книги из ГПНТБ / Берман, А. Г. Ритмичность производства в машиностроении и приборостроении (организационно-экономические вопросы)

выпуска, технологии производства, чем участки (линии), на ко­ торых выпускается большая номенклатура изделий одинакового или близкого, отраслевого и, тем более, межотраслевого назна­ чения, пользующихся устойчивым спросом. Однако во всех слу­ чаях организации многопредметных поточных участков и линий необходимо избегать чрезмерного усложнения конструкции тех­ нологического и транспортного оборудования и оснащения, как правило, связанного с понижением их надежности. Весьма важно также обеспечить минимальные затраты времени на переналадку оборудования линии при переходе от изготовления одной группы изделий к другой.

Общая удельная трудоемкость переналадок и настройки ме­ ханизированных и автоматизированных линий равна сумме удель­ ных погрупповых трудоемкостей [79, 80]:

ответственно: агрегатов, выполняющих механизированные опе­ рации; всех основных и вспомогательных инструментов линии; зажимных устройств и другой технологической оснастки; всех транспортеров, конвейерных устройств, электрических устройств, включая контрольные приборы, гидравлических, пневматических и бункерных устройств.

Действительное время переналадки — интервал времени, в те­ чение которого участок (линия) не выдает продукции. Этот ин­ тервал времени зависит от совмещения времени переналадки с временем выработки задела и временем запуска деталей нового наименования.

На автоматических линиях с жесткой связью запуск новых изделий возможен только после полной выработки задела на всех рабочих позициях и после полной переналадки и настройки всех устройств линии. Время ручной переналадки линии в часах (Тр)

где ka — число наладчиков, одновременно занятых переналадкой и настройкой линии.

Действительное время переналадки механизированных линий

(Т’пна. ч) равно:

для автоматических линий с жесткой связью между агрегатами

Т = Т А-Т

1 пн а ж j пн Т ■* э)

271

где Т3— время запуска, равное длительности цикла изготовления изделия от запуска до съема с последнего рабочего места, ч; для автоматических линий с гибкой связью, оборудованных накопителями и транспортными устройствами, в которых создается

межоперационный задел,

Тпн аг — Т пн ~ {~ Т 3 —S T3 —IjV

где П — время запуска новых изделий, ч; — совмещение интервала времени переналадки с временем запуска новых изде­ лий, ч; 2 Х — совмещение интервала времени переналадки с пе­ риодом времени выработки межоперационного задела, ч.

Из сказанного можно заключить, что время простоя линий в связи с переналадкой зависит от многих факторов: от действи­ тельного времени переналадки, времени запуска Т3, времени за­ пуска новых изделий, от совмещения интервала времени пере­ наладки с временем запуска на новые изделия и с периодом вре­ мени выработки межоперационного задела. Эти факторы харак­ теризуют технологический и организационно-производственный регламент линии.

Показателем гибкости автоматических линий при переналадке и настройке их на выпуск изделий другой конфигурации и раз­ мера может служить коэффициент

изделия на линию с временем переналадки и с временем выработки

действительное время, затрачиваемое на переналадку и настройку линии.

Принимая во внимание показатели, характеризующие гиб­ кость каждого варианта линии, следует при сравнении различ­ ных организационных форм потока, и в первую очередь при вы­ боре однопредметной или многопредметной линии, а также при закреплении за линией номенклатуры изделий, типоисполнений и типономиналов, принимать во внимание длительность и стои­ мость переналадок, включая материальный ущерб, связанный с недовыпуском продукции из-за переналадок (см. формулу рас­ чета У на стр. 254).

Чем меньше суммарное время, затрачиваемое на переналадки, по отношению к общим затратам времени на производство изде­ лий, тем выше гибкость поточной линии как при существующей номенклатуре выпуска, так и при реорганизации линии в случаях изменений номенклатуры, диктуемых научно-техническим про­ грессом.

272

В соответствии с этим показателем гибкости переналаживае­ мых МНПЛ с последовательным чередованием партий может служить коэффициент

T>'r= = 1 - J ^ - » (82)

ктI Ср

где £ П — суммарное время простоев из-за переналадки; k —

число рабочих мест на линии; г1ср — среднее значение величины частных ритмов выпуска изделий на линии.

Чем меньше величина ^ /7, тем ближе коэффициент тр к еди­

нице, а следовательно, тем выше уровень гибкости производства. На многопредметных поточных участках с групповым чередова­ нием партий этот коэффициент определяется в соответствии с фор­ мулами, приведенными в табл. 12, следующим образом. На уча­ стках первых двух разновидностей

X (S <пз)срX с/

Если количество комплектов различных наладок на каждом рабочем месте велико, а тем более, когда в каждом случае пере­ хода к изготовлению очередного наименования изделий необхо­ дима смена наладок на всех рабочих местах линии, задача повы­ шения гибкости путем совершенствования самих наладок, а также оптимального выбора очередности запуска различных изделий приобретает особое значение.

В наиболее сложном, комплексном виде вопросы гибкости предстают в ритмичном производстве машин и приборов, ре­ гулярно выпускаемых в значительных количествах, в случае перехода на выпуск новой модели.

Необходимо четко различать модификации существующей мо­ дели, сопряженные с частичным совершенствованием отдельных механизмов, сборочных единиц, деталей, с некоторым улучшением технико-эксплуатационных параметров изделия, частичным улуч­ шением технологических методов производства, и переход на вы­ пуск новой модели, связанный с освоением новых конструкций, новых технологических процессов, с небоходимостью создания и

Тенденции и темпы модификации существующей модели должны, на наш взгляд, прогнозироваться при организации рит­ мичного производства, рассчитанного на определенный период выпуска конкретной модели.

Разработка принципов и методов организации наиболее тех­ нически совершенного, осуществляемого в кратчайшие сроки и наиболее экономичного перехода предприятия со сложным ком­ плексом цехов на новую модель машины (прибора) представляет собой самостоятельную и весьма важную задачу.

Приведем некоторые примеры разработки прогнозов, позволяю­ щие раскрыть существо и методы решения этой сложной и важ­ ной задачи применительно к повышению гибкости ритмичного производства.

В конце февраля 1968 г. президент американской фирмы

«American Electrik Power Company» опубликовал следующие дан­ ные о будущем атомной энергетики [77]. К 2065 г. атомные элек­ тростанции будут давать 95% всей энергии; устанавливаемая мощность АЭС достигнет в 1980 г. 115 000 МВт. Потребность в угле снизится в 2065 г. с 250 млн. т (1966 г.) до 200 млн. т, а удель­ ный вес ТЭС на угле — в общем балансе электроэнергии — сни­

Развитие атомной энергетики, систематическое расширение номенклатуры и совершенствование конструкции атомных реакто­ ров вызовет в жизни специальные подотрасли машиностроения и приборостроения.

Правильный прогноз должен основываться на определении времени, требующегося для разработки, строительства и монтажа нового энергообрудования и на знании полезного срока службы энергообрудования после ввода его в эксплуатацию.

На основании прошлого опыта можно считать, что на изго­ товление и монтаж основного оборудования требуется примерно 5 лет и для ввода его в энергосистемы еще 5 лет, а полезный срок службы равен 30—50 лет.

Для нового оборудования, находящегося в стадии научноисследовательской и опытно-конструкторской разработки (но­ вые типы ядерных реакторов и др.) потребуется еще 10 лет на до­ водку и испытание как в лабораторных условиях, так и в энерго­

Для оборудования, находящегося в настоящее время в ста­ дии научного исследования, не получившего еще технологического и экономического обоснования (например, магнитогидродинами­ ческие генераторы) потребуется еще минимум 10 лет на дальней­ шие исследования, 10 лет на доводку и испытания и до 10 лет на

274

изготовление, установку, ввод в систему. Оно будет введено в экс­ плуатацию только в 1995 г. и будет использоваться до 2025 — 2045 гг.

Предполагается, что энергопотребление будет удваиваться Через каждые Шлет. Нагрузка системы увеличится в 10разв2000г. и в 80 раз в 2030 г. по сравнению с 1967 г.

Основные линии развития электроэнергетики, кратко оха­ рактеризованные выше, позволяют запроектировать размеры потребности в различном энергетическом оборудовании и аппара­ туре для атомных электростанций с учетом роста потребности в электроэнергии для разных целей. Становится возможным на­ метить технико-эксплуатационные параметры оборудования, ка­ белей и других средств передачи энергии, применение новых технологических методов, изменения трудоемкости, а также себе­ стоимости их изготовления. Это позволяет построить прогноз развития соответствующих отраслей и подотраслей промышлен­ ного производства, специализации и кооперирования предприя­ тий, входящих в их состав.

Таким образом подводится необходимая база для разработки исходных данных, позволяющих обоснованно прогнозировать номенклатурные программы выпуска соответствующего оборудо­ вания и аппаратуры и предвидеть на обозримый период времени дальнейшие изменения их параметров и программ выпуска, дик­ туемые научно-техническим прогрессом.

Интересны прогнозы оптимальных параметров агрегатов и состава машинно-тракторного парка в сельском хозяйстве, рас­ считанные на достижение минимума приведенных затрат, приходя­

их использования в течение года. Если трактор в течение сезон­ ного фонда, равного 5280 ч, используется 1500—2000 ч, то трак­ торный плуг работает 420 ч, культиватор — 400 ч, зернокомбайн —

300 ч, сеялка —• 150 ч.

Существенно влияют на выбор параметров агрегатов и со­ став парка машин, организационно-хозяйственные и природноклиматические условия: температура воздуха, осадки, удельное сопротивление почвы при обработке, рельеф местности, площадь и соотношение сторон полей и длины гонов, их средневзвешенные значения в степи, лесостепи, полесье.

На показатели использования мобильных сельскохозяйствен­ ных агрегатов влияют следующие условия эксплуатации: углы наклона местности, удельное сопротивление почв при вспашке, влажность почвы и другие климатические условия. В частности, тяговые свойства тракторов завися^ от типа двигателя, типа про­ изводственного фона использования машин (грунтовая дорога, стерня или асфальт). Тяговое сопротивление сельскохозяйствен­ ных машин возрастает с увеличением скорости движения.

Условия эксплуатации и Параметры агрегата определяют за* висимость между его кинематической характеристикой, разме­ рами загонки и скоростью движения. В различных конкретных условиях существует оптимальное соотношение основных пара­ метров агрегатов, обеспечивающее достижение максимально воз­ можной для достигнутого технического уровня производства производительности труда (конструктивная ширина захвата, ра­ бочая скорость движения, мощность двигателя, вес, координация центра тяжести и др.).

Нахождение оптимального соотношения является многофактор­ ной и многовариантной задачей. Поэтому ее решение требует применения математических методов и ЭЦВМ.

Чтобы найти наиболее рациональное соотношение параметров машин и определить наиболее рациональный режим работы агре­ гатов, необходимо установить зависимость между затратами мощ­ ности, параметрами и режимами их работы.

Затраты мощности зависят от потерь в связи с буксованием и извилистым движением, от характера технологического про­ цесса (содержания работ). Мощность затрачивается на преодоле­ ние сопротивления движению в зависимости от рельефа местности, тягового сопротивления, силы инерции ветра.

Модель задачи прогнозирования оптимального состава машиннотракторного парка должна учитывать потребность в технике для условий каждой типичной сельскохозяйственной зоны и подзоны. Прогноз составляется на перспективу 15—20 лет.

Исследованию типажа и структуры машинно-тракторного парка должно предшествовать исследование оптимальных пара­ метров агрегатов на отдельных видах работ.

Не вдаваясь в формализацию модели и ограничений, с учетом которых она должна быть решена, отметим, что факторы, которые определяют оптимальное соотношение характерных параметров каждого агрегата и оптимальный состав всего парка, необходимого для комплексной механизации процессов производства в сель­ ском хозяйстве, могут служить достаточной основой для раз­ работки прогнозов. Прогнозированию подлежат номенклатура машин, характеризующихся определенными параметрами, по­ требность в этих машинах на обозримый период времени с уче­ том планомерного освоения новых сельскохозяйственных райо­ нов, развития науки в различных отраслях животноводства, растениеводства и полеводства, повышения урожайности полей, роста производительности труда на основе совершенствования конструкции агрегатов и последовательной механизации и частич­ ной автоматизации процессов сельскохозяйственного производ­ ства.

Важно подчеркнуть, что предложенная в работе [97] мате­ матическая модель предусматривает выбор оптимального реше­ ния с учетом стоимости машин и расходов в процессе их эксплуа­ тации.

2 7 6

Следовательно, решая задачу оптимизации параметров раз­ личных агрегатов для различных условий эксплуатации и опре­ деляя оптимальное соотношение различных агрегатов в парке сельскохозяйственных машин, мы не только повышаем эффектив­ ность комплексной механизации процессов сельскохозяйствен­ ного производства. На основе тех направлений прогнозирова­ ния, которые кратко охарактеризованы выше, мы можем доста­ точно обоснованно решать вопросы размера и специализации предприятий сельскохозяйственного машиностроения, доста­ точно уверенно выбирать наиболее рациональные разновидности поточных участков и линий, рассчитывать их технологические и организационно-производственные параметры с учетом неизбеж­ ных изменений в обозримом периоде времени, диктуемых научнотехническим прогрессом.

Энергоагрегаты и энергоблоки, даже при высоком уровне унификации их конструкций, явятся объектами производства для тех разновидностей равномерного производства, которые характерны для предприятий единичного и мелкосерийного вы­ пуска. Сельскохозяйственные агрегаты при надлежащем обосно­ вании их технических и экономических параметров и программы выпуска должны изготовляться на высокомеханизированных и автоматизированных поточных участках и линиях, на которых достигается непрерывность и ритмичность работ и выпуска, высокая степень использования основных и оборотных фондов.

Разработка прогнозов развития машиностроения и приборо­ строения, продукцией которых оснащаются легкая, пищевая и другие отрасли промышленности, выпускающие изделия широкого

ипостоянного спроса, требует разработки методов прогнозиро­ вания спроса на эти изделия. Так, например, для разработки прогнозов научно-технического развития и, в частности, развития

иукрепления ритмичного производства в полиграфическом ма­ шиностроении необходимо изучение и прогнозирование струк­ туры полиграфической промышленности, величины и структуры спроса на различные виды ее продукции, изменений техничес­ кой базы и технологических методов изготовления полиграфи­ ческой продукции.

Весьма содержательным и полезным примером построения

научно-технических прогнозов на примере полиграфической про­

факторов, влияние каждого из которых должно быть исследовано раздельно по внутреннему потреблению и экспорту.

Существенно важно определить исходный уровень внутрен­ него потребления и проанализировать, какие функции являются наиболее подходящими для оценки темпов роста.

Характерным для уровня производства книг и брошюр мо­ жет быть развитие числа наименований (абсолютное и на 1000 чел.

277

Населения), изменение числа книг (тиражей) на 1000 чел. Эти по­ казатели подлежат сравнению с теми же показателями высоко­ развитых промышленных стран.

В ГДР для прогнозирования роста потребления выбрана сте­ пенная функция, допускающая три стратегии: увеличивающегося, постоянного и снижающегося прироста, y — ab*, где у — количе­ ство наименований или книг на 1000 чел. населения; а — уро­ вень исходного года; t — число лет. Параметр Ь, который на­ зывают относительным коэффициентом эластичности, выражает

динамику развития процесса роста: b = Е (t) = ~ .

При определении уровня потребления в прогнозируемом пе­ риоде необходимо исследовать и принять во внимание связь между денежными доходами населения и расходами на книги и брошюры, связь численности научно-технических кадров и количества изданий определенных групп печатной продукции.

Прогнозы этих показателей позволяют проверить возможность достижения первоначально установленного уровня цели и ввести дополнительные коэффициенты корреляции и вычисленные рег­ рессионные функции, что повышает достоверность прогноза.

Составление прогнозов развития экспорта печатной продукции

ние изменений важнейшей техники и технологии, тенденций к комбинированию различных возможностей удовлетворения уже существующих и новых потребностей.

Широкое применение найдут фотонаборные машины, элек­ тронно-вычислительные установки, электронные аппараты для цветоотделения и печатания тиража.

Основные изменения методов и техники полиграфического производства определяются внедрением светового набора, цвето­ отделения и изготовления печатных форм с помощью электро­ ники, новых материалов и методов изготовления стереотипов, увеличением объемов ротационной печати примерно на 150%, увеличением скорости печатания до 1000 м/мин, постоянным улуч­ шением материалов и аппаратуры для офсетной печати, внедре­ нием электронных машин и новой техники для клеевого скреп­ ления, и усиленным развитием поточных методов на переплет­ ных работах. Многие процессы на крупных полиграфических предприятиях уже до 1980 г. будут почти полностью автоматизи­ рованы. Прогнозируется в конце периода возможность создания основного типа такой машины, которая в равной мере будет ис­ пользоваться для высокой офсетной и глубокой печати.

Даже такой краткий и общий обзор методов подхода к опре­ делению развития спроса на различные виды полиграфической продукии с учетом большого комплекса социально-экономических факторов, к разработке научно-технических прогнозов развития

278

техники и технологии в отрасли дает возможность видеть основ­ ные принципиальные направления этой большой и сложной ра­ боты, позволяет оценить ее значение для разработки прогнозов развития полиграфического машиностроения, без которых не­ возможна планомерная работа по развитию ритмичного производ­ ства в этой подотрасли.

Исходя из того, что на основе использования дешевой электро­ энергии должна получить широкое развитие электрификация быта, рассмотрим методику прогнозирования параметров электро­ бытовых приборов (холодильников, стиральных машин, пылесо­ сов и др.) и потребности в них населения [39].

Специфика прогнозирования этой потребности состоит в том, что оно должно быть основано на систематическом изучении спроса населения, его зависимости от совокупности полезных свойств соответствующих приборов, удовлетворяющих потребности, се­ мейных бюджетов (покупательных фондов), чувствительности спроса к изменениям цены, насыщенности этими приборами.

В СССР разработаны следующие методы прогнозирования объема и структуры платежеспособного спроса: 1) установлены рациональные нормы потребления, основанные на изучении по­ требностей различных групп населения с учетом климатических зон, сроков службы приборов, требований к санитарии и гигиене в быту; 2) определены экономические группировки населения, построены модели потребления и показатели эластичности спроса, основанные на корреляционном анализе.

Очевидно, что нормы потребления товаров длительного поль­ зования изменяются под воздействием роста производительных сил страны и развития общественного производства, уровня культуры населения, его материального благосостояния, со­ циально-экономических и других факторов.

Существенное значение имеют улучшение технико-эксплуата­ ционных параметров приборов, сроки физического и морального их износа, перспективы роста обеспеченности страны дешевой электроэнергией, развитие экономической интеграции социали­ стических стран, прогнозируемый рост численности населения, в том числе городского. Прогнозы потребления должны соче­ таться с прогнозами производства, т. е. развития производствен­ ных мощностей предприятий соответствующей подотрасли про­ мышленности.

Развитие коммунального обслуживания и рост материального благосостояния населения на основе роста денежных доходов и снижения розничных цех на электробытовые приборы — важ­ нейшие экономические факторы, поддающиеся более или менее точному прогнозированию, оказывающие громадное влияние на формирование платежеспособного спроса.

Наиболее сложным элементом прогнозирования платежеспособ­ ного спроса является определение новой номенклатуры электро­ бытовых приборов, расширяющих возможности коммунального

279

обслуживания и повышающих уровень механизации работ в до­ машнем хозяйстве. В решении этой задачи существенную роль играет опыт различных стран и изучение патентной литературы, а также разработок специализированных научно-исследователь­ ских и опытно-конструкторских организаций. При этом нужно иметь в виду, что потребности в продовольственных товарах имеют физиологические пределы, а в промышленных товарах эти пределы значительно шире и повышение денежных доходов и культуры населения определяет тенденцию повышения доли расходов на бытовые приборы, облегчающие и украшающие быт. И здесь важно обоснованно определить уровень обеспеченности населения соответствующими приборами в каждом t-u отрезке времени с учетом факторов, определяющих его повышение и пре­ дел насыщенности с учетом сроков физического и морального из­ носа приборов.

Очевидно, что для приборов, поль ующихся спросом, обеспе­ ченность населения ими должна расти по мере повышения денеж­ ных доходов и роста населения как в городах, так и в сельских местностях; повышение цен должно обусловливать снижение обе­ спеченности и наоборот.

Прогнозируя в каждом году денежные доходы семьи, рост городского и сельского населения, индекс цен, потребительную стоимость каждого вида приборов, включая и новые виды, про­ гнозируемые в связи с научно-техническим прогрессом, можно, очевидно, запроектировать номенклатурную программу выпуска электробытовых приборов по годам, размеры и специализацию соответствующих предприятий, развитие на них ритмичного производства.

4. Примеры расчета и оценки гибкости производства

Первые попытки применить и развить методику проек­ тирования и расчета поточных линий с учетом требований гибко­ сти были сделаны при исследовании путей развития ритмичного производства в сборочных цехах приборостроительных заводов, выпускающих регулярно мелкими сериями сложные приборы вы­ сокой точности.

Как правило, период освоения производства этих приборов длится не меньше 2—3 лет, а период производства — до коренной модификации конструкции — 5—7 лет. Программа выпуска может ежегодно меняться как в сторону увеличения, так и умень­ шения.

В основу расчета организационно-производственных парамет­ ров поточных участков и линий, отвечающих требованиям гиб­ кости, наиболее правильно принять три варианта количествен­ ной потребности по номенклатуре изделий за срок эксплуатации оборудования и морального износа прогнозируемых конструкций изделий.

280