Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ОРГАНИЗАЦИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Учебно-методическое пособие для студентов технических специальностей
очной и заочной форм обучения по курсу
«Организация производства на предприятиях отрасли»
Составил - д.т.н. Блинков О.Г.
ВВЕДЕНИЕ
Организация производства — учебный курс, нацеленный на изучение теоретических и методических вопросов организации производства на предприятиях машиностроения; условий использования предметов и орудий труда в производственном процессе на основе применения знаний в области техники, экономики, менеджмента и социологии, а также аналитических приемов и передового опыта, направленных на достижение поставленных целей по выпуску определенных продуктов труда заданного качества и в соответствующем количестве.
Содержание и круг вопросов, изучаемых дисциплиной «Организация производства», занимают промежуточное положение между техническими и экономическими дисциплинами. Разработки решений базируются как на знаниях экономических, так и технических, инженерных наук. Поэтому она является инженерно-экономическим курсом.
Теоретическая основа этой дисциплины заложена в курсах: «Основы экономический теории», где изучаются экономические законы развития производства, и «Экономика предприятия», раскрывающая действие объективных экономических законов на предприятии, пути и тенденции развития, формы специализации и кооперирования предприятий.
Целью преподавания дисциплины является получение студентами специальных знаний и навыков, необходимых для практической деятельности по организации производства на машиностроительном предприятии. Изучение данной дисциплины предполагает формирование у студентов навыков организационной деятельности и выполнения организационно-экономических расчетов.
Конкретным методом изучения курса «Организация производства» является системный подход, понимаемый как системный метод мышления. В соответствии с которым процесс обоснования решений базируется на определении общей цели системы и последовательном подчинении этой цели деятельности её подсистем, планов их развития, а также критериев и стандартов работы.
Современный инженер, инженер-экономист, экономист должны хорошо знать новую технику и технологию производства, уметь создавать системы управления производством, организовывать быстрое освоение производства новой техники и новой технологии с наименьшими затратами, обеспечивать достижение максимальной прибыльности и рентабельности.
Однако любое инженерное и организационное решение или способ изготовления продукции, выполнения операций, какими бы они ни были удачными сегодня, могут быть улучшены или заменены новыми, более совершенными, более эффективными завтра под воздействием технических достижений, изменившихся условий производства или в связи с постановкой новых задач. Поэтому курс не дает и не может дать готовых точных решений независимо от времени, пространства, предприятия, участка, характера и масштаба выпуска продукции и других условий. Дается лишь метод подхода к решению задач, исследуются условия, при которых обеспечивается наибольшая эффективность производства, и указываются направления, в которых следует искать решение вопроса.
Учебно-методическое пособие по дисциплине «Организация производства» позволит студентам систематизировать материал, полученный в ходе лекционных занятий, более мобильно усвоить основные положения организации производства на предприятии. Данное пособие может использоваться студентами для подготовки к практическим занятиям и самостоятельной работе по данной дисциплине.
Пособие написано в соответствии с требованиями государственного стандарта подготовки специалистов по инженерным специальностям и рабочей программой по соответствующей дисциплине.
1 Современные тенденции развития организации производства.
1.1. Организация производства как система научных знаний и область практической деятельности.
Организация производства на предприятии включает систему методов, принципов и правил, направленных на обеспечение бесперебойной и слаженной работы предприятия. Целью организации производства является выпуск установленного объема, ассортимента и качества продукции в точно заданные сроки Объектами организации и планирования производства на предприятии являются производственные системы различных уровней, в которые входят люди и подчиненные им средства труда..
Расчлененность производства в пространстве, многоагрегатность и многономенклатурность, большое количество операций и разнообразие технологических процессов, применяемых при изготовлении деталей и сборочных единиц - все это отличает машиностроительные предприятия от предприятий других отраслей производства. Этими особенностями обусловлена сложность потоков движущихся и обрабатываемых заготовок и деталей на предприятиях. Поэтому весьма важными становятся организация и планирование производства, в частности согласование и регулирование движения многообразных производственных потоков в пространстве и во времени.
Кроме того, организация производства и оперативное планирование предполагают координацию движения трудовых элементов по операциям и рабочим местам, благодаря которым достигаются равномерная, ритмичная работа и высокие технико-экономические показатели.
Поставленная перед предприятием и его подразделениями цель достигается в результате повседневного решения множества частных задач, направленных на изыскание и использование следующих возможностей:
1.2. Предмет и содержание организации производства.
Предметом курса «Организация производства» является изучение количественных и качественных зависимостей в производстве продукции, определяющих оптимальное сочетание трудовых и вещественных элементов совокупного производственного процесса и путей его бесперебойного и ритмичного протекания в условиях конкретного предприятия исходя из поставленных перед ним целей и задач на основе достижений науки, техники и передового опыта.
Содержанием курса является изучение основных сторон производственно-хозяйственной деятельности предприятия, в частности:
1.3. Развитие теории и практики организации производства.
Историю формирования и развития теории и практики «Организация производства» можно проследить начиная с первой половины XVIII столетия, когда английский предприниматель, механик по образованию Р. Аркрайт (1732—1792) создал «Фабричный кодекс», предусматривавший систему штрафов за нарушение трудовой дисциплины в процессе производства и казарменный режим для рабочих. В этом кодексе записано: «Рабочие должны работать строго по расписанию... должны есть, жить и спать по команде. За каждое отклонение от расписания — штраф». Размер штрафа зависел от того, насколько рабочий отклонялся от расписания. Несмотря на свою примитивность, «Фабричный кодекс» Аркрайта положил начало формированию науки об организации производства, явился первым теоретическим документом для регулирования общественного труда на предприятии и более сотни лет использовался на предприятиях разных стран мира.
В конце XIX столетия, когда капитализм вступил в монополистическую стадию, ему понадобились более тонкие методы регулирования общественного труда, чем примитивные «законы» Аркрайта. Основоположником разработки подобных методов считается американский инженер Ф.У. Тейлор (1856—1915). Основные положения его теории изложены в работах «Управление фабрикой» (1903) и «Принципы научного управления» (1911). Совокупность принципов организации труда образует систему организации труда и управления производством, получившую название «система Тейлора» по имени автора, разработавшего ее. Структурно «система Тейлора» представляет собой объединение методов организации и нормирования труда, управления производственными процессами, подбора, расстановки и оплаты рабочей силы, направленных на существенное повышение производительности и интенсивности труда.
Ф. Тейлор и его соратники занимались рационализацией труда отдельного рабочего, при этом они не пытались установить взаимосвязь и кооперацию между рабочими на отдельных участках и на предприятии в целом. Эту проблему решил видный американский ученый Г. Эмерсон (1853—1931). В своей книге «Двенадцать принципов производительности» (1911) он впервые изложил систему научной организации и управления коллективным трудом. При этом впервые им была отмечена необходимость комплексного подхода к решению сложных задач организации и управления производством с учетом их эффективности (понятие, введенное Эмерсоном впервые). Под эффективностью он понимал максимально выгодное соотношение между затратами и результатами.
Почти одновременно с Г. Эмерсоном французский исследователь А. Файоль (1841—1925) предложил систему управления производством, основанную на выделении следующих групп функций: технических, коммерческих, финансовых, охраны, счетных, административных и задач управления — предвидение, планирование, организация, мотивация, координация и контроль.
В 1913 г. американский капиталист Г. Форд-старший (1863—1947) на принадлежащих ему автомобильных заводах внедрил новую систему организации производства, основанную на развитии систем Ф. Тейлора и Г. Эмерсона. Эта система получила название «фордизм» по имени ее создателя. Данная система характеризуется следующими основными положениями: максимальным разделением труда, в результате которого почти все операции производственного процесса становятся простыми и могут выполняться рабочими низкой квалификации при исключительно напряженном темпе работы, задаваемом скоростью движения конвейера и других механических регуляторов ритма труда; механизацией и автоматизацией многих процессов производства на основе разделения их на простейшие операции; последовательной стандартизацией всех факторов производства, включая сырье, оборудование, инструмент, технологические режимы, трудовые приемы и формы организации.
Заметный вклад в разработку теории и практики организации производства внесли К. Адамецки (1866—1933), создатель теории построения производственных процессов во времени, разработавший графики движения деталей по операциям и формулы для расчета производственного цикла; Э. Мейо, сделавший вывод о примате психологических и социальных факторов в производительности труда и необходимости глубокого исследования «человеческих отношений»; Г.Б. Мейнард и его сотрудники (40-е годы XX в.), разработавшие систему микроэлементного нормирования труда, основы которой были заложены в начале XX в. Ф.Б. Гильбертом (1868—1924); М. Уолкер, Д. Келли, Д. Малькольм (50-е годы XX в.), создавшие систему сетевого планирования и управления (СРМ и PERT) исследованиями и разработками новой техники; У. Одчи, в 70—80-е годы XX в. разработавший систему «теория зет», предусматривавшую возможность переноса японских методов организации производства в другие страны.
Среди наших соотечественников можно отметить А. К. Гастева (1882—1941), автора таких, известных работ, как «Трудовые установки» и «Как надо работать», в которых, в частности, были заложены принципы программированного обучения трудовым движениям; П.М. Керженцева (1881-1940), разработавшего основные принципы производства и научной организации труда; О.А. Ерманского (1866—1941), автора таких книг, как «Научная организация труда и система Тейлора», «Легенда о Форде», «Теория и практика рационализации»; В.Й. Иоффе (1886—1947), создавшего систему микроэлементных нормативов времени для технического нормирования труда; О.И. Непорента (1886—1966), разработавшего научную теорию организации про изводственного процесса во времени, в том числе видов движения партии деталей по операциям; Л.В. Канторовича (1912-1986), заложившего основы линейного программирования и применившего их в планировании производства; Б.Я. Каценбогена (1897-1956), разработавшего теорию и методику применения поточных методов производства на серийных заводах; Э.А. Сателя (1885—1968), первым указавшего на необходимость комплексного решения конструкционных, технологических, организационных, эксплуатационных и экономических проблем современного производства.
Значительный вклад в развитие науки об организации производства внес также проф. С.П. Митрофанов, разработавший научные принципы групповых методов обработки деталей. Эти принципы получили распространение во всем мире, открыли широкие возможности не только для автоматизации производственных процессов, но и для распространения высокоэффективных групповых поточных линий в серийном и мелкосерийном производствах. При этом сократились и сроки технологической подготовки производства.
1.4. Роль современной организации в повышении эффективности производства.
Современное машиностроительное предприятие представляет собой сложный производственно-хозяйственный комплекс, в распоряжении которого находятся здания и сооружения, машины и оборудование, сырье и материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, топливо и другие средства производства, а также людские ресурсы, необходимые для выполнения производственных процессов, т. е. процессов превращения предметов труда в продукты труда.
Для современных предприятий, работающих в условиях рыночной экономики, характерен процесс модернизации и обновления выпускаемой продукции, что требует организации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства, организационной подготовки и освоения выпуска новых или усовершенствованных изделий. При этом необходимо максимально сокращать цикл создания и освоения нового изделия на всех стадиях и этапах внедрения его в серийное или массовое производство. Одновременно следует снижать затраты как на техническую подготовку, так и на освоение и промышленное изготовление. Конкретные методы организации производства в значительной степени определяются конструктивными особенностями выпускаемой продукции, спецификой технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий.
Инженер, кем бы он ни был, - конструктором, технологом, мастером участка или хозяйственным руководителем, должен обеспечивать на своем участке работы наибольшую эффективность при минимальных затратах общественного труда. Инженер-конструктор, создавая новую технику, обязан учитывать технические и экономические показатели, связанные с ее производством и эксплуатацией. Инженер-технолог должен уметь выбрать экономически выгодные технологические процессы изготовления новой техники. Инженер-экономист призван решать следующие задачи: определять экономическую эффективность создания и освоения новой техники, как на стадии ее производства, так и на стадии эксплуатации; выбирать ресурсосберегающие технологические процессы и наиболее рациональные формы их организации; планировать работу по изготовлению техники; осуществлять учет и анализ производственно хозяйственной деятельности и регулировать производство.
Наука об организации производства имеет активный характер. Эта наука помогает бороться за режим экономии, внедрять наиболее совершенные методы ведения производственно-хозяйственной деятельности, получать максимальную прибыль и рентабельность производства.
Контрольные вопросы:
2 Типы производства и их технико-экономические характеристики.
Организация производственных процессов на машиностроительном предприятии, выбор наиболее рациональных методов подготовки, планирования и контроля за производством во многом определяются типом этого производства.
Под типом производства понимается совокупность признаков, определяющих организационно-техническую характеристику производственного процесса, осуществляемого на одном или многих рабочих местах, в масштабе участка, цеха, предприятия. Тип производства во многом предопределяет формы специализации и методы организации производственных процессов.
В основу классификации типов производства положены следующие факторы: широта номенклатуры, объем выпуска, степень постоянства номенклатуры, характер загрузки рабочих мест и их специализация.
Номенклатура продукции представляет собой количество наименований изделий, закрепленных за производственной системой, и характеризует ее специализацию. Чем шире номенклатура, тем менее специализирована система, и, наоборот, чем она уже, тем выше степень специализации.
Объем выпуска изделий — это количество изделий определенного вида, изготавливаемых производственной системой в течение определенного периода. Объем выпуска и трудоемкость изделия каждого вида оказывают решающее влияние на характер специализации этой системы.
Степень постоянства номенклатуры — это повторяемость изготовления изделия данного вида в последовательные периоды. Если в один плановый период изделие данного вида выпускается, а в другие периоды не выпускается, то фактор постоянства отсутствует. Регулярное повторение выпуска изделий данного вида является одной из предпосылок обеспечения ритмичности производства.
Характер загрузки рабочих мест означает закрепление за рабочими местами определенных операций технологического процесса. Если за рабочим местом закреплено минимальное количество операций, то это узкая специализация, а если за рабочим местом закреплено много операций (если станок универсальный), то это означает широкую специализацию.
В зависимости от перечисленных выше факторов различают три типа производственных процессов, или три типа производства:
В машиностроении практически нет предприятий с однородными по типу производственными процессами. Так, на заводах массового производства могут быть среднесерийные процессы и даже мелкосерийные, а на заводах единичного производства изготовление некоторых деталей может быть организовано по серийному принципу, например производство крепежа.
Тип производства оказывает решающее влияние на особенности организации производства. Эти особенности прежде всего отражаются на форме протекания производственного процесса — непрерывный и прерывный; границах экономически целесообразного использования специального и автоматизированного оборудования; на составе оборудования и применяемой технологической оснастки; составе и квалификации кадров; на способе движения предметов труда в производственном процессе; системе планирования и управления производством.
Тип производства отражает определенный уровень стандартизации, унификации и нормализации изготавливаемой продукции.
В зависимости от типа производства значительно изменяется и состав технологического оборудования. В массовом производстве экономически выгодно применение специализированного, автоматизированного оборудования, робототехники. В единичном производстве эти виды оборудования использовать экономически невыгодно в связи с низким уровнем их загрузки как по времени, так и по мощности.
Рис. 2.1. Классификация типов производства
Типы производства различаются структурой использования оборудования во времени. Чем ближе тип производства к массовому, тем выше процент основного времени в общей трудоемкости выполняемых работ, тем меньше удельный вес вспомогательного и подготовительно-заключительного времени. Каждому типу производства соответствуют: величина указанных коэффициентов, вид используемого оборудования, технология и формы организации производства, виды движений предметов труда, производственная структура предприятия (цеха, участка) и другие особенности.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий и выпуском в малых объемах одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается.
Единичными производственными процессами называют такие, при которых периодически изготовляют широкую номенклатуру изделий различного назначения, но более или менее близкую по конструктивным признакам, причем выпуск каждого изделия определен в ограниченных количествах. Поэтому невозможно постоянное закрепление операций за отдельными рабочими местами, и коэффициент специализации больше 40 детале-операций на одно рабочее место. Неустойчивость номенклатуры, ее разнотипность, ограниченность выпуска приводит к ограничению возможностей использования стандартных конструкторских и технологических решений. В единичном производстве велик удельный вес оригинальных и незначителен удельный вес унифицированных деталей. Цехи заводов единичного производства состоят из участков, организованных по технологическому признаку. Например, в механических цехах создаются производственные участки по группам однородных станков — токарный, фрезерный, шлифовальный, сверлильный.
Специализация таких рабочих мест обусловлена только их технологической характеристикой и размерами обрабатываемых изделий. При этом производстве применяют универсальное оборудование, и в основном последовательный вид движения партий деталей по операциям технологического процесса. Заводы имеют сложную производственную структуру, а цехи специализированы по технологическому принципу.
Серийное производство специализируется на изготовлении ограниченной номенклатуры изделий в сравнительно небольших объемах и повторяющимися через определенное время партиями (сериями).
Серийными производственными процессами называют такие, при которых периодически изготовляют относительно ограниченную номенклатуру изделий в количествах, определяемых партиями или сериями. Под серией понимается некоторое количество конструктивно одинаковых изделий, запускаемых в производство. При этом на каждом рабочем месте выполняется несколько деталеопераций, чередующихся через определенные промежутки времени. Количественно уровень серийности процесса производства можно характе ризовать коэффициентом серийности (специализации). В зависимости от числа закрепляемых за каждым рабочим местом операций, регулярности повторения партий изделий и их размера различают три подтипа (вида) серийного производства: мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.
Мелкосерийное производство тяготеет к единичному: изделия выпускаются малыми сериями широкой номенклатуры, повторяемость изделий в программе завода либо отсутствует, либо нерегулярна, а размеры серий неустойчивы; предприятие все время осваивает новые изделия и прекращает выпуск ранее освоенных. За рабочими местами закреплена широкая номенклатура операций: 21- 40 операций. Оборудование, виды движений, формы специализации и производственная структура те же, что и в единичном производстве.
Для среднесерийного производства характерно, что изделия выпускаются довольно крупными сериями ограниченной номенклатуры; серии повторяются с известной регулярностью по периоду запуска и количеству изделий в партии; годичная номенклатура все же шире, чем ежемесячная. За рабочими местами закреплена более узкая номенклатура операций: 6-20 операций. Оборудование универсальное и специальное, вид движения предметов труда — параллельно-последовательный. Заводы имеют развитую производственную структуру, заготовительные цехи специализируются по технологическому принципу, а в механосборочных цехах создаются предметно-замкнутые участки.
Крупносерийное производство тяготеет к массовому. Изделия выпускаются крупными сериями ограниченной номенклатуры, а основные или важнейшие из них производятся постоянно и непрерывно. Рабочие места имеют более узкую специализацию: 2-5 операций. Оборудование преимущественно специальное, виды движений предметов труда параллельно-последовательный и параллельный. Заводы имеют простую производственную структуру, обрабатывающие и сборочные цехи специализированы по предметному принципу, а заготовительные — по технологическому.
Массовое производство характеризуется выпуском узкой номенклатуры изделий в течение длительного периода и большим объемом, стабильной повторяемостью.
Массовыми производственными процессами называют такие, в ходе которых непрерывно и в большом количестве изготовляется узкая номенклатура изделий. При этом рабочие места специализируются на выполнении, как правило, одной постоянно закрепленной деталеоперации.
Все изделия номенклатуры завода изготавливаются одновременно и параллельно. Количество наименований изделий в годовой и месячной программах совпадает. На предприятиях с массовым типом производства высокий удельный вес специального оборудования, механизированных и автоматизированных поточных линий, вид движения предметов труда — параллельный. Цехи и участки специализированы преимущественно по предметному принципу. Заводы имеют простую и четко определенную производственную структуру.
С ростом объема выпуска конструктивно и технологически однородной продукции, т. е. при переходе от единичного к серийному и массовому типу производства уменьшается доля живого труда и возрастает доля расходов, связанных с содержанием и эксплуатацией оборудования. Это ведет к снижению себестоимости продукции и изменению ее структуры.
При сочетании механизации и автоматизации производственных процессов, а также загрузки рабочих мест (оборудования) с видами движений предметов труда можно получить серийное производство в четырех вариантах:
1) серийное непрерывно-поточное (неавтоматическое);
2) серийное непрерывно-поточное (автоматическое);
3) серийное прямоточное (прерывно-поточное);
4) простое серийное производство (неагрегатированное в поточную линию с групповым расположением оборудования).
Массовое производство — в трех вариантах:
1) массовое непрерывно-поточное (неавтоматическое);
2) массовое непрерывно-поточное (автоматическое);
3) массовое прямоточное (прерывно-поточное).
Исходя из типа производства устанавливается тип предприятия и его подразделений. На каждом предприятии могут существовать различные типы производства. Поэтому тип предприятия или его подразделения определяется по преобладающему на нем типу конечного производства. Тип производства оказывает решающее влияние на особенности его организации, управления и оперативно-производственного планирования, а также технико-экономические показатели. Если рассматривать всю совокупность типов производства как единое целое, начиная с единичного и кончая массовым, то по мере продвижения к массовому производству можно отметить:
а) непрерывное расширение области применения высокопроизводительных технологических процессов, сопровождающихся механизацией и автоматизацией производства;
б) увеличение доли специального оборудования и специальной технологической оснастки в общем количестве орудий труда;
в) общее повышение технической квалификации рабочих, а также внедрение передовых методов и приемов труда.
Благодаря использованию групповых методов обработки деталей, средств автоматизации и электронизации производственных процессов можно применять организационные формы массового производства в серийном и даже в единичном производстве и добиваться высоких технико-экономических показателей. Например, внедрение гибких производственных комплексов в единичном производстве обеспечивает рост производительности труда в 4—6 раз, повышает коэффициент использования оборудования до 0,92—0,95, снижает потребность в производственных площадях на 40-60%, сокращает продолжительность производственного цикла и улучшает все технико-экономические показатели.
Контрольные вопросы:
3 Производственный процесс и его структура.
3.1. Процесс производства и его структура. Классификация производственных процессов. Фазы (стадии) производства. Технологические операции: структура и виды.
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и орудий труда в целях создания потребительских стоимостей - полезных предметов труда, необходимых для производственного или личного потребления. В процессе производства рабочие воздействуют на предметы труда при помощи орудий труда и создают новые готовые продукты, например станки, телевизоры и т.д. Различают основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы.
Основные производственные процессы — это процессы, в ходе которых непосредственно изменяются форма, размеры, свойства, внутренняя структура предметов труда, в результате чего они превращаются в готовую продукцию.
Вспомогательные производственные процессы объединяют такие процессы, результаты которых используются непосредственно в основных процессах либо для обеспечения их бесперебойного и эффективного осуществления.
Обслуживающие производственные процессы — это процессы труда по оказанию услуг, необходимых для осуществления основных и вспомогательных производственных процессов.
Основные, а в некоторых случаях и вспомогательные, производственные процессы протекают в разных стадиях.
Стадия — это обособленная часть производственного процесса, когда предмет труда переходит в другое качественное состояние. Например, материал переходит в заготовку, заготовка — в деталь и т.д.
Основные производственные процессы протекают в следующих стадиях: заготовительной, обрабатывающей и сборочной.
Заготовительная стадия предназначена для производства заготовок деталей. Она характеризуется весьма разнообразными методами производства. Например, раскрой или резка заготовок деталей из листового материала, изготовление заготовок методами литья, штамповки, ковки и т.д. Основная тенденция развития технологических процессов на этой стадии заключается в приближении заготовок к формам и размерам готовых деталей. Орудиями труда на этой стадии являются отрезные станки, прессово-штамповочное оборудование, гильотинные ножницы и др.
Обрабатывающая стадия — вторая в структуре производственного процесса - включает механическую и термическую обработку. Предметом труда здесь являются заготовки деталей. Орудиями труда на этой стадии в основном служат различные металлорежущие станки, печи для термической обработки, аппараты для химической обработки. На этой стадии деталям придаются размеры, соответствующие заданному классу точности.
Сборочная (сборочно-монтажная) стадия — это производственный процесс, в результате которого получаются сборочные единицы (мелкие сборочные единицы, подузлы, узлы, блоки) или готовые изделия. Предметом труда на этой стадии являются детали и узлы собственного изготовления, а также полученные со стороны (комплектующие изделия).
Как основные, так и вспомогательные, а иногда и обслуживающие производственные процессы состоят из основных и вспомогательных элементов — операций. Деление производственного процесса на операции, а далее на приемы и движения необходимо для разработки технически обоснованных норм времени выполнения операций.
К основным относятся операции, непосредственно связанные с изменением размеров, форм, свойств и внутренней структуры предмета труда или с превращением одного вещества в другое, а также с изменением местоположения предметов труда относительно друг друга. К вспомогательным относятся операции, выполнение которых способствует протеканию основных, например перемещение предметов труда, контроль качества, снятие и установка, хранение и т. д.
Операция — часть производственного процесса, которая, как правило, выполняется на одном рабочем месте без переналадки и одним или несколькими рабочими (бригадой).
В зависимости от степени технического оснащения производственного процесса различают операции: ручные, машинно-ручные, машинные, автоматические и аппаратные.
В организационном отношении основные и вспомогательные производственные процессы (их операции) условно подразделяются на простые и сложные.
Простыми называют процессы, в которых предметы труда последовательно проходят несколько связанных между собой операций, в результате которых образуются частично готовые продукты труда (заготовки, детали, т.е. неразъемные части изделия).
Сложные процессы — это когда в результате соединения частных продуктов получаются готовые продукты труда, т. е. сложные изделия (станки, машины и др.).
3.2. Принципы рациональной организации производственных процессов.
Организация производственного процесса на любом машиностроительном предприятии, в любом его цехе, на участке базируется на рациональном сочетании во времени и в пространстве всех основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Особенности и методы этого сочетания различны в разных производственных условиях. Однако при всем их многообразии организация производственных процессов подчинена некоторым общим принципам: дифференциации, концентрации и интеграции, специализации и пропорциональности, прямоточности и непрерывности, параллельности и ритмичности, автоматичности и гибкости, оптимальности, профилактики и электронизации, стандартизации и др.
Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные технологические процессы, которые в свою очередь подразделяются на операции, переходы, приемы и движения.
При использовании современного гибкого высокопроизводительного оборудования (станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, роботы и т.д.) принцип дифференциации переходит в принцип концентрации операций и интеграции производственных процессов. Этот принцип предполагает выполнение нескольких операций на одном рабочем месте (многошпиндельные многорезцовые автоматы с ЧПУ).
Принцип специализации представляет собой форму разделения общественного труда, которая, планомерно развиваясь, обусловливает выделение на предприятии цехов, участков, линий и отдельных рабочих мест.
Принцип пропорциональности предполагает равную пропускную способность всех производственных подразделений, выполняющих основные, вспомогательные и обслуживающие процессы. Нарушение этого принципа приводит к возникновению «узких» мест в производстве или, наоборот, к неполной загрузке отдельных рабочих мест, участков, цехов, к снижению эффективности функционирования всего предприятия.
Принцип прямоточности означает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечиваются кратчайшие пути прохождения деталей и сборочных единиц по всем стадиям и операциям от запуска в производство исходных материалов до выхода готовой продукции.
Принцип непрерывности предусматривает, чтобы рабочий трудился без простоев, оборудование работало без перерывов, предметы труда не пролеживали на рабочих местах.
Принцип параллельности предполагает одновременное выполнение частичных производственных процессов и отдельных операций над аналогичными деталями и частями изделия на различных рабочих местах.
Принцип ритмичности обеспечивает выпуск одинаковых или возрастающих объемов продукции за равные периоды и соответственно повторение через эти периоды производственного процесса на всех его стадиях и операциях.
Принцип автоматичности предполагает максимальное выполнение операций производственного процесса автоматически, т. е. без непосредственного участия в нем рабочего либо под его наблюдением и контролем.
Принцип гибкости обеспечивает эффективную организацию работ, дает возможность мобильно переходить к выпуску другой продукции, входящей в производственную программу предприятия, или выпуску новой продукции при освоении ее производства.
Принцип оптимальности состоит в том, что выполнение всех процессов по выпуску продукции в заданном количестве и в сроки осуществляется с наибольшей экономической эффективностью или с наименьшими затратами трудовых и материальных ресурсов. Оптимальность обусловлена законом экономии времени.
Принцип профилактики предполагает организацию обслуживания оборудования, направленную на предотвращение аварий и простоев технических систем. Это достигается с помощью системы планово-предупредительных ремонтов (ППР).
Принцип электронизации обусловливает широкое использование возможностей ЧПУ, основанных на применении микропроцессорной техники, что позволяет создавать принципиально новые системы машин, сочетающие высокую производительность с требованиями гибкости производственных процессов.
Принцип стандартизации предполагает широкое использование стандартизации, унификации, типизации и нормализации при создании и освоении новой техники и новой технологии. что позволяет резко сократить продолжительность цикла создания и освоения новой техники (СОНТ).
3.3. Организация производственного процесса во времени. Производственный цикл. Значение рационального построения производственного цикла во времени, его элементы и структура. Классификация видов перерывов.
При преобразовании предметов производства в конкретное изделие они проходят через множество основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, протекающих параллельно, параллельно-последовательно или последовательно во времени в зависимости от сложившейся на предприятии производственной структуры, типа производства, уровня специализации производственных подразделений, форм организации производственных процессов и других факторов. Совокупность этих процессов, обеспечивающих изготовление изделия, принято называть производственным циклом. Производственным циклом называется промежуток времени от момента запуска в производство изделия до момента полного его изготовления, комплектации, приемки и сдачи на склад. Длительность производственного цикла является одной из важнейших характеристик уровня организации процесса производства.
Производственный цикл изготовления любого изделия может включать:
Продолжительность производственного цикла изготовления продукции — это календарный период, в течение которого сырье, основные материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия превращаются в готовую продукцию, или, другими словами, это отрезок времени от момента начала производственного процесса до момента выпуска готового изделия или партии деталей, сборочных единиц. Знание продолжительности производственного цикла изготовления всех видов продукции (от выполнения заготовок, деталей до сборки изделий) необходимо для:
1) составления производственной программы предприятия и его подразделений;
2) определения сроков начала производственного процесса (запуска) по данным сроков его окончания (выпуска);
3) расчетов нормальной величины незавершенного производства.
Соотношение затрат времени на различные виды работ и перерывов в процессе производства называется структурой производственного цикла, которая определяется характером производимой продукции, особенностями технологического процесса ее изготовления, типом производства.
Продолжительность производственного цикла зависит от времени выполнения трудовых и естественных процессов, а также от времени перерывов в производственном процессе. В течение трудовых процессов выполняются технологические и нетехнологические операции. К технологическим относятся операции, в результате которых изменяются внешний вид и внутреннее содержание предметов труда, а также подготовительно-заключительные работы.
Время выполнения технологических операций в производственном цикле составляет технологический цикл (Тц). Время выполнения одной операции, в течение которого изготавливается одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько различных деталей, называется операционным циклом (Топ).
К нетехнологическим относятся операции по транспортировке предметов труда и контролю качества продукции.
Естественными считаются такие процессы, которые связаны с охлаждением деталей после термообработки, с сушкой после окраски деталей или других видов покрытия и со старением металла.
Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть подразделены на межоперационные (внутрицикловые), межцеховые и междусменные.
Межоперационные перерывы обусловлены временем партионности и ожидания и зависят от характера обработки партии деталей на операциях.
Перерывы партионности происходят потому, что каждая деталь, поступая на рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды: один раз до начала обработки, а второй раз по окончании отработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию.
Перерывы ожидания возникают при несогласованности времени выполнения смежных операций технологического процесса. Эти перерывы возникают в тех случаях, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место, предназначенное для выполнения следующей операции.
Межцеховые перерывы обусловлены тем, что сроки окончания производства деталей составных частей сборочных единиц в разных цехах различны и детали пролеживают в ожидании комплектности. Как правило, эти перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой.
Междусменные перерывы обусловлены режимом работы предприятия и его подразделений. К ним относятся выходные и праздничные дни, перерывы между сменами (при двухсменном режиме — третья смена) и обеденные перерывы (условно).
При расчете продолжительности производственного цикла изготовления изделия учитывают лишь те затраты времени на транспортные и контрольные операции, естественные процессы и перерывы, которые не перекрываются операционным циклом.
3.4. Факторы, определяющие длительность производственного цикла. Длительность производственного цикла при различных методах сочетания операций во времени.
Сложность конструкции, габариты, вес изделия предопределяют число используемых производственных процессов, их взаимосвязи, общую трудоемкость работ, а значит и длительность производственного цикла. Длительность производственного цикла зависит от оснащенности техпроцесса разнообразными видами инструментов и приспособлений, что влияет на время обработки или сборки изделия и организационно-экономических факторов, связаных с методами движения предметов труда в производственном процессе (последовательный или параллельный), с уровнем организации рабочих мест (удобно ли рабочему осуществлять трудовые движения), с системами материального стимулирования (формами оплаты труда и показателями премирования).
Экономическое значение сокращения длительности производственного цикла заключается в том, что его продолжительность определяет размер незавершенного производства, стоимость которого является одной из наиболее весомых частей оборотных средств предприятия. Так, на предприятиях машиностроения, имеющих относительно длительный производственный цикл, незавершенное производство составляет 30—50 % оборотных средств в запасах товарно-материальных ценностей предприятий.
Сокращение длительности производственного цикла ведет к уменьшению потребной площади складских помещений для хранения незавершенного производства, запасов сырья и материалов, к улучшению использования основных фондов, снижению себестоимости продукции.
Длительность технологического цикла зависит от трудоемкости выполняемых операций и способа передачи партий обрабатываемых деталей с операции на операцию, с одного рабочего места на следующее, т. е. от вида движения предметов труда в производственном процессе. Существует три основных вида движения: последовательный, параллельный и последовательно-параллельный (смешанный).
Последовательный вид движения предметов труда в производственном процессе характеризуется тем, что при изготовлении партии деталей в многооперационном технологическом процессе она передается на каждую последующую операцию (рабочее место) только после завершения обработки всех деталей на предыдущей операции. Он преобладает в производствах, где обрабатывается партиями небольшое количество одноименных предметов труда (деталей). Параллельность здесь допускается лишь при выполнении одноименной операции на нескольких рабочих местах. Каждая деталь, пройдя обработку на рабочем месте, перед выполнением последующей операции задерживается (пролеживает) здесь же в ожидании окончания обработки всех деталей партии. В связи с этим увеличивается общая продолжительность прохождения партии деталей по всем операциям, т. е. технологический цикл, а следовательно, растут незавершенное производство и связывание в нем оборотных средств. Поэтому последовательный вид движения применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах.
Длительность последовательного технологического цикла определяется по формуле:
,
где n - величина партии;
ti - штучное время i-й операции
При параллельном виде движения предметов труда длительность технологического цикла резко снижается по сравнению с последовательным видом движения. Параллельный вид характеризуется тем, что партия обрабатываемых деталей делится на ряд транспортных партий. Преимуществом этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования и значительное сокращение продолжительности технологического (производственного) цикла по сравнению с последовательным видом движения.
Длительность параллельного технологического цикла определяется по формуле:
,
где tmax – штучное время самой длительной из операций процесса
Однако параллельный вид движения вызывает простои оборудования на рабочих местах, где продолжительность операции меньше, чем наиболее трудоемкой операции. В связи с этим параллельный вид движения оправдан в том случае, когда время различных операций примерно равно или кратно друг другу, т. е. в условиях непрерывно-поточного производства. Данный вид движения позволяет вести работу большими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, благодаря чему он широко используется в серийном и крупносерийном производствах.
Последовательно-параллельный вид движения предметов труда характеризуется тем, что вся партия деталей не делится на транспортные (передаточные) партии, а запускается в производство на первую операцию и обрабатывается непрерывно. Выполнение последующей операции (второй) начинается до окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции (первой). При этом виде движения предметов труда смежные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются в течение некоторого времени параллельно.
Длительность последовательно-параллельного технологического цикла определяется по формуле:
,
где tкр. - короткое время из двух смежных операций процесса;
р – величина транспортной партии
При последовательно-параллельном виде движения предметов труда определяют величину перекрываемого времени между двумя смежными операциями, которое равно времени на обработку всей партии деталей, запускаемой в производстве, за минусом времени обработки одной транспортной партии — по продолжительности короткой операции между двумя смежными. Этот вид движения требует тщательной организации производственного процесса во времени, так как надо постоянно поддерживать на расчетном уровне минимальные, но достаточно надежные, запасы предметов труда (деталей) между операциями для обеспечения бесперебойной работы смежных рабочих мест.
Необходимо иметь в виду, что длительность производственного цикла всего изделия не является арифметической суммой времени циклов изготовления деталей и сборочных узлов, так как многие из них обрабатываются или собираются одновременно, иными словами, параллельно.
3.5. Цикловой график. Норматив длительности производственного цикла, резервы и пути снижения его длительности.
В простом процессе детали (заготовки) в большинстве случаев изготавливаются партиями, поэтому очень важным является вопрос о рациональном выборе движения партии деталей через всю совокупность последовательно выполняемых операций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процесса и время изготовления партии деталей.
Применяют три вида движения партии деталей по операциям технологического процесса: последовательный, последовательно-параллельный, параллельный.
Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыдущей операции. При этом передача с одной операции на другую осуществляется целыми партиями.
Рис. 3.1. График продолжительности технологического цикла при последовательном движении деталей по операциям.
Продолжительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. При этом имеют место существенные перерывы партионности. Это связано с тем, что каждая деталь партии, за исключением первой и последней, пролеживает на каждой операции дважды: перед началом обработки и после нее до окончания обработки последней детали в партии. Производственный цикл всегда продолжительнее технологического цикла, так как кроме выполнения технологических операций в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время, затрачиваемое на естественные процессы, и время различных перерывов. Как правило, учитывают три основные его составляющие: продолжительность технологического цикла (с учетом перерывов партионности), время естественных процессов (Тест) и время перерывов, не перекрываемых технологическим циклом, т. е. преимуществом последовательного вида движения партии деталей является отсутствие перерывов в работе рабочих и обору дования на всех операциях.
Сущность последовательно-параллельного вида движения заключается в том, что на каждом рабочем месте работа ведется без перерывов, как при последовательном движении, но вместе с тем одна и та же партия деталей обрабатывается параллельно на смежных операциях. Детали передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или транспортными партиями.
Рис. 3.2. График продолжительности технологического цикла при последовательно-параллельном движении деталей по операциям.
При построении графика данного вида необходимо учитывать следующие сочетания периодов выполнения смежных операций.
1. Если периоды выполнения смежных операций одинаковые, то детали передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу же после их обработки.
2. Если продолжительность последующей операции меньше, чем предыдущей, то отсутствие простоев оборудования на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней определенного запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно. Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо от точки, соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией, отложить вправо отрезок, равный в принятом масштабе времени выполнения последующей операции над одной транспортной партией, а влево — отрезок, равный продолжительности последующей операции над всеми предшествовавшими транспортными партиями.
3. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей, то в этом случае транспортную партию можно передать с предыдущей операции на последующую сразу же по окончании ее обработки.
При такой организации производственный цикл изготовления партии деталей характеризуется тем, что, во-первых, его продолжительность меньше, чем при последовательном виде движения; во-вторых, в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих; в-третьих, при этом виде движения общее время пролеживания деталей на операциях намного меньше, чем при последовательном виде движения.
Сущность параллельного вида движения заключается в том, что детали передаются с одной операции на другую поштучно или транспортными партиями (р) сразу же после завершения обработки (независимо от времени выполнения смежных операций).
Рис. 3.3. График продолжительности технологического цикла при параллельном движении деталей по операциям.
При этом детали обрабатываются на всех операциях непрерывно и пролеживание их исключено. Это значительно сокращает продолжительность технологического цикла и, следовательно, производственного.
При построении графика параллельного вида движения партии деталей по операциям необходимо соблюдать следующие правила. Сначала построить технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними. На операции с наибольшей продолжительностью построить операционный цикл обработки деталей по всей партии (п) без перерывов в работе оборудования. Для всех остальных транспортных партий достроить операционные циклы.
Из графика видно, что технологический цикл изготовления партии деталей при данном виде движения является самым коротким по сравнению с другими видами движения. Вместе с тем на всех операциях, кроме максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами в работе оборудования за исключением случая, когда периоды выполнения операций технологического процесса равны либо кратны, т.е. синхронны. Этот вариант, называемый поточным видом движения, применяется при организации непрерывно-поточных линий.
Однако и при параллельном виде движения партии деталей по операциям технологического процесса детали пролеживают, во-первых, до начала обработки на первой операции и после окончания обработки на последней операции и, во-вторых, внутри транспортной партии.
Преимущество этого вида движения состоит в том, что он обеспечивает наименьшую продолжительность технологического цикла и особенно, если процесс синхронизированный, а также равномерную загрузку рабочих и оборудования и высокую производительность труда. Данный вид движения применяется в серийном и массово-поточном производствах.
Структура производственного цикла сложного процесса определяется составом операций и связей между ними. Состав операций зависит от номенклатуры деталей, сборочных единиц и технологических процессов их изготовления. Взаимосвязь операций и процессов обусловливается веерной схемой сборки изделия и технологией его изготовления.
Веерная схема сборки изделия показывает, какие узлы, подузлы, мелкие сборочные единицы можно изготавливать параллельно независимо друг от друга, а какие — только последовательно.
Так как изделия на сборку запускаются партиями, то прежде чем приступить к расчету продолжительности производственного цикла, необходимо определить следующие календарно-плановые нормативы:
Затем построить цикловой график сборки изделий без учета загрузки рабочих мест; закрепить операции за рабочими местами; составить стандарт-план сборки изделий; построить уточненный цикловой график с учетом загрузки рабочих мест и определить продолжительность производственного цикла и опережения запуска-выпуска по сборочным единицам и деталям.
Факторы, связанные с реализацией одного принципа (партионности) и нарушением другого принципа (непрерывности), с увеличением партии изделий требуют такого размера партии, при котором сочетание экономии от реализации первого принципа и потерь от нарушения второго было бы наиболее рациональным с экономической точки зрения. Этот размер партии принято называть экономически оптимальным.
Определение оптимального размера партии изделий является одним из важнейших календарно-плановых нормативов при организации серийного производства, так как все остальные календарно-плановые нормативы устанавливаются на партию предметов труда.
Путями сокращения длительности производственного цикла являются научно-технический прогресс и совершенствование организации труда, производства и управления.
Технический прогресс вызывает сокращение длительности производственного процесса в результате внедрения более совершенных технологических процессов, например точного литья, позволяющего получить заготовки, по своим размерам очень близкие к готовым деталям, что снижает затем время механической обработки их; полного исключения некоторых операций или замены одних другими, более производительными, например, совмещение в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций; интенсификации производственных процессов.
Длительность естественных процессов значительно сокращается в результате замены их соответствующими технологическими операциями. Например, естественная сушка окрашенных деталей может быть заменена сушкой в поле токов высокой частоты со значительным ускорением этого процесса.
Сокращение подготовительно-заключительного времени достигается внедрением поточного метода организации производства, типовых и универсальных приспособлений. Уменьшение продолжительности контроля качества выполняемых операций достигается их механизацией и автоматизацией, совмещением времени выполнения технологических и контрольных операций.
Вскрытию резервов сокращения длительности производственного цикла способствуют фотографии рабочего дня занятых в различных стадиях производственного цикла, которые позволяют определить фактическую длительность рабочего времени цикла и время перерывов, как зависящих, так и не зависящих от рабочих.
3.6. Построение производственного процесса в пространстве. Производственная структура предприятия (цеха) и определяющие её факторы.
В соответствии с рассмотренным выше содержанием производственного процесса как совокупности основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производственного назначения на любом машиностроительном заводе различаются основные, вспомогательные и побочные цехи и обслуживающие хозяйства. Их состав, а также формы производственных связей между ними принято называть производственной структурой предприятия, которая является составной частью общей структуры предприятия.
Цех - организационно обособленное подразделение предприятия, состоящее из нескольких производственных и вспомогательных участков и обслуживающих звеньев. На большинстве промышленных предприятий цех является основной структурной единицей. Часть мелких и средних предприятий может быть построена по бесцеховой структуре. В этом случае предприятие делится непосредственно на производственные участки. Некоторые наиболее крупные предприятия в организационно - административном отношении строятся по корпусной системе, при которой несколько цехов и хозяйств объединяются под единым руководством.
К цехам основного производства относятся цехи, изготовляющие основную продукцию предприятия. Это заготовительные (литейные, кузнечно-прессовые и др.), обрабатывающие (механической обработки деталей, холодной штамповки, термические и др.), сборочные (узловой сборки, генеральной сборки, монтажные, регулировочно-настроечные и др.) цехи.
Вспомогательные цехи способствуют выпуску основной продукции, создавая условия для нормальной работы основных цехов: оснащают их инструментом и приспособлениями, обеспечивают запасными частями для ремонта оборудования и проводят плановые ремонты, обеспечивают энергетическими ресурсами. Важнейшими из этих цехов являются инструментальные, ремонтно-механические, ремонтно-энергетические.
Побочные цехи — это такие, в которых изготавливают продукцию из отходов основного или вспомогательного производства либо восстанавливают использованные вспомогательные материалы для нужд производства.
Подсобные цехи осуществляют подготовку основных материалов для основных цехов, а также изготовляют тару для упаковки продукции.
К обслуживающим хозяйствам производственного назначения относятся: складское хозяйство, транспортное хозяйство, санитарно-техническое хозяйство, центральная заводская лаборатория и др. Все они выполняют работы по обслуживанию основных, вспомогательных и побочных цехов.
Все многообразие производственных структур машиностроительных предприятий в зависимости от их специализации можно свести к следующим типам: заводы с полным технологическим циклом, располагающие совокупностью заготовительных, обрабатывающих и сборочных цехов; заводы механосборочного типа (с неполным технологическим циклом), располагающие ограниченным числом основных цехов и, как правило, получающие необходимые заготовки в порядке кооперирования со стороны; заводы сборочного типа, выпускающие готовые изделия из деталей и комплектующих, изготовляемых на других предприятиях; заводы, специализирующиеся на производстве заготовок, как правило, построенные по принципу технологической специализации; заводы подетальной специализации, производящие отдельные детали, блоки, узлы, подузлы и сборочные единицы.
Основные цехи предприятий машиностроения, в которых производственные процессы проходят заготовительную, обрабатывающую и сборочную стадии, могут быть специализированы в технологической, предметной или предметно-технологической форме.
Технологическая форма специализации в цехах предполагает выполнение определенной части технологического процесса, состоящей из нескольких однотипных операций при весьма широкой номенклатуре обрабатываемых деталей. При этом в цехах устанавливается однотипное оборудование, а иногда близкое по габаритам. Примером цехов технологической специализации могут служить литейные, кузнечные, термические, гальванические и др.; среди механообрабатывающих цехов — токарные, фрезерные, шлифовальные и др. В таких цехах, как правило, изготавливается вся номенклатура заготовок или деталей. Если же это сборочный цех, то в нем собираются все изделия, выпускаемые заводом. Технологическая форма специализации цехов имеет свои преимущества и недостатки. При небольшом разнообразии операций и оборудования облегчается техническое руководство и создаются более широкие возможности регулирования загрузки оборудования, организации обмена опытом, применения рациональных технологических методов производства. Эта форма специализации обеспечивает большую гибкость производства при освоении выпуска новых изделий и расширении изготавливаемой номенклатуры без существенного изменения уже применяемых оборудования и технологических процессов.
Рис. 3.4. Схема формирования цехов по технологическому принципу специализации.
К существенным недостаткам можно отнести усложнение и удорожание внутризаводского кооперирования, ограничение ответственности руководителей подразделений за выполнение только определенной части производственного процесса. По технологическому принципу преимущественно формируются цехи на предприятиях единичного и мелкосерийного производств, выпускающих разнообразную и неустойчивую номенклатуру изделий.
Предметная форма специализации цехов характерна для заводов узкой предметной специализации. В цехах полностью изготавливаются закрепленные за ними детали или изделия узкой номенклатуры, например одно изделие, несколько однородных изделий или конструктивно и технологически однородных деталей.
В цехах с предметной формой специализации устанавливается разнообразное оборудование и оснастка, но выпускают они детали или изделия узкой номенклатуры. Оборудование подбирается в соответствии с технологическим процессом и располагается в зависимости от последовательности выполняемых операций. Такое формирование цехов характерно для предприятий серийного и массового производств.
Предметная форма специализации цехов, так же как и технологическая, имеет свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести простое согласование работы цехов, так как все операции по изготовлению конкретного изделия (детали) сосредоточены в одном цехе. Все это приводит к устойчивой повторяемости производственного процесса, повышению ответственности руководителя цеха за выпуск продукции в установленные сроки, в определенном количестве и требуемого качества, к упрощению оперативно-производственного планирования, сокращению производственного цикла, уменьшению числа и разнообразия маршрутов движения предметов труда, сокращению потерь времени на переналадку оборудования, уменьшению межоперационного времени и ликвидации межцехового пролеживания, а также к созданию условий, благоприятных для внедрения поточных методов производства, комплексной механизации и автоматизации.
Рис. 3.5. Схема формирования цехов по предметному принципу специализации.
Цехи, специализированные на выпуске ограниченной номенклатуры предметов труда, целесообразно создавать лишь при больших объемах их выпуска. Только в этом случае оборудование будет загружено полностью и переналадка его, связанная с переходом на выпуск другого объекта, не будет вызывать больших потерь времени. В таких цехах появляется возможность осуществлять замкнутый (законченный) цикл производства продукции. Эти цехи получили название предметно-замкнутых. В них иногда совмещаются заготовительная и обрабатывающая стадии или обрабатывающая и сборочная (например, механосборочный цех).
Технологическая и предметная формы специализации в чистом виде используются довольно редко. Чаще всего на предприятиях машиностроения применяют смешанную (предметно-технологическую) специализацию, при которой заготовительные цехи строятся по технологической форме, а обрабатывающие и сборочные объединяются в предметно-замкнутые цехи или участки.
Под производственной структурой цеха понимают состав входящих в него производственных участков, вспомогательных и обслуживающих подразделений, а также связи между ними. Эта структура определяет разделение труда между его подразделениями, т.е. внутрицеховую специализацию и кооперирование производства.
Производственный участок как объединенная по тем или иным признакам группа рабочих мест представляет собой структурную единицу цеха, которая выделяется в отдельную административную единицу и возглавляется мастером при наличии в од ной смене не менее 25 рабочих.
Рабочее место, являющееся первичным структурным элементом участка, представляет собой закрепленную за одним рабочим или бригадой рабочих часть производственной площади с находящимися на ней орудиями труда, в том числе инструментами, приспособлениями, подъемно-транспортным и иными устройствами, соответствующими характеру выполняемых на данном рабочем месте работ. В основу формирования производственных участков, так же как и цехов, может быть положена технологическая или предметная форма специализации.
При технологической специализации участки оснащаются однородным оборудованием (групповое расположение станков) для выполнения определенных операций технологического процесса. Преимущества и недостатки технологической формы специализации участков такие же, как при формировании цехов в соответствии с этой формой специализации.
При предметной форме специализации цех разбивается на предметно-замкнутые участки, каждый из которых специализируется на выпуске относительно узкой номенклатуры изделий, имеющих схожие конструктивно-технологические признаки, и реализует законченный цикл их изготовления. Оборудование этих участков различное и располагается так, чтобы обеспечивалась более полная реализация принципа прямоточное движения закрепленных за участком деталей. В практической деятельности выделяют три вида предметно-замкнутых участков:
Организация предметно-замкнутых участков обусловливает почти полное отсутствие производственных связей между участками, обеспечивает экономическую целесообразность использования высокопроизводительного специализированного оборудования и технологической оснастки, минимальную продолжительность производственного цикла изготовления деталей, упрощает управление производством внутри цеха. Другие преимущества и недостатки предметной формы специализации участков аналогичны преимуществам и недостаткам при формировании цехов по этой форме специализации.
В цехах с предметной специализацией могут быть созданы участки, как с предметной, так и с технологической специализацией, а в цехах с технологической специализацией формируются технологические участки по группам оборудования и габаритам изделий. Важной частью производственной структуры цеха является состав вспомогательных и обслуживающих подразделений. К ним относятся: участок ремонта оборудования и технологической оснастки, участок централизованной заточки инструмента. Эти участки разгружают вспомогательные цехи от выполнения мелких заказов и срочных работ.
В состав обслуживающих структурных подразделений цехов основного производства входят: складские помещения (материальные и инструментальные кладовые), внутрицеховой транспорт (тележки, электрокары, конвейеры и др.) и пункты для осуществления технического контроля качества продукции, оснащенные контрольно-измерительной техникой.
Контрольные вопросы:
4 Поточное производство, классификация поточных линий, современные проблемы поточного производства.
4.1. Организация поточного и автоматизированного производства. Основы организации ПП. Понятие и основные признаки.
Развитие предметной формы специализации цехов (участков) приводит к созданию поточного производства — наиболее прогрессивной и эффективной формы организации производственных процессов, основанных на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций. Эти операции выполняются на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса, которая в максимальной степени позволяет реализовать:
Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке следования операций технологического процесса.
Принцип специализации в условиях поточного производства воплощается в создании специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного закрепленного заданной линией изделия или нескольких технологически родственных изделий.
Принцип непрерывности, проявляется в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной работе рабочих и оборудования. Подобные линии называются непрерывно-поточными.
Принцип параллельности предусматривает Параллельное движение изделий, при котором они передаются с операции на операцию поштучно либо небольшими транспортными партиями.
Принцип ритмичности характеризуется ритмичным выпуском продукции с линии и ритмичным повторением всех операций на каждом рабочем месте.
На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изделия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или поштучным ритмом). Такт линии, как правило, строго согласован с производственной программой. При передаче изделий транспортными партиями ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, отделяющим выпуск (запуск) одной партии от выпуска последующей за ней, т.е. ритмом линии.
Таким образом, за время каждого ритма на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объем работы.
Чтобы наглядно пояснить, почему подобное производство называется поточным, обратимся к следующему примеру. Пусть технологический процесс обработки детали А27 состоит из пяти операций, время выполнения которых соответственно равно: t1 = 2 мин, t2 = 6 мин, t3= 4 мин, t4= 2 мин, t5 = 4 мин. Задана месячная программа (N3 = 9000 шт.). Эффективный фонд времени работы оборудования за месяц составляет 300 ч, или 18 000 мин.
Очевидно, что такт линии будет равен 2 мин/шт. (18 000 : 9000), штучное время на всех операциях равно или кратно такту. Следовательно, для согласования ритмичной работы на 1-й операции необходимо иметь один станок, на 2-й операции - втрое больше станков, чем на 1-й, так как время выполнения 2-й операции в 3 раза больше (6 : 2 = 3). Аналогично рассчитывается потребное число станков на всех остальных операциях. Схематически это представлено на рис.4.1.
Рис.4.1. Схема организации поточного производства
Приведенная схема наглядно показывает, почему такое производство названо поточным. Чем уже русло потока, тем быстрее его течение, и наоборот. Для организации поточного производства характерны следующие признаки:
Условиями для перехода на поточные методы производства являются:
4.2.Классификация поточных линий. Особенности организации непрерывно-поточных линий. Особенности организации прерывно–поточных линий.
Организационные формы поточных линий весьма разнообразны, поэтому целесообразно делить их на группы по классификационным признакам.
1. По степени специализации различают одно- и многопредметные поточные линии.
Однопредметные поточные линии, как правило, являются постоянно-поточными, для которых характерны:
а) производство одного вида продукции в течение длительного времени, до смены объекта производства на заводе;
б) постоянно действующий, несменяемый технологический процесс;
в) большой масштаб производства однотипной продукции. Чаще всего эти линии применяют в условиях массового или крупносерийного производства.
Многопредметные поточные линии создаются в тех случаях, когда программа выпуска продукции одного вида не обеспечивает достаточно загрузки комплекта оборудования линии. В зависимости от метода чередования объекта производства такие линии подразделяются на переменно-поточные и групповые.
Переменно-поточная линия - это линия, на которой обрабатывается несколько конструктивно однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовления предметов определенного 'наименования такая линия работает по тем же принципам, что и однопредметная,
Групповая линия — это линия, на которой обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой технологии и с использованием групповой оснастки либо одновременно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест).
2. По степени непрерывности технологического процесса различают непрерывно-поточные и прерывно-поточные (прямоточные) линии.
Непрерывно-поточными могут быть как одно-, так и многопредметные поточные линии. На непрерывно-поточных линиях предметы труда непрерывно передаются с операции на операцию поштучно или небольшими транспортными партиями с помощью механизированных или автоматизированных транспортных средств (конвейеров) через одинаковый промежуток времени, равный такту или ритму потока. При этом время выполнения всех операций технологического процесса на данном рабочем месте должно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологический процесс принято называть синхронизированным.
Прерывно-поточными также могут быть одно- и многопредметные поточные линии. Они создаются в тех случаях, когда длительность операции не равна или не кратна такту и при этом не достигается полная непрерывность производственного процесса. Для поддержания беспрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях создаются межоперационные оборотные заделы. Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного производств, а прямоточные многопредметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производств.
3. По способу поддержания ритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом.
Линии с регламентированным ритмом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой либо звуковой сигнализации при отсутствии конвейеров.
Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применяются при любых формах потока (непрерывный и прерывный), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии. Величина ритма должна соответствовать расчетной средней производительности за определенный период (час, смену).
4. По виду использования транспортных средств различают линии со средствами непрерывного действия (конвейерами), с транспортными средствами дискретного действия и линии без транспортных средств.
Линии с транспортными средствами непрерывного действия в зависимости от функций, выполняемых этими средствами, подразделяются на:
1) линии с транспортным конвейером;
2) линии с рабочим конвейером;
3) линии с распределительным конвейером.
Линии с транспортными средствами дискретного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть подразделены на несколько видов. К транспортным средствам дискретного действия относятся: бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.); подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.).
Линии без наличия транспортных средств - это линии с неподвижным предметом труда (как правило» при сборке крупных объектов).
5. По характеру движения конвейера различают линии с непрерывным и пульсирующим движением конвейера.
Линии с непрерывным движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса операции должны выполняться во время движения рабочего конвейера без снятия предметов труда с рабочих мест либо операции должны выполняться на стационарных рабочих местах (транспортный конвейер).
Линии с пульсирующим движением конвейера применяются, если по условию технологического процесса операции должны выполняться при неподвижном объекте производства на рабочем конвейере. В этом случае привод конвейера включается автоматически через заданный интервал только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию.
6. По уровню механизации процессов различают автоматические и полуавтоматические поточные линии.
Автоматические поточные линии характеризуются объединением в единый комплекс технологического и вспомогательного оборудования и транспортных средств, а также автоматическим централизованным управлением процессами обработки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процессы полностью синхронизированы и действуют в едином такте (ритме).
В зависимости от номенклатуры выпускаемых изделий и технологии их изготовления выбирают:
- многопредметные непрерывно-поточные линии с последовательным изготовлением (переменно-поточные) или с параллельным изготовлением (многорядные), либо групповые, если технологический процесс изготовления изделий разного наименования синхронизирован и при переходе с изготовления одного изделия определенного наименования на другое не требуется переналадка оборудования;
- многопредметные прерывно-поточные линии (переменно-поточные иди групповые), если процессы изготовления изделий не синхронизируются.
После выбора вида поточной линии определяют тип оборудования и транспортных средств. Выбор типа технологического оборудования для формирования поточной линии предопределяется характером технологического процесса, составом, сложностью и назначением входящих в него операций, габаритами, массой изготовляемого изделия и требованиями, предъявляемыми к его качеству.
При выборе транспортных средств поточно-механизированного и автоматизированного производства учитывают конфигурацию, габаритные размеры, массу, особенности выполнения операций и их синхронизацию, объем и постоянство выпуска изделий, а также функции, выполняемые транспортными устройствами и системами, их технические и эксплуатационные возможности.
Организация однопредметной непрерывно-поточной линии (ОНПЛ) — наиболее совершенная форма организации поточного производства, при которой:
а) нормы времени выполнения операций равны или кратны такту (ритму);
б) предметы труда перемещаются с одного рабочего места на другое без пролеживания (параллельный вид движения);
в) каждая операция закреплена за определенным рабочим местом (узкая специализация рабочих мест);
г) рабочие места расположены в порядке последовательности рабочего процесса.
Если продолжительность каждой операции равна такту или ритму, то на каждой операции достаточно одного рабочего места и изделия через один и тот же интервал времени будут передаваться с предыдущей операции на последующую: Если же продолжительность операции кратна такту, то на параллельно работающих рабочих местах каждой операции будет обрабатываться одновременно несколько изделий, поступающих в определенной последовательности.
Основными календарно-плановыми нормативами ОНПЛ являются:
а) такт или ритм потока;
6) число рабочих мест по операциям и по всей поточной линии;
в) период конвейера и система адресования;
г) длина ленты конвейера;
д) скорость движения ленты конвейера и пропускная способность поточной линии;
е) величина заделов и незавершенное производство;
ж) продолжительность производственного цикла;
з) мощность, потребляемая конвейером.
Характерной особенностью многопредметной непрерывно-поточной линии (МНПЛ) является более широкая их специализация по сравнению с ОНПЛ. На каждой МНПЛ изготавливается, как правило, несколько технологически родственных видов продукции, а на каждом рабочем месте выполняется несколько детале-операций.
В зависимости от метода чередования изготавливаемой продукции МНПЛ подразделяются на групповые (с последовательным чередованием) и переменно-поточные (с последовательно-партионным чередованием). Технологические процессы всех изготавливаемых изделий синхронизированы.
Групповой называют поточную линию, на которой технологически родственные изделия обрабатываются без переналадки оборудования. Каждое рабочее место оборудуется групповыми приспособлениями, необходимыми для обработки закрепленной за линией группы изделий.
Переменно-поточной называют поточную линию, на которой чередующимися партиями непрерывно обрабатываются или собираются изделия разных наименований либо типоразмеров. При переходе от партии одних изделий к партии других обязательна переналадка оборудования. Это связано с различием применяемой технологии и технологической оснастки при обработке изделий различных наименований. В каждый период на линии изготавливается изделие только одного наименования.
Движение предметов труда на ОППЛ осуществляется параллельно-последовательно. На каждой операции обработка определенного количества предметов труда ведется непрерывно, а на следующие операции они подаются частями (транспортными партиями), чаще всего поштучно, по бесприводным транспортным средствам (скатам, склизам, желобам, рольгангам), работающим в свободном ритме. Время, в течение которого повторяется изготовление определенного количества предметов на всех операциях, принято называть периодом оборота или обслуживания поточной линии.
Для того чтобы свести к минимуму наличие оборотных заделов, а также время простоя оборудования и рабочих, необходимо установить наиболее целесообразный регламент работы линии. С этой целью рассчитывают следующие календарно-плановые нормативы:
4.3. Основы расчета поточных линий. Расчет оборотных заделов.
Основной расчетной величиной поточной линии является такт потока. Под тактом поточной линии понимается интервал времени между двумя выпускаемыми друг за другом с последней операции или между любыми смежными операциями изделиями. Такт потока является функцией заданной программы выпуска и существенно влияет на выбор технологического процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств. В общем виде величина такта поточной линии (Т) определяется по формуле:
r = ,
где Fд – действительный фонд времени работы поточной линии в плановом периоде;
Nз – программа запуска изделий за тот же период.
Программу запуска изделий можно рассчитать по следующей формуле
,
где Nв – программа выпуска изделий;
а – технологические потери, %.
Экономическое содержание такта поточной линии состоит в том, что если на потоке фактически выдерживается эта расчетная величина такта, то коллектив рабочих обязательно выполнит установленное плановое задание, так как оборудование и рабочие работают с запланированной производительностью. При передаче изделий транспортными партиями ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, отделяющим выпуск одной партии изделий от последующей за ней, т. е. ритмом линии, который определяется по формуле
R = r p ,
где р – число изделий в транспортной партии.
Расчет количества оборудования и числа рабочих мест поточной линии ведется по каждой операции технологического процесса.
Явочное количество рабочих равно количеству рабочих мест на поточной линии с учетом многостаночного обслуживания. Общее количество рабочих на поточной линии определяется как среднесписочное по формуле
,
где b – добавочный процент потерь рабочего времени;
Чяi – явочное количество рабочих, равное количеству рабочих мест на i-й операции, чел.;
dсм – число смен;
m – количество операций технологического процесса.
Основным условием организации непрерывно-поточных линий является синхронизация операций, т. е. продолжительность отдельных операций должна быть равна или кратна такту линии
,
где t1, t2, t3…tn – нормы штучного времени по операциям технологического процесса;
с1, с2, с3…сn – число рабочих мест по операциям технологического процесса.
Одним из наиболее важных условий непрерывности производственного процесса является поддержание на всех стадиях поточного производства определенной величины производственных заделов. Под производственными заделами понимается незавершенное производство в натуральном выражении: заготовки, полуфабрикаты, готовые детали, сборочные единицы, находящиеся на разных стадиях производственного процесса (на разных уровнях готовности) и предназначенные для обеспечения бесперебойного хода работы. Различают четыре вида заделов: технологический, транспортный, страховой и оборотный.
Технологический задел представляет собой детали, сборочные единицы и изделия, находящиеся непосредственно в процессе обработки, сборки, испытаний на рабочих местах. Экономическое значение технологического задела в том, что если на начало рабочей смены или в любой час работы поточной линии на каждом рабочем месте есть расчетное число единиц объектов, прошедших обработку по предшествующим операциям, то, значит, есть условия для работы без простоев рабочих и оборудования, будет выполняться плановое сменное задание, а следовательно, обеспечиваться расчетная эффективность поточной линии. Если же на начало смены на любом рабочем месте отсутствует деталь, то по очереди обязательно будут простои рабочих и оборудования на всех последующих операциях после «пустого» рабочего места, равные такту поточной линии, умноженному на количество отсутствующих деталей. В результате снизится эффективность работы поточной линии.
Транспортный задел состоит из деталей, сборочных единиц и изделий, находящихся в процессе перемещения между рабочими местами и расположенными в транспортных устройствах. Экономическое значение транспортного задела совпадает со значением задела технологического.
Если полностью синхронизировать операции технологического процесса не удается, то на производстве создают прерывно-поточные (прямоточные) линии. Для выравнивания производительности на смежных операциях на линиях создаются межоперационные оборотные заделы. Размер этого задела определяется по формуле
Zоб = ,
где Т – частный период неизменной работы оборудования на смежных операциях;
сi – количество работающего оборудования на предыдущей операции за время частного периода, мин;
сi+1 – количество работающего оборудования на последующей операции за время частного периода;
ti, ti+1 – норма времени предыдущей и последующей операций соответственно, мин.
Расчетная величина оборотного задела может быть положительной или отрицательной. Положительная величина задела свидетельствует об увеличении его за частный период, отрицательная – об уменьшении.
Под межоперационным оборотным заделом понимается количество деталей, которое необходимо для обеспечения бесперебойной работы смежных рабочих мест, имеющих различную производительность. Следовательно, оборотный задел создается, когда смежные операции поточной линии не синхронизированы, причем продолжительность одной из этих операций обязательно больше такта поточной линии. Оборотный задел определяется между двумя смежными операциями. Оборотный задел в течение смены непрерывно изменяется в пределах от наибольшего своего значения в начале смены до минимального значения, равного нулю, затем вновь должен достигнуть максимальной величины.
Страховой задел создается на всякий непредвиденный случай после операций, выполняемых на уникальном оборудовании. Резервным (страховым) заделом называется количество деталей, хранящихся в запасе, необходимом для обеспечения непрерывности работы поточной линии в случае остановки процесса производства вследствие поломки оборудования или в случае несвоевременной подачи комплектующих полуфабрикатов. Необходимость страхового задела определяют исходя из опыта работы поточной линии.
На поточных линиях используются транспортные, рабочие и распределительные конвейеры. В случае применения распределительного конвейера все операции технологического процесса выполняются на стационарных рабочих местах. Изделия снимаются с конвейера и по окончании операции возвращаются на него. Изделия равномерно размещаются на несущей части конвейера, на участках ленты, отмеченных знаками. Минимальный комплект разметочных знаков на линии соответствует наименьшему общему кратному (НОК) числа рабочих мест на всех операциях линии и называется периодом распределительного конвейера (П). Рассчитать его можно по следующей формуле:
.
Период конвейера используется для адресования изделий на рабочие места.
4.4. Особенности организации автоматических поточных линий (АПЛ), роботизированного и гибкого автоматизированного производства (ГАП).
Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, в которой сочетаются непрерывность производственных процессов с автоматическим выполнением. Автоматизация производства в машиностроении и радиоэлектронном приборостроении развивается в направлении создания автоматических станков и агрегатов, автоматизированных и автоматических поточных линий, автоматизированных и автоматических участков, цехов и даже заводов.
Автоматическая линия — это система согласованно работающих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, с помощью которых обрабатываются детали или собираются изделия по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт автоматической линии).
Важнейшим календарно-плановым нормативом автоматической линии, характеризующим равномерность выпуска продукции, является такт (иди ритм) потока. Он определяется суммарным временем обработки изделия, временем установки, закрепления, раскрепления и снятия, а также транспортировки его с одной операции на другую.
Разновидностью комплексных автоматических линий являются автоматические роторные линии. Автоматическая роторная линия представляет собой комплекс рабочих машин (роторов), транспортных машин (роторов), приборов, объединенных в единую систему автоматического управления, в которой их заготовки одновременно с обработкой перемещаются по дугам окружностей рабочих роторов совместно с воздействующими на них рабочими инструментами. Рабочие и транспортные роторы находятся в жесткой кинематической связи и имеют синхронное вращение. Инструмент, как правило, монтируется комплексно в блоках, сопрягаемых с исполнительными органами рабочего ротора преимущественно только осевой связью, что обеспечивает быструю смену блоков. Рабочие и транспортные роторы соединяются в линии общим синхронным приводом, перемещающим каждый ротор на один шаг за время, соответствующее такту линии.
В современных условиях развития автоматизации производства особое место отводится использованию промышленных роботов. Промышленный робот - это механическая система, включающая манипуляционные устройства, систему управления, чувствительные элементы и средства передвижения. С помощью промышленных роботов можно объединять технологическое оборудование в отдельные роботизированные технологические комплексы (РТК) различного масштаба, не связанные жестко планировкой и числом комплектующих агрегатов.
Классификация РТК по типу роботизированного подразделения основывается на количественной характеристике выполняемых комплексом технологических операций.
Простейшим типом РТК, положенным в основу более крупных РТК, вплоть до целых предприятий, является роботизированная технологическая ячейка (РТЯ)„ в которой выполняется небольшое число технологических операций, например роботизированная единица технологического оборудования с ЧПУ.
Более крупный роботизированный комплекс представляет собой роботизированный технологический участок (РТУ). Он выполняет ряд технологических операций (включает несколько единиц РТЯ). Если операции осуществляются в едином технологическом процессе на последовательно расположенном оборудовании, то комплекс представляет собой роботизированную технологическую линию (РТЛ).
Под гибкой производственной системой (ГПС) понимается автоматизированное производство, построенное на современных технических средствах, способное обеспечивать выпуск продукции широкой номенклатуры, однородной лишь по своим основным конструктивным и технологическим параметрам и способное безынерционно переходить на выпуск новых изделий любого наименования. Степень гибкости производственной системы это не однозначный, а многокритериальный показатель. В зависимости от конкретно решаемой задачи ГПС выдвигаются различные аспекты гибкости:
В мелкосерийном производстве в качестве показателя гибкости номенклатуры можно принять максимальный коэффициент обновления продукции, при котором использование системы остается экономически эффективным.
К основным факторам, обеспечивающим функционирование ГПС, относятся:
1) комплексная автоматизация всех основных и вспомогательных технологических операций;
2) программная переналадка технологического оборудования;
3) оперативная (автоматизированная) конструкторско-технологическая и организационно-экономическая подготовка производства;
4) автоматизация управления производственно-технологическими процессами, осуществляемая в режиме реального времени;
5) реализация и оптимизация оперативно-производственного планирования, позволяющая максимально загрузить оборудование, минимизировать производственный цикл и обеспечить комплектность деталей и сборочных единиц для сборки;
6) групповая технология обработки деталей.
Основными элементами производственно-технологической части ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения функционирования.
Рис.4.2. Структура гибкой производственной системы: ГПК — гибкий производственный комплекс; ГАЛ - гибкая автоматизированная линия; ГАУ - гибкий автоматизированный участок; ГАЦ - гибкий автоматизированный цех
Гибкий производственный модуль — это единица технологического оборудования с ЧПУ для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции и имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС.
В состав ГПМ входят специальное технологическое оборудование (от одного до трёх станков с ЧПУ); контрольно-измерительная аппаратура и установки; промышленные роботы и манипуляторы; средства автоматизации технологического процесса; средства идентификации деталей, заготовок, инструмента и оснастки.
Роботизированный технологический комплекс - это совокупность единиц технологического оборудования от 3 до 10 станков с ЧПУ, роботов и средств их оснащения. Этот комплекс автономно функционирует и осуществляет многократные циклы. Предназначенные для работы в ГПС роботизированные комплексы должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраиваться в ГПС. Таким образом, основными характеристиками ГПМ и РТК являются:
Система обеспечения функционирования ГПС в автоматическом или автоматизировавшем режиме включает:
а) автоматизированную транспортно-складскую систему;
6) автоматизированную систему инструментального обеспечения (АСИО), осуществляющую подготовку; хранение и автоматическую замену инструмента;
в) автоматизированную систему слежения за износом и поломками инструмента (АССИ);
г) автоматизированную систему обеспечения надежности, следящую за состоянием оборудования (АСОН);
д) автоматизированную систему управления качеством продукции (АСУКП);
е) автоматизированную систему удаления отходов производства (АСУОП).
Производственно-технологическая часть ГПС предназначена для выполнения всех основных и вспомогательных технологических процессов и операций над элементами материального потока. Основным элементам информационно-вычислительной и управляющей част ГПС является автоматизированная система управления предприятием (АСУП), обеспечивающая автоматизированное организационно-экономическое управление гибким автоматизированным производством и включающая системы более низкого уровня, такие как:
Частичная или полная интеграция производственно-технологической части ГПС с функциональными системами информационно-вычислительной и управляющей частей в единую производственную систему превращает ее в гибкое автоматизированное производство.
4.5. Экономическая эффективность и современные проблемы поточного производства.
Широкое распространение поточных методов производства объясняется их высокой эффективностью. Для поточного производства характерны широкое применение высокопроизводительного специального оборудования, высокий уровень механизации и автоматизации ручных работ и транспортных операций и наиболее полное использование оборудования, материалов и прочих средств производства.
Эффективность поточных методов выражается в повышении производительности труда, увеличении выпуска продукции, сокращении продолжительности производственного цикла обработки продукции, снижение использования производственных площадей, меньшем числе межцеховых и цеховых кладовых, экономии материалов и снижении себестоимости продукции.
На повышение производительности труда при поточном производстве оказывает влияние несколько факторов, из которых можно отметить следующие:
На снижение себестоимости влияют следующие факторы:
Внедрение поточного производства приводит к значительному сокращению продолжительности производственного цикла, уменьшению заделов и общего объема незавершенного производства.
Однако переход на поточное производство влечет за собой и рост капитальных вложений. В связи с этим необходимо определять размер капитальных вложений и их экономический эффект.
Контрольные вопросы:
5 Особенности оперативно-производственного планирования различных типов производства. Диспетчирование и учет производства.
5.1.Содержание и задачи оперативного планирования. Календарно – плановые нормативы.
Оперативно-производственное планирование является составной частью внутризаводского планирования, его завершающей стадией и заключается в детализации показателей текущего (тактического) плана производственно-хозяйственной деятельности предприятия по исполнителям (цехам, участкам, бригадам, рабочим местам) и срокам (кратким периодам — месяцам, декадам, суткам, сменам, часам) с целью равномерного выполнения производственной программы и эффективного использования трудовых, материальных, финансовых и других ресурсов.
Основной задачей оперативного планирования производства является обеспечение слаженной и комплексной работы всех звеньев производства по изготовлению продукции в соответствии с заданным количеством, номенклатурой и качеством в установленные сроки, предусмотренные стратегическим (тактическим) планом.
Содержание оперативного планирования производства включает:
Оперативное планирование производства должно отвечать следующим требованиям:
Выполнение этих требований способствует лучшему использованию производственных фондов предприятия.
В зависимости от содержания работ и сроков действия оперативное планирование подразделяется на календарное планирование и оперативное регулирование (диспетчеризацию), которые выполняют экономисты-менеджеры и специалисты плановых и производственных отделов предприятия.
На этапе календарного планирования осуществляют проверочный расчет объемов и уточняют содержание работ, которые должны быть выполнены в предстоящем планируемом периоде каждым производственным подразделением; выполняют подробный расчет необходимых производственных и трудовых ресурсов (оборудования, рабочих, производственных площадей, материалов, заготовок и т.п.) и сопоставляют их с наличными ресурсами; разрабатывают календарные планы-графики по каждому наименованию изделий и для каждого производственного подразделения. Исходными данными для разработки календарных планов-графиков служат годовые объемы выпуска продукции, трудоемкость выполняемых работ, сроки поставки предметов труда на рынок и другие показатели.
На этапе оперативного регулирования (диспетчеризации) производства осуществляется непрерывное наблюдение за ходом производственного процесса — оперативный учет и контроль, корректировка и поддержание его параметров. На этом этапе оперативного планирования окончательно уточняют задания на самые короткие промежутки времени (смены, часы) и сроки выполнения их с учетом сложившейся производственной ситуации.
Календарно-плановые нормативы являются основой для расчета всех видов оперативных планов на предприятии. Их значение особенно возрастает в современных условиях, когда важнейшим фактором дальнейшего развития производства становится интенсификация, а также в связи с созданием автоматических систем управления производством.
В массовом производстве, где производственные участки построены в основном в виде поточных линий, оперативно-производственное планирование должно обеспечить четкую работу каждой линии и синхронность в работе всех линий. Выполнение этой задачи во многом зависит от уровня календарно-плановых нормативов. Важнейшими из них в массовом производстве являются такты (ритмы) выпуска или запуска деталей, сборочных единиц и изделий, регламенты работы линий, нормативы заделов и т. п. (они были рассмотрены ранее).
Важнейшими нормативами серийного производства являются: размер партии одновременно обрабатываемых деталей, сборочных единиц, изделий; длительность производственного цикла изготовления изделий, отдельных его сборочных единиц и деталей; периодичность запуска (выпуска) партии изделий или отдельных их частей; величина опережений; нормативы заделов.
Особенностью оперативно-производственного планирования в единичном производстве является слаборазвитая по сравнению с массовым и серийным производством нормативная база. Основными календарно-плановыми нормативами являются планы-графики выполнения заказа, цикловые графики производства, объемные расчеты загрузки оборудования и величины календарных опережений.
5.2.Межцеховое и внутрицеховое планирование. Объемно – календарные расчеты. Расчет оперативной месячной программы цеха. Расчеты. Нормативная база.
В зависимости от сферы применения оперативное планирование подразделяется на межцеховое и внутрицеховое.
Межцеховое планирование обеспечивает разработку календарных планов-графиков производства продукции по цехам, регулирование плановых заданий и объемов продажи продукции всеми цехами предприятия и контроль за ними, а также координирует работу основных и вспомогательных цехов, проектно-конструкторских, планово-экономических и других функциональных служб.
В основное содержание межцехового планирования входят:
1) разработка сводного календарного плана производства по заводу;
2) разработка цеховых планов-графиков;
3) расчет календарно-плановых нормативов;
4) согласование сроков поставки материалов, заготовок, деталей, узлов из цеха в цех, оперативный учет хода выполнения графиков работы цехов и завода в целом и контроля за ним.
При внутрицеховом планировании осуществляются разработка, детализация и уточнение календарных заданий, полученных цехом от заводоуправления, и доведение их до каждого рабочего места. Основным содержанием внутрицехового планирования является:
1) разработка детализированных планов-графиков цехов, участков, поточных линий и отдельных рабочих мест;
2) разработка и выдача сменно-суточных заданий подразделениям основных цехов предприятия;
3) оперативная подготовка, учет и контроль за ходом выполнения сменно-суточных заданий подразделениями цехов.
В зависимости от организационного типа производства на промышленных предприятиях используются различные системы оперативного планирования. Однако любая из приведенного систем оперативного планирования включает следующие однотипные элементы: планово-учетные единицы; планово-учетные периоды; календарно-плановые нормативы; планово-учетные документы.
Наибольшее распространение на предприятиях машиностроения получили следующие системы оперативного планирования: позаказная, покомплектная и подетальная.
Позаказная система находит применение преимущественно в условиях единичного и мелкосерийного производств. Номенклатура на таких заводах, как правило, широкая, поэтому оперативное планирование и контроль ведутся в укрупненных масштабах. За планово-учетную единицу в этом случае принимается заказ, в большинстве случаев включающий одно изделие или небольшое их число. На первой стадии такого планирования оформляют заказ. Вследствие разового характера заказа эта стадия строится на укрупненных календарно-плановых нормативах (общей продолжительности производственного цикла выполнения заказа). На второй стадии осуществляют подготовку производства заказа и, наконец, на третьей стадии — планирование изготовления заказа.
Классификация систем оперативного планирования и их элементы.
|
Система и элементы |
Организационный тип производства |
Единичное |
|||
|
Массовое |
Серийное |
||||
|
Крупносерийное |
Среднесерийное |
Мелкосерийное |
|||
|
Система планирования |
Подетальная - -по такту потока |
Подетальная — по нормам заделов |
Покомплектная, непрерывно-оперативная, «максимум-минимум» |
Покомплектная, позаказная |
Позаказная, покомплектная, подетально-склад-ская, СПУ |
|
Планово-учетная единица |
Деталь |
Деталь, Машино-комплект |
Машино-комплект, узловой комплект, групповой комплект, условное изделие |
Узловой комплект, групповой комплект, машино-комплект, условный комплект деталей, заказ |
Заказ, узловой комплект, групповой комплект, машино-комплект, деталь |
|
Планово-учетный период |
Сутки, смена, час |
Неделя, сутки, смена, час |
Неделя, сутки, смена |
Декада, неделя, сутки |
Месяц, декада, неделя |
|
Календарно-плановые нормативы |
Такт, заделы, продолжительность производственного цикла |
Такт, заделы, продолжительность производственного цикла, размер партии, периодичность запуска |
Продолжительность производственного цикла, размер партии, периодичность запуска (выпуска) |
Продолжительность производственного цикла, опережения запуска (выпуска) по частным процессам |
Продолжительность производственного цикла, опережения запуска (выпуска) по частным процессам, продолжительность критического пути |
|
Планово-учетные документы |
Стандарт-план поточной линии, задание на плановый период |
Стандарт-план поточной линии, задание на плановый период |
Задание на плановый период |
Задание на плановый период, позаказный цикловой график |
Позаказный цикловой график, сетевой график |
Календарно-плановые расчеты ведутся на разработанном цикловом графике изготовления изделия (заказа) в порядке, обратном ходу технологического процесса, так как установленные сроки окончания заказа определяют необходимые сроки запуска его в производство.
Некомплектная система характерна главным образом для серийного производства. Планово-учетной единицей здесь является комплект деталей, входящих в изделие, в частности: узловой комплект, машино-комплект, групповой комплект, суточный комплект. Узловой комплект объединяет детали, образующие технологический узел. Запуск в производство планируется таким образом, чтобы завершить изготовление всех деталей, входящих в узел, одновременно к моменту сдачи комплекта на узловую сборку. Групповой комплект деталей формируется по признаку общности технологического маршрута обработки деталей разных изделий, применяемого оборудования, оснастки, периодичности запуска (выпуска).
Подетальная система применяется преимущественно в массовом и крупносерийном производствах. Планово-учетной единицей здесь является деталь. Плановый орган завода планирует цеху, участку, поточной линии выполнение работ по каждой отдельной детали.
Продукция в единичном и мелкосерийном производствах изготавливается по отдельным заказам, которые открываются на каждое изделие или небольшую серию изделий. Это определяет и метод планирования. В объем работ по выполнению заказа входит не только само производство изделия, но и вся техническая подготовка производства, выполнение которой необходимо включать в календарный план.
Особенностью в условиях единичного и мелкосерийного производств является и то, что одновременное изготовление деталей и сборочных единиц для изделий различных наименований обусловливает большое разнообразие и частую смену объектов производства в программе каждого цеха, участка. В этой связи не представляется возможным заранее разрабатывать календарно-плановые нормативы движения предметов труда, поэтому приходится полагаться на опыт работников предприятия.
К основным календарно-плановым нормативам в единичном и мелкосерийном производствах относятся: планы-графики выполнения заказов; цикловые графики производства; объемные расчеты загрузки оборудования и площадей; величины календарных опережений запуска и выпуска.
Основной планово-учетной единицей по заводу и сборочным цехам является индивидуальный производственный заказ, а для заготовительных и обрабатывающих цехов — заказ на комплект деталей.
Важная особенность календарного планирования в единичном и мелкосерийном производствах состоит в тесной увязке работы ПДО и ПДБ с работой служб технической подготовки производства: отделами главного конструктора, главного технолога и др. Плановые сроки выполнения заказов должны быть согласованы с очередностью подачи технической документации в цехи предприятия. Отсюда главная задача оперативного планирования в этих условиях заключается в обеспечении своевременного выполнения разнообразных заказов в соответствии с производственными программами при равномерной загрузке всех звеньев производства.
Работа по выполнению заказа на изготовление изделия (небольшой серии изделий) состоит из следующих этапов:
1) оформление заказа;
2) подготовка выполнения заказа;
3) выполнение заказа или собственно изготовление изделия.
Сроки выполнения работ по заказу отделам-исполнителям и цехам фиксируются в плане-графике прохождения заказа. Этот план-график составляется укрупненно, цепным методом обратно ходу технологического процесса или строится сетевой график. На основе плана-графика прохождения заказа разрабатываются уточненные квартальные и месячные календарные графики подготовки производства, изготовления и испытания данного заказа.
Основная задача внутрицехового планирования — довести в подетальном, а в некоторых случаях (при изготовлении трудоемких, сложных деталей) в пооперационном разрезе задания цехового плана до каждого участка и рабочего места и обеспечить их равномерную загрузку.
Исходными материалами для разработки подетальных планов являются позаказные спецификации, ведомости расшифровки узловых (групповых или условных) комплектов, карты технологических процессов, сроки начала и окончания работ, сроки запуска и выпуска партии, данные о выполнении заданий за предыдущий период и о состоянии незаконченных работ.
Большинство предприятий машиностроения работает на основе серийных методов производства. В этих условиях основной задачей оперативно-календарного планирования является определение и организация последовательного и периодически возобновляемого выпуска серий готовых изделий и обработки деталей партиями по заранее разработанному плану-графику. Осуществление этой задачи обеспечивает выполнение плана при максимальной загрузке рабочих мест и равномерном выпуске продукции.
Основные особенности межцехового планирования в серийном производстве сводятся к следующему:
К основным калёндарно-плановым нормативам серийного типа производства относятся:
Расчет календарно-плановых нормативов основывается на:
Кроме календарно-плановых нормативов, в условиях серийного производства для составления оперативных планов-графиков на плановый период необходимы проверочные объемные расчеты пропускной способности цехов, участков, групп оборудования и производственных площадей.
Нормативно-календарные расчеты
Определение размера серий. Под серией понимается общее число изделий в программе завода, одинаковых по конструкции и технической характеристике. В мелкосерийном производстве понятия «серия» и «партия» полностью совпадают, в средне- и крупносерийном при больших заказах серии разбиваются на партии изделий и запускаются в производство последовательно. Размеры серий определяются заказом.
Определение размера партий обрабатываемых деталей и периодичности их запуска и выпуска. Под партией деталей понимается количество одинаковых деталей, изготавливаемых непрерывно с одной настройкой оборудования, т.е. с однократной затратой, подготовительно-заключительного времени.
Определение продолжительности производственного цикла. Продолжительность производственного цикла - это отрезок времени между началом и окончанием производственного процесса изготовления партии деталей (сборочных единиц). Этот показатель является одним из важнейших нормативов календарного планирования. На его основе согласуется работа цехов и участков по изготовлению партий деталей во времени и устанавливается величина заделов и незавершенного производства.
Определение опережений запуска и выпуска партий деталей (сборочных единил). Под опережением понимается время начала или окончания предыдущих операций или частей производственного процесса по отношению к последующим. Оно равно отрезку времени, в течение которого необходимо заранее осуществить запуск или выпуск деталей в предыдущих по ходу технологического процесса производственных подразделениях по отношению к данному.
Различают общее и частное опережение запуска и выпуска. Под общим опережением запуска понимается время со дня запуска в производство партии деталей в первом по ходу технологического процесса цехе до дня (момента) окончания сборки первого готового изделия. Время опережения выпуска меньше времени опережения запуска на период производственного цикла в данном цехе. Под частным опережением понимается опережение запуска и выпуска партии в предыдущем цехе по сравнению со временем запуска и выпуска первой партии этих деталей в последующем цехе.
Время опережения состоит из двух элементов: времени технологического опережения и времени резервного опережения. Величина технологического опережения, при равенстве или уменьшении по ходу технологического процесса партии изделий в кратное число раз, численно равна суммарной продолжительности производственных циклов всех цехов.
Резервное опережение — промежуток времени между выпуском партии данных деталей в предыдущем цехе и запуском ее в последующем. Оно предусматривается на случай возможной задержки выпуска партии в предыдущем цехе или возможности преждевременного запуска. Величина такого опережения устанавливается по результатам исследования причин задержек в реальных условиях производства (как правило, не более 2-3 дней).
Определение величины производственных заделов.
Под производственным заделом понимается количество заготовок, деталей, сборочных единиц (штук), находящихся в данный момент на разных стадиях производственного процесса. Заделы, выраженные в нормо-часах или в денежных затратах, представляют собой незавершенное производство.
Наличие определенного количества деталей (заготовок, сборочных единиц) в заделе — главное условие обеспечения ритмичной работы предприятия и его структурных подразделений, поскольку оно гарантирует возможность своевременного запуска и выпуска партий изделий на любой стадии производства.
Правильное определение величины нормативных заделов представляет одну из важнейших задач календарного планирования.
В серийном производстве различают технологические, транспортные, оборотные и страховые заделы. По месту их накопления все четыре вида заделов - цеховые, образующиеся между операциями внутри цеха или участка, а три последних могут называться и складскими, так как образуются между цехами. Первые служат для обеспечения нормальной работы внутри данного цеха, вторые - для комплектного обеспечения цехов-потребителей. Суммарные межцеховые заделы (страховые и оборотные) по состоянию на первое число месяца называются переходящими. Величина их служит исходной базой для разработки месячных планов-графиков участков и цехов.
Величина технологического задела зависит не только от размера партии изделий и количества рабочих мест, но и от продолжительности цикла изготовления партии и величины ритма (периода) запуска и выпуска. При различных соотношениях между ними изменяется и величина задела. Для расчета объема незавершенного производства необходимо знать среднюю величину технологического циклового задела ), выраженную в штуках:
Размер транспортного задела устанавливается в зависимости от вида транспортных средств и размера транспортной партии. Величина складского и транспортного задела равна размеру партии деталей, поступающих в каждый цех, или площади для их хранения.
К оборотным относятся заделы, образующиеся на поточных линиях (цеховые заделы). Если в подающем цехе размер партии меньше, чем в потребляющем, то в последнем накапливаются детали до количества, равного размеру партии обработки в потребляющем цехе. Если же в подающем цехе размер партии больше, чем в потребляющем, то в последний поступает больше деталей, чем требуется для одного запуска, и количество их уменьшается с каждым очередным запуском до нуля после запуска последней партии. К страховым относятся заделы, которые создаются для обеспечения рабочих мест (цехов потребителей) заготовками, деталями и т. д. на случай перерывов в подаче их от питающих рабочих мест, складов, цехов.
Межцеховое календарное планирование серийного производства сводится к установлению цехам основного производства плановых заданий на месяц, исходя из годового плана предприятия. Эти задания составляются в порядке, обратном ходу технологического процесса, и на основе календарно-плановых расчетов. В первую очередь они разрабатываются для сборочного цеха, затем для обрабатывающих цехов и далее для заготовительных. Тем самым устанавливается цепная межцеховая увязка запуска и выпуска продукции цехами в течение планируемого периода с учетом опережения их в работе.
В основе расчета плановых заданий цехам лежат технические спецификации, сборочные схемы (веерные схемы сборки), расцеховки (карты технологического планирования), нормы времени, перечни оборудования по цехам, графики ремонта оборудования и другие материалы.
При составлении месячной программы цеха следует руководствоваться договорными сроками выполнения заказа. Состав месячной программы определяется методом подбора по портфелю заказов. Из портфеля заказов выбирают номенклатуру и определяют сроки выпуска, а также равномерность загрузки производственного оборудования и площадей. Если загрузка оказывается больше пропускной способности, то разрабатывают организационно-технические мероприятия, обеспечивающие выполнение программы. При необходимости число смен работы оборудования может быть увеличено.
Составленная программа передается цехам для оперативной подготовки работ на очередной месяц за несколько дней до его начала.
Внутрицеховое календарное планирование осуществляют планово-диспетчерские бюро цехов на месяц, декаду, неделю, сутки (в зависимости от выбранного ритма). Основой для внутрицехового планирования служат месячные календарные планы-графики цехов и ведомости расшифровки узловых, групповых иди машинных комплектов, т.е. перечни всех деталей (сборочных единиц), входящих в каждый комплект.
Планово-учетными единицами для участков механообрабатывающих цехов, где работа участков организована по технологической форме специализации, служат, как правило, детали отдельных наименований или детали-операции. Поскольку состав и очередность выполнения операций и технологических маршрутов обработки партий отдельных деталей, входящих в комплект, могут не совпадать, для разработки подетальных планов участков необходимо все детали комплекта сгруппировать по однородности внутрицеховых технологических маршрутов и очередности их прохождения по участкам цеха. При группировке необходимо также указывать продолжительность цикла обработки партии деталей на данном участке, что даст возможность согласовать цикл прохождения отдельных групп деталей с общим циклом прохождения комплекта в цехе. Исходя из такой группировки, можно построить стандартный график прохождения и обработки по участкам отдельных партий деталей комплекта на всю продолжительность производственного цикла. Наличие таких графиков упрощает разработку месячных календарных заданий участкам цеха и позволяет строго согласовать во времени движение отдельных партий деталей цикловых комплектов по участкам в соответствии с месячным планом-графиком цеха.
При разработке планов-графиков для участков, работающих в условиях предметной формы специализации, в качестве планово-учетной единицы также принимается деталь. Но поскольку на участке установлены все виды оборудования, на которых она будет обрабатываться, сроки запуска и выпуска деталей по участку принимаются по цеховой программе, а прохождение партии деталей по отдельным группам оборудования согласуется с его пропускной способностью.
В массовом производстве номенклатура обрабатываемых деталей и собираемых сборочных единиц и изделий сравнительно невелика и устойчива на протяжении длительного периода. Относительно постоянный суточный темп выпуска готовой продукции и узкая специализация рабочих мест предопределяют организацию поточных методов производства. В этих условиях основной задачей оперативно-календарного планирования является организация и обеспечение движения предметов труда по операциям в заданном ритме. Основные вопросы регламентации движения предметов труда решаются в период проектирования поточных линий.
Методы и формы оперативного планирования массового производства, учитывающие особенности конкретного предприятия, основываются на:
а) наличии заранее разработанной технической документации, точно регламентирующей пооперационную технологию, а также расходных подетальных и пооперационных норм затрат труда и материалов на всю выпускаемую предприятием продукцию;
б) системе календарно-плановых нормативов, среди которых особое значение имеют такт, ритм потока, скорость движения конвейера, подетальные нормативы заделов, стандарт-планы, размеры партий, периодичность чередования партий, продолжительность цикла и др.
Основной планово-учетной единицей по заводу и сборочным цехам является изделие и сборочная единица, а для заготовительных и механообрабатывающих цехов - заготовка и деталь отдельных наименований.
Оперативно-календарное планирование в массовом производстве имеет следующие особенности:
Исходя из приведенных выше особенностей организуется общезаводской и внутрицеховой контроль за движением производства. Общезаводской контроль за ходом производства ведется посменно и по часам в соответствии с установленным тактом (ритмом). Контроль за межцеховыми передачами заготовок, деталей и сборочных единиц, а также за состоянием заделов в производстве осуществляется в соответствии с нормативами и стандартными сроками подач.
Контроль за оперативной подготовкой производства ведется в подетальном разрезе путем наблюдения за наличием заделов перед сборкой и на складах подающих цехов. Контроль за комплектной обеспеченностью сборочных процессов организуется также подетально.
В соответствии со сказанным выше организуется внутрицеховой контроль, т. е. контроль за выполнением количественного и номенклатурного плана цеха поточными линиями, а также сборочных единиц и изделий со сборочных конвейеров и стендов посменно и по часам.
Наблюдение за работой на производственных участках и ее регулирование осуществляются путем контроля за оперативной подготовкой обеспеченности производства всем необходимым для бесперебойной работы, контроля за подетальным состоянием заделов, а также за выпуском готовой продукции по всей номенклатуре.
5.3. Оперативный учет выполнения заданий. Обеспечение своевременного принятия решений.
Оперативный учет выполнения заданий осуществляется в процессе диспетчеризации. Диспетчеризация — это второй этап оперативно-календарного планирования, в задачу которого входят непрерывный систематический контроль за выполнением планов-графиков изготовления продукции, координация работы связанных между собой звеньев производства (цехов, участков, рабочих мест) и ликвидация последствий, возникающих из-за отклонений от установленного регламента работы. Следует отметить, что термин «производственная диспетчеризация» в последние годы все больше вытесняется термином «оперативное управление производством», который охватывает аналогичные функции оперативного регулирования хода производственного процесса.
Являясь продолжением календарного планирования, диспетчерское регулирование тем проще и эффективнее, чем лучше организовано календарное планирование работы цехов, участков и других подразделений. Диспетчеризация должна иметь предупредительный характер, заключающийся в заблаговременном выявлении и своевременном устранении намечающихся отклонений от установленных планов-графиков и текущих заданий. Для успешного проведения производственной диспетчеризации необходимы следующие объективные условия:
При отсутствии этих условий диспетчерский контроль может свестись к простой регистрации неполадок и к продвижению деталей без устранения причин, нарушающих планы-графики и вызывающих штурмовщину в работе.
Методы и содержание оперативного регулирования, так же как и календарного планирования, во многом зависят от типа производства.
В условиях единичного и мелкосерийного производства основными объектами диспетчерского контроля являются сроки выполнения важнейших работ по отдельным заказам и оперативная подготовка к выполнению текущих заданий. Диспетчерский контроль осуществляется в соответствии с цикловыми планами-графиками выполнения заказов. Он состоит в проверке сроков запуска и выпуска заготовок, деталей и сборочных единиц по цехам, а также в укомплектовании сборки изделия деталями и сборочными единицами в установленные сроки.
В условиях серийного производства основными объектами диспетчерского контроля являются сроки запуска и выпуска партий заготовок, деталей, сборочных единиц, состояние складских заделов и степень комплектной обеспеченности сборочных работ. Контроль и регулирование осуществляются в соответствии с установленными планами-графиками межцеховых подач или комплектования изделий заготовками, деталями и сборочными единицами с учетом норм опережений, выраженных в изделиях. Выпуск готовой продукции в количестве, номенклатуре и по срокам сопоставляется с календарным планом-графиком изготовле ния серий изделий.
В условиях массового производства основными объектами диспетчерского контроля являются соблюдение установленных ритмов работы поточных линий и состояние внутрилинейных и межлинейных заделов. Диспетчерский контроль осуществляется в суточном, сменном или почасовом разрезе в зависимости от величины ритма. Текущий контроль и регулирование хода производства, осуществляемые диспетчерской службой, направлены в основном на выполнение производственных программ, заданий и календарных планов-графиков в пределах суток. Одновременно с этим обеспечивается нормальный ход производства по графику на ближайшее время — неделю, декаду.
Наряду с основным производством, диспетчерская служба координирует работу вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств производственного назначения.
На большинстве машиностроительных заводов диспетчерская служба имеет трехступенчатую структуру:
1) производственно-диспетчерский отдел (ПДО) предприятия;
2) производственно-диспетчерское бюро (ПДБ) цеха;
3) диспетчер (плановик) участка.
Основным содержанием работы цехового диспетчерского аппарата является:
1) контроль выполнения графика выпуска продукции цехом и прохождения ведущих и дефицитных деталей;
2) контроль за своевременным запуском в производство заготовок и деталей;
3) контроль за оперативной подготовкой производства и обеспечением всем необходимым;
4) принятие мер по предупреждению и ликвидации различных неполадок в производстве;
5) руководство работой внутрицехового транспорта;
6) ведение диспетчерского журнала, картотек, контрольных графиков работы цеха и составление текущей оперативной отчетности (рапорта в ПДО о выполнении производственной программы за истекшие сутки);
7) уточнение сменно-суточных заданий на следующую смену и сутки.
В процессе управления производственной системой руководители различных уровней и рангов в соответствии со своими функциями, обязанностями и правами сталкиваются с необходимостью выбора из большого числа возможных вариантов действий наилучшего. Так как эффективность управления во многом обусловлена качеством решений, последние должны отвечать определенным требованиям. Основные из них — обоснованность, четкость формулировок, реальная осуществимость, своевременность, экономичность, эффективность. Очень важным условием положительного воздействия управленческого решения на работу объекта управления является его соответствие и согласованность с общими целями и задачами. Следует отметить одну особенность процесса принятия управленческих решений. Во многом оно зависит от полноты информации о состоянии обстановки на конкретном объекте управления. Именно содержание информации диктует условия принятия управленческих решений, которые вырабатываются в условиях либо определенности, либо неопределенности и риска. Как правило, решения принимаются, когда возникает проблемная ситуация. Проблемной называют ситуацию, характеризующуюся таким различием между необходимым (желаемым) и существующим состоянием управляемой системы, которое препятствует ее развитию или нормальному функционированию.
Отражая многогранность и сложность взаимодействия объективных и субъективных факторов, действующих в условиях предприятия, управленческие решения отличаются многообразием форм. Их классификация позволяет систематизировать характеризующие их производственные ситуации, информацию, а также процедуры, связанные с ее обработкой. Все решения, принимаемые на предприятии, по срокам действия, масштабу и характеру целей подразделяются на:
Контрольные вопросы:
6 Сетевое планирование и управление технической подготовкой производства. Функционально-стоимостной анализ.
6.1.Система и принципы сетевого планирования и управления. Методы оптимизации сетевых моделей с помощью ФСА.
Известно, что планирование и управление различными комплексами работ предполагает использование моделей (графиков) проектов или разработок, достаточно полно отражающих в той или иной форме взаимосвязи и характеристики работ, которые предстоит выполнить. Традиционные методы планирования предполагают использование простейших моделей типа ленточных графиков Ганта и Кнеппеля, которые позволяют отразить календарные сроки начала и окончания каждого вида работы, а также длительность цикла выполнения всего комплекса работ.
Составляют ленточные графики в пределах заданного, а не расчетного, срока выполнения всего комплекса работ. Горизонтальные отрезки, которые наносятся на календарную сетку параллельно или последовательно, отражают длительность цикла каждой работы (стадии или этапа), рассчитанную по нормативам или установленным нормам времени экспертным путем.
Как обычно планируются сроки разработки сложных комплексов, новых объектов производства, комплексов проведения ремонтных работ? На отдельные работы, по которым уже есть опыт, а возможно и нормативы, даются относительно точные оценка продолжительности и сроки выполнения. А на остальные работы, которые раньше не встречались? Для них применяются так называемые «потолочные», или «волевые», оценки, в которых время учитывается не по принципу «за сколько можно сделать», а по принципу «за сколько нужно сделать», что очень часто приводит к срыву установленных сроков, аварийной переделке планов и т.д. Вот далеко не полный перечень недостатков наиболее широко принятых сейчас методов планирования и графического отображения планов. Эти недостатки в значительной мере ликвидируются внедрением систем сетевого планирования и управления (СПУ).
Система СПУ является комплексом графических и расчетных методов, организационных мероприятий и контрольных приемов, обеспечивающих моделирование, анализ и динамическую перестройку плана выполнения сложных комплексов работ и разработок. В системах СПУ широко используются графическое изображение и аналитическая запись плана работ, которые отражают их логическую последовательность, взаимосвязи и продолжительность и создаются с целью последующей оптимизации разработанного плана и текущего управления ходом работ. Оптимизация включает в себя периодический сбор информации о ходе выполнения работ и соответствующую корректировку плана.
Основным элементом системы СПУ является сетевой график. Это модель процесса, на которой можно проводить эксперименты и выяснять, к каким результатам приведет то или иное изменение в модели. Модель (график) процесса разработки и изготовления изделия в виде сетевого графика выглядит следующим образом (рис. 6.1). Над стрелками на графике проставлены номера работ (как правило, приводится номер или наименование работы и проставляется численность исполнителей или другие параметры), под стрелками — длительности их выполнения, а в кружках-событиях — коды свершения. Простое сравнение ленточного и сетевого графиков показывает, что и тот и другой одинаково хорошо отражают количественную сторону процесса, т.е. состав работ, а вот взаимосвязь работ просматривается только на сетевом графике.
Рис. 6.1. Сетевой график разработки изделия «И»
Еще одним преимуществом сетевого графика является то, что с его помощью может быть легко выделена технологическая последовательность выполнения работ, которая определяет конечные сроки выполнения всей разработки — критический путь (выделен жирными стрелками). Знание критического пути позволяет концентрировать все внимание руководства и исполнителей именно на этих работах, прогнозировать сроки, перераспределять время, ресурсы, изменять показатели качества и, следовательно, добиваться гарантии выполнения всего комплекса работ в заданные сроки. Кроме того, сетевой график позволяет определить резервы времени работ, лежащих не на критическом пути, что дает возможность более рационально перераспределять наличные людские, материальные и финансовые ресурсы и за счет этого добиваться выигрыша во времени с наименьшими затратами.
В системах СПУ могут быть использованы три основных вида сетевых графиков.
Основным элементом сетевых графиков в терминах событий является событие. Оно определяет факт получения результата (окончания какого-то процесса). Каждое событие на сетевом графике соединено с одним или несколькими событиями связями, которые имеют временную оценку и определяют положение события в сети с точки зрения топологии и времени.
Несмотря на то что для перехода от одного события к другому требуется проделать определенную работу, связи в сетевом графике в терминах событий нельзя рассматривать как работы. За ними не закрепляется исполнитель, они не имеют определений, а лишь показывают зависимость во времени между событиями.
Рис. 6.2. Сетевой график в терминах событий
В сети всегда существуют одно исходное и одно завершающее событие. Исходное событие представляет собой формулировку условия по выполнению данного комплекса работ. Завершающее событие представляет собой формулировку конечного результата всей разработки, описанной данным сетевым графиком. События в сетях в терминах событий изображаются кружками, над или рядом с которыми записывается их формулировка (наименование). Связи между событиями указываются стрелками, под которыми проставляются временные оценки.
Рис. 6.3, Сетевой график в терминах работ
В сетевых графиках данного вида, как и в графиках второго вида, имеют место понятия данная, предшествующая и последующая, а также исходная, промежуточная и завершающая работы.
Основными элементами сетевых графиков третьего вида являются работы и события. Эти графики являются производными перечисленных выше. Работы на сетевом графике в терминах работ изображаются прямоугольниками, в которых записываются коды работ, над ними указывается наименование работы, а под ними — продолжительность.
Термин «работа» используется в сети в широком смысле слова и имеет следующие значения:
Рис. 6.4. Сетевой график в терминах работ и событий
Действительная работа и ожидание имеют такое же значение, как в сетевых графиках второго вида (в терминах работ). Зависимость (фиктивная работа) — это условный элемент, который вводится для отражения взаимосвязи между действительными работами и ожиданием. Зависимость не требует затрат ни времени, ни ресурсов но указывает, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от окончания другой. Продолжительность фиктивной работы равна нулю.
Действительная работа и ожидание изображаются в сетевом графике сплошными стрелками, а зависимость — пунктиром.
Понятие «событие» может иметь следующие значения:
Всякая работа сетевого графика соединяет два события: непосредственно предшествующее данной работе (являющееся для нее начальным событием) и следующее за ней (являющееся для нее конечным событием). Код данной работы состоит из кодов начального и конечного событий данной работы. Наименование работы проставляется над стрелкой, а продолжительность ее выполнения и другие параметры управления — под стрелкой.
Продолжительность работы — это время, необходимое для ее выполнения. Оно обозначается t(i-j) и указывается на графике под стрелкой, например, для сетевого графика на рис. 6.4. t(1-3) = 6.
Для научно обоснованного подхода к определению продолжительности выполнения комплекса работ вводится понятие «путь». Путем называется такая последовательность работ (и зависимостей) в сети, у которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. В сетевом графике различают несколько видов путей:
Самый длинный из всех полных путей (их может быть несколько) имеет особое значение — его длина определяет наименьшую возможную продолжительность выполнения комплекса работ (проекта), поэтому на графике он выделяется жирной линией и называется критическим путем (LKp). Продолжительность критического пути обозначается tкр (например, для сетевого графика на рис. 6.2. tкр = 29). Работы, которые лежат на критическом пути, также называются критическими. Следовательно, чтобы сократить сроки выполнения всего комплекса работ, достаточно сократить сроки выполнения работ, лежащих на критическом пути.
Общие принципы и способы формирования сетевых графиков.
Принцип централизации. Сводный комплексный сетевой график строится централизованно, исходя из схемы конструктивно-технологического членения или технологической схемы сборки создаваемого объекта. Такое построение называется «сверху вниз».
Принцип децентрализации. Сводный сетевой график строится децентрализовано на основе сшивания первичных и(или) частных сетевых графиков, полученных от ответственных исполнителей. Такое построение называется «снизу вверх».
Принцип сочетания централизации и децентрализации. Сначала строится укрупненный сводный сетевой график, который затем разукрупняется и корректируется на основе первичных графиков ответственных исполнителей. Такой способ получил название «сверху вниз — снизу вверх».
Первый способ получил распространение при формировании сетевых графиков работ небольшого объема, особенно в строительстве, при проведении реконструкции отдельных цехов и др. Второй и третий способы используются при построении сетевых графиков сложных разработок в масштабе предприятия, при участии в разработке ответственных исполнителей различных подразделений и даже разной ведомственной подчиненности.
Выбор того или иного способа построения сетевого графика определяет структуру и принципы функционирования системы СПУ. Сравнительный анализ перечисленных способов построения комплексных сетевых графиков показывает, что при внедрении системы СПУ в разрабатывающем предприятии в настоящее время более перспективными являются второй и третий.
Приведение параметров сводного сетевого графика в соответствие с заданными ограничениями производится в два этапа. На первом этапе составленный сетевой график рассматривается и согласовывается со всеми подразделениями — исполнителями и поставщиками. При этом еще раз проверяются технологические и организационные связи, правильность сшивания частных графиков и сводного сетевого графика, который включает в себя весь комплекс работ по данной разработке, выполняемых всеми подразделениями. Второй этап сетевого планирования и управления заключается в корректировке сводного сетевого графика, т.е. в приведении его в соответствие с заданными сроками и ограниченными ресурсами подразделений, участвующих в разработке.
Процесс корректировки сетевого графика иногда называют его оптимизацией, подразумевая под этим последовательное улучшение сети с целью достижения заданного срока или равномерного распределения (с учетом имеющихся ограничений) различных видов ресурсов. Поскольку оптимизация сетевого графика осуществляется за счет частных резервов времени работ, каждая последующая корректировка выполняется в пределах оставшихся частных запасов времени. Абсолютная величина первоначальных частных резервов времени работ постепенно уменьшается и в итоге по отдельным работам может быть полностью исчерпана.
Наиболее эффективно оптимизация сетевых моделей осуществляется с помощью функционально-стоимостного анализа (ФСА). Объектом исследования ФСА являются функции товара, услуги, процесса и их составляющих. ФСА позволяет не только составить истинное представление об объекте исследования, его функциях, но и разработать конкретные меры повышения качества и устранения неоправданных затрат.
Зарождение ФСА относится к концу 40-х годов и связано с именами двух инженеров - российского Ю.М. Соболева и американского Л.Д. Майлса. Целенаправленные работы по ФСА в нашей стране были начаты в начале 70-х годов в электротехнической промышленности. ФСА или анализ затрат на основе потребительской стоимости укрупненно можно свести к двум основным тезисам:
1. Затраты на изготовление любого изделия состоят из какого-то минимума издержек, абсолютно необходимых для изготовления изделия, выполняющего заданные функции, и так называемых «излишних» издержек, не имеющих прямого отношения к назначению изделия, обусловленные несовершенством конструкций, технологии и использованием неэффективных материалов. Эти «излишние» за траты являются одним из резервов снижения себестоимости продукции.
2. Задача ФСА заключается в выявлении из многих альтернативных вариантов реализации функции такого, который является наиболее экономичным.
При ФСА ставится задача обеспечить достижение цели наиболее эффективным способом. Анализ предполагает выявление и исследование функций анализируемого объекта. Под функцией в этом случае понимают проявление или сохранение свойств объекта в данной системе отношений, а также действие или воздействие. Формулировка функций при их определении должна по возможности содержать два слова — глагол и существительное.
ФСА проводится по этапам.
1 этап — подготовительный — включает выбор объекта исследования, постановку задачи, определение цели анализа, формирование группы по его проведению. Объектом исследования могут быть проектируемое или модернизируемое изделие, технологический или производственный процесс. Основными задачами, определяющими необходимость проведения ФСА на стадиях подготовки производства, являются: сокращение сроков и затрат на конструкторскую и техно логическую подготовку производства; снижение трудоемкости изготовления изделия; совершенствование организации производства и т. д.
2 этап — информационный — включает ознакомление с чертежами, технологическими процессами, паспортами, патентными формулярами, рекламными проспектами, научными статьями по проектируемому и аналогичным образцам.
3 этап — аналитический. Цель этапа — провести анализ объекта в целом для определения задач по выработке вариантов решений, направленных на его совершенствование. После того как определены функции изделия и его элементов, необходимо выявить ненужные функции и определить меры по упрощению конструкции, замене материалов и т. д.
4 этап — творческий. Цель этого этапа — поиск идей, на основе которых можно было бы сформулировать варианты решения поставленной задачи, и выбор наиболее приемлемых вариантов. Для поиска новых идей и технических решений в ходе ФСА могут быть использованы следующие методы: мозгового штурма (мозговой атаки), метод «635», конференция идей, морфологический анализ, метод контрольных вопросов, ТРИЗ и др.
Предварительный отбор вариантов решений предполагает использование современных методов сравнительной технико-экономической оценки (методы расстановки приоритетов, положительно-отрицательных оценок и др.). Этап заканчивается отбором вариантов, подлежащих рассмотрению на исследовательском этапе.
5 этап — исследовательский. На этом этапе проводятся оценка и предварительный выбор вариантов. Из всего количества различных вариантов исключаются те, которые невозможно реализовать. Для отбора альтернативных вариантов должны быть выработаны оценочные критерии, позволяющие обеспечить возможность количественного сравнения. Сравнением нужно охватывать одинаковое количество функций.
6 этап — рекомендательный. На основе отобранных вариантов принимается решение по внедрению рекомендаций, разработанных в процессе ФСА. Характеристика принятого решения дается в ясной и наглядной форме с указанием всех затрат, влияющих на себестоимость используемой конструкции.
7 этап — внедрение и контроль результатов ФСА. На этой стадии по результатам ФСА составляется график внедрения разработанных технических и организационных решений и осуществляется их реализация. Результаты проведения ФСА заносятся в таблицу.
Внедрение ФСА в практику подготовки производства способствует существенному снижению затрат как на осуществление собственно подготовки производства, так и на изготовление новой продукции и является насущной задачей.
Контрольные вопросы:
7 Процесс создания и освоения новой техники. Организация НИР, конструкторская и технологическая подготовка.
7.1. Жизненный цикл новой продукции и его влияние на показатели производства и использования продукции. Задачи проектирования продукции и его основные этапы. Формы и методы организации НИР. Порядок разработки и оформление тематических планов. Методы перехода на выпуск новой продукции.
Разработать и внедрить в производство изделие новой модели — значит превратить знания, новую идею в готовый продукт. Превращение знания в продукт требует затрат времени и крупных единовременных денежных расходов, величина которых тем больше, чем выше уровень новизны продукции. Время, в течение которого знания превращаются в продукт, т.е. разработка новой продукции, ее освоение и изготовление на предприятии вплоть до снятия с производства, принято называть ее жизненным циклом.
В жизненном цикле новой продукции можно выделить два характерных периода: первый — это время, в течение которого осуществляется разработка новой продукции, и второй — время, в течение которого новая продукция осваивается, производится и реализуется до полного прекращения выпуска и потребляется обществом.
Рис. 7.1. Структура жизненного цикла изделия
В первый период жизненного цикла изделия включается полный комплекс работ по созданию новой техники, состоящий из нескольких стадий, этапов и отдельных работ, выполняемых для обеспечения ее существования. Этот период начинается со стадии научно-исследовательской работы (НИР).
Вторая стадия - опытно-конструкторские работы (ОКР), когда идеи, возникшие на стадии НИР, практически претворяются в техническую документацию и опытные образцы.
На третьей стадии конструкторской подготовки производства (КПП), осуществляется проектирование новой техники: разработка чертежей и технической документации.
Четвертая стадия - технологическая подготовка производства (ТПП). Здесь разрабатывают и проверяют новью технологические процессы, проектируют и изготавливают технологическую оснастку для производства новой техники.
Пятая стадия - организационная подготовка производства (ОПП). На этой стадии выбирают методы и моделирующие процессы перехода на выпуск новой продукции, рассчитывают потребность в материалах и комплектующих изделиях, определяют календарно-плановые нормативы.
На шестой стадии отработки в опытном производстве (ООП) новой конструкции изделия, осваивают выпуск изделия опытного образца, проводят отладку новых технологических процессов, проверку и оценку «жизнеспособности» новой продукции.
Во второй период жизненного цикла изделия включается седьмая стадия - освоение изделия в промышленном производстве (ОСП). Здесь создаются условия для промышленного производства нового изделия.
Стадия освоения является связующим звеном с фазой производства и реализации изделия (ПиР), в процессе которой осуществляются изготовление деталей и сборочных единиц, сборка и испытание изделия в соответствии с технологической и конструкторской документацией.
Завершающий этап жизненного цикла, когда осуществляется эксплуатация новой продукции (Э), - это период, в течение которого эта продукция используется в соответствии с ее назначением и приносит экономический эффект, до момента утилизации (У). Следует отметить, что во второй период жизненного цикла изделия предприятие-изготовитель новой техники получает доход от ее реализации, т. е. «новая продукция работает на предприятие». Казалось бы, предприятию выгодно продлить второй период жизненного цикла изделия на максимальный срок, поскольку в это время оно не несет дополнительных расходов на разработку и внедрение новой продукции. Однако этот период имеет свой предел, обусловленный экономическими и социаль ными факторами.
Новая продукция с момента ее появления обеспечивает социально-экономический эффект лишь до определенного времени. Затем она морально стареет и ее дальнейшее производство и использование наносит ущерб предприятию независимо от ее стоимости (резко снижается, а иногда и полностью прекращается спрос на нее, и, как следствие, уменьшается прибыль и возрастают убытки). Другими словами, с момента появления новой продукции эффект от ее использования быстро увеличивается до определенной максимальной величины, которая затем начинает уменьшаться до нуля или даже до отрицательной величины.
Множество факторов и переменных, влияющих на процессы создания и освоения новой техники (СОНТ), предопределяет необходимость использования системного подхода при организации этих процессов. Системный подход необходим для рассмотрения любых сложных проблем, в том числе и проблемы СОНТ. Полный комплекс работ по созданию и освоению новой техники включает все стадии жизненного цикла изделия:
1) научно-исследовательские работы (НИР);
2) опытно-конструкторские работы (ОКР);
3) конструкторскую подготовку производств; (КПП);
4) технологическую подготовку производства (ТПП);
5) организационную подготовку производства (ОПП);
6) отработку нового изделия в опытном производстве (ООП);
7) освоение нового изделия в промышленном производстве (ОСП).
Рис. 7.2. Структура системы СОНТ
Первые две стадии охватывают работы, которые по своему содержанию не относятся к производству. Как правило, они выполняются в отраслевых НИИ и КБ и являются первым этапом системы СОНТ. Последующие четыре стадии составляют второй этап системы СОНТ и обеспечивают техническую подготовку производстве (ТП). Они выполняются проектными организациями или отделами главного конструктора и главного технолога предприятия-изготовителя новой техники. На седьмой стадии непосредственно создаются условия для промышленного производства нового изделия.
Стадии создания нового изделия, включая НИР, ОКР, КПП частично ТПП, условно относятся к исходной фазе цикла СОНТ, а частично стадия ТПП и остальные стадии ОПП, ООП и ОСГ относятся к заключительной фазе.
Систему СОНТ следует рассматривать как «открытую» систему. Она обменивается информацией, энергией, материальными носителями с окружающей средой. Входами системы СОНТ являются результаты фундаментальных и особенно прикладных исследований, конструкторско-технологическая документация, а также плановые задания, установленные сроки, материалы и комплектующие изделия, выходом - готовая продукция. По своему содержанию и характеру получаемых результатов научные исследования могут быть фундаментальными, поисковыми и прикладными.
Фундаментальные научные исследования делятся на теоретические и экспериментальные. Основой фундаментальных исследований является открытие новых явлений, закономерностей и принципов, которые могут быть использованы при создании новой техники, технологии производства, организации производства и потребления и т. д. Результаты фундаментальных исследований, как правило, служат основой для проведения поисковых и прикладных исследований, прямо касающихся вопросов создания новых видов материалов, средств и способов производства. Формы информации — теории, гипотезы и др.
Поисковые научные исследования направлены на изучена более конкретных проблем, например, возможностей создании новых материалов, техники, технологии, повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции и др. Результатами поисковых исследований является научно-техническая информация, которая во многих случаях имеет материально-техническое воплощение. При положительных результатах вывод поисковых работ имеют вполне конкретный характер и выдаются в виде отчетов, технической документации, макетов, экспериментальных образцов.
Прикладные научные исследования непосредственно направлены на создание новых конкретных изделий либо на совершенствование существующих, а также на разработку способов их производства; на разработку средств механизации и автоматизации производства, систем и методов контроля качества продукции и т.д. Прикладные исследования, относящиеся к материальному производству, в результате которых осуществляется техническое и рабочее проектирование, изготавливаются и испытываются опытные образцы, переходят в опытно-конструкторские работы (ОКР).
Цикл научно-исследовательских работ, проводимых подразделениями предприятий и другими организациями, состоит из стадий, а также возможных этапов по стадиям. Под стадией понимается логически обоснованный раздел НИР, имеющий самостоятельное значение и являющийся объектом планирования и финансирования. На первой стадии - разработка технического заданий - подбирают и изучают научно-техническую литературу, патентную информацию и другие материалы по теме, обсуждают полученные данные, на их основе составляют аналитический обзор и выдвигают гипотезы. По результатам анализа выбирают направления работы и пути реализации требований, которым должно удовлетворять изделие.
Вторая стадия — проведение теоретических и экспериментальных исследований — выполняется в три этапа. На первом этапе осуществляют теоретическую разработку темы, в процессе которой проверяют научные и технические идеи; разрабатывают методики исследований; обосновывают выбор схем; выбирают методы расчетов и исследований; выявляют необходимость проведения экспериментальных работ и разрабатывают методики их проведения. На втором этапе, если определена необходимость проведения экспериментальных работ, осуществляют проектирование и изготовление макетов и экспериментального образца. На третьем этапе проводят стендовые и полевые экспериментальные испытания образца по разработанным программам и методикам, анализируют результаты испытаний, определяют степень соответствия полученных данных на экспериментальном образце расчетным и теоретическим выводам.
Третья стадия — оформление результатов НИР. На этой стадии составляют отчетную документацию, включающую материалы по новизне и целесообразности использования результатов НИР, по экономической эффективности.
Опытно-конструкторские работы проводятся в порядке реализации результатов НИР или непосредственно по техническому заданию на ОКР без предшествующей научно-исследовательской работы. Они осуществляются в несколько этапов.
Первый этап - технико-экономическое обоснование (ТЭО) целесообразности создания нового изделия. На этом этапе составляют перечень работ, подлежащих исполнению; уточняют общий объем работ, затраты и сроки исполнения; определяют соисполнителей; приводят данные, характеризующие эксплуатационную надежность изделия, степень унификации и стандартизации, соответствие его технического уровня отечественным и зарубежным достижениям науки и техники; определяют ориентировочную стоимость опытного и серийного образцов, сумму затрат на организацию производства и эксплуатацию этой техники, ориентировочный срок начала поставки заказчику.
На втором этапе — уточнение данных ТЭО после согласования с заказчиком - уточняют данные ТЭО, выбирают оптимальный вариант построения изделия и его частей с учетом стоимости, эффективности и масштабов производства; разрабатывают структурные, функциональные, принципиальные и другие схемы; определяют общие конструкторские и технологические решения; рассматривают вопросы энергопитания, защищенности от внешних воздействий, ремонтопригодности и т.д.; изготовляют макет наиболее сложных и ответственных функциональных частей изделия; обосновывают и составляют заявки на разработку и освоение новых материалов и новых комплектующих изделий и др.
На третьем этапе — теоретическая и экспериментальная разработка темы — осуществляют теоретическую и экспериментальную проверку схемных, конструкторских и технологических решений; уточняют принципиальные схемы; проверяют новые материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия; изготавливают макеты, которые проходят механические и климатические испытания.
На четвертом этапе составляют перечень элементов, подлежащих выходному контролю, и элементов, подлежащих тренировке, макетируют и компонуют сложную функциональную часть изделия. Готовую техническую документацию на изготовление опытного образца сдают в отдел технической документации для размножения и передачи в опытное производство. Опытный образец изготавливают при минимальном технологическом оснащении. Законченные научно-технические разработки, по которым выдаются предложения об использовании, должны отвечать следующим требованиям:
1) новизна и перспективность предложенных научно-технических решений, использование в них современных отечественных и зарубежных достижений науки и техники;
2) экономическая эффективность нового изделия или нового технологического процесса при условии применения его в производстве;
3) патентоспособность и конкурентоспособность;
4) долговечность и эксплуатационная надежность изделия, устойчивость технологических процессов;
5) соответствие требованиям техники безопасности, технической эстетики и научной организации труда.
Научно-техническая разработка считается законченной, если изделие прошло испытание, принято ведомственной или межведомственной комиссией и рекомендовано к освоению в производстве.
Базой планирования НИР являются научно обоснованные прогнозы, которые определяют пути создания качественно новых изделий, оборудования, материалов на основе достигнутого уровня науки и техники и потребности изделий в планируемом периоде. Основной формой планирования НИР и ОКР является перспективный тематический план, который содержит перечень проблем и тем, подлежащих разработке и реализации в период действия плана. Разработка планов осуществляется по этапам: выявление основных направлений и производственно-технических задач; разработка содержания тем, обеспечивающих решение научно-технических задач по направлениям; рассмотрение и принятие решений по предложению смежных отраслей и предприятий; определение основных объемных показателей плана. Основой планово-учетной единицы является тема. На основе перспективного плана составляется годовой тематический план НИР и ОКР.
Отечественная и зарубежная практика деятельности предприятий дает много вариантов перехода производства на выпуск новых изделий. Его можно осуществлять с остановкой или без остановки производства. При переходе предприятий на выпуск нового изделия могут применяться следующие методы: последовательный, параллельный, комплексно-совмещенный и агрегатный.
Последовательным называется такой переход, когда производственное освоение начинается только после снятия с производства ранее выпускавшегося изделия. Техническая организационная подготовка выполняется, как правило, заранее, во время выпуска старой продукции.
Параллельный метод перехода предполагает максимальное совмещение производства вновь осваиваемых изделий с завершающей стадией выпуска старой модели. Он обычно применяется при наличии у предприятий резервных мощностей, создании параллельно действующих участков, конвейеров. При последовательном и параллельном методах выпуск всей новой машины осваивается в целом при полной готовности к производству всех ее узлов.
Комплексно-совмещенный метод характеризуется совмещением выполнения отдельных работ по подготовке производства и осво ения новых изделий при комплексном решении конструкторских, технологических и производственных задач. Производственники участвуют в производстве изделия, разработчики — в освоении его выпуска. Этот метод позволяет значительно ускорить процесс создания и освоения новой продукции за счет сокращения процедуры оформления и утверждения технической документации, исключения лишних работ, выполнения перехода к серийному производству без изготовления опытных образцов и опытно-промышленных партий.
Агрегатный метод предполагает постепенную замену отдельных агрегатов в конструкции выпускаемой старой модели. В течение некоторого времени выпускается переходное модифицированное изделие, снабженное только отдельными новыми узлами. При завершении запланированной замены старых агрегатов новыми модель из переходной превращается в новое изделие.
Методы и варианты перехода на выпуск новых изделий оказывают большое влияние на сроки и эффективность производства. Необходимо проводить расчеты снижения объема производства в период освоения, повышения затрат ресурсов, а также определять время, в течение которого будет закончено производственное и экономическое освоение.
7.2. Организация конструкторской подготовки производства. Задачи, этапы и требования, предъявляемые к конструкторской подготовке производства. Методы и средства конструкторской подготовки производства. САПР. Показатели технологичности. Повышение технико-экономического уровня создаваемых конструкций изделий.
Основной задачей проектно-конструкторской подготовки производства является создание комплекта чертежной документации для изготовления и испытания макетов, опытных образцов (опытной партии), установочной серий и документации для установившегося серийного или массового производства новых изделий с использованием результатов прикладных НИР и ОКР, а также в соответствии с требованиями технического задания.
Содержание и порядок выполнения работ на этой стадии системы СОНТ регламентируется ГОСТ в Единой системе конструкторской документации. ГОСТ определяет следующие стадии конструкторской подготовки производства (КПП): техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект и рабочий проект.
Техническое задание является исходным документом, на основе которого осуществляется вся работа по проектированию нового изделия. Оно разрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием — изготовителем продукции и согласуется с заказчиком (основным потребителем), либо заказчиком. В техническом задании определяется назначение будущего изделия, тщательно обосновываются его технические и эксплуатационные параметры и характеристики: производительность, габариты, скорость, надежность, долговечность и другие показатели, обусловленные характером работы будущего изделия. В нем также содержатся сведения о характере производства, условиях транспортировки, хранения и ремонта; рекомендации по выполнению необходимых стадий разработки конструкторской документации и ее состав; технико-экономическое обоснование и другие требования.
Разработка технического задания базируется на основе выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, результатов изучения патентной информации и маркетинговых исследований, анализа существующих аналогичных моделей и условий их эксплуатации.
Техническое предложение разрабатывается в том случае, если техническое задание разработчику нового изделия выдано заказчиком. В этом предложении содержатся тщательный анализ технического задания и технико-экономическое обоснование возможных технических решений при проектировании изделия, сравнительная оценка с учетом эксплуатационных особенностей проектируемого и существующего изделия подобного типа, а также анализ патентных материалов.
После согласования и утверждения техническое предложение является основанием для разработки эскизного проекта. Последний разрабатывается в том случае, если это предусмотрено техническим заданием или техническим предложением, там же определяются объем и состав работ. Эскизный проект состоит из графической части и пояснительной записки.
Первая (графическая) часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представления об изделии и принципе его работы, а также назначение, основные параметры и габаритные размеры. Таким образом, она представляет собой конструктивное оформление будущей конструкции изделия, включающее чертежи общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные каждого узла (блока), составляющих общую блок-схему. На этой стадии разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществляется их изготовление и испытания, после чего корректируется конструкторская документация.
Во вторую часть эскизного проекта входят расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей и примерный график работ по технической подготовке производства.
К задачам, решаемым с помощью эскизного проекта, относятся разработка различных руководящих указаний по обеспечению на последующих стадиях технологичности, надежности, стандартизации и унификации, а также составление ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей передачи их в службу материально-технического обеспечения. Макет изделия позволяет добиться удачной компоновки отдельных частей, найти более правильные эстетические и эргономические решения и тем самым ускорить разработку конструкторской документации на последующих стадиях системы СОНТ.
Технический проект разрабатывается на основе утвержденного эскизного проекта и предусматривает выполнение полного объема работ по графической и расчетной частям, а также уточнение технико-экономических показателей создаваемого изделия. Он состоит из совокупности конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, которые дают полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и исходные данные для разработки рабочей документации.
В графической части технического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются с технологами. В пояснительной записке содержатся описание основных сборочных единиц и базовых деталей изделия и расчет их параметров, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и видов защитных покрытий, а также все схемы и окончательные технико-экономические расчеты.
Рабочий проект является дальнейшим развитием и конкретизацией технического проекта. Эта стадия КПП разбивается на три уровня: а) разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца); б) разработка рабочей документации установочной серии; в) разработка рабочей документации установившегося серийного или массового производства.
Первый уровень рабочего проектирования выполняется в три этапа, а иногда в пять.
На первом этапе разрабатывают конструкторскую документацию для изготовления опытной партии. Одновременно определяют возможность получения от поставщиков некоторых деталей, узлов, блоков (комплектующих). Всю документацию передают в экспериментальный цех для изготовления по ней опытной партии (опытного образца).
На втором этапе осуществляют изготовление и заводские испытания опытной партии. Как правило, проводятся заводские механические, электрические, климатические и другие испытания.
Третий этап заключается в корректировке технической документации по результатам заводских испытаний опытных образцов.
Если изделие проходит государственные испытания (четвертый этап), то в процессе этих испытаний уточняются параметры и показатели изделия в реальных условиях эксплуатации, выявляются все недостатки, которые впоследствии устраняются.
На пятом этапе документацию корректируют по результатам государственных испытаний и согласуют с технологами вопросы по классам шероховатости, точности, допусков и посадок.
Второй уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.
На первом этапе в основных цехах завода изготавливают установочную серию изделий, которая затем проходит длительные испытания в реальных условиях эксплуатации, где уточняют стойкость, долговечность отдельных деталей и узлов изделия, намечают пути их повышения. Запуску установочных серий предшествует, как правило, технологическая подготовка производства.
На втором этапе осуществляют корректировку конструкторской документации по результатам изготовления, испытания и оснащения технологических процессов изготовления изделий специальной оснасткой. Одновременно с этим корректируют и технологическую документацию.
Третий уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.
На первом этапе изготавливают и испытывают головную или контрольную серию изделий, на основе которой окончательно отрабатывают и выверяют технологические процессы и технологическое оснащение, корректируют технологическую документацию, чертежи приспособлений, штампов и других, а также нормативы расхода материалов и рабочего времени.
На втором этапе окончательно корректируют конструкторскую документацию.
Такой, на первый взгляд громоздкий порядок конструкторской подготовки производства в массовом или крупносерийном производстве дает большой экономический эффект. За счет тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная технологичность в производстве, надежность и экономичность в эксплуатации.
Круг работ, выполняемых на перечисленных выше стадиях, может отличаться от рассмотренного выше в зависимости от типа производства, сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования и систем автоматизированного проектирования (САПР). Для повышения качества и сокращения сроков проектирования на предприятиях создаются системы автоматизированного проектирования (САПР), выполняющие эту работу с оптимальным распределением функций между человеком и ЭВМ и максимальной автоматизацией всех проектных процедур. Технические средства используются там, где требуются высокая точность, большой объем памяти, быстродействие в вычислениях, где есть повторяемость однотипных операций. В случаях, когда необходимы интуиция, эстетический вкус, принятие решений при ограниченных данных, работа возлагается на человека. Основные задачи САПР показаны на схеме (рис. 7.3).
САПР включает ЭВМ, чертежные автоматы (графопостроители и координатографы), дисплеи, аппаратуру связи и передачи данных, магнитные диски, барабаны, ленты и др. Помимо технического обеспечения САПР включает программное, информационное, методическое и организационное обеспечение. Создание, эксплуатацию и развитие САПР на предприятиях обеспечивает специализированное подразделение — отдел САПР.
Рис. 7.3. Задачи системы автоматизированного проектирования
Важнейшей особенностью современной организации конструкторской подготовки производства является широкое использование стандартизации, которая позволяет избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и конструкциях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в профилях и марках материалов, в технологических процессах и организационных методах. Стандартизация является одним из эффективных средств ускорения научно-технического прогресса, повышения эффективности производства и роста производительности труда конструкторов, сокращения цикла СОНТ.
Конструкторская унификация — это комплекс мероприятий, обеспечивающих устранение необоснованного многообразия изделий одного назначения и разнотипности их составных частей и деталей, приведение к возможному единообразию способов их изготовления, сборки и испытания. Унификация является базой агрегатирования, т.е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных элементов, и конструкционной преемственности. Унификация дополняет стандартизацию.
Государственная система стандартизации в Российской Федерации, установив основные положения в этой области, предусматривает следующие категории стандартов:
Стандарт — это устойчивый образец, закрепляющий достижения в области технического прогресса и новой техники, которые разработаны, проверены и могут быть применены в широком масштабе в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве. Он является строго обязательным. При проектировании новых машин в первую очередь должны быть применены изделия и нормы из государственных стандартов.
В процессе проектирования конструктор обязан широко использовать все стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно применение стандартных деталей, узлов и агрегатов, изготовляемых в централизованном порядке на специализированных заводах.
К основным методам конструктивной стандартизации относятся внедрение конструктивных стандартов (нормалей), создание параметрических рядов (гамм) машин, агрегатирование и обеспечение конструктивной преемственности. Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее значение, поскольку он заставляет конструкторов уважать стандарты и унификацию. Кроме того, задачей нормоконтроля является проверка правильности выполнения конструкторских документов в соответствии с требованиями ЕСКД.
Создание параметрических рядов (гамм) — один из наиболее эффективных методов конструирования изделий. Под параметрическим рядом подразумевается совокупность изготовляемых на данном заводе или в данной отрасли машин, приборов или иного оборудования одного эксплуатационного назначения, аналогичных по кинематике или рабочему процессу, но различных по габаритам, мощностным или эксплуатационным параметрам. Каждый параметрический ряд имеет свое основание (базовую модель) и полученные на его основе производные. Конструирование начинается с выбора основания.
Агрегатирование — это форма унификации, т. е. создания рядов унифицированных узлов и агрегатов, используемых для разработки разнообразных изделий. Агрегатирование позволяет создавать сборно-разборное оборудование, состоящее из взаимозаменяемых нормализованных элементов. При необходимости оно может быть разобрано, а входящие в него агрегаты использованы в новых сочетаниях для создания другого оборудования. При этом количество типов и размеров основных элементов конструкции оборудования сокращается в десятки раз. Обеспечение конструктивной преемственности — применение в конструкции нового изделия, узлов и деталей ранее освоенных изделий, хорошо зарекомендовавших себя в работе. Применение их не отражается на качестве новых конструкций.
Новая или усовершенствованная техника должна быть лучше и эффективнее той, взамен которой она создается с производственной или эксплуатационной точки зрения.
В первом случае к новой (усовершенствованной) конструкции предъявляются требования как к объекту производства на заводе-изготовителе. Главным здесь является экономичность производства и минимальные сроки его подготовки и освоения. Экономичность изготовления каждой новой конструкции зависит от ее технологичности, от того, насколько прогрессивными и производительными будут применяемые технологические процессы. Конструкция является технологичной, если она экономична для производства.
Выбор наилучшего варианта конструкции осуществляется по показателям технологичности, к которым относятся:
Трудоемкость изготовления продукции определяется в процессе ее проектирования и является весьма важным показателем. Технологичнее считается та конструкция, которая при прочих равных условиях менее трудоемка. Задача снижения трудоемкости изделия на стадии его производства — одна из важнейших, стоящих перед разработчиками.
Материалоемкость характеризует общий расход материала на изготовление данной конструкции изделия или удельную материалоемкость на эксплуатационный параметр. Повышение определяющего эксплуатационного показателя изделия, как правило, приводит к снижению материалоемкости и трудоемкости в расчете на единицу основного параметра. При этом снижение удельной материалоемкости на единицу мощности или другого параметра происходит значительно быстрее, чем сокращение общего расхода материала на единицу изделия.
Трудоемкость подготовки изделия к функционированию определяется в процессе проектирования и зависит от сложности регулировочно-настроечных процессов, проводимых с целью получения необходимых технико-экономических параметров.
Степень конструктивной стандартизации и унификации — это показатель, характеризующий конструкцию изделия с точки зрения реализации в ней стандартизированных и унифицированных деталей, что приводит к увеличению выпуска однотипных деталей, сборочных единиц, изделий в целом, а также применению более прогрессивной технологии, а это, как следствие, поз воляет не только существенно снизить трудоемкость изготовления, но и несколько уменьшить материалоемкость.
Капиталовложения в производство новой конструкции характеризуют общие затраты на приобретение дополнительного и изготовление нестандартного оборудования и перепланировку в производственных цехах, создание производственных запасов. Чем меньше потребности предприятия в капиталовложениях, тем технологичнее новая конструкция изделия.
Себестоимость, прибыль и рентабельность новой конструкции изделия являются обобщающими показателями ее технологичности. С производственной точки зрения новая конструкция будет считаться технологичной, если дополнительная прибыль, полученная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней, сложившейся на предприятии-изготовителе рентабельности.
С эксплуатационной точки зрения потребителя, новая конструкция изделия должна быть:
1) более надежной в эксплуатации (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой);
2) удобной в обслуживании и ремонте, эстетичной и безопасной в эксплуатации;
3) эргономичной (с точки зрения психологии, физиологии и гигиены труда работников обслуживания);
4) более производительной в единицу времени;
5) более экономичной в потреблении электроэнергии и капиталовложений эксплуатационников новой продукции.
Кроме того, она должна обеспечивать минимальную себестоимость единицы работы, выполняемой изделием.
Если эксплуатационные свойства новой техники выше, чем у ранее освоенной (заменяемой), то экономическая эффективность ее определяется путем соизмерения капитальных вложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой новой техникой. После расчета приведенных затрат по вариантам новой техники можно определить годовой экономический эффект от использования новой или усовершенствованной техники.
Эксплуатационная технологичность новой техники может быть определена с помощью нескольких показателей. При этом следует различать показатели технологичности базового и проектируемого изделий, а также определять уровень технологичности как соотношение показателей технологичности проектируемого и базового изделий.
7.3. Организация технологической подготовки производства. Содержание, задачи и этапы технологической подготовки производства. Отработка конструкции на технологичность. Единая система технологической подготовки производства. Разработка и унификация технологических процессов.
Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства, т.е. наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для выпуска заданного объема продукции с установленными технико-экономическими показателями. Это одна из важнейших стадий системы СОНТ, весьма значительная по объему и сложности.
Технологическая подготовка производства на предприятии выполняется отделами главного технолога, главного металлурга, а также технологическими бюро основных цехов, в ведении которых находятся литейные, кузнечные, механические и сборочные цехи. Материальной базой для них служат инструментальный и модельный цехи, технологические лаборатории и опытное производство.
До начала работ по ТПП, как правило, проводится технологический контроль чертежей, который необходим для анализа и проверки запроектированных изделий (деталей) на технологичность их конструкций, правильность назначения классов точности обработки, рациональность схем сборки и т.д.
Основными этапами ТПП являются:
1) разработка технологических процессов;
2) проектирование технологической оснастки и нестандартного оборудования;
3) изготовление средств технологического оснащения (оснастки и нестандартного оборудования);
4) выверка и отладка запроектированной технологии и изготовленного технологического оснащения.
На первом этапе осуществляются выбор рациональных способов изготовления деталей и сборочных единиц, разработка новых технологических процессов. Эта работа выполняется на основе: чертежей на вновь спроектированное изделие; ГОСТов, отраслевых и заводских стандартов на материалы, инструмент, а также на допуски и припуски; справочников и нормативных таблиц для выбора режимов резания; планируемых размеров выпуска изделий.
Содержание работ по проектированию технологических процессов складывается из следующих элементов:
На втором этапе ТПП, во-первых, проектируют конструкции моделей, штампов, приспособлений, специального инструмента и нестандартного оборудования, а во-вторых, разрабатывают технологический процесс изготовления технологического оснащения, который должен быть достаточно универсальным, но в то же время прогрессивным, совершенным и обеспечивающим высокое качество изготовляемых деталей.
На третьем этапе ТПП изготавливают всю оснастку и нестандартное оборудование. Эта наиболее трудоемкая часть технологической подготовки (60—80% труда и средств от общего объема ТПП). На этом этапе осуществляют перепланировку (если это необходимо) действующего, монтаж и опробование нового и нестандартного оборудования и оснастки, поточных линий и участков обработки и сборки изделий.
На четвертом этапе ТПП выверяют и отлаживают запроектированную технологию, окончательно отрабатывают детали и узлы (блоки) на технологичность; выверяют пригодность и рациональность спроектированной оснастки и нестандартного оборудования, удобство разборки и сборки изделия; устанавливают правильную последовательность выполнения этих работ; проводят хронометраж механообрабатывающих и сборочных операций и окончательно оформляют всю технологическую документацию.
Технологическая документация для различных типов производства (единичного, серийного и массового) отличается глубиной разработки технологических процессов и степенью их детализации. Сначала разрабатывают маршрутные межцеховые карты на технологические процессы изготовления деталей и сборочных единиц. В маршрутных картах указываются последовательность прохождения заготовок, деталей или сборочных единиц по цехам и производственным участкам предприятия. Для изготовления деталей и сборки изделия в единичном или мелкосерийном производствах достаточно иметь конструкторскую документацию, маршрутное или маршрутно-операционное описание технологического процесса либо перечень полного состава технологических операций без указания переходов и технологических режимов.
Для серийного и массового производств кроме маршрутной технологии разрабатывается технологический процесс с операционным описанием формообразования, обработки и сборки. При этом для единичных технологических процессов разрабатывается операционная технологическая карта, для типовых (групповых) технологических процессов — карта типовой (групповой) операции. В них указываются все переходы по конкретной операции и способы выполнения каждого, технологические режимы, данные о средствах технологического оснащения, материалах и затратах труда. Обычно в операционных картах помещают эскизные чертежи, изображающие детали или части деталей и содержащие размеры и указания на обработку, необходимые для выполнения данной операции (способ закрепления деталей на станке, расположение инструмента, приспособления и т. д.).
Исходная информация для разработки технологических процессов может быть базовой, руководящей и справочной. Базовая информация включает наименование объекта, а также данные, содержащиеся в конструкторской документации. Руководящая информация — это отраслевые и заводские стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам, оборудованию, оснастке, документация на действующие типовые и групповые технологические процессы, производственные инструкции, документация для выбора нормативов, по технике безопасности и промышленной санитарии. Справочная информация включает документацию опытного производства, описание прогрессивных методов изготовления, каталоги, справочники, альбомы компоновок, планировок и др.
Главный критерий технологичности конструкции — ее экономическая целесообразность при заданном качестве и принятых условиях производства, эксплуатации и ремонта.
Стандартное определение технологичности конструкций сформулировано, исходя из принципа сокращения материальных и трудовых затрат во всех сферах проявления свойств конструкции объекта.
Технологичность — совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимизации затрат труда, средств, материалов и времени на всех стадиях создания, производства и эксплуатации изделия.
Отработка конструкции изделия на технологичность — это комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Основная задача отработки — придание изделию комплекса свойств, устанавливаемых понятием (термином) «технологичность». Для решения этой задачи изделие необходимо рассматривать как объект, разработки (по стадиям разработки) на всех стадиях жизненного цикла. Технологичность изделий проявляется в процессе их производства и эксплуатации. Основными видами технологичности конструкции изделий являются:
1. По области проявления:
2. По характеризуемым свойствам:
Основные требования и рекомендуемые решения при отработке конструкции на технологичность:
Для создания рациональной технологии изготовления (и сборки) необходима рациональная конструкция. Рациональность конструкции во многом определяется следующими показателями технологичности:
В машиностроении уменьшение массы изделий позволяет снижать расход материалов (в основном металлических) и, соответственно, стоимость изготовления. Снижение массы должно обеспечиваться без ущерба прочности, жесткости и надежности (долговечности) объекта.
Понятие «материалоемкость» отличается от понятия «масса» — они неравнозначны. Материалоемкость лучше всего выражается объемом элементов, составляющих объем. Удельная материалоемкость является показателем качества конструкции. Снижение массы и материалоемкости объекта обеспечивается рациональной конструкцией элементов объекта, которая основана на следующих принципах:
Выгодность материалов по массе можно оценить с помощью удельных показателей. Выбор материала определяется не только его массово-прочностными характеристиками, но и следующими факторами:
В машиностроении жесткость — это способность системы сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями (перемещениями), допустимыми без нарушения работоспособности системы. Таким образом, жесткость определяет работоспособность объекта в такой же мере, как и прочность, и, соответственно, определяет массу (материалоемкость) конструкции.
Одним из важнейших направлений сокращения трудоемкости и продолжительности ТПП является использование технологической унификации и стандартизации. К основным ее направлениям относятся: типизация и нормализация технологических процессов; унификация технологической документации; групповые методы обработки деталей; унификация оборудования и технологической оснастки. Под типизацией технологических процессов (ТТП) понимается система их рациональной разработки, основанной на создании групп конструктивно-технологически подобных деталей или сборочных единиц. Наибольшее распространение ТТП получила при разработке технологических процессов механообработки.
ТТП обеспечивает: упорядочение существующей технологии; внедрение прогрессивных методов обработки и сборки; использование высокопроизводительной, быстропереналаживаемой оснастки и оборудования; применение принципов поточного производства в организации производственных процессов серийного и мелкосерийного производств; внедрение гибкого автоматизированного производства; значительное снижение трудоемкости разработки технологических процессов, а вместе с тем и сокращение сроков ТТП.
Работы по ТТП осуществляются в два этапа.
Первый этап — классификация деталей по группам конструктивно-технологического подобия и выбор типового представителя каждой группы. Подбор деталей в такие группы осуществляется по следующим признакам: близкие по конструктивному оформлению при одинаковых требованиях к точности и чистоте обработки поверхностей, одинаковой последовательности операций и однотипном использовании оборудования и оснастки.
Формирование таких групп, как правило, осуществляется на основе разработанного конструктивно-технологического классификатора деталей, при котором детали предварительно группируются в классы по признаку служебного назначения, классы делятся на подклассы по конструктивным формам деталей, что обусловливает подобие их технологических маршрутов и идентичность применяемой оснастки. Дальнейшее разделение на группы (по признаку общности материала) обеспечивает унификацию технологического маршрута их обработки. И, наконец, все детали группируются по типам в соответствии с требованиями точности их обработки. Из каждой типовой группы деталей выбирается конкретная деталь, имеющая наибольшее число обрабатываемых поверхностей и наибольшую трудоемкость изготовления. Эта деталь принимается в качестве базовой для разработки технологии.
Второй этап — разработка технологического процесса на базовую деталь, который утверждается как типовой для данной группы. Кроме необходимых сведений для изготовления базовой детали ТТП содержит указание о методах обработки всех деталей данной группы в виде полного перечня и последовательности операций и переходов обработки деталей данного типа. ТТП сборки осуществляется с помощью типовых технологических схем, определяющих структуру технологического процесса в виде перечня типовых операций и последовательности их выполнения.
Нормализация технологических процессов (НТП) дополняет ТТП. В распоряжении технологов имеются технологические нормали на используемые исходные материалы (сплавы, марки, профили и др.), режимы и методы обработки (плавки, заливки, нагрева под ковку, штамповку, термообработку), геометрические элементы конструкций (радиусы закруглений, углы и т. д.), припуски, допуски, уклоны на штамповке и т. п.
Групповые методы обработки деталей аналогично ТТП базируются на классификации деталей по группам по тем же признакам конструктивно-технологического подобия. Однако групповой технологический процесс разрабатывается не на конкретную базовую деталь, а на комплексную деталь, в которую включены все элементарные поверхности деталей, входящих в группу. Обработка данной группы деталей осуществляется с помощью групповой оснастки станка, настроенной на изготовление комплексной детали.
Унификация технологической документации приводит к сокращению общего количества документов, облегчению труда технологов при подготовке производства и внесении изменений в действующие процессы. К числу основных унифицированных документов, используемых при разработке ТТП, относятся карты типовых представителей, операционные технологические карты, сводные карты ТТП, операционные карты групповой обработки, сводные карты групповых процессов.
Унификация оборудования и технологической оснастки позволяет использовать ее при смене объектов производства, повысить коэффициент загрузки оснастки и ее эффективность, при этом можно вести обработку деталей большими партиями. Стандартизация оснастки существенно уменьшает затраты времени и средств на ее проектирование, сокращает цикл ее изготовления, является предпосылкой специализации производства, что приводит к сокращению затрат на оснащение.
Наибольшее распространение на предприятиях получили такие системы унифицированной оснастки, как сборно-разборные, универсально-сборные, универсально-наладочные приспособления, универсальная безналадочная, неразборная специальная, специализированная наладочная.
Сборно-разборная оснастка (СРО) состоит из стандартных фиксирующих, зажимных, крепежных и специальных деталей; при перекомпоновке на новое изделие возможна доработка стандартных элементов. СРО представляет собой обратимую специальную оснастку долгосрочного применения. Она используется для обработки одной или нескольких деталей, а также пригодна для условий крупносерийного производства.
Универсально-сборная оснастка (УСО) собирается из стандартных деталей и узлов многократного использования, изготовленных с высокой степенью точности. Используется для сверлильных, токарных, фрезерных, расточных, шлифовальных, сварочных, штамповочных и других операций. Компоновки УСО после обработки данной партии деталей разбираются, детали и узлы используются для сборки других приспособлений и повторных компоновок. Недостатком этого вида оснастки являются высокая стоимость набора компоновочных элементов и пониженная жесткость приспособлений. Применяется преимущественно на заводах опытного, единичного мелкосерийного и серийного производств.
Универсально-наладочные приспособления (УНП) имеют базовую оригинальную деталь и сменные наладки. Базовая деталь используется многократно, а сменные элементы предприятия изготовляют в соответствии с конфигурацией обрабатываемых деталей. К недостаткам УНП можно отнести замену сменных наладок раньше их полного износа в связи с обычно возникающей необходимостью переходить на выпуск новых изделий.
Универсальная безналадочная оснастка (УБО) используется для многократной и долговременной установки различных по форме и размерам заготовок, обрабатываемых на универсальных металлорежущих станках. Преимущества этой оснастки — небольшие сроки и затраты на проектирование и изготовление, разнообразие деталей, для которых они могут применяться, возможность использовать их до полного износа. Основным недостатком УБО является невысокая производительность из-за необходимости постоянно выверять точность установки заготовок.
Неразборная специальная оснастка (НСО) долгосрочного применения используется, как правило, для одной деталеоперации в крупносерийном и массовом производствах. К достоинствам НСО можно отнести высокую производительность, так как не требуется выверять детали, размеры получаются автоматически, обеспечивается высокое качество. Ее недостатки — большие сроки и стоимость проектирования и изготовления,- невозможность использования при смене изделий, т.е. ухудшение гибкости производства.
Специализированная наладочная оснастка (СНО) используется для деталей, близких по конструктивно-технологическим признакам, имеющих общие базовые поверхности и одинаковый характер обработки. Эта оснастка состоит из базового агрегата и наладки. Она допускает регулирование элементов или замену специальной нападки. В этом случае детали обрабатываются по единому групповому или типовому технологическому процессу.
Другим важным направлением сокращения трудоемкости и продолжительности ТПП является создание и использование автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП), включающих системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП), системы автоматизированного проектирования технологического оснащения (САПРТО), системы автоматизированного проектирования производственных подразделений (САПРОП) и системы автоматизированного управления технологической подготовкой производства (АСУТПП).
Технологический процесс изготовления изделия (детали, узла) представляет собой строго определенную совокупность выполняемых в заданной последовательности технологических операций. Эти операции меняют форму, размер и другие свойства детали (изделия, узла), а также ее состояние или взаимное расположение отдельных элементов. Однако одна и та же операция может производиться многими способами, на различном оборудовании. Поэтому выбор ресурсосберегающего технологического процесса заключается в оптимизации каждой операции по минимуму потребления материальных, трудовых и энергетических ресурсов.
Рассмотрев варианты технологических процессов, обеспечивающих примерно одинаковое качество изделий, соответствующее требованиям технического задания, технолог обязан выбрать наиболее экономичный из вариантов и детально его разработать.
Важным показателем экономичности названных ресурсов является снижение себестоимости (экономия ресурсов), связанное с применением лучшего технологического процесса. Для определения этого показателя требуется рассчитать себестоимость для каждого из сравниваемых вариантов технологического процесса. Расчет полной себестоимости продукции по каждому варианту сложен и требует большого количества исходных данных и времени. Для упрощения расчетов экономии без ущерба для точности можно определять и сопоставлять не полную, а так называемую технологическую себестоимость, включающую только те элементы затрат на изготовление изделия, величина которых различна для сравниваемых вариантов. Одинаковые или незначительно изменяющиеся элементы себестоимости в расчет не включаются. Таким образом, технологическая себестоимость — это условная себестоимость, состав статей которой непостоянен и устанавливается в каждом отдельном случае. Сопоставление вариантов технологической себестоимости дает представление об экономичности каждого из них.
Контрольные вопросы:
8 Организация технического контроля на предприятии.
8.1.Качество продукции (работ, услуг): понятие, показатели. Классификация и методы контроля качества. Учет брака.
Конечной целью любого производства является создание конкурентоспособного товара. Конкурентоспособность товара означает его способность быть более привлекательным для потребителя по сравнению с другими изделиями аналогичного вида и назначения благодаря лучшему соответствию своих качественных и стоимостных характеристик требованиям данного рынка и потребительским оценкам. К факторам, определяющим конкурентоспособность, относят цену продукции, затраты в сфере её потребления или эксплуатации за нормативный срок службы и качество сервиса продукции. Но основным фактором достижения конкурентоспособности является качество продукции. На наш взгляд, наиболее точное определение понятия «качество продукции» дано в ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции. Термины и определения». В нем кроме определения приведены разъяснения свойств, показателей и уровня качества продукции. Согласно этому стандарту качество продукции — это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.
Под свойством продукции понимается объективная особенность последней, проявляющаяся при ее производстве, эксплуатации или потреблении. В этой связи необходимо различать производственные и потребительские свойства продукции. К производственным относится вся без исключения совокупность свойств продукции, создаваемых в процессе производства. Это потенциальное качество. Потребительские свойства и характеристики продукции определяют лишь ту совокупность показателей, которая относится к числу наиболее важных и значимых для потребителя. Уровень качества - это относительная характеристика качества основанная на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции с соответствующими показателями продукции, принятой за базу для сравнения.
Наряду с уровнем качества определяется технический уровень продукции. Оценка последнего обычно проводится при разработке новых или аттестации серийно выпускаемых изделий по номенклатуре технических показателей.
Качество продукции – это совокупность свойств и характеристик продукции, которые придают ей способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности.
В общей совокупности показателей качества продукции выделяют единичные и комплексные показатели, характеризующие её свойства, а так же обобщающие показатели, выражающие уровень её качества. При этом единичные и комплексные показатели применяются для определения конкретных заданий по улучшению качества с учетом особенностей выпускаемых видов продукции и характера её производства. Они используются в работе конструкторов и технологов при создании и освоении новых и модернизации ранее освоенных изделий, при техническом контроле их производства и других целях. Обобщающие показатели характеризуют качество выпускаемой продукции независимо от её вида и назначения. К ним, в частности, могут относиться объем и удельный вес производства отдельных видов прогрессивных, высокоэффективных изделий в общем выпуске продукции данной группы, а так же величина экономического эффекта от использования продукции повышенного качества. Обобщающие показатели качества используются в планах предприятий. По уровню этих показателей можно судить о качестве выпускаемой продукции в целом на предприятии и отрасли.
Всю совокупность показателей качества продукции можно классифицировать по следующим признакам:
При оценке технического уровня и качества продукции используются следующие основные группы показателей качества:
Под управлением качеством продукции понимают действия, осуществляемые при создании, эксплуатации или потреблении продукции в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня её качества.
Функции управления качеством:
Особое место в управлении качеством продукции занимает контроль качества и профилактика брака. Именно в процессе контроля осуществляется сопоставление фактически достигнутых результатов функционирования системы с запланированными.
Система контроля качества продукции представляет собой совокупность взаимосвязанных субъектов и объектов контроля, используемых видов, методов и средств оценки качества изделий и профилактики брака на различных этапах жизненного цикла продукции и уровнях управления качеством. Для существенного улучшения результатов деятельности по контролю качества продукции необходима концентрация усилий работников контрольных служб на обеспечении:
Правильное использование перечисленных видов контроля способствует значительному повышению его активного воздействия процесс формирования качества изделий, поскольку осуществляется не пассивная фиксация брака в производстве, а профилактика его возникновения.
Технический контроль представляет собой комплекс выполняемых в установленном порядке контрольных операций по проверке соответствия их установленным техническим требованиям на всех стадиях производства. Изделия, удовлетворяющие всем установленным требованиям чертежей, технических условий и стандартов, считаются годными. Изделия, передачу которых потребителю не допускают из-за наличия дефектов, относятся к браку. Изделия, имеющие устранимые дефекты, относятся к исправимому браку, а неисправимые дефекты - к неисправимому браку. Брак приводит к перерасходу материалов, энергии, топлива, к повышению себестоимости, к снижению производительности труда и уровня использования производственных возможностей цехов и заводов.
Объектами технического контроля являются изделия, материалы для их изготовления, входящие в них элементы, процессы их создания, применения, транспортирования, хранения, технического обслуживания и ремонта, а так же соответствующая документация. Объекты технического контроля определяют исходя из совокупности факторов, влияющих на качество на всех стадиях производства.
На заводах применяют следующие виды технического контроля:
Для выявления дефектов и установления соответствия качества требованиям нормативной документации применяют методы контроля:
Разрушающие методы контроля – это механические испытания металла на контрольных образцах и образцах для определения временного сопротивления разрыву, предела прочности, предела текучести и т. д.
Неразрушающие методы контроля нашли широкое применение при оценке качества изделий в заводских и монтажных условиях. Различают следующий контроль без разрушения изделий:
Внешним осмотром проверяют состояние изделий до начала, в процессе и после работы.
Проверке на прочность, герметичность подвергаются сосуды, трубопроводы, резервуары, предназначаемые для хранения жидкостей и газов, работающих под давлением. Проверка прочности, герметичности осуществляется следующими способами: испытание керосином, воздухом, вакуумированием, гидравлическими испытаниями и газоэлектрическими течеискателями.
Физические методы контроля без разрушения – это просвечивание рентгеновскими и гамма – лучами, магнитный и ультразвуковой контроль. Решение о целесообразности применения одного из этих методов контроля должно быть принято на основе экономических расчетов. Предпочтение отдается тому методу, затраты на осуществление которого, окупаются полученной экономией от его применения за короткий срок.
Магнитографический контроль – это широко применяемая разновидность магнитного метода неразрушающего контроля. Предназначается в основном для сварных стыков листовых конструкций и трубопроводов при толщине основного металла 2-18 мм.
Ультразвуковой контроль используют для выявления непроваров, пор, шлаковых включений, трещин и других дефектов в сварных швах толщиной до 300 мм изделий из черных, цветных металлов и сплавов. Благодаря разработанной системе оценке дефектов ультразвуковой контроль применяют в качестве самостоятельного метода. А так же в сочетании с рентгеновским контролем и гамма – лучами.
Полный охват объектов сплошным контролем в массовом и серийном производстве не всегда возможен по техническим и экономическим соображениям. Так доставка большого количества сварных элементов к специально оборудованным пунктам при контроле рентгеновскими и гамма лучами затруднена из-за перегрузки транспортных средств сварочных цехов. Кроме того, сплошной контроль требует значительных затрат времени на контрольные и транспортные операции, что приводит к увеличению трудоемкости сварных конструкций, цикла их изготовления и затрат на контрольные операции. В связи с этим сплошной контроль заменяют выборочным. В условиях массового и крупносерийного производства, отличающегося стабильностью номенклатуры изделий, однородностью их качества, постоянством технологических режимов и условий производства, возможно применение статистических методов управления качеством продукции.
Статистические методы основываются на закономерностях теории вероятности и математической статистики. Эти методы позволяют оценить качество всей изготавливаемой партии объектов путем проверки некоторого их количества, составляющего выборку или пробу. В результате уменьшается объем контрольных работ, численность контролеров и себестоимость изделий. Заготовки и изделия поступают на контроль с оформленной сопроводительной документацией в виде рабочего наряда или сменного задания. Если контролером обнаружен брак, то в сопроводительных документах указывается количество принятых и количество забракованных объектов. Неисправимый брак изымается из производства и сдается на склад бракованной продукции. Исправимый брак фиксируется контролером и направляется для исправления рабочему или бригаде. На производстве существует понятие «сдача продукции с первого предъявления».
Учет и анализ брака соединений производится по данным о дефектах отдельных деталей, узлов и изделий в целом. Качество этих объектов анализируется по видам продукции, отдельным заказам, участкам, цехам. Учет брака на заводе производится ОТК, анализ брака по ежемесячным отчетам о браке и разработка мероприятий по повышению качества возлагаются на отдел главного технолога.
Система и порядок учета брака зависят прежде всего от типа производства. В цехах единичного и мелкосерийного производства работа задается по нарядам, которые по окончанию работы ежедневно передаются в бухгалтерию с подписями мастера и контролера. При этой системе первичным документом учета и анализа брака является «Акт о браке» либо «Извещение о браке», в котором указываются характер, причины и виновники брака. При серийном и массовом производстве учет и анализ брака производится по сменным рапортам. Составляемым контролером. При всех типах производства сварных конструкций учет и анализ брака базируется на его классификации по видам, причинам и виновникам, оформляемой в виде классификатора брака. Классификатор брака используется контролерами и производственным персоналом в качестве руководящего материала, упрощающего оформление брака и являющегося основой механизации его учета с использованием компьютеров.
8.2. Роль, функции и права службы технического контроля.
Технический контроль — это проверка соответствия продукции или процесса, от которого зависит качество продукции, установленным стандартам или техническим требованиям. В машиностроении он представляет собой совокупность контрольных операций, выполняемых на всех стадиях производства от контроля качества поступающих на предприятие материалов, полуфабрикатов, комплектующих приборов и изделий до выпуска готовой продукции. Технический контроль является неотъемлемой частью производственного процесса, он выполняется различными службами предприятия в зависимости от объекта контроля. Однако контроль качества готовой продукции и полуфабрикатов своего производства осуществляет отдел технического контроля (ОТК), хотя ответственность за качество не снимается с исполнителей и руководителей производственных подразделений (цехов и участков).
Основной задачей технического контроля на предприятии является своевременное получение полной и достоверной информации о качестве продукции, состоянии оборудования и технологического процесса с целью предупреждения неполадок и отклонений, которые могут привести к нарушениям стандартов и технических условий.
Объектами технического контроля на машиностроительном предприятии являются поступающие материалы, полуфабрикаты на разных стадиях изготовления, готовая продукция предприятия (детали, мелкие сборочные единицы, узлы, блоки, изделия), средства производства (оборудование, инструмент, приборы, приспособления и др.), технологические процессы и режимы обработки, общая культура производства.
Функции технического контроля во многом определяются задачами и объектами производства. Это — контроль за качеством и комплектностью выпускаемых изделий, учет и анализ возвратов продукции, дефектов, брака, рекламаций и т. д.
Основными задачами ОТК являются предотвращение выпуска продукции, не соответствующей требованиям стандартов, технических условий, эталонов, технической документации, договорным условиям, а также укрепление производственной дисциплины и повышение ответственности всех звеньев производства за качество выпускаемой продукции. В соответствии с указанными задачами ОТК выполняет следующие функции: планирование и разработку методов обеспечения качества продукции, контроль и стимулирование качества.
Планирование и разработка методов обеспечения качества включает: планирование уровня качества изделия, планирование контроля качества и технических средств контроля; сбор информации о качестве, определение затрат на обеспечение качества, обработку информации и анализ данных о качестве из сферы производства и эксплуатации; управление качеством поставляемой продукции поставщиками и управление качеством продукции на собственном предприятии; разработку методик контроля, обеспечивающих сравнимость и надежность результатов контроля качества; разработку (совместно с техническими подразделениями) технических условий, кондиций и стандартов для осуществления управления качеством продукции.
Контроль качества объединяет следующие задачи: входной контроль качества сырья, основных и вспомогательных материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, инструментов, поступающих на склады предприятия; производственный пооперационный контроль за соблюдением установленного технологического режима, а иногда и межоперационную приемку продукции; систематический контроль за состоянием оборудования, машин, режущего и измерительного инструментов, контрольно-измерительных приборов, прецизионных средств измерения, штампов, моделей испытательной аппаратуры и весового хозяйства, новых и находящихся в эксплуатации приспособлений, условий производства и транспортировки изделий и другие проверки; контроль моделей и опытных образцов готовой продукции.
Стимулирование качества предполагает: разработку документации, отражающей методы и средства мотивации в области обеспечения качества продукции; разработку положений о премировании работников предприятия за качество работы.
Начальник отдела технического контроля непосредственно подчиняется директору предприятия. Он имеет право прекращать приемочный контроль продукции, имеющей повторяющиеся дефекты, до устранения причин, вызывающих эти дефекты; запрещать использование сырья, материалов, комплектующих изделий и инструмента, не отвечающих установленным требованиям изготовления новой продукции. При возникновении брака начальник ОТК предъявляет обязательные для исполнения требования к подразделениям и должностным лицам предприятия по устранению причин возникновения дефектов продукции и представляет руководству предприятия предложения о привлечении к ответственности должностных лиц и рабочих предприятия, виновных в изготовлении бракованной продукции. Наравне с директором и главным инженером предприятия он несет ответственность за выпуск недоброкачественной или несоответствующей стандартам и техническим условиям продукции.
Тесную связь с деятельностью ОТК имеют метрологический отдел; отделы стандартизации, главного технолога, главного металлурга и главного конструктора; отдел надежности; отдел или цех гарантийного обслуживания и др. Общее руководство работами по обеспечению качества продукции осуществляет главный инженер (технический директор) предприятия. Он привлекает для выработки и анализа вариантов управленческих решений постоянно действующую комиссию по качеству (ПДКК), в состав которой входят большинство главных специалистов предприятия, включая начальника ОТК.
8.3. Сертификация производства. Сертификация продукции.
В условиях конкуренции завоевать соответствующий рыночный сегмент можно, только предоставив потенциальным потребителям достоверную информацию о качестве товара. Исходя из необходимости обеспечения потребителя объективной и достоверной информацией о качестве, стал распространяться такой вид контроля, как сертификация.
Сертификация – деятельность третьей стороны, независимой от изготовителя (или продавца) и потребителя продукции, по подтверждению соответствия продукции установленным требованиям.
Сертификация базируется на следующих основных принципах:
Организация сертификации включает две стадии:
Правовые основы обязательной и добровольной сертификации продукции, услуг и иных объектов в России регламентируются Законом РФ «О сертификации продукции и услуг», отвечающего международным нормам в этой области. Организация и контроль работ по сертификации осуществляется Комитетом РФ по стандартизации, метрологии и сертификации. Методическое руководство этой работой осуществляет ВНИИ сертификации.
Согласно этому закону приняты следующие определения:
сертификат соответствия – документ, выданный по правилам системы сертификации для подтверждения соответствия сертифицированной продукции установленным требованиям.
Знак соответствия – зарегистрированный в установленном порядке знак, которым по правилам, принятым в данной системе сертификации, подтверждается соответствие маркированной им продукции определенным требованиям.
Орган по сертификации – это организация, которая проводит сертификацию и несет ответственность за её результаты. Но он обязательно должен пройти аккредитацию, т. е. получить официальные полномочия на осуществление деятельности по сертификации.
Заявители – предприятия, организации, граждане, обратившиеся с заявкой на проведение сертификации конкретного типа или марки продукции.
Сертификационные центры – это органы, проводящие сертификацию продукции очень узкой номенклатуры.
Испытательные лаборатории – это производственные подразделения, непосредственно осуществляющие испытания, проверку и сопоставление их результатов.
Важную роль во всех системах сертификации играют эксперты-аудиторы, которые проходят специальную подготовку и затем аттестуются на право проведения определенных видов работ в области сертификации.
В Госстандарте России организована государственная регистрация систем обязательной и добровольной сертификации и знаков соответствия. В соответствии с законодательством о введении обязательной сертификации разработаны и зарегистрированы Госстандартом России в государственном реестре такие отраслевые системы сертификации, как
С целью признания российских сертификатов и преодоления барьеров в торговле Россия вошла в целый ряд международных систем сертификации, таких как
Сердцевиной любой системы сертификации является способ, метод проверки соответствия продукции заданным требованиям, который называется схемой сертификации.
Порядок проведения сертификации, описание возможных схем сертификации, условий и особенностей их применения содержится в следующих нормативных документах:
«Порядок проведения сертификации продукции в РФ», утвержденный постановлением № 15 Госстандарта России от 21 сентября 1994 года, изменение № 1 «Порядка проведения сертификации продукции в РФ», утвержденный постановлением № 15 Госстандарта РФ от 25 июня 1996 года и «Правила сертификации работ и услуг в РФ», утвержденные постановлением № 17 Госстандарта России от 5 августа 1997 года.
Создание системы качества, обеспечение её устойчивого функционирования, проведение сертификации – сложный процесс, требующий определенных усилий, времени и затрат, в том числе финансовых. Сертификация систем качества осуществляется третьей стороной. В качестве нормативной модели принимаются, как правило, нормы стандартов ИСО серии 9000.
Программа работ по доведению действующей на предприятии системы качества до уровня соответствия требованиям международных стандартов ИСО серии 9000 включает следующие этапы:
Системы сертификации могут действовать на национальном, региональном и международном уровнях. По правовому статусу выделяются обязательные, добровольные и самостоятельные системы сертификации.
Законом РФ «О сертификации продукции и услуг» определены следующие формы контроля со стороны государственных органов: 1) государственный контроль и надзор; 2) инспекционный контроль за соблюдением правил сертификации и за сертифицированной продукцией; 3) государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов и обеспечения единства измерений.
Порядком проведения сертификации устанавливается последовательность действий, составляющих совокупную процедуру сертификации.
Подача заявки на сертификацию. Заявитель направляет заявку в соответствующий орган по сертификации, который должен рассмотреть заявку в установленный срок (до 1 мес.) и сообщить заявителю решение, какие органы и испытательные лаборатории может выбрать заявитель.
Выбор, идентификация образцов и их испытания. Испытательная лаборатория отбирает образцы, и те, которые прошли испытания, представляются заявителю и в орган по сертификации.
Оценка производства. В зависимости от схемы сертификации анализируют состояние производства, сертификацию производства и (или) сертификацию системы управления качеством.
Выдача сертификата соответствия. Протоколы испытаний, результаты оценки производства и другие документы о соответствии продукции, поступившие в орган по сертификации, анализируют для выработки окончательного заключения о соответствии продукции заданным требованиям. На основании заключения орган по сертификации принимает решение о выдаче сертификата соответствия. При положительном решений оформляется сертификат, в котором указывают основания для его выдачи и регистрационный номер. Срок действия сертификата устанавливается не более чем на 3 года. Изготовителю продукции, получившему сертификат, предоставляется право маркировки сертифицированной продукции знаком соответствия.
Инспекционный контроль за сертифицированной продукцией. Контроль проводится, если это предусмотрено схемой сертификации, в течение всего срока действия сертификата и лицензии на применение знака соответствия (не реже одного раза в год).
Корректирующие мероприятия. В случае нарушения соответствия продукции установленным требованиям и правил применения знака соответствия назначают корректирующие мероприятия и сроки их выполнения. Если корректирующие мероприятия привели к положительным результатам, то сертификат и знак соответствия сохраняются. При невыполнении корректирующих мероприятий сертификат и знак соответствия изымаются.
Каждый товаропроизводитель, оценивая эффективность работы по сертификации, должен сопоставлять возможные затраты на её проведение с экономическими преимуществами производства и реализации сертифицированной продукции.
По действующему законодательству оплата работ по обязательной сертификации конкретной продукции производится заявителем и относится на себестоимость продукции. Следует отметить, что вложенные в сертификации средства окупаются достаточно быстро за счет возможности значительного повышения цены на сертифицированную продукцию.
К основным преимуществам производства и реализации сертифицированной продукции следует отнести:
С предприятиями, имеющими сертифицированную систему качества, охотнее заключают контракты. Коммерческие банки при прочих равных условиях охотнее дают таким предприятиям кредит. Страховые компании охотнее страхуют потребителя от риска ущерба.
Контрольные вопросы:
9 Организация инструментального и ремонтного хозяйства.
9.1.Организация инструментального хозяйства. Задачи и структура инструментального хозяйства.
Значение инструментального хозяйства предприятия определяется тем, что его организация существенно влияет на эффективность основного производства. Затраты на технологическую оснастку в массовом производстве достигают 25—30% стоимости оборудования, в крупносерийном — 10—15%, в мелкосерийном и единичном — около 5%. Инструментальное хозяйство предприятия представляет собой совокупность отделов и цехов, занятых приобретением, проектированием, изготовлением, ремонтом и восстановлением инструмента и технологической оснастки, а так же её учетом, хранением и выдачей в цехи и на рабочие места. От правильной организации инструментального хозяйства в значительной степени зависит успех работы всего предприятия, качество продукции, ритмичность работы и рентабельность.
Основные задачи инструментального хозяйства:
К примеру, на среднем машиностроительном заводе число наименований оснастки достигает 40 тысяч. В общих затратах на технологическую подготовку производства затраты на оснастку доходят до 60 %. Проектирование и изготовление технологической оснастки имеет значительную трудоемкость. Эти факты красноречиво свидетельствуют о важности развития инструментального обеспечения производства.
Организация работ по инструментальному обеспечению производства включает:
В состав инструментального хозяйства крупного и среднего предприятия входят отдел инструментального хозяйства (ИО), инструментальный цех, центральный инструментальный склад (ЦИС), цеховые инструментально-раздаточные кладовые (ИРК), участки сборки приспособлений (УСП), участок централизованной заточки режущего инструмента (ЦЗИ), участок ремонта оснастки, участок восстановления (ВС) инструмента.
Отдел инструментального хозяйства возглавляет начальник, подчиненный непосредственно главному инженеру (техническому директору) завода. На небольших заводах организуется общезаводское бюро инструментального хозяйства (БИХ), подчиненное непосредственно главному инженеру либо главному технологу завода.
Инструментальный цех является основной материальной базой инструментального хозяйства.
Центральный инструментальный склад является главным хранилищем заводских запасов оснащения. На этом складе производят приемку и хранение всех видов оснащения, поступающего из инструментального цеха и со стороны, выдачу инструмента цеховым инструментально-раздаточным кладовым, а также учет поступления, наличия и выдачи.
Цеховые инструментально-раздаточные кладовые организуются в основных цехах завода. Основной задачей этих кладовых является систематическое обеспечение рабочих мест необходимым инструментом и его хранение.
9.2.Планирование работ инструментального хозяйства. Нормирование и расчет расхода запасов инструмента.
Для определения потребности в инструменте на какой-либо период времени необходимо:
1. Установить номенклатуру потребляемого инструмента.
Номенклатура универсального инструмента в серийном и массовом производствах устанавливается по картам применяемости инструмента, а в единичном и мелкосерийном производствах — по картам типового оснащения инструментом рабочих мест.
2. Установить расход инструмента по каждому типоразмеру.
Рассчитать расход инструмента можно следующими способами:
3. Установить запасы или оборотный фонд инструмента по заводу в целом.
Оборотный фонд инструмента по заводу в целом складывается из запасов инструмента в центральном инструментальном складе и оборотных фондов цехов. Общий запас инструмента в ЦИС складывается из переходящего (расходного) и резервного (страхового) запасов. Оборотный фонд цеха состоит из переходящего (расходного) и резервного (страхового) запаса в инструментально-раздаточной кладовой цеха и из инструмента, находящегося на рабочих местах, в заточке, ремонте и на проверке. Движение запаса инструмента на ЦИС (центральный инструментальный склад) осуществляется по системе «минимум-максимум».
Минимальный общезаводской оборотный фонд инструмента равен сумме запасов инструмента на рабочих местах, в заточке, ремонте и резервного запаса в ЦИС и ИРК всех цехов. Максимальный оборотный фонд по заводу равен минимальному запасу плюс размер партии поставки инструмента в ЦИС. Средняя величина общезаводского оборотного фонда равна полусумме максимального и минимального фондов.
Резервный запас инструмента в ИРК, создаваемый на случай повышенного расхода или несвоевременного получения очередной партии инструмента из ЦИС, обычно принимается в пределах 0,1...0,2 % максимальной величины переходящего (расходного) запаса, т. е. размера партии доставки инструмента в цех. Переходящий (расходный) запас инструмента в ИРК следует определять исходя из установленной периодичности подачи инструмента из ЦИС.
Потребность завода в оснастке определяется в зависимости от её расхода и величины оборотного фонда. Под расходом понимают количество единиц оснастки, полностью изношенное за определенный период времени. Расход оснастки определяют по прогрессивным нормам двумя методами: экспериментально-расчетным и статистическим.
Исходными данными для экспериментально расчетного метода являются результаты экспериментальных исследований, расчеты конструкторских бюро, материалы цеховых лабораторий по установлению норм стойкости инструмента, коэффициента износа. Поэтому экспериментально-расчетный метод применяется преимущественно в массовом и серийном производстве.
При статистическом методе определяют фактический расход оснастки цехом, участком или другим подразделением за планируемый период и принимают его за норму. Статистический метод применяется в единичном и мелкосерийном сварочном производстве. Планирование и регулирование потребления оснастки осуществляется по системе минимум-максимум. При этой системе устанавливаются следующие нормы запаса оснастки: максимальная, выше которой запас не должен подниматься; средняя, соответствующая точке заказа, т. е. уровню запаса, при котором выдается заказ на изготовление или приобретение оснастки; минимальная, ниже которой запас не должен опускаться.
Величина потребности завода в инструменте на планируемый период определяется по формуле
П = Р + Fн + Fф,
где Р – суммарный расход инструментов на планируемый период;
Fн – необходимый оборотный фонд инструмента;
Fф – фактический оборотный фонд инструмента на начало планового периода.
Для массового и крупносерийного производства расход инструмента определяется по формуле
Р = ,
где N – число деталей, обрабатываемых данным инструментом по годовой программе, шт.;
tм – машинное время на 1 деталь-операцию, час.;
nн – число инструментов, одновременно работающих на станке, шт.;
Тизн – машинное время работы инструмента до полного износа, час.;
– коэффициент случайной убыли.
В единичном и мелкосерийном производствах норму расхода инструмента можно определить по следующей формуле
Р = ,
где Q – годовой фонд времени работы данной группы однородных станков, час;
Км – коэффициент машинного времени;
Кду – коэффициент долевого участия инструмента в обработке детали.
Машинное время работы инструмента до полного износа определяется по формуле
,
где L – величина допустимого стачивания рабочей части инструмента при заточках;
l – средний слой металла, снимаемого при каждой заточке;
tст – стойкость инструмента (машинное время работы инструмента между переточками), час.
9.3. Организация эксплуатации инструмента. Значение рациональной организации инструментального хозяйства.
Организация эксплуатации инструмента является основной задачей инструментального хозяйства и включает следующие функции:
Центральный инструментальный склад осуществляет приемку, проверку, хранение, выдачу и учет движения инструмента. Весь инструмент поступает в ЦИС, где подвергается приемочному контролю по типоразмерам, а специальный — по изделиям, деталям и операциям, для которых он предназначен. Участки приемки, хранения и выдачи инструмента оснащаются специальными подъемно-транспортными средствами, стеллажами, полками и т.д. Выдача инструмента в эксплуатацию производится только через ИРК цехов в установленных местах.
Учет в ЦИС ведется по карточкам, в которых указываются наименование, индекс, установленные нормы по смете «максимум—минимум» и движение инструмента. ИРК располагаются в производственных цехах и осуществляют бесперебойное обеспечение рабочих мест необходимым инструментом и его хранение. Порядок хранения инструмента в ИРК в основном такой же, как и в ЦИС. Особенностью организации ИРК является ее непосредственная и активная связь с рабочими местами.
В поточно-массовом и автоматизированном производстве инструмент должен доставляться на рабочие места техническими операционными комплектами. В данном случае обеспечивается централизованная доставка инструмента с принудительной заменой изношенного инструмента в соответствии с его стойкостью. Централизованная (активная) доставка согласовывает инструментообслуживание с оперативным ходом производства, снижает расход и запасы инструмента на рабочих местах, уменьшает простои оборудования и рабочих.
В серийном производстве инструмент доставляется на рабочие места в соответствии с комплектовочно-операционными картами к моменту начала обработки каждой партии деталей. Подбор комплекта инструмента производится по сменно-суточным заданиям, а подача на рабочие места — по указанию мастера через ИРК.
На заводах мелкосерийного и единичного производства при изготовлении нормативных деталей и использовании технологии групповой обработки применяется коллективная доставка инструмента, в остальных случаях рабочие сами получают необходимый инструмент. Децентрализованная (пассивная) система доставки сопряжена с большими потерями рабочего времени и неэкономным использованием инструмента.
Учет выдачи инструмента осуществляется различными способами: инструмент постоянного использования записывается в инструментальную книжку рабочего, инструмент разового и временного пользования выдается по инструментальным маркам под расписку на комплектовочно-операционных картах и т.д.
Организация заточки инструмента определяется типом производства. На заводах массового производства существует централизованная заточка, представляющая собой систему организации восстановления режущих свойств инструмента рабочими-заточниками на специальном оборудовании по типовой технологии в заточных отделениях. Заточные отделения создаются в каждом цехе или на группу цехов в зависимости от номенклатуры и количества инструмента, а также расположения цехов. В мелкосерийном и единичном производстве преобладает децентрализованная заточка, когда рабочий сам затачивает инструмент, что сопровождается повышенным расходом инструмента и потерями рабочего времени.
Централизованная заточка сочетается с принудительной заменой инструмента, имеет те же преимущества и обеспечивает высокое качество заточки и большой срок службы инструмента. Организация централизованной заточки инструмента значительно повышает его качество. Это связано с тем, что заточное отделение оснащается соответствующими заточными и доводочными станками, инструктивно-технологическими картами, в нем применяются прогрессивные технологические процессы. Организация восстановления позволяет покрывать потребность в режущем инструменте на 20—25%. Ремонту подвергаются, как правило, дорогостоящий мерительный инструмент и технологическая оснастка. Ремонт должен быть планово-предупредительным. Ремонт инструмента осуществляется в ремонтно-инструментальных мастерских производственных цехов или в инструментальных цехах. Ремонт штампов и сложных приспособлений производится по системе планово-предусмотренного ремонта инструмента, аналогично ремонту оборудования.
Эффективность использования инструмента во многом зависит от соблюдения правил и требований его рациональной эксплуатации. Эту функцию выполняет служба технического надзора инструментального отдела. Кроме контрольных функций служба надзора должна выявлять причины ненормального износа и поломок инструмента, разрабатывать мероприятия по. их устранению, изучать опыт эксплуатации инструмента на других предприятиях, корректировать действующую нормативно-технологическую документацию.
Значение рациональной организации инструментального хозяйства трудно переоценить, так как она приводит к значительной экономии оборотных средств. В рациональной организации инструментального хозяйства большое значение имеет классификация инструментов и приспособлений по конструктивно-технологическим и эксплуатационным признакам. Каждому из них соответствует определенное классификационное подразделение: класс, подкласс, группа, подгруппа, вид, разновидность, тип, и т. д. Наиболее распространенной является десятичная система индексации, нередко используют и смешанную систему индексов.
9.4.Организация ремонтного хозяйства. Задачи и структура ремонтного хозяйства предприятия.
Современные предприятия машиностроения оснащены дорогостоящим и разнообразным оборудованием, установками, роботизированными комплексами, транспортными средствами и другими видами основных фондов. В процессе работы они теряют свои рабочие качества главным образом из-за износа и разрушения отдельных деталей, поэтому снижаются точность, мощность, производительность и другие параметры. Одновременно рост автоматизации производства ведет к тому, что основной категорией рабочих автоматизированного предприятия становятся лица, занятые уходом за оборудованием и его ремонтом. Сущность ремонта заключается в сохранении и восстановлении работоспособности оборудования путем замены и восстановления изношенных деталей и регулировки механизмов. Для компенсации износа и поддержания оборудования в нормальном, работоспособном состоянии требуются систематическое техническое обслуживание его и выполнение ремонтных работ, а также проведение мероприятий по технической диагностике.
Техническим обслуживанием принято называть комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности оборудования при его использовании по назначению, во время ожидания, хранения и транспортирования.
Ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправности, работоспособности и ресурса оборудования и его составных частей.
Значение ремонтного хозяйства предприятия определяется тем, что его организация оказывает существенное влияние на эффективность производства. Ведь ежегодно 10— 12 % технологического оборудования подвергается капремонту, 20—25 % — среднему и 90—100 % — малому. О значении улучшения организации содержания и ремонта оборудования можно судить по следующим показателям. Годовые затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования на предприятиях составляют 10—25% его первоначальной стоимости, а их доля в себестоимости продукции достигает 6—8%. Численность ремонтных рабочих колеблется в пределах 20—30% общей численности вспомогательных рабочих.
Основными задачами ремонтного хозяйства являются:
Решение таких задач требует организации правильной эксплуатации, текущего обслуживания, своевременного выполнения необходимого ремонта, а также модернизации оборудования. Для выполнения всех видов работ по организации рационального обслуживания и ремонта оборудования и других видов основных фондов на предприятиях создаются ремонтные службы.
Их структура зависит от нескольких факторов: типа и объема производства, его технических характеристик, развития кооперирования при выполнении ремонтных работ, системы централизации и др. В состав ремонтной службы крупного к среднего предприятия входят отдел главного механика (ОГМ), ремонтно-механический цех (РМЦ), цеховые ремонтные службы, общезаводской склад запасных деталей и узлов.
Рис.9.1. Структура ремонтной службы предприятия.
Отдел главного механика возглавляет главный механик, подчиненный непосредственно главному инженеру завода.
В составе ОГМ, как правило, создаются следующие функциональные подразделения: бюро планово-предупредительного ремонта (ППР), конструкторско-технологическое бюро, планово-производственное бюро и группа кранового оборудования.
В состав бюро ППР входят группы: инспекторская, учета оборудования, запасных частей и ремонтно-смазочного хозяйства. Инспекторская группа планирует, контролирует и учитывает выполнение ремонтных работ всех видов; инспектирует правильность эксплуатации и разрабатывает инструкции по уходу за оборудованием. Группа учета оборудования ведет паспортизацию и учет оборудования всех видов, следит за его перемещением, контролирует состояние хранения и качества консервации неустановленного оборудования, проводит ежегодную инвентаризацию.
Группа запасных частей устанавливает номенклатуру, сроки службы, нормы расхода и лимиты на запасные детали и покупные материалы, планирует изготовление запасных частей и руководит складскими запасами деталей. Группа ремонтно-смазочного хозяйства контролирует выполнение графика смазки оборудования; устанавливает лимиты на смазочные и обтирочные материалы и на сбор отработанного масла и его регенерацию.
Конструкторско-технологическое бюро осуществляет всю техническую подготовку системы ППР и ремонтных работ всех видов, включая модернизацию; обеспечивает комплектование альбомов чертежей и их хранение по всем видам оборудования.
Планово-производственное бюро планирует и контролирует работу ремонтно-механического цеха и цеховых ремонтных служб, осуществляет материальную подготовку ремонтных работ, составляет отчеты о выполнении планов ремонтных работ по заводу, проводит анализ технико-экономических показателей ремонтной службы завода, выявляет непроизводительные затраты, разрабатывает мероприятия по их устранению.
Группа кранового оборудования следит за эксплуатацией и состоянием всех подъемно-транспортных механизмов, планирует и контролирует выполнение ремонтов всех видов.
Ремонтно-механический цех является основной материальной базой ремонтной службы предприятия. Он комплектуется разнообразным универсальным оборудованием и высококвалифицированными рабочими. В этом цехе выполняются все наиболее сложные работы по ремонту оборудования, изготовлению и восстановлению сменных деталей, а также работы по модернизации оборудования. Цеховые ремонтные службы создаются в крупных основных цехах завода только при использовании децентрализованной и смешанной систем организации ремонтных работ. Службы находятся в ведении механиков цехов. Общезаводской склад запасных деталей и узлов осуществляет хранение и учет всех материальных ценностей, необходимых для проведения всех ремонтов оборудования и подъемно-транспортных средств.
9.5.Типовая система технического обслуживания и ремонта оборудования: содержание и значение.
Обслуживание и эксплуатация оборудования на предприятиях страны производится по разработанной в СССР в 1923 г. единой системе планово-предупредительных ремонтов.
Система планово-предупредительных ремонтов (ППР) представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования, проводимых профилактически по заранее составленному плану с целью предотвращения прогрессивного износа, предупреждения аварий и поддержания оборудования в постоянной эксплуатационной готовности.
Сущность системы ППР заключается в проведении через определенное число часов работы оборудования профилактических осмотров и различных плановых ремонтов, чередование и периодичность которых определяются назначением агрегата, его особенностями, размерами и условиями эксплуатации. Основными задачами системы ППР являются снижение расходов на ремонт и повышение качества ремонта.
Система ППР предусматривает проведение следующих видов работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования:
Межремонтное обслуживание заключается в наблюдении за состоянием оборудования, правильной его эксплуатацией, своевременном регулировании механизмов и устранении мелких неисправностей, чистке и смазке. Все эти работы выполняются основными рабочими и дежурным ремонтным персоналом (слесарями, смазчиками, электриками) в нерабочие часы по заранее составленному графику, т.е. профилактически. Смена и пополнение масел осуществляются по специальному графику для всего оборудования с централизованной и картерной системами.
Осмотры проводятся с целью проверки состояния оборудования, а также устранения мелких неисправностей и выявления объемов подготовительных работ, подлежащих выполнению при очередном плановом ремонте. В процессе проведения осмотров перед средним и капитальным ремонтами составляют Ведомость дефектов, в которой отражают все виды предстоящих работ, необходимые материалы и запасные части, балансовую стоимость объекта.
Плановые ремонты в зависимости от содержания и трудоемкости выполнения работ подразделяются на текущие, средние и капитальные.
Текущий ремонт (малый) заключается в замене небольшого количества изношенных деталей и регулировании механизмов для обеспечения нормальной работы агрегата до очередного планового ремонта. Как правило, он проводится без простоя оборудования (в нерабочее время). В течение года текущему ремонту подвергается 90—100% технологического оборудования. Затраты на этот вид ремонта включаются в себестоимость продукции, выпускаемой на данном оборудовании.
Средний ремонт заключается в смене или исправлении отдельных узлов или деталей оборудования. Он связан с разборкой, сборкой и выверкой отдельных частей, регулировкой и испытанием оборудования под нагрузкой. Этот вид ремонта проводится по специальной «Ведомости дефектов» и заранее составленной смете затрат в соответствии с планом-графиком ремонтов оборудования. Затраты на ремонты, проводимые с периодичностью менее одного года, включаются в себестоимость продукции, выпускаемой на этом оборудовании, а с периодичностью более одного года — за счет амортизационных отчислений. В течение года среднему ремонту подвергается около 20—25% установленного оборудования.
Капитальный ремонт оборудования осуществляется для приведения его в исправное состояние и восстановления полного или близкого к полному ресурса. Как правило, производят ремонт всех базовых деталей и узлов, сборку, регулировку и испытание оборудования под нагрузкой. Так же, как и средний ремонт, капитальный ремонт выполняется по специальной ведомости дефектов, составленной при осмотре оборудования, а также по смете затрат и в соответствии с планом-графиком. Затраты на капитальный ремонт осуществляются предприятием за счет амортизационных отчислений. В течение года капитальному ремонту подвергается около 10—12% установленного оборудования.
Внеплановый ремонт — вид ремонта, вызванный аварией оборудования, или не предусмотренный годовым планом ремонт. При правильной организации ремонтных работ в строгом соответствии системе ППР внеплановые ремонты не должны иметь места.
9.6. Ремонтный цикл: длительность и структура. Ремонтная сложность. Единицы ремонтной сложности. Нормативы расчетов объемов ремонтных работ. Графики планово-предупредительных ремонтов.
Эффективность применения системы ППР находится в прямой зависимости от совершенства нормативной базы, соответствия нормативов условиям эксплуатации оборудования. От точности нормативов в большой степени зависят расходы предприятия на техническое обслуживание и ремонт оборудования, а также уровень потерь в производстве, связанных с неисправностью оборудования. Нормативы дифференцируются по группам оборудования и характеризуют последовательность проведения ремонтов и осмотров, объемы ремонтных работ, их трудоемкость и материалоемкость. К важнейшим нормативам системы ППР относятся:
Продолжительность межремонтного цикла — это период работы оборудования от момента ввода его в эксплуатацию до первого капитального ремонта или время между двумя последовательно выполняемыми капитальными ремонтами. Для легких и средних металлорежущих станков продолжительность межремонтного цикла (Тм..ц, ч).
Под структурой межремонтного цикла понимают перечень и последовательность выполнения ремонтных работ и работ по техническому обслуживанию в период межремонтного цикла. Например, для средних и легких металлорежущих станков структура межремонтного цикла имеет следующий вид:
К1 – О1 – Т1 - О2 - Т2 - О3 - С, - О4 - Т3 - О5 - Т4 - О6 - К2,
где К1 и К2 - капитальные ремонты оборудования;
С1 — средний ремонт оборудования;
О1, О2, О3, О4, О5, О6 — осмотры (техническое обслуживание);
Т1, Т2, Т3, Т4 — текущие малые ремонты оборудования.
Из структуры межремонтного цикла видно, сколько ремонтов и осмотров проводится и в какой последовательности.
Межремонтный период — время работы единицы оборудования между двумя очередными плановыми ремонтами. Например, период между К1 и Т1 или Т1 и Т2, или Т2 и С1.
Межосмотровый период — время работы оборудования между двумя очередными осмотрами и плановыми ремонтами.
Категория сложности ремонта характеризует степень сложности ремонта оборудования и его особенности. Чем сложнее оборудование, чем больше его размер и тем выше точность обработки на нем, тем сложнее ремонт, а следовательно, и выше категория сложности.
Категория сложности ремонта обозначается буквой Р и числовым коэффициентом перед ней. В качестве эталона для определенной группы металлорежущих станков принят токарно-винторезный станок 1К62 с высотой центров 200 мм и расстоянием между центрами 1000 мм. Для этого станка установлена категория сложности по технической части 11Р, а по электрической — 8,5Р. Категорию сложности любого станка данной группы оборудования устанавливают путем сопоставления его с эталоном.
Трудоемкость того или иного вида ремонтных работ определяется исходя из количества единиц ремонтной сложности и норм времени, установленных на одну ремонтную единицу. Количество единиц ремонтной сложности по механической части оборудования совпадает с категорией сложности. Следовательно, станок 1К62 по механической (мех.) части имеет 11 ремонтных единиц, а по электрической (эл.) — 8,5 ремонтных единиц.
Нормы времени устанавливаются на одну ремонтную единицу по видам ремонтных работ отдельно на слесарные, станочные и прочие работы.
При определении длительности ремонтного цикла, межремонтного и межосмотрового периодов следует основываться на структуре ремонтного цикла для каждого вида технологического оборудования.
Длительность ремонтного цикла определяется по формуле
Тр.ц. = 16800 Ком Кми Кто Кв Кд Ккм ,
где 16800 – нормативный коэффициент, характеризующий длительность ремонтного цикла для металлорежущего оборудования, ч;
Ком – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал (для конструкционной стали - 1,0; для высокопрочной стали - 0,7; для чугуна, бронзы - 0,8);
Кми – коэффициент, учитывающий материал применяемого инструмента (металл (сталь) – 1,0; абразив – 0,8);
Кто – коэффициент, учитывающий класс точности оборудования (нормальной точности – 1,0; повышенной точности – 1,5; особо точное оборудование – 2,0);
Кв – коэффициент, учитывающий возраст оборудования (до 10 лет – 1,0, далее чем больше возраст, тем ниже значение коэффициента);
Кд – коэффициент долговечности;
Ккм – коэффициент, учитывающий категорию массы оборудования (вес станка до 10 т – 1,0; вес станка до 100 т – 1,35; вес станка свыше 100 т – 1,7).
Длительность межремонтного и межосмотрового периодов определяется по формулам
Тмр = , То = ,
где Тмр – длительность межремонтного периода;
То – длительность межосмотрового периода;
nc – количество средних ремонтов;
nт – количество текущих (малых) ремонтов;
nо – количество осмотров или периодичность осмотров.
Среднегодовую трудоемкость ремонтных работ можно определить по следующей формуле
,
где Тк, Тс, Тм, То – суммарная трудоемкость (слесарных, станочных и прочих работ) соответственно капитального, среднего, малого ремонтов и осмотров на одну единицу ремонтной сложности;
Ri – количество единиц ремонтной сложности i-й единицы оборудования;
Сi – число единиц оборудования i-го наименования.
Планирование ремонтных работ заключается в составлении общих годовых, уточненных квартальных и месячных планов ремонтов по цехам и заводу в целом. Планы ремонтов составляются бюро ППР в виде календарных планов-графиков, включающих перечень всех инвентарных единиц оборудования, виды ремонтов и осмотров, которые должны быть осуществлены в плановом году с указанием календарного срока их выполнения.
Для равномерности загрузки ремонтного персонала в течение года график ремонта корректируется таким образом, чтобы объем работ в нормо-часах по месяцам был примерно одинаковым. Для этого часть ремонтных работ из месяца со значительным превышением объема в нормо-часах переносится на месяцы с недогрузкой рабочих против располагаемого месячного фонда времени. Время, затрачиваемое на осмотры, не включается в общую сумму простоев оборудования, так как осмотры проводятся в нерабочее время. На основе годового плана-графика составляются месячные планы ремонтных работ, по которым разрабатывают календарные планы ремонта оборудования каждого вида и организации труда рабочих ремонтных бригад. Месячный план ремонта должен быть согласован с планом выпуска основной продукции на данный месяц.
На основе годового план-графика ремонта оборудования планово-производственное бюро отдела главного механика устанавливает для РМЦ квартальный план с разбивкой по месяцам. План составляется в ремонтных единицах и в единицах трудоемкости по следующим видам ремонтных работ: ремонт оборудования (с разбивкой на капитальный, средний и текущий), осмотры, проверки на точность и промывки, изготовление запасных деталей, регенерация масел, работы по технике безопасности, хозяйственные и прочие работы. Кроме того, предусматривается резерв на внеплановые (аварийные) работы в размере до 15% общей трудоемкости работ.
Объем работ по изготовлению запасных и сменных деталей определяется исходя из продолжительности производственного цикла изготовления деталей и срока ремонта оборудования, в котором будут использованы эти детали. Кроме того, по отдельным видам деталей устанавливается задание для пополнения текущего запаса.
9.7. Пути повышения эффективности работы ремонтного хозяйства.
При анализе и оценке работы ремонтной службы используют следующие технико-экономические показатели.
Время простоя оборудования в ремонте, приходящееся на одну ремонтную единицу. Этот показатель определяется делением суммарного времени простоя оборудования, находящегося в ремонте, на число ремонтных единиц оборудования, которые подвергаются ремонту в данном плановом периоде. Необходимо добиваться максимального сокращения этого времени.
Число ремонтных единиц установленного оборудования, приходящихся на одного ремонтного рабочего. Это число характеризует производительность труда ремонтных рабочих, которая постоянно должна увеличиваться.
Себестоимость ремонта одной ремонтной единицы, определяемая делением всех расходов (включая накладные) по ремонту в течение определенного времени (например, в течение года) на число ремонтных единиц оборудования, ремонтируемого за этот же плановый период. Необходимо стремиться к максимальному снижению этого показателя.
Оборачиваемость парка запасных деталей. Этот показатель определяется отношением стоимости израсходованных запасных деталей к их среднему остатку в кладовых и должен быть максимально большим.
Число аварий, поломок и внеплановых ремонтов на единицу оборудования, характеризующее эффективность системы ППР. Оно должно быть минимальным.
Проведенные исследования показывают, что после капитального ремонта оборудования значительно сокращаются последующие межремонтные циклы. Например, оборудование в возрасте 20 лет имеет межремонтный цикл на 20 % меньше, чем оборудование в возрасте 10 лет. Увеличиваются затраты на текущее обслуживание и ремонт оборудования в течение второго межремонтного цикла по сравнению с первым в среднем на 9—15 %.
В промышленности недостаточно используются преимущества специализации ремонтного производства и аутсорсинга. Ремонт почти всех видов оборудования производится в ремонтных цехах или мастерских предприятий, где оно эксплуатируется. Единичный тип ремонтного производства приводит к огромным затратам труда на ремонт оборудования. Высокие затраты труда объясняются низким уровнем механизации труда ремонтных рабочих, всего 20—30 % даже в крупных ремонтных хозяйствах.
Специализация ремонта улучшает качество ремонта, сокращает сроки его проведения, снижает расход материалов. На этой основе снижаются затраты на ремонт одной ремонтной единицы.
Исследования и практика работы передовых специализированных заводов свидетельствуют о том, что с увеличением количества одномодельных станков, одновременно находящихся в ремонте, трудоемкость всех ремонтных работ снижается по сравнению с трудоемкостью единичного ремонтного производства. Так, при доведении партии одновременно ремонтируемых станков до 10 единиц трудоемкость единицы ремонтной сложности снижается на 20 %; при партии в 20 единиц — на 25, в 50 единиц — на 38 % и при партии в 100 единиц — на 45 %. Увеличение партии одновременно ремонтируемых одномодельных станков сказывается и на снижении трудоемкости станочных работ как при изготовлении новых, так и восстановлении старых деталей.
Первым этапом специализации ремонтного производства является создание ремонтных цехов, выполняющих ремонт определенных видов оборудования. Вторым — создание ремонтных заводов, их специализация на ремонте и модернизации определенных видов машин и агрегатов и на изготовлении запасных частей к оборудованию определенного типа.
Такие заводы могут быть оснащены прогрессивной техникой, использовать высокопроизводительные технологические процессы как при сборочных операциях, так и на изготовлении запасных частей, узлов.
Важной стороной рациональной организации ремонтных работ является обеспечение их запасными частями. Исследования показывают, что срок службы оборудования составляет 15—25 лет, а смена моделей выпуска оборудования происходит через 6—8 лет. Таким образом, оборудование работает на предприятии примерно 3—4 ремонтных цикла и его ремонт требует огромного количества запасных частей.
Изготовление для своих нужд запасных частей каждым предприятием в отдельности требует дополнительного оборудования и дополнительных производственных площадей, которые не могут быть эффективно использованы. Например, коэффициент использования производственной мощности станков в ремонтно-механическом цехе колеблется по отдельным видам станков и составляет 0,2—0,5. Поэтому себестоимость изготовления запасных частей на машиностроительных заводах в 3—5 раз выше, чем на специализированных предприятиях.
Один из путей удовлетворения потребности в запчастях — восстановление изношенных деталей и повторное их использование. Исследования показывают, что таким путем можно удовлетворить на 20—25 % существующую потребность в запасных частях. Фактически восстанавливается и повторно используется незначительная их часть.
Рациональная организация выполнения ремонтных работ позволяет сократить время простоя оборудования в ремонте и повысить коэффициент его использования. Сокращение времени простоя достигается за счет:
При узловом методе подлежащие ремонту узлы снимаются и заменяются запасными (новыми или отремонтированными заранее). При последовательно-узловом методе узлы ремонтируются не сразу все, а последовательно во время перерывов в работе станка.
Контрольные вопросы:
10 Организация энергетического хозяйства и логистика.
10.1. Организация энергетического хозяйства. Характеристика, состав и задачи энергетического хозяйства промышленного предприятия.
Современные предприятия машиностроения являются крупнейшими потребителями различных видов энергии и энергоносителей, в частности электроэнергии, топлива, пара, сжатого воздуха, воды и т. д.
По характеру использования потребляемая энергия подразделяется на силовую, технологическую и производственно-бытовую. Силовая энергия приводит в движение оборудование и подъемно-транспортные средства; технологическая энергия служит для изменения свойств и состояния материалов (плавление, термообработка и др.), производственно-бытовая энергия расходуется на освещение, вентиляцию, отопление и другие цели.
Основными задачами энергетического хозяйства являются:
1) бесперебойное обеспечение предприятия, его подразделений и рабочих мест всеми видами энергии;
2) рациональное использование энергетического оборудования, его ремонт и обслуживание;
3) эффективное использование и экономное расходование в процессе производства всех видов энергии.
Экономия энергии достигается за счет внедрения следующих мероприятий:
а) ликвидация и снижение прямых потерь энергии в сетях и местах ее потребления;
б) внедрение в производство высокоэкономичных технологических процессов, приборов, оборудования;
в) применение наивыгоднейших режимов работы технологического и энергетического оборудования, обеспечивающих полное использование мощности электромоторов и трансформаторов, уменьшение расхода энергии на холостом ходу;
г) вторичное использование энергоресурсов: тепла;
д) организация четкого планирования и нормирования расхода, учета потребления энергии и контроля за ним (составление топливного и энергетического балансов по каждому виду энергии).
Для осуществления перечисленных задач, а также для разработки и внедрения мероприятий по экономии всех видов энергии на предприятиях создаются энергетические хозяйства. На крупных предприятиях (в объединениях) во главе энергетического хозяйства находится управление главного энергетика (УГЭ), на средних предприятиях — отдел главного энергетика (ОГЭ), на малых предприятиях — энергомеханический отдел во главе с главным механиком.
В состав энергетического хозяйства среднего предприятия входят: отдел главного энергетика, электросиловой цех (или участок), тепло- или паросиловой цех, электроремонтный и слаботочный цехи. Отдел главного энергетика возглавляет главный энергетик завода, подчиненный главному инженеру. В составе ОГЭ, как правило, создаются следующие функциональные подразделения: бюро планово-предупредительного ремонта (ППР), техническое бюро, планово-производственное бюро и бюро энергоиспользования.
Бюро ППР планирует, контролирует и учитывает выполнение всех видов ремонтных работ энергетического оборудования и электрической части технологического оборудования, инспектирует правильность эксплуатации энергетического оборудования; ведет паспортизацию и учет всех видов энергетического оборудования; устанавливает номенклатуру, сроки службы, нормы расхода и лимиты на запасные части и покупные материалы, планирует изготовление или закупку материальных ценностей для ремонта.
Техническое бюро осуществляет всю техническую подготовку производства системы ППР.
Планово-производственное бюро планирует потребности предприятия в различных видах энергии и энергоресурсов. Планирование сводится к составлению энергетических балансов, которые подразделяются на плановые и отчетные. В плановом энергобалансе обосновываются потребности предприятия в энергии и энергоресурсах. Отчетный энергобаланс предназначен для контроля за фактическим энергопотреблением, для анализа использования энергии, а также для оценки качества работы энергоцехов.
Бюро энергоиспользования занимается нормированием расхода и рационального использования энергии.
Электросиловой цех включает участки: а) электроподстанцию с электросетями, которые принимают, преобразуют в требуемое напряжение и доставляют электроэнергию заводским потребителям; б) монтажный участок, выполняющий подвод электросетей к вновь устанавливаемому оборудованию и ремонт действующих электросетей.
Тепло- или паросиловой цех объединяет участки:
а) парокотельный с трубопроводами, подающий пар и горячую воду потребителям;
б) водонасосную станцию и канализацию с водопроводными и канализационными сетями;
в) компрессорную станция, снабжающая цехи сжатым воздухом;
г) азотно-кислородную, газогенераторную и ацетиленовую подстанции.
Электроремонтный цех выполняет все виды ремонтов энергетического оборудования согласно системы ППР, а также ремонт электрической части технологического оборудования.
Слаботочный цех включает участок связи и сигнализации, обслуживающий телефонную сеть и радиосвязь, электрочасовые установки, диспетчерскую связь и т.п.; участок по обслуживанию контрольно-измерительных приборов и средств автоматики и телемеханики.
10.2. Методика построения и классификация энергетических балансов.
Энергоснабжение предприятия имеет специфические особенности, заключающиеся в одновременности производства и потребления энергии. Подача электроэнергии на предприятие в каждый момент времени должна регулироваться объемом потребления. Недостаточно полное ее использование ведет к неизбежным потерям, к недоиспользованию мощности. При повышенном против графика потреблении возникают «пиковые» нагрузки. Определение потребности предприятия в энергоресурсах и учет их расхода основываются на составлении энергетических и топливных балансов. Балансовый метод планирования дает возможность рассчитать потребность предприятия в топливе и различных видах энергии, исходя из объема производства на предприятии и прогрессивных норм расхода, а также определить наиболее рациональные источники обеспечения этой потребности за счет получения энергии со стороны и собственного производства ее на предприятии.
Энергетические балансы классифицируются по следующим признакам:
Перспективные балансы составляют на длительный срок и используют при проектировании и реконструкции производства, а также для развития энергохозяйства предприятия в целом. Текущие плановые балансы составляют на год с разбивкой по кварталам. Они являются основной формой планирования и потребления энергии всех видов.
Отчетные (фактические) балансы предназначены для контроля за потреблением энергоносителей и выполнением плановых балансов, а также служат основным материалом для анализа использования носителей, оценки работы в области рационализации энергохозяйства и экономии (перерасхода) топлива и энергии.
Определение потребности предприятия в энергоресурсах базируется на использовании прогрессивных норм расхода. Для использования топлива и энергии различных видов применяют удельные нормы. Под прогрессивной нормой расхода энергии и топлива понимается минимально допустимый ее расход, необходимый для изготовления единицы продукции или выполнения единицы работы в наиболее рациональных условиях организации производства и эксплуатации оборудования.
Нормы энергопотребления бывают суммарными на единицу (времени) продукции или вид работ и операционными (дифференцированными) — на деталь, операцию, отдельный технологический процесс. Основным методом определения норм расхода является расчетно-аналитический, позволяющий рассчитать плановую норму с учетом изменений в режиме работы, параметров технологических процессов и других факторов, влияющих на величину удельного расхода. В зависимости от характера целевого использования энергии удельные нормы подразделяются на технологические и вспомогательные нужды (освещение, отопление, вентиляцию и т. д.). При этом учитываются допустимые потери энергии в сетях.
Плановая потребность энергии по цехам определяется с помощью удельных норм расхода двигательной и технологической энергии на единицу продукции, а также объема производства в натуральном или других измерителях. В результате расчета потребности в энергоресурсах устанавливают лимит по видам в натуральном и денежном выражениях по подразделениям предприятия.
Анализ использования энергии и топлива базируется на данных дифференцированного учета. Основой организации первичного учета всех видов энергии и энергоресурсов является организация контрольно-измерительного хозяйства предприятия. Счетчики энергоресурсов должны быть установлены на каждой единице энергетического оборудования. Данные учета регистрируются в журналах или ведомостях.
Энергобаланс содержит: общее поступление энергии (в разрезе ее источников), направление использования энергии по ее видам (общий расход), затраты по отдельным видам энергоносителей и эффективность их использования. На его основе разрабатываются план выработки и использования энергии, потребность в материальных ресурсах и кадрах на плановый период, эффективность использования ресурсов.
Основными технико-экономическими показателями, характеризующими эффективность организации энергетического хозяйства, являются:
По направлению использования различают технологическую, двигательную, осветительную и отопительную энергию. Основными путями рационализации потребления энергии по указанным направлениям являются: ликвидация прямых потерь топлива и энергии; правильный выбор энергоносителей; использование вторичных энергоресурсов; совершенствование технологии и организации основного производства; проведение общехозяйственных мероприятий по экономии топлива и энергии.
Мероприятия по ликвидации прямых потерь топлива и энергии заключаются в систематическом контроле за состоянием сетей, трубопроводов, осуществлении профилактических работ, связанных с изменением' условий их эксплуатации.
10.3. Логистика. Организация транспортного и складского хозяйства. Характеристика, состав и задачи транспортного хозяйства.
С организацией транспортного хозяйства связано понятие логистика.
Логистика охватывает все виды деятельности по перемещению персонала и материалов во времени и пространстве, включая их перераспределение. Термин логистика впервые упоминается в военной науке и связан с обеспечением воинских соединений необходимыми припасами и снаряжением. Логистика на предприятии охватывает комплекс проблем, связанных с обеспечением предприятия исходными факторами производства. Можно выделить логистику снабжения, логистику производства, логистику сбыта.
Процесс изготовления продукции на предприятиях машиностроения сопровождается перемещением большого количества разнообразных грузов: сырья, материалов, полуфабрикатов, топлива, готовой продукции, отходов. На каждую технологическую операцию приходится несколько транспортных операций. Это обусловливает большие затраты на транспортные работы, которые составляют 10-30 % косвенных расходов в себестоимости продукции.
Внутризаводской транспорт является не только средством перемещения грузов, но и орудием труда, организующим работу подразделений предприятия в заданном ритме или графике. Например, внутрицеховой транспорт является неотъемлемым элементом технологического процесса производства. Велико значение транспорта и в своевременном обеспечении предприятия материальными ресурсами, а также в реализации готовой продукции.
Таким образом, внутризаводское транспортное хозяйство должно решать следующие задачи: своевременное обеспечение производства всеми видами транспортных средств и услуг; рациональная организация эксплуатации транспортных средств и подъемных механизмов при минимальных затратах на транспортирование; развитие технической базы и механизация всех трудоемких транспортных процессов.
Структура транспортного хозяйства определяется главным образом объемом грузооборота, особенностями грузов и объемом производства. В состав транспортного хозяйства завода могут входить железнодорожный транспорт, колесный транспорт с гаражами и ремонтными мастерскими, водный транспорт с причалами, подвесные дороги и т.д.
На крупных машиностроительных заводах с большим грузооборотом, требующим применения всех видов транспорта, организуются специализированные цехи железнодорожного, безрельсового (автомобильного) и водного транспорта. На средних заводах создается единый транспортный цех, включающий несколько участков по видам транспорта. Для мелких заводов с небольшим грузооборотом, но требующим применения всех видов транспорта, создаются объединенные транспортные хозяйства для нескольких предприятий. Транспортный цех (отдел) осуществляет планирование всех перевозок и грузовых работ, организацию производства перевозок, оперативное управление эксплуатацией транспорта и его ремонт, учет работы транспортного хозяйства.
На предприятиях используют различные виды транспортных средств:
по сфере обслуживания — средства межцехового и внутрицехового транспорта;
в зависимости от назначения и места действия — внешний (железнодорожный, автомобильный) и внутренний;
в зависимости от места перемещения грузов — напольный и подвесной;
в зависимости от режима работы — транспортные средства непрерывного и периодического действия;
по направлениям движения — транспортные средства для горизонтального, вертикального и смешанного перемещения;
по уровню автоматизации — автоматические, механизированные, ручные;
по виду перемещаемых грузов — транспортные средства для перемещения сыпучих, наливных и штучных грузов.
Способ транспортировки грузов может быть тарный и бестарный.
Тарный способ предусматривает транспортировку грузов в специальной таре (тазы, контейнеры, ящики и т.п.). Он обеспечивает хорошую сохранность груза, позволяет сократить время на погрузку и разгрузку, упрощает учет грузов в случае использования мерной тары. Бестарный способ применяется для навалочных, штучных, жидких грузов и при пневмотранспортировке. Этот способ не трудоемок, не требует затрат на тару и упаковку груза и может использоваться в том случае, когда не возникает опасений за повреждение продукции и снижение ее качества.
Техническая база транспортного хозяйства определяется видом транспортных средств и их техническим состоянием, приспособленностью к конкретным условиям грузопереработки, уровнем механизации транспортных работ. Транспортные хозяйства предприятий располагают железнодорожным, безрельсовым (автомобильным, тележечным), водным, механическим видами транспорта.
Железнодорожный транспорт (мото- и тепловозы, вагоны, платформы, цистерны, специальные вагоны) обладает высокой провозной способностью и пригодностью для перевозки различных грузов. Использование его наиболее целесообразно для внешних перевозок.
Безрельсовый транспорт (автомобили, трактора, прицепы, тележки, мотороллеры) применяется для внешних и внутренних (межцеховых, внутрицеховых) перевозок.
Водный транспорт (буксиры, катера, баржи) используется для перевозки главным образом топлива, формовочных, строительных материалов.
Механический транспорт используется для внутрицеховых, межоперационных перевозок, иногда межцеховых. В качестве средств механического транспорта применяются мостовые краны, монорельсовые пути, подвесные пути, лифты, подъемники, конвейеры и т.д.
Кроме транспортных средств заводы располагают большой номенклатурой погрузочно-разгрузочных и подъемно-транспортных механизмов (механические лопаты, полиспасты, тали, домкраты, лебедки и т.п.). Эти простейшие устройства механизируют самые трудоемкие транспортные работы, обычно выполняемые грузчиками.
10.4. Определение и расчет грузооборота и грузопотоков.
Объем транспортных работ по машиностроительному заводу (грузооборот) определяется на основании данных о количестве поступающих и отправляемых грузов с учетом их номенклатуры и внутризаводских перемещений в процессе использования. Перевозки основных материалов — топлива, сырья, полуфабрикатов, готовой продукции — составляют 70-95 % общего грузооборота.
Грузооборот — это общая масса грузов, транспортируемых на заводе за определенный период (сутки, месяц, год). Объем грузов, перемещаемых в определенном направлении между пунктом погрузки и выгрузки или через данный пункт за отдельный период времени, называется грузопотоком.
Грузооборот равен сумме всех грузопотоков по заводу. Размеры (мощность) грузопотоков определяются на основе объемов производства и норм расхода материалов с учетом условий производства. Различают внешние (отправления и прибытия) и внутренние (межцеховые, внутрицеховые) грузопотоки и грузообороты. Расчеты по грузообороту и грузопотокам предприятия и его цехов оформляются в виде шахматной ведомости. В ней показаны все перемещения грузов, осуществляемые на заводе, что позволяет определить внешний грузооборот и соответствующие внешние грузопотоки прибытия и отправления, все внутренние (межцеховые) грузопотоки и общий грузооборот завода.
По данным шахматной ведомости, планировок цехов и генеральным планам предприятий составляют диаграмму грузопотоков, т.е. графическое изображение в соответствующем масштабе всех грузопотоков на схеме генерального плана завода. Анализ диаграммы грузопотоков способствует выявлению нерациональных перевозок и установлению оптимальной транспортной схемы, являющейся основой всех расчетов работы транспорта. Выбор вида транспортных средств зависит от объема грузооборота, габаритов и физико-химических свойств грузов, расстояний и состояния дорог, направлений перемещения грузов и способа их погрузки и выгрузки, назначения транспорта, конструкции и планировки зданий, рельефа территории завода.
При выборе транспортных средств необходимо также решать вопросы, связанные с применением грузоподъемного оборудования и оборотной тары. Выбранные средства должны предполагать сквозной метод транспортировки на основе единой транспортно-технологической схемы, обеспечивающей стыковку и преемственность отдельных звеньев транспортной сети предприятия. Характер транспортных средств должен соответствовать техническим и организационным особенностям обслуживаемого производства. Это достигается разработкой и внедрением технологии транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ как составного элемента комплексной технологии производственного процесса в целом.
Планирование работы транспортного хозяйства заключается в составлении годового (квартального) плана производственно-хозяйственной деятельности с разбивкой основных показателей по месяцам. Этот план предусматривает расчет производственной программы (план перевозок), объемов погрузочно-разгрузочных работ, количества транспортных средств и механизмов, численности рабочих, фонда заработной платы, сметы затрат и других показателей работы транспортного хозяйства.
План перевозок составляется на основе структуры грузооборота и грузопотоков в тоннах по цехам-отправителям, роду грузов и виду транспортных средств. При планировании внешнего грузооборота в основу расчетов берутся планы материально-технического снабжения и сбыта и отчетные данные о вывозе отходов.
Организация транспортных работ включает организацию внешних и внутризаводских перевозок грузов. Внешние перевозки (завоз материальных ресурсов и вывоз готовой продукции) осуществляются железнодорожным, автомобильным и водным транспортом.
Работа транспорта на внутризаводских перевозках определяется типом производства. В условиях массового производства межцеховой транспорт работает по графику, т.е. за каждой транспортной единицей закрепляется определенный маршрут и устанавливается для нее расписание движения. Это так называемые «маршрутные системы перевозки». Они бывают маятниковыми и кольцевыми.
Маятниковыми называются маршруты, при которых движение транспортных средств между двумя постоянными пунктами или из одного в несколько пунктов (лучевая система) многократно повторяются. Они могут быть односторонними, когда транспорт в одну сторону идет загруженным, а обратно — порожняком, двухсторонними — транспорт загружен в обоих направлениях, смешанными — при движении с грузом или без груза в обоих направлениях. Односторонняя маятниковая система неэкономична, так как включает обратный холостой пробег.
Кольцевая система предусматривает последовательно осуществляемую регулярную связь между рядом пунктов. Она бывает развозочной (с одного пункта груз развозится по ряду цехов), сборочной — из разных цехов груз собирается и перевозится в одно место, смешанной.
В серийном производстве работа транспорта организуется по сменно-суточным планам, составляемым на основе заранее поданных заявок клиентуры в пределах укрупненного месячного плана перевозок. Сменно-суточные планы составляются по видам транспорта с закреплением за определенными грузопотоками и указанием вида, количества, места и срока доставки груза. В единичном и мелкосерийном производстве отсутствуют постоянные грузопотоки, и работа транспорта организуется по разовым заявкам. Оперативное руководство работой транспорта осуществляет диспетчерская служба. Диспетчирование транспортных работ — это составление, оперативное регулирование и контроль выполнения графиков и сменно-суточных планов перевозок путем устранения возникающих отклонений в работе транспорта.
При выборе вида транспортных средств предварительно рассчитывают грузопотоки и грузооборот, устанавливают технические свойства и габариты грузов. Для этого разрабатывают подробную номенклатуру грузов, подлежащих перевозке, с разделением их на основные категории: жидкие, газообразные, сыпучие, перевозимые в таре и без нее. С целью эффективного использования внутризаводского транспорта составляются суточные графики, где указывается, в какое время, куда и для каких перевозок должны быть направлены транспортные средства.
Работа транспортного цеха планируется по следующим показателям: грузооборот, объем погрузочно-разгрузочных работ, степень использования парка транспортных средств, трудоемкость и себестоимость транспортных работ. Затраты внутризаводского транспорта включаются в себестоимость продукции и распределяются между потребителями и заказчиками. Вся сумма затрат внутризаводского транспорта распределяется по следующим статьям себестоимости продукции: транспортно-заготовительные расходы, общезаводские расходы, цеховые расходы по отдельным цехам и производствам, сбытовые расходы, услуги сторонним организациям.
10.5. Задачи и структура складского хозяйства. Виды складов. Учет и контроль движения материалов на складах
Запасы материалов, сырья, топлива, полуфабрикатов, инструмента, оборудования, готовой продукции хранятся на различных складах заводов. Склады представляют собой хранилища различного рода производственных запасов. Помимо хранения на складах выполняется большой комплекс работ по подготовке материалов к производственному потреблению и снабжению ими цехов и других подразделений завода. Хорошо организованное складское хозяйство способствует внедрению передовых методов организации производства, ускорению оборачиваемости оборотных средств, снижению себестоимости продукции.
Основными задачами складского хозяйства являются приемка и хранение материалов, подготовка материалов к производственному потреблению, снабжение цехов материалами, соблюдение норм запасов и контроль за расходованием материалов.
Структура складского хозяйства машиностроительного завода определяется в зависимости от номенклатуры потребляемых материалов, типа и объемов производства, уровня его специализации и кооперирования. Наиболее часто склады классифицируются по их месту в производственном процессе, по роду хранимых материалов, по техническому устройству и степени пожарной опасности.
По месту в производственном процессе (назначению и подчиненности) склады предприятия делятся на материальные (снабженческие), производственные и сбытовые. Материальные склады подчинены отделу материально-технического снабжения. Это склады производственных запасов сырья, материалов и других материальных ресурсов до их включения в процесс производства. К производственным складам относятся склады полуфабрикатов, оборудования и запасных частей к нему, центральный инструментальный склад. На сбытовых складах хранится готовая продукция завода, и подчинены они отделу сбыта.
По сфере и масштабу деятельности склады делятся на общезаводские (базисные, центральные), снабжающие всех потребителей, районные (участковые), которые обеспечивают потребности группы близко расположенных цехов, и цеховые. Общезаводские и районные склады находятся в ведении отдела снабжения. Цеховые склады и склады готовой продукции, обслуживаемые крановым оборудованием, находятся в ведении цехов.
В зависимости от ассортимента перерабатываемых материалов склады подразделяются на специализированные, предназначенные для хранения определенных видов материалов и изделий, и универсальные, на которых хранятся различные предметы производственно-технического назначения. Среди специализированных выделяются специальные склады с соответствующим оборудованием и режимом хранения. К ним относятся хранилища нефтепродуктов, химикатов, газов, топлива, а также рудные и шихтовые дворы и т.д.
По характеру технического устройства склады классифицируются на открытые (площадки), полузакрытые (навесы) и закрытые (здания). Открытые склады предназначены для хранения материалов и изделий, не подверженных влиянию атмосферных осадков; полузакрытые — для хранения материалов, не подверженных влиянию температурных изменений, но подверженных атмосферным воздействиям (огнеупоры, сменное оборудование). Закрытые склады — это здания и другие хранилища, полностью защищающие содержимое от атмосферных воздействий.
Размещение складов на территории завода должно обеспечивать наиболее короткие перевозки грузов и их скорейшую доставку в цехи. При этом необходимо учитывать следующее: прямолинейность грузопотоков, удобство транспортировки грузов и хорошую связь с подъездными путями, приближение хранимых материалов к главнейшим цехам — потребителям этих материалов, пожарную безопасность.
Организация работ на складах предусматривает приемку, размещение, хранение, подготовку к выдаче и выдачу материалов, а также учет движения материалов. За порядок на складе, сохранность и учет движения материалов несет ответственность заведующий складом (кладовщик).
Завоз материалов на склад производится по оперативным месячным или декадным планам ОМТС. Поступившие материалы подвергаются количественной и качественной приемке в соответствии с сопроводительными документами (накладными, сертификатами и др.) и техническими условиями. В случае недостачи или не качественности материалов составляются акты для предъявления претензии поставщику или транспортной организации.
При размещении и хранении материалов должны обеспечиваться сохранность материалов, максимальное использование площадей, а также удобство выполнения приемно-отпускных и учетных операций. Различают следующие принципы размещения материалов: сортовой, партионный и комплектный. При хранении материалы обычно располагаются в порядке последовательности их номенклатурных номеров.
Организация отпуска материалов предусматривает подготовку их к производственному потреблению, т.е. комплектование, нарезку, раскрой металла на заготовки и т.д. Это обеспечивает экономию материалов и контроль за их использованием. Основанием для отпуска материалов со складов являются лимиты, устанавливаемые для цехов и участков на основе их производственной программы и норм расхода. По массовым видам сырья и топлива требование оформляется один раз в месяц на основе данных о расходе, фиксируемых в шихтовых журналах и суточных отчетах. Доставка материалов в цехи производится либо самими цехами (пассивная форма), либо складами по графику (активная форма).
Учет материальных ресурсов производится как на складе (количественно-сортовой), так и в бухгалтерии (количественно-стоимостной) на основе картотеки. В каждой карточке указываются номер и наименование склада, порядковый номер карточки, номенклатурный номер материала, наименование, марка, сорт и размер материала, единица измерения и цена, а также норма запаса. Все поступления и выдачи материалов фиксируются в карточке и по ней определяется остаток, который сравнивается с нормой установленного запаса хранения и лимита.
Инвентаризация материальных ценностей на складах производится ежегодно, а по материалам, которые не взвешиваются, — ежемесячно. Совершенствование организации работы складов осуществляется в направлении централизации обслуживания цехов, внедрения контейнеров, а также средств механизации и автоматизации.
Централизованная система обеспечения цехов материальными ресурсами предусматривает составление службой МТС графиков снабжения цехов, которые передаются складам и диспетчерской службе предприятия. Работа службы МТС и складов характеризуется следующими показателями, по которым нужно судить об их эффективности:
Годовые и месячные эксплуатационные затраты для складов планируются по следующим основным статьям затрат: на заработную плату, на электроэнергию и топливо, на амортизацию и ремонт. При этом обязательно указывается объем работ, который складом должен быть выполнен.
Планирование технико-экономических показателей работы складов, в свою очередь, требует тщательного анализа их выполнения. Анализу подлежат:
Наряду с объемными показателями работы склада устанавливаются и качественные, одним из которых является оборачиваемость материалов в складах. Скорость оборота материалов на складе определяется средним сроком хранения их в днях. Коэффициент оборачиваемости представляет собой отношение грузооборота склада за данный период к среднему складскому остатку материалов за тот же период.
Одним из основных показателей при определении экономичности работы склада является себестоимость складской переработки единицы грузооборота. Она определяется как отношение суммы всех эксплуатационных расходов склада за определенный календарный период времени к грузообороту склада за тот же период.
Естественная убыль относится на цеховые или общезаводские расходы в себестоимости продукции в зависимости от принадлежности склада.
Основные направления совершенствования работы складского хозяйства — это улучшение структуры парка подъемно-транспортных и транспортных машин, внедрение транспортных и складских систем с автоматическим адресованием грузов, автоматизированных складов, автоматизированных контейнерных площадок, совершенствование организации перевозок и складских процессов.
10.6. Организация материально-технического снабжения.
Материально-техническое снабжение (МТС) машиностроительного предприятия представляет собой мероприятия по обеспечению ресурсами всей функциональной его деятельности.
Целью МТС является доведение до производственных потребителей ресурсов определенных свойств и структуры в нужных количествах с допустимыми затратами.
Функции коммерческой деятельности по МТС ресурсами машиностроительного предприятия классифицируются:
Организация коммерческой деятельности машиностроительного предприятия по МТС ресурсами предусматривает организацию всей системы обеспечения и, в частности, организацию собственной службы сбыта. Организационная структура службы МТС ресурсами машиностроительного предприятия включает так называемую производственную структуру и организационную структуру управления МТС.
Производственная структура службы МТС представляет собой совокупность подразделений обеспечения определенного состава и взаимосвязей, осуществляющих весь спектр функций МТС ресурсами технологического характера.
Организация производственной структуры заключается в:
Производственная структура службы МТС включает следующие подразделения:
Организационная структура управления МТС ресурсами машиностроительного предприятия — это совокупность подразделений обеспечения, которые осуществляют весь комплекс функций управления деятельностью МТС ресурсами.
10.7. Виды запасов. Основные системы управления запасами.
Запасы на предприятии представляют собой предметы производства, входящие в материальный поток на различных стадиях их технологической переработки. Наличие запасов на предприятии обусловлено двумя основными причинами:
Существуют и некоторые другие причины, приводящие к созданию запасов. Это — сезонные колебания цен; снижение транспортно-заготовительных расходов на единицу продукции при приобретении товаров большими партиями и др. Таким образом, запасы на предприятии создают уверенность в его бесперебойной работе, снижают транспортно-заготовительные расходы и потери, связанные с остановкой производства. Вместе с тем содержание больших запасов приводит к значительным расходам, которые обусловлены тем, что из оборота предприятия отвлекаются значительные средства, растут затраты по хранению и содержанию запасов. Это противоречие вызывает необходимость установления оптимального размера производственных запасов.
Производственные запасы предприятия подразделяются на текущие, подготовительные, страховые и сезонные.
Текущие запасы необходимы предприятию для обеспечения бесперебойной работы в интервале между двумя поставками и связаны с возможностью производства продукции партиями оптимального размера.
Подготовительные запасы выделяются из производственных для обеспечения бесперебойной работы в период, необходимый для подготовки материалов к использованию и доставки их на рабочие места.
Сезонные запасы обусловлены сезонными колебаниями в объеме производства или потребления. Эти запасы предназначены для удовлетворения прогнозируемого (сезонного) увеличения спроса, а также некоторой разгрузки предприятия на период отпусков.
Гарантированные запасы необходимы для обеспечения работы предприятия на случай возможных перебоев в снабжении или колебаний в объеме производства. С помощью этих запасов компенсируются отклонения фактического спроса от прогнозируемого, фактического объема выпускаемой продукции от запланированного и отклонения в сроках исполнения различных операций от плановых.
Производственные запасы учитываются в трех взаимосвязанных измерителях: а) натуральном; б) днях обеспеченности; в) стоимостном выражении.
Для определения размера запаса в днях обеспеченности необходимо его натуральный размер разделить на среднесуточный расход. Стоимостное выражение запаса определяется как произведение натурального объема на договорную цену. Деление запаса на отдельные части связано с необходимостью организации их контроля и пополнения. В зависимости от используемых при этом методов выделяются различные системы регулирования запасами. Под системой регулирования запасами понимается комплекс мероприятий по созданию и пополнению запасов, организации непрерывного контроля и оперативного планирования поставок.
Для управления производственными запасами их нормы устанавливаются в следующих трех диапазонах:
В процессе управления запасами важно установить момент, или точку заказа и требуемое количество материалов. Точка заказа представляет собой установленный максимальный уровень запаса, при достижении которого подается заказ на поставку очередной партии материальных ценностей. Размер заказа — это то количество материалов, на которое должен быть сделан заказ для пополнения их запаса. Регулировать размер заказа можно изменением объема партий, интервала между поставками или изменением объема и интервала поставки. В зависимости от этого в практике управления запасами используется две основные системы:
Система с фиксированным размером заказа предусматривает поступление материалов равными, заранее определенными оптимальными партиями через изменяющиеся интервалы времени. Заказ на поставку очередной партии дается при уменьшении размера запаса на складе до установленного критического уровня — точки заказа. Интервалы между поставками очередных партий на склад зависят от интенсивности расхода материальных ресурсов.
Уровень запасов, соответствующий точке заказа, равен ожидаемой потребности в течение времени отставания поставки от времени заказа плюс гарантийный запас. При этом условно принимается, что интервал времени между подачей заказа на поставку и поступлением партии на склад является постоянным. Задача управления запасами сводится к тому, чтобы по фактическим данным об их движении определить точку заказа и оформить заявку на поставку необходимых материалов.
Достоинство данной системы заключается в том, что материал поступает одинаковыми партиями, поэтому снижаются затраты по доставке и содержанию запасов. Однако при этом требуется систематический непрерывный контроль запасов, что увеличивает издержки, связанные с их регулированием. Использование системы с фиксированным размером заказа наиболее эффективно при соблюдении следующих условий:
Система управления запасами с фиксированной периодичностью предполагает поступление материала через равные, регулярно повторяющиеся промежутки времени (периоды проверки наличия запасов). Для одних материалов проверка запасов может производиться один раз в неделю, для других — один раз в месяц, в полугодие и т. п. Размер заказа равен максимальному запасу за вычетом текущего уровня запасов в момент проверки материалов. При использовании периодической системы регулирования запасов интервал времени между заказами оказывается постоянным, а размер заказа меняется в зависимости от интенсивности потребления. Достоинством рассмотренной системы является ее простота: регулирование осуществляется один раз в течение всего интервала между поставками.
К числу недостатков системы относятся:
Рассмотренные выше основные системы регулирования запасов базируются на фиксации одного из двух возможных параметров — размера заказа или интервала времени между заказами. Такой подход к управлению запасами справедлив в идеальных условиях при равномерном потреблении материалов. В более сложных ситуациях отмеченные системы становятся неэффективными. В частности, при значительных колебаниях спроса или систематических сбоях в поставке материалов традиционные стратегии управления запасами не в состоянии обеспечить непрерывность производства без значительного завышения объема запасов. Для таких случаев проектируются иные системы управления запасами. Они базируются на основных системах регулирования запасов и могут рассматриваться как их варианты.
Система с установленной периодичностью до постоянного уровня (стратегия TS). В этом случае заказ повторяется через равные промежутки времени. При снижении остатка до уровня точки заказа ранее назначенного срока выдается внеочередной заказ.
Система «максимум — минимум» (стратегия S — s) ориентирована на ситуацию, когда затраты на учет запасов и издержки на оформление заказа настолько значительны, что становятся соизмеримы с потерями от дефицита запасов. Поэтому в рассмотренной системе заказы производятся не через каждый заданный интервал, а только при условии, что запасы на складе в этот момент оказались равными или меньше минимального уровня. В случае выдачи заказа его размер рассчитывается так, чтобы поставка пополнила запасы до максимального желательного уровня.
Система с установленной периодичностью и фиксированным заказом (стратегия TQ) предполагает регулярную с постоянным интервалом проверку запасов. В том случае, если на момент проверки их уровень достиг точки заказа или опустился ниже ее, выдается (очередной заказ в размере оптимальной партии Q.
Выбор соответствующей стратегии требует проведения большого объема вычислительных работ. Так, достаточно сложным является решение вопроса, связанного с включением различных видов материалов в один заказ или расчетом момента повторения заказа при случайном спросе на продукцию.
Наличие отмеченных проблем требует формирования стратегии управления на основе проведения приближенных несложных расчетов, позволяющих, тем не менее, сотрудникам соответствующих служб определить политику предприятия в области управления запасами.
Рассмотрим основные из них.
А. Стратегия наибольшей осмотрительности. В соответствии с данной стратегией размер необходимого запаса определяется как произведение максимального потребления запасов (по любой позиции) в течение одного дня на наибольшую продолжительность периода поставки, которая имела место по выданным предприятием заказам. В результате создаются запасы, которые практически не могут быть полностью использованы к моменту оформления очередного заказа на их пополнение.
Б. Стратегия дополнительного резерва. Гарантия потребностей обеспечивается в этом случае за счет создания дополнительного резерва материальных ресурсов. Величина дополнительного резерва определяется по одному из методов.
Метод 1. Размер резерва устанавливается равным средней величине спроса, умноженной на среднее время опережения, скорректированное на коэффициент надежности (Кн) (обычно его величина принимается равной 25—40%).
Метод 2. Резервное количество единиц хранения определяется с учетом квадратного корня из величины среднего потребления за период, соответствующий времени опережения.
В. Стратегия процента от спроса. В основе данной стратегии лежит анализ частоты спроса на материальные запасы по результатам работы в течение одного дня. Данные о величине спроса заносятся в график распределений частот спроса нарастающим итогом. Затем устанавливается та часть общего числа периодов выдачи заказов, для которой допустимо полное расходование запасов, не влекущее за собой нарушения производственного процесса. Эта величина откладывается на оси ординат графика, а затем полученная точка проецируется на кривую. Из спроецированной точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Точка его пересечения с осью и дает величину спроса, соответствующую установленным случаям полного использования запасов.
Контрольные вопросы:
11 Задачи организации труда, нормирование труда, нормативная база нормирования труда ИТР и служащих.
11.1.Организация трудовых процессов.
На уровне предприятия организация труда представляет собой систему рационального взаимодействия работников со средствами производства и друг с другом, основанную на определенном порядке построения и последовательности осуществления трудового процесса, направленную на получение высоких конечных социально-экономических результатов.
Исходя из определения организации труда она призвана решать следующие задачи:
Технико-технологические задачи отражают влияние, оказываемое организацией и нормированием труда на совершенствование структуры предприятия, специализацию производства, выбор оптимальных вариантов технологических процессов.
Экономические задачи характеризуют направленность организации труда на создание такой системы взаимосвязи человека со средствами производства и друг с другом, которая обеспечивает максимальную производительность труда, минимальную себестоимость изготовления продукции (услуг) и высокую рентабельность производства.
Психофизиологические задачи предполагают создание благоприятных условий труда на рабочих местах, обеспечивающих высокую и устойчивую в течение длительного времени работоспособность работающих, сохранение их здоровья.
Социальные задачи ставят цель повышения содержательности и привлекательности труда.
Все приведенные выше задачи решаются в комплексе, причем в увязке не только между собой, но и с совершенствованием техники, технологии, организации производства и управления. Только такой подход может обеспечить максимальную эффективность организации труда. Исходя из перечисленных групп задач можно сформулировать следующие направления организации труда.
Содержанием трудового процесса является воздействие работника на предмет труда путем физических и умственных усилий, вручную или с помощью орудий труда. Все эти действия представляют собой трудовые процессы, осуществляемые на рабочих местах основными, вспомогательными и обслуживающими рабочими.
Трудовой процесс — это совокупность действий исполнителей по целесообразному изменению предмета труда. Его организация призвана обеспечивать выполнение заданной работы с минимальными затратами рабочего времени, эффективное использование оборудования, оснастки и инструментов, высокое качество продукции. В зависимости от характера участия рабочих в производственном процессе трудовые процессы подразделяются на ручные, ручные механизированные, машинно-ручные, машинные, автоматизированные и аппаратурные процессы.
Ручные процессы — это процессы, выполняемые работниками вручную или с помощью немеханизированных орудий труда. К ручным механизированным относятся процессы, выполняемые работниками с использованием механизированного инструмента (например, сверление отверстия электродрелью).
Машинно-ручные процессы выполняются машиной или механизмом при непосредственном участии рабочего, который прилагает конкретные усилия для управления рабочими органами машины.
Машинные процессы выполняются на станках или другом оборудовании. Здесь участие рабочего состоит в управлении машиной.
Автоматизированные процессы выполняются на машинах, у которых движение рабочих органов, а также управление ими осуществляются автоматически по заранее заданной программе, с помощью средств вычислительной техники. Роль рабочего сводится к контролю за ходом процесса.
К аппаратурным относятся процессы, протекающие в специальном оборудовании под воздействием тепловой, электрической, химической или других видов энергии. Рабочий лишь контролирует и регулирует ход процесса.
Все перечисленные разновидности трудовых процессов и их особенности должны учитываться при решении вопросов разделения и кооперации труда, организации рабочих мест, выбора системы их обслуживания, планировки и установления норм труда.
Основным элементом технологического процесса является операция.
Операция — это законченная часть технологического процесса по обработке одного или одновременно нескольких предметов труда, выполняемая на одном рабочем месте одним рабочим или группой рабочих либо без их участия. Операция является основным объектом планирования, учета и контроля производственного процесса, а также нормирования труда.
В целях изучения, анализа и проектирования содержания и последовательности, способа выполнения и длительности элементов операции последние подразделяются на трудовые движения, трудовые действия, приемы и комплексы приемов.
Трудовое движение является наиболее дифференцированным элементом деления операции. Оно представляет собой однократное перемещение рабочего органа исполнителя (корпуса, ног, рук, кистей рук, пальцев) с целью взятия, перемещения, совмещения, освобождения предмета или поддержание его в состоянии покоя.
Трудовое действие — это совокупность трудовых движений, выполняемых без, перерыва одним или несколькими рабочими органами исполнителя, плавно переходящих одно в другое. Трудовое действие характеризуется одним частным целевым назначением и постоянством предметов и орудий труда.
Трудовой прием представляет собой законченную совокупность трудовых действий исполнителя, объединенных одним целевым назначением и постоянством предметов и орудий труда. Приемы бывают основными, если их целью является непосредственное влияние на технологический процесс, и вспомогательными, совершаемые для выполнения основных приемов. Основными целями деления операций на перечисленные элементы являются: изучение и измерение затрат рабочего времени, выявление факторов, от которых зависит продолжительность выполнения каждого элемента, установление рациональной последовательности и способов выполнения элементов операции, расчет норм времени.
11.2.Организация оплаты труда.
Заработная плата, и прежде всего ее размер, структура, распределение между различными категориями работающих, является не только экономической, но и социальной категорией. Именно зарплата, отражая распределительные отношения, претерпевает наибольшие изменения при переходе к рынку. Организация оплаты труда на предприятии определяется тремя взаимосвязанными элементами: нормированием труда, тарифной системой, формами и системами заработной платы.
Нормирование труда позволяет установить всесторонне обоснованные нормы его затрат, которые применяют для изучения результатов труда. Нормы служат базой для оплаты и материального поощрения с учетом вклада работника в общие результаты коллективного труда. Выполнение нормами перечисленных функций позволяет обоснованно устанавливать размеры оплаты труда.
Тарифное нормирование заработной платы является важнейшим средством проведения внутризаводской политики в области оплаты труда. Главным содержанием тарифного нормирования является разработка тарифной системы оплаты труда, которая включает тарифную ставку, тарифную сетку и тарифно-квалификационные справочники.
Организация заработной платы в условиях рыночных отношений осуществляется при соблюдении предприятием ряда принципов:
1) постоянное поддержание полной зависимости заработной платы от количества и качества труда;
2) материальное стимулирование коллективом предприятия отдельных работников в реализации ими своих возможностей;
3) повышение уровня оплаты труда на основе роста его производительности;
4) усиление роли премий, зависящих от величины получаемой прибыли;
5) совершенствование критериев оценки труда специалистов, руководителей в зависимости от их инициативности, сроков выполнения работ, эффективности принимаемых решений;
6) обеспечение правильного соотношения между уровнем оплаты труда рабочих, специалистов, служащих, руководителей;
7) простота построения оплаты труда каждого работника предприятия.
Рыночные отношения значительно расширили хозяйственную самостоятельность предприятий в области организации оплаты труда. Предприятия любой формы собственности имеют право вводить свою заводскую тарифную систему, соблюдая одно условие — тарифная зарплата не должна быть меньше установленного государством минимального размера оплаты труда.
Оплата труда — одна из форм взаимоотношений работника и работодателя, выполняющая следующие функции:
Функции оплаты труда реализуются для работодателя в цене рабочей силы, для работника — в удовлетворении потребностей.
Система оплаты труда — это способ реализации соответствующей формы оплаты труда, специально разработанный и закрепленный в нормативных актах (соглашении, трудовом договоре и др.) и устанавливающий порядок оплаты труда наемных работников.
Форма оплаты труда устанавливает зависимость величины оплаты труда работника от достигнутых им за определенный промежуток времени результатов труда (выполненной работы). Применяются следующие формы оплаты труда: сдельная, повременная и оплата по окладу.
При сдельной форме заработной платы оплата производится за количество и качество изготовленной продукции или выполненный объем работ. В этом случае мерой труда является количество выработанной продукции.
Сдельная оплата труда в большей степени, чем повременная, способствует созданию материальной заинтересованности каждого рабочего в результатах своего труда, поскольку заработная плата при этом поставлена в прямую зависимость от конечных результатов его работы. Применение сдельной оплаты труда наиболее целесообразно при наличии технически обоснованных норм времени и выработки, наличии натуральных показателей, отражающих затраты труда и выполненный объем работы; наличии у рабочего возможности при определенных организационно-технических условиях развития производства выполнять и перевыполнять действующие нормы, увеличивать выпуск продукции без ухудшения ее качества; необходимости стимулирования рабочих для увеличения выработки продукции на операции, процессе или в объеме выполняемых работ; при наличии хорошо налаженной системы учета выполненной работы.
При повременной форме заработной платы оплата производится в зависимости от фактически отработанного времени с учетом квалификации рабочего и условий труда. Повышенные требования к качеству продукции или выполняемых работ являются важным критерием целесообразности применения повременной оплаты труда. Повременная оплата эффективна, когда работа не поддается точному учету и нормированию; если отсутствует возможность или необходимость увеличения выпуска продукции; когда рабочий не может влиять на увеличение выпуска продукции и количественные результаты работы не зависят или зависят незначительно от самого исполнителя; если увеличение выпуска продукции может привести к ухудшению ее качества.
При наличии в организации сдельной и/или повременной форм оплаты труда в обязательном порядке должна быть разработана разрядная тарифная сетка по образцу бюджетной.
Оплата по окладу устанавливается в фиксированной величине за месяц (полмесяца) в основном в отношении работ по должностям, где не представляется возможным количественное измерение выработки в натуральных измерителях.
Таким образом, на предприятии могут быть установлены следующие системы оплаты труда работников:
В общем виде классификация форм и систем заработной платы представлена на рис.
Рис.11.1. Формы и системы заработной платы.
Тарифная система представляет собой совокупность нормативов, с помощью которых осуществляется дифференциация заработной платы работников различных категорий. Тарифная система оплаты труда включает в себя: тарифные ставки (оклады), тарифную сетку, тарифные коэффициенты.
Сложность выполняемых работ определяется на основе их тарификации. Тарификация работ и присвоение тарифных разрядов работникам производятся с учетом единого тарифно-квалификационного справочника работ и профессий рабочих, единого квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и служащих. Указанные справочники и порядок их применения утверждаются в порядке, устанавливаемом Правительством Российской Федерации.
Базовым элементом тарифной системы является минимальная тарифная ставка работника низшей квалификации (например, тарифная ставка работника 1-го разряда). Ее размер не может быть ниже минимального размера оплаты труда, установленного федеральным законом.
Тарифная ставка — фиксированный размер оплаты труда работника за выполняемые нормы труда (задания, трудовые обязанности) определенной сложности (квалификации) за единицу времени по мере повышения сложности выполняемой работы и уровня квалификации работника. Соотношение между размерами тарифных ставок различных разрядов определяется с помощью тарифного коэффициента, указываемого в тарифной сетке. Диапазон тарифной сетки — соотношение в ней тарифных ставок и окладов организации (предприятия), кроме финансируемых из бюджета и со смешанным финансированием, — устанавливают самостоятельно и фиксируют в соглашениях, локальных нормативных актах, трудовых договорах с учетом соответствующих квалификационных справочников и государственных гарантий в оплате труда.
Система дифференцированной тарифной оплаты труда персонала включает:
11.3.Основы нормирования труда. Особенности нормирования труда ИТР и служащих.
Нормирование труда является частью организации труда на предприятии. Под нормированием труда понимают процесс установления научно обоснованных норм затрат труда на выполнение какой-либо работы. Нормы труда как бы подводят итог техническим и организационным решениям на производстве, они фиксируют достигнутый уровень технико-технологического и организационного совершенства на предприятии и для этих условий устанавливают меру труда.
Нормы труда являются также необходимым элементом планирования труда и производства: при помощи норм труда рассчитывают трудоемкость производственной программы, определяют необходимую численность персонала и его структуру на предприятии. Наконец, нормы труда — это составная часть организации оплаты труда, так как с их помощью устанавливается расценка — величина заработка за выполнение единицы работы.
В промышленности применяют два метода установления норм: аналитический и опытно-статистический (некоторые авторы определяют как суммарный).
Суть аналитического метода в том, что норма устанавливается на основе всестороннего анализа и фактического осуществления трудового процесса, а также определения наиболее рациональных методов выполнения каждого его элемента. Аналитический метод нормирования труда назван так потому, что в нем применяется анализ как метод исследования процесса труда. Аналитический метод имеет 2 способа определения величины норм:
Аналитически-расчетный метод нормирования осуществляется в следующем порядке:
1. Нормируемая операция расчленяется на составляющие ее элементы. Основные элементы трудового процесса — это трудовые приемы, охватывающие совокупность трудовых действий, которые в свою очередь, состоят из трудовых движений. Эти элементы отражают структуру, состав трудового процесса, его количественную сторону.
Трудовое движение — это однократное перемещение рабочего органа человека (руки, ноги, корпуса и т.д.). Например, протянуть руки к инструменту, взять инструмент.
Трудовым действием называется логически завершенная совокупность трудовых движений, выполняемых без перерыва рабочими органами человека при неизменных предметах и средствах труда. Например, включить продольную подачу суппорта, взять инструмент, положить деталь.
Трудовой прием — это законченная совокупность трудовых действий, составляющая завершенную часть операции. Например, пустить станок, остановить станок.
Аналитический метод нормирования труда устанавливает затраты рабочего времени на единицу продукции конкретного рабочего процесса не в целом, а по видам затрат рабочего времени для каждой составляющей его части: операции, приема, движения.
2. Определяются все факторы, влияющие на продолжительность выполнения каждого элемента (технические, организационные, психофизиологические, экономические и социальные).
3. Проектируются рациональный состав операции и последовательность выполнения ее элементов с учетом наилучшего сочетания факторов, влияющих на их продолжительность. После этого рассчитываются затраты времени на каждый элемент и определяется норма времени на операцию в целом. Одновременно разрабатываются организационно-технические мероприятия, обеспечивающие внедрение запроектированного трудового процесса и установленной нормы.
Преимущества аналитически-расчетного метода по сравнению с исследовательским:
При аналитически-исследовательском методе затраты времени на каждый элемент и операцию в целом устанавливаются на основе непосредственных измерений этих затрат на рабочих местах (путем проведения фотографии рабочего времени или хронометража).
При опытно-статистическом (суммарном) методе нормирования труда нормы устанавливаются в целом на всю работу без поэлементного анализа операций, т.е. устанавливает затраты рабочего времени в целом на единицу продукции конкретного рабочего процесса без детального его изучения, анализа и расчета продолжительности отдельных элементов операции. Метод предполагает определение нормы на основе личного опыта нормировщика, он субъективен. Практика показывает, что нормы труда, установленные опытным интуитивным методом, как правило, низкого качества. Об этом свидетельствует значительное перевыполнение таких норм большинством рабочих. Опытно-статистический метод установления норм не является мобилизующей силой, стимулирующей дальнейшее совершенствование процессов труда и рост производительности труда. Применение этих норм должно быть ограничено.
Рабочее время изучается: методом непосредственных замеров и методом моментных наблюдений.
Метод непосредственных замеров дает возможность наиболее полного изучения процесса труда, получения достоверных данных об их продолжительности, последовательности выполнения за период наблюдения и может проводиться:
Недостатком метода непосредственных замеров является большая длительность и трудоемкость проведения наблюдений и обрабатываемых данных.
Наблюдения в зависимости от их назначения, цели проведения, степени охвата и содержания изучения затрат времени подразделяют на фотографию рабочего времени, фотографию использования оборудования во времени, хронометраж, фотохронометраж.
В зависимости от объекта наблюдения и форм организации труда на рабочем месте различают методы наблюдения:
Основными элементами условий оплаты труда для руководителей, специалистов и служащих, соответствующими первому традиционному способу, иными словами, когда раздельно устанавливаются условия оплаты рабочим и служащим, являются: минимальные ставки оплаты труда работника как основа для расчета должностных окладов; схемы должностных окладов руководителей, специалистов и служащих, построенные с учетом сложности выполняемых или должностных обязанностей; квалификационный справочник должностей руководителей, специалистов и служащих как инструмент их тарификации.
Квалификационный справочник для специалистов предусматривает разделение труда, определение должностных обязанностей, квалификационных требований, предъявляемых к соответствующим работникам. В квалификационных характеристиках описываются должностные обязанности, требования к знаниям, уровню и профилю подготовки руководителей, специалистов и служащих. Характеристики по каждой должности состоят из трех разделов: «Должностные обязанности», «Должен знать» и «Квалификационные требования».
Для руководителей, специалистов и служащих основой решения о повышении или снижении окладов, введении (отмене) надбавок являются результаты аттестации названных работников, которая проводится не реже одного раза в три года. Решение об изменении должностного оклада принимается не позже двух месяцев со дня проведения аттестации. При введении новых должностных окладов предусматривается проведение внеочередной аттестации руководителей, специалистов и служащих, установления им должностных обязанностей исходя из требований Квалификационного справочника и приведения в соответствие должностных наименований с выполняемой работниками работой.
Заработная плата руководителей подразделений предприятия (начальник цеха или отдела, мастер) при традиционном методе, действовавшем до экономической реформы, устанавливалась исходя из категории цеха, участка, т. е. учитывалось различие в объеме работ, степень ответственности за порученное дело, многообразие решаемых вопросов и ряд других факторов. Оклад мастера устанавливался обычно на 20—35 % выше тарифной ставки рабочего высшего разряда участка. Кроме того, зарплата мастера зависела от классности. При присвоении мастеру первого класса его оклад повышался, а при достижении высоких результатов труда ему устанавливалась также надбавка. Конкретные размеры стимулирующих выплат мастеру определялись предприятием самостоятельно.
На многих предприятиях параллельно действуют система тарифных ставок для дифференциации оплаты труда рабочих и система должностных окладов управленцев на основе их категорирования.
Другой вариант системы оплаты труда предусматривает разработку единых условий оплаты труда рабочих, служащих специалистов и руководителей на основе заводской Единой тарифной сетки, построенной по аналогу 18-разрядной ETC, используемой для оплаты труда работников бюджетной сферы. При разработке своей ETC предприятия обязаны сохранить квалификационное категорирование работника в пределах должностного наименования, с которой связано присвоение специалистам разрядов оплаты, так как категорирование предусмотрено действующим Квалификационным справочником должностей руководителей, специалистов, служащих и является принадлежностью должностного наименования специалиста.
Экономическая сущность заводской ETC состоит в дифференциации уровня оплаты труда рабочих, служащих, специалистов и руководителей предприятия на единой методологической основе, позволяющей обеспечить равную оплату за равносложный труд независимо от сферы его применения. Заводская единая тарифная сетка, так же как и государственная, базируется на сопоставлении сложности трудовых функций, выполняемых различными группами и категориями персонала, на конкретных должностных обязанностях работников, их образовательном уровне и ряде других факторов. В совокупности эти факторы трудового процесса обеспечивают достаточно полную характеристику оценки труда рабочих, служащих, специалистов, руководителей и обусловливают возможность дифференциации оплаты труда на основе заводской ETC.
Одним из важных принципов разработки заводской ETC является самостоятельное установление предприятием исходной тарифной ставки работника простого труда, т. е. ставки первого разряда.
Контрольные вопросы:
Литература.