Типы производства и специализация

Тип производства	Специализация
Массовый	Подетальная (поточная линия)
Серийный, мелкосерийный	Предметная
Единичный	Технологическая

§2.6. Методика проектирования производственной структуры

Любое проектирование начинается с анализа. Анализ производственной структуры может быть выполнен вручную или с помощью вычислительной техники.

Анализ производственной структуры осуществляется в несколько этапов:

• анализ сборочной стадии;

• анализ обрабатывающей стадии;

• анализ заготовительной стадии.

Традиционный анализ выполняется по следующей схеме, показанной на рис. 2.15 и в табл. 2.15.

Рис. 2.15. Анализ производственной структуры

Таблица 2.15

Последовательность основных операций анализа и синтеза

производственной структуры

Наименование	Содержание	Метод реализации	Средства осуществления
Анализ существующей структуры	Выявление пригодности производственной структуры производственным процессам	1. Интуитивный метод. 2. Формализованный	1. Вручную. 2. С помощью информационных технологий (IT)
Классификация деталей (сборочных единиц)	Выявление конструктивно-технологически однородных групп деталей	1. Субъективный. 2. Формализованно-объективный (метод распознавания образа)	1. Вручную 2. С помощью IT
Формирование структурных подразделений	Определение состава и специализации подразделений. Создание подразделений с максимально однородными условиями производства	1. Интуитивный 2. Метод статистических испытаний и моделирования	1. Вручную 2. С помощью имитационных машин и IT
Расчет экономической эффективности	Сопоставление затрат на проектирование производственной структуры и экономических показателей предприятия	Формализованный	1. Вручную 2. С использованием IT

Производственная структура предприятия, ее достоинства и недостатки выявляются в процессе анализа.

Анализ движения деталей ведется по маршрутной ведомости и определяет количество и объем работ изделий (деталей), которые проходят по данному маршруту (табл. 2.16).

Таблица 2.16

Анализ по маршрутной ведомости

Маршрут	Изделие (деталь)
	А	В	С
1-9-2-3-10	90	2	100
1-2-3-5-10	1	20	150
1-2-9-2-9-10	80	30	1
1-9-2-9-3-10	25	100	15

Проектирование производственной структуры происходит на двух уровнях – макропроектирование (ведем анализ структуры и осуществляем классификацию изделий и деталей) и инженерное проектирование.

Анализ ведется по стадиям отдельно, начиная со сборочной, обрабатывающей и заготовительной.

I этап. Классификация изделий.

Включает признаки:

• серийность;

• степень постоянства выпуска продукции;

• форма организации сборочного процесса и длительность цикла.

По первому признаку выделяют изделия массового, серийного и единичного производства.

По второму признаку – регулярно повторяющиеся изделия в производстве, нерегулярно повторяющиеся и неповторяющиеся.

По третьему признаку – изделия для поточной сборки и изделия для партионной или бригадной сборки. Последние в свою очередь делятся на изделия с коротким и длительным циклами.

Эти признаки необходимы для проектирования производственной структуры.

На II этапе классификации подлежат детали.

В цехах механообработки изготавливают большое количество деталей. Для классификации берем выборку:

, (2.15)

где D – генеральная совокупность объектов;

D – доля ошибки (~ 5%);

n – объем выборки (т.е. число объектов, необходимых для классификации, отражающих всю совокупность изделий, деталей на предприятии, в цехе).

Классификация деталей для механической обработки в рамках выборки ведется по признакам, на основании которой строят дерево вхождения деталей.

Признаки конструктивно-технологические:

Р₁ – конструктивный тип детали (корпус, вал, втулка, диск),

Р₂ – форма обрабатывающей поверхности (призма, тело вращения, плоские),

Р₃ – материал (сталь, цветной металл, не металл),

Р₄ – масса,

Р₅ – технологический маршрут.

Для определения специализации участков этих признаков недостаточно, поэтому проектирование производственной структуры осуществляется на базе двух групп признаков: конструктивно-технологических и организационно-плановых признаков.

Организационно-плановые признаки:

• показатель относительной трудоемкости деталей;

• показатель массовости, характеризующий тип производства;

• признак общности наладки оборудования.

Конструктивно-технологические признаки:

• форма обрабатываемых поверхностей (определяет форму обработки);

• вид заготовки (определяет форму обработки и вид оборудования);

• габариты деталей (определяет размер оборудования);

• конструктивный тип детали (определяет выбор оборудования);

• технологический маршрут (определяет типоразмер оборудования и его расстановку).

По конструктивно-технологическим признакам мы стремимся к определенной форме специализации, т. е. к созданию предметных, подетальных или технологических участков.

Организационно-плановые признаки требуют создания участков, близких по типу производства и равновеликих по относительной трудоемкости обработки.

Такой признак, как общность наладки, требует обработки деталей разного конструктивного типа на одном участке при условии общей наладки рабочих мест (т. е. валы, втулки, корпуса, имеющие автоматную обработку, должны обрабатываться на одном участке).

Показатель относительной трудоемкости детали дает возможность сформировать равновеликие участки.

Физический смысл показателя относительной трудоемкости (К_gi) – обезличенное число рабочих мест, необходимых для обработки детали. Он рассчитывается по формуле:

, (2.16)

где t_шт.ij – время обработки i-й детали по всем j-м операциям;

N_i – программа выпуска деталей;

К_о – число операций;

К_в – коэффициент выполнения норм;

60 – перевод часов в минуты;

F_э – эффективный фонд времени работы оборудования (располагаемый – F_р, действительный – F_д).

Фонд времени работы оборудования определяется по формуле:

, (2.17)

где Д – число рабочих дней в году;

d – число часов в смене;

с – число рабочих смен;

β – процент времени простоя оборудования в ремонте (плановый простой).

Показатель относительной трудоемкости (К_gi) можно рассчитать по формуле:

(2.18)

Такт выпуска комплекта деталей (r) – период времени между выпуском (запуском) двух одноименных (смежных деталей)

. (2.19)

В серийном и мелкосерийном типе производства такт используется как расчетная величина.

При создании равновеликих участков учитываются организационно-плановые признаки.

, (2.20)

где А – целое число, которое получается делением суммарного К_gi на число участков цеха (n_y).

(2.21)

(2.22)

Число участков определяется исходя из расчетного числа рабочих мест (S_p) и нормы управляемости одним мастером (Н_у).

Норму управляемости мастера можно определить по формуле

, (2.23)

где С_р – средний разряд работ,

К_з.о – коэффициент закрепления операции.

По данным НИИ труда, H_у = 25–40 рабочих мест (в массовом типе производства – 40 рабочих мест; в мелкосерийном – 25 рабочих мест).

На каждом участке определяется необходимое количество оборудования (2.24)–(2.26), для чего определяем потребный (F_потр) и располагаемый (F_расп) фонды времени работы оборудования.

(2.24)

(2.25)

_(2.26)

, (2.27)

где j – вид оборудования,

h_з – коэффициент загрузки (определяется по каждому оборудованию),

h_з – планируемый коэффициент загрузки h_з = 0,8–0,85.

Если h_з < 0,5, то необходимо провести внутри- или межучастковую кооперацию.

Таким образом, производственная структура цеха – это состав производственных участков (основных и вспомогательных), их специализация и формы взаимосвязи.

Участок – наименьшее административно-производственное подразделение, предназначенное для выполнения части производственного процесса, управляется мастером участка (сменным).

Цехи заготовительной стадии характеризуются постоянством производственной структуры и специализируются по технологическому признаку.

Цехи обработочной и сборочной стадии имеют динамичную производственную структуру.

Групповое производство – разновидность производственной структуры стадии производственного процесса (за производством закрепляется несколько типов деталей) (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Групповое производство

Групповая организация производства – совместное изготовление или ремонт группы изделий разной конфигурации на специализированных рабочих местах.

Организационной основой является специализации рабочих мест, технологической основой – унифицированный технологический процесс.

Групповое производство по современной терминологии может быть отнесено к «бережливому производству» и организовано на уровне цеха, участка, многономенклатурной поточной линии.

При групповой технологии процесс разрабатывается на комплексную деталь и проектируется общая наладка и обслуживание.

Групповое производство дает возможность перейти к наиболее эффективной производственной структуре (рис. 2.16).

Проектирование производственной структуры заканчивается размещением оборудования на плане цеха. При размещении оборудования необходимо руководствоваться принципами организации производственного процесса: прямоточностью, ритмичностью, непрерывностью.

При планировке следует учитывать удобства ремонта оборудования, хранения тары, организации многостаночного обслуживания, требования техники безопасности, эргономичности, экологичности.

В качестве критерия эффективности планировки может быть выбран минимум грузооборота, минимум производственного цикла, минимум незавершенного производства, кратчайший путь транспорта.

Пространственная структура выполняется в генеральном плане – проектируемое или практически сложившееся размещение цехов, служб, коммуникаций, согласованных с особенностями местности, требованиями территории и охраны окружающей среды.