Какие производственные процессы относятся к сложным. Понятие о производственном процессе, его структура
Производственный процесс - это совокупность действий работников и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
Часть производственного процесса, включающего в себя действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства, называется технологическим процессом, который состоит из технологических, транспортных и контрольных операций.
Технология (от греч. techne - искусство, мастерство, умение и λογος - изучение) - это совокупность методов и инструментов для достижения желаемого результата; способ преобразования вещества, энергии, информации в процессе изготовления продукции, обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий, контроля качества, управления. Ее разрабатывают инженеры-технологи, программисты и другие специалисты предприятия, работающие в соответствующих областях.
Технология объединяет в себе методы, приемы, режим работы, последовательность операций и процедур, она тесно связана с применяемыми средствами, оборудованием, инструментами, используемыми материалами. Как производственный процесс производства товара она описывается в технологической инструкции.
Характер технологического процесса, применяемого оборудования, инструмента, приспособлений зависит от масштаба производства, который определяет тип производства.
Технологический процесс производства представляет собой совокупность операций, которые предназначены для сохранения полезных свойств исходного сырья и материалов, оптимизации состава, структуры, устранения отрицательных свойств, формирования готового изделия. В рамках технологического процесса исходное сырье, получаемые из него технологическое сырье, материалы и полуфабрикаты подвергаются различным способам технологической обработки (механической, химической, тепловой, биохимической и др.).
Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий. В зависимости от объема и специализации определены три типа производства - индивидуальное, серийное и массовое.
Индивидуальное производство характеризуется выпуском незначительного количества изделий, часто повторный выпуск их не предусматривается. Предприятие с индивидуальным производством должно располагать универсальным оборудованием, позволяющим применять различные виды обработки. Технологический процесс такого предприятия является наиболее сложным.
Индивидуальное производство применяется при изготовлении одежды, ювелирных товаров, художественно-декоративных изделий и мебели.
Серийное производство характеризуется выпуском товаров партиями (сериями) с возможным повторным выпуском. В зависимости от размеров серии различаются мелко-, средне- и крупносерийное производство. При серийном производстве оборудование используют значительно лучше и производительность труда выше, чем при индивидуальном. Серийно производятся транспортные средства, спортивные товары для спортсменов-профессионалов, одежда и обувь.
Массовое производство характеризуется выпуском большого количества изделий непрерывно в течение длительного времени без изменения их конструкции, механизацией процессов обработки, специализацией оборудования, широкой взаимозаменяемостью деталей и сборочных единиц.
Технологические процессы делятся на виды - единичный, типовой, групповой.
Единичный технологический процесс - изготовление или ремонт изделия одного наименования независимо от типа производства; типовой - изготовление группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками; групповой - производство группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
Выделяют три этапа технологического процесса: подготовительный, основной и заключительный.
Подготовительный этап - это совокупность операций по подготовке основного и вспомогательного сырья и комплектующих изделий к переработке или сборке. Главным образом - это измельчение, раскрой, мойка, резка, обвалка, сортировка, т.е. операции механической и гидромеханической обработки.
Основной этап - комплекс операций по переработке сырья (материалов, полуфабрикатов) или сборке комплектующих изделий для получения готовой продукции. Данный этап имеет решающее значение для формирования качества готовой продукции на стадии производства и включает в себя разнообразные технологические операции: дозирование и смешивание компонентов, термическую, механическую, электрическую обработки.
Заключительный этап - совокупность операций по обработке готовой продукции с целью придания ей товарного вида, улучшения сохраняемости и подтверждения соответствия установленным требованиям. Исходные свойства продукции здесь не изменяются, гак как новое качество готового изделия или продукта уже сформировано. Все операции данного этапа направлены на дополнительные улучшения качества продукции либо на окончательный контроль качества.
Приведенная схема является обобщенной, поэтому рассмотрим несколько конкретных примеров.
Технологический процесс производства мебели из массивной древесины состоит из следующих операций: 1) сушка или досушка массивной древесины; 2) раскрой древесины, древесных и облицовочных материалов; 3) пластификация и гнутье массивной древесины; 4) первичная механическая обработка древесины, древесных и облицовочных материалов; 5) склеивание и облицовывание древесины и древесных материалов; 6) повторная механическая обработка древесины и древесных материалов; 7) отделка изделий (сборочных единиц) из древесины и древесных материалов; 8) комплектование, упаковывание, сборка изделий из деталей и сборочных единиц. Нарушение технологического процесса производства при обработке и получении материалов и готовой продукции вызывает появление дефектов.
В процессе производства непродовольственных товаров применяются различные технологические операции. Например, при производстве сталей используются механическая, термическая, физико-химическая обработка, что улучшает их внешний вид, структуру, влияет на уровень качества будущего товара.
Механическая обработка обеспечивает поверхностное упрочнение материала пластическим деформированием. Наиболее часто используется дробеструйная обработка и обработка роликами или шариками.
Термическая обработка (отжиг, закалка, отпуск) улучшает механические свойства материала. Отжиг заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре и медленном охлаждении. Он проводится для снижения твердости и улучшения обрабатываемости, изменения формы и величины зерна, выравнивания химического состава, снятия внутренних напряжений.
Закалка - это нагрев материала до определенной температуры, выдержка и последующее быстрое охлаждение, в результате чего повышается твердость и прочность, но снижается вязкость и пластичность. Перечисленные способы обработки используются при производстве силикатных изделий из металлов и сплавов. Отпуск заключается в нагреве материала до определенной температуры, выдержке и охлаждении. Он применяется при производстве сталей. Цель отпуска - получить более равновесную по сравнению с мартенситом структуру, снять внутренние напряжения, повысить вязкость и пластичность. Различают низкий, средний и высокий отпуск.
Взаимосвязь структуры со свойствами можно продемонстрировать на примере сталей.
Закалка и отпуск стали, осуществленные при разных температурах, меняют структуру и механические свойства: предел прочности, относительное сужение и удлинение до разрушения (рис. 15.5).
Физико-химическая обработка предназначена для изменения химического состава, структуры и свойств поверхности материалов, в частности сталей. К ней относятся цементация, азотирование, цианирование и др. Эти методы повышают твердость и износостойкость поверхности деталей при сохранении вязкой сердцевины. Цементация - процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом путем нагрева стальных деталей при 880-950 °С в углеродосодержащей среде (карбюризаторе). Азотирование заключается в насыщении поверхности стали азотом. При этом повышаются не только твердость и износостойкость, но и коррозионная стойкость. Цианирование (нитроцементация) - одновременное насыщение поверхности стали углеродом и азотом.
Рис. 15.5.
σв - предел прочности стали; ψ - относительное сужение образца; ε - относительное удлинение образца; НВ - твердость по Бриннелю
При производстве продовольственных товаров также применяют специальные технологические операции, влияющие на качество. Из всего многообразия способов обработки кратко рассмотрим наиболее известные и распространенные, объединенные общим названием "консервирование", которые позволяют повысить сохраняемость и изменить вкусовые свойства продуктов. С помощью общедоступных даже в быту способов консервирования можно изготавливать различные продукты на основе одного или нескольких видов сельскохозяйственного сырья.
Методы консервирования делятся на физические, физико-химические, химические и биохимические.
Физические методы консервирования основаны на понижении температур (охлаждение, замораживание) или их повышении (пастеризация, стерилизация).
Охлаждение представляет собой обработку и хранение продуктов при температуре, близкой к 0°С; при такой температуре почти полностью сохраняются их вкусовые и пищевые качества. В охлажденном состоянии хранят плоды, овощи, сыры, мясо и др.
Замораживание - это понижение температуры продукта до -6 °С и ниже. При замораживании прекращается развитие почти всех микроорганизмов, однако споры бактерий сохраняются и при повышении температуры могут быстро размножаться. Замораживают мясо, рыбу, плоды, овощи и др. По вкусовым и питательным свойствам мороженые продукты уступают охлажденным.
Пастеризация - заключается в нагревании продукта (мясо, молоко, пиво, соки, варенье) до температуры 60-98°С. Пищевая ценность таких продуктов почти не изменяется. При пастеризации споры бактерий не погибают.
Стерилизация - процесс нагревания и выдерживания герметически укупоренного продукта при температуре свыше 100 °С, при котором полностью уничтожаются микроорганизмы и их споры. Стерилизация существенно повышает сроки хранения продуктов питания, но она влечет за собой сложные изменения в продуктах, и в целом их биологическая ценность снижается. Данный способ применяется при изготовлении овощных, мясных, рыбных, молочных консервов и др.
Механическая фильтрация заключается в очистке жидких продуктов с помощью пористых фильтров.
К физико-химическим методам консервирования относятся: сушка, консервирование поваренной солью и сахаром.
Сушка основана на удалении из продуктов части воды, вследствие чего создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Существует естественная, искусственная сушка продуктов, а так же сушка методом сублимации.
Консервирование поваренной солью и сахаром основано на повышении осмотического давления среды, в результате чего подавляется жизнедеятельность большинства микроорганизмов.
Химические и биохимические методы консервирования основаны на использовании химических веществ, вводимых в продукты или образующихся в продуктах в результате биохимических процессов (молочной кислоты, этилового спирта). Так, молочная кислота образуется в результате молочно-кислого брожения сахаров продукта и обладает консервирующим действием.
При консервировании антисептиками плодовых полуфабрикатов используют сернистый ангидрид: фруктовых и овощных соков, сыров, маргарина - сорбиновую кислоту. Следует отметить, что эти вещества являются небезопасными для здоровья человека.
Копчение является комбинированным методом консервирования, так как основано на действии нескольких факторов (высокой температуры, введении консерванта и пр.). Копчение бывает горячее (при температуре дыма свыше 80°С) и холодное (от -20 до -40°С). При данном методе могут применяться коптильные жидкости и электрокопчение.
На сохранение качества товара существенное влияние оказывают условия его хранения и транспортировки на производстве, в торговле и у потребителя.
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов и орудий труда, объединенных в целях создания потребительской ценности, а именно полезных предметов труда, необходимых для производственного или личного потребления.
Основные производственные процессы - это та часть процессов, в ходе которых происходит непосредственное изменение форм, размеров, свойств, внутренней структуры предметов труда и превращение их в готовую продукцию.
К вспомогательным производственным процессам относятся такие процессы, результаты которых используются либо непосредственно в основных процессах, либо для обеспечения их бесперебойного или эффективного осуществления.
Обслуживающие производственные процессы - это процессы труда по оказанию услуг, необходимых для осуществления основных и вспомогательных производственных процессов.
Основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы имеют разные тенденции развития и совершенствования. Многие вспомогательные производственные процессы могут быть переданы специализированным организациям (логистическим операторам, коммерческим складам и т.д.), что в большинстве случаев обеспечивает экономически более эффективное их выполнение. С повышением уровня автоматизации и механизации основных и вспомогательных процессов обслуживающие процессы постепенно становятся неотъемлемой частью основного производства, играют организующую роль в гибких автоматизированных производствах. Основные, а в некоторых случаях и вспомогательные производственные процессы протекают на разных стадиях или фазах.
Стадия - это обособленная часть производственного процесса, когда предмет труда переходит в другое качественное состояние.
Например, материал переходит в заготовку, заготовка - в деталь и т.д.
Выделяют следующие стадии основных производственных процессов:
- - изготовительная;
- - обрабатывающая;
- - сборочная;
- - регулировочно-настроечная.
- 1. Изготовительная стадия предназначена для производства заготовок деталей.
Она характеризуется весьма разнообразными методами производства. Основная тенденция развития технологических процессов на этой стадии заключается в приближении заготовок к формам и размерам готовых изделий. Орудиями труда на этой стадии являются отрезные станки, прессово-штамповочное оборудование и др.
2. Обрабатывающая стадия включает в себя механическую обработку.
Предметом труда здесь являются заготовки деталей; орудиями труда на этой стадии являются в основном различные металлорежущие станки, печи термической обработки, аппараты для химической обработки. В результате выполнения этой стадии деталям придаются размеры, соответствующие заданному классу точности.
3. Сборочная стадия - это производственный процесс, в результате которого получаются сборочные единицы, подузлы, узлы, блоки или готовые изделия.
Предметом труда на этой стации являются детали и узлы собственного изготовления, а также полученные со стороны комплектующие изделия.
Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную.
Стационарная сборка осуществляется, когда изделия изготавливаются на одном рабочем месте, а детали подаются. При подвижной сборке изделия создаются в процессе перемещения от одного рабочего места к другому. Орудия труда здесь не так многообразны, как в обрабатывающей стадии. Основными являются всевозможные верстаки, стенды, транспортирующие и направляющие устройства.
Сборочные процессы, как правило, характеризуются значительными объемами работ, выполняемыми вручную, поэтому их механизация и автоматизация - главная задача совершенствования технологического процесса.
4. Регулировочно-настроечная (последняя) стадия проводится с целью определения необходимых технических параметров готового изделия. Предметом труда здесь являются готовые изделия или их отдельные сборочные единицы. Орудия труда - универсальная контрольно- измерительная аппаратура: специальные стенды для испытаний.
Производственный процесс представляет собой совокупность целенаправленных действий персонала предприятия по превращению сырья и материалов в готовую продукцию.
Основные компоненты производственного процесса, определяющие характер производства, - это профессионально подготовленный персонал; средства труда (машины, оборудование, здания, сооружения и т.д.); предметы труда (сырье, материалы, полуфабрикаты); энергия (электрическая, тепловая, механическая, световая, мышечная); информация (научнотехническая, коммерческая, оперативно-производственная, правовая, социально-политическая).
Профессионально управляемое взаимодействие этих компонентов формирует конкретный производственный процесс и составляет его содержание.
Производственный процесс является основой деятельности любого предприятия. Содержание производственного процесса оказывает определяющее воздействие на построение предприятия и его производственных подразделений.
Основной частью производственного процесса является технологический процесс. В ходе реализации технологического процесса происходит изменение геометрических форм, размеров и физико-химических свойств предметов труда.
По своему значению и роли в производстве производственные процессы подразделяются на: основные, вспомогательные и обслуживающие.
Основными называются производственные процессы, в ходе которых осуществляется изготовление основной продукции, выпускаемой предприятием.
К вспомогательным относятся процессы, обеспечивающие бесперебойное протекание основных процессов. Их результатом является продукция, используемая на самом предприятии. Вспомогательными являются процессы по ремонту оборудования, изготовлению оснастки, выработке пара, сжатого воздуха и т.д.
Обслуживающими процессами называются такие, в ходе реализации которых выполняются услуги, необходимые для нормального функционирования как основных, так и вспомогательных процессов. Это процессы транспортировки, складирования, комплектования деталей, уборки помещений и др.
Производственный процесс состоит из множества различных операций, которые соответственно подразделяются на основные (технологические) и вспомогательные.
Технологическая операция – это часть производственного процесса, выполняемая на одном рабочем месте над одним объектом производства (деталью, узлом, изделием) одним или несколькими рабочими.
По виду и назначению продукции, степени технической оснащенности операции классифицируются на ручные, машинно-ручные, машинные и аппаратурные.
Ручные операции выполняются вручную с использованием простого инструмента (иногда механизированного), например, ручная окраска, сборка, упаковка изделия и пр.
Машинно-ручные операции осуществляются с помощью машин и механизмов при обязательном участии рабочего, например, перевозка грузов на электрокарах, обработка деталей на станках при ручной подаче.
Машинные операции полностью выполняются машиной при минимальном участии рабочих в технологическом процессе, например, установка деталей в зону машинной обработки и снятие их по окончании обработки, наблюдение за работой машин, т.е. рабочие не участвуют в технологических операциях, а лишь контролируют их.
Аппаратурные операции протекают в специальных агрегатах (сосудах, ваннах, печах и др.). Рабочий наблюдает за исправностью оборудования и показаниями приборов и вносит по мере необходимости корректировку в режимы работы агрегатов в соответствии с требованиями технологии. Аппаратурные операции широко распространены на предприятиях пищевой, химической, металлургической и других отраслей промышленности.
Организация производственного процесса состоит в объединении людей, орудий и предметов труда в единый процесс производства материальных благ, а также в обеспечении рационального сочетания в пространстве и во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.
Экономическая эффективность рациональной организации производственного процесса выражается в сокращении длительности производственного цикла изделий, в снижении издержек на производство продукции, улучшении использования основных производственных фондов и увеличении оборачиваемости оборотных средств.
Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска продукции. Основным показателем, характеризующим тип производства, является коэффициент закрепления операций Кз. Коэффициент закрепления операций для группы рабочих мест определяется как отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест:
Кз = | К опi | ||||
К р. м. |
|||||
где Копi – число операций, выполняемых на i-м рабочем месте; Кр.м – количество рабочих мест на участке или в цехе.
Различают три типа производства: единичное, серийное, массовое.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматриваются. Коэффициент закрепления операций для единичного производства обычно выше 40.
Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
Для мелкосерийного производства коэффициент закрепления операций от 21 до 40 (включительно), для среднесерийного производства – от 11 до 20 (включительно), для крупносерийного производства – от 1 до 10 (включительно).
Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Коэффициент закрепления операций для массового производства принимается равным 1.
Рассмотрим технико-экономические характеристики каждого из типов производства.
Единичное и близкое к нему мелкосерийное производства характеризуются изготовлением деталей большой номенклатуры на рабочих местах, не имеющих определенной специализации. Это производство должно быть достаточно гибким и приспособленным к выполнению различных производственных заказов.
Технологические процессы в условиях единичного производства разрабатываются укрупненно в виде маршрутных карт на обработку деталей по каждому заказу; участки оснащаются универсальным оборудованием и оснасткой, обеспечивающей изготовление деталей широкой номенклатуры. Большое разнообразие работ, которые приходится выполнять многим рабочим, требует от них различных профессиональных навыков, поэтому на операциях используются рабочие-универсалы высокой квалификации. На многих участках, особенно в опытном производстве, практикуется совмещение профессий.
Организация производства в условиях единичного производства имеет свои особенности. Ввиду разнообразия деталей, порядка и способов их обработки производственные участки строятся по технологическому принципу с расстановкой оборудования по однородным группам. При такой организации производства детали в процессе изготовления проходят через различные участки. Поэтому при передаче их на каждую последующую операцию (участок) необходимо тщательно проработать вопросы контроля качества обработки, транспортирования, определения рабочих мест для выполнения следующей операции. Особенности оперативного планирования и управления заключаются в своевременных комплектации и выполнении заказов, контроле за продвижением каждой детали по операциям,
обеспечении планомерной загрузки участков и рабочих мест. Большие сложности возникают в организации материально-технического снабжения. Широкая номенклатура изготовляемой продукции, применение укрупненных норм расхода материалов создают трудности в бесперебойном снабжении, из-за чего на предприятиях накапливаются большие запасы материалов, а это ведет, в свою очередь, к омертвлению оборотных средств.
Особенности организации единичного производства сказываются на экономических показателях. Для предприятий с преобладанием единичного типа производства характерны относительно высокая трудоемкость изделий и большой объем незавершенного производства вследствие длительного пролеживания деталей между операциями. Структура себестоимости изделий отличается высокой долей затрат на заработную плату. Эта доля, как правило, составляет 20–25 %.
Основные возможности улучшения технико-экономических показателей единичного производства связаны с приближением его по технико-организационному уровню к серийному. Применение серийных методов производства возможно при сужении номенклатуры изготовляемых деталей общемашиностроительного применения, унификации деталей и узлов, что позволяет перейти к организации предметных участков; расширении конструктивной преемственности для увеличения партий запуска деталей; группировании близких по конструкции и порядку изготовления деталей для сокращения времени на подготовку производства и улучшения использования оборудования.
Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей партиями, повторяющимися через определенные промежутки времени. Это позволяет использовать наряду с универсальным специальное оборудование. При проектировании технологических процессов предусматривают порядок выполнения и оснастку каждой операции.
Для организации серийного производства характерны следующие черты. Цехи, как правило, имеют в своем составе предметнозамкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей в процессе их изготовления.
Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельнопоследовательная организация производственного процесса. Это его отличительная особенность.
Применение той или иной формы организации в условиях серийного производства зависит от трудоемкости и объема выпуска закрепленных за участком изделий. Так, крупные, трудоемкие детали, изготовляемые в
большом количестве и имеющие сходный технологический процесс, закрепляют за одним участком с организацией на нем переменно-поточного производства. Детали средних размеров, многооперационные и менее трудоемкие объединяют в партии. Если запуск их в производство регулярно повторяется, организуются участки групповой обработки. Мелкие, малотрудоемкие детали, например нормализованные шпильки, болты, закрепляют за одним специализированным участком. В этом случае возможна организация прямоточного производства.
Для предприятий серийного производства характерны значительно меньшие, чем в единичном, трудоемкость и себестоимость изготовления изделий. В серийном производстве, по сравнению с единичным, изделия обрабатываются с меньшими перерывами, что снижает объемы незавершенного производства.
С точки зрения организации основным резервом роста производительности труда в серийном производстве является внедрение методов поточного производства.
Массовое производство отличается наибольшей специализацией и характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей в больших количествах. Цехи массового производства оснащаются наиболее совершенным оборудованием, позволяющим почти полностью автоматизировать изготовление деталей. Большое распространение получили здесь автоматические поточные линии.
Технологические процессы механической обработки разрабатываются более тщательно, по переходам. За каждым станком закрепляется относительно небольшое количество операций, что обеспечивает наиболее полную загрузку рабочих мест. Оборудование располагается цепочкой по ходу технологического процесса отдельных деталей. Рабочие специализируются на выполнении одной, двух операций. Детали с операции на операцию передаются поштучно. В условиях массового производства возрастает значение организации межоперационной транспортировки, технического обслуживания рабочих мест. Постоянный контроль за состоянием режущего инструмента, приспособлений, оборудования - одно из условий обеспечения непрерывности процесса производства, без которого неизбежно нарушается ритмичность работы на участках и в цехах. Необходимость поддержания заданного ритма во всех звеньях производства становится отличительной особенностью организации процессов при массовом производстве.
Массовое производство обеспечивает наиболее полное использование оборудования, высокий общий уровень производительности труда, самую низкую себестоимость изготовления продукции. В табл. 1.1 представлены данные по сравнительной характеристике различных типов производства.
Таблица 1.1 Сравнительная характеристика различных типов производства
Сравниваемые | Тип производства | |||||||
признаки | единичное | серийное | массовое |
|||||
Номенклатура | неограниченная | ограниченная |
||||||
объем выпуска | номенклатура | номенклатура | номенклатура |
|||||
изготавливаемых по | изготавливаемых | изготавливаемых в |
||||||
партиями | ||||||||
количествах |
||||||||
Повторяемость | отсутствует | периодическая | постоянная |
|||||
Применяемость | универсальное | частично специальное | основном |
|||||
оборудования | специальное |
|||||||
Закрепление | отсутствует | ограниченное | одна, две | операции |
||||
операции | детале-операций | на станок | ||||||
станками | ||||||||
Расположение | ||||||||
оборудования | однородных станков | обработки | технологического |
|||||
конструктивно | процесса | обработки |
||||||
технологически | ||||||||
однородных деталей | ||||||||
Передача предметов | последовательная | параллельно | параллельная |
|||||
труда с операции | параллельная | |||||||
на операцию | ||||||||
Форма организации | технологическая | предметная | прямолинейная |
|||||
производственного | ||||||||
процесса | ||||||||
1.4. Организация производственного процесса
в пространстве и во времени
Построение рациональной производственной структуры предприятия осуществляется в следующем порядке:
- устанавливаются состав цехов предприятия, их мощность в размерах, обеспечивающих заданный выпуск продукции;
- рассчитываются площади для каждого цеха и склада, определяются пространственные расположения их в генеральном плане предприятия;
- планируются все транспортные связи внутри предприятия, их взаимодействие с общегосударственными (внешними для предприятия) путями;
- намечаются кратчайшие маршруты межцехового передвижения предметов труда по ходу производственного процесса.
К производственным подразделениям относятся цехи, участки, лаборатории, в которых изготовляется, проходит контрольные проверки, испытания основная продукция (выпускаемая предприятием), комплектующие изделия (приобретаемые со стороны), материалы и
полуфабрикаты, запасные части для обслуживания изделий и ремонта в процессе эксплуатации; вырабатываются различные виды энергии для технологических целей и т.п.
К подразделениям, обслуживающим работников, относятся жилищнокоммунальные отделы, их службы, фабрики-кухни, столовые, буфеты, детские сады и ясли, санатории, пансионаты, дома отдыха, профилактории, медсанчасти, добровольные спортивные общества, отделы технического обучения и учебные заведения, занимающиеся повышением производственной квалификации, культурного уровня рабочих, инженернотехнических работников, служащих.
Основной структурной производственной единицей предприятия (кроме предприятий с бесцеховой структурой управления) является цех - обособленное в административном отношении звено, выполняющее определенную часть общего производственного процесса (стадию производства).
Цехи являются вполне полноправными подразделениями, они осуществляют свою деятельность на принципах хозяйственного расчета. В машиностроении цехи, как правило, подразделяются на четыре группы: основные, вспомогательные, побочные и подсобные. В основных цехах выполняются операции по изготовлению продукции, предназначенной для реализации. Основные цехи делятся на заготовительные, обрабатывающие и сборочные.
К заготовительным относятся литейные, кузнечно-штамповочные, кузнечно-прессовые, иногда цехи сварных конструкций; к обрабатывающим
- механообрабатывающие, деревообрабатывающие, термические, цехи гальванических, лакокрасочных защитных и декоративных покрытий деталей, к сборочным - цехи агрегатной и окончательной сборки изделий, их окраски, комплектации запасными частями и съемным оборудованием.
Вспомогательные цехи - инструментальный, нестандартного оборудования, модельный, ремонтный, энергетический, транспортный.
Побочные - цехи утилизации и переработки металлоотходов методами литья и прессования стружки в брикеты, цехи ширпотреба. Подсобные - цехи, изготовляющие тару для упаковки продукции, пиленый лес, выполняющие консервацию продукции, ее упаковку, погрузку и отправку потребителю.
Помимо этих цехов почти на каждом машиностроительном заводе имеются производственные цехи, службы и отделы, обслуживающие непромышленные хозяйства (коммунальное, культурно-бытовое, жилищное и др.).
Определенное место в структуре всех машиностроительных заводов занимают складское хозяйство, санитарно-технические устройства и коммуникации (электросети, газо- и воздухопроводы, отопление, вентиляция, благоустроенные дороги рельсового и безрельсового транспорта и т.д.).
Особую роль в производственной структуре объединения (предприятия) играют конструкторские, технологические подразделения,
научно-исследовательские институты и лаборатории. В них разрабатываются чертежи, технологические процессы, проводятся экспериментальные работы, доводятся конструкции изделий до полного соответствия требованиям ГОСТ, технических условий, выполняются экспериментальные и опытноконструкторские работы. В этих подразделениях с особой силой проявляется интеграция науки с производством.
В состав цехов входят основные и вспомогательные производственные участки.
Основные производственные участки создаются по технологическому или предметному принципу. На участках, организованных по принципу технологической специализации, выполняют технологические операции определенного вида. В литейном цехе, например, могут быть организованы участки по следующим технологическим направлениям: землеприготовление, изготовление стержней, литейных форм, обработка готового литья и др., в кузнечном - участки по изготовлению кованых заготовок на молотах и прессах, производству термической обработки и др., в механическом - токарный, револьверный, фрезерный, шлифовальный, слесарный и другие участки, в сборочном - участки узловой и окончательной сборки изделий, испытаний их частей и систем, контрольноиспытательной станции, малярный и др.
На участках, организованных по принципу предметной специализации, осуществляют не отдельные виды операций, а технологические процессы в целом, в итоге получают законченную продукцию для данного участка.
К вспомогательным относятся участки главного механика и главного энергетика по текущему ремонту и обслуживанию механообрабатывающего и энергетического оборудования; инструментально-раздаточная кладовая с заточной мастерской, транспортная служба, мастерская по ремонту и поддержанию в исправном состоянии технологического оснащения и др.
При централизованной системе организации обслуживания и текущего ремонта на предприятии вспомогательные участки в цехах не создаются.
Вспомогательные цехи и участки организуются по тем же признакам, что цехи и участки основного производства.
Постоянное обращение управляющих предприятия к факторам внешней среды позволяет своевременно изменить структуру управления, чтобы способствовать устойчивости предприятия и его гибкому реагированию на конъюнктурные колебания рыночной среды. Именно поэтому следует рассматривать организацию управления производством (территориальные, транспортные, ресурсные, технологические и др. факторы) как систему действий, ориентирующую развитие предприятия.
На производственную структуру влияет ряд факторов:
Отраслевая принадлежность предприятия - номенклатура выпускаемой продукции, ее конструктивные особенности, используемые материалы, способы получения и обработки заготовок; простота конструкции и технологичность изделия; уровень требований, предъявляемых к качеству продукции; тип производства, уровень его специализации и кооперирования;
состав оборудования и технологической оснастки (универсальное, специальное, нестандартное оборудование, конвейерные или автоматические линии):
- централизованная или децентрализованная организация обслуживания оборудования, текущего ремонта его и технологической оснастки;
- способность производства оперативно и без больших потерь перестраиваться на выпуск новой продукции в измененной номенклатуре изделий;
- характер производственного процесса в основных, вспомогательных, побочных и подсобных цехах.
Производственная структура предприятия различных отраслей имеет свои особенности, вытекающие из характера основного производства.
На текстильных фабриках в большинстве случаев действует технологическая структура с одновременной специализацией отдельных участков на определенных номерах пряжи и артикулах суровья. Наибольшее число фабрик имеет все стадии изготовления тканей: прядение, ткачество, отделку. Часть фабрик специализируется на выполнении одной или двух стадий.
На металлургических заводах преобладает технологическая структура. Создаются копровые, доменные, сталелитейные, прокатные цехи.
Общее в производственной структуре предприятий различных отраслей
- организация вспомогательных и обслуживающих хозяйств. Цехи главного энергетика и главного механика, транспортное и складское хозяйство имеются на предприятии любой отрасли промышленности. На машиностроительном заводе всегда имеется инструментальный цех, на текстильной фабрике - валочная и челночная мастерские, изготовляющие инструмент для текстильного производства.
Вопрос о выборе и улучшении производственной структуры предприятия (объединения) должен решаться как при строительстве новых предприятий, так и при реконструкции действующих.
Основные пути совершенствования производственной структуры:
- укрупнение предприятий и цехов;
- поиск и реализация более совершенного принципа построения цехов
и производственных предприятий;
- соблюдение рационального соотношения между основными, вспомогательными и обслуживающими цехами;
- постоянная работа по рационализации планировки предприятий;
- интеграция отдельных предприятий, создание мощных промышленных и научно-производственных объединений на основе концентрации производства;
- обеспечение пропорциональности между всеми частями предприятия;
- изменение производственного профиля, т.е. характера выпуска продукции, специализация и кооперирование; развитие комбинирования производства; достижение конструктивно-технологической однородности
продукции за счет широкой унификации и стандартизации; создание бесцеховой структуры управления предприятием. Укрупнение предприятий и цехов позволяет в более широких масштабах внедрять новую высокопроизводительную технику, постоянно совершенствовать технологию, улучшать организацию производства.
Выявление и реализация резервов улучшения структуры цехов и производственных участков - факторы постоянного совершенствования производственной структуры, повышения эффективности производства.
Соблюдение рационального соотношения между основными, вспомогательными и обслуживающими цехами и участками должно быть направлено на повышение удельного веса основных цехов по количеству занятых рабочих, стоимости основных фондов, размеру занимаемых площадей.
Рационализация планирования подразумевает совершенствование генерального плана предприятия.
Качество использования имеющихся возможностей, ресурсов и благоприятной рыночной обстановки связано на предприятии с механизмом планирования производства. Построение оптимального с точки зрения возможного изменения рыночной ситуации плана является залогом реализации внутренней устойчивости предприятия во внешней экономической среде. Именно поэтому следует обратить особое внимание на материал по планированию производства.
Генеральный план - одна из важнейших частей проекта промышленного предприятия, содержащая комплексное решение вопросов планировки и благоустройства территории, размещения зданий, сооружений, транспортных коммуникаций, инженерных сетей, организации систем хозяйственного и бытового обслуживания, а также расположения предприятия в промышленном районе (узле).
К генеральному плану предъявляются высокие требования, главные из которых:
1) расположение производственных подразделений строго по ходу технологического процесса - склады сырья, материалов и полуфабрикатов, заготовительные, обрабатывающие, сборочные цехи, склады готовой продукции;
2) размещение вспомогательных участков, хозяйств вблизи цехов основного производства, которые они обслуживают;
3) рациональное устройство железнодорожных путей внутри предприятия. Они должны быть подведенными как к помещениям складов сырья, материалов и полуфабрикатов, так и к складу готовой продукции, где производятся доукомплектование изделий съемным оборудованием, запасными частями, консервация, упаковка, укупорка, погрузка, отправка продукции потребителю;
4) наибольшая прямоточность и кратчайшие пути транспортировки сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции;
5) исключение встречных и возвратных потоков как внутри, так и вне помещений;
6) наиболее целесообразные варианты расположения внешних коммуникаций предприятия и присоединения их к инженерным сетям, шоссейным дорогам, железнодорожным путям и т.п.
7) размещение в блоках цехов лабораторий (измерительной, химической, рентгено-контроля, ультразвука и др.), обслуживающих их, а также цехов термической обработки и защитных покрытий деталей, готовых изделий.
На крупных предприятиях цехи целесообразно объединять в корпуса. При проектировании предприятий необходимо заботиться о
компактности застройки. В зависимости от характера продукции, ее конструктивных особенностей по возможности строить корпуса в многоэтажном исполнении. Выбирать рациональные расстояния между цехами, блоками цехов и корпусами, соблюдая санитарно-технические условия, требования техники безопасности и пожарной безопасности.
Генеральный план должен также предусматривать возможность дальнейшего развития предприятия и обеспечивать такую производственную структуру, при которой могут быть достигнуты наивысшие результаты производства при наименьших затратах; создавать условия для максимального удовлетворения интересов всех работников предприятия.
Размещение основных, вспомогательных, побочных, подсобных цехов
и участков, обслуживающих хозяйств, органов управления, транспортных магистралей на территории предприятия оказывает огромное влияние на организацию производства, его экономику;
определяет направление грузопотоков, протяженность трасс рельсовых
и безрельсовых путей, а также эффективность использования производственных площадей.
Компактность застройки, ее рациональная плотность и этажность позволяют экономить капитальные вложения, снижать объемы строительных работ и внутризаводских перевозок, уменьшать протяженность коммуникаций, сокращать длительность производственного цикла, в более широких масштабах внедрять комплексную механизацию и автоматизацию производственных и вспомогательных процессов, уменьшать время пребывания готовой продукции на складе, повышать производительность труда, улучшать качество продукции, снижать ее себестоимость.
Задача сотрудников проектных институтов, инженерно-технических работников и производственников промышленных предприятий - постоянное улучшение производственной структуры, размещения цехов и производственных участков. Особо серьезное внимание этому вопросу необходимо уделять в период реконструкции, технического перевооружения, расширения предприятия и нового строительства. Совершенствование генерального плана завода - проявление заботы о повышении эффективности производства, улучшении качества выпускаемой продукции и условий труда.
Анализ информации о динамике внутреннего обеспечения производства предприятия и востребованности его продукции рынком является условием качественной оценки его устойчивости. Одновременно уделения внимания обслуживанию производства на предприятии может раскрыть факторы способности или неспособности предприятия и устойчивому развитию в будущем. При этом механизмом такого анализа может выступать фиксация отношения свойств обслуживания и целей обеспечения общей характеристики обслуживания производства на предприятии.
Форма организации производства представляет собой определенное сочетание во времени и в пространстве элементов производственного процесса при соответствующем уровне его интеграции, выраженное системой устойчивых связей.
Различные временные и пространственные структурные построения образуют совокупность основных форм организации производства. Временная структура организации производства определяется составом элементов производственного процесса и порядком их взаимодействия во времени. По виду временной структуры различают формы организации с последовательной, параллельной и параллельно-последовательной передачей предметов труда в производстве.
Форма организации производства с последовательной передачей предметов труда представляет собой такое сочетание элементов производственного процесса, при котором обеспечивается движение обрабатываемых изделий по всем производственным участкам партиями произвольной величины. Предметы труда на каждую последующую операцию передаются лишь после окончания обработки всей партии на предшествующей операции. Данная форма является наиболее гибкой по отношению к изменениям, возникающим в производственной программе, позволяет достаточно полно использовать оборудование, что дает возможность снизить затраты на его приобретение. Недостаток такой формы организации производства заключается в относительно большой длительности производственного цикла, так как каждая деталь перед выполнением последующей операции пролеживает в ожидании обработки всей партии.
Форма организации производства с параллельной передачей предметов труда основана на таком сочетании элементов производственного процесса, которое позволяет запускать, обрабатывать и передавать предметы труда с операции на операцию поштучно и без ожидания. Такая организация производственного процесса приводит к уменьшению количества деталей, находящихся в обработке, сокращению потребностей в площадях, необходимых для складирования и проходов. Ее недостаток - в возможных простоях оборудования (рабочих мест) вследствие различий в длительности операций.
Форма организации производства с параллельно-последовательной передачей предметов труда является промежуточной между
последовательной и параллельной формами и частично устраняет присущие им недостатки. Изделия с операции на операцию передаются транспортными партиями. При этом обеспечивается непрерывность использования оборудования и рабочей силы, возможно частично параллельное прохождение партии деталей по операциям технологического процесса.
Пространственная структура организации производства определяется количеством технологического оборудования, сосредоточенного на рабочей площадке (числом рабочих мест), и расположением его относительно направления движения предметов труда в окружающем пространстве. В зависимости от количества технологического оборудования (рабочих мест) различают однозвенную производственную систему и соответствующую ей структуру обособленного рабочего места и многозвенную систему с цеховой, линейной или ячеистой структурой. Возможные варианты пространственной структуры организации производства представлены на рис. 1.2. Цеховая структура характеризуется созданием участков, на которых оборудование (рабочие места) расположено параллельно потоку заготовок, что предполагает их специализацию по признаку технологической однородности. В этом случае партия деталей, поступающая на участок, направляется на одно из свободных рабочих мест, где проходит необходимый цикл обработки, после чего передается на другой участок (в цех).
Рис. 1.2. Варианты пространственной структуры производственного процесса
На участке с линейной пространственной структурой оборудование (рабочие места) располагается по ходу технологического процесса и партия деталей, обрабатываемая на участке, передается с одного рабочего места на другое последовательно.
Ячеистая структура организации производства объединяет признаки линейной и цеховой. Комбинация пространственной и временной структур производственного процесса при определенном уровне интеграции частичных процессов обусловливает различные формы организации производства: технологическую, предметную, прямоточную, точечную, интегрированную (рис. 1.3). Рассмотрим характерные черты каждой из них.
Рис. 1.3. Формы организации производства
Технологическая форма организации производственного процесса характеризуется цеховой структурой с последовательной передачей предметов труда. Такая форма организации широко распространена на машиностроительных заводах, поскольку обеспечивает максимальную загрузку оборудования в условиях мелкосерийного производства и приспособлена к частым изменениям в технологическом процессе. В то же время применение технологической формы организации производственного процесса имеет ряд отрицательных последствий. Большое количество деталей и их многократное перемещение в процессе обработки приводят к росту объема незавершенного производства и увеличению числа пунктов промежуточного складирования. Значительную часть производственного цикла составляют потери времени, обусловленные сложной межучастковой связью.
Предметная форма организации производства имеет ячеистую структуру с параллельно-последовательной (последовательной) передачей предметов труда в производстве. На предметном участке устанавливается, как правило, все оборудование, необходимое для обработки группы деталей с начала и до конца технологического процесса. Если технологический цикл обработки замыкается в пределах участка, он называется предметнозамкнутым.
Предметное построение участков обеспечивает прямоточность и уменьшает длительность производственного цикла изготовления деталей. В сравнении с технологической формой предметная позволяет снизить общие расходы на транспортировку деталей, потребность в производственных площадях на единицу продукции. Вместе с тем данная форма организации производства имеет и недостатки. Главный из них в том, что при определении состава оборудования, устанавливаемого на участке, на первый план выдвигается необходимость проведения определенных видов обработки деталей, что не всегда обеспечивает полную загрузку оборудования.
Кроме того, расширение номенклатуры выпускаемой продукции, ее обновление требуют периодической перепланировки производственных участков, изменения структуры парка оборудования. Прямоточная форма организации производства характеризуется линейной структурой с поштучной передачей предметов труда. Такая форма обеспечивает реализацию ряда принципов организации: специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности. Ее применение приводит к сокращению длительности производственного цикла, более эффективному использованию рабочей силы за счет большей специализации труда, уменьшению объема незавершенного производства.
При точечной форме организации производства работа полностью выполняется на одном рабочем месте. Изделие изготовляется там, где находится его основная часть. Примером служит сборка изделия с перемещением рабочего вокруг него. Организация точечного производства имеет ряд достоинств: обеспечивается возможность частых изменений конструкции изделий и последовательности обработки, изготовления изделий разнообразной номенклатуры в количестве, определяемом потребностями производства; снижаются затраты, связанные с изменением расположения оборудования, повышается гибкость производства.
Интегрированная форма организации производства предполагает объединение основных и вспомогательных операций в единый интегрированный производственный процесс с ячеистой или линейной структурой при последовательной, параллельной или параллельнопоследовательной передаче предметов труда в производстве. В отличие от существующей практики раздельного проектирования процессов складирования, транспортировки, управления, обработки на участках с интегрированной формой организации требуется увязать эти частичные процессы в единый производственный процесс. Это достигается путем объединения всех рабочих мест с помощью автоматического транспортноскладского комплекса, который представляет собой совокупность взаимосвязанных, автоматических и складских устройств, средств вычислительной техники, предназначенных для организации хранения и перемещения предметов труда между отдельными рабочими местами.
Управление ходом производственного процесса здесь осуществляется с помощью ЭВМ, что обеспечивает функционирование всех элементов производственного процесса на участке по следующей схеме: поиск
необходимой заготовки на складе – транспортировка заготовки к станку – обработка – возвращение детали на склад. Для компенсации отклонений во времени при транспортировке и обработке деталей на отдельных рабочих местах создаются буферные склады межоперационного и страхового заделов. Создание интегрированных производственных участков связано с относительно высокими единовременными затратами, вызванными интеграцией и автоматизацией производственного процесса.
Экономический эффект при переходе к интегрированной форме организации производства достигается за счет сокращения длительности производственного цикла изготовления деталей, увеличения времени загрузки станков, улучшения регулирования и контроля процессов производства. На рис. 1.4 изображены схемы расположения оборудования на участках с различной формой организации производства.
Рис. 1.4. Схемы расположения оборудования (рабочих мест) на участках с различной формой организации производства:
а) технологическая; б) предметная; в) прямоточная; г) точечная (для случая сборки); д) интегрированная
Учебник/ Корсаков М.Н., Ребрин Ю.И., Федосова Т.В., Макареня Т.А., Шевченко И.К. и др.; Под ред. М.А.Боровской. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2008. - 440с.
3. Организация и планирование производства
3.4. Организация производственного процесса
3.4.1. Производственный процесс и принципы его организации
Производственный процесс ─ это целенаправленное, постадийное превращение исходного сырья и материалов в готовый, заданного свойства продукт, пригодный к потреблению или к дальнейшей обработке.
Техническая и организационно-экономическая характеристика производственного процесса на предприятии определяется видом продукции, объемом производства, типом и видом применяемой техники и технологии, уровнем специализации. Производственный процесс состоит из многочисленных технических, организационно-управленческих и хозяйственных операций.
Производственные процессы на предприятиях принято подразделять на три вида: основные, вспомогательные и обслуживающие.
К основным относятся процессы, связанные непосредственно с превращением предмета труда в готовую продукцию (например, переплавка руды в доменной печи и превращение ее в металл; превращение муки в тесто, затем в испеченный хлеб), т.е., это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств предметов труда. Основными называются производственные процессы, в ходе которых осуществляется изготовление основной продукции, выпускаемой предприятием. Результатом основных процессов в машиностроении являются выпуск машин, аппаратов и приборов, составляющих производственную программу предприятия и соответствующих его специализации, а также изготовление запасных частей к ним для поставки потребителю.
Вспомогательные процессы лишь способствуют течению основных процессов, но сами непосредственно в них не участвуют (обеспечение энергией, ремонт оборудования, изготовление инструмента и т. д.). Главное экономическое отличие вспомогательных процессов от основных состоит в различии места реализации и потребления произведенной продукции. Процессы, непосредственно связанные с изготовлением конечного продукта, поступающего на рынок ‑ сторонним потребителям, относятся к основным. Процессы, в результате которых конечный продукт потребляется внутри предприятия, относятся к вспомогательным процессам.
К вспомогательным относятся процессы, обеспечивающие бесперебойное протекание основных процессов. Их результатом является продукция, используемая на самом предприятии. Вспомогательными являются процессы по ремонту оборудования, изготовлению оснастки и инструмента, выработка пара и сжатого воздуха и т.д.
Обслуживающими называются процессы, в ходе реализации которых выполняются услуги, необходимые для нормального функционирования и основных, и вспомогательных процессов. К ним относятся, например, процессы транспортировки, складирования, подбора и комплектования деталей и т. д. Основным признаком выделения обслуживающих процессов является то, что в результате их протекания не создается продукция.
В современных условиях, особенно в автоматизированном производстве, наблюдается тенденция к интеграции основных и обслуживающих процессов. Так, в гибких автоматизированных комплексах объединены в единый процесс основные, комплектовочные, складские и транспортные операции.
Совокупность основных процессов образует основное производство. На предприятиях машиностроения основное производство состоит из трех стадий (фаз): заготовительной, обрабатывающей и сборочной. Стадией производственного процесса называется комплекс процессов и работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части производственного процесса и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.
К заготовительной стадии относятся процессы получения заготовок ─ резка материалов, литье, штамповка. Обрабатывающая стадия включает процессы превращения заготовок в готовые детали: механическую обработку, термообработку, покраску и гальванические покрытия и т.д. Сборочная стадия ‑ заключительная часть производственного процесса. В нее входят сборка узлов и готовых изделий, регулировка и отладка машин и приборов, их испытания.
Состав и взаимные связи основных, вспомогательных и обслуживающих процессов образуют структуру производственного процесса.
В организационном плане производственные процессы подразделяются на простые и сложные. Простыми называются производственные процессы, состоящие из последовательно осуществляемых действий над простым предметом труда. Например, производственный процесс изготовления одной детали или партии одинаковых деталей. Сложный процесс представляет собой сочетание простых процессов, осуществляемых над множеством предметов труда. Например, процесс изготовления сборочной единицы или всего изделия.
Производственный процесс неоднороден. Он распадается на множество элементарных технологических процедур, которые совершаются при изготовлении готового изделия. Эти отдельные процедуры называются операциями. Операция ─ это элементарное действие (работа), направленное на преобразование предмета труда и получение заданного результата. Производственная операция ─ это отдельная часть производственного процесса. Обычно она выполняется на одном рабочем месте без переналадки оборудования и совершается при помощи набора одних и тех же орудий труда. Операции, как и производственные процессы, подразделяются на основные и вспомогательные. При основной операции предмет обработки меняет свои формы, размеры и качественные характеристики, при вспомогательной ‑ этого не происходит. Вспомогательные операции лишь обеспечивают нормальное протекание и выполнение основных операций. В основе организации производственного процесса лежит рациональное сочетание во времени и пространстве всех основных и вспомогательных операций.
В зависимости от вида и назначения продукции, степени технической оснащенности и основного профиля производства различают ручные, машинно-ручные, машинные и аппаратурные операции. Ручные операции выполняются вручную с использованием простого инструмента (иногда механизированного), например ручная окраска изделий, слесарная обработка, наладка и регулировка механизмов. Машинно-ручные операции осуществляются при помощи машин и механизмов, но при непосредственном участии рабочих (например, перевозка грузов на автомобилях, обработка деталей на станках с ручным управлением). Машинные операции выполняются без участия или при ограниченном участии рабочих. Выполнение технологических операций может осуществляться при этом в автоматическом режиме, по установленной программе лишь под контролем рабочего. Аппаратурные операции протекают в специальных агрегатах (трубопроводах, колоннах, в термических и плавильных печах и др.). Рабочий ведет общее наблюдение за исправностью оборудования и показаниями приборов и вносит корректировку в режимы работы агрегатов в соответствии с установленными правилами и стандартами.
Правила и формы выполнения рабочих операций приведены в специальной технической документации (картах производственных операций, инструкциях, операционных графиках). Часто производственные операции непосредственно связываются не с обработкой изделия, а с организацией рабочего места и разделяются по отдельным рабочим профессиям и видам оборудования. Последнее характерно для единичного и мелкосерийного производства в промышленности, а также для строительных объектов и транспорта. В таком случае рабочему выдается чертеж на изделие или, допустим, путевой лист для перевозки груза. Согласно инструкции по организации работ и уровню квалификации, рабочий, получивший задание, должен знать порядок выполнения операции. Нередко при выдаче рабочему задания на выполнение той или иной технологической операции ему передается и техническая документация, в которой содержится описание основных параметров обрабатываемого изделия и задачи выполнения данной операции.
Многообразные производственные процессы, в результате которых создается промышленная продукция, необходимо соответствующим образом организовать, обеспечив их эффективное функционирование в целях выпуска конкретных видов продукции высокого качества и в количествах, удовлетворяющих потребности народного хозяйства и населения страны.
Организация производственных процессов состоит в объединении людей, орудий и предметов труда в единый процесс производства материальных благ, а также в обеспечении рационального сочетания в пространстве и во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.
Пространственное сочетание элементов производственного процесса и всех его разновидностей реализуется на основе формирования производственной структуры предприятия и входящих в нее подразделений. В этой связи важнейшими видами деятельности являются выбор и обоснование производственной структуры предприятия, т.е. определение состава и специализации входящих в него подразделений и установление рациональных взаимосвязей между ними.
В ходе разработки производственной структуры выполняются проектные расчеты, связанные с определением состава парка оборудования, учетом его производительности, взаимозаменяемости, возможности эффективного использования. Разрабатываются также рациональные планировка подразделений, размещение оборудования, рабочих мест. Создаются организационные условия для бесперебойной работы оборудования и непосредственных участников производственного процесса ─ рабочих. Одним из основных аспектов формирования производственной структуры является обеспечение взаимоувязанного функционирования всех составляющих производственного процесса: подготовительных операций, основных производственных процессов, технического обслуживания. Необходимо всесторонне обосновать наиболее рациональные для конкретных производственно-технических условий организационные формы и методы осуществления тех или иных процессов. Важный элемент организации производственных процессов ‑ организация труда работающих, конкретно реализующая соединение рабочей силы со средствами производства. Методы организации труда в значительной мере определяются формами производственного процесса. В центре внимания в связи с этим должны стать обеспечение рационального разделения труда и определение на этой основе профессионально-квалификационного состава рабочих, научная организация и оптимальное обслуживание рабочих мест, всемерное улучшение и оздоровление условий труда.
Организация производственных процессов предполагает также сочетание их элементов во времени, что обусловливает определенный порядок выполнения отдельных операций, рациональное совмещение времени выполнения различных видов работ, определение календарно-плановых нормативов движения предметов труда. Нормальное течение процессов во времени обеспечивается также порядком запуска-выпуска изделий, созданием необходимых запасов (резервов) и производственных заделов, бесперебойным снабжением рабочих мест инструментом, заготовками, материалами. Важным направлением этой деятельности является организация рационального движения материальных потоков. Эти задачи решаются на основе разработки и внедрения систем оперативного планирования производства с учетом типа производства и технико-организационных особенностей производственных процессов.
Наконец, в ходе организации процессов производства на предприятии немаловажное место отводится разработке системы взаимодействия отдельных производственных подразделений.
Принципы организации производственного процесса представляют собой исходные положения, на основе которых осуществляются построение, функционирование и развитие производственных процессов.
Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные части (процессы, операции) и их закрепление за соответствующими подразделениями предприятия. Принципу дифференциации противостоит принцип комбинирования, который означает объединение всех или части разнохарактерных процессов по изготовлению определенных видов продукции в пределах одного участка, цеха или производства. В зависимости от сложности изделий, объема производства, характера применяемого оборудования производственный процесс может быть сосредоточен в каком-либо одном производственном подразделении (цехе, участке) или рассредоточен по нескольким подразделениям.
Принципы дифференциации и комбинирования распространяются и на отдельные рабочие места. Поточная линия, например, представляет собой дифференцированный комплекс рабочих мест.
В практической деятельности по организации производства приоритет в использовании принципов дифференциации или комбинирования должен отдаваться тому принципу, который обеспечит наилучшие экономические и социальные характеристики производственного процесса. Так, поточное производство, отличающееся высокой степенью дифференциации производственного процесса, позволяет упрощать его организацию, совершенствовать навыки рабочих, повышать производительность труда. Однако чрезмерная дифференциация повышает утомляемость рабочих, большое число операций увеличивает потребность в оборудовании и производственных площадях и ведет к излишним затратам на перемещение деталей и т. д.
Принцип концентрации означает сосредоточение определенных производственных операций по изготовлению технологически однородной продукции или выполнению функционально-однородных работ на отдельных рабочих местах, участках, в цехах или производствах предприятия. Целесообразность концентрации однородных работ на отдельных участках производства обусловлена следующими факторами: общностью технологических методов, вызывающих необходимость применения однотипного оборудования, возможностями оборудования, например обрабатывающих центров, возрастанием объемов выпуска отдельных видов продукции, экономической целесообразностью концентрации производства определенных видов продукции или выполнения однородных работ.
При выборе того или иного направления концентрации необходимо учитывать преимущества каждого из них.
При концентрации в подразделении технологически однородных работ требуется меньшее количество дублирующего оборудования, повышается гибкость производства и появляется возможность быстрого перехода на выпуск новой продукции, возрастает загрузка оборудования.
При концентрации технологически однородной продукции сокращаются расходы на транспортировку материалов, уменьшается длительность производственного цикла, упрощается управление ходом производства, сокращается потребность в производственных площадях.
Принцип специализации основан на ограничении разнообразия элементов производственного процесса. Реализация этого принципа предполагает закрепление за каждым рабочим местом и каждым подразделением строго ограниченной номенклатуры работ, операций, деталей или изделий. В противоположность принципу специализации, принцип универсализации предполагает такую организацию производства, при которой каждое рабочее место или производственное подразделение занято изготовлением деталей и изделий широкого ассортимента или выполнением разнородных производственных операций.
Уровень специализации рабочих мест определяется специальным показателем ─ коэффициентом закрепления операций К з.о . , который характеризуется количеством деталеопераций, выполняемых на рабочем месте за определенный промежуток времени. Так, при К з.о = 1 имеет место узкая специализация рабочих мест, при которой в течение месяца, квартала на рабочем месте выполняется одна деталеоперация.
Характер специализации подразделений и рабочих мест во многом определяется объемом производства одноименных деталей. Наивысшего уровня специализация достигает при выпуске одного вида продукции. Наиболее типичным примером узкоспециализированных производств являются заводы по производству тракторов, телевизоров, автомашин. Увеличение номенклатуры производства снижает уровень специализации.
Высокая степень специализации подразделений и рабочих мест способствует росту производительности труда за счет выработки трудовых навыков рабочих, возможностей технического оснащения труда, сведения к минимуму затрат по переналадке станков и линий. Вместе с тем, узкая специализация снижает требуемую квалификацию рабочих, обуславливает монотонность труда, и как следствие, ведет к быстрой утомляемости рабочих, ограничивает их инициативу.
В современных условиях усиливается тенденция к универсализации производства, что определяется требованием научно-технического прогресса по расширению номенклатуры выпускаемой продукции, появлением многофункционального оборудования, задачами совершенствования организации труда в направлении расширения трудовых функций рабочего.
Принцип пропорциональности заключается в закономерном сочетании отдельных элементов производственного процесса, которое выражается в определенном количественном соотношении их друг с другом. Так, пропорциональность по производственной мощности предполагает равенство мощностей участков или коэффициентов загрузки оборудования. В этом случае пропускная способность заготовительных цехов соответствует потребности в заготовках механических цехов, а пропускная способность этих цехов ‑ потребности сборочного цеха в необходимых деталях. Отсюда вытекает требование иметь в каждом цехе оборудование, площади, рабочую силу в таком количестве, которое обеспечивало бы нормальную работу всех подразделений предприятия. Такое же соотношение пропускной способности должно существовать и между основным производством, с одной стороны, и вспомогательными и обслуживающими подразделениями ‑ с другой.
Нарушение принципа пропорциональности ведет к диспропорциям, появлению узких мест в производстве, вследствие чего ухудшается использование оборудования и рабочей силы, возрастает длительность производственного цикла, увеличиваются заделы.
Пропорциональность в рабочей силе, площадях, оборудовании устанавливается уже при проектировании предприятия, а затем уточняется при разработке годовых производственных планов путем проведения так называемых объемных расчетов ‑ при определении мощностей, численности работающих, потребности в материалах. Пропорции устанавливают на основе системы нормативов и норм, которые определяют количество взаимных связей между различными элементами производственного процесса.
Принцип пропорциональности предполагает одновременное выполнение отдельных операций или частей производственного процесса. Он базируется на положении о том, что части расчлененного производственного процесса должны быть совмещены во времени и выполняться одновременно.
Производственный процесс изготовления машины состоит из большого числа операций. Совершенно очевидно, что выполнение их последовательно одна за другой вызвало бы увеличение продолжительности производственного цикла. Поэтому отдельные части процесса изготовления продукции должны выполняться параллельно.
Параллельность достигается: при обработке одной детали на одном станке несколькими инструментами; одновременной обработкой разных деталей одной партии по данной операции на нескольких рабочих местах; одновременной обработкой тех же деталей по различным операциям на нескольких рабочих местах; одновременным изготовлением различных деталей одного и того же изделия на разных рабочих местах. Соблюдение принципа параллельности ведет к сокращению длительности производственного цикла и времени пролеживания деталей, к экономии рабочего времени.
Под прямоточностью понимают такой принцип организации производственного процесса, при соблюдении которого все стадии и операции производственного процесса осуществляются в условиях кратчайшего пути предмета труда от начала процесса до его конца. Принцип прямоточности требует обеспечения прямолинейного движения предметов труда в технологическом процессе, устранения различного рода петель и возвратных движений.
Достичь полной прямоточности можно путем пространственного расположения операций и частей производственного процесса в порядке следования технологических операций. Необходимо также при проектировании предприятий добиваться расположения цехов и служб в последовательности, предусматривающей минимальное расстояние между смежными подразделениями. Следует стремиться к тому, чтобы детали и сборочные единицы разных изделий имели одинаковую или сходную последовательность протекания стадий и операций производственного процесса. При реализации принципа прямоточности возникает также задача оптимального расположения оборудования и рабочих мест.
Принцип прямоточности в большей степени проявляется в условиях поточного производства, при создании предметно-замкнутых цехов и участков.
Соблюдение требований прямоточности ведет к упорядочению грузопотоков, сокращению грузооборота, уменьшению затрат на транспортировку материалов, деталей и готовых изделий.
Принцип ритмичности означает, что все отдельные производственные процессы и единый процесс производства определенного вида продукции повторяются через установленные периоды времени. Различают ритмичность выпуска продукции, работы, производства.
Ритмичностью выпуска называется выпуск одинакового или равномерно увеличивающегося (уменьшающегося) количества продукции за равные интервалы времени. Ритмичность работы ─ это выполнение равных объемов работ (по количеству и составу) за равные интервалы времени. Ритмичность производства означает соблюдение ритмичного выпуска продукции и ритмичности работы.
Ритмичная работа без рывков и штурмовщины ─ основа роста производительности труда, оптимальной загрузки оборудования, полного использования кадров и гарантия выпуска продукции высокого качества. Равномерная работа предприятия зависит от ряда условий. Обеспечение ритмичности ─ комплексная задача, требующая совершенствования всей организации производства на предприятии. Первостепенное значение имеют правильная организация оперативного планирования производства, соблюдение пропорциональности производственных мощностей, совершенствование структуры производства, надлежащая организация материально-технического снабжения и технического обслуживания производственных процессов.
Принцип непрерывности реализуется в таких формах организации производственного процесса, при которых все его операции осуществляются непрерывно, без перебоев, и все предметы труда непрерывно движутся с операции на операцию.
Полностью принцип непрерывности производственного процесса реализуется на автоматических и непрерывно-поточных линиях, на которых изготавливаются или собираются предметы труда, имеющие операции одинаковой или кратной такту линии продолжительности.
В машиностроении преобладают дискретные технологические процессы, и поэтому производства с высокой степенью синхронизации длительности операций здесь не являются преобладающими.
Прерывное движение предметов труда связано с перерывами, которые возникают в результате пролеживания деталей на каждой операции, между операциями, участками, цехами. Вот почему реализация принципа непрерывности требует ликвидации либо минимизации перерывов. Решение такой задачи может быть достигнуто на основе соблюдения принципов пропорциональности и ритмичности; организации параллельного изготовления деталей одной партии или различных деталей одного изделия; создания таких форм организации процессов производства, при которых синхронизируются время начала изготовления деталей на данной операции и время окончания выполнения предыдущей операции и т. д.
Нарушение принципа непрерывности, как правило, вызывает перебои в работе (простои рабочих и оборудования), ведет к увеличению длительности производственного цикла и размера незавершенного производства.
Принципы организации производства на практике действуют не изолированно, они тесно переплетаются в каждом производственном процессе. При изучении принципов организации следует обратить внимание на парный характер некоторых из них, их взаимосвязь, переход в свою противоположность (дифференциация и комбинирование, специализация и универсализация). Принципы организации развиваются неравномерно: в тот или иной период какой-нибудь принцип выдвигается на первый план либо приобретает второстепенное значение. Так, уходит в прошлое узкая специализация рабочих мест, они становятся все более универсальными. Принцип дифференциации начинает все больше заменяться принципом комбинирования, применение которого позволяет строить производственный процесс на основе единого потока. В то же время в условиях автоматизации возрастает значение принципов пропорциональности, непрерывности, прямоточности.
Степень реализации принципов организации производства имеет количественное измерение. Поэтому в дополнение к действующим методам анализа производства должны быть разработаны и применяться на практике формы и методы анализа состояния организации производства и реализации ее научных принципов. Соблюдение принципов организации производственных процессов имеет большое практическое значение. Проведение в жизнь этих принципов является предметом деятельности всех звеньев управления производством.
Это может быть интересно (избранные параграфы):
-
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, ЭВМ, телевизоры, радиоэлектронные приборы и т. д. Предметы и орудия труда, будучи вещественными элементами производства, на предприятии находятся в определенной взаимосвязи друг с другом: конкретные предметы могут быть обработаны только определенными орудиями труда; уже сами по себе они обладают системными свойствами. Однако живой труд должен охватить эти вещи и тем самым начать процесс превращения их в продукт. Таким образом, производственный процесс –– это прежде всего трудовой процесс, поскольку ресурсы, используемые человеком на его входе, как информация, так и материальные средства производства, являются продуктом предшествующих процессов труда. Различают основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы (рис. 1).
Основные производственные процессы – это та часть процессов, в ходе которых происходит непосредственное изменение форм, размеров, свойств, внутренней структуры предметов труда и превращение их в готовую продукцию. Например, на станкостроительном заводе это процессы изготовления деталей и сборки из них подузлов, узлов и изделия в целом.
К вспомогательным производственным процессам относятся такие процессы, результаты которых используются либо непосредственно в основных процессах, либо для обеспечения их бесперебойного и эффективного осуществления. Примерами таких процессов являются изготовление инструментов, приспособлений, штампов, средств механизации и автоматизации собственного производства, запасных частей для ремонта оборудования, производство на предприятии всех видов энергии (электрической энергии, сжатого воздуха, азота и т. д.).
Обслуживающие производственные процессы — это процессы труда по оказанию услуг, необходимых для осуществления основных и вспомогательных производственных процессов. Например, транспортировка материальных ценностей, складские операции всех видов, технический контроль качества продукции и др.
Основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы имеют разные тенденции развития и совершенствования. Так, многие вспомогательные производственные процессы могут быть переданы специализированным заводам, что в большинстве случаев обеспечивает экономически более эффективное их производство. С повышением уровня механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов обслуживающие процессы постепенно становятся неотъемлемой частью основного производства, играют организующую роль в автоматизированных и особенно в гибких автоматизированных производствах.
Основные, а в некоторых случаях и вспомогательные производственные процессы протекают в разных стадиях (или фазах). Стадия – это обособленная часть производственного процесса, когда предмет труда переходит в другое качественное состояние. Например, материал переходит в заготовку, заготовка – в деталь и т. д.
Основные производственные процессы протекают в следующих стадиях: заготовительной, обрабатывающей, сборочной и регулировочно-настроечной.
Заготовительная стадия предназначена для производства заготовок деталей. Она характеризуется весьма разнообразными методами производства. Например, раскрой или резка заготовок деталей из листового материала, изготовление заготовок методами литья, штамповки, ковки и т. д. Основная тенденция развития технологических процессов на этой стадии заключается в приближении заготовок к формам и размерам готовых деталей. Орудиями труда на этой стадии являются отрезные станки, прессово-штамповочное оборудование, гильотинные ножницы и др.
Обрабатывающая стадия — вторая в структуре производственного процесса — включает механическую и термическую обработку. Предметом труда здесь являются заготовки деталей. Орудиями труда на этой стадии в основном являются различные металлорежущие станки, печи для термической обработки, аппараты для химической обработки. В результате выполнения этой стадии деталям придаются размеры, соответствующие заданному классу точности.
Сборочная (сборочно-монтажная) стадия — это производственный процесс, в результате которого получаются сборочные единицы (мелкие сборочные единицы, подузлы, узлы, блоки) или готовые изделия. Предметом труда на этой стадии являются детали и узлы собственного изготовления, а также полученные со стороны (комплектующие изделия). Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную. Стационарная сборка — это когда изделие изготавливается на одном рабочем месте (детали подаются). При подвижной сборке изделие создается в процессе его перемещения от одного рабочего места к другому. Орудия труда здесь не так многообразны, как в обрабатывающей стадии. Основными из них являются всевозможные верстаки, стенды, транспортирующие и направляющие устройства (конвейеры, электрокары, роботы и др.). Сборочные процессы, как правило, характеризуются значительным объемом работ, выполняемых вручную, поэтому механизация и автоматизация их — главная задача совершенствования технологического процесса.
Регулировочно-настроечная стадия – заключительная в структуре производственного процесса, которая проводится с целью получения необходимых технических параметров готового изделия. Предметом труда здесь являются готовые изделия или их отдельные сборочные единицы, орудия труда, универсальная контрольно-измерительная аппаратура и специальные стенды для испытании.
Составными элементами стадий основного и вспомогательного процессов являются технологические операции. Деление производственного процесса на операции, а далее на приемы и движения необходимо для разработки технически обоснованных норм времени выполнения операций.
Операция — часть производственного процесса, которая, как правило, выполняется на одном рабочем месте без переналадки и одним или несколькими рабочими (бригадой).
В зависимости от степени технического оснащения производственного процесса различают операции: ручные, машиноручные, машинные, автоматические и аппаратные.
Как основные, так и вспомогательные, а иногда и обслуживающие производственные процессы состоят из основных и вспомогательных элементов — операций. К основным относятся операции, непосредственно связанные с изменением размеров, форм, свойств, внутренней структуры предмета труда или превращением одного вещества в другое, а также с изменением местоположения предметов труда относительно друг друга. К вспомогательным относятся операции, выполнение которых способствует протеканию основных, например перемещение предметов труда, контроль качества, снятие и установка, хранение и др.
В организационном отношении основные и вспомогательные производственные процессы (их операции) условно подразделяются на простые и сложные.
Простыми называются процессы, в которых предметы труда подвергаются последовательному ряду связанных между собой операций, в результате чего получаются частично готовые продукты труда (заготовки, детали, т. е. неразъемные части изделия).
Сложными называются процессы, в которых получаются готовые продукты труда путем соединения частных продуктов, т. е. получаются сложные изделия (станки, машины, приборы и т.д.).
Движение предметов труда в производственном процессе осуществляется так, что результат труда одного рабочего места становится исходным предметом для другого, т. е. каждый предыдущий во времени и в пространстве дает работу последующему, это обеспечивается организацией производства.
От правильной и рациональной организации производственных процессов (особенно основных) зависят результаты производственно-хозяйственной деятельности предприятия, экономические показатели его работы, себестоимость продукции, прибыль и рентабельность производства, величина незавершенного производства и размер оборотных средств.
2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА
Организация производственного процесса на любом производственном предприятии (в том числе радиоэлектронного приборостроения), в любом его цехе, на участке базируется на рациональном сочетании во времени и в пространстве всех основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Это позволяет выпускать продукцию при минимальных затратах живого и овеществленного труда. Особенности и методы такого сочетания различны в разных производственных условиях. Однако при всем их многообразии организация производственных процессов подчинена некоторым общим принципам: дифференциации, концентрации и интеграции, специализации, пропорциональности, прямоточности, непрерывности, параллельности, ритмичности, автоматичности, профилактики, гибкости, оптимальности, электронизации, стандартизации и др.
Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные технологические процессы, которые в свою очередь подразделяются на операции, переходы, приемы и движения. При этом анализ особенностей каждого элемента позволяет выбрать наилучшие условия для его осуществления, обеспечивающие минимизацию суммарных затрат всех видов ресурсов. Так, поточное производство многие годы развивалось за счет все более глубокой дифференциации технологических процессов. Выделение непродолжительных по времени выполнения операций позволяло упрощать организацию и технологическое оснащение производства, совершенствовать навыки рабочих, увеличивать производительность их труда.
Однако чрезмерная дифференциация повышает утомляемость рабочих на ручных операциях за счет монотонности и высокой интенсивности процессов производства. Большое число операций приводит к излишним затратам на перемещение предметов труда между рабочими местами, установку, закрепление и снятие их с рабочих мест после окончания операций.
При использовании современного высокопроизводительного гибкого оборудования (станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, роботы и т. д.) принцип дифференциации переходите принцип концентрации операций и интеграции производственных процессов. Принцип концентрации предполагает выполнение нескольких операций на одном рабочем месте (многошпиндельные многорезцовые автоматы с ЧПУ). Операции становятся более объемными, сложными и выполняются в сочетании с бригадным принципом организации труда. Принцип интеграции состоит в объединении основных вспомогательных и обслуживающих процессов.
Принцип специализации представляет собой форму разделения общественного труда, которая, развиваясь планомерно, обусловливает выделение на предприятии цехов, участков, линий и отдельных рабочих мест. Они изготавливают продукцию ограниченной номенклатуры и отличаются особым производственным процессом.
Сокращение номенклатуры выпускаемой продукции, как правило, приводит к улучшению всех экономических показателей, в частности к повышению уровня использования основных фондов предприятия, снижению себестоимости продукции, улучшению качества продукции, механизации и автоматизации производственных процессов. Специализированное оборудование при всех прочих равных условиях работает производительнее.
Уровень специализации рабочего места определяется коэффициентом закрепления деталеопераций (Кспi), выполняемых на одном рабочем месте за определенный промежуток времени (месяц, квартал):
(1)
где Спр — число рабочих мест (единиц оборудования) производственной системы;
mдо – число деталеопераций, выполняемых на 1-м рабочем месте в течение единицы времени (месяца, года).
При коэффициенте Ксп = 1 обеспечивается узкая специализация рабочего места, создаются предпосылки для эффективной организации производства. Для полной загрузки одного рабочего места одной деталеоперацией необходимо, чтобы соблюдалось условие:
(2)
где – объем запуска деталей j-го наименования за единицу времени, например шт./мес;
– трудоемкость операции на 1-м рабочем месте, мин;
– эффективный фонд времени рабочего места, например, мин/мес.
Принцип пропорциональности предполагает равную пропускную способность всех производственных подразделений, выполняющих основные, вспомогательные и обслуживающие процессы. Нарушение этого принципа приводит к возникновению «узких» мест в производстве или, наоборот, к неполной загрузке отдельных рабочих мест, участков, цехов, к снижению эффективности функционирования всего предприятия. Поэтому для обеспечения пропорциональности проводятся расчеты производственной мощности как по стадиям производства, так и по группам оборудования и производственным площадям. Например, если известны объем выпуска деталей (Nэ) и норма штучного времени (tшт). Можно определить загрузку определенной i-
й группы оборудования по формуле
(4)
после чего сопоставляют загрузку и пропускную способность i
-й группы оборудования и определяют коэффициент его загрузки по формуле
Предпочтительным вариантом является тот, когда
и .
Принцип прямоточности означает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечиваются кратчайшие пути прохождения деталей и сборочных единиц по всем стадиям и операциям от запуска в производство исходных материалов до выхода готовой продукции. Поток материалов, полуфабрикатов и сборочных единиц должен быть поступательным и кратчайшим, без встречных и возвратных движений. Это обеспечивается соответствующей планировкой расстановки оборудования по ходу технологического процесса. Классическим примером такой планировки является поточная линия.
Принцип непрерывности означает, что рабочий трудится без простоев, оборудование работает без перерывов, предметы труда не пролеживают на рабочих местах. Наиболее полно этот принцип проявляется в массовом или крупносерийном производстве при организации поточных методов производства, в частности при организации одно- и многопредметных непрерывно-поточных линий. Этот принцип обеспечивает сокращение цикла изготовления изделия и тем самым способствует повышению интенсификации производства.
Принцип параллельности предполагает одновременное выполнение частичных производственных процессов и отдельных операций над аналогичными деталями и частями изделия на различных рабочих местах, т. е. создание широкого фронта работы по изготовлению данного изделия. Параллельность в организации производственного процесса применяется в различных формах: в структуре технологической операции – многоинструментальная обработка (многошпиндельные многорезцовые полуавтоматы) или параллельное выполнение основных и вспомогательных элементов операций; в изготовлении заготовок и обработке деталей (в цехах заготовки и детали на разных стадиях готовности); в узловой и общей сборке. Принцип параллельности обеспечивает сокращение продолжительности производственного цикла и экономии рабочего времени.
Принцип ритмичности обеспечивает выпуск одинаковых или возрастающих объемов продукции за равные периоды времени и соответственно повторение через эти периоды производственного процесса на всех его стадиях и операциях. При узкой специализации производства и устойчивой номенклатуре изделий ритмичность может быть обеспечена непосредственно по отношению к отдельным изделиям и определяется количеством обрабатываемых или выпускаемых изделий за единицу времени, В условиях широкой и изменяющейся номенклатуры выпускаемых производственной системой изделий ритмичность работы и выпуска продукции может измеряться только с помощью трудовых или стоимостных показателей.
Принцип автоматичности предполагает максимальное выполнение операций производственного процесса автоматически, т. е. без непосредственного участия в нем рабочего либо под его наблюдением и контролем. Автоматизация процессов приводит к увеличению объемов выпуска деталей, изделий, к повышению качества работ, сокращению затрат живого труда, замене непривлекательного ручного труда более интеллектуальным трудом высококвалифицированных рабочих (наладчиков, операторов), к исключению ручного труда на работах с вредными условиями, замене рабочих роботами. Особенно важна автоматизация обслуживающих процессов. Автоматизированные транспортные средства и склады выполняют функции не только по передаче и хранению объектов производства, но могут регламентировать ритм всего производства. Общий уровень автоматизации процессов производства определяется долей работ в основном, вспомогательном и обслуживающем производствах, в общем объеме работ предприятия. Уровень автоматизации (Уавт) определяется по формуле
Уавт = Т авт: Т общ,
(6)
где Т авт – трудоемкость работ, выполняемых автоматическим или автоматизированным способом;
Тобщ – общая трудоемкость работ на предприятии (цехе) за определенный период времени.
Уровень автоматизации может быть рассчитан как суммарно по всему предприятию, так и по каждому подразделению отдельно.
Принцип профилактики предполагает организацию обслуживания оборудования, направленную на предотвращение аварий и простоев технических систем. Это достигается с помощью системы планово-предупредительных ремонтов (ППР).
Принцип гибкости обеспечивает эффективную организацию работ, дает возможность мобильно перейти на выпуск другой продукции, входящей в производственную программу предприятия, или на выпуск новой продукции при освоении ее производства. Он обеспечивает сокращение времени и затрат на переналадку оборудования при выпуске деталей и изделий широкой номенклатуры. Наибольшее развитие этот принцип получает в условиях высокоорганизованного производства, где используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры (ОЦ), переналаживаемые автоматические средства контроля, складирования и перемещения объектов производства.
Принцип оптимальности состоит в том, что выполнение всех процессов по выпуску продукции в заданном количестве и в сроки осуществляется с наибольшей экономической эффективностью или с наименьшими затратами трудовых и материальных ресурсов. Оптимальность обусловлена законом экономии времени.
Принцип электронизации предполагает широкое использование возможностей ЧПУ, основанных на применении микропроцессорной техники, что позволяет создавать принципиально новые системы машин, сочетающие высокую производительность с требованиями гибкости производственных процессов. ЭВМ и промышленные роботы, обладающие искусственным интеллектом, позволяют выполнять самые сложные функции в производстве вместо человека.
Использование мини- и микроЭВМ с развитым программным обеспечением и многоинструментальных станков с ЧПУ позволяет выполнять большую совокупность или даже все операции обработки деталей с одной их установки на станке за счет автоматической смены инструментов. Набор режущего инструмента для такого станка может достигать 100 -120 единиц, которые устанавливаются в револьверной головке или инструментальном магазине и заменяются по специальной программе.
Принцип стандартизации предполагает широкое использование при создании и освоении новой техники и новой технологии стандартизации, унификации, типизации и нормализации, что позволяет избежать необоснованного многообразия в материалах, оборудовании, технологических процессах и резко сократить продолжительность цикла создания и освоения новой техники (СОНТ).
При проектировании производственного процесса или производственной системы следует исходить из рационального использования изложенных выше принципов.
3. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА СОВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
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, основными характеристиками которого являются его продолжительность и структура (2).
Продолжительность производственного цикла изготовления продукции (независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей или изделий) – это календарный период времени, в течение которого сырье, основные материалы, полуфабрикаты и готовые 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. Например, производственный цикл простого процесса начинается с запуска в производство заготовки (партии заготовок) и заканчивается выпуском готовой детали (партии деталей). Производственный цикл сложного процесса состоит из совокупности простых процессов и начинается с запуска в производство первой заготовки детали, а заканчивается выпуском готового изделия или сборочной единицы.
Продолжительность производственного цикла, как правило, выражается в календарных днях или часах (при малой трудоемкости изделий).
Знание продолжительности производственного цикла изготовлений всех видов продукции (от изготовления заготовок, деталей до сборки изделий) необходимо: 1) для составления производственной программы предприятия и его подразделений; 2) для определения сроков начала производственного процесса (запуска) по данным сроков его окончания (выпуска); 3) для расчетов нормальной величины незавершенного производства.
Продолжительность производственного цикла зависит от времени трудовых и естественных процессов, а также от времени перерывов в производственном процессе (рис. 2). В течение трудовых процессов выполняются технологические и нетехнологические операции.
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).
Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов.
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.
Сокращение продолжительности производственного цикла имеет важное экономическое значение. Чем меньше продолжительность производственного цикла, тем больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях можно выпустить на данном предприятии, в цехе или на участке; тем выше использование основных фондов предприятия; тем меньше потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство; тем выше фондоотдача и т. д.
В заводской практике производственный цикл сокращается одновременно по трем направлениям: уменьшается время трудовых процессов, сокращается время естественных процессов и полностью ликвидируются или сводятся к минимуму различные перерывы.
Практические мероприятия по сокращению производственного цикла вытекают из принципов построения производственного процесса и в первую очередь из принципов пропорциональности, параллельности и непрерывности.
Сокращение времени трудовых процессов в части операционных циклов достигается путем совершенствования технологических процессов, а также повышения технологичности конструкции изделия.
В соответствии с рассмотренным выше содержанием производственного процесса как совокупности основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производственного назначения на любом производственном предприятии различаются основные, вспомогательные и побочные цехи и обслуживающие хозяйства. Их состав, а также формы производственных связей между ними принято называть производственной структурой предприятия (рис. 3).
Наряду с производственной различают общую структуру предприятия. Последняя, кроме производственных цехов и обслуживающих хозяйств производственного назначения, включает различные общезаводские службы, а также хозяйства и предприятия, связанные с капитальным строительством, охраной окружающей среды и культурно-бытовым обслуживанием работников, например жилищно-коммунальное хозяйство, подсобное хозяйство, столовые, профилактории, медицинские учреждения, детские ясли, клубы и т. п.
Конструктивные особенности производимой продукции и технологические методы ее изготовления во многом предопределяют состав и характер производственных процессов, видовой состав технологического оборудования, профессиональный состав рабочих, что в свою очередь обусловливает состав цехов и других производственных подразделений, а следовательно, и производственную структуру предприятия.
Объем выпуска продукции влияет на дифференциацию производственной структуры, на сложность внутрипроизводственных связей между цехами. Чем больше объем выпуска продукции, тем, как правило, крупнее цехи предприятия и тем уже их специализация. Так, на крупных предприятиях в пределах каждой стадии производства может быть создано по нескольку цехов.
Наряду с объемом решающее влияние на производственную структуру оказывает номенклатура продукции. Именно от нее зависит, должны ли цехи и участки быть приспособлены для производства строго определенной продукции или более разнообразной. Чем уже номенклатура продукции, тем относительно проще структура предприятия.
Формы специализации производственных подразделений определяют конкретный состав технологически и предметно специализированных цехов, участков предприятия, их размещение и производственные связи между ними, что является важнейшим фактором формирования производственной структуры.
Производственная структура предприятия не может не изменяться в течение длительного времени, она динамична, так как на предприятиях всегда происходят: углубление общественного разделения труда, развитие техники и технологии, повышение уровня организации производства, развитие специализации и кооперирования, соединение науки и производства, улучшение обслуживания производственного коллектива. Все это вызывает необходимость ее совершенствования.
Структура предприятия должна обеспечивать наиболее правильное сочетание во времени и в пространстве всех звеньев производственного процесса.
Производственная структура предприятия определяет разделение труда между его цехами и обслуживающими хозяйствами, т. е. внутризаводскую специализацию и кооперирование производства, а также предопределяет межзаводскую специализацию производства.
Формы специализации основных цехов производственных предприятий зависят от стадий, в которых происходят производственные процессы, а именно: заготовительной, обрабатывающей и сборочной. Соответственно специализация принимает следующие формы: технологическую, предметную или предметно-технологическую.
При технологической форме специализации в цехах выполняется определенная часть технологического процесса, состоящая из нескольких однотипных операций при весьма широкой номенклатуре обрабатываемых деталей. При этом в цехах устанавливается однотипное оборудование, а иногда даже 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, либо если это сборочный цех, то в нем собираются все изделия, выпускаемые заводом (рис. 4).
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 (например, литье под давлением, кокильное и центробежное литье и т. д.). Технологическая форма специализации обеспечивает большую гибкость производства при освоении выпуска новых изделий и расширении изготавливаемой номенклатуры без существенного изменения уже применяемых оборудования и технологических процессов.
Однако эта форма специализации имеет и существенные недостатки. Она усложняет и удорожает внутризаводское кооперирование, ограничивает ответственность руководителей подразделений за выполнение только определенной части производственного процесса.
При использовании технологической формы специализации в заготовительных и обрабатывающих цехах складываются сложные, удлиненные маршруты движения предметов труда с неоднократным их возвращением в одни и те же цехи. Это нарушает принцип прямоточное, затрудняет согласование работы цехов и приводит к удлинению производственного цикла и, как следствие, к увеличению незавершенного производства.
По технологическому принципу преимущественно формируются цехи на предприятиях единичного и мелкосерийного производства, выпускающих разнообразную и неустойчивую номенклатуру изделий. По мере развития специализации производства, а также стандартизации и унификации изделий и их частей технологический принцип формирования цехов, как правило, дополняется предметным, при котором основные цехи создаются по признаку изготовления каждым из них определенного изделия либо его части.
Предметная форма специализации цехов характерна для заводов узкой предметной специализации. В цехах полностью изготовляются закрепленные за ними детали или изделия узкой номенклатуры, например одно изделие, несколько однородных изделий или конструктивно-технологически однородных деталей (рис. 5).
Для цехов с предметной формой специализации характерны разнообразные оборудование и оснастка, но узкая номенклатура деталей или изделий. Оборудование подбирается в соответствии с технологическим процессом и располагается в зависимости от последовательности выполняемых операций, т. е. используется принцип прямоточности. Такое формирование цехов наиболее характерно для предприятий серийного и массового производства.
Предметная форма специализации цехов, также 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, к повышению ответственности руководителя цеха за выпуск продукции в установленные сроки, требуемого количества и качества, к упрощению оперативно-производственного планирования, к сокращению производственного цикла, к уменьшению числа и разнообразия маршрутов движения предметов труда, к сокращению потерь времени на переналадку оборудования, к уменьшению межоперационного времени и ликвидации межцехового пролеживания, к созданию условий, благоприятных для внедрения поточных методов производства, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.
Опыт работы предприятий показывает, что при предметной форме специализации цехов, указанные выше преимущества приводят к повышению производительности труда рабочих и ритмичности производства, к снижению себестоимости продукции, росту прибыли и рентабельности и к улучшению других технико-экономических показателей.
Однако эта форма специализации имеет и некоторые весьма существенные недостатки. Научно-технический прогресс вызывает расширение номенклатуры выпускаемой продукции и увеличение разнообразия применяемого оборудования, а при узкой предметной специализации цехи оказываются не в состоянии выпускать требуемую номенклатуру изделий без дорогостоящей их реконструкции.
Создание цехов, специализированных на выпуске ограниченной номенклатуры предметов труда, целесообразно лишь при больших объемах их выпуска. Только в этом случае загрузка оборудования будет достаточно полной, а переналадка оборудования, связанная с переходом на выпуск другого объекта, не будет вызывать больших потерь времени. В цехах создается возможность осуществлять замкнутый (законченный) цикл производства продукции. Такие цехи получили название предметно-замкнутые. В них иногда совмещаются заготовительная и обрабатывающая или обрабатывающая и сборочная стадии (например, механосборочный цех).
Технологическая и предметная формы специализации в чистом виде используются довольно редко. Чаще всего на многих производственных предприятиях применяют смешанную (предметно-технологическую) специализацию, при которой заготовительные цехи строятся по технологической форме, а обрабатывающие и сборочные цехи 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 подразделениями цеха, 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 одну смену не менее 25 рабочих.
Рабочее место, являющееся первичным структурным элементом участка, — закрепленная за одним рабочим или бригадой рабочих часть производственной площади с находящимися на ней орудиями и другими средствами труда, в том числе инструментами, приспособлениями, подъемно-транспортным и иными устройствами соответственно характеру работ, выполняемых на данном рабочем месте.
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).
ЗАДАЧА
Как изменится длительность производственного цикла при замене последовательного движения на последовательно-параллельное при обработке партии из 3-х деталей на первой операции – 30 минут, на второй – 18 минут, на третьей – 45 минут?
Дать графическое пояснение.
Ответ
число операций m = 3