Выполнил:

Проверил:

Лабораторная работа №5.

Организация труда исполнителей в швейном потоке во времени.

Цель работы: Освоение методики комплектования технологических операций в организационные операции для заданных условий проектирования швейного потока.

Задание:

1. Рассчитать основные параметры проектируемого потока.

2. Определить условия согласования для проектируемого потока.

3. Выполнить комплектование технологических операций в организационные операции.

Литература:

1. Мурыгин В.Е., Чаленко Е.А. Основы функционирования технологических процессов швейного производства. – М.: Компания Спутник +, 2001. – 299 с.

2. Серова Т.М., Афанасьева А.И., Илларионова Т.И., Делль Р.А. Современные формы и методы проектирования швейного производства: Учебное пособие для вузов и сузов. – М.: МГУДТ, 2004 – 288 с.

Методические указания

Для построения организационно-технологического решения поточного производства одежды необходимо располагать следующей исходной информацией:

• мощность потока, выраженную выпуском изделий в смену (в ед.) или количеством рабочих, принимающих участие в изготовлении изделия;

• описание технологического процесса изготовления изделия (справочник технологических операций на изготовление заданной модели изделия, граф взаимосвязей технологических операций);

• данные производственных условий и ограничений на проектирование.

Задание показателя мощности проектируемого потока выпуском изделий в смену (М) или количеством рабочих в потоке (N) для дальнейших расчетов равнозначно, т.к. интервал времени обработки полуфабриката исполнителем в потоке или время, через которое изделие сходит с потока, называемое тактом процесса (), всегда постоянно для всех операций потока и объединяет оба показателя:

где: R − продолжительность рабочей смены в сек (при 8-ми часовом рабочем дне − 28800 сек);

Т − время обработки изделия (трудоемкость) определяется как сумма времени всех технологических операций процесса изготовления изделия, с;

S − площадь, отводимая под поток, м².

По рассчитанному такту потока устанавливаются диапазоны времени, по которым согласуются объемы работ исполнителей в потоке (набираются технологические операции в организационные). Для одномодельного потока время организационной операции составит:

где: t_Рi −расчетное время организационной операции;

R − допускаемое условиями выполнения операций в потоке отклонение от расчетного времени операции (R=±0,1);

k − количество исполнителей, выполняющих одну организа-ционную операцию (кратность операции);

 − такт потока, с .

Комплектование (подбор) технологических операций в организационные производится согласно определенных требований.

Среди них:

1. соблюдение порядка предшествования операций по графу процесса;

2. минимизации количества связей образующихся в результате комплектования организационных операций;

3. обеспечение специализации работы на организационной операции;

4. максимальное использование квалификации исполнителя организационной операции;

5. равенство или кратность времени комплектуемой организа­ционной операции такту потока;

6. минимизация количества исполнителей выполняющих одну организационную операцию.

Первое требование обеспечивает сохранение последователь­ности (порядок) выполнения технологических операций, без кото­рого изделие не может быть изготовлено. Порядок объединения технологических операций в организационные согласно графу технологического процесса изготовления изделия может иметь четыре варианта:

П оследовательная смежная комплектация, характеризующая-ся сокращением числа организа­ционно-технологических связей из-за объединения двух или более последовательно расположенных на графе ТП операций в одну организационную. Обеспечивает поуз­ловую обработку изделия (рис. 5.1, а).

П араллельная смежная комплектация, характеризующаяся сокращением числа организаци­онно-технологических связей из-за наложения друг на друга техно­логических связей между опера­циями, расположенными в парал­лельных ветвях дерева процесса. Допускает обработку в одной ор­ганизационной операции различ­ных деталей, увеличивая при этом грузопоток между образующимися рабочими местами (рис.5.1, б).

П араллельная несмежная ком­плектация, характеризуется объеди­нением в организационную опера­цию двух и более технологических операций, лежащих в параллельных ветвях дерева ТП. При этом способе комплектации количество ОТС не со­кращается, но и не увеличивается производственный цикл изготовле­ния изделия (рис.5.1, в).

Последовательная несмежная комплектация, характеризуется объ­единением в организационную опе­рацию двух и более технологических операций, лежащих на одном пути, но не смежных. Не сокращает ОТС и приводит в случае объединения опе­раций, лежащих на критическом пути, к возможному увеличению про­изводственного цикла изготовления изделия (рис.7\5.1, г).

Д

д)

Рисунок 5.1.- Способы ком­плектования технологиче­ских операций в организа­ционные, где: а_i, а_j,…а_e – технологические операции; А, Б, С – организационные операции; W, V – количество входящих и выходящих связей в графах ТП и ОТС

анный способ среди рассмот­ренных наименее эффективен, т.к. связан с возвратами полуфабриката на одно рабочее место несколько раз. Однако частный случай его, на­званный «челночным», по эффектив­ности не уступает первому. Применя­ется он в двух случаях, когда на графе ТП имеет место чередование специальностей исполнителей (рис. 7.1, д) или при количестве исполни­телей в группе потока 2-5 человек. В этом случае можно определенным способом расстановки оборудования решить задачу передачи полуфабри­ката самими исполнителями (по кру­говой траектории без переносок в пространстве).

Основным критерием качества OTP при решении задачи является достижение максимальной непрерывности в использовании основных элементов производственного процесса (средств труда, предметов труда и живого труда) − второе требование. Согласно существующих методик проектирования достижение указанной цели осуществляется посредством комплектования технологических операций в организационные при стремлении к максимальному уровню их специализации по виду применяемого оборудования. Этим достигается более высокая производительность труда на операциях потока, быстрая окупаемость оборудования и т.п. Однако использовать это в полной мере, как правило, не удается, т.к. поточное производство не допускает перепроизводства продукции на отдельно взятой операции или группе операций (например, излишки произведенных рукавов просто некуда будет девать).

Другим моментом, осуществляемым при проектировании OTP, является стремление к поузловой и групповой обработке изделия. Этим достигается повышение уровня предметной специализации, а вместе с ней снижение затрат времени на различные переместительные приемы полуфабриката, транспортные услуги и т.п. Однако и здесь, в силу ограничений на специализацию технологических операций по оборудованию, приходится комплектовать технологические операции в организационные для разных деталей и узлов изделия, что усложняет транспортные связи внутри потока, увеличивает производственный цикл изготовления изделия.

Возникающая коллизия между специализацией по оборудованию и предметной специализацией усугубляется количеством возможных вариантов переборов операций на различных деталях и узлах изделия при их подборе в организационные. Их количество иногда достигает не один десяток тысяч, что для ручного и даже для машинного варианта составления разделения труда представляет определенные сложности и не всегда дает качественный результат. Все это заставляет искать новые пути решения данной задачи.

На данный период времени существуют три варианта решения поставленной задачи: традиционный, модернизированный и комбинированный, предложенный коллективом ученых под руководством проф., д.т.н. Мурыгина В.Е. на кафедре технологии швейного производства МГУДТ.

Традиционный способ формирования OTP потока состоит в по­следовательном переборе операций технологического процесса рассмотренными ранее четырьмя способами (см. рис. 5.1). Основным моментом при этом является специализация операций по виду применяемого оборудования. Для достижения большей эффективности в работе потока (формировании поузловой и групповой обработки изделия) способы взятия операций по графу ТП последовательно чередуются от лучшего (первого, рис. 5.1,а) к худшему (четвертому, рис. 5.1, г). Характер поиска технологических операций одной специализации для их комплектования в организационные ничем не регламентирован и может начинаться с любой ветви процесса и вестись в любом направлении.

Количество переборов технологических операций для достижения более приемлемого результата в рассмотренном варианте может быть значительным. Для его сокращения и повышения качества комплектования последний был модернизирован. Наиболее важным моментом в процессе комплектования технологических операций в организационные принято сохранение технологических связей процесса изготовления изделия, его структуры. Этим достигается выполнение ряда дополнительных условий к построению как потока в целом, так и его структурных элементов − организационных операций. Так, для обеспечения поузловой и групповой обработки изделия в потоке, а следовательно, использования параллельности в обработке узлов изделия, вначале проверяется возможность комплектования операций в технологических модулях и ветвях процесса (автономно) не смешивая операции соседних ветвей. При этом дерево процесса как бы сжимается по вертикали за счет скомплектованных операций. Нескомплектованные операции сохраняются в прежнем виде.

Далее (см. рис. 5.2.), производится подбор нескомплектованных или недокомплектованных ветвей с однотипным оборудованием и делается попытка скомплектовать их операции совместно. Ветви при этом подбираются сначала попарно, затем по три, четыре и т.д.

Рисунок 5.2.- Направление подбора операций по графу для комплектования.

Может случиться, что условия проектирования (мощность процесса, такт потока и т.п.) не позволят выделить ни одной группы процесса для самостоятельной обработки. В этом случае комплектование технологических операций в организационные будет называться сквозным, т.е. в процессе комплектования операции всех ветвей смешиваются. Применение в данном варианте пачкового запуска деталей в поток нецелесообразно из-за образования сложной структуры организационных связей между операциями в процессе.

Рассмотренные способы получения организационно-технологи­ческого решения потока базируются на формировании в первую очередь внутренней его структуры (организационных операций), а уже затем − внешней (группы обработки, секции и т.п.). При этом внешняя структура на первой стадии практически не прогнозируется, а от нее зависит сложность получаемых связей между организацион­ными операциями в потоке и как следствие − увеличение производ­ственного цикла изготовления изделия, транспортных расходов и т.п.

В качестве одного из возможных способов решения данной задачи на кафедре ТШП МГУДТ был предложен вариант, в котором за основополагающий принцип формирования органи­зационных структур потока принята предметная специализация исполнителей. Преследование цели достижения максимально возможной предметной специализации исполнителей предполагает прежде всего сокращение связей между организационными структурами потока. Достичь данного результата можно путем изменения установленного традиционными способами порядка действий при проектировании потоков, т.е. первоначально формировать внешнюю структуру, а затем проверять возможность в выделенных элементах организовывать внутреннюю структуру потока. Такой подход позволяет не только обеспечить предметную специализацию исполнителей, но и привести сам процесс комплек­тования к определенной системе взаимосвязанных логических действий.

Прежде чем разрабатывать логическую цепочку порядка действий для построения внешней структуры потока, необходимо определить элемент членения графа ТПШИ способный обеспечить предметную специализацию исполнителей. Такой элемент должен отвечать ряду требований:

• иметь функциональную завершенность (внутри данного элемента должна обеспечиваться обработка части изделия или присоединение части к изделию с последующей обработкой);

• данный элемент должен обладать достаточной степенью свободы (отсутствием причинно-следственных связей), т.е. количеством возможных сочетаний с другими элементами при формировании внешних структур потока.

Перечисленным требованиям в структуре ТПШИ наиболее отвечают блоки операций по обработке и сборке частей изделия. Модули процесса не всегда могут в полной мере отражать функционально завершенную обработку части изделия. Этапы обработки и сборки изделия при объединении с предыдущим или последующим этапом имеют многопредметность в изготовлении части изделия в структурной единице потока. Следовательно, формирование внешней структуры потока целесообразно проводить на основе элементов членения графа ТПШИ − блоков.

Формирование организационно-технологических структур потока представляет собой по сути перебор и суммирование технологических операций согласно их связям, отраженных на графе ТПШИ. Граф ТПШИ относится к разряду графов, называемых «деревьями». Корень «дерева» отражает в технологическом отношении завершение изготовления изделия, а на начальном уровне параллельно друг другу находятся блоки начальной обработки, которые имеют несколько независимых входов − подача деталей кроя. Традиционно комплектование ТО начинают с блоков (операций) начальной обработки изделия. Однако такой подход не является рациональным, поскольку:

• пока не будут скомплектованы все блоки (операции) начального уровня, приходится постоянно возвращаться назад и проверять наличие нескомплектованных блоков (операций) данного уровня. При этом значительно возрастает количество переборов и возвратов назад в связи с тем, что ветви начальной обработки входят в «ствол дерева» процесса на разных уровнях;

• при таком подходе на начальном этапе трудно проследить связи между блоками и формируемыми операциями.

В связи с изложенным, целесообразно проводить формирова­ние организационных элементов потока, начиная с «корня» дерева процесса. Преимущества комплектования при этом можно представить в следующем виде:

• возможность обеспечения формирования OTP потока за один проход графа ТПШИ;

• исключаются возвраты назад при комплектовании организа­ционных элементов потока;

• сокращается количество переборов как блоков (модулей), так и ТО.

Проведенный на кафедре ТШП МГУДТ анализ структур графов ТПШИ на уровне модулей и блоков и порядка их преобразования при формировании рациональной внешней структуры функциони­рующих технологических процессов позволил определить последо­вательность действий при их выделении в элементы внешней струк­туры OTP (см. рис. 5.3.). При этом учитывались два момента: идет перебор блоков или их суммирование. Так, порядок просмотра бло­ков при определении возможности их выделения в элемент струк­туры OTP методом перебора имеет следующие приоритеты: само­стоятельное выделение блока, подкомплектовка блока связанным с ним блоком максимального уровня, комплектование блоков вверх по графу и подкомплектовка блока путем перебора блоков в гори­зонтальном направлении

Рисунок 5.3. Последовательность взятия блоков графа ТПШИ при формировании внешней структуры OTP потока

где: а  перебор блоков; б  суммирование блоков.

Приоритеты перебора элементов графа ТПШИ при их суммиро­вании распределяются следующим образом: суммирование вверх по графу, суммирование в горизонтальном направлении внутри ромба и подкомплектовка набранной суммы блоков блоком максимального уровня (см. рис. 5.3, б).

При формировании элементов внешней структуры единично взятый блок или последовательно набранная комбинация блоков должна отвечать определенным условиям:

• количество исполнителей в выделяемой структурной единице потока должно составлять 3 чел ≤ N_p ≤ 35 чел,

где: 3 чел − нижняя граница существования организационно- технологического модуля (ОТМ); 35 чел − верхняя граница существования технологически-специализированного участка (ТСУ или секции); N_p − расчетное количество рабочих: где:

где: − сумма затрат времени на технологические операции по изготовлению моделей А, В, …, С;

 − такт процесса.

• разница между расчетным и фактическим количеством рабочих в формируемом элементе внешней структуры не должна превышать:

• через формируемый элемент (S) должны проходить все модели, принятые к производству (для последовательного способа запуска моделей в поток):

Если все условия на формирование элемента внешней структуры выполняются, то проверяется возможность организации его внутренней структуры. В случае отрицательного результата анализ подбора блоков продолжается добавлением следующих вверх по дереву модулей или блоков.

Элементом внутренней структуры ТПШИ является технологическая операция, которая в данном случае является неделимой и выполняется на одном рабочем месте. Рассматривая структуру взаимосвязи ТО на графе ТПШИ внутри блока, можно выделить три основные ситуации, которые могут возникнуть: последовательное соединение операций (рис.5.4, а) (взаимосвязь рассматривается относительно заштрихованной операции вверх по графу), ромбическое соединение операций (рис. 5.4, б) и соединение технологической операции с операциями ромбического соединения следующего уровня (рис. 5.4, в).

Рисунок 5.4. Варианты соединения технологических операций в блоках внешней структуры потока

Взаимосвязь элементов внутренней структуры аналогична взаимосвязи блоков ТП. Очевидно, что и порядок взятия ТО будет аналогичен порядку взятия блоков. В первом случае возможно только самостоятельное выделение ТО в организационную операцию. Во второй ситуации приоритет сохранится также за ходом вверх по графу, поскольку в этом случае в рамках формируемой организационной операции будет обрабатываться один конструктивный элемент. Следовательно, приоритеты взятия ТО можно записать в следующем порядке: самостоятельное выделение ТО, комплектовка вверх по графу, комплектовка в ветвях ромбического соединения.

В третьей ситуации приоритеты входящих в технологическую операцию ветвей ромбического соединения равнозначны и подком­плектовка может быть осуществлена путем перебора ветвей ромба.

При невозможности подкомплектовки рассматриваемой ТО путем перебора операций, их суммируют. Порядок взятия элементов внутренней структуры аналогичен последовательности действий при формировании внешней структуры потока.

Для более успешного решения задачи формирования организационных операций целесообразно в установленный порядок рассмотрения технологических операций для их комплектования включить ход назад, т.е. проверку возможности подкомплектовки ТО к уже сформированной предыдущей организационной операции при ее наличии.

При невозможности комплектования технологических операций рассмотренными способами целесообразно рассмотреть возможность формирования организационных операций при помощи челночного способа передачи полуфабриката, который является не менее эффективным, но не так часто используется в промышленности из-за ограничения по численности исполнителей (от 2-х до 5 человек). Данное ограничение продиктовано специальным размещением рабочих мест, при котором сами исполнители, без посторонней по­мощи, могли бы передавать полуфабрикат друг другу неоднократно (по кругу).

При челночном способе комплектования организационные опе­рации формируются из технологических одной специальности (или совместимых при работе на одном рабочем месте, например, «м + р»). Первоначально связи между ТО в графе ТПШИ игнорируются, их восстановление осуществляется соответствующей планировкой рабочих мест, определяющей маршрут движения полуфабриката между исполнителями.

Применение челночного способа комплектования может осуществляться как на всем элементе внешней структуры OTP, так и на его части (в комбинации с известными способами комплектования). Ограничением, как упоминалось выше, является численность исполнителей, превышение верхней границы которой не позволяет обеспечить технологические связи в потоке способом расстановки оборудования.

Третье требование обеспечивается таким подбором технологических операций, в организационные, когда а составе последней применяется только однородное оборудование (лучше один тип).

Совмещение неоднородного или несовместимого на одном ра­бочем месте (или максимум на двух рабочих местах) оборудования нецелесообразно из-за резкой потери в производительности труда исполнителя. Допускаемое совмещение специализаций операций можно проиллюстрировать следующим образом (см. рис.7.5).

Рисунок 5.5.- Совместимость работ различных специальностей исполнителей на одном рабочем месте: Рс − ручная работа, выполняемая сидя без иглы; М − работа, выполняемая на универсальной машине; С − специальной машине; П − прессовая операция; Р − ручная работа, выполняемая стоя; И − ручная работа с иглой, выполняемая сидя.

Соединение вершин представленного множества сплошной линией означает возможность объединения технологических операций этих специальностей в организационную. Пунктирная линия − допускает объединение операций разных специальностей, но при определенных производственных и технологических требованиях. Вершины с двойными кружочками допускают возможность комплектования ТО одной специальности, выполняемых на однородном оборудовании различного типа.

Четвертое требование предусматривает объединение технологических операций одинаковых или смежных разрядов. Условие одноименности к смежности разрядов может быть нарушено, т.е. возможно комплектование технологических операций в организационные несмежных разрядов, но в установленных пределах процентного соотношения высшего и низшего разрядов комплектуемых операций. При этом квалификация исполнителя используется не полностью. Ограничением является величина потерь исполнителем в зарплате (Р):

где: S_max  дневная заработная плата исполнителя по высшему разряду технологической операции, входящей в организационную, руб;

t; − длительность технологической операции, с;

S_i − секундная тарифная ставка i − го разряда, руб;

m − число разрядов;

R − продолжительность смены, с;

Допускаемую величину разброса (Р) в заработной плате исполнителя можно установить исходя из существующей практики комплектования операций равных и смежных разрядов. При этом максимум потерь в зарплате исполнителя на операции должен равняться разнице между тарифами смежных разрядов умноженной на время работы исполнителя:

где: S_i, S_j  секундная тарифная ставка i-гo и j-гo разрядов,

R  время смены.

Учитывая найденную величину потерь в заработной плате ис­полнителя, можно совмещать разряды исполнителей технологиче­ских операций в организационной в более широких пределах, т.е. совмещать разные разряды, а не только равные и смежные.

Пятое требование обеспечивает одинаковый объем выполняе­мых исполнителями в потоке работ, после чего они могут одновре­менно обменяться полуфабрикатом. Это создает непрерывность движения полуфабриката в потоке и определенный ритм в работе (само условие приведено было выше).

Шестым требованием минимизируется количество исполнителей на организационной операции. Невыполнение его ведет к осложнениям в передаче полуфабриката при расстановке оборудования. Поэтому следует стремиться не увеличивать по возможности кратность организационной операции.

По результатам комплектования технологических операций в организационные составляется таблица 5.1, которая служит основанием для формирования организационно-технологической схемы потока  основного производственного документа в швейном цехе.

Таблица 5.1.- Согласования времени операций потока (компоновка операций потока)

Изделие:

Такт процесса:

Условия согласования времени операций:

№№ о.о.	Номера технологических операций, специальность, разряд, время выполнения, в сек	Специаль-ность/ разряд	Затраты времени на опера-цию	Количество рабочих, выполняю-щих операцию	Применяемое оборудование
1	2	3	4	5	6
1		М/4	41	1	ПРИМЕР
1	2	3	4	5	6

Выполнил:

Проверил:

Лабораторная работа №6.