Основные принципы организации производственных процессов. Принципы организации процессов производства Принципы организации производственного процесса представляют собой

Любой вид промышленной деятельности нуждается в грамотном построении производственного процесса, под которым понимают процедуру превращения предмета труда (сырья, материалов, полуфабрикатов) в необходимую обществу.

Организация предполагает рациональное соединение его элементов: труда (деятельности людей), (орудий производства), природных процессов (химических, физических, биологических), направленное на изменение свойств предмета труда - его формы, размеров, качества или состояния.

Принципы рациональной организации производственного процесса.

Существующие производственные процессы чрезвычайно многообразны, однако в основе их правильной организации лежат определенные принципы, следование которым позволяет оптимизировать промышленную деятельность.

Принцип дифференциации. В соответствии с этим принципом организация производственного процесса должна быть проведена таким образом, чтобы за отдельными подразделениями предприятия были закреплены конкретные процессы или операции, составляющие основу производственной канвы.

Принцип комбинирования. Предполагает объединение всех или некоторых операций, носящих различный характер, в рамках одного подразделения производства (цеха, участка, звена).

На первый взгляд эти принципы противоречат друг другу. Какому из них следует отдать предпочтение, определяет сложность выпускаемого изделия и практическая целесообразность.

Принцип концентрации. Этот принцип означает объединение в пределах одного производственного участка работ по изготовлению однородной продукции или осуществлению одинаковых в исполнении операций. Его применение позволяет более эффективно использовать оборудование одного типа (повышается его загрузка), увеличивая гибкость технологических процессов.

Принцип специализации. Предполагает закрепление за каждым рабочим участком точно ограниченного числа операций, работ, изделий. Уровень специализации определяется характером выпускаемых деталей, а также количественным объемом их выпуска. Чем выше уровень специализации предприятия, тем лучше навыки работников, выше производительность труда. При этом возрастает возможность автоматизации производства и снижаются расходы, связанные с переналадкой оборудования. Недостатком можно считать монотонность труда и быструю утомляемость людей.

Принцип универсализации противоположен принципу специализации. Организация производственного процесса, базирующаяся на этом принципе, предполагает выпуск разнообразных изделий (либо осуществление разнородных процессов) в пределах одного рабочего подразделения. Выпуск широкого ассортимента деталей требует достаточно высокой квалификации персонала и участия многофункционального оборудования.

Принцип пропорциональности. Грамотное управление производственным процессом неотделимо от соблюдения пропорций между количеством продукции, выпускаемой различными подразделениями предприятия. участков должны соответствовать загрузке оборудования и быть сопоставимыми друг с другом.

Принцип параллельности. Предполагает одновременное изготовление (обработку) различных изделий, позволяющее экономить время, затрачиваемое на производство конечной продукции.

Принцип прямоточности. Организация производственного процесса должна быть произведена таким образом, чтобы путь от одной стадии обработки до другой был наикратчайшим.

Принцип ритмичности заключается в том, что все производственные процессы, направленные на выпуск промежуточных деталей и на изготовление конечной продукции, подвержены периодическому повторению. Следование этому принципу позволяет обеспечить ровное течение производства, свободное от нарушения сроков и вынужденных простоев.

Принцип непрерывности предполагает равномерное поступление предмета труда от одной операции к другой без остановок или задержек.

Принцип гибкости обеспечивает быструю адаптацию производственных участков к изменениям реалий производства, связанных с переходом на изготовление новых видов продукции.

Перечисленные принципы при применяются в соответствии с их практической целесообразностью. Недооценивание их роли приводит к увеличению затрат на производство и, как следствие, к снижению конкурентоспособности выпускаемой продукции.

2. Основные принципы организации производственного процесса

При организации любого как из указанных выше, так и других производственных процессов руководствуются рядом принципов, выдвигаемых теорией организации. Принципы представляют собой обобщенные, устоявшиеся и получившие широкое практическое распространение приемы и методы, используемые в процессе орга­низации любой системы, в том числе и при организации производ­ственных процессов. К важнейшим принципам организации произ­водственного процесса относятся следующие.

Принцип специализации предполагает строгое разделение труда внутри пред­приятия. В данном случае предусматривается внутризаводская специализация, обеспечивающая массовое изготовление продукции ограниченной номенклатуры в отдельных структурных производст­венных подразделениях (цехах) предприятия или выполнением на рабочих местах строго определенных стадий технологического про­цесса. Специализация может быть пообъектной (по готовой про­дукции в целом), подетальной (по изготовлению отдельных дета­лей) и пооперационной (по осуществлению отдельной операции технологического процесса).

Специализация производства обеспечивает, с одной стороны, повышение его эффективности, а с другой - может вызвать нега­тивные последствия. Повышение уровня специализации обуславли­вает улучшение экономических показателей за счет увеличения вы­пуска одноименной продукции, в том числе и на основе появления более широких возможностей автоматизации процессов производ­ства, повышения производительности труда рабочих, выполняющих одни и те же строго специализированные функции, а также за счет повышения качества изготовляемой продукции. Вместе с тем специализация бывает часто связана с монотонностью и однообразием выполняемых рабочими функций, что вызывает у них рост техноло­гической нагрузки, может происходить их деквалификация, потеря интереса к труду и, как следствие, снижение производительности труда и текучесть кадров.

Уровень внутризаводской специализации определяется производственной программой предприятия, на него оказывают влияние такие факторы, как стандартизация, нормализация и унификация конструкций изделий, типизация технологических процессов и их параметров. Принцип специализации и его соблюдение во многом определяет успешную реализацию других принципов организации производственных процессов.

Принцип пропорциональности предполагает относительно равную производительность в единицу времени взаимосвязанных подразделений предприятия. Несоблюдение принципа пропорциональности ведет к диспропорциям, вследствие чего ухудшается использование оборудования и рабочей силы, возрастает длительность производственного цикла, увеличиваются заделы. На­рушение принципа пропорциональности обуславливает возникно­вение так называемых узких мест в той или иной технологической цепочке, с одной стороны, сдерживающих рост объемов производ­ства, а с другой - недогрузку, ухудшение использования оборудования, установленного в других звеньях этой цепочки.

Повышение уровня пропорциональности производственных процессов может быть достигнуто в результате расширения узких мест, выявленных в ходе анализа использования производственной мощности цеха (предприятия) и построения на этой основе ее «профиля». Устранение узких мест, обеспечивающее соблюдение принципа пропорциональности, приведет к соблюдению необходи­мых пропорций между отдельными переделами в том или ином це­хе или между отдельными цехами (производствами) предприятия. Благодаря этому повысится экономическая эффективность дея­тельности предприятия вследствие реализации появляющихся в та­ком случае возможностей увеличения объемов производства и про­даж продукции, улучшения использования действующего оборудо­вания, повышение производительности труда.

Принцип параллельности предусматривает одновременное выполнение отдельных операций или частей производственного процесса. Этот принцип базируется на положении о том, что части производственного процесса должны быть совмещены во времени и выполняться одновременно. Соблюдение принципа параллельности ведет к сокращению длительности производственного цикла, экономии рабочего времени.

Принцип прямоточности предполагает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечивается кратчайший путь движения предметов труда от запуска сырья и материалов до получения готовой продукции. Соблюдение принципа прямоточности ведет к упорядочению грузопотоков, сокращению грузооборота, уменьшению затрат на транспортировку материалов, деталей и готовых изделий. Прямоточность достигается в результа­те рационального размещения цехов, участков, рабочих мест в последовательности выполнения операций и отдельных стадий, т.е. по ходу технологического процесса.

Принцип ритмичности означает, что весь производственный процесс и составляющие его части по изготовлению заданного количества продукции повторяются через равные промежутки времени. Различают ритмичность выпуска продукции, ритмичность работы и ритмичность производства.

Ритмичностью выпуска называется выпуск одинакового или равномерно увеличивающегося (уменьшающегося) количества продукции за равные отрезки времени. Ритмичность работы - это выполнение равных объемов работ (по количеству и составу) за равные интервалы времени. Ритмичность производства означает соблюдение ритмичного выпуска продукции и ритмичность работы.

Это один из важнейших принципов организации производственных процессов, означающий, что все отдельные ста­дии и производственный процесс в целом по изготовлению опреде­ленного числа изделий повторяются через строго установленные периоды времени, т.е. ритмичность выражается в равномерном вы­пуске продукции или движении предметов труда в одинаковые промежутки времени на всех этапах технологической цепочки, а также регулярной повторяемости отдельных операций.

Особо важное значение соблюдение принципа ритмичности приобретает в условиях кооперированных поставок партнеров, а также с точки зрения выполнения договорных обязательств на поставку продук­ции в строго установленные в соответствии с договором сроки. Этот принцип организации производственного процесса исключает возможность реализации, так называемой штурмовщины, когда достижение такого задания по объему производства переносится на конец календарного периода (последнюю декаду месяца, последний месяц квартала и т.д.) со всеми вытекающими из того отрицатель­ными последствиями.

Показателем, в наибольшей мере характеризующим степень реализации данного принципа, является ритмичность выпуска про­дукции, т.е. выпуск одного и того же объема продукции за равные периоды времени. Коэффициент ритмичности определяется отно­шением фактического объема производства продукции за какой-либо календарный период (декада, месяц), в пределах (не выше) планового задания к объему производства продукции, предусмот­ренному таковым заданием.

Принцип непрерывности предполагает сокращение или ликвидацию перерывов в процессе производства готовой продукции. Этот принцип предполагает такую организацию производственного процесса, при которой остановки сокращаются до минимально необходимых значений или даже полностью ликви­дируются перерывы в нахождении предмета труда (исходного сы­рья, полуфабриката) в обработке. Принцип непрерывности произ­водственного процесса способствует сокращению перерывов в ис­пользовании живого труда и производственного оборудования, что должно соблюдаться на всех иерархических уровнях: от каждого рабочего места, участка, цеха до предприятия в целом. Он предпо­лагает передачу предметов труда с одной операции на другую без задержек и простоя оборудования и рабочих. Реализация принципа непрерывности, гарантируя экономию рабочего времени рабочих, снижение времени работы оборудования «вхолостую», обеспечивает повышение экономической эффективности производства. Оценку уровня непрерывности производственного процесса можно осуще­ствить при помощи следующих показателей:

Коэффициент полезной загрузки оборудования по времени, оценивающий степень непрерывности использования средств труда;

Коэффициент непрерывности производственного процесса, определяемый отношением времени, необходимого для вы­полнения всех стадий технологического процесса, к длительности производственного цикла.

Принцип избыточности в организации производства предполагает наличие у производственной системы некоторых оправ­данных (минимальных) резервов и страховых запасов, которые необходимы для сохранения управляемости и устойчивости системы. Дело в том, что различные нарушения нормального течения производственного процесса, возникающие в результа­те действия многих факторов, ряд из которых трудно или не­возможно предвидеть, устраняются методами управления, но требуют затрат дополнительных производственных ресурсов. Поэтому, организуя производственную систему, необходимо пре­дусмотреть такие запасы и резервы, например страховые (га­рантийные) запасы сырья и резервы мощности предприятия и отдельных его подразделений. В каждом конкретном случае не­обходимая избыточность производственной системы устанав­ливается на основании практического опыта, статистических закономерностей или минимизируется с использованием экономико-математических методов.

Принцип технической оснащенности (автоматичность) ориентирует на механизацию и автоматизацию производственного процесса, устранение ручного, монотонного, тяжелого, вредного для здоровья человека труда. Существует много технологических процессов производства особенно сложных и трудоемких видов продукции, осуществление которых без их автоматизации в прин­ципе невозможно, т.е. технически не осуществимо. Некоторые про­цессы производства, хотя в принципе и осуществимы вручную, но будучи автоматизированными, обеспечивают повышение техниче­ского уровня производства, а на этой основе - сокращение трудо­емкости производства, снижение травматизма работников, повы­шение качества изготовляемой продукции. Решение экономических проблем, обеспечиваемое автоматизацией производственных про­цессов, обуславливается, несмотря на относительно высокую капи­талоемкость (необходимость привлечения больших инвестиций) автоматизации, получением существенного объема экономического эффекта, благодаря чему достигаются короткие сроки возврата ин­вестиций и существенный рост экономической эффективности ав­томатизированных производственных процессов. Социальные по­следствия реализации принципа автоматизации и механизации процессов производства проявляются, во-первых, в изменении ха­рактера труда работников, во-вторых, в существенном повышении оплаты их труда, в-третьих, в улучшении условий труда, в особен­ности во вредных производствах, в-четвертых, в повышении безо­пасности, в том числе и экологической, производства.

Принцип гибкости при организации производствен­ных процессов заключается в том, что производство должно в ряде случаев быть организовано так, чтобы реагируя на запросы рынка, оно способно было оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции. Гибкость следует понимать как способность производ­ственного процесса к:

Изменению номенклатурных изделий, объема производства продукции;

Необходимым изменениям параметров технологического процесса;

Возможности основного и вспомогательного оборудования переключаться на другие виды работ;

Необходимым изменениям уровня и профиля квалификации трудового коллектива.

Принцип оптимальности организации производственных процессов связан в первую очередь с необходимостью их оптимизации, выражающейся в возможности выбора для каждого конкретно­го производства таких принципов организации, которые в своем сочетании обеспечивают наиболее высокий уровень его экономиче­ской эффективности.

7.1. Производственный процесс и принципы его организации

7.1.1. Определение производственного процесса

Промышленное производство - это сложный процесс превращения сырья, материалов полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребностям рынка.

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

Производственный процесс состоит из следующих процессов:

основные - это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции;
вспомогательные - это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т.д.));
обслуживающие - это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, тех. контроль и т.д.).

В условиях автоматизированного, автоматического и гибкого интегрированного производств вспомогательные и обслуживающие процессы в той или иной степени объединяются с основными и становятся неотъемлемой частью процессов производства продукции, что будет рассмотрено более подробно позже.

Структура производственных процессов показана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Структура производственных процессов

Технологические процессы, в свою очередь делятся на фазы.

Фаза - комплекс работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части технологического процесса и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.

В машиностроении и приборостроении технологические процессы в основном делятся на три фазы:

Заготовительная;
- обрабатывающая;
- сборочная.

Фазная структура технологических процессов представлена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Фазная структура технологических процессов

Технологический процесс состоит из последовательно выполняемых над данным предметом труда технологических действий - операций.

Операция - часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (станке, стенде, агрегате и т.д.), состоящая из ряда действий над каждым предметом труда или группой совместно обрабатываемых предметов.

Операции, которые не ведут к изменению геометрических форм, размеров, физико-химических свойств предметов труда, относятся не к технологическим операциям (транспортные, погрузочно-разгрузочные, контрольные, испытательные, комплектовочные и др.).

Операции различаются также в зависимости от применяемых средств труда:

- ручные , выполняемые без применения машин, механизмов и механизированного инструмента;
- машинно-ручные - выполняются с помощью машин или ручного инструмента при непрерывном участии рабочего;
- машинные - выполняемые на станках, установках, агрегатах при ограниченном участии рабочего (например, установка, закрепление, пуск и остановка станка, раскрепление и снятие детали). Остальное выполняет станок.
- автоматизированные - выполняются на автоматическом оборудовании или автоматических линиях.

Аппаратурные процессы характеризуются выполнением машинных и автоматических операций в специальных агрегатах (печах, установках, ваннах и т.д.).

7.1.2. Основные принципы организации производственного процесса

Принципы - это исходные положения, на основе которых осуществляются построение, функционирование и развитие производственного процесса.

Соблюдение принципов организации производственного процесса - одно из основополагающих условий эффективности деятельности предприятия.

Основные принципы организации производственного процесса и их содержание приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Основные принципы организации производственного процесса

Экономическая эффективность рациональной организации производственного процесса выражается в сокращении длительности производственного цикла изделий, в снижении издержек на производство продукции, улучшении использования основных производственных фондов и увеличении оборачиваемости оборотных средств.

7.2. Типы производств и их технико-экономическая характеристика

Тип производства - совокупность его организованных, технических и экономических особенностей.

Тип производства определяется следующими факторами:

Номенклатурой выпускаемых изделий;
- объемом выпуска;
- степенью постоянства номенклатуры выпускаемых изделий;
- характером загрузки рабочих мест.

В зависимости от уровня концентрации и специализации различают три типа производств:

Единичное;
- серийное;
- массовое.

По типам производства классифицируются предприятия, участки и отдельные рабочие места.

Тип производства предприятия определяется типом производства ведущего цеха, а тип производства цеха - характеристикой участка, где выполняются наиболее ответственные операции и сосредоточена основная часть производственных фондов.

Отнесение завода к тому или иному типу производства носит условный характер, поскольку на предприятии и даже в отдельных цехах может иметь место сочетание различных типов производства.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий, малым объемом их выпуска, выполнением на каждом рабочем месте весьма разнообразных операций.

В серийном производстве изготовляется относительно ограниченная номенклатура изделий (партиями). За одним рабочим местом, как правило, закреплены несколько операций.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени на узкоспециализированных рабочих местах.

Тип производства оказывает решающее значение на особенности организации производства, его экономические показатели, структуру себестоимости (в единичном высока доля живого труда, а в массовом - затраты на ремонтно-эксплуатационные нужды и содержание оборудования), разный уровень оснащенности.

Сравнение по факторам типов производств приведено в таблице 7.2.

Таблица 7.2

Характеристики типов производств

7.3. Производственная структура предприятия

Производственная структура предприятия - это совокупность производственных единиц предприятия (цехов, служб), входящих в его состав, и формы связей между ними.

Производственная структура зависит от вида выпускаемой продукции и его номенклатуры, типа производства и форм его специализации, от особенностей технологических процессов. Причем последние являются важнейшим фактором, определяющим производственную структуру предприятия.

Производственная структура - это, по существу, форма организации производственного процесса. В ней различают подразделения производств:

Основного;
- вспомогательного;
- обслуживающего.

В цехах (подразделениях) основного производства предметы труда превращаются в готовую продукцию.

Цехи (подразделения) вспомогательного производства обеспечивают условия для функционирования основного производства (обеспечение инструментом, энергией, ремонтом оборудования) (см. рис. 7.1).

Подразделения обслуживающего производства обеспечивают основное и вспомогательные производства транспортом, складами (хранение), техническим контролем и т.д.

Таким образом, в составе предприятия выделяются основные, вспомогательные и обслуживающие цехи и хозяйства производственного назначения.

В свою очередь цехи основного производства (в машиностроении, приборостроении) подразделяются:

На заготовительные;
- обрабатывающие;
- сборочные.

Заготовительные цехи осуществляют предварительное формообразование деталей изделия (литье, горячая штамповка, резка заготовок и т.д.)

В обрабатывающих цехах производится обработка деталей механическая, термическая, химико-термическая, гальваническая, сварка, лакокрасочные покрытия и т.д.

В сборочных цехах производят сборку сборочных единиц и изделий, их регулировку, наладку, испытания.

На основе производственной структуры разрабатывается генеральный план предприятия, т.е. пространственное расположение всех цехов и служб, а также путей и коммуникаций на территории завода. При этом должна быть обеспечена прямоточность материальных потоков. Цехи должны быть расположены в последовательности выполнения производственного процесса.

Цех - это основная структурная производственная единица предприятия, административно обособленная и специализирующаяся на выпуске определенной детали или изделий либо на выполнении технологически однородных или одинакового назначения работ. Цехи делятся на участки, представляющие собой объединенную по определенным признакам группу рабочих мест.

Цехи и участки создаются по принципу специализации:

Технологической;
- предметной;
- предметно-замкнутой;
- смешанной.

Технологическая специализация основана на единстве применяемых технологических процессов. При этом обеспечивается высокая загрузка оборудования, но затрудняется оперативно-производственное планирование, удлиняется производственный цикл из-за увеличений транспортных операций. Технологическая специализация применяется в основном в единичном и мелкосерийном производствах.

Предметная специализация основана на сосредоточении деятельности цехов (участков) на выпуске однородной продукции. Это позволяет концентрировать производство детали или изделия в рамках цеха (участка), что создает предпосылки для организации прямоточного производства, упрощает планирование и учет, сокращает производственный цикл. Предметная специализация характерна для крупносерийного и массового производства.

Если в пределах цеха или участка осуществляется законченный цикл изготовления детали или изделия, это подразделение называется предметно-замкнутым .

Цехи (участки), организованные по предметно-замкнутому принципу специализации, обладают значительными экономическими преимуществами, так как при этом сокращается длительность производственного цикла в результате полного или частичного устранения встречных или возвратных перемещений, снижаются потери времени на переналадку оборудования, упрощается система планирования и оперативного управления ходом производства.

Сравнение производственных структур при технологической и предметной специализации приведено на рисунках 7.3. и 7.4.

Рис. 7.3. Производственная структура предприятия с технологической специализацией (фрагмент)

Рис 7.4. Производственная структура предприятия с предметной специализацией (фрагмент)

Производственная структура цеха показана на рис. 7.5.

Рис 7.5. Производственная структура цеха

7.4. Производственный цикл и его структура

Производственный цикл - это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходит все операции производственного процесса или определенной его части и превращается в готовую продукцию. Он выражается в календарных днях или при малой трудоемкости изделия - в часах.

Структура производственного цикла представлена на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Структура производственного цикла

Производственный цикл Т ц:

Т ц = Т врп + Т впр,

где Т врп - время рабочего процесса;
Т впр - время перерывов.

В течение рабочего периода выполняются технологические операции

Т врп = Т шк + Т к + Т тр + Т е,

где Т шк - штучно-калькуляционное время;
Т к - время контрольных операций;
Т тр - время транспортирования предметов труда;
Т е - время естественных процессов (старения, релаксации, естественной сушки, отстоя взвесей в жидкостях и т.п.).

Сумму времен штучного, контрольных операций, транспортирования называют операционным временем (Т опр):

Т опр = Т шк + Т к + Т тр.

В операционный цикл Т к и Т тр включены условно, так как в организационном отношении они не отличаются от технологических операций.

Т шк = Т оп + Т пз + Т ен +Т ото,

где Т оп - оперативное время;
Т пз - подготовительно-заключительное время при обработке новой партии деталей;
Т ен - время на отдых и естественные надобности рабочих;
Т ото - время организационного и технического обслуживания (получение и сдача инструмента, уборка рабочего места, смазка оборудования и т.п.).

Оперативное время (Т оп) в свою очередь состоит из основного (Т ос) и вспомогательного времени (Т в):

Т оп = Т ос + Т в.

Основное время - это непосредственное время обработки или выполнения работы.

Вспомогательное время:

Т в = Т у + Т з + Т ок,

где Т у - время установки и снятия детали (сборочной единицы) с оборудования;
Т з - время закрепления и открепления детали в приспособлении;
Т ок - время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования) в ходе операции.

Время перерывов (Т впр) обусловлено режимом труда (Т рт), межоперационным пролеживанием детали (Т мо), временем перерывов на межремонтное обслуживание и осмотры оборудования (Т р) и временем перерывов, связанных с недостатками организации производства (Т орг):

Т впр = Т мо + Т рт + Т р + Т орг.

Время межоперационного пролеживания (Т мо) определяется временем перерывов партионности (Т пар), перерывов ожидания (Т ож) и перерывов комплектования (Т кп):

Т мо = Т пар + Т ож + Т кп.

Перерывы партионности (Т пар) возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены пролеживанием обработанных деталей до готовности всех деталей в партии на технологической операции.

Перерывы ожидания (Т ож) вызываются несогласованной длительностью смежных операций технологического процесса.

Перерывы комплектования (Т кп) возникают при переходе от одной фазы производственного процесса к другой.

Таким образом, в общем виде производственный цикл выражается формулой

Т ц = Т опр + Т е + Т мо + Т рт + Т р + Т орг.

При расчете производственного цикла необходимо учитывать перекрытие некоторых элементов времени либо технологическим временем, либо временем межоперационного пролеживания. Время транспортировки предметов труда (Т тр) и время выборочного контроля качества (Т к) являются перекрываемыми элементами.

Исходя из сказанного, производственный цикл можно выразить формулой

Т ц = (Т шк + Т мо) к пе р к ор + Т е,

где к пер - коэффициент перевода рабочих дней в календарные (отношение числа календарных дней (D к) к числу рабочих дней в году (D р), к пе р=D к /D р);
к ор - коэффициент, учитывающий перерывы на межремонтное обслуживание оборудования и организационные неполадки (обычно 1,15-1,2).

В серийном производстве изделия изготовляются партиями.

Производственная партия (n) - это группа изделий одного наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.

Операционная партия - производственная партия или ее часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.

7.5. Методы расчета производственного цикла

Различают простой и сложный производственные циклы.

Простой производственный цикл - это цикл изготовления детали.

Сложный производственный цикл - цикл изготовления изделия.

Длительность производственного цикла в большой степени зависит от способа передачи детали (изделия) с операции на операцию. Существуют три вида движения детали (изделий) в процессе их изготовления:

Последовательный;
- параллельный;
- параллельно-последовательный.

При последовательном виде движения каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Операционный цикл при последовательном движении партии деталей

Здесь рассчитывается операционный цикл партии, состоящей из трех деталей (n=3), обрабатываемых на четырех операциях:

Т посл = 3(t шт 1 + t шт2 + t шт3 + t шт4) = 3(2+1+4+1,5) = 25,5

где n - количество деталей в производственной партии (шт);
Ч оп - число операций технологического процесса;
t штi - норма времени на выполнение i-й операции (мин.).

Если на всех или отдельных операциях имеются параллельные рабочие места, то операционный цикл определяется по формуле

где C pмi - количество рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции.

При последовательном виде движения деталей (изделия) отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможна высокая загрузка оборудования в течение смены, но производственный цикл имеет наибольшую величину, что уменьшает оборачиваемость оборотных средств.

Параллельный вид движения характеризуется передачей деталей (изделий) на последующую операцию немедленно после выполнения предыдущей операции независимо от готовности остальной партии. Детали передаются с операции на операцию поштучно или операционными партиями, на которые делится производственная партия. Процесс происходит непрерывно, если достигнуто полное равенство или кратность выполнения операций во времени, что характерно для поточных линий:

,

где r - такт поточной линии (мин).

График движения партии деталей при параллельном движении приведен на рис. 7.8.

Рис. 7.8. Операционный цикл при параллельном движении партии деталей

Параллельный вид движения детали (изделий) является наиболее эффективным, но возможности его применения ограничены, так как обязательным условием такого движения является равенство или кратность продолжительности выполнения операций, о чем было сказано выше. В противном случае неизбежны потери (перерывы) в работе оборудования и рабочего.

По графику (рис 7.8) определяем операционный цикл при параллельном виде движения:

Т пар =(t шт1 + t шт2 + t шт3 + t шт4) + (3-1)t шт3 = 8,5 + (3-1)4 = 16,5 мин.

,

где t штmax - время выполнения операции, самой продолжительной в технологическом процессе (мин).

При передаче деталей (изделий) операционными партиями (р) расчет ведется по формуле

,

где р - размер операционной партии (в шт.).

Параллельно-последовательный вид движения состоит в том, что изготовление изделий на последующей операции начинается до окончания изготовления всей партии на предыдущей операции с таким расчетом, чтобы работа на каждой операции по данной партии в целом шла без перерывов. В отличие от параллельного вида движения здесь происходит лишь частичное совмещение во времени выполнения смежных операций.

В практике существует два вида сочетания смежных операций во времени:

Время выполнения последующей операции больше времени выполнения предыдущей операции;
- время выполнения последующей операции меньше времени выполнения предыдущей операции.

В первом случае представляется возможность применять параллельный вид движения деталей и полностью загрузить рабочие места.

Во втором случае приемлем параллельно-последовательный вид движения с максимально возможным совмещением во времени выполнения обеих операций. Максимально совмещенные операции при этом отличаются друг от друга на время изготовления последней детали (или последней операционной партии) на последующей операции.

Схема параллельно-последовательного вида движения показана на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Операционный цикл при параллельно-последовательном движении партии деталей

АБ, ВГ (равное А"Б"), ДЕ - время последующей операции, перекрываемое временем предыдущей операции:

В данном случае операционный цикл будет меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения каждой смежной пары операций:

Первая и вторая операции - АБ = (3-1) t шт2 ;
- вторая и третья операции - ВГ = (3-1) t шт2 ;
- третья и четвертая операции - ДЕ = (3-1) t шт4 , (t шт2 и t шт4 имеют более короткое время t шт.кор из каждой смежной пары операций).

Таким образом, время совмещений

Формула для расчета

При выполнении операций на параллельных рабочих местах

При передаче деталей операционными партиями

Параллельно-последовательный вид движения деталей (изделий) обеспечивает работу оборудования и рабочего без перерывов. Производственный цикл при этом виде больше по сравнению с параллельным, но меньше, чем при последовательном.

Производственный цикл изделия Т ци может быть рассчитан по формуле

Т ци = Т цд + Т ц.сб,

где Т цд - производственный цикл изготовления ведущей детали;
Т ц.сб - производственный цикл сборочных работ.

Пути и значение сокращения производственного цикла

Производственный цикл используется в качестве норматива при оперативном планировании производства, финансовом управлении и других планово-производственных расчетах.

Производственный цикл (Т ц) непосредственно связан с нормативом оборотных средств:

Т ц = ОС н.п / Q дн,

где ОС н.п - объем оборотных средств в незавершенном производстве (руб.);
Q дн - однодневный выпуск продукции (руб.).

Сокращение производственного цикла имеет большое экономическое значение:

Сокращается оборачиваемость оборотных средств за счет сокращения объемов незавершенного производства;
- увеличивается фондоотдача основных производственных фондов;
- снижается себестоимость изделий за счет сокращения условно-постоянной части издержек на одно изделие и т.д.

Длительность производственного цикла зависит от двух важнейших групп факторов:

Технического уровня производства;
- организации производства.

Эти обе группы факторов взаимообуславливают и дополняют друг друга.

Основными направлениями снижения производственного цикла являются:

Совершенствование технологии;
- применение более производительных оборудования, инструментов, средств технологического оснащения;
- автоматизация производственных процессов и применение гибких интегрированных процессов;
- специализация и кооперирование производства;
- организация поточного производства;
- гибкость (многофункциональность) персонала;
- многие другие факторы, влияющие на длительность производственного цикла (см. структуру Т ц на рис. 7.6).

7.6. Организация поточного производства

Поточное производство является наиболее эффективной формой организации производственного процесса.

Признаки поточного производства:

Закрепление одного или ограниченного числа наименований изделий за определенной группой рабочих мест;
- ритмическая повторяемость согласованных во времени технологических и вспомогательных операций;
- специализация рабочих мест;
- расположение оборудования и рабочих мест по ходу технологического процесса;
- применение специальных транспортных средств для межоперационной передачи изделий.

При поточном производстве реализуются принципы:
- специализации;
- параллельности;
- пропорциональности;
- прямоточности;
- непрерывности;
- ритмичности.

Поточное производство обеспечивает самую высокую производительность труда, низкую себестоимость продукции, наиболее короткий производственный цикл.

Основой (первичным звеном) поточного производства является поточная линия .

Расположение поточных линий (планировка) должна обеспечить:

Прямоточность и кратчайший путь движения изделия;
- рациональное использование производственных площадей;
- условия для транспортировки материалов и деталей к рабочим местам;
- удобство подходов для ремонта и обслуживания;
- достаточность площадей и оргоснастки для хранения требуемых запасов материалов и готовых деталей;
- возможность легкого удаления отходов производства.

Примеры расположения оборудования и пути движения изделия приведены на рис. 7.10 и 7.11.

Рис. 7.10. Движение изделия по поточной линии при расположении оборудования:
а - одностороннем; б - двухстороннем

Рис. 7.11. Схемы движения изделий по поточным линиям:
а - разветвляющаяся; б - зигзагообразная; в - П-образная;
г - Т-образная; д - замкнутая; е - многоуровневая.

Транспортные средства в поточном производстве

В поточном производстве применяются разнообразные транспортные средства (табл. 7.3).

Таблица 7.3

Классификация транспортных средств в поточном производстве

В машиностроении и приборостроении широко применяются конвейеры - транспортные средства, служащие для транспортировки изделия или транспортировки и выполнения на нем рабочих операций и регламентирующие ритм работы поточной линии, то есть, играющие организующую роль в потоке. Если конвейер служит для перемещения изделий и поддержания ритма работы линии путем четкого адресования изделий по рабочим местам, он называется распределительным, если он служит и местом выполнения операции - называется рабочим .

Основы расчета и организации поточных линий

При проектировании и организации поточных линий выполняются расчеты показателей, определяющих регламент работы линии и методы выполнения технологических операций.

Такт поточной линии - промежуток времени между выпуском изделий (деталей, сборочных единиц) с последней операции или их запуском на первую операцию поточной линии.

Исходные данные расчета такта:

Производственное задание на год (месяц, смену);
- плановый фонд рабочего времени за этот же период;
- планируемые технологические пооперационные потери.

Такт поточной линии рассчитывается по формуле

r = F д / Q вып,

где r - такт поточной линии (в мин.);
F д - действительный годовой фонд времени работы линии в планируемом периоде (мин.);
Q вып - плановое задание на тот же период времени (шт.).

F д = D раб Ч d см Ч T см Ч k пер Ч k рем,

где D раб - число рабочих дней в году;
d см - количество рабочих смен в сутки;
T см - продолжительность смены (в мин.);
k пер - коэффициент, учитывающий планируемые перерывы;
k рем - коэффициент, учитывающий время плановых ремонтов.

k пер = (Т см - Т пер) / Т см,

где Т пер - время планируемых внутрисменных перерывов;
k рем - рассчитывается аналогичным способом.

Классификация поточных линий приведена в табл. 7.4

Таблица 7.4

Классификация поточных линий

При неизбежных технологических потерях (планируемом выходе годных), такт r рассчитывается по формуле

r = F д / Q зап,

где Q зап - количество изделий, запускаемых на поточную линию в планируемом периоде (шт):

Q зап = Q вып Ч k зап,

где k зап - коэффициент запуска изделий на поточную линию, равный величине, обратной коэффициенту выхода годных изделий (a ); k зап = 1/a .

Выход годных изделий в целом по поточной линии определяется как произведение коэффициентов выхода годных по всем операциям линии

a = a 1 Ч a 2 Ч ... Ч a n.

Ритм - это количество изделий, выпускаемых поточной линией в единицу времени.

Расчет количества оборудования поточной линии ведется по каждой операции технологического процесса:

где - расчетное количество оборудования (рабочих мест) на i-й операции поточной линии;
t штi - норма штучного времени на i-ую операцию (в мин);
k запi - коэффициент запуска детали на i-ю операцию.

Принятое количество оборудования или рабочих мест на каждой операции W пi определяется путем округления расчетного их количества до ближайшего большего целого числа.

Коэффициент загрузки оборудования (рабочих мест) определяется как

Количество оборудования (рабочих мест) на всей поточной линии

,

где ч оп - число операций технологического процесса.

Явочное количество рабочих (Р яв) равно количеству рабочих мест на поточной линии с учетом многостаночного обслуживания:

,

где k мо - коэффициент многостаночного обслуживания;

,

где S Р i - численность рабочих участка.

Общее число рабочих на поточных линиях определяется как среднесписочное:

,

где Р сп - среднесписочное число рабочих поточной линии;
d - процент потерь рабочего времени (отпуска, болезни и т.д.);
d см - количество смен.

Скорость движения конвейера (V):

При непрерывном движении конвейера V=L / r;
- при пульсирующем движении конвейера V= L/ t тp ,

где L - расстояние между центрами двух смежных рабочих мест, то есть шаг конвейера (м);
t тp - время транспортировки изделия с одной операции на другую.

Задел - производственный запас материалов, заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного протекания производственных процессов на поточных линиях.

Различают следующие виды заделов:

Технологический;
- транспортный;
- резервный (страховой);
- оборотный межоперационный.

Технологический задел (Z т) - детали (сборочные единицы, изделия), находящиеся непосредственно в процессе обработки:

,

где - число рабочих мест на каждой операции;
n i - количество деталей, одновременно обслуживаемых на i-м рабочем месте.

Транспортный задел (Z тр) - количество деталей, находящихся в процессе перемещения между операциями и расположенных в транспортных устройствах.

При непрерывном движении конвейера

Z тр =L рк Р / V,

где L рк - длина рабочей части конвейера (м);
V - скорость движения конвейера (м/мин);
Р - количество изделий в операционной партии (шт).

При периодической транспортировке

Транспортный технологический заделы зависят от параметров оборудования, тех. процессов.

Резервный (страховой) задел создается для нейтрализации последствий, связанных со случайным характером выхода изделия в брак, перебоев в работе оборудования и др.

где Т переб - время возможного перебоя поступления изделий с данной операции на операцию, подлежащую страхованию (мин);
r - такт поточной линии (мин).

Оборотный межоперационный задел на линии - количество заготовок (деталей, сборочных единиц), находящихся между операциями линии и образующихся вследствие различной производительности смежных рабочих мест для выравнивания работы линий. Размер межоперационного задела постоянно колеблется от максимума до нуля и наоборот. Максимальная величина межоперационного оборотного задела определяется разностью производительностей смежных операций:

,

где Т совм - время совместной работы оборудования на обеих операциях (в мин);
- количество оборудования на подающих и потребляющих смежных операциях, работающего в период Т совм (шт);
t штi - норма времени выполнения операции.

Синхронизация - процесс выравнивания длительности операции технологического процесса согласно такту поточной линии. Время выполнения операции должно быть равно такту линии или кратно ему.

Методы синхронизации:

Дифференциация операций;
- концентрация операций;
- установка дополнительного оборудования;
- интенсификация работы оборудования (увеличение режимов обработки);
- применение прогрессивного инструмента и оснастки;
- улучшение организации обслуживания рабочих мест и т.д.

7.7. Организация автоматизированного производства

Высшей формой поточного производства является автоматизированное производство, где сочетаются основные признаки поточного производства с его автоматизацией. В автоматизированном производстве работа оборудования, агрегатов, аппаратов, установок происходит автоматически по заданной программе, а рабочий осуществляет контроль за их работой, устраняет отклонения от заданного процесса, производит наладку автоматизированного оборудования.

Различают частичную и комплексную автоматизацию.

При частичной автоматизации рабочий полностью освобождается от работ, связанных с выполнением технологических процессов. В транспортных, контрольных операциях при обслуживании оборудования, в процессе установки - полностью или частично сокращается ручной труд.

В условиях комплексно-автоматизированного производства технологический процесс изготовления продукции, управление этим процессом, транспортировка изделий, контрольные операции, удаление отходов производства выполняются без участия человека, но обслуживание оборудования - ручное.

Основным элементом автоматизированного производства являются автоматические поточные линии (АПЛ).

Автоматическая поточная линия - комплекс автоматического оборудования, расположенного в технологической последовательности выполнения операций, связанный автоматической транспортной системой и системой автоматического управления и обеспечивающий автоматическое превращение исходных материалов (заготовок) в готовое изделие (для данной автолинии). В АПЛ рабочий выполняет функции наладки, контроля за работой оборудования и загрузки линии заготовками.

Основные признаки АПЛ:

Автоматическое выполнение технологических операций (без участия человека);
- автоматическое перемещение изделия между отдельными агрегатами линии.

Автоматические комплексы с замкнутым циклом производства изделия - ряд связанных между собой автоматическими транспортными и погрузо-разгрузочными устройствами автоматических линий.

Автоматизированные участки (цехи) включают в себя автоматические поточные линии, автономные автоматические комплексы, автоматические транспортные системы, автоматические складские системы; автоматические системы контроля качества, автоматические системы управления и т.д. Примерная структура автоматизированного производственного подразделения приведена на рис. 7.12.

Рис. 7.12. Структурный состав автоматизированного производственного подразделения

В условиях постоянно изменяющегося нестабильного рынка (тем более многономенклатурного производства) важной задачей является повышение гибкости (многофункциональности) автоматизированного производства, с тем чтобы максимально удовлетворить требования, нужды и запросы потребителей, быстрее и с минимальными затратами осваивать выпуск новой продукции.

Методы повышения гибкости автоматизированных производственных систем:

Использование автоматизированных систем технической подготовки производства (САПР);
- применение быстропереналаживаемых автоматических поточных линий;
- применение универсальных промышленных манипуляторов с программным управлением (промышленных роботов);
- стандартизация применяемого инструмента и средств технологического оснащения;
- применение в автоматических линиях автоматически переналаживаемого оборудования (на базе микропроцессорной техники);
- использование переналаживаемых транспортно-складских и накопительных систем и т.д.

Однако следует заметить, что любая универсализация требует значительных дополнительных затрат и при ее применении необходим взвешенный экономический подход на базе маркетинговой информации и исследований.

Автоматические поточные линии эффективны в массовом производстве.

Состав автоматической поточной линии:

Автоматическое оборудование (станки, агрегаты, установки и т.д.) для выполнения технологических операций;
- механизмы для ориентировки, установки и закрепления изделий на оборудовании;
- устройство для транспортировки изделий по операциям;
- контрольные машины и приборы (для контроля качества и автоматической подналадки оборудования);
- средства загрузки и разгрузки линий (заготовок и готовых деталей);
- аппаратура и приборы системы управления АПЛ;
- устройства смены инструмента и оснастки;
- устройства удаления отходов;
- устройство обеспечения необходимыми видами энергии (электрическая энергия, пар, инертные газы, сжатый воздух, вода, канализационные системы);
- устройства обеспечения смазочно-охлаждающими жидкостями и их удаления и т.д.

В состав автоматических линий последнего поколения также включаются электронные устройства:

1. "Умные супервизоры" с мониторами на каждой единице оборудования и на центральном пульте управления. Их назначение - заблаговременно предупреждать персонал о ходе процессов, происходящих в отдельных агрегатах и в системе в целом и давать инструкции о необходимых действиях персонала (текст на мониторе). Например:

Негативная тенденция технического параметра агрегата;
- информация о заделах и количестве заготовок;
- о браке и его причинах и т.д.

2. Статистические анализаторы с графопостроителями, предназначенные для статистической обработки разнообразных параметров работы АПЛ:

Время работы и простоев (причины простоев);
- количество выпускаемой продукции (всего, уровень брака);
- статистическая обработка каждого параметра обрабатываемого изделия на каждой автоматически контролируемой операции;
- статистическая обработка выхода из строя (поломка, сбой) систем каждой единицы оборудования и линии в целом и т.д.

3. Диалоговые системы селективной сборки (т.е. подбор параметров относительно грубо (неточно) обработанных деталей, входящих в сборочную единицу, сочетание которых обеспечивает высококачественные параметры сборочной единицы).

На предприятиях машиностроения и приборостроения применяются автоматические линии, отличающиеся между собой как по технологическим принципам действия, так и по формам организации. Классификация и характерные особенности автоматических поточных линий приведены в табл. 7.5.

Таблица 7.5

Классификация автоматических линий

При проектировании автоматических поточных линий выполняется ряд расчетов. В основном они не отличаются от расчетов неавтоматизированных линий, но имеются некоторые особенности.

Такт АПЛ определяется по формуле

где r - такт АПЛ (мин);
F н - номинальный годовой фонд времени работы линии в одну смену (час);
d см - число смен работы;
h - коэффициент технического использования АПЛ, учитывающий потери времени при различных неполадках в работе оборудования линий и затраты времени на подналадку;
Q вып - плановое задание (шт).

При величине нормы времени отдельной операции линии больше такта линии за такт принимают норму времени лимитирующей операции.

В бункерных (гибких) АЛ образуются заделы:

Компенсирующие;
- пульсирующие.

Компенсирующие заделы АПЛ (Z k) образуются при разной производительности сменных участков АПЛ:

,

где Т к - период времени для создания компенсирующего задела, т.е. промежуток времени непрерывной работы сменных участков АПЛ с разными тактами работы, мин;
r м и r б - меньший и больший такты работы смежных участков (операций) АПЛ, мин.

Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуска продукции. Их назначение - предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях АПЛ.

7.8. Гибкое интегрированное производство

Повышение нестабильности рынка, усиление конкурентной борьбы за потребителя между производителями, практически неограниченные возможности научно-технического прогресса привели к частой сменяемости продукта. Главным фактором в конкурентной борьбе стал фактор времени. Фирма, которая может за короткий срок довести идею до промышленного освоения и предложит потребителю высококачественный и относительно дешевый товар, становится победителем.

Быстрая сменяемость продукции и требования ее дешевизны при высоком качестве приводит к противоречию:

С одной стороны, низкие производственные издержки (при прочих равных условиях) обеспечиваются применением автоматических линий, специального оборудования;
- но с другой стороны, проектирование и изготовление такого оборудования нередко превышают 1,5-2 года (даже в настоящих условиях), то есть к моменту начала выпуска изделия оно уже морально устареет.

Применение же универсального оборудования (неавтоматического) увеличивает трудоемкость изготовления, то есть цену, что не приемлется рынком.

Такая ситуация возникла в 60-х годах нашего столетия и, естественно, перед станкостроительными фирмами стала задача создания нового оборудования, которое бы удовлетворяло следующим требованиям:

Универсальности, то есть легкой переналаживаемости (функциональной инвариантности);
- автоматизации;
- автоматической переналаживаемости по команде с управляющей вычислительной машины (УВМ);
- встраиваемости в автоматические линии и комплексы;
- высокой точности;
- высокой надежности;
- автоматической подналадки (корректировки) инструмента в процессе выполнения операции и т.д.

И такое оборудование было создано. К нему относятся:

- "обрабатывающие центры" механической обработки с УВМ (с многоинструментальными магазинами (до 100 и более инструментов), с точностью позицирования изделия относительно инструмента 0,25 мкм, с "умными супервизорами" функционирования всех систем, с активным контролем и автоматической подналадкой инструмента);
- промышленные роботы с программным управлением как универсальное средство манипулирования деталями, универсально-транспортные погрузочно-разгрузочные средства, а также переналаживаемые роботы-маляры, роботы-сварщики, роботы-сборщики и т.д.;
- лазерные раскройные установки, заменяющие сложнейшие комплексы холодной штамповки, которые сами определяют оптимальный раскрой материалов;
- термические многокамерные агрегаты, где в каждой отдельной камере производится термообработка или химико-термическая обработка по заданной программе;
- высокоточные трехкоординатные измерительные машины с программным управлением (на гранитных станинах, с износостойкими (алмазными, рубиновыми) измерителями);
- лазерные бесконтактные измерительные устройства и т.д.

Этот список можно продолжать довольно долго. На базе перечисленного оборудования созданы:

Вначале гибкие производственные модули ГИМ (обрабатывающий центр, робот-манипулятор, автоматизированный склад, УВМ);
- затем ГИК - гибкие интегрированные комплексы и линии;
- гибкие интегрированные участки, цехи, производства, заводы.

При создании гибкой производственной системы происходит интеграция:

Всего разнообразия изготовляемых деталей в группы обработки;
- оборудования;
- материальных потоков (заготовок, деталей, изделий, приспособлений, оснастки, основных и вспомогательных материалов);
- процессов создания и производства изделий от идеи до готовой продукции (происходит слияние воедино основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производства);
- обслуживания за счет слияния всех обслуживающих процессов в единую систему;
- управления на основе системы УВМ, банков данных, пакетов прикладных программ, САПР, АСУ;
- потоков информации для принятия решения по всем подразделениям системы о наличии и применении материалов, заготовок, изделий, а также средств отображения информации;
- персонала за счет слияния профессий (конструктор-технолог-программист-организатор).

В результате системы ГИП имеют следующие структурные составные части:

Автоматизированную транспортно-складскую систему (АТСС);
- автоматическую систему инструментального обеспечения (АСИО);
- автоматическую систему удаления отходов (АСУО);
- автоматизированную систему обеспечения качества (АСОК);
- автоматизированную систему обеспечения надежности (АСОН);
- автоматизированную систему управления ГПС (АСУ ГПС);
- систему автоматизированного проектирования (САПР);
- автоматизированную систему технологической подготовки производства (АСТПП);
- автоматизированную систему оперативного планирования производства (АСОПП);
- автоматизированную систему содержания и обслуживания оборудования (АССОО);
- автоматизированную систему управления производством (АСУП).

Организация ГПС показана на примере гибкой автоматической линии по изготовлению корпусных деталей фирмы "Тойота" (блоков цилиндров автомобильных двигателей) (рис. 7.13).

Рис 7.13. Гибкая автоматическая линия обработки корпусных деталей

Гибкая автоматическая линия предназначена для обработки 80 наименований автомобильных блоков цилиндров, изготавливаемых по заказу в любой последовательности.

Линия состоит из следующих компонентов:

4-х обрабатывающих центров (1) с инструментальными барабанами с 40 инструментами;
- трехкоординатной измерительной машины с программным управлением (2);
- автоматической моечной машины (3);
- автоматической транспортно-складской системы, состоящей из двух вертикальных ячеистых автоматизированных складов (5, 6) с двумя роботами-штабелерами (7), автоматизированного двухдорожечного роликового транспортера с автономным приводом на каждый ролик (8);
- пульта управления линией с УВМ (9);
- рабочего места подготовки инструментальных барабанов (10);
- автоматизированной системы удаления отходов (11);
- транспортера заготовок (12).

Заготовки с обработанными базовыми (технологическими) поверхностями поступают по транспортеру 12 на шариковый стол, где с помощью ручного манипулятора устанавливаются на специальные приспособления - "спутники" (палеты). На каждую заготовку приклеивается магнитный информационный носитель, в котором содержится информация о заготовке (номер, материал и т.д.). По команде оператора робот-штабелер устанавливает "спутник" с закрепленной на нем заготовкой в любую свободную ячейку склада заготовок. Считывающее устройство ячейки передает информацию на УВМ участка.

При освобождении от работы любого обрабатывающего центра 1 УВМ линии, в соответствии с оперативным планом производства, переданным с УВМ участка изготовления блоков цилиндров, дает команду роботу-штабелеру 7 склада заготовок 6 на подачу в обработку очередной заготовки определенного типоразмера.

Робот-штабелер извлекает спутник с необходимой заготовкой из ячейки склада и устанавливает на одну из дорожек автоматического транспортера, который получает команду от УВМ о доставке "спутника" с заготовкой к свободному обрабатывающему центру (ОЦ). Остановка заготовки против заданного ОЦ достигается вращением роликов транспортера с автономными приводами от склада до заданного места, а остальные ролики остаются неподвижными.

Одновременно с командой роботу-штабелеру на подачу заготовки УВМ переписывает программу обработки указанной заготовки на программоноситель обрабатывающего центра, который за время движения заготовки по транспортной системе меняет инструмент для выполнения первого перехода операции и устанавливает необходимые режимы обработки, то есть полностью подготовлен для работы с новой (совершенно другой по параметрам обработки) заготовки.

Робот-манипулятор 4, также по команде УВМ, перемещается по рельсовой дорожке к свободному обрабатывающему центру и производит перегрузку с транспортера 8 на рабочий стол обрабатывающего центра, где автоматически (с помощью байонетных зажимов) "спутник" с заготовкой закрепляется и производится полная обработка блока цилиндров.

По окончании обработки "спутник" с готовой деталью перегружается на транспортер, а с транспортера - в моечную машину 3. После мойки и сушки таким же образом обработанная деталь поступает на контрольную машину, где контролируется по программе, переданной с УВМ.

В случае соответствия параметров с заданными готовая деталь поступает по транспортной системе в склад готовых изделий, о чем получают информацию УВМ линии.

Перед помещением в склад готовых изделий оператор снимает готовую деталь со "спутника", который возвращается на склад заготовок.

В случае, если контролируемые параметры изделия не соответствуют заданным, контрольная машина вызывает оператора, который принимает решение. При необходимости по команде оператора контрольная машина распечатывает результаты контроля.

С целью экономии рабочего времени контроль за состоянием инструментов в инструментальном барабане и его смена производится вне обрабатывающего центра на специальном рабочем месте. Для этого инструментальный барабан снимается мостовым краном со специальным поворотным устройством и тут же устанавливается новый барабан.

Контроль и настройка инструмента (в специальных инструментальных державках) производится с помощью инструментального микроскопа.

Обслуживают участок 3 человека:

Инженер-оператор (он же наладчик, оператор УВМ, программист и контролер);
- рабочий склада заготовок и готовых изделий;
- рабочий-инструментальщик.

Использование ГПС приводит к полному изменению подходов к проектированию, освоению и серийному производству, а также планированию производства (в том числе и оперативному).

Однако стоимость такой ГПС очень велика и требуется тщательная экономическая проработка эффективности ее применения.

Производственная структура ГПС приведена на рис 7.14 (сравните с рис. 7.3 и 7.4).

Рис 7.14. Производственная структура гибкой производственной системы (фрагмент)

2.

4. Показатели точности и стабильности технологических процессов. Способы оценки технологических процессов. Основные условия интенсификации технологического процесса .

1. Понятие производственного процесса. Основные принципы организации производственного процесса.

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.

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.

Принципы организации производства. Рациональная организация производства должна отвечать ряду требований, строиться на определенных принципах:

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.

Пропорциональность в организации производства предполагает соответствие пропускной способности (относительной производительности в единицу времени) всех подразделений предприятия – цехов, участков, отдельных рабочих мест по выпуску готовой продукции. Степень пропорциональности производства а может быть охарактеризована величиной отклонения пропускной способности (мощности) каждого передела от запланированного ритма выпуска продукции:

где m – количество переделов или стадий изготовления продукта; h – пропускная способность отдельных переделов; h 2 – запланированный ритм выпуска продукции (объем производства по плану).

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.

Под параллельностью понимается одновременное выполнение отдельных частей производственного процесса применительно к разным частям общей партии деталей. Чем шире фронт работ, тем меньше, при прочих равных условиях, длительность изготовления продукции. Параллельность реализуется на всех уровнях организации. На рабочем месте параллельность обеспечивается совершенствованием структуры технологической операции, и в первую очередь технологической концентрацией, сопровождающейся многоинструментальной либо многопредметной обработкой. Параллельность в выполнении основных и вспомогательных элементов операции заключается в совмещении времени машинной обработки со временем установки к съема деталей, контрольных промеров, загрузки и выгрузки аппарата с основным технологическим процессом и т. п. Параллельное выполнение основных процессов реализуется ври многопредметной обработке деталей, одновременном выполнении сборочно-монтажных операций над одинаковыми или различными объектами.

Параллельност ь 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.

Уровень параллельности производственного процесса может быть охарактеризован при помощи коэффициента параллельности К n , исчисляемого как соотношение длительности производственного цикла при параллельном движении предметов труда Т пр.ц и фактической его длительности Т ц:

,

где n – количество переделов.

В условиях сложного многозвенного процесса изготовления продукции все большее значение приобретает непрерывность производства, что обеспечивает ускорение оборачиваемости средств. Повышение непрерывности – важнейшее направление интенсификации производства. На рабочем месте она достигается в процессе выполнения каждой операции путем сокращения вспомогательного времени (внутриоперационных перерывов), на участке и в цехе при передаче полуфабриката с одного рабочего места на другое (межоперационных перерывов) и на предприятии в целом, сведение перерывов до минимума в целях максимального ускорения оборачиваемости материально-энергетических ресурсов (межцехового пролеживания).

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.

Принцип ритмичности предполагает равномерный выпуск продукции и ритмичный ход производства. Уровень ритмичности может быть охарактеризован коэффициентом Кр, который определяется как сумма отрицательных отклонений достигнутого выпуска продукции от заданного плана

,

где еA – сумма ежедневно недоданной продукции; n – длительность планового периода, дни; П – плановый выпуск продукции.

Равномерный выпуск продукции означает изготовление в равные промежутки времени одинакового или постепенно возрастающего количества продукции. Ритмичность производства выражается в повторении через равные промежутки времени частных производственных процессов на всех стадиях производства и "осуществлении на каждом рабочем месте в равные промежутки времени одинакового объема работ, содержание которых в зависимости от метода организации рабочих мест может быть одинаковым или различным.

Ритмичность производства – одна из основных предпосылок рационального использования всех его элементов. При ритмичной работе обеспечивается полная загрузка оборудования, нормальная его эксплуатация, улучшается использование материально-энергетических ресурсов, рабочего времени.

Обеспечение ритмичной работы является обязательным для всех подразделений производства – основных, обслуживающих и вспомогательных цехов, материально-технического снабжения. Неритмичная работа каждого звена приводит к нарушению нормального хода производства.

Порядок повторения производственного процесса определяется производственными ритмами. Необходимо различать ритм выпуска продукции (в конце процесса), операционные (промежуточные) ритмы, а также ритм запуска (в начале процесса). Ведущим является ритм выпуска продукции. Он может быть длительно устойчивым только при условии, если соблюдаются операционные ритмы на всех рабочих местах. Методы организации ритмичного производства зависят от особенностей специализации предприятия, характера изготовляемой продукции и уровня организации производства. Ритмичность обеспечивается организацией работы во всех подразделениях предприятия, а также своевременной его подготовкой и комплексным обслуживанием.

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.

Непрерывность работ в пределах операции обеспечивается прежде всего совершенствованием орудий труда – введением автоматической переналадки, автоматизацией вспомогательных процессов, использованием специальной оснастки и приспособлений.

Сокращение межоперационных перерывов связано с выбором наиболее рациональных методов сочетания и согласования частичных процессов во времени. Одной из предпосылок сокращения межоперационных перерывов является применение непрерывных транспортных средств; использование в процессе производства жестко взаимосвязанной системы машин и механизмов, применение роторных линий. Степень непрерывности производственного процесса может быть охарактеризована коэффициентом непрерывности К н, исчисляемым как соотношение длительности технологической части производственного цикла Т ц.тех и продолжительности полного производственного цикла Т ц:

,

где m – общее количество переделов.

Непрерывность производства рассматривается в двух аспектах: непрерывного участия в процессе производства предметов труда-сырья и полуфабрикатов и непрерывной загрузки оборудования и рационального использования рабочего времени. Обеспечивая непрерывность движения предметов труда, одновременно необходимо свести к минимуму остановки оборудования для переналадки, в ожидании поступления материалов и т. п. Это требует повышения однообразия работ, выполняемых на каждом рабочем месте, а также использования быстропереналаживаемого оборудования (станков с программным управлением), копировальных станков и т. д.

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.

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.

Одной из предпосылок непрерывности производства является прямоточность в организации производственного процесса, которая представляет собой обеспечение кратчайшего пути прохождения изделием всех стадий и операций производственного процесса, от запуска в производство исходных материалов и до выхода готовой продукции. Прямоточность характеризуется коэффициентом Кпр, представляющим соотношение длительности транспортных операций Ттр к общей продолжительности производственного цикла Т ц:

,

где j – количество транспортных операций.

В соответствии с этим требованием взаимное расположение зданий и сооружений на территории предприятия, а также размещение в них основных цехов должно соответствовать требованиям производственного процесса. Поток материалов, полуфабрикатов и изделий должен быть поступательным и кратчайшим, без встречных и возвратных движений. Вспомогательные цехи и склады должны размещаться возможно ближе к обслуживаемым ими основным цехам.

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.

Для обеспечения полного использования оборудования, материально-энергетических ресурсов и рабочего времени важное значение имеет ритмичность производства, являющаяся основополагающим принципом организации 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.

Соблюдение принципов организации производственных процессов имеет большое практическое значение. Проведение в жизнь этих принципов является делом всех звеньев управления производством.

Современный уровень научно-технического прогресса предполагает соблюдение гибкости организации производства. Традиционные принципы организации производства ориентированы на устойчивый характер производства – стабильную номенклатуру продукции, специальные виды оборудования и т. п. В условиях быстрого обновления номенклатуры продукции меняется технология производства. Между тем быстрая смена оборудования, перестройка его планировки вызвали бы неоправданно высокие затраты, и это явилось бы тормозом технического прогресса; невозможно также часто менять производственную структуру (пространственную организацию звеньев). Это выдвинуло новое требование к организации производства – гибкость. В поэлементном разрезе это означает прежде всего быструю переналаживаемость оборудования. Достижения микроэлектроники создали технику, способную к широкому диапазону использования и производящую в случае необходимости автоматическую самоподналадку.

Широкие возможности повышения гибкости организации производства дает использование типовых процессов выполнения отдельных стадий производства. Хорошо известно построение переменно-поточных линий, на которых без их перестройки может изготовляться различная продукция. Так, сейчас на обувной фабрике на одной поточной линии изготовляются различные модели женской обуви при однотипном методе крепления низа; на автосборочных конвейерных линиях без переналадки происходит сборка машин не только разной расцветки, но и модификации. Эффективно создание гибких автоматизированных производств, основанных на применении роботов и микропроцессорной техники. Большие возможности в этом плане обеспечивает стандартизация полуфабрикатов. В таких условиях при переходе на выпуск новой продукции или освоении новых процессов нет необходимости перестраивать все частичные процессы и звенья производства.

2. Понятие производственного цикла. Структура производственного цикла.

Основное и вспомогательное производства предприятия составляют неразрывный комплекс процессов, протекающих во времени и пространстве, соизмерение которых необходимо в ходе организации изготовления продукции.

Время, в течении которого совершается производственный процесс, называется временем производства.

Оно включает время, в течение которого сырье, материалы и некоторые производственные фонды находятся в запасе, и время, в течение которого совершается производственный цикл.

Производственный цикл – календарное время изготовления продукта, начиная с запуска сырья в производство и кончая получением готовых изделий. Он характеризуется длительностью (часы, дни) и структурой. В производственный цикл включаются рабочее время и перерывы процесса труда.

Под структурой производственного цикла понимается соотношение между различными его составляющими. Принципиальное значение имеет удельный вес времени производства, в особенности технологических операций и естественных процессов. Чем он выше, тем лучше состав и структура производственного цикла.

Производственный цикл, рассчитанный без учета времени перерывов, связанных с режимом работы предприятия характеризует уровень организации производства данного продукта. С помощью производственного цикла устанавливается время начала обработки сырья на отдельных операциях, время запуска в работу соответствующего оборудования. Если в расчете цикла учтены все виды перерывов, то устанавливается календарное время (дата и часы) запуска в обработку плановой партии продукции.

Существуют следующие способы расчета состава и длительности производственного цикла:

1) аналитический (по специальным формулам, применяется в основном при предварительных расчетах),

2) графический способ (более наглядный и сложный, обеспечивает точность расчета),

Для расчета длительности цикла нужно знать составные части, на которые распадается процесс изготовления продукции, последовательность их выполнения, нормативы продолжительности и способы организации движения сырья во времени.

Различают следующие виды движения сырья в производстве:

1) последовательный вид движения. Обработка изделий ведется партиями. Каждая следующая операция начинается после завершения обработки всех изделий данной партии.

2) параллельный вид движения. Передача предметов труда с одной операции на другую осуществляется поштучно, по мере окончания процесса обработки на каждом рабочем месте. В связи с этим в отдельные периоды все операции по обработке данной партии изделий осуществляются одновременно.

3) параллельно-последовательный вид движения. Характеризуется смешанной обработкой изделий на отдельных операциях. На одних рабочих местах обработка и передача на следующую операцию производится поштучно, на других – партиями различной величины.

3. Технологические процессы, используемые при производстве продукции (услуг).

Технологический процесс , - последовательность технологических операций, необходимых для выполнения определенного вида работ. Технологические процессы состоят из технологических (рабочих) операций , которые, в свою очередь, складываются из технологических переходов .

Технологический процесс .. это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

В зависимости от применения в производственном процессе для решения одной и той же задачи различных приёмов и оборудования различают следующие виды техпроцессов :

· Единичный технологический процесс (ЕТП).

· Типовой технологический процесс (ТТП).

· Групповой технологический процесс (ГТП).

Для описания технологического процесса используют маршрутные и операционные карты:

· Технологическая карта - документ, в котором описан: процесс обработки деталей, материалов, конструкторская документация, технологическая оснастка.

· Операционная карта - перечень переходов, установок и применяемых инструментов.

· Маршрутная карта - описание маршрутов движения по цеху изготовляемой детали.

Технологический процесс - это целесообразное изменение формы, размеров, состояния, структуры, положения, места предметов труда. Технологический процесс можно также рассматривать как совокупность последовательных технологических операций, необходимых для достижения цели производственного процесса (или одной из частных целей).
Трудовой процесс - совокупность действий исполнителя или группы исполнителей по преобразованию предметов труда в его продукт, выполняемых на рабочих местах.
Технологические процессы по источнику энергии, необходимой для их осуществления можно разделить на естественные (пассивные) и активные. Первые происходят как природные процессы и не требуют дополнительной преобразованной человеком энергии для воздействия на предмет труда (сушка сырья, остывание металла в обычных условиях и т.п.). Активные технологические процессы протекают в результате непосредственного воздействия человека на предмет труда, либо в результате воздействия средств труда, приводимых в движение энергией, целесообразно преобразованной человеком.

Производство объединяет трудовые действия людей, естественные и технические процессы, в результате взаимодействия которых создается продукт или услуга. Такое взаимодействие осуществляется с помощью технологий, то есть способов последовательного изменения состояния, свойств, формы, размеров и других характеристик предмета труда.

Технологические процессы, к какой бы категории они ни относились, непрерывно совершенствуются вслед за развитием научной и технической мысли. Можно выделить три этапа такого развития. Первый, основу которого составляли ручные технологии был открыт неолитической революций, когда люди научились добывать огонь и обрабатывать камни. Здесь главным элементом производства был человек, и технологии приспосабливались к нему и его возможностям.

Второй этап начался с первой промышленной революции конца XVIII - начала XIX вв., открывшей эпоху традиционных механизированных технологий. Их вершиной стал конвейер, основывающийся на жесткой системе специализированного оборудования для серийной или массовой сборки сложных стандартизированных изделий, образующего линию. Традиционные технологии предполагали минимизацию вмешательства человека в производственный процесс, применение труда низкой квалификации, экономию на издержках, связанных с поиском, обучением, оплатой труда. Это обеспечивало почти полную не зависимость производственной системы от человека, превратило последнего в ее придаток.

Наконец, вторая промышленная революция (современная НТР) ознаменовала победу автоматизированных технологий, основные формы которых мы сейчас рассмотрим.

Прежде всего, это автоматическая поточная линия, которая представляет собой систему машин и автоматов (универсальных, специализированных, многоцелевых), размещенных по ходу производственного процесса и объединенных автоматическими приспособлениями для транспортировки продукции и отходов, накопления заделов, изменения ориентации, управляемыми компьютером. Линии бывают одно- и многопредметными, со штучной и многодетальной обработкой, с непрерывным и прерывистым движением.

Разновидностью автоматической поточной линии является роторная, которая состоит из рабочих и транспортных роторов, где обработка изделий нескольких типоразмеров по сходной технологии осуществляется одновременно с их транспортировкой.

Другой формой является гибкая производственная система (ГПС), которая представляет собой совокупность высокопроизводительного оборудования осуществляющего основной процесс; вспомогательных устройств (загрузочных, транспортных, накопительных, контрольно-измерительных, удаления отходов) и информационной подсистемы, объединенных в единый автоматизированный комплекс.

Основой ГПС является регулируемая компьютером групповая технология, допускающая быструю смену операций и позволяющая обрабатывать различные детали по единому принципу. Она предполагает наличие двух потоков ресурсов: материальных и энергетических, с одной стороны, и информационных, с другой.

ГПС может состоять из гибких производственных модулей (станков с числовым программным управлением и роботизированных комплексов); последние могут объединяться в гибкие автоматизированные линии, а те, в свою очередь, в участки, цехи, а в единстве с компьютерном проектированием и целые предприятия.

Такие предприятия, будучи гораздо меньших, чем прежде размеров, могут выпускать продукцию в требуемых объемах и одновременно быть максимально приближенными к рынку. На них улучшается использование оборудования, сокращается длительность производственного цикла, уменьшается брак, потребность в малоквалифицированном труде, снижается трудоемкость изготовления продукции и общие затраты.

Автоматизация вновь меняет место человека в производственной системе. Он выходит из под власти техники и технологии, вставая рядом с ними, или над ними, а те приспосабливаются не просто к его возможностям, но к тому чтобы обеспечить для него максимально удобные, комфортные условия работы.

Технологии отличаются совокупностью конкретных приемов получения, обработки, переработки исходного сырья, материалов, полуфабрикатов; применяемым для этого оборудованием; последовательностью и местом выполнения производственных операций. Они могут быть простыми и сложными.

Степень сложности технологий определяется многообразием способов воздействия на предмет труда; количеством операций, которые над ним осуществляются; точностью их выполнения. Например, для производства современного грузовика необходимо осуществить несколько сот тысяч операций.

Все технологические процессы принято делить на основные, вспомогательные и обслуживающие. Основные подразделяются на заготовительные, обрабатывающие, сборочные, отделочные, информационные. В их рамках происходит создание товаров или услуг в соответствии с целями фирмы. Для мясокомбината это, например, производство колбасы, пельменей, тушенки; для банка - прием и выдача ссуд, продажа ценных бумаг и т.п. Но на самом деле основные процессы образуют лишь «верхушку айсберга», а его «подводную часть», невидимую для глаз, составляют обслуживающие и вспомогательные процессы, без которых ни одно производство невозможно.

Цель вспомогательных процессов состоит в создании условий, необходимых для осуществления основных. В их рамках происходит, например контроль за техническим состоянием оборудования, его обслуживание, ремонт, изготовление необходимых для работы инструментов и т.п.

Обслуживающие процессы связаны с размещением, хранением, перемещением сырья, материалов, полуфабрикатов, готовой продукции. Они осуществляются силами складских и транспортных подразделений. К обслуживающим процессам можно также отнести оказание работникам фирмы различных социальных услуг, например обеспечение их питанием, медицинским обслуживанием и пр.

Особенностью вспомогательных и обслуживающих процессов является возможность выполнения их силами других специализированных организаций, для которых они являются основными. Поскольку специализация, как известно, ведет к повышению качества и снижению издержек, приобретать такого рода услуги на стороне чаще бывает более выгодно, особенно для небольших фирм, чем налаживать собственное производство.

Все технологические процессы принято в настоящее время классифицировать по шести основным признакам: способу воздействия на предмет труда, характеру связи исходных элементов и результата, типу используемого оборудования, уровню механизации, масштабам выпуска продукции, прерывности и непрерывности.

Воздействие на предмет труда в рамках технологического процесса может осуществляться как при непосредственном участии человека - неважно, идет ли речь о прямом воздействии, или только о регулировании, так и без него. В первом случае, примером которого является обработка деталей на станке, составление компьютерной программы, ввод данных и т.п. такое воздействие называется технологическим; во втором, когда действуют только природные силы (брожение, закисание и пр.) - естественным.

По характеру связи исходных элементов и результата выделяется три типа технологических процессов: аналитические, синтетические и прямые. В аналитических из одного вида сырья получают несколько продуктов. Их примером является переработка молока или нефти. Так, из последней можно извлечь бензин, керосин, солярку, масла, дизельное топливо, мазут, битум. В синтетических - наоборот, из нескольких исходных элементов создается один продукт, например из отдельных деталей собирается сложный агрегат. В прямом технологическом процессе происходит преобразование одной изначальной субстанции в один же конечный продукт, скажем из чугуна выплавляется сталь.

По типу используемого оборудования технологические процессы принято подразделять на открытые и аппаратурные. Первые связаны с механической обработкой предмета труда - резанием, сверлением, ковкой, шлифовкой и т.п. Примером вторых является химическая, термическая и иная обработка, протекающая уже не открыто, а изолированно от внешней среды, например в различного рода печах, ректификационных колоннах и т.п.

В настоящее время выделяется пять уровней механизации технологических процессов. Там, где она отсутствует вовсе, например при рытье канавы с помощью лопаты, речь идет о ручных процессах. При механизации основных операций и выполнении вручную вспомогательных имеют место машинно-ручные процессы; например, обработка детали на станке, с одной стороны, и ее установка, с другой. Когда оборудование функционирует самостоятельно, а человеку остается лишь нажимать кнопки, говорят о частично автоматизированных процессах. Наконец, если без участия человека осуществляются не только производство, но оперативный контроль и управление, например, с помощью компьютеров, имеют место комплексно автоматизированные процессы.

Относительно самостоятельным элементом любого технологического процесса является операция, выполняемая над определенным предметом труда одним рабочим или бригадой на одном рабочем месте. Операции различаются по двум основным признакам: назначению и степени механизации.

По назначению выделяют прежде всего технологические операции, обеспечивающие изменение качественного состояния, размера, формы предмета труда, например выплавка металлов из руды, отливка из них заготовок и дальнейшая их обработка на соответствующих станках. Другой категорией операций являются транспортные и погрузочно-разгрузочные, изменяющие пространственное положение объекта в рамках технологического процесса. Их нормальное осуществление обеспечивают обслуживающие операции - ремонтные, складские, уборочные и т.п. И, наконец, измерительные операции служат для проверки соответствия всех компонентов производственного процесса и его результатов заданным стандартам.

По степени механизации операции делятся на ручные, механизированные, машинно-ручные (комбинация механизированных и ручных работ); машинные (выполняемые всецело машинами, управляемыми людьми); автоматизированные (выполняемые машинами под управлением машин при общем наблюдении и контроле со стороны человека); аппаратурные (естественные процессы, стимулируемые и контролируемые работником, протекающие в замкнутой искусственной среде).

Сами производственные операции, в свою очередь, можно разделить на отдельные элементы - трудовые и технологические. К первым относятся трудовые движения (однократные перемещения корпуса, головы, рук, ног, пальцев исполнителей в процессе осуществления операции); трудовые действия (совокупность движений, производимых без перерыва); трудовые приемы (совокупность всех действий над данным объектом, в результате которых достигается поставленная цель); комплекс трудовых приемов - их совокупность, объединенная либо по технологической последовательности, либо по общности факторов, влияющих на время выполнения.

К технологическим элементам операций относятся: установ - неизменное закрепление обрабатываемой заготовки или сборочной единицы; позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования; технологический переход - законченная часть операции обработки или сборки, характеризуемая постоянством применяемого инструмента; вспомогательный переход - часть операции, не сопровождаемая изменением формы, размеров, состояния поверхностей, например установка заготовки, смена инструмента; проход-повторяющаяся часть перехода (например, при обработке детали на токарном станке переходом можно считать весь процесс полностью, а проходом однократное перемещение резца по всей ее поверхности); рабочий ход - законченная часть технологического процесса, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемая изменением формы, размеров чистоты поверхности или свойств заготовки; вспомогательный ход - то же, не сопровождаемое изменениями.

Организация призв процесса осущ-ся на основе опред принципов, обеспеч. более эф-ное использование средств труда, предметов труда и собственно труда. Целью этих принципов явл выполнение плановых заданий в установленные сроки. Произв-ный процесс должен быть организован рационально. Принципы определяют эффективность произ-го процесса. Она выражается в высоком уровне производительности труда, в минимальном при прочих равных условиях уровнях себестоимости продукции и высоком её качестве.

Принцип специализации – это процесс общественного разделения труда. В промышленности он выражается в создании соотв-щих отраслей, в отраслях - предприятий, объединений, научно-технических комплексов по производству изделий. На пред-тиях – цехов, в цехах – участков, на участках – рабочих мест. Уровень специализации на пред-тии зависит от объемов производства одноименных изделий.

Принцип стандартизации – способствует повышен. уровня спец-ции. Под ст-ей понимается порядок установления и применения правил с целью упорядочения какой-либо деятельности. Стандарты применяются во всех сферах чел деятельности. Стандарт ограничивает разновидности и типы изделий одного и того же назначения, повышая тем самым объем производства одинаковых изделий и увеличивая число одноименных технологич. операций.

Принцип пропорциональности – когда все производственные подразделения пред-тия работают с одинаковой производительностью, обеспеч. выполнение произ-ной программы, предусмотренной бизнес планом в установленные сроки. Достижения пропорц-ти основывается на нормах, опред-щих количественную взаимосвязь м/у элементами произ-ва:

Нормы производительности технологич. Оборудования, нормы времени выпол-ния технологич операций, нормы запасов и расходов материальн. и энергетических ресурсов и др

Принцип непрерывности – произв-ный процесс должен организовываться таким образом, чтобы в нем отсутствовали перерывы или они былиmin-ми. В машиностроении реализация этого принципа связана с большими трудностями и достигается полностью только тогда, когда при производстве изделия все технологические операции равны или кратны по продолжительности др другу. Полностью требования данного принципа реализуются на непрерывно-поточных линиях и в автоматизированном произвдстве.

Принцип ритмичности – заключается в обеспечении выпуска в равные промежутки времени одного итого же или равномерно возрастающего количества продукции. Соблюдение ритма выпуска продукции явл гарантией выполнения произв-ной программы в установленные сроки. Ритмичность работы в основном произ-ве зависит от равномерной в соотв-ии с графиком вспомогательного и обслужив-го производств.

Принцип прямоточности – заключ. в обеспечении кратчайшего пути прохождения изд-я по всем стадиям и операциям. Он требует по возможности исключения возврата движения деталей в процессе обработки, сокращения транспортных маршрутов деталей, узлов, агрегатов. Рациональное расположение зданий и сооружений на территории предприятия и технологического оборудования в цехах и на участках в соотв-вии с ходом технологических процессов –основной способ соблюдения требований принципа прямоточности.

Принцип параллельности – заключается в том, чтобы максимально возможно осущ-ть обработку изделий одновременно, парал-но на нескольких станках.

Принцип концентрации – состоит в сосредоточении выполнений операций над технологически-однородной продукцией на отдельных рабочих местах, участках, линиях, цехах. Основанием для этого явл общность технологии изготовления, обуславливающая возможность исп-ния однотипного оборудования.

Принцип дифференциации и комбинирования – в зависимости от сложности изделия и объемов его производства производственный процесс может быть осущ-ен в каком-либо произв-ном подразделении (цехе, участке) или его можно рассредоточить по нескольким подразделениям.

Принцип автоматичности – состоит в том, чтобы в наибольшей мере освободить рабочего от затрат ручного мало производительного труда при выполнении технологической операции (используют компьютеры, робототехнику).

Принцип гибкости – заключается в необходимости обеспечить быструю переналадку технологического оборудования в условиях часто меняющейся номенклатуры выпускаемой продукции. Особое значение требование гибкости приобретает в условиях единичного и мелкосерийного производства. Реализация этого принципа наиболее эф-но осущ-ся на основе применения электроники и МП-ной техники.