производственный процесс представляет собой совокупность целенаправленных действий персонала предприятия по превращению сырья и материалов в готовую продукцию.
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 (научнотехническая, коммерческая, оперативно-производственная, правовая, социально-политическая).
Профессионально управляемое взаимодействие этих компонентов формирует конкретный производственный процесс и составляет его содержание.
Производственный процесс является основой деятельности любого предприятия. Содержание производственного процесса оказывает определяющее воздействие на построение предприятия и его производственных подразделений.
Основной частью производственного процесса является технологический процесс. В ходе реализации технологического процесса происходит изменение геометрических форм, размеров и физико-химических свойств предметов труда.
По своему значению и роли в производстве производственные 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. Вспомогательными являются процессы по ремонту оборудования, изготовлению оснастки, выработке пара, сжатого воздуха и т.д.
Обслуживающими процессами называются такие, в ходе реализации которых выполняются услуги, необходимые для нормального функционирования как основных, так и вспомогательных процессов. Это процессы транспортировки, складирования, комплектования деталей, уборки помещений и др.
Производственный процесс состоит из множества различных операций, которые соответственно подразделяются на основные (технологические) и вспомогательные.
Технологическая операция – это часть производственного процесса, выполняемая на одном рабочем месте над одним объектом производства (деталью, узлом, изделием) одним или несколькими рабочими.
По виду и назначению продукции, степени технической оснащенности операции классифицируются на ручные, машинно-ручные, машинные и аппаратурные.
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.
Машинные операции полностью выполняются машиной при минимальном участии рабочих в технологическом процессе, например, установка деталей в зону машинной обработки и снятие их по окончании обработки, наблюдение за работой машин, т.е. рабочие не участвуют в технологических операциях, а лишь контролируют их.
Аппаратурные операции протекают в специальных агрегатах (сосудах, ваннах, печах и др.). Рабочий наблюдает за исправностью оборудования и показаниями приборов и вносит по мере необходимости корректировку в режимы работы агрегатов в соответствии с требованиями технологии. Аппаратурные операции широко распространены на предприятиях пищевой, химической, металлургической и других отраслей промышленности.
Организация производственного процесса 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.
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.
Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска продукции. Основным показателем, характеризующим тип производства, является коэффициент закрепления операций Кз. Коэффициент закрепления операций для группы рабочих мест определяется как отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест:
Кз = | К опi | ||||
К р. м. |
|||||
где Копi – число операций, выполняемых на i-м рабочем месте; Кр.м – количество рабочих мест на участке или в цехе.
Различают три типа производства: единичное, серийное, массовое.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматриваются. Коэффициент закрепления операций для единичного производства обычно выше 40.
Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
Для мелкосерийного производства коэффициент закрепления операций от 21 до 40 (включительно), для среднесерийного производства – от 11 до 20 (включительно), для крупносерийного производства – от 1 до 10 (включительно).
Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Коэффициент закрепления операций для массового производства принимается равным 1.
Рассмотрим технико-экономические характеристики каждого из типов производства.
Единичное и близкое к нему мелкосерийное производства характеризуются изготовлением деталей большой номенклатуры на рабочих местах, не имеющих определенной специализации. Это производство должно быть достаточно гибким и приспособленным к выполнению различных производственных заказов.
Технологические процессы в условиях единичного производства разрабатываются укрупненно в виде маршрутных карт на обработку деталей по каждому заказу; участки оснащаются универсальным оборудованием и оснасткой, обеспечивающей изготовление деталей широкой номенклатуры. Большое разнообразие работ, которые приходится выполнять многим рабочим, требует от них различных профессиональных навыков, поэтому на операциях используются рабочие-универсалы высокой квалификации. На многих участках, особенно в опытном производстве, практикуется совмещение профессий.
Организация производства в условиях единичного производства имеет свои особенности. Ввиду разнообразия деталей, порядка и способов их обработки производственные участки строятся по технологическому принципу с расстановкой оборудования по однородным группам. При такой организации производства детали в процессе изготовления проходят через различные участки. Поэтому при передаче их на каждую последующую операцию (участок) необходимо тщательно проработать вопросы контроля качества обработки, транспортирования, определения рабочих мест для выполнения следующей операции. Особенности оперативного планирования и управления заключаются в своевременных комплектации и выполнении заказов, контроле за продвижением каждой детали по операциям,
обеспечении планомерной загрузки участков и рабочих мест. Большие сложности возникают в организации материально-технического снабжения. Широкая номенклатура изготовляемой продукции, применение укрупненных норм расхода материалов создают трудности в бесперебойном снабжении, из-за чего на предприятиях накапливаются большие запасы материалов, а это ведет, в свою очередь, к омертвлению оборотных средств.
Особенности организации единичного производства сказываются на экономических показателях. Для предприятий с преобладанием единичного типа производства характерны относительно высокая трудоемкость изделий и большой объем незавершенного производства вследствие длительного пролеживания деталей между операциями. Структура себестоимости изделий отличается высокой долей затрат на заработную плату. Эта доля, как правило, составляет 20–25 %.
Основные возможности улучшения технико-экономических показателей единичного производства связаны с приближением его по технико-организационному уровню к серийному. Применение серийных методов производства возможно при сужении номенклатуры изготовляемых деталей общемашиностроительного применения, унификации деталей и узлов, что позволяет перейти к организации предметных участков; расширении конструктивной преемственности для увеличения партий запуска деталей; группировании близких по конструкции и порядку изготовления деталей для сокращения времени на подготовку производства и улучшения использования оборудования.
Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей партиями, повторяющимися через определенные промежутки времени. Это позволяет использовать наряду с универсальным специальное оборудование. При проектировании технологических процессов предусматривают порядок выполнения и оснастку каждой операции.
Для организации серийного производства характерны следующие черты. Цехи, как правило, имеют в своем составе предметнозамкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей в процессе их изготовления.
Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельнопоследовательная организация производственного процесса. Это его отличительная особенность.
Применение той или иной формы организации в условиях серийного производства зависит от трудоемкости и объема выпуска закрепленных за участком изделий. Так, крупные, трудоемкие детали, изготовляемые в
большом количестве и имеющие сходный технологический процесс, закрепляют за одним участком с организацией на нем переменно-поточного производства. Детали средних размеров, многооперационные и менее трудоемкие объединяют в партии. Если запуск их в производство регулярно повторяется, организуются участки групповой обработки. Мелкие, малотрудоемкие детали, например нормализованные шпильки, болты, закрепляют за одним специализированным участком. В этом случае возможна организация прямоточного производства.
Для предприятий серийного производства характерны значительно меньшие, чем в единичном, трудоемкость и себестоимость изготовления изделий. В серийном производстве, по сравнению с единичным, изделия обрабатываются с меньшими перерывами, что снижает объемы незавершенного производства.
С точки зрения организации основным резервом роста производительности труда в серийном производстве является внедрение методов поточного производства.
Массовое производство отличается наибольшей специализацией и характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей в больших количествах. Цехи массового производства оснащаются наиболее совершенным оборудованием, позволяющим почти полностью автоматизировать изготовление деталей. Большое распространение получили здесь автоматические поточные линии.
Технологические процессы механической обработки разрабатываются более тщательно, по переходам. За каждым станком закрепляется относительно небольшое количество операций, что обеспечивает наиболее полную загрузку рабочих мест. Оборудование располагается цепочкой по ходу технологического процесса отдельных деталей. Рабочие специализируются на выполнении одной, двух операций. Детали с операции на операцию передаются поштучно. В условиях массового производства возрастает значение организации межоперационной транспортировки, технического обслуживания рабочих мест. Постоянный контроль за состоянием режущего инструмента, приспособлений, оборудования - одно из условий обеспечения непрерывности процесса производства, без которого неизбежно нарушается ритмичность работы на участках и в цехах. Необходимость поддержания заданного ритма во всех звеньях производства становится отличительной особенностью организации процессов при массовом производстве.
Массовое производство обеспечивает наиболее полное использование оборудования, высокий общий уровень производительности труда, самую низкую себестоимость изготовления продукции. В табл. 1.1 представлены данные по сравнительной характеристике различных типов производства.
Таблица 1.1 Сравнительная характеристика различных типов производства
Сравниваемые | Тип производства | |||||||
признаки | единичное | серийное | массовое |
|||||
Номенклатура | неограниченная | ограниченная |
||||||
объем выпуска | номенклатура | номенклатура | номенклатура |
|||||
изготавливаемых по | изготавливаемых | изготавливаемых в |
||||||
партиями | ||||||||
количествах |
||||||||
Повторяемость | отсутствует | периодическая | постоянная |
|||||
Применяемость | универсальное | частично специальное | основном |
|||||
оборудования | специальное |
|||||||
Закрепление | отсутствует | ограниченное | одна, две | операции |
||||
операции | детале-операций | на станок | ||||||
станками | ||||||||
Расположение | ||||||||
оборудования | однородных станков | обработки | технологического |
|||||
конструктивно | процесса | обработки |
||||||
технологически | ||||||||
однородных деталей | ||||||||
Передача предметов | последовательная | параллельно | параллельная |
|||||
труда с операции | параллельная | |||||||
на операцию | ||||||||
Форма организации | технологическая | предметная | прямолинейная |
|||||
производственного | ||||||||
процесса | ||||||||
1.4. Организация производственного процесса
в пространстве и во времени
Построение рациональной производственной структуры предприятия осуществляется в следующем порядке:
- устанавливаются состав цехов предприятия, их мощность в размерах, обеспечивающих заданный выпуск продукции;
- рассчитываются площади для каждого цеха и склада, определяются пространственные расположения их в генеральном плане предприятия;
- планируются все транспортные связи внутри предприятия, их взаимодействие с общегосударственными (внешними для предприятия) путями;
- намечаются кратчайшие маршруты межцехового передвижения предметов труда по ходу производственного процесса.
К производственным подразделениям относятся цехи, участки, лаборатории, в которых изготовляется, проходит контрольные проверки, испытания основная продукция (выпускаемая предприятием), комплектующие изделия (приобретаемые со стороны), материалы и
полуфабрикаты, запасные части для обслуживания изделий и ремонта в процессе эксплуатации; вырабатываются различные виды энергии для технологических целей и т.п.
К подразделениям, обслуживающим работников, относятся жилищнокоммунальные отделы, их службы, фабрики-кухни, столовые, буфеты, детские сады и ясли, санатории, пансионаты, дома отдыха, профилактории, медсанчасти, добровольные спортивные общества, отделы технического обучения и учебные заведения, занимающиеся повышением производственной квалификации, культурного уровня рабочих, инженернотехнических работников, служащих.
Основной структурной производственной единицей предприятия (кроме предприятий с бесцеховой структурой управления) является цех - обособленное в административном отношении звено, выполняющее определенную часть общего производственного процесса (стадию производства).
Цехи являются вполне полноправными подразделениями, они осуществляют свою деятельность на принципах хозяйственного расчета. В машиностроении цехи, как правило, подразделяются на четыре группы: основные, вспомогательные, побочные и подсобные. В основных цехах выполняются операции по изготовлению продукции, предназначенной для реализации. Основные цехи делятся на заготовительные, обрабатывающие и сборочные.
К заготовительным относятся литейные, кузнечно-штамповочные, кузнечно-прессовые, иногда цехи сварных конструкций; к обрабатывающим
- механообрабатывающие, деревообрабатывающие, термические, цехи гальванических, лакокрасочных защитных и декоративных покрытий деталей, к сборочным - цехи агрегатной и окончательной сборки изделий, их окраски, комплектации запасными частями и съемным оборудованием.
Вспомогательные цехи - инструментальный, нестандартного оборудования, модельный, ремонтный, энергетический, транспортный.
Побочные - цехи утилизации и переработки металлоотходов методами литья и прессования стружки в брикеты, цехи ширпотреба. Подсобные - цехи, изготовляющие тару для упаковки продукции, пиленый лес, выполняющие консервацию продукции, ее упаковку, погрузку и отправку потребителю.
Помимо этих цехов почти на каждом машиностроительном заводе имеются производственные цехи, службы и отделы, обслуживающие непромышленные хозяйства (коммунальное, культурно-бытовое, жилищное и др.).
Определенное место в структуре всех машиностроительных заводов занимают складское хозяйство, санитарно-технические устройства и коммуникации (электросети, газо- и воздухопроводы, отопление, вентиляция, благоустроенные дороги рельсового и безрельсового транспорта и т.д.).
Особую роль в производственной структуре объединения (предприятия) играют конструкторские, технологические подразделения,
научно-исследовательские институты и лаборатории. В них разрабатываются чертежи, технологические процессы, проводятся экспериментальные работы, доводятся конструкции изделий до полного соответствия требованиям ГОСТ, технических условий, выполняются экспериментальные и опытноконструкторские работы. В этих подразделениях с особой силой проявляется интеграция науки с производством.
В состав цехов входят основные и вспомогательные производственные участки.
Основные производственные участки создаются по технологическому или предметному принципу. На участках, организованных по принципу технологической специализации, выполняют технологические операции определенного вида. В литейном цехе, например, могут быть организованы участки по следующим технологическим направлениям: землеприготовление, изготовление стержней, литейных форм, обработка готового литья и др., в кузнечном - участки по изготовлению кованых заготовок на молотах и прессах, производству термической обработки и др., в механическом - токарный, револьверный, фрезерный, шлифовальный, слесарный и другие участки, в сборочном - участки узловой и окончательной сборки изделий, испытаний их частей и систем, контрольноиспытательной станции, малярный и др.
На участках, организованных по принципу предметной специализации, осуществляют не отдельные виды операций, а технологические процессы в целом, в итоге получают законченную продукцию для данного участка.
К вспомогательным относятся участки главного механика и главного энергетика по текущему ремонту и обслуживанию механообрабатывающего и энергетического оборудования; инструментально-раздаточная кладовая с заточной мастерской, транспортная служба, мастерская по ремонту и поддержанию в исправном состоянии технологического оснащения и др.
При централизованной системе организации обслуживания и текущего ремонта на предприятии вспомогательные участки в цехах не создаются.
Вспомогательные цехи и участки организуются по тем же признакам, что цехи и участки основного производства.
Постоянное обращение управляющих предприятия к факторам внешней среды позволяет своевременно изменить структуру управления, чтобы способствовать устойчивости предприятия и его гибкому реагированию на конъюнктурные колебания рыночной среды. Именно поэтому следует рассматривать организацию управления производством (территориальные, транспортные, ресурсные, технологические и др. факторы) как систему действий, ориентирующую развитие предприятия.
На производственную структуру влияет ряд факторов:
Отраслевая принадлежность предприятия - номенклатура выпускаемой продукции, ее конструктивные особенности, используемые материалы, способы получения и обработки заготовок; простота конструкции и технологичность изделия; уровень требований, предъявляемых к качеству продукции; тип производства, уровень его специализации и кооперирования;
состав оборудования и технологической оснастки (универсальное, специальное, нестандартное оборудование, конвейерные или автоматические линии):
- централизованная или децентрализованная организация обслуживания оборудования, текущего ремонта его и технологической оснастки;
- способность производства оперативно и без больших потерь перестраиваться на выпуск новой продукции в измененной номенклатуре изделий;
- характер производственного процесса в основных, вспомогательных, побочных и подсобных цехах.
Производственная структура предприятия различных отраслей имеет свои особенности, вытекающие из характера основного производства.
На текстильных фабриках в большинстве случаев действует технологическая структура с одновременной специализацией отдельных участков на определенных номерах пряжи и артикулах суровья. Наибольшее число фабрик имеет все стадии изготовления тканей: прядение, ткачество, отделку. Часть фабрик специализируется на выполнении одной или двух стадий.
На металлургических заводах преобладает технологическая структура. Создаются копровые, доменные, сталелитейные, прокатные цехи.
Общее в производственной структуре предприятий различных отраслей
- организация вспомогательных и обслуживающих хозяйств. Цехи главного энергетика и главного механика, транспортное и складское хозяйство имеются на предприятии любой отрасли промышленности. На машиностроительном заводе всегда имеется инструментальный цех, на текстильной фабрике - валочная и челночная мастерские, изготовляющие инструмент для текстильного производства.
Вопрос о выборе и улучшении производственной структуры предприятия (объединения) должен решаться как при строительстве новых предприятий, так и при реконструкции действующих.
Основные пути совершенствования производственной структуры:
- укрупнение предприятий и цехов;
- поиск и реализация более совершенного принципа построения цехов
и производственных предприятий;
- соблюдение рационального соотношения между основными, вспомогательными и обслуживающими цехами;
- постоянная работа по рационализации планировки предприятий;
- интеграция отдельных предприятий, создание мощных промышленных и научно-производственных объединений на основе концентрации производства;
- обеспечение пропорциональности между всеми частями предприятия;
- изменение производственного профиля, т.е. характера выпуска продукции, специализация и кооперирование; развитие комбинирования производства; достижение конструктивно-технологической однородности
продукции за счет широкой унификации и стандартизации; создание бесцеховой структуры управления предприятием. Укрупнение предприятий и цехов позволяет в более широких масштабах внедрять новую высокопроизводительную технику, постоянно совершенствовать технологию, улучшать организацию производства.
Выявление и реализация резервов улучшения структуры цехов и производственных участков - факторы постоянного совершенствования производственной структуры, повышения эффективности производства.
Соблюдение рационального соотношения между основными, вспомогательными и обслуживающими цехами и участками должно быть направлено на повышение удельного веса основных цехов по количеству занятых рабочих, стоимости основных фондов, размеру занимаемых площадей.
Рационализация планирования подразумевает совершенствование генерального плана предприятия.
Качество использования имеющихся возможностей, ресурсов и благоприятной рыночной обстановки связано на предприятии с механизмом планирования производства. Построение оптимального с точки зрения возможного изменения рыночной ситуации плана является залогом реализации внутренней устойчивости предприятия во внешней экономической среде. Именно поэтому следует обратить особое внимание на материал по планированию производства.
Генеральный план - одна из важнейших частей проекта промышленного предприятия, содержащая комплексное решение вопросов планировки и благоустройства территории, размещения зданий, сооружений, транспортных коммуникаций, инженерных сетей, организации систем хозяйственного и бытового обслуживания, а также расположения предприятия в промышленном районе (узле).
К генеральному плану предъявляются высокие требования, главные из которых:
1) расположение производственных подразделений строго по ходу технологического процесса - склады сырья, материалов и полуфабрикатов, заготовительные, обрабатывающие, сборочные цехи, склады готовой продукции;
2) размещение вспомогательных участков, хозяйств вблизи цехов основного производства, которые они обслуживают;
3) рациональное устройство железнодорожных путей внутри предприятия. Они должны быть подведенными как к помещениям складов сырья, материалов и полуфабрикатов, так и к складу готовой продукции, где производятся доукомплектование изделий съемным оборудованием, запасными частями, консервация, упаковка, укупорка, погрузка, отправка продукции потребителю;
4) наибольшая прямоточность и кратчайшие пути транспортировки сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции;
5) исключение встречных и возвратных потоков как внутри, так и вне помещений;
6) наиболее целесообразные варианты расположения внешних коммуникаций предприятия и присоединения их к инженерным сетям, шоссейным дорогам, железнодорожным путям и т.п.
7) размещение в блоках цехов лабораторий (измерительной, химической, рентгено-контроля, ультразвука и др.), обслуживающих их, а также цехов термической обработки и защитных покрытий деталей, готовых изделий.
На крупных предприятиях цехи целесообразно объединять в корпуса. При проектировании предприятий необходимо заботиться о
компактности застройки. В зависимости от характера продукции, ее конструктивных особенностей по возможности строить корпуса в многоэтажном исполнении. Выбирать рациональные расстояния между цехами, блоками цехов и корпусами, соблюдая санитарно-технические условия, требования техники безопасности и пожарной безопасности.
Генеральный план должен также предусматривать возможность дальнейшего развития предприятия и обеспечивать такую производственную структуру, при которой могут быть достигнуты наивысшие результаты производства при наименьших затратах; создавать условия для максимального удовлетворения интересов всех работников предприятия.
Размещение основных, вспомогательных, побочных, подсобных цехов
и участков, обслуживающих хозяйств, органов управления, транспортных магистралей на территории предприятия оказывает огромное влияние на организацию производства, его экономику;
определяет направление грузопотоков, протяженность трасс рельсовых
и безрельсовых путей, а также эффективность использования производственных площадей.
Компактность застройки, ее рациональная плотность и этажность позволяют экономить капитальные вложения, снижать объемы строительных работ и внутризаводских перевозок, уменьшать протяженность коммуникаций, сокращать длительность производственного цикла, в более широких масштабах внедрять комплексную механизацию и автоматизацию производственных и вспомогательных процессов, уменьшать время пребывания готовой продукции на складе, повышать производительность труда, улучшать качество продукции, снижать ее себестоимость.
Задача сотрудников проектных институтов, инженерно-технических работников и производственников промышленных предприятий - постоянное улучшение производственной структуры, размещения цехов и производственных участков. Особо серьезное внимание этому вопросу необходимо уделять в период реконструкции, технического перевооружения, расширения предприятия и нового строительства. Совершенствование генерального плана завода - проявление заботы о повышении эффективности производства, улучшении качества выпускаемой продукции и условий труда.
Анализ информации о динамике внутреннего обеспечения производства предприятия и востребованности его продукции рынком является условием качественной оценки его устойчивости. Одновременно уделения внимания обслуживанию производства на предприятии может раскрыть факторы способности или неспособности предприятия и устойчивому развитию в будущем. При этом механизмом такого анализа может выступать фиксация отношения свойств обслуживания и целей обеспечения общей характеристики обслуживания производства на предприятии.
Форма организации производства представляет собой определенное сочетание во времени и в пространстве элементов производственного процесса при соответствующем уровне его интеграции, выраженное системой устойчивых связей.
Различные временные и пространственные структурные построения образуют совокупность основных форм организации производства. Временная структура организации производства определяется составом элементов производственного процесса и порядком их взаимодействия во времени. По виду временной структуры различают формы организации с последовательной, параллельной и параллельно-последовательной передачей предметов труда в производстве.
Форма организации производства с последовательной передачей предметов труда представляет собой такое сочетание элементов производственного процесса, при котором обеспечивается движение обрабатываемых изделий по всем производственным участкам партиями произвольной величины. Предметы труда на каждую последующую операцию передаются лишь после окончания обработки всей партии на предшествующей операции. Данная форма является наиболее гибкой по отношению к изменениям, возникающим в производственной программе, позволяет достаточно полно использовать оборудование, что дает возможность снизить затраты на его приобретение. Недостаток такой формы организации производства заключается в относительно большой длительности производственного цикла, так как каждая деталь перед выполнением последующей операции пролеживает в ожидании обработки всей партии.
Форма организации производства с параллельной передачей предметов труда основана на таком сочетании элементов производственного процесса, которое позволяет запускать, обрабатывать и передавать предметы труда с операции на операцию поштучно и без ожидания. Такая организация производственного процесса приводит к уменьшению количества деталей, находящихся в обработке, сокращению потребностей в площадях, необходимых для складирования и проходов. Ее недостаток - в возможных простоях оборудования (рабочих мест) вследствие различий в длительности операций.
Форма организации производства с параллельно-последовательной передачей предметов труда является промежуточной между
последовательной и параллельной формами и частично устраняет присущие им недостатки. Изделия с операции на операцию передаются транспортными партиями. При этом обеспечивается непрерывность использования оборудования и рабочей силы, возможно частично параллельное прохождение партии деталей по операциям технологического процесса.
Пространственная структура организации производства определяется количеством технологического оборудования, сосредоточенного на рабочей площадке (числом рабочих мест), и расположением его относительно направления движения предметов труда в окружающем пространстве. В зависимости от количества технологического оборудования (рабочих мест) различают однозвенную производственную систему и соответствующую ей структуру обособленного рабочего места и многозвенную систему с цеховой, линейной или ячеистой структурой. Возможные варианты пространственной структуры организации производства представлены на рис. 1.2. Цеховая структура характеризуется созданием участков, на которых оборудование (рабочие места) расположено параллельно потоку заготовок, что предполагает их специализацию по признаку технологической однородности. В этом случае партия деталей, поступающая на участок, направляется на одно из свободных рабочих мест, где проходит необходимый цикл обработки, после чего передается на другой участок (в цех).
Рис. 1.2. Варианты пространственной структуры производственного процесса
На участке с линейной пространственной структурой оборудование (рабочие места) располагается по ходу технологического процесса и партия деталей, обрабатываемая на участке, передается с одного рабочего места на другое последовательно.
Ячеистая структура организации производства объединяет признаки линейной и цеховой. Комбинация пространственной и временной структур производственного процесса при определенном уровне интеграции частичных процессов обусловливает различные формы организации производства: технологическую, предметную, прямоточную, точечную, интегрированную (рис. 1.3). Рассмотрим характерные черты каждой из них.
Рис. 1.3. Формы организации производства
Технологическая форма организации производственного процесса характеризуется цеховой структурой с последовательной передачей предметов труда. Такая форма организации широко распространена на машиностроительных заводах, поскольку обеспечивает максимальную загрузку оборудования в условиях мелкосерийного производства и приспособлена к частым изменениям в технологическом процессе. В то же время применение технологической формы организации производственного процесса имеет ряд отрицательных последствий. Большое количество деталей и их многократное перемещение в процессе обработки приводят к росту объема незавершенного производства и увеличению числа пунктов промежуточного складирования. Значительную часть производственного цикла составляют потери времени, обусловленные сложной межучастковой связью.
Предметная форма организации производства имеет ячеистую структуру с параллельно-последовательной (последовательной) передачей предметов труда в производстве. На предметном участке устанавливается, как правило, все оборудование, необходимое для обработки группы деталей с начала и до конца технологического процесса. Если технологический цикл обработки замыкается в пределах участка, он называется предметнозамкнутым.
Предметное построение участков обеспечивает прямоточность и уменьшает длительность производственного цикла изготовления деталей. В сравнении с технологической формой предметная позволяет снизить общие расходы на транспортировку деталей, потребность в производственных площадях на единицу продукции. Вместе с тем данная форма организации производства имеет и недостатки. Главный из них в том, что при определении состава оборудования, устанавливаемого на участке, на первый план выдвигается необходимость проведения определенных видов обработки деталей, что не всегда обеспечивает полную загрузку оборудования.
Кроме того, расширение номенклатуры выпускаемой продукции, ее обновление требуют периодической перепланировки производственных участков, изменения структуры парка оборудования. Прямоточная форма организации производства характеризуется линейной структурой с поштучной передачей предметов труда. Такая форма обеспечивает реализацию ряда принципов организации: специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности. Ее применение приводит к сокращению длительности производственного цикла, более эффективному использованию рабочей силы за счет большей специализации труда, уменьшению объема незавершенного производства.
При точечной форме организации производства работа полностью выполняется на одном рабочем месте. Изделие изготовляется там, где находится его основная часть. Примером служит сборка изделия с перемещением рабочего вокруг него. Организация точечного производства имеет ряд достоинств: обеспечивается возможность частых изменений конструкции изделий и последовательности обработки, изготовления изделий разнообразной номенклатуры в количестве, определяемом потребностями производства; снижаются затраты, связанные с изменением расположения оборудования, повышается гибкость производства.
Интегрированная форма организации производства предполагает объединение основных и вспомогательных операций в единый интегрированный производственный процесс с ячеистой или линейной структурой при последовательной, параллельной или параллельнопоследовательной передаче предметов труда в производстве. В отличие от существующей практики раздельного проектирования процессов складирования, транспортировки, управления, обработки на участках с интегрированной формой организации требуется увязать эти частичные процессы в единый производственный процесс. Это достигается путем объединения всех рабочих мест с помощью автоматического транспортноскладского комплекса, который представляет собой совокупность взаимосвязанных, автоматических и складских устройств, средств вычислительной техники, предназначенных для организации хранения и перемещения предметов труда между отдельными рабочими местами.
Управление ходом производственного процесса здесь осуществляется с помощью ЭВМ, что обеспечивает функционирование всех элементов производственного процесса на участке по следующей схеме: поиск
необходимой заготовки на складе – транспортировка заготовки к станку – обработка – возвращение детали на склад. Для компенсации отклонений во времени при транспортировке и обработке деталей на отдельных рабочих местах создаются буферные склады межоперационного и страхового заделов. Создание интегрированных производственных участков связано с относительно высокими единовременными затратами, вызванными интеграцией и автоматизацией производственного процесса.
Экономический эффект при переходе к интегрированной форме организации производства достигается за счет сокращения длительности производственного цикла изготовления деталей, увеличения времени загрузки станков, улучшения регулирования и контроля процессов производства. На рис. 1.4 изображены схемы расположения оборудования на участках с различной формой организации производства.
Рис. 1.4. Схемы расположения оборудования (рабочих мест) на участках с различной формой организации производства:
а) технологическая; б) предметная; в) прямоточная; г) точечная (для случая сборки); д) интегрированная
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.
