Аппаратурные производства

Особенности организации и условий труда рабочих в аппаратурных производствах. Аппаратурные процессы осуществляются в специальных аппаратах (печах, реакторах, автоклавах, ваннах и т. д) путем воздействия на предмет труда тепловой, химической и электрической энергией. В отличие от механических процессов, при которых изменяются лишь размер, форма и внешний вид предмета труда, в аппаратурных процессах получается продукт, отличающийся от сырья по химическому составу или агрегатному состоянию.

В зависимости от режима работы технологического оборудования во времени аппаратурные процессы разделяются на дискретные и непрерывные.

Дискретные процессы осуществляются в прерывно работающих аппаратах. Загрузка сырья и выгрузка готовой для данного аппарата продукции производятся во время его остановки. Для целей нормирования труда выделяют два вида дискретных аппаратурных процессов. Первые характеризуются относительно небольшой длительностью операций (от десятков секунд до 1 ч). Аппараты обслуживаются чаще всего одним основным рабочим, рабочее место ограничено сравнительно небольшой площадью. Примером таких процессов является изготовление изделий из пластмасс на прессах и литьевых машинах. В литературе эти процессы называют обычно циклическими или процессами с небольшой длительностью операций. Дискретные аппаратурные процессы второго вида характеризуются большой длительностью технологических операций (порядка нескольких часов). Трудовые приемы по ведению процесса выполняются здесь как при остановке аппаратов, так и во время их работы. Каждая технологическая фаза процесса выполняется, как правило, бригадой рабочих. При этом количество рабочих, занятых на различных фазах, может существенно колебаться. Наибольшее количество рабочих занято обычно во время загрузки и выгрузки аппаратов. Технологическое оборудование в этих производствах занимает значительную площадь, что определяет большую зону рабочего места.

Непрерывные аппаратурные процессы осуществляются в непрерывно работающих аппаратах в течение длительного периода времени (могут продолжаться неделями, месяцами). Загрузка сырья и выгрузка готовой продукции не прерывают идущую в аппарате реакцию. Все затраты времени, связанные с ведением непрерывных процессов, перекрываются аппаратурным временем. К таким процессам относится, например, варка стекла в производстве электроламп.

Рост уровня автоматизации аппаратурных процессов изменяет содержание труда рабочих. Их основными функциями становятся наблюдение за параметрами технологического процесса, регулирование, отбор проб для лабораторных анализов, выполнение необходимых расчетов. В аппаратурных производствах особые требования предъявляются к надежности управления технологическими процессами. Необходимость быстрого вмешательства в ход реакции при отклонениях параметров в случайные моменты времени делает труд рабочих в аппаратурных процессах напряженным. При

этом напряженность труда связана с увеличением не физической нагрузки, а, как правило, умственной, обусловленной необходимостью осмысления возникших технологических ситуаций, принятия решений часто в кратчайшие сроки.

Ведение некоторых аппаратурных процессов связано со взрывоопасными веществами, с обслуживанием аппаратов, работающих под большим давлением, при высоких температурах. Поэтому несвоевременное вмешательство при нарушении нормального хода процесса может в ряде случаев создать угрозу для жизни работающих.

Данные особенности условий труда рабочих в аппаратурных процессах должны учитываться при нормировании затрат времени и численности персонала.

Нормирование труда в производствах с небольшой длительностью операций связано прежде всего с установлением количества аппаратов, обслуживаемых одним рабочим или бригадой, норм времени, соответствующих нормам обслуживания. В связи с этим методика нормирования труда в основных чер тах не отличается от изложенной выше методики нормирования многостаночных работ.

При выборе метода установления норм труда должны учитываться особенности исследуемого производственного процесса. Если аппаратурно-свободное время и время занятости рабочих на одном аппарате могут считаться практически постоянными величинами, то норма обслуживания может быть установлена исходя из ее предварительного значения, определяемого по формуле:

где tс — аппаратурно-свободное время; tз рабочего на одном аппарате.

Из двух вариантов, получаемых округлением величины Hо1 в большую и меньшую стороны, выбирается оптимальный по методике, изложенной в 11.1.

В производственных системах, где характеристики системы обслуживания оборудования имеют существенные колебания, например при обслуживании литьевых машин и прессов слесарями, электриками, гидравликами и т. д., нормы труда следует устанавливать на основе теории массового обслуживания. При этом в практических расчетах должны использоваться таблицы (см. разд. 9.4).

Нормирование труда в аппаратурных производствах с большой длительностью операций. Объем выпуска продукции в этих процессах непосредственно зависит от длительности технологического цикла, поэтому ограничение по необходимому производственному результату можно выразить так:

Где Тц(Х) — длительность технологического цикла в зависимости от нормы численности; Тц н— длительность технологического цикла, при которой будет обеспечен выпуск заданного объема продукции. Это же ограничение может быть выражено исходя из числа технологических циклов, необходимых для обеспечения выпуска заданного объема продукции на всех аппаратах данного участка (цеха):

где пн — необходимое количество технологических циклов, обеспечивающее выпуск заданного объема продукции со всех аппаратов за плановый период.

Так как выпуск готовой для данного аппарата продукции с одного аппарата за один технологический цикл можно считать практически постоянной величиной, то количество циклов, необходимых для обеспечения выпуска заданного объема продукции, может быть определено по формуле:

где q — количество продукции, получаемой с одного аппарата за один технологический цикл.

Таким образом, задача установления норм численности в периодических аппаратурных процессах с большой продолжительностью периода может быть сформулирована в следующем виде: найти такую норму численности, при которой будет обеспечен выпуск заданного объема продукции в заданные сроки, загрузка каждого рабочего, ведущего технологический процесс, не превысит допустимой величины, а затраты на содержание рабочих будут минимальными.

Оптимальный вариант нормы численности в рассматриваемых производствах устанавливается на основе построения графика работы аппаратов и рабочих.

В непрерывных аппаратурных процессах плановое задание по выпуску продукции будет выполнено при соблюдении норм технологического режима, т. е. когда регламентируемые параметры технологического процесса будут находиться в допустимых пределах. При прочих равных условиях надежность процесса растет с увеличением численности аппаратчиков.

При оптимизации норм численности в непрерывных производствах должны соблюдаться ограничения по допустимому времени регулирования параметров технологического процесса. Эти ограничения определяют условия, при которых дости­гаются необходимый объем и качество продукции.

Выбор оптимальной нормы численности в непрерывных процессах в соответствии с установленными ограничениями (см разд. 9.4) и критериями оптимальности осуществляется на основе расчета загрузки рабочих выполнением основных и дополни­тельных функций. Задержки в выполнении основных функций непосредственно влияют на объем выпуска продукции и ее качество, а в ряде случаев нарушение технологического регламента из-за несвоевременности выполнения основных функций может привести к созданию аварийных ситуаций. Дополнительные функции могут быть выполнены в периоды, когда рабочие свободны от основных функций, т. е. сроки выполнения допол­нительных функций строго не регламентированы. Это относится к таким работам, как уборка рабочего места, прием сырья, упаковочных материалов на следующую смену, заполнение планово-учетной документации и т. п.

Основные функции рабочих включают два вида операций: регламентированные и нерегламентированные. К регламентированным относятся трудовые операции, начало и окончание которых заранее определены регламентом технологического процесса, например загрузка сырья в аппарат, отбор проб, их анализ, запись технологических параметров в журнал и т. д. К нерегламентированным относятся трудовые операции, обусловленные случайными отклонениями от нормального режима, протекания технологического процесса. Такие операции представляют поток заявок, поступающих в случайные моменты времени. Периодичность и продолжительность нерегламентированных операций заранее неизвестны. Задержка в выполнении нерегламентированных операций, так же как и регламентированных, влияет на объем выпускаемой продукции, ее качество и может привести к аварийной ситуации.

Деление трудовых операций на регламентированные, нерегламентированные и

дополнительные позволяет более точено установить весь объем трудовых операций, который должен быть выполнен рабочими для обеспечения нормального хода технологического процесса.

В соответствии с различными видами функций рабочих, ведущих непрерывный аппаратурный процесс, норма их численности H должна удовлетворять соотношению:

где Чз — расчетная численность рабочих, занятых выполнением всех видов трудовых операций по ведению технологического процесса в течение смены; Чрг , Чнр — расчетная средняя численность рабочих, занятых выполнением соответственно регламентированных и нерегламентированных операций в течение смены; Чдот — расчетная средняя численность рабочих, занятых выполнением дополнительных функций в течение смены.

где T — время выполнения всех регламентированных трудовых операций в течение смены.

Для определения занятости рабочих выполнением нерегла-ментированных операций необходимо установить среднее количество заявок на обслуживание (Я), поступающих в единицу времени, и среднее количество заявок, которые могут быть выполнены в единицу времени одним рабочим (/л). Численность рабочих, постоянно занятых выполнением нерегламентирован-ных операций, может быть определена из соотношения:

Так как возможные задержки в выполнении нерегламен-тированных операций могут повлечь за собой создание аварийных Ситуаций, уменьшение объема выпуска продукции, ухудшение ее качества, перерасход сырья, то принятая численность рабочих, необходимых для выполнения нерегламентиро-ванных операций, должна быть обоснована в соответствии с ограничениями по допустимому времени ожидания обслужи­вания Wд.

Среднее время ожидания обслуживания поступившей заявки для каждого варианта принятой численности может быть определено по номограмме (рис. 11.2.1) в зависимости от численности рабочих, необходимых для выполнения нерегламен-тированных операций, Ч и среднего коэффициента занятости рабочих выполнением данных операций (фи м ).

Полученное среднее время ожидания обслуживания поступившей заявки при данной численности M проверяется по допустимому времени ожидания. Если W3 = 0,2 ч, то данное ограничение не выполняется. Чтобы уменьшить время ожидания выполнения поступившей заявки на обслуживание, необходимо увеличить численность рабочих,

обслуживающих технологический процесс, и определить новое значение среднего времени ожидания по номограмме

Следовательно, в этом случае ограничение по допустимому времени ожидания выполняется (W < 0,2), что обеспечивает необходимую надежность технологического процесса.

Среднее количество рабочих, занятых в течение смены выполнением дополнительных функций, может быть рассчитано по формуле:

где Тдоп — время выполнения дополнительных функций в течение смены.

Таким образом, исходя из занятости рабочих выполнением всех видов трудовых операций в течение смены, необходимых для обеспечения нормального хода технологического процесса, может быть установлена общая численность рабочих, обслуживающих данную технологическую стадию, отделение.

Проверка ограничения по максимально допустимому периоду времени ожидания

для параметров, выход которых из допустимых пределов может привести к созданию аварийных ситуаций, осуществляется при установлении окончательной численности рабочих с учетом особенностей технологического процесса, организации труда на конкретном участке, расположения оборудования, контрольно-измерительных приборов, средств сигнализации и т. п.