Методы организации производства
Пространственная организация производственного процесса предусматривает размещение рабочих мест и их групп (участков, цехов) на территории предприятия и обеспечение передвижения предметов труда по операциям кратчайшими маршрутами. Существуют два метода организации производства: не поточный и поточный.
Не поточный метод применяется преимущественно в единичном и серийном производствах. В зависимости от номенклатуры изделий и их количества он может иметь следующие модификации: единично-технологическая, партионно-технологическая и предметно-групповая.
При единично-технологической модификации отдельные предметы труда изготавливаются единицами или небольшими партиями, которые не повторяются. Ей присущи такие признаки: на рабочих местах обрабатываются различные по конструкции и технологии изготовления предметы труда, ибо количество каждого из них является небольшим и недостаточным для нормальной загрузки оборудования. Рабочие места размещаются однотипными технологическими группами без определенной связи с последовательностью выполнения операций (например, группы токарных, фрезерных, сверлильных и других станков). Предметы труда перемещаются в процессе обработки по сложным маршрутам, вследствие чего есть большие перерывы между операциями. После отдельных операций предметы труда часто поступают на промежуточные склады и ожидают освобождения рабочего места для выполнения следующей операции.
Припартионно-технологической модификации предметы труда проходят обработку партиями, периодически повторяющимися. Партия предметов труда является важным плановым нормативом организации производства. Увеличение величины партии обеспечивает уменьшение количества переналадок оборудования, вследствие чего улучшается его использование, снижаются затраты на подготовительно-заключительные работы (переналадка, получение и сдача работы, ознакомление с технической документацией и т.п.). Кроме того, упрощается оперативное планирование и учет производства. Однако обработка предметов большими партиями увеличивает объем незавершенного производства, требует больших складских помещений, а значит, и дополнительных затрат.Оптимальной является такая партия предметов, которая требует минимальных общих затрат на ее изготовление.
При предметно-групповом методе вся совокупность предметов труда разделяется на технологически подобные группы. Обработка предметов каждой группы осуществляется по приблизительно одинаковой технологии и требует одинакового оборудования. Это позволяет создавать для обработки группы предметно специализированные участки, повышать уровень механизации и автоматизации производства. Предметно-групповые методы создают предпосылки для перехода к поточному производству.
Количество оборудования в не поточном производстве определяется отдельно для каждой группы однотипных, технологически взаимозаменяемых станков
М = 
(Ni*Нчi) / (Tпл*Kн),
где М - количество станков (машин) в технологической группе; n - количество наименований предметов, обрабатываемых на данном оборудовании; Ni- количество предметов i-го наименования, обрабатываемых за расчетный период (обычно за год); Нчi - норма времени на обработку i-го предмета, ч; Tпл - плановый фонд времени работы единицы оборудования за расчетный период, ч; Kн – коэффициент, учитывающий планируемый уровень выполнения нормы времени.
Норма часу визначається як сума всіх нормативних витрат робочого часу, пов'язаного з виконанням одиниці роботи (виготовленням одиниці продукції):
Нч = tпз + toc + tдоп + to6c + tвід ,
де ton - норматив часу оперативної роботи, г/одиниця обсягу роботи (продукції). Норматив часу оперативної роботи дорівнює сумі нормативів часу на основну (toсн ) і на допоміжну (tдоп ) роботу:
ton = toсн + tдоп ;
tпз - норматив часу підготовчо-заключних операцій; to6c - норматив часу обслуговування робочого місця; tвід - норматив часу на відпочинок і особисті потреби.
Підготовчо-заключні операції, як правило, виконуються на початку і в кінці робочої зміни (партії виробів). Тому на одиницю роботи (продукції) норматив часу підготовчо-заключних операцій визначається за формулою:
tпз = Тпз / Nв ,
де tпз — норматив часу підготовчо-заключних операцій, що припадає на одиницю роботи (одиницю продукції); Тпз — час підготовчо-заключних операцій за робочу зміну (на партію); Nв — кількість виробів, виготовлених за зміну (в партії).
Аналогічно розраховуємо норматив часу обслуговування робочого місця:
to6c = Тобс / Nв ,
де Тобс — час обслуговування робочого місця протягом робочої зміни за нормою.
Норматив часу на відпочинок і особисті потреби встановлюється в залежно від виду і складності робіт у відсотках до нормативу часу оперативної роботи: tвід = А % / 100 * (toc + tдоп) ,
де А % — норматив часу на відпочинок у відсотках.
Плановый фонд времени работы единицы оборудования за расчетный период определяется по формуле: Тпл(эф) = Тном*(1 – Пр / 100),
где Пр – удельный вес затрат времени на плановый ремонт основных средств в номинальном фонде рабочего времениТном(реж), %.
Тном(реж) = ((Дк – Дв)*Тсм – Дпп*Тск)*Ксм;
где Дк – календарное количество дней в расчетном периоде; Дв – планируемое количество выходных дней в расчетном периоде; Тсм – продолжительность смены, ч; Дпп – количество дней работы оборудования с сокращенной продолжительностью смены; Тск – время сокращения продолжительности смены, ч; Ксм – планируемое количество смен работы оборудования в сутки. При непрерывном режиме работы оборудования: Тном(реж) = 24*Дк.
Величина коэффициента, учитывающего планируемый уровень выполнения нормы времени, определяется по данным отчетного периода с учетом плановых организационно-технических мероприятий. При проектировании Кн = 1.
Поточное производство имеет следующие признаки:
• за группой рабочих мест закрепляется обработка предметов одного наименования или ограниченного количества наименований конструктивно и технологически подобных предметов;
* рабочие места размещаются последовательно по ходу технологического процесса;
* технологический процесс имеет высокую пооперационную дифференциацию, на каждом рабочем месте выполняется одна или несколько подобных операций;
* предметы труда передаются с операции на операцию поштучно или небольшими транспортными партиями в соответствии с ритмом работы, что обеспечивает высокую степень параллельности и непрерывности процесса;
* широко применяется специальный межоперационный транспорт (конвейеры), который выполняет не только функции перемещения предметов, а и задает ритм работы.
Поточные методы применяются для изготовления продукции в значительных объемах и на протяжении длительного времени, т.е. в массовом и крупносерийном производстве.
Основным структурным звеном поточного производства является поточная линия - технологически и организационно выделенная группа рабочих мест, изготовляющая один или несколько подобных типоразмеров изделий.
По номенклатуре изделий поточные линии делятся на одно- и многопредметные. Однопредметной называется линия, на которой обрабатывается или собирается изделие одного типоразмера в течение длительного времени. Для перехода на изготовление другого типоразмера необходима перестройка линий (перестановка оборудования, его замена и др.). Применяются эти линии в массовом производстве. Многопредметной является поточная линия, на которой одновременно или последовательно изготовляется несколько типоразмеров изделий, подобных по конструкции и технологии производства. Сфера применения — серийное производство.
По степени непрерывности процесса разделяют непрерывные и прерывные поточные линии. Непрерывной считается линия, на которой предметы труда перемещаются по операциям непрерывно без межоперационного ожидания (параллельное сочетание операций). Прерывной или прямоточной является линия, которая не может обеспечить непрерывной обработки предметов из-за несинхронности операций. Между операциями с различной продолжительностью предметы труда ожидают своей очереди на обработку, образуя оборотные запасы.
По способу поддержки ритма различаются линии с регламентированным и свободным ритмом. На линии с регламентированным ритмом предметы труда передаются с операции на операцию через точно определенное время, т.е. в соответствии с заданным ритмом, поддерживаемым с помощью специальных средств (чаще всего конвейера). Регламентированный ритм применятся на непрерывных линиях. На линиях со свободным ритмомпредметы с операции на операцию могут передаваться с отклонением от расчетного ритма. Общий ритм в этом случае обеспечивается стабильной производительностью рабочего на первой операции линии или ритмичной сигнализацией (звуковой, световой).
В зависимости от места выполнения операций различают линии с рабочим конвейером(непосредственным местом выполнения операций)и линии с транспортным конвейером(со снятием предметов для их обработкина технологическом оборудовании).
По способу перемещения выделяют конвейеры с непрерывным и пульсирующим движением. Конвейер с непрерывным движением имеет постоянную скорость и во время работ не останавливается. Конвейер с пульсирующим движением во время выполнения операций стоит неподвижно. Он приводится в действие периодически через промежуток времени, который равняется такту линии. Такие конвейеры применяются тогда, когда по технологическим условиям выполнение операций требует неподвижного состояния предмета труда.
Перемещать предметы не всегда возможно и целесообразно (например, в процессе сборки крупногабаритных машин). В этом случае организуется так называемый стационарный поток, когда изделия устанавливаются неподвижно на сборочных стендах, а перемещаются специализированные группы (бригады) рабочих, выполняющих определенные операции. Количество групп рабочих определяется количеством стендов.
Параметры поточных линий: такт, ритм, количество рабочих мест, длина рабочих зон, скорость движения конвейера.
Такт поточной линии — это интервал времени, через который сходят с линии изделия, следующие одно за другим:
т = Тр / N ,
где т - такт поточной линии, мин; Тр - плановый фонд времени работы линии за расчетный период, мин; N - объем производства продукции за тот же период в натуральном измерении. Исчисляя время работы непрерывных поточных линий, необходимо учитывать периодические кратковременные перерывы в работе конвейера для отдыха рабочих.
Если предметы труда передаются не поштучно, а транспортными партиями (nm), то они сходят с линии через определенные интервалы, называемые ритмом линии:
R = т * nm ,
где R - ритм линий, мин.
В случае, когда организуется непрерывная поточная линия, после определения такта проводят синхронизацию операций. Операции считаются синхронизированными, когда продолжительность каждой из них равняется или является кратной такту линии. Синхронизация операций достигается проведением технологических или организационных мероприятий: дифференциацией, концентрацией операций, сокращением их продолжительности за счет определенных усовершенствований и т.п.
*Количество рабочих мест рассчитывается для каждой операции по формуле
Мр = ti / т,
где Мр - расчетное количество рабочих мест на i-й операции; ti – продолжительность технологической операции, мин.
Оно округляется до большего целого числа М. Коэффициент загрузки рабочих мест (К3) для каждой операции:
Кзi = Мрi /Мi ,.
*Скорость движения конвейера в м/мин (v) зависит от его такта и расстояния между изделиями:
v = L / т,
где L - - расстояние между центрами двух смежных изделий на конвейере, м.
Скорость конвейера, который движется непрерывно, ограничивается рациональным режимом труда. На пульсирующем конвейере, включаемом периодически, она устанавливается максимальной с учетом правил безопасности труда.
*На рабочем конвейере с непрерывным движением и перемещением рабочего в пределах отведенной ему рабочей зоны длина рабочей зоны определяется по формуле:
Lрзi = L*ti/т ,
где Lрзi - длина рабочей зоны, м.
При обработке или сборке небольших изделий и малой скорости движения конвейера рабочий может сидеть на одном рабочем месте (сборка часов, монтаж радиоаппаратуры и т.д.).
Поточное производство вследствие высокой специализации, механизации и четкой организации производственного процесса является высокоэффективным. Его эффективность проявляется в высокой производительности труда, сокращении производственного цикла и незавершенного производства, лучшем использовании основных средств. Все это обеспечивает уменьшение затрат на производство.
Самым заметным недостатком поточного производства является ограничение труда рабочих выполнением элементарных механических операций, что является следствием высокой дифференциации технологического процесса. Это делает труд на поточной линии малосодержательным, противоречащим общей тенденции повышения образовательного и квалификационного уровня работников. Весьма непривлекателен также жесткий ритм работы на поточных линиях. Этот недостаток преодолевается путем автоматизации производства. Автоматические линии широко применяются в массовом производстве.
Как существенный недостаток поточного производства в его традиционной узкоспециализированной форме можно назвать и противоречие между его тяготением к конструктивно-технологической стабильности (т.е. его консерватизмом) и требованиями динамичности производства, постоянного обновления продукции в соответствии с научно-техническим прогрессом и потребностями рынка. Узкая специализация рабочих мест, их жесткая привязанность к ходу технологического процесса создают трудности для перехода на выпуск новой продукции. Возникает необходимость в замене оборудования, его перемещении, создании новой оснастки, переквалификации рабочих, что связано с большими затратами времени и средств.
Эта отрицательная сторона поточного производства нейтрализуется повышением гибкости технологических систем, применением станков с числовым программным управлением, внедрением автоматических многофункциональных манипуляторов-роботов. Объединение станков с ЧПУ, роботов, автоматических транспортных средств и складов под общим управлением с помощью ЭВМ позволяет создавать гибкие автоматизированные системы (ГАС) с приобщением к ним автоматического проектирования продукции. Такие системы соединяют преимущества поточного (высокая производительность) и не поточного (гибкость) производства, могут применяться во всех его типах, и являются особенно эффективными в серийном производстве. Они быстро и без больших затрат времени и средств переналаживаются на выпуск другой продукции. Для этого необходимо всего лишь изменить программу производственного процесса, записанную на машинном носителе.