Вопрос № 6. Структура производственного цикла сложного процесса

Сложный производственный процесс отличается наличием сборочных операций. В структуру такого процесса входят частные процессы изготовления всех необходимых деталей, процессы сборки всех узлов и подузлов, генеральная сборка конечного изделия, его контрольное испытание и наладка, а также операции упаковки и подготовки к реализации. В единичном производстве в структуру производственного цикла сложного процесса принято также включать операции по проектированию и технической подготовке производства соответствующего изделия.

В общем случае производственный цикл сложного процесса включает в себя множество структурных элементов, распределенных между различными подразделениями предприятия (цехами) и выполняемых во времени как последовательно, так и параллельно. Выполнение отдельных элементов сложного процесса нуждается в определенной координации, целями которой являются:

1. минимизация общей длительности производственного цикла изготовления изделия;

2. обеспечение максимально полной загрузки всех подразделений и рабочих мест;

3. завершение всего производственного процесса к установленным срокам.

Непосредственному построению сложного производственного процесса во времени предшествует расчет основных календарно-плановых нормативов производства, к числу которых относятся:

1. размеры партий обрабатываемых предметов труда по каждому их наименованию и каждому производственному подразделению;

2. ритмы чередования партий предметов труда различного вида;

3. длительность цикла обработки партий каждого вида в каждом из подразделений;

4. нормативные величины межоперационных и межцеховых перерывов.

Построение сложного производственного процесса во времени предполагает отображение хода такого процесса в виде специального циклового графика. Алгоритм построения такого графика включает следующие основные этапы:

1. Осуществляется построение первичного циклового графика с учетом максимально возможного запараллеливания отдельных работ и частных процессов. Основой для построения такого графика являются: величина календарно-плановых нормативов; данные о режиме работы предприятия; веерная схема сборки изделия – т.е. логическая структура, которая показывает, из каких элементов и в какой последовательности должны изготавливаться отдельные узлы и изделия в целом (рис. 5.1). Построение циклового графика осуществляется в последовательности, обратной ходу производственного процесса (рис. 5.2).

2. Осуществляется закрепление операций по обработке каждой из деталей и сборке каждого из узлов за отдельными производственными подразделениями и отдельными рабочими местами, по результатам чего опеределяется ожидаемый уровень загрузки каждого из рабочих мест. Если такая загрузка оказывается избыточной, и отсутствует возможность расширения фронта работ, то изначально закрепленные за данным рабочим местом операции перепроектируются, и время их выполнения сдвигается на более ранние сроки.

3. С учетом запланированных изменений в ходе производственного процесса строится итоговый вариант циклового графика, на основе которого определяется ожидаемая длительность производственного процесса, устанавливается опережение запуска в обработку отдельных деталей и узлов и фиксируется срок начала всего производственного процесса.

Рис. 5.1. Пример веерной схемы сборки изделия

Рис. 5.2. Пример циклового графика сложного производственного процесса

Вопрос № 6. Сущность и общие особенности построения производственного процесса

в пространстве

Построение производственного процесса в пространстве предполагает разнесение отдельных его элементов по подразделениям предприятия в соответствии с их специализацией, а также установление системы связей между такими подразделениями, обеспечивающей единство и непрерывность общего производственного процесса. От принятой схемы построения производственного процесса в пространстве зависят таких экономические характеристики производства, как: длительность производственного цикла изготовления конечной продукции; расходы на внутризаводскую транспортировку и перемещение грузов; уровень использования производственных площадей; уровень загруженности и отдачи экономических ресурсов в основных подразделениях и т.д.

В соответствии со внутренним содержанием про­изводственного процесса как совокупности основных, вспо­могательных и обслуживающих процессов производственно­го назначения на любом машиностроительном предприятии выделяются основные, вспомогательные, побочные цехи и обслуживающие хозяйства. Состав таких цехов и хозяйств, а также формы производственных связей между ними принято называть производственной структурой предприятия.

В современной промышленности выделяется три основных типа производственных структур:

1. цеховая структура;

2. безцеховая структура;

3. корпусная структура.

Цеховой тип производственной структуры является наиболее распространенным. В структурах данного типа базовыми производственными единицами являются различного рода цеха, каждый из которых выполняет относительно законченную часть производственного процесса, имеет собственное административное руководство и, как правило, размещается в отдельном производственном здании.

Безцеховая производственная структура характерна для мелких предприятий. В ее рамках структурными единицами выступают отдельные участки, которые объединяются под единым административным руководством и часто группируются в одном производственном помещении.

Корпусный тип структуры характерен для крупных предприятий, у которых разделение по отдельным цехам чрезмерно усложняет оперативное управление производством и существенно увеличивает длительность производственного цикла (за счет частных межцеховых перерывов). В таких структурах несколько цехов взаимно группируются, располагаются в непосредственной близости друг от друга, формируя так называемые корпуса. Корпус представляет собой совокупность подразделений, обеспечивающих по возможности полную реализацию всех стадий производственного процесса по изготовлению определенной группы видов продукции. При этом, для управления всем корпусом в целом помимо линейных менеджеров отдельных цехов также выделяются специализированные управленческие штаты.

Цех представляет собой организационно обособленное подразделение пред­приятия, состоящее из ряда производственных и вспомогательных участков и обслуживающих звеньев. Цех выполняет ограниченный набор производственных функций, обусловленный характером кооперации труда внутри предприятия. На большинстве промышленных предприятий цех является их основной структурной единицей. Часть мелких и средних предприятий может быть построена по бесцеховой структуре. В этом случае предприятие делится непосредственно на производственные участки. Некоторые наиболее крупные предприятия в организационно-административном отношении строятся по корпусной системе на основе объединения под единым руководством ряда цехов и хозяйств.

К цехам основного производства относятся цехи, изготов­ляющие основную продукцию предприятия. В их число входят:

1. заготовитель­ные цехи (литейные, кузнечно-прессовые и др.);

2. обрабатывающие цехи (механической обработки деталей, холодной штамповки, тер­мические и др.);

3. сборочные цехи (узловой сборки, генеральной сбор­ки, монтажные, регулировочно-настроечные и т.п.).

К числу вспомогательных относятся цехи, которые способству­ют выпуску основной продукции, создавая условия для нор­мальной работы основных цехов: оснащают их инструментом и приспособлениями, обеспечивают запасными частями для ремонта оборудования и проводят плановые ремонты, обес­печивают энергетическими ресурсами. Важнейшими из этих цехов являются:

1. инструментальные;

2. ремонтно-механические;

3. ремонтно-энергетические;

4. ремонтно-строительные;

5. модель­ные;

6. штамповые и др.

Число вспомогательных цехов и их раз­меры напрямую зависят от масштабов производственного процесса и состава основных цехов предприятия.

Побочными являются те цехи, в которых изготавливается про­дукция из отходов основного и вспомогательного производ­ств, либо осуществляется восстановление использованных вспомогательных материалов для нужд производства (напри­мер цех производства товаров широкого потребления, цех регенерации формовочной смеси, масел, обтирочных матери­алов и т.п.).

Подсобные цехи осуществляют подготовку ма­териалов для основных цехов, а также изготовляют тару для упаковки конечной продукции.

К обслуживающим хозяйствам производственного назна­чения относятся:

1. складское хозяйство, включающее различ­ные заводские склады и кладовые;

2. транспортное хозяйство, в состав которого могут входить депо, гаражи, ремонтные мастерские и необходимые транспортные и погрузочно-разгрузочные сред­ства;

3. санитарно-техническое хозяйство, объединяющее водо­проводные, канализационные, вентиляционные и отопитель­ные устройства;

4. центральная заводская лаборатория, состо­ящая из лабораторий механической, металлографической, хи­мической, пирометрической, рентгеновской и др.

Все эти хозяйства вы­полняют работу по обслуживанию основных, вспомогательных и побочных цехов.

Наряду с производственной различают общую структуру предприятия. Последняя, кроме производственных цехов и обслуживающих хозяйств производственного назначения, включает различные общезаводские службы, а также хозяй­ства и предприятия, связанные с капитальным строитель­ством, охраной окружающей среды и культурно-бытовым об­служиванием работников (например жилищно-коммунальное хозяйство, подсобное хозяйство, столовые, профилактории, медицинские учреждения, детские ясли, клубы и т.п.).

Производственная структура предприятия формируется при его создании, а также в результате непрерывно осуществляе­мого на нем в последующем процесса организации. Она определяется большой совокупностью факторов, основными из которых являются:

1. конструктивные и технологические особенно­сти производимой продукции;

2. объемы выпуска по каждому виду продукции;

3. формы специализации подразделений предприятия;

4. формы кооперирования с другими предприятиями по выпуску конкретных видов продукции;

5. нормативы численности и управ­ляемости производственных подразделений и др.

Конструктивные особенности производимой продукции и технологические методы ее изготовления во многом предопределяют состав и характер производственных процессов, видовой состав технологического оборудования, профессио­нальный состав рабочих, что, в свою очередь, обусловливает состав цехов и других производственных подразделений, а следовательно, и производственную структуру предприятия.

Объемы выпуска продукции влияют на дифференциацию про­изводственной структуры, на сложность внутрипроизводствен­ных связей между цехами. Чем больше объем выпуска продукции, тем, как правило, крупнее цехи предприятия и тем уже их специализация. Так, на крупных предприятиях в пределах каждой стадии производства может быть создано по нескольку цехов.

Наряду с объемами выпуска, существенное влияние на производствен­ную структуру предприятия также оказывает номенклатура продукции. Именно от нее зависит, должны ли цехи и участки быть приспособлены для производства строго определенной продукции или более разнообразной. Чем уже номенклатура продукции, тем отно­сительно проще структура предприятия.

Формы специализации производственных подразделений определяют конкретный состав технологически и предметно-специализированных цехов, участков предприятия, их разме­щение и производственные связи между ними, что является важнейшим фактором формирования производственной структуры.

Экономически целесообразные формы кооперирования предприятия с другими предприятиями по выпуску различных видов продукции позволяют реализовывать часть производственных процессов вне данного предприятия и тем самым не создавать на предприятии часть тех или иных цехов и участков или обслуживающих хозяйств.

Нормативы численности и управляемости производствен­ных подразделений, которые определяются количеством рабочих, занятых в цехах и на участках, существенно влияют на размеры предприятий, и, как следствие, на построение их производственных структур.

Все многообразие производственных структур машиностроительных предприятий в зависимости от их специализации можно свести к следующим типам:

1. предприятия с полным технологическим циклом, располагающие всей совокупностью заготовительных, обрабатывающих и сборочных цехов;

2. предприятия механосборочного типа (с неполным технологическим циклом), располагающие ограниченным числом основных цехов и, как правило, получающие необходимые заготовки в порядке кооперирования со стороны;

3. предприятия сборочного типа, выпускающие готовые изделия из деталей и комплектующих, изготовляемых на других предприятиях;

4. предприятия, специализированные на производстве заготовок, как правило, построенные на принципах технологической специализации;

5. предприятия подетальной специализации, производящие отдельные детали, блоки, узлы, подузлы, сборочные единицы.

Производственная структура предприятия определяет разделение труда между его цехами и обслуживающими хозяйствами, т.е. внутризаводскую специализацию и кооперирование производства, а также предопределяет межзаводскую специализацию производства.

Производственная структура не может не изменяться в течение длительного времени, она динамична, так как на предприятии всегда происходят углубление общественного разделения труда, развитие техники и технологии, повышение уровня организации производства, развитие специализации и кооперирования, интеграция науки и производства, улучшение обслуживания производственного коллектива. Все это вызывает необходимость постоянного мониторинга и совершенствования параметров производственной структуры, поскольку в условиях динамичности внешней и внутренней среды она должна обеспечивать наиболее оптимальное сочетание во времени и в пространстве всех элементов производственного процесса.

Вопрос № 8. Специализация производственных единиц как фактор построения

производственной структуры предприятия

В условиях промышленных (в частности, машиностроительных) предприятий формы специализации основных цехов зависят от стадий, в которых происходят производственные процессы, а именно: заготовительной, обрабатывающей и сборочной. Соот­ветственно, специализация производственных подразделений может принимать три основные формы: тех­нологическую, предметную или предметно-технологическую.

При технологической форме специализации (см. рис. 7.1) в цехах выпол­няется определенная часть технологического процесса, состо­ящая из нескольких однотипных операций при весьма широ­кой номенклатуре обрабатываемых деталей. При этом, в цехах устанавливается однотипное оборудование, иногда даже близкое по габаритам. Примером цехов технологической спе­циализации могут служить литейные, кузнечные, термические, гальванические и др.; среди механообрабатывающих цехов - токарные, фрезерные, шлифовальные и др. В таких цехах, как правило, изготавливается вся номенклатура заготовок или деталей, либо, если это сборочный цех, то в нем собираются все изделия, выпускаемые заводом.

Технологическая форма специализации цехов имеет свои преимущества и недостатки. При небольшом разнообразии операций и оборудования облегчается техническое руковод­ство и создаются более широкие возможности регулирования загрузки оборудования, организации обмена опытом, приме­нения рациональных технологических методов производства. Технологическая форма специализации обеспечивает большую гибкость производства при освоении выпус­ка новых изделий и расширении изготавливаемой номенкла­туры без существенного изменения уже применяемых обору­дования и технологических процессов. Однако, данная форма специализации имеет и существенные недостатки. В частности, она усложняет и удорожает внутризаводское ко­оперирование, а также ограничивает ответственность руководителей подразделений только ответственностью за выполнение отдельных обособленных частей про­изводственного процесса. При использовании технологической формы специализации, в заготовительных и обрабатывающих цехах предприятий часто складываются сложные, удлиненные маршруты движения предметов труда с неоднократным их возвращением в одни и те же цехи. Это нару­шает принцип прямоточности, затрудняет согласование рабо­ты цехов и приводит к удлинению производственного цикла и, как следствие, к увеличению незавершенного производства.

Рис. 7.1.Схема формирования цехов по технологическому принципу специализации

По технологическому принципу преимущественно форми­руются цехи на предприятиях единичного и мелкосерийного производства, выпускающих разнообразную и неустойчивую номенклатуру изделий. По мере развития специализации производства, а также стандартизации и унификации изделий и их частей технологический принцип формирования цехов, как правило, дополняется предметным, при котором основные цехи создаются по признаку изготовления каждым из них оп­ределенного изделия либо его части.

Предметная форма специализации (см. рис. 7..2) цехов характерна для предприятий узкой предметной специализации. В таких цехах полностью изготовляются закрепленные за ними детали или изделия уз­кой номенклатуры, например, одно изделие, несколько одно­родных изделий или конструктивно-технологически однород­ных деталей. Для цехов с предметной формой специализации характер­ны разнообразные оборудование и оснастка, и одновременно с этим - узкая номенк­латура выпускаемых деталей или изделий. Оборудование цехов в таком случае подбирается в со­ответствии с технологическим процессом и располагается в зависимости от последовательности выполняемых операций, т.е. используется принцип прямоточности. Такое формирова­ние цехов наиболее характерно для предприятий серийного и массового производства.

Рис. 7.2. Схема формирования цехов по предметному принципу специализации

Предметная форма специализации цехов предприятия, равно как и тех­нологическая, имеет свои преимущества и недостатки. К числу достоинств можно отнести простое согласование работы цехов, так как все операции по изготовлению конкретного изделия (детали) сосредоточены в одном цехе. Это приводит к устойчивой повторяемости производственного процесса, к повышению ответственности руководителя цеха за выпуск продукции в установленные сроки, требуемого количества и качества, к упрощению оперативно-производственного пла­нирования, к сокращению длительности производственного цикла, к уменьшению числа и разнообразия маршрутов движения предме­тов труда, к сокращению потерь времени на переналадку оборудования, к уменьшению межоперационного времени и ликвидации межцехового пролеживания, к созданию усло­вий, благоприятных для внедрения поточных методов про­изводства, комплексной механизации и автоматизации про­изводственных процессов. Опыт работы многих предприятий показывает, что при предметной форме специализации цехов, указанные преимущества приводят к повышению производительности труда рабочих и ритмичности производства, к снижению себестоимости про­дукции, росту прибыли и рентабельности и к улучшению других технико-экономических показателей.

Однако, такая форма специализации имеет и некоторые весь­ма существенные недостатки. Научно-технический прогресс вызывает расширение номенклатуры выпускаемой продукции и увеличение разнообразия применяемого оборудования, а при узкой предметной специализации цехи оказываются не в со­стоянии выпускать требуемую номенклатуру изделий без до­рогостоящей их реконструкции.

Создание цехов, специализированных на выпуске ограниченной номенклатуры предметов труда, целесообразно лишь при больших объемах их выпуска. Только в этом случае заг­рузка оборудования будет достаточно полной, а переналадка оборудования, связанная с переходом на выпуск другого объекта, не будет вызывать больших потерь времени.

Технологическая и предметная формы специализации в чистом виде используются достаточно редко. Чаще всего, на предприятиях машиностроения применяется смешанная (предметно-технологи­ческая) специализация, при которой заготовительные цехи строятся по технологической форме, а обрабатывающие и сбо­рочные - объединяются в предметно-замкнутые цехи или участки.

Под производственной структурой цеха понимается состав входящих в него производственных участков, вспомогатель­ных и обслуживающих подразделений, а также конфигурация связей между ними. Эта структура определяет разделение труда между под­разделениями цеха, т. е. внутрицеховую специализацию и коо­перирование производства.

Производственный участок как объединенная по тем или иным признакам группа рабочих мест представляет собой структурную единицу цеха, которая выделяется в отдельную административную единицу и возглавляется мастером при наличии в одну смену не менее 25 рабочих.

Рабочее место, являющееся первичным структурным эле­ментом участка, - закрепленная за одним рабочим или брига­дой рабочих часть производственной площади с находящими­ся на ней орудиями и другими средствами труда, в том числе инструментами, приспособлениями, подъемно-транспортные и иными устройствами соответственно характеру работ, выполняемых на данном рабочем месте.

Важной частью производственной структуры цеха являет­ся состав вспомогательных и обслуживающих подразделений. К ним относятся: участок ремонта оборудования и технологи­ческой оснастки, участок централизованной заточки инстру­мента. Эти участки разгружают вспомогательные цехи (ремонтно-механический, инструментальный и др.) от выполнения мелких заказов и срочных работ.

В состав обслуживающих структурных подразделений це­хов основного производства входят:

1. складские помещения (материальные и инструментальные кладовые цеха);

2. внутрицехо­вой транспорт (тележки, электрокары, конвейеры и др.);

3. пун­кты для осуществления технического контроля качества про­дукции, оснащенные контрольно-измерительной техникой.

В основу формирования производственных участков, так же как и цехов, может быть положена технологическая или предметная форма специализации.

При технологической специализации участки оснащаются однородным оборудованием (групповое расположение станков) для выполнения определенных операций технологического процесса. Так, механический цех может включать токарный, фре­зерный, револьверный, сверлильный и другие участки.

Преимущества и недостатки технологической формы спе­циализации участков аналогичны тем, которые имеют место для цехов в целом.

При предметной форме специализации цех разбивается на предметно-замкнутые участки, каждый из которых специали­зирован на выпуске относительно узкой номенклатуры изде­лий, имеющих схожие конструктивно-технологические призна­ки, и реализует законченный цикл их изготовления. Оборудо­вание этих участков различается и располагается так, чтобы обеспечивалась более полная реализация принципа прямоточности движения закрепленных за участком деталей. В практи­ческой деятельности, как правило, выделяют три вида пред­метно-замкнутых участков:

1. предметно-замкнутые участки по производству конструктивно и технологически однородных деталей (например, участ­ки шлицевых валиков, втулок, фланцев, шестерен и т.п.);

2. предметно-замкнутые участки по производству конструк­тивно разнородных деталей, весь технологический процесс изготовления которых состоит, однако, из однородных опера­ций и одинакового технологического маршрута (например, участок круглых деталей, участок плоских деталей и т.п.);

3. предметно-замкнутые участки по производству всех де­талей узла, подузла мелкой сборочной единицы или всего из­делия (здесь обычно применяется покомплектная система оперативного планирования, в которой за планово-учетную единицу прини­мается узловой комплект).

Организация предметно-замкнутых участков обусловлива­ет почти полное отсутствие производственных связей между участками, обеспечивает экономическую целесообразность использования высокопроизводительного специализирован­ного оборудования и технологической оснастки, позволяет получать минимальную продолжительность производственно­го цикла изготовления деталей, упрощает управление произ­водством внутри цеха. Другие преимущества и недостатки предметной формы специализации участков аналогичны пре­имуществам и недостаткам при формировании цехов по этой форме специализации.

В цехах предметной специализации могут быть созданы участки как предметной, так и технологической специализа­ции, а в цехах технологической специализации - участки тех­нологические, сформированные по группам оборудования и габаритам изделий.

Вопрос №9. Особенности разработки генерального плана предприятия

Генеральным планом предприятия называется проектируемое или фактическое размещение всех его основных цехов и вспомогательных служб, соответствующих особенностям рельефа местности и требованиям благоустройства территории.

Разработка генерального плана предприятия традиционно осуществляется на основе следующих основных принципов.

Для обеспечения прямоточности движения продукции здания основных цехов и общезаводских складов сырья, основных материалов и готовой продукции должны располагаться по ходу производственного процесса, обеспечивая постоянное направлении движения главных грузопотоков. Расположение зданий цехов и складов осуществляется в этом случае по следующей схеме: склады сырья и основных материалов → заготовительные цехи → обрабатывающие цехи → сборочные цехи → склады готовой про­дукции.

Склады сырья и основных материалов размещаются со сто­роны ввоза грузов (подъездных путей), вблизи заготовительных це­хов, а склады готовой продукции - в непосредственной близости от сборочных (выпускающих) цехов у путей вывоза грузов с за­вода.

Вспомогательные цехи должны располагаться по возможности ближе к производственным цехам, потребляющим их продукцию, не усложняя и не стесняя при этом основные грузопотоки. Прежде всего это относится к инструментальным, ремонтно-механическим и электроремонтным цехам, которые должны находиться вблизи производственных цехов, имеющих наибольшее число оборудо­вания,

Для уменьшения времени и расходов на внутризаводскую тран­спортировку при расположении цехов и складов необходимо до­биваться наименьшего пути пробега материалов, заготовок, деталей и изделий без обратных и встречных движений. Это в равной мере относится как к основным, так и к вспомогательным цехам.

При расположении цехов и хозяйств необходимо учитывать также направление преобладающих ветров и наиболее благо­приятные условия для естественного освещения и проветривания цехов. Взаимное расположение зданий и разрывы между ними должны удовлетворять установленным санитарно-техническим и противопожарным нормам.

Отдельные небольшие производственные и вспомогательные цехи целесообразно объединять в виде блока цехов в одном зда­нии. Блокирование цехов сокращает транспортные пути; облег­чает механизацию межцехового транспорта; сокращает размеры территории завода, длину внутризаводских путей и коммуника­ционных линий; уменьшает расходы на благоустройство и ограж­дение территории.

Наиболее рационально блокировать в одном здании цехи, однородные по технологическому процессу и имеющие тесную про­изводственную связь. Широкое распространение получила бло­кировка цехов в группы: литейную, кузнечную, деревообрабаты­вающую, механосборочную и др.

Цехи, которые однородны по характеру производства, пожар­ным и санитарно-техническим требованиям, необходимо по воз­можности располагать в определенной зоне. Цехи, выделяющие в атмосферу загрязняющие вещества следует размещать с под­ветренной стороны по отношению к другим зданиям.

При разработке генерального плана предприятия обычно уста­навливаются зоны горячих, обрабатывающих, деревообрабатывающих цехов, а также энергетических цехов (станций), общезавод­ских служб и учреждений.

Расположение зданий и сооружений на территории завода должно обеспечить возможность дальнейшего его развития без нарушений основной идеи генерального плана и без сноса ранее построенных объектов.

Пространственное размещение основных и вспомогательных служб влияет на экономику и организацию производства, опре­деляет эффективность использования площади, направление и про­тяженность транспортных грузопотоков. Так, эффективность использования площади участка предприятия характеризуется коэффициентом плотности застройки участка и коэффициентом использования площади участка, которые представляют собой соответственно отношение площади, занимаемой зданием и кры­тыми сооружениями, или площади, занимаемой зданиями, соору­жениями и всеми устройствами, к площади всего участка. Для новых заводов первый из этих коэффициентов находится в пре­делах 0,35-0,45, а второй - 0,45-0,55. Наилучшее использо­вание площади участка достигается при плотном расположении зданий; правильной конфигурации и соотношении размеров уча­стка; максимально возможной блокировке зданий; простоте их конфигурации; максимально допустимой этажности; рациональ­ной схеме расположения проездов, подъездных и железнодорож­ных путей.

Протяженность транспортных путей зависит от размещения цехов и вспомогательных общезаводских служб на территории предприятия; участков и вспомогательных общеучастковых, об­щецеховых служб на территории цеха; рабочих мест и вспомога­тельных общеучастковых служб на территории участка.

Учитывая многовариантность пространственной планировки, размещение подразделений предприятия, цеха и участка целесооб­разно осуществлять поэтапно.

Первоначально размещают цехи, общезаводские производствен­ные службы на территории предприятия; затем участки и обще­хозяйственные производственные службы на территории цеха и, наконец, рабочие места и общеучастковые производственные подразделения на территории участка.

В общем случае, оптимальный вариант размещения подразделений предприятия на его территории может быть выбран на основе решения экономико-математической задачи, предполагающей минимизацию общей величины грузооборота между этими подразделениями:

(4.4.1)

где n – общее число цехов предприятия;

m – общее число географических площадок;

x_db – значение логической (булевой) переменной, показывающее, закрепляется ли d-й цех за b-й площадкой или нет:

	(4.4.2)
	(4.4.3)
	(4.4.4)

G_db – величина грузооборота, возникающего между складами предприятия и его d-м цехом, в случае, если этот цех размещается на b-й площадке:

(4.4.5)

где k – общее количество складов, с которыми у d-го цеха установлены грузопотоки;

l_sb – расстояние между s-м складом и b-й площадкой, на которой размещается d-й цех;

g_sd – годовая масса грузов, поступающих с s-го склада в d-й цех:

(4.4.6)

где f – общее количество на именований грузов, поступающий с s-го склада в d-й цех;

N_i – годовая масса грузов i-го вида.

Сформулированная задача является типовой задачей о назначениях, решаемой стандартными экономико-математическими методами (в частности, симплекс-методом).

Вопрос № 10. Основные особенности построения производственного процесса в заготовительных цехах предприятия

Заготовительные цеха промышленных (в частности - машиностроительных) предприятий осуществляют первичную стадию производственного процесса – превращение исходного сырья и конструкционных материалов в заготовки деталей, подлежащие последующей обработке и сборке. Не смотря на то, что по мере углубления специализации машиностроительных предприятий, многие из них отказываются от содержания собственной заготовительной базы и переходят на использование услуг независимых сторонних производителей заготовок, тем не менее, на сегодняшний день заготовительные цеха остаются неотъемлемыми элементами производственной структуры большинства крупных и средних предприятий машиностроения. Основными из таких цехов являются кузнечные, в которых реализуются технологические процессы обработки материалов давлением, и литейные, в которых изготовление заготовок осуществляется разнообразными методами литья. Работа заготовительных цехов является важным фактором, определяющим экономическую эффективность и качество работы всей производственной цепочки в целом. На сегодняшний день удельный вес затрат на изготовление заготовок в общей себестоимости машиностроительной продукции для литейного производства колеблется в пределах 15-30%, а для ковочного и штамповочного производства – в пределах 30-75%. В связи с этим, оптимизация производственного процесса в заготовительных цехах является одним из основных условий обеспечения эффективной работы всего машиностроительного производства в целом.

Осуществляемые в заготовительных цехах производственные процессы имеют ряд специфических особенностей, существенно влияющих на применяемые в таких цехах методы управления производством. Основными из таких особенностей являются следующие:

1. Относительно малая связь конструкции оборудования с формами изготавливаемых заготовок. Используемое в заготовительных цехах технологическое оборудование отличается высокой универсальностью как по номенклатуре изготавливаемых заготовок, так и по их габаритам. На одних и тех же технологических агрегатах в таких цехах можно без значительной переналадки изготавливать разнообразные заготовки, схожие между собой только требуемому классу точности изготовления и припускам на последующую обработку. В связи с этим, в заготовительных цехах преобладает технологическая форма специализации и серийные методы запуска материалов в производство.

2. Стабильная повторяемость технологических процессов и отдельных операций. Выполняемые в заготовительных цехах технологические операции отличаются своей небольшой номенклатурой и однонаправленной связью друг с другом. Так, в литейных цехах технологический процесс реализуется по следующей стандартной схеме: приготовление стержневых и формовочных смесей  формовка  плавка  заливка  обрубка и очистка отливок. В ковочных и штамповочных цехах технологические процессы протекают по еще более короткой схеме: нагрев  деформация (ковка или штамповка)  очистка заготовки. Указанная логическая последовательность технологических операций не меняется при изменении номенклатуры изготавливаемых заготовок, благодаря чему в заготовительных цехах создаются благоприятные условия для обеспечения прямоточности производственного процесса и внедрения поточных методов производства.

3. Повышенные требования к непрерывности технологического процесса. Большинство технологий заготовительного производства не допускает значительных временных перерывов между отдельными операциями (например, между плавкой и заливкой металла в литейном производстве или между нагревом и деформацией в кузнечном), в связи с чем существенно повышаются требования ко внутрицеховой транспортной системе, прямоточности производства и слаженности работы всех основных и вспомогательных подразделений цеха.

4. Повышенные требования к обеспечению качества. Заготовительное производство характеризуется значительными механическими и физико-химическими воздействиями на предмет труда в процессе его обработки, в связи с чем в таком производстве существенно повышается риск возникновения тех или иных отклонений в параметрах получаемых заготовок от установленных требований, т.е. риск возникновения брака. В то же время, качество изготовления заготовок напрямую влияет на издержки в обрабатывающих и сборочных звеньях производства и потому должно быть максимально высоким. В связи с этим, в заготовительном производстве особое значение приобретает строгое соблюдение технологической дисциплины и систематическая реализация различных организационно-технических мероприятий, направленных на предотвращение брака и основывающихся на статистических методах управления качеством.

5. Высокий уровень вредных экологических воздействий. Заготовительное производство изначально отличается высоким уровнем температурных, шумовых воздействий на окружающую среду и значительными объемами вредных выбросов в атмосферу. В связи с этим, заготовительные производства обычно выносятся в отдельные здания, по отношению к обрабатывающим и сборочным цехам размещаются с подветренной стороны, и отличаются повышенным вниманием к обеспечению безопасности труда работников.

Производственная структура заготовительных цехов включает в себя основные и вспомогательные отделения, прицеховые склады, служебные и бытовые помещения.

К основным отделениям кузнечных цехов относятся: заготовительное (осуществляет предварительную резку и раскрой применяемых конструкционных материалов), ковочное, штамповочное, термическое и очистное. В крупных цехах ковка и штамповка могут осуществляться в нескольких отделениях в зависимости от мощности и габаритных параметров применяемых технологических агрегатов (например, в отделениях легких, средних и тяжелых прессов). В литейных цехах к числу основных отделений относятся: смесеприготовительное (осуществляет предварительное создание формовочных смесей), формовочное (осуществляет изготовление литейных форм), стержневое (изготавливает литейные стержни для последующего получения отверстий в отливках), плавильно-заливочное, обрубное (осуществляет очистку полученных отливок) и термическое. В цехах точного литья по выплавляемым моделям дополнительно к перечисленным также могут создаваться модельное, обжиговое и выбивное отделения.

К числу вспомогательных отделений кузнечных цехов в общем случае относятся: контрольное, инструментально-штамповое (осуществляет хранение, комплектование и выдачу на рабочие места используемых инструментов и оснастки), насосно-трансформаторное (осуществляет подготовку рабочих энергоносителей (сжатого воздуха, воды и силовой электроэнергии) для последующего питания ими основных технологических агрегатов цеха) и ремонтно-механическое (выполняет ремонты и техническое обслуживание оборудования цеха, применяемых инструментов и оснастки). В литейных цехах вспомогательные отделения могут быть представлены ремонтно-слесарным, ковшовым и каркасным отделениями.

Прицеховые склады заготовительных производств создаются для обеспечения бесперебойности производственного процесса, осуществляют хранение и регламентируют движение в цехе основных и вспомогательных материалов, инструмента и оснастки, готовых заготовок, запасных частей для ремонта оборудования цеха и т.д.

Основной особенностью организации труда работников заготовительных цехов является преобладание бригадных методов работы, что объясняется необходимостью обслуживания крупных технологических агрегатов (ковочных и штамповочных машин, литейных конвейеров, формовочных машин и т.д.), требующих одновременного согласованного труда нескольких работников, обеспечивающего минимизацию перерывов между технологическими операциями. При этом, важными особенностями самой бригадной формы организации труда в заготовительных цехах становятся отделение основных операций от вспомогательных и внутрибригадная специализация работников. Отделение вспомогательных технологических операций (например, подготовки литьевых форм, загрузки шихты в литейных цехах или установки штампов и наладки машин в кузнечных цехах) от основных операций (например, заливки металла в формы в литейных цехах или штамповки в кузнечных) является важным инструментом, обеспечивающим сокращение длительности технологического цикла, уменьшение времени простоя технологических агрегатов и минимизацию перерывом между основными операциями. Осуществление такого отделения, выражающееся в закреплении различных работ за отдельными участниками рабочих бригад, в свою очередь приводит к углублению трудовой специализации работников, благодаря которой в свою очередь обеспечивается повышение уровня производительности труда как самих этих работников, так и бригады в целом.

Проектирование заготовительных цехов предполагает выбор подходящей номенклатуры технологических агрегатов, расчет их необходимого количества, расчет величины потребных производственных площадей и разработку пространственных планировок цеха.

Выбор номенклатуры оборудования осуществляется в каждом случае индивидуально исходя из таких факторов, как: конструктивные особенности планируемых к изготовлению заготовок, их габаритные размеры, плановые объемы производства, требуемый класс точности изготовления заготовок.

Расчет необходимого количества технологического оборудования осуществляется исходя из планируемого годового объема выпуска заготовок в натуральных единицах или единицах массы и исходя из удельной часовой производительности агрегатов соответствующего вида:

;

(8.1)

где G_пл – плановый годовой объем выпуска заготовок в натуральных единицах или единицах массы;

q^уд_ч – удельная часовая производительность одного технологического агрегата в натуральных единицах или единицах массы;

F^уд_эф – удельная величина годового эффективного фонда времени работы одного технологического агрегата, ч.

Расчет потребных площадей заготовительных цехов может осуществляться детализированным и укрупненным методом. При использовании детализированного метода величина необходимых площадей устанавливается параллельно с разработкой пространственных планировок цеха исходя из габаритных размеров и количества выбранного технологического оборудования, площадей, необходимых для организации проходов и проездов между отделениями цеха, а также площадей, необходимых для организации прицеховых складов и служебных помещений. При укрупненном методе расчета производственные площади цеха устанавливаются ориентировочно на основании зависимостей следующего вида:

;

(8.2)

q_м – съем продукции (заготовок) с одного квадратного метра площади при фиксированном времени работы, в натуральных единицах или единицах массы;

К_пв – коэффициент пересчета времени работы оборудования в плановом периоде.

;

(8.3)

где F^уд_эф – удельная величина годового эффективного фонда времени работы одного технологического агрегата, ч;

F_фикс – величина фиксированного времени работы технологического агрегата, принятая в расчет при установлении съема продукции с одного квадратного метра площади цеха (смена, сутки и т.д.), ч.

Пространственные планировки заготовительных цехов разрабатываются с учетом необходимости обеспечения максимальной прямоточности технологического процесса и минимальной длительности и трудоемкости операций по внутрицеховой транспортировке грузов. Наиболее распространенными вариантами пространственной компоновки основных отделений таких цехов являются продольное расположение отделений относительно пролетов цеха, обеспечивающее возможность осуществления основных грузопотоков с помощью основных кран-балок, и поперечное расположение отделений относительно пролетов, обеспечивающее прямоточность производственного процесса и минимизирующее протяженность транспортных путей. Вспомогательные отделения располагаются либо в торцах пролетов цеха, либо в крайних боковых его пролетах. Склады сырья и материалов располагаются в начале основных технологических цепочек, а контрольно-проверочные пункты и склады готовых заготовок – в их конце после очистных, обрубочных и др. отделений, осуществляющих окончательную подготовку заготовок.

Основными направлениями совершенствования работы заготовительных цехов на современном этапе развития промышленного производства являются следующие:

1. Максимальное приближение свойств и габаритных параметров заготовок к аналогичным характеристикам готовых деталей на основе применения прогрессивных высокоточных технологий заготовительного производства, каковыми являются:

   1. в литейном производстве – литье в кокиль, литье в оболочковые формы, точное литье под давлением, центробежное литье и др.;

   2. в кузнечном производстве – штамповка в закрытых штампах, безоблойная штамповка, штамповка взрывом, гидроударная штамповка и др.

2. Минимизация себестоимости заготовительных операций за счет:

   1. концентрации и специализации заготовительного производства, выражающейся в укрупнении его масштабов и выделении заготовительных цехов в отдельные административно самостоятельные структурные единицы предприятий. Концентрация и специализация заготовительных производств обеспечивает возможности для их оснащения собственной лабораторной базой, автоматическими системами контроля качества, специализированными поточными линиями, что в конечном итоге приводит к существенному сокращению затратоемкости заготовительных процессов;

   2. повышения производительности заготовительного производства на основе его комплексной механизации, автоматизации и внедрения поточных методов;

   3. применения групповых заготовительных технологий и групповой технологической оснастки, позволяющих существенно сократить длительность производственного цикла изготовления заготовок, минимизировать затраты на переналадку оборудования и издержки, связанные с хранением значительных запасов разнообразных средств технологического оснащения.

3. Повышение экологической безопасности заготовительного производства на основе:

   1. внедрения прогрессивных заготовительных технологий, обеспечивающих минимизацию отходов производства и обеспечивающих возможность вторичного использования отработанных вспомогательных материалов;

   2. аутсортинга заготовительных процессов и перехода машиностроительных предприятий на использование услуг высокоспециализированных и концентрированных производителей заготовок;

   3. оснащения заготовительных производств эффективными системами очистки возникающих выбросов.

Вопрос № 11. Основные особенности построения производственного процесса

в обрабатывающих цехах предприятия

Обрабатывающие цеха являются основным элементом производственной структуры современных промышленных (в частности – машиностроительных) предприятий и выполняют операции по превращению предварительно изготовленных или закупленных у сторонних поставщиков заготовок в готовые детали, предназначенные для последующей сборки узлов и готовых изделий. На сегодняшний день процесс механической обработки является наиболее трудо- и затратоемким элементом общих производственных процессов изготовления продукции машиностроительных отраслей. В зависимости от отраслевой принадлежности предприятий, удель­ный вес механообрабатывающих операций в общей трудоемкости изготовления изделий колеблется в пределах 40-60%, а доля затрат на механическую обработку деталей в общей производственной себестоимости продукции составляет в сред­нем 60-70%. Основной причиной столь высоких затрат на выполнение обрабатывающих операций является относительно невысокая точность большинства применяемых на предприятиях технологий заготовительного производства, вследствие которой габаритные параметры заготовок и готовых деталей существенно отличаются друг от друга, а припуски на механическую обработку являются весьма значительными.

В зависимости от масштабов производства и конструктивных особенностей изготавливаемой продукции, на машиностроительных предприятиях может быть несколько механообрабатывающих цехов, которые могут выполнять либо полный набор обрабатывающих операций по ограниченной номенклатуре видов продукции (предметная форма специализации), либо узкий перечень операций по всей номенклатуре выпускаемых предприятием изделий (технологическая форма специализации). На некоторых предприятиях образуются объединенные механосборочные цеха, кото­рые наряду с механической обработкой деталей также осуществляют сборку узлов и готовых изделий. Данный способ построения производственной структуры в основном применяется на предприятиях с серийным типом производства.

Основными отличительными особенностями работы механообрабатывающих цехов, определяющими применяемые в этих цехах формы организации производственного процесса, являются:

1. Многономенклатурность про­изводимых деталей. В обрабатывающих цехах, особенно при технологической форме их специализации, одновременно осуществляется изготовление большого числа различных деталей и мелких сборочных единиц. В связи с этим, существенно возрастает сложность процессов планиро­вания работы таких цехов, которое, помимо прочего, должно обеспечивать установление оптимальной очередности изготовления партий деталей различных видов, рациональных режимов обеспечения рабочих мест инструментом и технологической оснасткой, оптимальных графиков внутрицеховой транспортировки партий деталей и т.д.

2. Большое количество технологических операций, выполняемых над каждой деталью. В механообрабатывающих цехах превращение исходных заготовок в готовые детали осуществляется за счет выполнения широкого набора различных технологических операций (токарных, фрезерных, сверлильных, протяжных, строгальных, шлифовальных и др.), которые могут выполняться в различной последовательности, что дает возможность использования в таких цехах различных методов сочетания таких операций во времени (последовательного, параллельного и последовательно-параллельного) и позволяет достаточно легко осуществлять пространственную перепланировку производственных участков.

3. Высокий уровень разделения труда. В связи с многономенклатурностью производства и разнообразием выполняемых технологических операций в обрабатывающих цехах создаются условиях для повышения уровня разделения труда и специализации отдельных рабочих мест, т.е. закрепления за каждым из них относительно узкого фрагмента общего технологического процесса. Расчлененность трудового процесса и специализация рабочих мест приводят к тому, что в обрабатывающих цехах одновременно применяется широкая номенклатура видов оборудования и технологической оснастки, различающихся как по назначению, так и по своему конструктивному испол­нению.

Производственная структура механообрабатывающих цехов в общем случае включает в себя основные производственные отделения (участки), внутрицеховые вспомогательные подразделения, а также служебные и хозяйственно-бытовые помещения.

Основные производственные участки обрабатывающих цехов могут быть специализированы по технологическому, предметному или смешанному принципам.

Технологическая форма специализации характеризуется созданием участков, на которых оборудование (рабо­чие места) специализированы по признаку их технологичес­кой однородности и размеров. При данной форме специализации в механообрабатывающих цехах создаются участки, представляющие собой группы однотипных (токарных, фре­зерных, сверлильных и др.) и схожих по своим габаритам станков (крупных, средних и малых). На технологических участках (при групповом расположе­нии оборудования) партии деталей могут обрабатываться од­новременно на нескольких единицах оборудования (станках-дублерах). В этом случае может быть организованно много­станочное обслуживание, при котором значительно сокраща­ется длительность производственного цикла обработки партии деталей, снижается себестоимость их обработки. Недостатком технологической специализации является то, что при ней невозможна организация прямоточного передвижения дета лей в процессе обработки. Существенной особенностью технологически специализированных уча­стков является то, что они не всегда выступают самостоятельными административно-обособленными единицами. В некоторых случаях старшему мастеру может подчиняться несколько родственных участков в зависимости от их размеров (числа единиц оборудования и количества рабочих), что позволяет повысить скоординированность работы цеха и оптимизировать штат его управленческого персонала.

При предметной форме специализации в обрабатывающих цехах создаются произ­водственные участки, специализирующиеся на изготовлении отдельных разновидностей деталей. Они могут быть предметно-замкнутыми и предмет­но-групповыми. На предметно-замкнутых участках (ПЗУ) производится полная (или почти полная, без отдельных операций) обработка заготовок, в результате которой получаются готовые детали, предназначенные для укомплектования конкретного изделия или его узла. Основными достоинствами предметной формы специализации участков являются сокращение длительности производственного цикла, минимизация объемов незавершенного производства и четкое разделение ответственности за качество изготавливаемых деталей. Вместе с тем, использование предметной формы специализации участков оправдано только в условиях крупносерийного и массового производства, отличающихся относительно узкой номенклатурой изготавливаемых деталей и узлов.

На практике различают следующие разновидности пред­метно-замкнутых участков:

1. участки с одинаковыми или однородными технологичес­кими процессами или маршрутами движения (например, об­работка корпусов одного типа, но разных размеров);

2. участки разнообразных деталей, сходных по конфигура­ции и операциям обработки (например, детали плоские, дета­ли типа тел вращения и др.);

3. участки деталей, сходных по габаритам и операциям об­работки (например, детали крупные, мелкие и т.д.);

4. участки деталей из материалов и заготовок определенно­го вида (поковок, штамповок, сплавов, пластмасс, керамики и т.д.).

Работа пред­метно-замкнутых участков организуется на основе следующих календарно-плановых нормативов:

1. размер партии деталей конкретного наименования;

2. перио­дичность (ритмичность) чередования партий деталей этого наименования;

3. число партий по каждому наименованию деталей, обрабатываемых на участке за плановый период;

4. количество единиц оборудования по каждой опе­рации производственного процесса и коэффициент его заг­рузки;

5. продол­жительность производственного цикла обработки партии деталей каждого наименования.

На основе расчета данных нормативов составляются стандарт-планы работы ПЗУ (детализированные календарные графики загрузки отдельных рабочих мест участка) и устанавливаются нормативные объемы производственных заделов и незавершенного производства.

Поскольку полностью замкнуть процесс изготовления де­тали на одном участке в некоторых случаях невозможно, допускается частичная кооперация ПЗУ с другими участками цеха (обычно – имеющими технологическую специализацию).

При предметно-групповой форме специализации производственные участки также занимаются изготовлением ограниченной номенклатуры схожих деталей, однако, в отличие от обычных предметно-специализированных участков, используют в своей работе группо­вые технологии обработки. Сущность данного подхода заключается в разработке единого техно­логического процесса и общей технологической оснастки для груп­пы сходных между собой деталей или операций, для которых требуются однотипное оборудование. Такой подход способствует применению технологии, в определенной мере соответствующей уровню технологии крупносерийного и массового производств. Групповое производство мо­жет быть создано в виде подетально-групповых цехов и групповых (многопредметных) поточных линий, где де­тали обрабатываются без переналадки станков. В дополне­ние к преимуществам предмет­но-замкнутых участков, подетально-групповые участки обла­дают следующими достоинствами:

1. отсутствие времени на переналадку станков, что приводит к снижению себестои­мости обработки деталей, повышению производительности и увеличению коэффициента использования оборудования;

2. упрощение внутрицехового оперативно-производствен­ного планирования и управления за счет сокращения внешних связей каждого участка;

3. повышение степени саморегули­рования участком вследствие увеличения внутренних свя­зей на участке.

При использовании смешанной формы специализации наиболее сложные и трудоемкие детали обрабатываются на спе­циально выделенных предметных участках или линиях, а все прочие детали - на технологически специализированных уча­стках с групповой расстановкой оборудования.

В число вспомогательных подразделений обрабатывающих цехов могут входить:

• заготовительные отделения (осуществляют операции по предварительному раскрою материалов, центровке и обдирке заго­товок);

• ремонтно-механические участки (выполняют текущие и средние ремонты оборудования цеха, проводят его периодические осмотры, проверку, чистку и смену масел);

• инструментально-раздаточные кладовые (обеспечивают рабочих цеха необходимым инструментом, контролируют движение инструмента в цехе и организуют передачу изношенного инструмента общезаводским инструментальным службам для восстановления и ремонта);

• участки централизованной заточки инструментов (производят централизованную заточку режущего инструмента);

• мастерские по ремонту приспособлений (осуществляют ремонт, восстановление и модернизацию используемой на рабочих местах цеха технологической оснастки);

• пункты технического контроля (выполняют промежуточный пооперационный и окончательный контроль качества изготавливаемых в цехе деталей);

• внутрицеховые склады и кладовые (осуществляют хранение поступающих в цех заготовок, полуфабрикатов с незаконченной обработкой и полностью готовых деталей. предназначенных для передачи в сборочные цеха).