11.4. Методы организации производства

11.4. Методы организации производства

Производственный процесс осуществляется во времени и пространстве. Организация производственного процесса во времени была нами уже рассмотрена. Пространственная организация производственного процесса предусматривает размещение рабочих мест и их групп (участков, цехов) на территории предприятия и обеспечение передвижения предметов труда по операциям кратчайшими маршрутами. Сочетание этих двух аспектов построения производственного процесса осуществляется благодаря применению соответствующего метода организации производства. Существуют два метода организации производства: непоточный и постоянный.

Организация непоточного производства

Непоточному производству присущи такие признаки: на рабочих местах обрабатываются различные по конструкции и технологии изготовления предметы труда, ибо количество каждого из них является небольшим и недостаточным для нормальной загрузки оборудования; рабочие места размещаются однотипными технологическими группами без определенной связи с последовательным выполнением операций, например, группы токарных, фрезерных, сверлильных и других станков; предметы труда перемещаются в процессе обработки по сложным маршрутам, вследствие чего есть большие резервы сокращения перерывов между операциями. После отдельных операций предметы труда часто поступают на промежуточные склады и ожидают освобождения рабочего места для выполнения следующей операции.

Непоточный метод применяется преимущественно в единичном и серийном производствах. В зависимости от номенклатуры изделий и их количества он может иметь различные модификации. Обычно применяются три модификации: единично-технологическая, партионно-технологическая и предметно-групповая (рис 11.6).

В условиях единичного производства непоточный метод осуществляется преимущественно в вдие единично-технологической модификации, когда отдельные предметы труда единицами или небольшими партиями, которые не повторяются, проходят обработку в соответстви с приведенными выше порядком. В серийном производстве этот метод принимает вид партионно-технологической или предметно-групповой модификаий.

Партионно-технологическая меодификация отличается от единично-технологической тем, что предметы труда приходят обработку партиями, периодически повторяющимися. Партия предметов труда является важным календарно-плановым нормативом организации партионного производства и ее величина существенно влияет на его эффективность. Это влияние не однозначно. Конечно, увеличение величины партии обеспечивает уменьшение количества переналадок оборудования, вследствие чего улучшается его использование, снижаются затраты на подготовительно-заключительные работы (переналадка, получение и сдача работы, ознакомление с технической документацией и т. п.). Кроме того, упрощается оперативное планирование и учет производства. Однако, обработка предметов большими партиями увеличивает объем незавершенного производства, требует больших складских помещений, а значит, и дополнительных затрат.

Уменьшение величины партий предметов оказывает на эффективность производства противоположное влияние. Это объясняет важность определения оптимальной величины партии. В общем виде можно сказать, что оптимальной является такая партия предметов, которая требует минимальных общих затрат на ее изготовление. Она исчисляется в процессе оперативного управления производством.

Единичные и партионно-технологические модификации непоточного метода производства являются очень сложными. Их недостатки несколько ослабляются применением предметно-группового метода. Сущность последнего состоит в том, что вся совокупность предметов труда разделяется на технолошически подобные группы. Обработка предметов каждой группы осуществляется по приблизительно одинаковой технологии и требует одинакового оборудования. Это позволяет создавать для обработки группы предметно специализированные участки, повышать уровень механизации и автоматизации производства. Предметно-групповые методы создают предпосылки для перехода к поточному производству.

Количество оборудования в непоточном производстве определяется отдельно для каждой группы однотипных, технологически взаимозаменяемых станков:

    (11.11)

где М — количество станков (машин) в технологической группе;

n — количество наименований предметов, обрабатываемых на данном оборудовании;

Ni — количество предметов і-го наименования, обрабатываемых за расчетный период (обычно за год);

ti — норма времени на обработку і-го предмета, часов;

Тр — плановый фонд времени работы единиц оборудования за расчетный период;

Кн — коэффициент выполнения нормы времени.

Оборудование в непоточном производстве является преимущественно универсальным, а рабочие — универсалами высокой квалификации. Более высокий уровень специализации оборудования, как отмечалось, используется в случае применения предметно-групповой модификации, поскольку за определенным предметно-специализированным участком может быть закреплено меньшее количество деталей операций.

Для непоточных методов характерно последовательное (редко последовательно-параллельное) сочетание операций, что наряду со сложными маршрутами обработки увеличивает длительность производственного цикла. Однако непоточное производство имеет широкую сферу применения: оно используется в промышленных дискретных процессах. При небольших объемах изготовления отдельных изделий непоточный метод обеспечивает лучшее использование оборудования, более полную его загрузку во времени и по мощности, поскольку обработку предметов можно распределить между станками групп с учетом их параметров.

Общая характеристика поточного производства

Поточное производство — высокоэффективный метод организации производственного процесса. В условиях потока, производственный процесс осуществляется в максимальном соответствии с принципами его рациональной организации. Поточное производство имеет следующие признаки:

за группой рабочих мест закрепляется обработка или сборка предметов одного наименования или ограниченного количества наименований конструктивно и технологически подобных предметов;

рабочие места размещаются последовательно по ходу технологического процесса;

технологический процесс имеет высокую по операционную фифференциацию, на каждом рабочем месте выполняется одна или несколько подобных операций;

предметы труда передаются с операции на операцию поштучно или небольшими транспортными партиями в соответствии с ритмом работы, что обеспечивает высокую степень параллельности и непрерывности процесса.

Широко применяется специальный межоперационный транспорт (конвейеры), который выполняет не только функции перемещения предметов, а и задает ритм работы.

Поточные методы применяются для изготовления продукции в значительных объемах и на протяжении длительного времени, т. е. в массовом и крупносерийном производстве.

Основным структурным звеном поточного производства является поточная линия — технологически и организационно выделенная группа рабочих мест, изготовляющая один или несколько подобных типоразмеров изделий. Поточные линии бывают различными, поэтому их классифицируют по определенным признакам (табл. 11.3).

Таблица 11.3

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ

По номенклатуре изделий поточные линии делятся на одно- и многопредметные. Однопредметной называется линия, на которой обрабатывается или собирается изделие одного типоразмера в течение длительного времени. Для перехода на изготовление изделий другого типоразмера необходима перестройка линий (перестановка оборудования, его замена и др.). Применяются эти линии в массовом производстве. Многопредметной является поточная линия, на которой одновременно или последовательно изготовляется несколько типоразмеров изделий, подобных по конструкции и технологии производства. Сфера применения — серийное производство.

По степени непрерывности процесса поточные линии подразделяются на непрерывные и прерывные. Непрерывной считается линия, на которой предметы труда перемещаются по операциям непрерывно, т. е. без межоперационного ожидания (параллельное сочетания операций). Прерывной, или прямоточной, является линия, которая не может обеспечить непрерывной обработки предметов из-за несинхронности операций. Между операциями с различной производительностью предметы труда ожидают своей очереди на обработку, образуя периодические оборотные запасы.

По способу поддержки ритма различаются линии с регламентированным и свободным ритмом. На линии с регламентированным ритмом предметы труда передаются с операции на операцию через точно определенное время, т. е. в соответствии с заданным ритмом, поддерживаемым с помощью специальных средств (чаще всего конвейера). Регламентированный ритм применятся на непрерывных линиях. На линиях со свободным ритмом предметы с операции на операцию могут передаваться с отклонением от расчетного ритма. Общий ритм в этом случае обеспечивается стабильной производительностью рабочего на первой операции линии или ритмичной сигнализацией (звуковой, световой).

В зависимости от места выполнения операций линии делятся на линии с рабочим конвейером и конвейером со снятием предметов для их обработки. Рабочий конвейер, кроме транспортировки и поддержки ритма, является непосредственным местом выполнения операций. Такими являются так называемые сборочные конвейеры. Конвейеры со снятием предметов характерны для процессов, операции которых выполняются на технологическом оборудовании.

По способу перемещения выделяют конвейеры с непрерывным и пульсирующим движением. Конвейер с непрерывным движением имеет постоянную скорость и во время работы не останавливается. Конвейер с пульсирующим движением во время выполнения операций стоит неподвижно. Он приводится в действие периодически через промежуток времени, который равняется такту линии. Такие конвейеры применяются тогда, когда по технологическим условиям выполнение операций требует неподвижного состояния предмета труда.

Перемещать предметы не всегда возможно и целесообразно (например, в процессе сборки крупногабаритных машин). В этом случае организуется так называемый стационарный поток, когда изделия устанавливаются неподвижно на сборочных стендах, а перемещаются специализированные группы (бригады) рабочих, выполняющих определенные операции. Количество групп (бригад) рабочих определяется количеством стендов.

Особенности организации и параметры
поточных линий

Внедрение поточного производства требует определенных условий. Основными из них являются:

достаточный объем выпуска и досатточная продолжительность строка выпуска продукции;

высокая стабильность и технологичность конструкции изделия;

возможность рационального размещения рабочих мест и четкая организация их обслуживания;

применение прогрессивной технологии, механизация и автоматизация производственных процессов.

На основе анализа продукции, объема ее выпуска, состояния технологического процесса, возможностей его усовершенствования, массы и габаритов изделий выбирается определенная разновидность поточной линии и рассчитываются основные ее параметры: ритм, количество рабочих мест, длина рабочих зон, скорость движения конвейера.

Такт поточной линии — это интервал времени, через который сходят с линии изделия, передвигаемые одно за другим:

           (11.12)

где r — такт поточной линии, мин.;

Тр — плановый фонд времени работ линии за расчетный период, мин.;

N — объем производства продукции за тот же период в натуральном измерении.

Исчисляя время работы непрерывных поточных линий, необходимо учитывать периодические кратковременные перерывы в работе конвейера для отдыха рабочих.

Если предметы труда передаются не поштучно, а транспортными партиями (nm), то они сходят с линии через определенные интервалы, называемые ритмом линии:

           (11.13)

где R — ритм линий, мин.;

В случае, когда организуется непрерывная поточная линия, после определения такта проводят синхронизацию операций. Операции считаются синхронизованными, когда продолжительность каждой из них равняется или является кратной такту линий. Синхронизация операций достигается проведением ряда технологических или организационных мероприятий: дифференциацией, концентрацией операций, сокращением их продолжительности за счет определенных усовершенствований и т.п.

Количество рабочих мест рассчитывается для каждой операции по формуле

         (11.14)

где  — расчетное количество рабочих мест на і-й операции. Оно округляется до большего целого числа М, после чего исчисляется коэффициент загрузки рабочих мест (Кз) для каждой операции (і):

(11.15)

Скорость движения конвейера в м/мин. (v) зависит от его такта и расстояния между изделиями:

              (11.16)

где l — расстояние между центрами двух смежных изделий на конвейере, м.

Скорость конвейера, который движется непрерывно, ограничивается рациональным режимом труда. На пульсирующем конвейере, включаемом периодически, она устанавливается максимальной с учетом, правил безопасности труда.

На рабочем конвейере с непрерывным движением и перемещением рабочего в пределах отведенной ему рабочей зоны. длина рабочей зоны определяется по формуле:

              (11.17)

где Li — длинна рабочей зоны, м.

При обработке или сборке небольших изделий и малой скорости движения конвейера рабочий может сидеть на одном рабочем месте (сборка часов, монтаж радиоаппаратуры и под.).

Пространственное размещение поточных линий может быть различным в зависимости от количества рабочих мест, типа транспортных средств, площади участков (цехов). Самым простым и распространенным является прямолинейное размещение рабочих мест по ходу технологического процесса. Но это не всегда возможно, поэтому применяется двухрядное, кольцевое, зигзагообразное их размещение. Смежные поточные линии нужно размещать так, чтобы было удобно транспортировать предметы труда между ними. В случае организации поточной обработки и сборки изделий вспомогательные линии, обеспечивающие сборочный конвейер, размещаются перпендикулярно к нему.

Тенденции развития поточного производства

Поточное производство вследствие высокой специализации, механизации и четкой организации производственного процесса является высокоэффективным. Его эффективность проявляется в высокой производительности труда, сокращении производственного цикла и незавершенного производства, лучшем использовании основных фондов. Все это обеспечивает уменьшение затрат на производство. В то же время поточное производство имеет и определенные недостатки.

Самым заметным из них является примитивизация труда рабочих, ограничение его выполнением элементарных механических операций, что является следствием высокой дифференциации технологического процесса. Это делает труд на поточной линии малосодержательным, противоречащим общей тенденции повышения образовательного и квалификационного уровня работников. Весьма, непривлекателен также жесткий ритм работы на поточных линиях, отсутствие самых элементарных творческих элементов в труде.

Этот недостаток поточного производства преодолевается путем его автоматизации и создания автоматических поточных линий. Ныне автоматические линии широко применяются в массовом производстве.

Как существенный недостаток поточного производства в его традиционной узкоспециализированной форме можно назвать и противоречие между его тяготением к конструктивно-технологической стабильности (то есть его консерватизмом) и требованиями динамичности производства, постоянного обновления продукции в соответствии с научно-техническим прогрессом и потребностями рынка. Узкая специализация рабочих мест, их жесткая привязанность к ходу технологического процесса создают трудности для перехода на выпуск новой продукции. Возникает необходимость в замене оборудовании, его перемещении, создания новой оснастки, переквалификации рабочих, что связано с большими затратами времени и средств.

Эта отрицательная сторона поточного производства постепенно нейтрализуется повышением гибкости технологических систем, применением станков с числовым программным управлением, внедрением автоматических многофункциональных манипуляторов-роботов.

Объединение станков с ЧПУ, роботов, автоматических транспортных средств и складов под общим управлением с помощью ЭВМ позволяет создавать гибкие автоматизированные системы (ГАС) с дальнейшим приобщением к ним автоматического проектирования продукции. Такие системы соединяют преимущества поточного (высокая производительность) и непоточного (гибкость) производства, могут применятся во всех его типах, и являются особенно эффективными в серийном производстве.

Они быстро и без больших затрат времени и средств переналаживаются на выпуск другой продукции (в переделах технических возможностей). Для этого необходимо всего лишь изменить программу производственного процесса, записанную на машинном носителе. Гибкие автоматизированные системы — стратегическое направление развития техники и организации производства.