, Обеспечение перекрестного обучения

Расширение обязанностей, требующее более разнообразных навыков

ОПРЕДЕЛЕННОСТЬ РАБОЧЕГО ЗАДАНИЯ

Предоставление проектов Формирование рабочих модулей

Значимость работы

Информирование о значимости - деятельности

Формирование привлекательного имиджа организации

Предоставление больших полномочий > для принятия решений

АВТОНОМНОСТЬ

Предоставление работнику больших полномочий и возложение на него большей ответственности

. Внедрение информационных систем

Предоставление руководителями объективной и оперативной информации

Рис. 5.2.2. Мероприятия пб проектированию рабочих мест на основе концепции обогащения труда

Источник: [Лютенс. С. 207].

8. Уточняется расположение и величина всех необходимых проходов и проездов.

9. Выполняется привязка (определение координат) оргтехос­настки, т. е. обоснование координат, определяющих ее располо­жение в пространстве рабочего места.

10. Рассчитывается площадь рабочего места.

Имеется ряд общих требований, которые должны учиты­ваться при4тланировке рабочих мест. Прежде всего необходи­мо обеспечивать всемерную экономию движений, исключе­ние из трудового процесса лишних, непроизводительных тру­довых действий и приемов. Для решения этой задачи определяются длина и траектории трудовых движений, моде­лируется структура трудовых действий, разрабатываются ра­циональные маршруты передвижения рабочих. Практика по­казывает, что во многих случаях непроизводительные затраты времени на излишние хождения в пределах рабочего места, повороты и наклоны, поддержание деталей и т. п. можно лик­видировать, не внося каких-либо технических усовершен­ствований, а только за счет более рациональной планировки рабочего места, изменения последовательности выполнения приемов, более удачного размещения деталей и инструмен­тов в рабочей зоне.

При определении размеров оснащения рабочего места сле­дует исходить из эргономических требований, с учетом опти­мального взаимодействия элементов системы «человек—ма­шины—среда». Планировка рабочего места должна обеспечи­вать оперативное пространство, позволяющее рабочему свободно осуществлять необходимые трудовые приемы и дви­жения, размещать материальные элементы производства. Вы­бор оптимальной рабочей позы производится на основе ана­лиза физических усилий рабочего, выполняющего трудовой процесс, темпа и характера работы, размаха, траектории дви­жений.

Продуктивность труда и сохранение здоровья работников существенно зависят от эстетического оформления рабочего ме­ста, в том числе от его цветовой гаммы.

Цветовое оформление, или «цветовой климат», должно со­ответствовать характеру производственного процесса и конкрет­ным условиям труда. Для этого рекомендуется:

оргоснастку, как и оборудование, окрашивать по группам в соответствии с типом технологического оборудования или вы­полняемых операций;

оборудование и оргоснастку, занимающие значительные площади, окрашивать в оттенки цветов, создающих единый фон с производственным помещением;

при ограниченных размерах производственных помещений, большом нагромождении оборудования использовать многоцве­товую окраску, которая создает иллюзию большого помещения;

крупногабаритные предметы окрашивать в светлые тона, а небольшие — в более насыщенные;

несущие части (основание, опоры, каркас) окрашивать в более темные цвета, чем остальные поверхности;

большие по площади поверхности окрашивать в основные цвета, которые оказывают положительное воздействие на пси­хику и снимают зрительное напряжение работающих, а малые по площади поверхности — во вспомогательные цвета;

применять ограниченное количество цветов, так как много- цветность приводит к рассеиванию внимания, а одноцветность утомляет, работника;

при физическом труде, интенсивность которого регулирует­ся самими работающими, в рабочей зоне применять теплые цвета (оранжевый, желтый);

при умственной или физической работе, требующей боль­шой сосредоточенности, применять в основном малонасыщен­ные оттенки холодного цвета (голубой, зеленый);

при подборе фона оптимальной контрастности применять лакокрасочные материалы, дающие полуглянцевые и матовые поверхности;

в рабочей зоне с высоким уровнем шума или большим све­товым излучением применять голубой или серебристый цвета;

при выборе цветового фона учитывать психологическое воз­действие различных цветов на человека.

5.3. Структура задач оптимизации технологических режимов работы оборудования

В условиях современного производства основной частью нор­мы времени чаще всего является машинное (аппаратурное) время, величина которого определяется режимами работы обо­рудования. Так, при механической обработке машинное время рассчитывается на основе соотношения между длиной пути и скоростью перемещения инструментов. Эти величины в свою очередь устанавливаются исходя из параметров режима обра­ботки: глубины, подачи и скорости резания.

Как было показано в разд. 2.8, при оптимизации технологи­ческого и трудового процессов должны указываться ограниче­ния по необходимому производственному результату, условиям труда, использованию средств производства и объемам произ­водственных ресурсов. Выбор оптимального варианта должен осуществляться по критерию минимума суммарных затрат на заданную программу выпуска продукции.

Рассмотрим структуру задач оптимизации режимов техноло­гического процесса на примере обоснования режимов механи­ческой обработки деталей на металлорежущих станках. Эти зада­чи анализируются в технической и экономической литературе уже в течение десятилетий. Одна из первых попыток оптимиза­ции режима резания была предпринята Ф. У. Тейлором, который известен своими работами" не только по организации и норми­рованию труда, но и по технологии обработки металлов [Илек и др. С. 85]. При оптимизации режимов резания определяются наиболее эффективные значения скорости резания v, подачи s и глубины t, т. е.

*={v, 5, t). (5.3.1)

Область допустимых значении v, s₉ t определяет система ог­раничений. Прежде всего должны соблюдаться технические ог­раничения, обусловленные характеристиками предметов труда, инструментов, приспособлений и оборудования. К числу этих характеристик относятся свойства обрабатываемого материала, требуемая точность и чистота обработки детали, статические и динамические характеристики станка, конструкция, материал, геометрические параметры, допустимый износ инструмента, жесткость системы «станок—приспособление—инструмент—де­таль» (СД) и т. д.

В частности, при установлении режима резания должны со­блюдаться ограничения вида:

Q_r(X)<Q% (г = 1, 2, ..., (о) (5.3.2)

где Q_r(X) — усилие на r-й элемент системы СД, соответствую­щее определенному варианту режима резания; Qf — допустимое усилие на r-й элемент системы СД.

Так, допустимость той или иной подачи проверяется по прочности державки резца и пластинки твердого сплава, по величине прогиба детали, возникающего вследствие радиально­го усилия резания, и по прочности механизма подачи стайка.

Наряду с ограничениями типа (5.3.2) должны соблюдаться ограничения, обусловленные параметрами применяемого обо­рудования. В частности, выбранное число оборотов шпинделя п(Х) должно соответствовать допустимому числу оборотов л^д, указанному в паспорте станка.

В общем виде подобные ограничения записываются следую­щим образом:

а_в{Х)е{а*}. (е = 1, 2, ..., п) (5.3.3)

Такая запись означает, что величины а_е(Х) должны соответ­ствовать множеству допустимых значений {а*}.

Из группы ограничений по условиям труда следует учиты­вать требования, обусловленные необходимостью удобного и безопасного отвода стружки из зоны резания. Для этого выбира­ют соответствующую геометрию инструмента, параметры режи­ма резания, защитные приспособления. Психофизиологические и социальные ограничения, обусловленные конструкцией обо­рудования, должны учитываться при его проектировании.

При выборе режима резания большое значение имеют огра­ничения по программе выпуска продукции и использованию фонда времени оборудования. В существующих методиках эти ограничения учитываются недостаточно, хотя для выбора эко­номически наиболее эффективного режима обработки они яв­ляются одними из важнейших.

Зависимость объема выпуска продукции от режима резания характеризуется двумя обстоятельствами. С одной стороны, уве­личение скорости резания приводит к уменьшению машинного времени на единицу продукции, с другой — при увеличении скорости существенно уменьшается стойкость инструмента, увеличивается число его переточек и, как следствие, увеличи­вается время простоев оборудования, вызванных заменой инст­рументов.

Чтобы учесть эти обстоятельства при выборе оптимального режима резания, будем исходить из того, что на каждом станке • можно выделить три состояния: машинную работу (резание),

простой во время и в ожидании смены инструмента и простой по всем остальным причинам. Соответственно можно записать:

К ⁺ К ⁺ (5.3.4)

где К_м — коэффициент использования оборудования по машин­ному времени (удельный вес машинного времени в фонде вре­мени работы станка); К_и — доля времени простоев оборудова­ния при замене инструментов; К_п — доля времени простоев оборудования по остальным причинам.

Значениям X (т. е. скорости резания, подаче, глубине) соот­ветствуют определенные величины машинного времени на еди­ницу продукции. На основе этих величин для каждого А" можно установить величину коэффициента использования оборудова­ния по машинному времени — необходимому для вы­полнения производственной программы:

KW= ^k _FN , (5.3.5)

где P_k — программа выпуска деталей к-го вида в планируемом периоде; t_uk(X) — машинное время на единицу продукции fc-ro вида; F_x — располагаемый фонд времени одного станка в плани­руемом периоде; N— количество используемых единиц обору­дования.

Наряду с коэффициентом машинного времени каждому ва­рианту режима обработки соответствует коэффициент просто­ев, связанных с заменой инструментов, — К_Н(Х). Эта величина рассчитывается исходя из стойкости режущего инструмента, определяющей частоту его переточек, и времени на смену инст­румента, которое зависит от организации обслуживания рабо­чих мест. В частности, если рабочий-станочник сам затачивает и меняет инструмент, время на смену инструмента будет вклю­чать продолжительность действия рабочего по снятию инстру­мента, его заточке, установке и переходов. При централизован­ной заточке и доставке инструмента на рабочее место время на смену инструмента будет определяться продолжительностью действий по снятию затупившегося и установке нового инстру­мента.

Величину К_к(Х) можно определить по формуле:

jTjiV

где R(X) — среднее количество простоев оборудования во время замены или подправки инструмента за период F_x (при прочих равных условиях величина R(X) пропорциональна стойкости инструмента); t_n(X) — среднее время на одну замену (подправ­ку) инструмента.

Коэффициент машинного времени, который можно реально обеспечить при данной системе замены инструментов, устанав­ливается исходя из формул (5.3.4) и (5.3.6). Величина К_п в фор­муле 5.3.4 при расчетах режима резания может быть либо неза­висимой от Л" (при обслуживании рабочим одного станка), либо связанной с ним зависимостью, близкой к функциональной (при многостаночной работе)^I. В дальнейшем будем считать, что величина К_п однозначно определена. При этом на основе фор­мул (5.3.4) и (5.3.6) имеем:

К*(Х) = 1 - К_п - К_И(Х) = 1 - К_п (5.3.7)

Таким образом, каждому варианту режима обработки и каж­дой системе организации обслуживания рабочих мест соответ­ствуют определенные величины коэффициентов К„{Х) и К*(Х). Для выполнения программы выпуска продукции необходимо, чтобы соблюдалось ограничение:

К*(Х)>К^Н_М(Х). (5.3.8)

Оптимальный вариант, удовлетворяющий ограничениям (5.3.2), (5.3.3) и (5.3.8), должен определяться по критерию минимума суммарных затрат на заданную программу выпуска продукции.

В условиях действующего производства при фиксированном количестве единиц используемого оборудования варианты ре­жимов обработки будут различаться в основном расходами: на оплату труда рабочих — ^(Л), инструмент — S_U(X) и на элект­роэнергию — 5_Э(А). В этом случае целевой функции (5.3.9) будет эквивалентна функция:

S(X) = [S_p(X) + 5_Н(Л) + S₃(X)] min. (5.3.9)

На основе соотношений (5.3.2), (5.3.3), (5.3.8), (5.3.9) струк­туру задачи оптимизации технологического режима в условиях действующего производства при фиксированном количестве единиц оборудования можно представить в следующем виде: найти

Х= {v, /},

при котором

Q_r{X)<Q% (r = 1, 2, ..., со)

яДЛеК}, (е = 1₉ 2, ..., и)

к1{х)>к:{х\

S(X) = [S_p(*) + S„(X) + S₃(X)] -> min.

Расчеты при выборе оптимального режима резания выпол­няются в следующем порядке.

1. В соответствии с требованиями к точности и чистоте обра­батываемой поверхности и с величиной припуска устанавлива­ется глубина резания /. При черновой обработке стремятся рабо­тать с максимальной глубиной резания, допустимой системой СД. Чистовая обработка ведется при небольшой глубине резания. Так, если при обработке на токарном станке припуск составля­ет 5 мм, то черновая обработка может вестись при /= 4 мм, а чистовая — при t = 1 мм.

2. Исходя из принятой глубины резания выбирается подача, обеспечивающая выполнение требований к качеству обработки с учетом геометрии инструмента и допустимых усилий в систе­ме СД. Величина подачи при чистовой обработке регламентиру­ется в основном необходимым качеством обрабатываемой по­верхности.

3. На основе глубины резания и подачи устанавливается ско­рость резания. При этом учитываются: требуемая точность и чистота обработки, геометрия и материал инструмента, меха­нические характеристики и материал заготовки, допустимые усилия в системе СД, экономически наиболее эффективные периоды стойкости инструмента.

4. Для выбранной скорости резания определяются число обо­ротов шпинделя, необходимая мощность станка и двойной кру­тящий момент. Эти величины сопоставляются с паспортными данными станка. Исходя из уточненного числа оборотов шпин­деля рассчитывается фактическая скорость резания.

В зависимости от конкретных производственных условий и возможностей применения вычислительной техники на практи­ке используются различные методики установления режимов обработки. При оперативном нормировании чаще всего исполь­зуются общемашиностроительные нормативы режимов реза­ния, а также различного рода таблицы и номограммы, позволя­ющие сократить трудоемкость технологических расчетов. Наряду с этим все большее применение получают автоматизированные системы технологического проектирования и нормирования труда, важнейшей частью которых являются алгоритмы и про­граммы оптимизации режимов обработки.

В связи с расширяющимся применением оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) и гибких автома­тизированных производств (ГАП) наиболее перспективными являются комплексные системы проектирования производ­ственных процессов, включающие комплексы взаимосвязан­ных расчетов по выбору оптимальных вариантов последова­тельности обработки, технологического оборудования, инстру­мента, приспособлений, режимов резания, по определению всех составляющих нормы времени с учетом масштабов выпус­ка продукции и этапов ее освоения. Результаты расчетов выда­ются в виде технодого-нормировочных карт, в которых для каждой операции указываются: оборудование, инструмент, приспособления, режимы обработки, норма времени и разряд работы. Наряду с этим при выполнении операции на станке с числовым программным управлением выдается программа ра­боты станка.

После выбора оптимального варианта режима обработки ма­шинное время на операцию однозначно определяется установ­ленными значениями технологических параметров. Так, при обточке детали на токарном станке машинное время определя­ется по формуле:

_ L l + l_l+l₂

'м ¹

^nSo

где L — длина пути инструмента в направлении подачи, мм; / — длина обрабатываемой поверхности, мм; 1_{ — длина вре­зания инструмента, мм; /₂ — длина перебега инструмента, мм; п — число оборотов в минуту; s_Q — подача в мм на оборот; s_M — подача в мм/мин; /— число рабочих ходов (проходов), определяется соотношением припуска на обработку h и глубины резания t при каждом рабочем ходе, т. е. t_{ + t₂ + ... + t_i = = А.

5.4. Проектирование трудовых приемов

Необходимость выбора оптимальных приемов труда объек­тивно обусловлена тем, что одни и те же элементы операций могут выполняться различными способами, каждому из кото­рых соответствуют различные значения времени выполнения приема и степени нагрузки на организм работника.

Сущность оптимизации трудовых приемов рассмотрим исхо­дя из типовой структуры задач оптимизации норм труда, уста- новленной в разд. 2.8.

В общем случае проектирование трудового приема заключа­ется в установлении состава трудовых действий и движений, их последовательности, сочетаний, темпа труда, траекторий пере­мещения рук, ног, корпуса. Наряду с этим в некоторых задачах требуется выбрать оснащение рабочего места и другие характе­ристики организации труда. Все эти элементы определяют в дан­ных задачах множество неизвестных X.

При оптимизации трудовых приемов необходимо учитывать ограничения по допустимым формам сочетания движений, их траекториям, темпу труда.

Прежде всего необходимо, чтобы темп работы при всех ва­риантах организации труда w(x) не превышал предельно допу­стимого для данных условий т. е.

w(X) < w_m. (5.4.1)

Величина w_m определяет такое наибольшее значение темпа выполнения данного приема труда, при котором с учетом необ­ходимого времени на отдых обеспечивается сохранение здоро­вья и нормальной работоспособности исполнителей операции. Таким образом, величина w^ определяет не просто допустимый темп, а верхнюю границу его возможных значений. Ограниче­ние (5.4.1) является следствием более общего ограничения:

У{Х) < Г_пд, (5.4.2)

где у(Х) — величина утомления при выполнении различных ва­риантов приема труда; Y — предельно допустимая для данных условий величина утомления.

Как правило, трудовые приемы должны выполняться в физи­ологически оптимальном темпе, которому соответствует минимум затрат рабочей силы на единицу результата работы. И. М. Сеченов отмечал, что «для каждой группы мышц существует известный оптимум быстроты и величины действия, дающий наибольший эффект; пока оба фактора держатся ниже этого уровня, уста­лость нарастает с увеличением работы медленнее, чем величина последней; за пределом же оптимума, наоборот, — быстрее» [Сеченов. С. 134]. Установлен ряд величин, характеризующих фи­зиологически оптимальный темп. В частности, оптимальная ско­рость ходьбы в нормальных условиях составляет примерно 4 км/ч. Этой величине соответствует минимальный расход энер­гии на каждый метр пути.

При отклонениях от физиологически оптимального темпа, которые могут быть объективно необходимы, требуется допол­нительное время на отдых для восстановления нормальной ра­ботоспособности. Поэтому критерием оптимальности приема труда при заданной оснащенности рабочего места является ми­нимум суммарного времени, включающего время выполнения приема /_р(А) и время отдыха, соответствующее принятому тем­пу труда, /_ОТД(Л), т. е.

КХ) = [/ (А) + t_ma(X)] -> min. (5.4.3)

В расчетах норм времени скорость выполнения трудовых дви­жений, как правило, задана нормативами времени, т. е. ограни­чение по темпу труда обычно имеет следующий вид:

н<Л) = w_H> (5.4.4)

где w_H — нормальный темп выполнения трудовых движений при данных условиях труда.

При ограничении (5.4.4) критерием оптимальности трудо­вого приема будет длительность его выполнения:

t{X) = t_p(X) min. (5.4.5)

Если при проектировании трудового приема определяется не только состав трудовых действий и движений, их последователь­ность, темп, сочетания, но и наиболее эффективное оснаще­ние рабочего места, то варианты X должны сравниваться по критерию приведенных затрат.

При заданной скорости трудовых движений оптимизация приемов труда осуществляется по трем основным направлени­ям: минимизации числа элементов, необходимых для осуществ­ления цели данного приема (т. е. для получения заданного ре­зультата), минимизации траекторий трудовых движений и мак­симизации их совмещений во времени.

Основным методом выбора оптимальных приемов труда в настоящее время становится микроэлементное нормирование.

Наряду с системами микроэлементных нормативов для вы­бора оптимальных приемов труда используется хронометраж. В процессе хронометража целесообразно оценивать темп выпол­нения трудовых приемов.

В условиях массового производства проектирование опти­мальных приемов труда, как правило, должно осуществляться на основе сочетания аналитически-расчетного метода (приме­нение микроэлементных нормативов) и аналитически-исследо­вательского метода (хронометраж). С помощью аналитически- расчетного метода сравниваются варианты выполнения работы и находится длительность выполнения оптимального приема труда. Затем этот вариант экспериментально проверяется на ра­бочем месте с помощью хронометража.

По данным эксперимента уточняется проектный вариант и окончательно устанавливается нормированное время на выпол­нение данного приема.

5.5. Определение слагаемых нормы времени

Как было показано в разд. 2.6, нормы времени (длительности и трудоемкости операций) в общем случае включают следую­щие виды затрат времени: оперативного, обслуживания рабоче­го места, подготовительно-заключительного, на отдых и лич­ные надобности, объективно неизбежных перерывов по органи­зационно-техническим причинам.

Оперативное время, как правило, должно устанавливаться аналитически-расчетным методом на основе оптимизации ре­жимов работы оборудования и приемов труда. В зависимости от типа производства, особенностей технологии и возможностей механизации расчетов используются нормативы различной сте­пени укрупнения. При массовом выпуске продукции, особенно в условиях поточных линий сборки, применяют микроэлемент­ные нормативы на трудовые движения. В крупносерийном про­изводстве используются нормативы на трудовые действия и приемы, в серийном — нормативы на приемы и комплексы приемов, в мелкосерийном и единичном производствах — наи­более укрупненные нормативы основного, вспомогательного и оперативного времени, а также типовые нормы.

Учитывая, что оперативное время включает основное время и неперекрываемую часть вспомогательного времени, необхо­димо стремиться к выявлению элементов производственного процесса, которые могут выполняться одновременно (парал­лельно). В частности, вспомогательное время на измерение раз­меров деталей при обработке на станках должно в максимально возможной степени перекрываться машинным временем. Неко­торые элементы вспомогательного времени на установку дета­лей в приспособлении также могут перекрываться машинным временем.

При механической обработке возможна оптимизация струк­туры оперативного времени в результате сокращения измене­ний режимов обработки при выполнении различных технологи­ческих переходов. После выбора режима для каждого перехода необходимо найти такую последовательность обработки поверх­ностей детали, при которой затраты времени на управление станком минимальны. Кроме этого необходимо проанализиро­вать, что выгоднее: сокращение затрат машинного времени за счет оптимизации режимов резания для каждого отдельного перехода или сокращение затрат вспомогательного времени за счет уменьшения различий в режимах выполнения технологи­ческих переходов.

Время на обслуживание рабочего места должно устанавливать­ся на основе проектирования оптимального разделения и коо­перации труда между основными и вспомогательными рабочи­ми по обеспечению рабочих мест заготовками, инструментом, вспомогательными материалами, уходу за оборудованием, убор­ке стружки и т. д. Такой подход в наибольшей мере реализован на Волжском автозаводе и других предприятиях, работающих по его системе. В объединении «АвтоВАЗ» разработаны нормати­вы времени на большую часть операций по обслуживанию рабо­чих мест, на так называемые периодические элементы обслужи­вания при подналадке станков, замене инструментов, подго­товке рабочего места в начале смены и уборке в конце смены. Спроектированы оптимальные регламенты обслуживания, гра­фики принудительной замены инструмента, подачи материалов и т. п., что обеспечивает минимум простоев оборудования и возможность наиболее обоснованного аналитического норми­рования времени на обслуживание рабочих мест.

На большинстве предприятий t_o6 обычно устанавливается по нормативам в процентах от основного и оперативного времени. При нормировании операций механической обработки в усло­виях массового и серийного производства обычно выделяется время технического обслуживания /_тех и время организационно­го обслуживания / .

Эти величины рассчитываются по формулам:

'тех <оп_Ш0> t =t

'орг 'on _шо>

где д_тех — норматив времени на техническое обслуживание в процентах от основного (машинного) времени; я_орг — норматив времени на организационное обслуживание в процентах от опе­ративного времени.

В условиях мелкосерийного и индивидуального производ­ства, а также при нормировании ручных работ (слесарных, сбо­рочных, монтажных и т. п.) время на обслуживание рабочих мест устанавливается, по нормативам в процентах от оператив­ного времени:

где t_o6 — норматив времени на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени.

Существующие нормативы времени на обслуживание рабо­чих мест установлены, как правило, на основе данных фотогра­фий рабочего времени по группе однородных цехов (участков) и не могут учесть особенности каждого из них, определяющие наиболее эффективное обслуживание оборудования в конкрет­ных производственных условиях. Поэтому для многих производ­ственных условий время обслуживания рабочих мест целесооб­разно устанавливать не в процентах к основному или оператив­ному времени, а в минутах за смену с учетом оптимального регламента обслуживания и возможностей перекрытия времени обслуживания другими составляющими времени выполнения операций. Порядок отнесения времени обслуживания на едини­цу продукции при нормировании затрат этого времени в мину­тах за смену изложен в разд. 5.1.

Подготовительно-заключительное время устанавливается для изучения технической и планово-учетной документации (черте­жей, технологических и маршрутных карт, нарядов и т. п.), на­ладки оборудования, получения материалов, заготовок, инст­румента на каждую партию деталей, сдачи изготовленной про­дукции.

В условиях массового производства, где каждое рабочее мес­то специализировано на выполнении одной операции, подгото­вительно-заключительное время не устанавливается. При выпол­нении слесарно-сборочных и некоторых других работ, где доля этого времени невелика, его нормируют в процентах от опера­тивного времени и включают в норму длительности операции исходя из общего норматива времени на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительную работу.

На участках механической обработки деталей при серийном, мелкосерийном и индивидуальном выпуске продукции на каж­дую работу устанавливается норма подготовительно-заключи­тельного времени. Как правило, она определяется на основе общемашиностроительных или отраслевых нормативов в зави­симости от типа оборудования, оснастки, способа крепления заготовок, количества применяемых инструментов, сложности наладки.

Время на отдых и личные надобности устанавливается по меж­отраслевым методическим рекомендациям и нормативам, раз­работанным НИИ труда. Как показали физиологические иссле­дования, время, необходимое на отдых в течение рабочей сме- ны, Г_отд линейно зависит от величины утомления:

Г_етд = -0,58У, (5.5.1)

где У — показатель утомления в относительных единицах.

По данным НИИ труда, величина У в реальных производ­ственных условиях находится в пределах от 10 до 77 единиц. В диапазоне 25—40 единиц утомление считается умеренным.

Для расчетов по формуле (5.5.1) требуется проведение тру­доемких физиологических исследований с привлечением спе­циалистов-физиологов и соответствующей аппаратуры. Поэто­му исходя из формулы (5.5.1) разработан более простой метод определения времени на отдых по значениям элементов усло­вий труда. При разработке этого метода проводились физиоло­гические эксперименты по изучению влияния различных эле­ментов условий труда на показатель утомления работников. Чтобы выделить влияние конкретного элемента условий труда на показатель утомления, сравнивалось утомление, развиваю­щееся при нормальном значении элемента, например при /= 22 °С, с утомлением, вызванным работой в неблагоприят­ных условиях, например при температуре воздуха t = 34 °С. Все остальные элементы условий труда были одинаковы, поэтому разница между показателями утомления, полученными в обо­их экспериментах, относилась за счет влияния температуры воздуха. В данном примере при нормальной температуре возду­ха показатель утомления равнялся 15, а при /= 34 °С величина показателя утомления составила 31. Время на отдых рассчиты­валось по формуле (5.5.1) исходя из разницы показателей утомления:

Т = -0,58 У = —0,58[—31 - (-15)] = -0,58 (-16) = 10 (мин).

Аналогично определялось время на отдых и для других эле­ментов условий труда. Общее время на отдых для данного вида работы рассчитывается как сумма времени отдыха, соответству­ющего различным элементам условий труда. При этом учитыва­ется, что ряд элементов условий труда, действуя в комплексе, усиливает влияние друг друга. Например, время на отдых, обус­ловленное высокой температурой воздуха, увеличивается при тяжелой физической работе. При одновременном действии вред­ных веществ и повышенной температуры или физической на­грузки и т. д. вводятся коэффициенты, увеличивающие время отдыха.

В целом время на отдых не должно быть менее 10 мин в смену (время на производственную гимнастику). Кроме того, всем ра­ботающим независимо от вида труда выделяется не менее 10 мин на личные надобности. Таким образом, общее время на отдых и личные надобности должно быть не менее 20 мин в смену.

В тех случаях, когда имеются перерывы в занятости работни­ков, обусловленные технологией или организацией производ­ства и равномерно распределяющиеся в течение смены, они могут рассматриваться как отдых при нормальных санитарно- гигиенических условиях в цехе. Для того чтобы определить, нуж­но ли в этом случае дополнительно предоставлять время на от­дых, требуется отдельно подсчитать суммарное время этих пере­рывов и необходимое время на отдых. Если суммарное время перерывов полностью не перекрывает время на отдых, то при разработке норм времени учитывается только разность указан­ных величин.

Нормативы времени на отдых разработаны в минутах на 8-часовую смену и в процентах от оперативного времени. Как правило, следует использовать нормативы, выраженные в ми­нутах. Если в конкретных производственных условиях рабочая смена больше или меньше 8 часов, то время отдыха изменяется пропорционально длительности смены.

При нормировании времени отдыха по методике НИИ труда учитываются следующие элементы условий труда: физическая нагрузка, нервное напряжение, рабочая поза и перемещения в пространстве, монотонность работы, ее темп, метеорологичес­кие условия (температура, влажность, подвижность воздуха, тепловое излучение), вредные вещества, производственный шум, ультразвук, вибрация, освещение, электромагнитные поля.

В качестве примера в табл. 5.5.1 приведено время на отдых в зависимости от нервного напряжения, а в табл. 5.5.2 — в зависи­мости от темпа работы.

Аналогичные по структуре таблицы разработаны по осталь­ным элементам условий труда.

Таблица 5.5.7

Время на отдых для компенсации нервного напряжения

Характеристика работы	Время на отдых за смену
	мин	% от оперативного времени
Работы средней точности. Размер объекта различения 1,1-0,51 мм Работы на подмостках с ограждением	3	0,75
Работы высокой точности. Размер объекта различения 0,5-0,31 мм Работы по вождению средств транспорта (ло­комотивы, автотранспорт, электрокары) Работа на небольшой высоте без ограждения или с ограждением над расплавленным ме­таллом, раскаленным полом металлургичес­ких агрегатов	6	1,5
Работы особой точности. Размер объекта различения 0,3—0,15 мм Работы, выполняемые на высоте или на под­мостках без ограждения, когда применение индивидуальных средств безопасности не учитывается нормами труда Работа с ответственностью за безопасность окружающих, с риском травматизма	14	3,5
Работы наивысшей точности. Размер объекта различения менее 0,15 мм Работы, связанные с высоким личным риском	16	4

Таблица 5.5.2 Время на отдых в зависимости от темпа работы

Темп работы		Время на отдых за смену
число трудовых движений в минуту	число трудовых действий в час	мин	% от оперативно­го времени
26-60 61-100 Более 100	601-1440 1441-2400 Более 2400	3 12 17	0,75 3 4,5

Источник: [Определение нормативов... С. 15].

Д^ля таких элементов условий труда, как вибрация и волны СВЧ, предусматривается ограничение времени их воздей­ствия на работающих. Так, суммарная длительность воздей­ствия вибрации при использовании ручных машин составляет в зависимости от уровней виброскорости от 20 до 320 мин за смену.

Существенные особенности имеет нормирование времени отдыха на Волжском автозаводе (ВАЗ). Здесь нормативы време­ни отдыха устанавливаются в процентах не от оперативного времени, а от времени активной занятости работников, кото­рое в общем случае учитывает все виды непосредственной заня­тости работников.

Следует отметить, что оценка влияния структуры занятости работников на их утомление, а следовательно, на величину вре­мени отдыха требует дальнейших исследований.

Время перерывов в работе оборудования и занятости рабочих включается в состав норм времени, если устранение этих пере­рывов практически невозможно или экономически нецелесооб­разно. Величина нормируемых перерывов по организационно- техническим причинам существенно зависит от норм обслужи­вания и численности, в частности от соотношений между количеством единиц технологического и транспортного обору­дования (например, между количеством станков и мостовых кранов), соотношений между численностью основных и вспо­могательных рабочих и т. п.

5.6. Принципиальные схемы определения численности персонала

Можно выделить три основных подхода к определению численности персонала:

1. Маржиналистский.

2. Экспертно-статистический.

3. Аналитически-нормативный.

Маржиналистский подход основан на анализе предельной продуктивности факторов производства. Одним из первых этот принцип изложил А. Маршалл. Он использовал понятие «пре­дельный работник», для которого чистый продукт от его дея­тельности равняется заработной плате. А. Маршалл подробно анализировал ход рассуждений предпринимателя, который стремится нанять такое количество работников, которое обес­печит ему максимум чистого дохода [Маршалл. Т. 2. С. 216—217].

Планирование численности персонала на основе маржина- листского анализа может осуществляться как при фиксирован­ных затратах на оборудование и материалы, так и в рамках об­щей задачи оптимизации затрат на все виды производственных ресурсов.

В настоящее время методы маржиналистского анализа эф­фективности производственных ресурсов детально излагаются во всех учебниках по экономической теории. Поэтому в данной работе эти методы не рассматриваются.

Экспертно-статистический подход основан на установлении статистических зависимостей между численностью персонала и влияющими на нее факторами. В качестве исходной информа­ции используется отчетная информация по видам деятельнос­ти, отраслям, предприятиям и их подразделениям. Статистичес­кие зависимости обычно устанавливаются методами регрессив­ного анализа. Полученная зависимость иногда корректируется на основе экспертных оценок специалистов.

При использовании экспертно-статистических методов прежде всего необходимо учитывать, что статистические зави­симости справедливы лишь в среднем для совокупности анали­зируемых объектов. Но что справедливо в среднем для группы, далеко не всегда верно для отдельного объекта. Исходя из этого экспертно-статистические методы могут применяться для ори­ентировочных расчетов численности в рамках однородной групг пы предприятий (данной фирмы, концерна и т. д.) и их подраз­делений. При этом результаты расчетов целесообразно исполь­зовать с учетом эффекта статистического ансамбля, т. е. компен­сировать объективно неизбежные погрешности расчета для от­дельного предприятия (подразделения).

Это означает, в частности, что если расчет выполняется по группам персонала (профессиям, уровням квалификации), то полученные данные надо использовать преимущественно для планирования суммарной численности работающих. Дальней­шую дифференциацию расчета по отдельным категориям пер­сонала целесообразно выполнять на основе рассмотренных ниже аналитически-нормативных методов. Практически результаты расчетов на основе экспертно-статистических методов лучше использовать не столько для определения численности персона­ла, сколько для планирования средств на оплату труда. Распре­деление этих средств по группам персонала и сотрудникам осу­ществляется с учетом особенностей конкретных трудовых про­цессов.

Аналитически-нормативный подход к определению численно­сти персонала предполагает анализ конкретного трудового про­цесса, проектирование рациональной организации труда, нор­мирование трудоемкости работ по каждой группе персонала и на этой основе установление норм численности. Такой подход возможен как в условиях действующего предприятия, так и при проектировании предприятий и их подразделений. Расчет норм численности может осуществляться при заданном варианте раз­деления труда и в процессе решения общей задачи оптимиза­ции взаимодействия и численности работающих.

Следует отметить, что без аналитически-нормативных рас­четов практически невозможно определить величину чистого дохода, соответствующего каждому варианту численности пер­сонала. Поэтому аналитически-нормативный подход к установ­лению численности персонала является основным. При его применении должны учитываться как производственные ситу­ации, так и особенности организации труда различных групп персонала.

Принципиальный подход к расчету норм обслуживания и чис­ленности прежде всего определяется характером взаимодействия рабочих и оборудования. Возможны две схемы такого взаимодей­ствия: «без ожидания» и «с ожиданием». В первом случае в нор­мальных производственных условиях не должны возникать орга­низационные перерывы в работе оборудования и занятости работ­ников, во втором такие перерывы объективно возможны. По схеме «без ожидания» обычно осуществляется взаимодействие рабоче­го-станочника с контролерами, транспортными рабочими (кро­ме крановщиков), слесарями по ремонту оснастки. Взаимодей­ствие по схеме «с возможным ожиданием» характерно для налад­чиков, многостаночников, слесарей по ремонту оборудования.

При первой из указанных схем взаимодействия расчетная численность рабочих однозначно определяется трудоемкостью соответствующих работ.

Численность рабочих, при которой обеспечивается выпол­нение планируемого объема работ, должна удовлетворять соот­ношению:

Xw.

= Ч Л (5.6.1)

^Лв

Отсюда:

Е'А.

где Р_к — количество единиц работы Л-го вида за плановый пери­од; Н — норма трудоемкости единицы работы Л-го вида для ра-

^Т ki

ботников /-Й группы; F_j — фонд времени одного рабочего /-й груп­пы в плановом периоде, К_ъ — коэффициент выполнения норм.

Следует отметить, что величины Н_т должны соответствовать реально необходимым затратам времени, т. е. эти величины дол­жны устанавливаться с учетом коэффициента выполнения норм (см. разд. 2.8).

Возможны различные модификации зависимости (5.6.2). Так, численность рабочих может быть установлена на основе норм обслуживания, определяемых по формуле:

(5.6.3)

где Н_во — норма времени обслуживания, характеризующая за­траты времени за смену, необходимые для обслуживания одного

объекта (станка, м² площади и т. п.) одним или группой рабо­чих данной группы в конкретных производственных условиях.

При использовании норм обслуживания расчетная числен­ность работников определяется по формуле:

u

^Ч/⁼7Г' (5.6.4)

где N_t-r количество объектов обслуживания для рабочих /-й группы.

В тех случаях, когда взаимодействие рабочих между собой и с оборудованием осуществляется по схеме «с возможным ожида­нием», т. е. когда объективно возможны организационные пере­рывы в занятости рабочих и простои технологического оборудо­вания в ожидании обслуживания, могут быть различные соот­ношения между количеством единиц оборудования и численностью рабочих. Пусть, например, группа рабочих мест обслуживается бригадой наладчиков. С увеличением их числен­ности простои оборудования основных рабочих (операторов) в ожидании обслуживания будут уменьшаться. Но вместе с тем будут расти затраты на содержание наладчиков. Следовательно, здесь необходим выбор наиболее эффективной численности на­ладчиков, при которой заданный производственный результат достигается с минимальными суммарными затратами производ­ственных ресурсов. Аналогичные задачи возникают при расчете норм обслуживания и численности для дежурных слесарей, электриков и других групп рабочих, взаимодействующих с обо­рудованием по схеме «с возможным ожиданием».

Рассмотрим принципиальную схему оптимизации структуры ресурсов на примере производственного участка.

5.7. Структура задач оптимизации норм обслуживания и численности

В соответствии с типовой структурой задач оптимизации прежде всего необходимо определить:

множество оптимизируемых параметров; систему ограничений по необходимому производственному результату, условиям труда и возможным объемам ресурсов;

целевую функцию, соответствующую критерию минимума суммарных затрат на заданный объем выпуска продукции.

ЕсЛи устанавливается оптимальная структура ресурсов про­изводственного подразделения, множеством параметров, зна­чение которых требуется определить, будут нормы численности для сотрудников различных профессионально-квалификацион­ных групп, количество единиц оборудования по технологичес­ким группам и объем запасов предметов труда:

X={M,N,Q}, (5.7.1)

где М, N, Q— множества, характеризующие соответственно структуры персонала, оборудования и запасов.

Целевые функции, соответствующие критерию минимума суммарных затрат на заданную программу выпуска продукции, можно представить следующим образом.

Если определяется структура всех производственных ресур­сов, то

S(X) = [S_m(X) + S_n(X) + S_q(X)] -> min, (5.7.2)

где S_m(X), S_n(X), S_g(X) — затраты соответственно на персонал, оборудование и запасы предметов труда, рассчитанные на необ­ходимый объем выпуска продукции.

Если количество единиц оборудования и объем запасов пред­метов труда фиксированы, то

S(X) =S_m(X) = £^НчЛ min, (5.7.3)

I

где Н_ч — норма численности персонала /-й группы; затра­ты в единицу времени на одного рабочего /-й группы.

Рассмотрим теперь зависимости, соответствующие системе плановых, организационных, технических и других ограничений. Поскольку оптимизируется структура затрат, прежде всего долж­но быть задано ограничение по необходимому производственно­му результату — объему выпуска продукции (или планируемому уровню использования производственной мощности). Кроме того, должны учитываться ограничения по допустимой занятос­ти рабочих в течение смены, определяющей, при прочих равных условиях, тяжесть труда, а также ограничения по условиям хра­нения запасов^ возможностей привлечения инвестиций и др.

Для формализации ограничений по заданной программе выпуска продукции основным является тот факт, что каждая единица технологического оборудования в общем случае может находиться в следующих состояниях: действовать (работать) и простаивать во время обслуживания рабочими, в ожидании об­служивания и в ожидании работы (заготовок, сырья). При этом объем продукции пропорционален среднему числу действующих единиц оборудования. Поэтому ограничение по необходимому объему продукции можно выразить в таком виде:

(5.7.4)

^Fo

где А(Х) — среднее количество действующих единиц оборудова­ния в зависимости от структуры ресурсов; А_н — среднее количе­ство действующих станков, необходимых для выполнения про­изводственной программы^I; Р_к — программа выпуска деталей &-го вида; — время действия оборудования при изготовлении единицы продукции А;-го вида (соответствует свободному ма­шинному времени при многостаночной работе и оперативному времени при обслуживании одним рабочим одного станка); F_Q — фонд времени использования единицы оборудования в плано­вом периоде.

Ограничению (5.7.4) эквивалентно следующее соотношение:

_{(5 7 5)}

где К_а(Х) — коэффициент времени действия оборудования в за­висимости от Х\ К_ан — коэффициент времени действия оборудо­вания, необходимый для выполнения программы.

Помимо объема выпуска продукции в непосредственной за­висимости от численности рабочих находится степень их заня­тости в течение смены, которая в значительной мере определя­ет тяжесть труда. При прочих равных условиях с уменьшением численности рабочих растет время, которое каждый из них не­посредственно занят трудовой деятельностью. Для обеспечения нормальных условий труда это время во всех случаях не должно превышать периода, равного разности между продолжительно­стью смены и нормативным временем на отдых и личные на­добности работающих за смену.

Ограничения по допустимой суммарной занятости рабочих каждой группы в течение смены целесообразно выражать в сле­дующей форме:

K₃XX) = K_3lli, (/ = 1 ... л) (5.7.6)

где К_з — коэффициент суммарной занятости одного сотрудни­ка 1-й группы в течение смены, соответствующий Х\ К — нор­мативный коэффициент суммарной занятости сотрудника /-й группы в течение смены.

Одним из основных аспектов психофизиологического обо­снования норм труда должно быть установление нормативных коэффициентов занятости рабочих. Эти коэффициенты должны быть заданы для типовых условий выполнения трудовых про­цессов с учетом всех факторов, определяющих тяжесть труда. В практических расчетах эти коэффициенты могут быть уста­новлены на основе нормативов времени на отдых и личные на­добности:

К =1 -Zk (5.7.7)

зн, Т

¹ см

где Т_отл — нормативное время на отдых и личные надобности в минутах за смену, Т_см — время смены.

Остальные ограничения определяются особенностями конк­ретной производственной системы.

Кроме ограничений (5.7.6) по допустимой суммарной заня­тости рабочих при оптимизации норм обслуживания и числен­ности должны учитываться также ограничения по допустимой занятости рабочих выполнением основных функций:

(5.7.8)

где К₀(Х) — коэффициент занятости рабочих данной группы основными функциями, соответствующий определенной чис­ленности рабочих; К_он — нормативный коэффициент занятости рабочих данной группы основными функциями.

Величина К определяется по формуле, аналогичной (5.7.7):

Т +Т

K_w= 1 - -22 S2L, (5.7.9)

_ _ т_см

где Г_доп — время, необходимое для выполнения дополнитель­ных функций рабочими данной группы за смену.

Таким образом, оптимальной является такая численность пер­сонала производственной системы, при которой достигается минимум затрат на заданный объем выпуска продукции (целевые функции (5.7.2) или (5.7.3)) и соблюдаются ограничения по:

необходимому производственному результату (соотношения (5.7.4) или (5.7.5));

суммарной занятости персонала в течение смены (ограниче­ние (5.7.6));

занятости персонала основными функциями (ограничение (5.7.8)).

Методика расчетов по данной модели рассмотрена в раз­деле 5.9.

5.8. Общая задача оптимизации разделения труда, норм обслуживания и численности

Для постановки задач оптимизации разделения труда необ­ходимо учитывать характер взаимодействия различных групп рабочих. С этих позиций все виды работ, выполняемых на участ­ке (в цехе), можно разделить на две группы: продукционные и обеспечивающие.

Продукционные работы характеризуются тем, что время их выполнения объективно входит в длительность производствен­ного цикла изготовления продукции. К продукционным рабо­там относятся, в частности, управление технологическим обо­рудованием, его наладка, ремонт при отказах, сборка изделий и т. д. Любая задержка в выполнении этих работ может привести к уменьшению выпуска продукции, ухудшению ее качества и увеличению длительности производственного цикла. При вы­полнении продукционных работ в нормальных производствен­ных условиях объективно могут возникать перерывы в работе оборудования и занятости рабочих (помимо перерывов на отдых и личные надобности).

Обеспечивающие работы могут выполняться параллельно (одновременно) с основным технологическим процессом.

К ним относятся, в частности, работы по комплектованию за­готовок и инструмента, уборке помещений, большинство кон­трольных и транспортных работ. Время выполнения этих работ в нормальных условиях не увеличивает цикла изготовления про­дукций участка (цеха). Сроки их начала и окончания могут изме­няться в достаточно широких пределах без ущерба для каче­ственных и количественных показателей производства.

Деление работ на продукционные и обеспечивающие не соот­ветствует их делению на основные и вспомогательные. Предлага­емая классификация работ обусловлена особенностями взаимо­действия работников с оборудованием, а не названиями про­фессий или видов работ. Примером этого является работа контролеров. При контроле деталей непосредственно на станке, который во время контроля простаивает, работа контролеров будет продукционной. Контроль деталей, не вызывающий про­стоев оборудования и основных рабочих (выполняемый парал­лельно с изготовлением продукции), будет относиться к обес­печивающим работам.

В современном производстве сколько-нибудь значительное совмещение функций рабочих эффективно, как правило, лишь в пределах каждой из двух указанных групп работ. Закрепление за одним рабочим тех и других работ целесообразно при усло­вии, что рабочий будет выполнять обеспечивающие работы только тогда, когда он свободен от выполнения продукцион­ных.

Исходя из предложенной классификации работ, рассмотрим структуру задач оптимизации функционального разделения тру­да по обслуживанию технологического оборудования.

Первым этапом постановки этих задач является количествен­ная характеристика вариантов взаимодействия исполнителей.

Как видно из признаков, характеризующих обеспечивающие работы, при их выполнении в нормальных производственных условиях не должны возникать перерывы в работе оборудования и занятости рабочих. Взаимодействие исполнителей обеспечива­ющих работ всегда можно организовать таким образом, что ни одна из групп рабочих не будет ожидать окончания операций, выполняемых другими рабочими. Оборудование также не долж­но простаивать во время и в ожидании обеспечивающих работ, так как в рационально организованном производстве эти рабо­ты выполняются параллельно основному производственному процессу.

Вследствие этого для количественной характеристики вари­антов разделения и кооперации труда при выполнении рассмат­риваемых работ необходимо и достаточно указать трудоемкость операций, закрепленных за каждой группой исполнителей. Ина­че говоря, каждый вариант выполнения обеспечивающих работ полностью определяется набором величин T_jk, характеризую­щих трудоемкость работ &-го вида, закрепленных за исполните­лями /-й группы, т. е.

X={T_ik). (5.8.1)

Значительно сложнее анализ вариантов разделения труда при выполнении продукционных работ по обслуживанию техноло­гического оборудования. Как было показано, при выполнении этих работ объективно возможны организационные перерывы в работе оборудования и занятости рабочих. Поэтому для количе­ственной характеристики вариантов разделения труда и выбора оптимального из них необходимо использование некоторых понятий теории массового обслуживания.

Математической моделью, производственного подразделе­ния, оборудование которого обслуживается рабочими различ­ных групп, является многофазная система массового обслужи­вания. Источниками требований в такой системе являются станки (аппараты), а каналами обслуживания — рабочие. Ос­новными параметрами, которые определяют каждый вариант разделения и кооперации труда по обслуживанию технологи­ческого оборудования, являются: среднее время работы станка без участия рабочих U, средняя продолжительность однократ­ного обслуживания одного станка рабочими каждой группы Т= {T_v T_v ... , Т_п} и матрица Ц/^Ц, элементы которой показы­вают вероятности обслуживания станка рабочими А-й группы после рабочих /-й группы.

Изменение в формах разделения и кооперации труда приво­дят к изменению структуры трудоемкости работ, что в свою очередь находит отражение в экономических показателях через изменение затрат на оплату труда и на содержание оборудова­ния. Поэтому выбор оптимального варианта разделения и ко­операции труда не может быть осуществлен без оптимизации норм численности рабочих различных групп М= {т_{, т₂, ... ..., т_п}, а иногда и количества единиц оборудования N = {N_v

, "J-

Таким образом, каждый вариант разделения и кооперации труда при выполнении продукционных работ по обслуживанию оборудования характеризуется множеством:

X={U, Г, M/N}. (5.8.2)

Система ограничений в задачах оптимизации разделения тру­да в общем случае включает соотношения, характеризующие необходимый производственный результат, условия труда и объемы используемых производственных ресурсов.

Форма зависимостей, выражающих необходимый производ­ственный результат, определяется особенностями анализируе­мых работ. В связи с тем, что при выполнении обеспечивающих работ в нормальных условиях не должны возникать перерывы в работе оборудования и занятости рабочих, необходимый ре­зультат производства будет достигнут, если суммарная загрузка рабочих за смену не превысит их сменного фонда времени за вычетом нормативного времени на отдых и личные надобности. Практически это означает, что для каждого рабочего допусти­мые варианты разделения труда при выполнении обеспечиваю­щих работ должны удовлетворять условию:

К₃₁(Х) К_ън= (5.8.3)

СМ

Как видно из этого соотношения, в задачах оптимизации разделения труда при выполнении обеспечивающих работ рграни- чения по необходимому производственному результату совпа­дают с ограничениями по допустимой суммарной загрузке ра­бочих. В отличие от этого, при выполнении продукционных работ ограничения по необходимому производственному результату должны устанавливаться отдельно. Это обусловлено тем, что вследствие объективно возможных организационных перерывов в работе оборудования и занятости рабочих соблюдение ограни­чений (5.8.3) по загрузке рабочих не гарантирует выполнения программы выпуска продукции.

В задачах оптимизации разделения труда по обслуживанию технологического оборудования ограничения по необходимому производственному результату формулируются так же, как и в рассмотренных выше задачах оптимизации норм обслуживания и численности.

Ограничения по условиям труда в рассматриваемых задачах характеризуются прежде всего установленными ранее соотно­шениями по допустимой загрузке рабочих основными и допол­нительными функциями. Наряду с этим при выборе вариантов разделения труда необходимо учитывать психофизиологические и социальные требования по допустимой монотонности труда, его содержательности, соотношению элементов физического и интеллектуального труда и т. п. Эти требования в настоящее вре­мя еще не получили достаточно строгого количественного вы­ражения.

При характеристике содержательности труда необходимо оценивать степень различия (разнообразия) состояний трудово­го процесса. Чем существеннее и чаще меняются эти состояния в связи с изменением предметов и средств труда, трудовых при­емов и т. д., тем меньше монотонность труда и при прочих рав­ных условиях выше его содержательность. Степень различия со­стояний трудового процесса можно определить количеством информации 1(Х), воспринимаемой рабочим. Величина 1(Х) должна быть больше нижнего уровня, соответствующего допус­тимой монотонности труда, и меньше верхнего уровня, опреде­ляемого максимальным количеством информации, которую может воспринимать человек в тех или иных условиях. Таким образом, при разделении труда должны соблюдаться ограниче­ния:

/_т^/(ХК/_тах, (5-8.4)

^где Anin» Апах соответственно верхняя и нижняя границы коли­чества информации, воспринимаемой рабочим.

Величину /(Л) можно определить в виде:

/(*>£/„ (5.8.5)

где 1₅ —■ количество информации о 5-м параметре процесса.

Для оценки I_s может быть использована мера К. Шеннона и другие методы измерения количества информации. В числе огра­ничений по условиям труда в рассматриваемых задачах должны учитываться соотношения по допустимой длительности элемен­тов операций, их частоте и последовательности. Подобные огра­ничения обычно связываются с так называемыми границами разделения труда, в числе которых выделяются технические, пси­хофизиологические, социальные и экономические (разд. 2.2).

Технологические, психофизиологические и социальные границы характеризуют допустимые по соответствующим нор­мам, условиям, требованиям и т. п. варианты разделения и ко­операции труда. В частности, технология производства опреде­ляет элементы процесса, которые невозможно или нерацио­нально по техническим условиям делить на более мелкие части; психофизиологические нормы устанавливают мини­мально допустимую длительность трудовых приемов; соци­альные требования регламентируют содержательность труда и т. д. Эти нормы, условия, требования известны до решения за­дачи, т. е. до выбора наилучшего варианта взаимодействия ис­полнителей работы.

То, что понимается под экономической границей, характе­ризует в общем случае затраты на продукцию, соответствующие лучшему варианту разделения и кооперации труда. Следователь­но, в отличие от всех других границ «экономическая граница» относится не к системе ограничений, а к критерию оптималь­ности (целевой функции) задачи разделения и кооперации тру­да. Экономическая граница является тем значением целевой функции, которое соответствует оптимальному варианту взаи­модействия работников и может быть конкретно (количествен­но) определена лишь после выбора наиболее эффективного ва­рианта разделения труда.

Чтобы не смешивать факторы, характеризующие систему ограничений и целевую функцию задачи выбора оптимального варианта разделения и кооперации труда, а также чтобы разли­чать условия данной задачи и результат ее решения, необходи­мо подчеркивать принципиальное отличие экономической гра­ницы разделения труда от других (психофизиологических, тех­нических и др.).

Наиболее общим критерием оптимальности при обоснова­нии форм разделения и кооперации труда является минимум суммарных затрат, необходимых для достижения заданного про­изводственного результата. Соответствующие целевые функции были приведены в предыдущем параграфе.

5.9. Методы оптимизации разделения труда и численности персонала в производственных системах

Для расчетов на основе моделей, приведенных в разд. 5.7 и 5.8, необходимо определять характеристики использования обо­рудования — А(Х), К_а(Х) и занятости рабочих — К₃(Х)₉ K_Q(X) в зависимости от численности сотрудников и форм их взаимодей­ствия.

Эти характеристики могут быть установлены с помощью гра­фических, аналитических и имитационных методов.

Графические методы можно использовать в случаях, когда время работы оборудования без участия рабочих — t_c и время занятости рабочих — t₃ не имеют существенных колебаний, т. е. эти величины можно считать практически постоянными. При этом условии процесс обслуживания оборудования будет цик­лическим, т. е. состояния оборудования (работа, обслуживание, простой) и рабочих (занятость, простой) будут повторяться через определенный интервал времени — цикл многостаночно­го обслуживания —

Если величины t_c и t₃ имеют существенные колебания, то процесс обслуживания оборудования будет нециклическим. В этом случае для расчета характеристик использования обору­дования и занятости рабочих должны применяться методы тео­рии массового обслуживания или имитации на компьютере. Формулы теории массового обслуживания можно практически использовать для однофазовых систем, т. е. при обслуживании оборудования рабочими одной группы. Для анализа многофазо­вых систем, т. е. при обслуживании оборудования рабочими не­скольких групп (операторы, наладчики, ремонтники и т. д.) может потребоваться имитация процесса.