7.4.2 Оценка организационного уровня построения производственных систем

Уровень организации производства предопределяется его типом. Основной параметрической характеристикой типа производства является коэффи­циент закрепления операций К_з.о. Согласно ЕСТПП (ГОСТ 14.004—4) этот коэффициент представляет со­бой отношение различных технологических операций (деталеопераций), выполненных или подлежащих вы­полнению в течение месяца Д_о, к числу рабочих мест S:

К_з.о = D_o/S_{оп/р.м. .}

Как видно из формулы, К_з.о показывает сред­нее число операций, выполняемых на одном рабочем ме­сте участка (цеха) в течение месяца. Он характеризует частоту прерывности процессов на рабочих местах. На­пример, если К_з.о = 44 оп/р. м, то это означает, что на каждом рабочем месте в среднем будет две переналад­ки в смену (при 22 рабочих днях в месяце).

Число рабочих мест определяется по формуле:

,

где t_i — трудоемкость изготовления единицы i-той про­дукции, ч; N_i — месячный объем выпуска i-той продук­ции, шт.; F_э — месячный эффективный фонд рабочего времени единицы оборудования, ч; К — количество но­менклатурных позиций изделий.

Подставив это выражение в первую формулу, получим:

Отсюда видно, что К_з.о зависит от двух факторов: трудоемкости изготовления и объема выпуска продукции, так как величины D_o при данном технологическом процессе и F_э по принимаемым организационным усло­виям относительно постоянны.

ГОСТ 3.1108—74 установлены следующие градации К_з.о: для мелкосерийного производства 20 < К_з.о Ј 40; се­рийного — 10 < К_з.о Ј 20; крупносерийного – 1 < К_з.о Ј 10; мас­сового — К_з.о = 1.

Коэффициент К_з.о, характеризуя тип производства, одновременно позволяет оценить и его организационный уровень. Известно, что для массового производства ха­рактерен высокий уровень специализации рабочих мест. Значит, чем меньше абсолютное значение К_з.о, тем выше организационный уровень производства, и наоборот.

Для обоснования проектных решений по повышению организационного уровня необходимо исследовать закономерности развития эк­стенсивной и интенсивной составляющих производствен­ной структуры. «Экстенсивная структура, — пишет М. И. Сетров, — существует (развернута) в пространст­ве, интенсивная — во времени. Организация есть един­ство экстенсивной и интенсивной структур, и вне этого единства она не существует. Однако можно сказать, ис­ходя из «генетического принципа», что важнейшей и в определенном смысле «первичной» среди них является экстенсивная структура систем. Действи­тельно, прежде чем начать изменяться во времени, то есть проявлять ди­намичность, система должна возникнуть как нечто ус­тойчивое и притом существующее в пространстве»¹.

Для описания экстенсивной структуры применяют пространственную декомпозицию, то есть вычленяют иерар­хическую сеть связей элементов системы или связи ее с другими системами, являющимися ее «окружающей средой». Сеть устойчивых связей элементов системы от­ражает ее внутреннюю структуру (морфологию), а свя­зи с «окружающей средой» — внешнюю структуру. Мор­фологическая структура системы является трехуровне­вой: первый уровень образует технологическая, второй — производственная, а третий — организационная структу­ры. Взаимодействие элементов технологической струк­туры имеет силовой (энергетический) характер; произ­водственная структура представляет собой сеть потоков предметов труда или продукции, а организационная — сеть преимущественно информационных потоков.

Наиболее существенными признаками производствен­ной структуры системы являются: ее состав, закон ком­позиции (исходя из формы специализации) и структура (состав и уровень) кооперационных связей. Важнейшая характеристика производственной структуры — форма специализации ее основных первичных подразделений, предопределяющая состав системы, закон ее компози­ции и объем вертикальных (внешних) и горизонтальных (внутренних) кооперационных связей между производст­венными подразделе­ниями и между их первичными эле­ментами.

При наличии планово-организационных условий наи­более эффективными являются целевые предметная и подетальная формы специализации производственных подразделений. При переходе от технологической спе­циализации к предметной и подетальной уровень орга­низации производства повышается.

При оценке и анализе организационного уровня ПС очень важно определить степень ее предметной и поде­тальной специализации на основе построения графа коо­пе­рационных связей. Под структурой кооперационных связей понимают характеристику сети связей, моделью которой является граф. Его вершины отражают элемен­ты системы, а дуги — их связи. В работах по теории ин­формации мера организованности отождествляется с ме­рой информации, которая определяется как функция ко­личества разнообразных связей между подразделения­ми ПС. Вероятность порядка будет выше в той системе, где число элементов внутри подразделений и внешних связей между последними ограничено. Эти ограничения определяют организационную целостность системы, уро­вень реализации основных принципов организации про­цессов и эффективность ПС.

При такой трактовке уровень связей по кооперации выступает в качестве критерия прогрессивности и рацио­нальности организационного построения ПС. При низком уровне связей будет обеспечен максимум пропускной способности ПС по объему производства. Отсюда следу­ет, что для оценки уровня организации необходимо рас­смотреть кооперационные связи между подразделени­ями ПС.

К числу основных характеристик связей относятся: их физическое наполнение, направленность, продолжи­тельность, напряженность (мощность) и роль в системе. По физическому наполнению связи можно подразделить на предметные (вещественные), информационные и смешанные, по направленности — на прямые, обратные, контрсвязи и нейтральные (фиктивные). Важная харак­теристика связей — их напряженность (или мощность): число деталей, сборочных единиц и изделий, которые находятся в движении между подразделениями и эле­ментами последних. Система существует как некоторое целост­ное образование только тогда, когда напряжен­ность существенных связей между ее элементами боль­ше, чем напряженность связи их с окружающей средой. Напряженность предметных связей оценивается по ин­тенсивности потока деталеопераций, сборочных единиц или изделий.

Роль связи в системе определяется характером ее влияния на ход процессов. Формирование существенных связей элементов, упорядочение распределения их в про­странстве и во времени по существу есть не что иное, как возникновение организации в ПС.

Для отображения связей в структуре ПС был ис­пользован метод графического моделирования производ­ственных потоков на основе теории графов, рассматри­вающей различные формы взаимосвязей между отдель­ными пространственными элементами. На рис. 7.11 показан граф связей (производственных потоков), отобра­жающих движение деталей, сборочных единиц и изде­лий между подразделениями объединения (производст­вами, цехами и участками). Кружочками с цифрами обозначены структурные подразделения (например, цех № 1, участок № 5), а стрелками — направление движения производственных потоков между ними. Напряжен­ность потоков показывается на графе абсолютной вели­чиной (цифрой), проставляемой над стрелкой.

Граф связей дает представление о степени замкну­тости обработки продукции в рамках данной производ­ственной системы, об уровне напряженности ее связей с другими системами и в конечном итоге — об органи­зационном уровне ПС. К достоинствам метода графиче­ского моделирования относится его наглядность, что дает возможность путем анализа и синтеза обеспечить минимизацию числа производственных потоков за счет перераспределения их напряженности. Минимизация ос­новывается на ограничениях, присущих каждому уровню производственной структуры объединения, завода, цеха или участка. В данном случае при анализе внутрицехо­вых производственных потоков с целью совершенство­вания организации их движения необходимо принимать во внимание следующие основные ограничения:

Рис. 7.11. Граф существующих производственных потоков цеха:

Участки: 1 — механический; 2 — слесарно-сборочный; 3 — микроламповый; 4 — диагностической аппаратуры; 5 — печатных плат

• производство (завод) должно быть технологически замкнутым на конечный продукт (изделие, сборочные единицы, детали);

• участки по числу рабочих, приходящихся на од­ного мастера, должны соответствовать норме управляе­мости, чтобы их аппарат управления находился в рав­ных планово-организационных условиях;

• по пропускной способности участки должны быть пропорциональны напряженности производственных по­токов;

• целевое (подетальное или предметное) профилирова­ние участков должно основываться на всестороннем уче­те конструктивных и технологических особенностей из­готовляемых деталей, узлов, изделий.

При анализе уровня специализации и кооперирования всю номенклатуру обрабатываемой продукции делят на две группы: собственную, изготовляемую в данном под­разделении, и кооперационную, обрабатываемую в двух и более подразделениях одной или разных ПС. Продук­цию второй группы подразделяют на обрабатываемую в условиях оправданной и неоправданной кооперации. Оп­равданными считаются те маршруты движения продук­ции, которые диктуются соображениями технологиче­ской и экономиче­ской целесообразности. Неоправданная кооперация, не обусловленная технологической и эконо­мической необходимостью, должна быть устранена тех­нико-организационными мерами. К неоправданной отно­сится и так называемая нейтральная — «фиктивная» — кооперация, когда детали, например из термического цеха, возвращаются в механиче­ский, который сдает их на сборку или в цех комплектации.

Учитывая, что производственная структура — это единство экстенсивной и интенсивной ее составляющих, рассмотрим их более подробно. Экстенсивная составля­ющая характеризуется коэффициентом удельного веса внешней кооперации по числу передач предметов обра­ботки (К_э), который определяется по формуле:

где С_д.с — общее количество внешних (входных и вы­ходных) связей ПС с другими системами; С_в.с — число внутренних связей системы; D_у — количество выходных прямых связей ПС (число деталей, уходящих по коопе­рации в другие ПС); D_в — количество входных связей системы (число деталей, входящих в данную ПС); D’_y — количество входных обратных связей системы (число де­талей, возвращающихся из других ПС); (S_j – 1) — ко­личество прямых и обратных связей по детали в данной системе (необходимое число станков для обработки де­тали в данной ПС с учетом неоднократных возвратов ее на один и тот же j‑тый станок без единицы); d — но­менклатура деталей, подлежащих обработке в данной ПС.

Таким образом, в формуле в числителе — сум­марное количество связей предметов обработки с дру­гими подразделениями, а в знаменателе — суммарное количество их связей, предусмотренных технологическим маршрутом обработки в данном подразделении. В це­лом это отношение характеризует удельный вес внеш­них кооперационных связей по числу передач предметов обработки.

Выше отмечалось, что вероятность порядка будет вы­ше в той системе, где число разнообразных элементов внутри подразделения и внешних связей между подраз­делениями ограничено. Ограничение числа формирую­щих систему разнообразных элементов достигается под­бором и закреплением за ней деталей, сходных в конст­руктивно-технологическом отношении с высокой степенью подобия. Методика расчета меры близости дета­лей и вид функции, а также кодирование их признаков подробно рассмотрены в гл. 7.2. Как показали исследования, достаточная мера близости деталей сугубо приборостроительного профиля должна быть не менее 0,85. При та­ком значении меры близо­сти реально создание группо­вых поточных линий.

Что же касается ограничения внешних связей, то здесь, несмотря на то что любая система характеризу­ется определенным, свойственным только ей уровнем К_э, необходимо стремиться к его рациональному значению — величине, которая в наибольшей мере способствует до­стижению цели (соответствует критерию эффективности) ПС (цеха, участка). Как показали исследования, для ряда предприятий приборостроения такой рациональной величиной экстенсивной составляющей будет К_э  25%.

Оценка интенсивной составляющей производственной структуры осуществляется с помощью коэффициента удельного веса внешней кооперации по трудоемкости (К_и), ­который рассчитывается по формуле:

где Т_д.с — суммарная трудоемкость обработки деталей за пределами данной ПС (по кооперации), нормо-ч; Т_в.с — суммарная трудоемкость обработки деталей в рамках данной ПС, нормо-ч.

Таким образом, в формуле в числителе — объем работ, выполняемых по кооперации на стороне, а в зна­менателе — объем собственных работ в рамках ПС. В целом приведенное отношение характеризует удельный вес трудоемкости работ по кооперации в трудоемкости работ по данной ПС (в %) и степень замкнутости об­работки предметов, закрепленных за ней. Кроме того, коэффициент К_и определяет и такие важные характери­стики связи, как ее продолжительность и роль в систе­ме, влияние на длительность производственного цикла, скорость прохождения деталей в процессе производства, а следовательно, и на оборачиваемость оборотных средств.

Есть предприятия, где вопросы внутрифирменной кооперации регламентируются. Так, в объединении «Ка­лужский турбинный завод» в свое время специальным приказом ус­тановлено, что трудоемкость работ по межцеховой коо­перации не должна превышать 10%, а по межучастко­вой — 15% общей трудоемкости. Для реализа­ции этого положения в объединении постоянно анализируются технологические маршруты. Если они увеличивают напряженность кооперированных связей сверх установленного норматива, то ОГТ должен либо пересмотреть технологию, либо поставить дополнитель­ное оборудование, либо организовать новый участок (при наличии площадей). В цехах на видном месте вывеши­вается граф производственных связей между участками и бригадами с указанием предельной напряженности кооперационных связей. Бригадиры и мастера следят за соблюдением нормативного уровня кооперации, обеспе­чивая и поддерживая тем самым высокий организацион­ный уровень производства.

Как норматив К_и должен устанавливаться для каж­дой ПС расчетным путем. Однако для механообрабатывающего производства ориентировочно определена его рациональная величина. Так, для ряда предприятий приборостроения объем работ по внутрифирменной межцеховой и межучастковой кооперации должен быть в пределах 15% от их месячного объема.

Следует иметь в виду, что достижение оптимальной величины коэффициента К_э, характеризующего экстен­сивную составляющую производственной структуры, не гарантирует получение оптимального уровня коэффи­циента К_и. Наоборот, может оказаться, что достижение оптимального значения одного из них вызовет превыше­ние допустимого значения другого. В этом случае с по­мощью организационно-технологических мер коопераци­онные связи следует довести до рациональных уровней, в нашем случае до К_э  25%, а К_и  15%.

Таким образом, оценка уровня организационного по­строения ПС должна выполняться с помощью коэффи­циента закрепления операций К_з.о и коэффициентов внешней кооперации: по числу передач предметов труда К_э и по трудоемкости К_и. Доведение этих коэффициен­тов до рационального уровня способствует повышению организационного уровня ПС.

По данным проф. В. А. Петрова [43], уменьшение аб­солютной величины К_з.о и ­приближение ее к единице обеспечивает ряд неоспоримых преимуществ технико-организационного порядка: повышение уровня специа­лизации рабочих мест за счет сокращения номенклату­ры обрабатываемых деталей (в 3–5 раз); резкое, в де­сятки раз, сокращение межучастковой кооперации; улуч­шение качества планирования производства; повышение прямоточности и сокращение пути движения деталей (в 5–10 раз); уменьшение потерь на переналадку обо­рудования (в 1,5–2 раза); сокращение межоперационных ­перерывов (на 30–40%); расширение возможностей внедрения групповых и поточных методов обработки, комплексной механизации и автоматизации производст­ва; повышение ответственности коллективов участков за конечный результат работы цеха; создание условий для широкого внедрения бригадных форм труда, хозрасчет­ных бригад и участков. Кроме того, по мере снижения коэффициентов К_з.о, К_э и К_и сокращается длительность производственного цикла и величина незавершенного производства за счет упорядочения движения предме­тов труда и сокращения всех ее составляющих, главным образом величины межоперационного пролеживания де­талей, которая в условиях единичного производства до­стигает 66–80%.