Эффективность поточного метода организации производства.

Широкое применение поточного метода организации производства в разных отраслях промышленности обусловлено как необходимостью изготовления изделий в больших количествах, так и высокой экономичностью производственного процесса.

Предпосылками высокой эффективности поточного производства являются массовый и устойчивый выпуск продукции, высокая степень технологичности и стабильности конструкции изделий, широкая механизация и автоматизация всех работ, типизация технологических процессов и оснастки, совершенствование организации труда и рабочих мест, а также бесперебойное обслуживание рабочих мест.

Эффективность поточного метода организации производства проявляется в улучшении ряда важных технико-экономических показателей.

1. Значительно повышается производительность труда. Это происходит потому, что сокращается штучное время (длительность) почти каждой операции потока вследствие проведения мероприятий по синхронизации поточной линии. Данные мероприятия сокращают время изготовления объекта на поточной линии на 25 – 35%. На поточной линии механизируется передача деталей с операции на операцию, что сокращает потребность во вспомогательных (транспортных) рабочих.

2. Сокращается длительность производственного цикла, прежде всего, за счет сокращения его технологического цикла, времени транспортировки деталей и времени межоперационного пролеживания. Технологический цикл, или рабочее время цикла, сокращается в результате снижения трудоемкости выполняемых работ, достигаемого в процессе синхронизации операции, на основе внедрения прогрессивной технологии, правильной организации трудовых процессов, рациональной организации обслуживания рабочих мест. Рабочее время цикла сокращается также за счет применения параллельно-последовательного и параллельного видов движения предметов труда, соответственно, на 35 и 45%.

3. Сокращаются размеры незовершенного производства, так как детали передаются с операции на операцию поштучно, не ожидая накопления транспортной партии. Технологический и транспортный заделы минимальные. Оборотный задел создается только на прерывно-поточных линиях, если не удалось синхронизировать некоторые операции поточной линии.

4. Сокращается размер оборотных средств в запасах ТМЦ в результате снижения заделов незавершенного производства, сокращения длительности производственного цикла. Так, в машиностроении НЗП составляет 30 – 40% оборотных средств в запасах ТМЦ. Поэтому, чем меньше длительность производственного цикла изготовления изделия и объем НЗП, тем меньше требуется оборотных средств для нормального хода процесса производства, тем быстрее их оборачиваемость.

5. Снижается себестоимость изготовляемых изделий, и, следовательно, растут прибыль и рентабельность продукции и производства в результате действия всех перечисленных факторов. Значительное снижение себестоимости производства изделий достигается за счет сокращения величины условно постоянных расходов на единицу продукции в связи с увеличением объема производства в результате роста производительности труда. При этом величина данных расходов либо не возрастает, либо возрастает, но значительно медленнее темпов роста объемов производства.

Вопрос № 49. Организация непоточного производства (мелкосерийное, единичное, гибкое, автоматизированное).

Под методом организации производства понимаются способы сочетания организации производственного процесса во времени и в пространстве. Организация производственного процесса во времени определяется степенью прерывности его. Прерывность зависит от вида продукции и технологии ее изготовления. Вся продукция, изготавливаемая на предприятиях, может быть разделена два вида: дискретную и неделимую. К дискретному виду относится продукция, состоящая из различных частей, например машины, приборы, приемники, ЭВМ и другие изделия. Неделимую продукцию нельзя разделить на части или компоненты. К ней относятся жидкие химические вещества, металлы и сплавы металлов, лаки, краски и другие виды продукции.

Для производства дискретной продукции могут быть применены прерывные (дискретные) технологические процессы и полунепрерывные технологические (производственные) процессы, а для производства неделимой продукции применяются только непрерывные технологические процессы. В полунепрерывных производственных процессах одна часть производства выполняется непрерывно, а другая – с перерывами. Вся продукция, изготавливаемая на предприятиях машиностроения, относится к дискретному виду.

На выбор методов организации поточного или непоточного производства влияют различные факторы, к ним относятся: размеры и масса изделия; чем крупнее изделие и больше его масса, тем труднее организовать поточное производство; количество изделий, подлежащих выпуску за определенный период времени; при выпуске небольшого количества изделий, как правило, нецелесообразно организовывать поточное производство (слишком большие капитальные затраты); периодичность выпуска изделий, т. е. они могут выпускаться регулярно и нерегулярно; при регулярном (ритмичном) выпуске, целесообразно организовать поточное производство, а если регулярность неопределенная, то приходится организовывать непоточное производство; точность и шероховатость поверхности деталей; при высокой точности и малой шероховатости следует применять непоточные методы.

Непоточное производство может быть специализировано в следующих формах: технологической, предметной и смешанной.

Технологическая форма специализации характеризуется созданием цехов и участков, на которых оборудование (рабочие места) специализированы по признаку их технологической однородности и размеров. При предметной форме специализации создаются производственные цехи и участки, специализированные по предметам. Они могут быть предметно-замкнутыми (ПЗУ) и предметно-групповыми (ПГУ). На предметно-замкнутых участках (в технологическом отношении) должны выполняться, как правило, все (от первой до последней) операции, необходимые для обработки деталей или сборки сборочной единицы.

Поскольку полностью замкнуть процесс изготовления детали на одном участке (в цехе) в

Особенности организации предметно-замкнутых участков (ПЗУ).

На предметно-замкнутых участках производится полная обработка деталей (или почти полная, без отдельных операций), в результате которой получается законченная продукция.

На практике различают следующие разновидности предметно-замкнутых участков обработки деталей: 1) участки с одинаковыми или однородными технологическими процессами или маршрутами движения (например, обработка корпусов одного типа, но разных размеров); 2) участки разнообразных деталей, сходных по конфигурации и операциям обработки (например, детали плоские, детали типа тел вращения и др.); 3) участки деталей, сходных по габаритам и операциям обработки (например, детали крупные, мелкие и т. д.); 4) участки деталей из материалов и заготовок определенного вида (ковок, штамповок, сплавов).

Для организации работы таких участков необходимо рассчитывать следующие календарно-плановые нормативы: размер партии деталей конкретного наименования; периодичность (ритмичность) чередования партии деталей этого наименования; число партий по каждому наименованию деталей; количество единиц оборудования по каждой операции производственного процесса и коэффициент его загрузки; кооперационно-подетальный стандарт-план; продолжительность производственного цикла обработки партии деталей каждого наименования; нормативы заделов и незавершенного производства.

В основу расчета календарно-плановых нормативов закладываются: программа выпуска (запуска) деталей каждого наименования на плановый период; технологический процесс и нормы времени обработки деталей каждого наименования по конкретной операции; нормы подготовительно-заключительного времени на каждую операцию по каждому наименованию детали; допустимые потери рабочего времени на переналадку и плановые ремонты оборудования; число рабочих дней в плановом периоде, продолжительность рабочей смены и режим работы.

Расчет размера партии деталей каждого наименования. Нормальный (оптимальный) размер партии по каждому наименованию деталей определяется, как правило, в два этапа.

На первом этапе устанавливается расчетная (минимальная) величина размера партии деталей j-ro наименования (n_minj) по формуле:

Второй этап определения размера партии деталей j-го наименования заключается в корректировке полученных размеров партии деталей, т.е. n_minij и n_maxij. Предел нормального (оптимального) размера партии ограничен неравенством:

Корректировка предельных размеров партии деталей j-го наименования начинается с установления удобопланируемых ритмов. Ритм (период чередования) партии деталей рассчитывается по формуле: Rp = Д_р·N_min/N_B, где Д_р – число рабочих дней в месяце; N_B – месячная программа выпуска, шт.

Далее для всех наименований деталей ПЗУ принимается общий (максимальный из всех принятых) период чередования. После этого корректируются размеры партий деталей по формуле:

Число партий по каждому j-му наименованию деталей (Х_j) определяется по формуле:

Число единиц оборудования по каждой i-й операции рассчитывается по формуле:

Принимаем с_прj, округляя с_рi

Коэффициент загрузки оборудования определяется по формуле:

Построение стандарт-плана ПЗУ. Пооперационный подетальный стандарт-план устанавливает повторяющиеся стандартные сроки запуска и выпуска партий деталей каждого наименования по каждой операции. Стандарт план строится на определенный период времени (ритм чередования партий деталей принимается R_пр) и работа по нему повторяется из периода в период без изменений до тех пор, пока действует данная производственная программа.

Для всех наименований деталей ПЗУ принимается общий ритм (наибольший из всех) мест. Продолжительность операционного цикла (Т_ц.оnij, ч) рассчитывается по формуле:

Расчет продолжительности производственного цикла проводится по каждой партии деталей каждого наименования по стандарт-плану (графический метод) и по формулам (аналитический метод).

Аналитическим методом продолжительность производственного цикла определяется по формуле

Определение среднего размера заделов и незавершенного производства. Размер задела по j-му наименованию деталей определяется по формуле:

Величина незавершенного производства без учета затрат труда на предыдущих стадиях обработки деталей рассчитывается по формуле:

Особенности предметно-групповой и смешанной форм организации производства.

При предметно-групповой форме организации непоточного производства создаются предметные, групповые или подетально-групповые участки на основе использования групповой технологии обработки деталей. В дополнение к преимуществам предметной специализации предметно-замкнутых участков подетально-групповые участки обладают следующими достоинствами: 1) отсутствие времени на переналадку станков, что приводит к снижению себестоимости обработки деталей, повышению производительности и увеличению коэффициента использования оборудования; 2) упрощение внутрицехового оперативно-производственного планирования и управления за счет сокращения внешних связей каждого участка; 3) повышение степени саморегулирования участком вследствие увеличения внутренних связей на участке. Однако в некоторых случаях не удается производить детали на одном участке (предметно-замкнутом или предметно-групповом) по ряду причин (слишком малая загрузка того или иного оборудования и т. д.). В таком случае используется смешанная форма специализации непоточного производства, т. е. обработка деталей ведется на технологических и предметно-замкнутых (предметно-групповых) участках. Данная форма имеет те же преимущества и недостатки, что и две рассмотренные выше формы, но при этом появляются дополнительные трудности в организации производства: 1. Технологический маршрут разрывается на отдельные части, если выделяемые операции не начальные и не конечные. 2.Значительно удлиняется маршрут движения деталей в связи с заходами их в другие цехи (участки) и возрастает продолжительность производственного цикла за счет увеличения времени транспортировки. 3. Снижаются ответственность единого лица за сроки изготовления деталей и их качество. 4. Усложняется цеховое планирование. 5.Появляются оборотные заделы между участками, что вызывает потребность складских помещений и обусловливает рост незавершенного производства.

Особенности организации участков серийной сборки изделий.

Организацию участков серийной сборки изделий можно отнести к непоточным методам производства тогда, когда изделия изготавливаются малыми сериями при широкой номенклатуре или партиями, но повторяемость партий изделий данной номенклатуры в программе завода либо отсутствует, либо нерегулярна, а размеры партий неустойчивы.

На участке серийной сборки рабочий (или бригада рабочих) вначале выполняет одну операцию над серией или партией собираемых изделий каждого наименования, затем вторую, третью и т. д. После каждой операции над партией (серией) изделий рабочий обычно производит переналадку рабочего места (смена инструмента, приспособлений, наладка специальных установок, подготовка мерительного инструмента и т. д.), затрачивая так называемое подготовительно-заключительное время. Особенностью организации работы участков серийной сборки является расчленение изделия на отдельные сборочные элементы (единицы). Так как большинство деталей перед установкой их на изделие предварительно собирается в сборочные единицы (мелкие сборочные единицы), обособленные от других элементов изделия, это дает возможность организовать их сборку параллельно, а все календарно-плановые нормативы устанавливаются на партию сборочных единиц.

Партия – это заранее установленное количество одноименных предметов труда (сборочных единиц), изготавливаемых с одной нападки рабочего места (с однократной затратой подготовительно-заключительного времени).

Важной особенностью организации участков серийной сборки является расчет периода чередования партий сборочных единиц, построение циклового графика сборки изделия и расчет продолжительности производственного цикла.

Расчет периода чередования партий сборочных единиц осуществляется по формуле: Rp = Д_р·N_min/N_B, где Д_р – число рабочих дней в месяце; N_B – месячная программа выпуска, шт.

Продолжительность операционного цикла партии изделий по сборочным единицам определяется по формуле: t_с.ед = t_nci, где t_nci – продолжительность операционного цикла партии изделий по каждой операции.

Организационно-технические особенности создания и эксплуатации гибких производственных систем.

В современных условиях сфера распространения поточных форм организации производства и соответствующих видов поточных линий (ОНПЛ, ОППЛ, МНПЛ, МППЛ, АЛ, РЛ) ограничена в основном массовым и крупносерийным типами производства, доля которых в общем объеме производства не столь значительна и постоянно уменьшается под воздействием ряда факторов, порождаемых научно-техническим прогрессом. Развитие радиоэлектроники, вычислительной техники и программирования, серийное производство высокопроизводительных многоцелевых станков с ЧПУ (обрабатывающих центров), робототехника и использование групповой технологии обусловили создание базы для автоматизации серийного, мелкосерийного и единичного производств, а также для перехода к гибкому автоматизированному производству и к массовому внедрению гибких производственных систем (ГПС). В отличие от поточных и автоматических линий, имеющих узкую специализацию на изготовление определенного вида изделий, создание ГПС направлено на обеспечение выпуска серийных и мелкосерийных изделий дискретными партиями, номенклатура и размеры которых могут меняться во времени. При этом использование ГПС должно способствовать сохранению для многономенклатурного производства отличительных особенностей и преимуществ массового производства (непрерывности и ритмичности) и существенному повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции при сокращении численности рабочих-операторов.

От производств, оснащенных универсальным оборудованием и станками с ЧПУ, ГПС отличаются высокой производительностью оборудования и труда как за счет одновременного выполнения многих операций производственного процесса с одной установки обрабатываемого предмета труда, так и за счет того, что ГПС может работать в автоматическом режиме круглосуточно. От автоматических линий ГПС отличается гибкостью в широком смысле слова, что позволяет обрабатывать в нем широкую номенклатуру изделий и быструю смену объектов производства.

Обладая широкой гибкостью, ГПС обеспечивает высокую производительность оборудования, приближающуюся к уровню производительности автоматических линий и линий, скомпонованных из специализированных станков. Основной показатель ГПС – степень гибкости – может быть определен величиной затрачиваемого времени, количеством необходимых дополнительных расходов, при переходе на выпуск изделий определенного наименования, а также широтой номенклатуры выпускаемой продукции.

В общем виде под гибкой производственной системой понимается автоматизированное производство, построенное на современных технических средствах (станках с ЧПУ, роботизированных технологических комплексах, гибких производственных модулях, транспортно-накопительных и складских системах и т. д.), способное обеспечивать выпуск широкой номенклатуры продукции, однородной лишь по своим основным конструктивным и технологическим параметрам и способное безинерционно переходить на выпуск новых изделий любого наименования. К числу основных факторов, обеспечивающих функционирование ГПС, относятся: 1) комплексная автоматизация всех основных и вспомогательных технологических операций; 2) программная переналадка технологического оборудования; 3) оперативная (автоматизированная) конструкторско-технологическая и организационно-экономическая подготовка производства; 4) автоматизация управления производственно-технологическими процессами, осуществляемая в режиме реального времени; 5) реализация и оптимизация оперативно-производственного планирования, позволяющая получить максимальную загрузку оборудования, минимизировать производственный цикл и обеспечить комплектность деталей и сборочных единиц для сборки; 6) групповая технология обработки деталей.

Реализация названных факторов обеспечивается за счет функциональных элементов ГПС, которые можно разделить на две группы: производственно-технологические функциональные элементы ГАП, составляющие производственно-технологическую часть ГПС; электронно-вычислительные функциональные элементы ГАП, составляющие информационно-вычислительную и управляющую часть ГПС.

При проектировании производственно-технологической части ГПС, как правило, используют блочно-модульный принцип на различных организационных уровнях системы (рис. 9.2).

Основными элементами производственно-технологической части ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) - это единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с ЧПУ, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции, имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это совокупность единиц технологического оборудования от 3 до 10 станков с ЧПУ, роботов и средств их оснащения. Таким образом, основными характеристиками ГПМ и РТК являются:

Система обеспечения функционирования ГПС в автоматическом или автоматизированном режиме включает: а) автоматизированную транспортно-складскую систему - систему взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств с установкой в транспортной таре для временного накопления, распределения и доставки предметов производства и технологической оснастки к ГПМ, РТК или другому технологическому оборудованию в ГПС; б) автоматизированную систему инструментального обеспечения (АСИО), осуществляющую подготовку, хранение, автоматическую замену инструмента; в) автоматизированную систему слежения за износом и поломками инструмента (АССИ); г) автоматизированную систему обеспечения надежности, осуществляющую слежение за состоянием оборудования (АСОН); д) автоматизированную систему управления качеством продукции (АСУКП); е) автоматизированную систему удаления отходов производства (АСУОП).

Основными элементами информационно-вычислительной и управляющей части ГПС являются: система автоматизированного проектирования (САПР); автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП); автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП); автоматизированная система научных исследований (АСНИ); локальные системы управления (ЛСУ); автоматизированная система управления предприятием (АСУП), обеспечивающая автоматизированное организационно-экономическое управление гибким автоматизированным производством.

Вопрос № 50. Организация обслуживания производства инструментом и технической оснасткой.

Инструментальное хозяйство является ведущим в системе технологического обслуживания. На производстве используются различные наименования инструментов: режущих, мерительных, а также вспомогательных и приспособлений, которые объединяются в общий технологический комплекс «станок – приспособление – инструмент – деталь».

От степени совершенства этого комплекса непосредственно зависят важнейшие показатели работы предприятия: производительность труда, качество изготовления продукции, себестоимость продукции, ритмичность производства.

Затраты на инструмент достигают от стоимости оборудования в массовом производстве – до 30%, в серийном – до 15%, в единичном – до 5%. Удельный вес затрат в себестоимости изготовляемой продукции составляет соответственно 15%, 8%, 4%.

Особое значение приобретает инструментальное хозяйство в условиях рынка, поскольку приходится учитывать специфику основного производства, быструю сменяемость продукции, а следовательно необходимость обеспечивать производство инструментом, приспособлениями, оснасткой.

Учитывая сложность организации производства инструмента на предприятии, создаются службы инструментального хозяйства. На них возлагаются следующие задачи:

1. определение потребности в инструменте;

2. нормирование расхода оснастки;

3. поддержание на определенном уровне запасов инструмента;

4. обеспечение рабочих мест оснасткой;

5. организация восстановления инструмента и оснастки;

6. учет эффективности использования технологического оснащения.

Ответственность за технический уровень инструментального производства возлагается в основном на центральную, инструментальную лабораторию, при которой находится центральный инструментальный склад (ЦИС).

Структуру инструментального хозяйства можно представить в следующем виде.