Типы производств

Типы планировок производств. Производственная мощность. Календарное планирование. Диспетчеризация

8.1. Типы производств.
Типы планировок производств.

Производственная мощность

Выделяют следующие типы производств: единичное (проектное), серийное, маccовое.

Под единичным типомпроизводства понимают форму организации производства, при которой различные виды продукции изготавливаются в одном или нескольких экземплярах (штучный выпуск). Каждая единица конечной продукции уникальна по конструкции, выполняемым задачам и другим важным признакам.

Производственный процесс изготовления продукции носит прерывный характер. На выпуск каждой единицы продукции затрачивается относительно продолжительное время. На предприятиях применяется универсальное оборудование, сборочные процессы характеризуются значительной долей ручных работ[28], персонал обладает универсальными навыками.

Такое производство распространено в тяжелом машиностроении (производство крупных машин для черной металлургии и энергетики (турбин)), химической промышленности, сфере услуг.

В западной литературе единичное производство обычно называют проектным.

Под серийным производством понимают форму организации производства, для которой характерен выпуск изделий большими партиями (сериями) с установленной регулярностью выпуска.

Оно характеризуется постоянством выпуска довольно большого ассортимента изделий. При этом годовая номенклатура выпускаемых изделий шире, чем номенклатура каждого месяца.

Серийный тип производства характерен для станкостроения, производства проката черных металлов и т.п.

Серийное производство многообразно и делится на подтипы: мелкосерийное, серийное и крупносерийное.

Мелкосерийное тяготеет к единичному, а крупносерийное – к массовому. Это деление носит условный характер. Например, в соответствии с классификацией, предложенной Вудворд, выделяются единичное и мелкосерийное производство (Unit Production), массовое (Mass Production) и непрерывное (Process Production).

Производство мелкосерийное является переходным от единичного к серийному. Выпуск изделий может осуществляться малыми партиями.

В настоящее время в машиностроении одним из конкурентных факторов стала способность фирмы изготовлять уникальное, зачастую повышенной сложности оборудование малой партией по спецзаказу покупателей.

Внедрение компьютеризации позволяет повысить гибкость производства и внести в мелкосерийное производство черты поточного производства. Например, появилась возможность изготовлять несколько типов изделий на одной поточной линии с затратой минимального количества времени для переналадки оборудования.

Крупносерийное производство является переходной формой к массовому производству.

В крупносерийном производстве выпуск изделий осуществляется крупными партиями в течение длительного периода. Обычно предприятия этого типа специализируются на выпуске отдельных изделий или комплектов по предметному типу.

Под массовым производством понимают форму организации производства, характеризующуюся постоянным выпуском строго ограниченной номенклатуры изделий, однородных по назначению, конструкции, технологическому типу, изготовляемых одновременно и параллельно.

Отдельные единицы выпускаемой продукции не отличаются друг от друга (могут быть только незначительные отличия в характеристиках и комплектации).

Время прохождения единицы продукции через систему относительно мало: оно измеряется в минутах или часах[29]. Число наименований изделий в месячной и годовой программах совпадают.

Для изделий характерна высокая стандартизация и унификация их узлов и деталей. Массовое производство характеризуется высокой степенью комплексной механизации и автоматизации технологических процессов. Массовый тип производства типичен для автомобильных заводов, заводов сельскохозяйственных машин, предприятий обувной промышленности и др.

Необходимо отметить, что отнесение предприятия в целом к тому или иному типу носит условный характер, т.к. в своем составе оно может иметь участки различного типа производства. Так, на заводах массового производства могут быть цехи с серийным типом производства, а на заводах единичного производства изготовление унифицированных и широко применяемых деталей может быть организовано по серийному принципу.

В зависимости от типа производств выделяют различные типы планировок производства.

При пооперационной функциональной схеме производственные ресурсы группируют по признаку выполняемой работы. Выделяются определенные участки для различных видов обслуживания (участок двигателей, участок кузовных работ и т.д.).

Может применяться в мелкосерийном производстве.

При таком типе планировки возникают проблемы, связанные с минимизацией транспортных операций.

При фиксированной позиционной планировке изготавливаемое изделие неподвижно, а производственные ресурсы подаются по мере необходимости. Такая планировка используется при реализации различных проектов (строительных, например). Эта планировка носит временный характер и сохраняется до окончания работы над проектом.

Для массового производства характерна линейная, или поточная планировка, где каждое выпускаемое изделие фактически проходит одни и те же операции обработки. Таким образом, поточное производство характеризуется расчленением производственного процесса на отдельные относительно короткие операции, выполняемые на специально оборудованных, последовательно расположенных рабочих местах – поточных линиях.

Поточная линия – комплекс оборудования, взаимосвязанного и работающего согласованно с заданным ритмом по единому технологическому процессу. Рабочие места располагаются в соответствии с последовательностью технологического процесса.

Непрерывность производственного процесса обеспечивает высокий уровень специализации и создает условия для использования автоматического оборудования.

Основная проблема состоит в правильном распределении нагрузки на рабочие места для ликвидации «узких мест».

Поточная планировка характерна для химической промышленности, автомобилестроения, пищевой промышленности и др.

Различают системы поточного производства с «выталкиванием» (Push system) и «вытягиванием» (Pull system) изделия, запущенного в производство.

Чаще применяется система с «выталкиванием» изделия (см. рис. 298). Она предполагает, что изготовление изделий начинается на одном конце производственной линии, проходит через последовательный ряд технологических операций и заканчивается обработкой на другом конце производственной цепочки. При этом по завершении обработки на одном участке изделие «выталкивается» на следующий независимо от того, готов ли этот участок принять изделие на обработку или нет. Каждый участок имеет производственный план. Однако создание «жесткого» технологического процесса, все параметры которого были бы наперед точно рассчитаны, невозможно. Поэтому на предприятиях всегда должен быть определенный производственный запас, который увеличивает гибкость системы. Вместе с тем известно, что увеличение запасов связано с омертвением капиталов, требует значительных затрат на хранение и уход за ними.

Рис. 29. Система с «выталкиванием»

Сокращению производственных запасов при одновременном увеличении гибкости производства способствует система поточного производства с «вытягиванием» изделий (рис. 30). Эта система предполагает получение изделий с предыдущего участка по мере необходимости. Впервые она была апробирована в 1972 г. на автомобильной фирме «Тойота».

Рис. 26. Система с «вытягиванием»

Автор этой системы Т. Оно использовал принцип «последнего звена», применяемый в супермаркетах, для промышленного производства. В супермаркетах покупатель является информационным источником необходимого количества, ассортимента и т.д. Импульсом для функционирования всей системы служит спрос, определяемый покупателем. Аналогично, на промышленных предприятиях план имеет только линия окончательной сборки, отсюда информация о необходимости производить определенные детали поступает на предыдущие участки посредством специальных карточек КАН-БАН (иногда в литературе употребляется КАМ-БАН).

Выделяют два вида карточек:

· карточка отбора;

· карточки производственного заказа.

В карточке отбора указывается количество деталей, которое должно быть взято на предшествующем участке обработки.

В карточке производственного заказа указано количество деталей, которое должно быть изготовлено на предшествующем участке.

В месте складирования детали погружаются в автопогрузчик в количестве, указанном в карточках отбора. При этом с ящиков снимаются прикрепленные к ним карточки заказа, которые информируют о заказе на изготовление новых деталей в строго определенном количестве.

План на участках формируется каждый день. Это обеспечивает гибкость системы. Какое-либо перемещение изделий без карточек недопустимо. Обычно система КАН-БАН сочетается с системой контроля качества.

Система КАН-БАН не требует тотальной компьютеризации производства, однако она предполагает высокую дисциплину поставок и высокую ответственность персонала, что и ограничивает ее внедрение в различных странах.

Под производственной мощностью следует понимать максимально возможный выпуск продукции при полном использовании имеющегося на предприятии производственного аппарата.

Производственную мощность определяют исходя из структуры производственной программы и установленного режима сменности.

Производственная мощность определяется как сумма величин производственных мощностей по выпуску каждого конкретного вида продукции. Иногда используется метод приведения номенклатуры выпускаемых изделий к одному или нескольким видам однородной профильной продукции, принимаемой за 1.

Мощность предприятия определяется, как правило, в расчете на год по мощности основных цехов, участков или агрегатов основного производства с учетом мер по ликвидации «узких мест». Под «узкими местами» понимают участки, пропускная способность которых ниже, чем у ведущих цехов.

Производственная мощность цеха, участка, оснащенного однотипным оборудованием, определяется умножением годовой нормативной производительности одной машины (П), с учетом коэффициента перевыполнения норм (К), на среднегодовой парк этого вида оборудования (n):

М = П ´ К ´ n,

или

где Т – максимально возможный годовой фонд времени одной машины (агрегата), часов;

T – время на обработку одной детали по норме.

8.2. Календарное планирование.

Диспетчеризация

Календарное планирование состоит в оптимальном упорядочении во времени множества работ, выполняемых на заданном оборудовании.

Календарное планирование является основной сферой практического приложения теории расписаний.

Теория расписаний представляет собой систему качественных и вычислительных методов, позволяющих упорядочить во времени использование системы машин для обработки некоторого множества изделий. При этом должны быть упорядочены определенные технологические условия и обеспечено достижение оптимального значения заранее заданного критерия качества расписания.

Трудности решения задач теории расписаний обусловлены большим числом вариантов упорядочивания. Обычно используются методы, основанные на эвристических правилах предпочтения или на случайном поиске.

Задача календарного планирования работы участка единичного или мелкосерийного производства формулируется следующим образом: m изделий (или серий) должны пройти обработку на одном или более из n типов станков.

Для каждого изделия (серии) задается технологический маршрут, т.е. последовательность номеров станков, на которых оно обрабатывается. Известны трудоемкости соответствующих операций. Предполагается, что одновременно на станке выполняется не более одной операции; операция, начавшись не может быть прервана; последующая операция по обработке каждого изделия может начаться лишь по окончании предыдущей; длительность операций не зависит от последовательности их выполнения; время на транспортировку и переналадку станков невелико.

Цель заключается в построении календарного графика обработки изделий, оптимального с точки зрения некоторого критерия.

Критерии оптимальности можно разделить на 2 типа:

1. в зависимости от заданных сроков готовности: минимизация отставания от заданных сроков; минимизация издержек, связанных с невыполнением работы в срок; минимизация числа отстающих работ;

2. в зависимости от общей продолжительности обработки изделий: минимизация продолжительности календарного графика; минимизация простоев станков или пролеживания деталей; максимизация некоторого показателя использования оборудования; минимизация издержек на незавершенное производство и т.д.

Анализ отношений очередности операций удобно проводить на сетевых графиках.

Сетевые графики представляют цепи работ и событий, отражая их технологическую последовательность и связь (рис. 31).

Рис. 31. Сетевой график

В кружках указаны номера событий (результатов выполнения одной или нескольких работ), стрелки означают работы; цифры над ними называются временными оценками (они показывают ориентировочную продолжительность работ).

Реальные сетевые графики содержат сотни и даже тысячи работ и событий. Они могут приобретать вид таблицы (так называемое цифровое представление сети).

Методы и программы расчетов по сетевым графикам стандартны. Это позволяет вести расчеты на самых различных объектах.

Последовательность работ в сети, в которых каждое конечное событие является исходным для начала других работ, называется путем.

Большое значение сетевые графики имеют для нахождения критического пути.

Критический путь –это непрерывная последовательность работ и событий от начального до конечного события, требующая наибольшего времени для ее выполнения.

Путь, наибольший по длине, определяет общую продолжительность изготовления изделия. Как бы быстро ни были завершены работы, лежащие на других путях, все равно придется дожидаться окончания первого (критического).

Разница между продолжительностью критического пути и продолжительностью любого другого пути называется резервным временем пути.

Резерв времени события показывает, на какой предельно допустимый период можно задержать свершение этого события, не увеличивая при этом общий срок создания объекта.

В нашем примере между событиями 2 и 7 проходят четыре пути:

1. через события 2, 5, 7;

2. через события 2, 6, 7;

3. через события 2, 3, 6, 7;

4. через события 2, 4, 5, 7.

Подсчитаем длину путей:

1. 14 + 13 = 27 минут;

2. 5 + 4 = 9 минут;

3. 4 + 10 + 4 = 18 минут;

4. 4 + 5 + 13 = 22 минуты.

Таким образом, самый длинный (критический) путь составляет 27 минут.

В качестве инструмента оперативного планирования и управления производством могут использоваться учетно-плановые графики Ганта (циклограммы).

Они позволяют наглядно представить соотношение времени выполнения работ в планируемом периоде, загрузку оборудования.

В крайнем левом столбце таблицы записывают номера пунктов, в следующем – формируют содержание пунктов плана, наименование работ, используемое оборудование и т.п. Затем идут столбцы, соответствующие календарному времени выполнения плана. В этих столбцах отмечается время начала работы по пункту плана, а продолжительность соответствует длине отрезка, изображенного на плане (рис. 32).

Рис. 32. График Ганта

Под диспетчерским контролем, или диспетчеризацией понимают систему централизованного контроля и управления производственными процессами, осуществляемую диспетчером из центрального пункта при помощи технических средств связи, сигнализации, телемеханики и автоматики.

Его цель состоит в обеспечении равномерного и комплектного выполнения плана. Особое значение для ритмичного хода производства имеют функции предупредительного контроля отклонений от установленного графика.

Диспетчеризация включает:

· непрерывный учет и текущую информацию о фактическом ходе работ по выполнению установленного графика;

· принятие оперативных мер по предупреждению и устранению отклонений от плана;

· выявление и анализ причин отклонений;

· координацию текущей работы взаимосвязанных звеньев производства в целях обеспечения ритмичного хода работы по установленному графику;

· организационное руководство оперативной подготовкой всего необходимого для выполнения сменно-суточных заданий и календарных графиков производства.

В разных типах производства конкретное содержание диспетчерского руководства имеет ряд существенных особенностей.

В единичном производстве основным объектом диспетчерского контроля за ходом производства являются сроки выполнения важнейших работ по отдельным заказам.

Диспетчерский контроль осуществляется в этих условиях применительно к разработанным сетевым графикам выполненных заказов.

В условиях серийного производства главным объектом диспетчерского наблюдения являются установленные по плану сроки запуска и выпуска партий заготовок и деталей на всех участках производства, а также состояние складских заделов заготовок и степень комплектной обеспеченности сборочных работ в соответствии с графиком.

Под контролем диспетчера также должны находится графики переналадки оборудования, учитывая, что серийное производство предусматривает постоянную переналадку оборудования.

В условиях массового производства диспетчерское наблюдение должно быть направлено на проверку соблюдения установленного такта работы поточных линий и норм заделов на всех стадиях производственного процесса.

Такой контроль осуществляется, как правило, с помощью суточных и часовых графиков работы.

ТЕМА 9.