Лекция 5 организация производственного процесса
Программа:
Производственный процесс и его структура. Основные принципы организации производственного процесса. Производственный цикл и его структура. Операционный цикл. Три вида сочетания операционных циклов. Расчет продолжительности производственного цикла простого процесса.
Лекция – 4 часa.
Производственный процесс и его структура
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и естественных процессов, в результате которых исходные материалы превращаются в готовые изделия.
По своему назначению и роли в производстве процессы делятся на основные, вспомогательные и обслуживающие. К основным процессам относят процессы изготовления изделий, составляющих программу выпуска и соответствующих специализации завода. Совокупность основных производственных процессов образует основное производство. Для машиностроительных предприятий основное производство состоит из трех стадий: заготовительной, обработочной, сборочной. В заготовительной стадии производства протекают процессы получения заготовок деталей машин – литых, кованых, штампованных, сварных и др.; в обработочной – процессы механической, термической, химической обработки и др.; в сборочной – заключительной стадии – процессы сборки механизмов, узлов и машин, их испытание, консервация и упаковка для отправления потребителям. При производстве сложных машин испытание, консервация и упаковка выполняются в специализированных цехах.
К вспомогательным процессам относят процессы. Связанные с изготовлением продукции, которая, как правило, потребляется на предприятии в основном производстве. Это изготовление инструмента, штампов, моделей и прочей технологической оснастки, производство ремонтов, выработка всех видов энергии, тары и пр. Совокупность вспомогательных процессов образует вспомогательное производство завода – инструментальное, энергетическое, ремонтное и т.п. Задачей вспомогательного производства является качественное и своевременное обеспечение основного производства всеми средствами технического оснащения и энергоносителей, повышение технического уровня основного производства.
К обслуживающим обычно относят процессы, связанные с оказанием производственных услуг основному производству – транспортировка, складирование и выдача всех материалов и полуфабрикатов в производство, накопление и механизированная обработка научно-технической информации, процессы лабораторных испытаний и анализа материалов, полуфабрикатов; контроль точности приборов, инструмента, применяемого в основных и вспомогательных процессах, и др. Совокупность обслуживающих процессов образует обслуживающие хозяйства – транспортное, складское и другие, обеспечивающие бесперебойную работу основного и вспомогательного производства. В результате этих процессов не создается продукция, а только выполняются услуги.
Состав и взаимосвязь основных, вспомогательных и обслуживающих процессов образуют структуру производственного процесса.
Несколько иной состав имеет опытное производство. В него входят процессы исследования и проектирования новых конструкций машин, технологической, материально-технической и организационной подготовки, производства опытных образцов изделий, изготовления, испытания и доводки проектируемых машин до требований стандартов, технических условий, и требований, установленных по договоренности с заказчиком, сдача технической документации заводам серийного производства, накопление и обработка информации.
Каждая из технологически организованно обособленных частей процесса производства образует частичный процесс, локализующийся в виде цеха, участка.
В организационном отношении, как основные, так и вспомогательные процессы могут быть разделены на простые и сложные. Простыми называют процессы изготовления простых предметов труда, а также отдельно взятые сборочные процессы, например, изготовление детали, сборка механизма, машины и т.п. Простой процесс представляет собой ряд последовательных операций изготовления определенного объекта. Сложный процесс представляет собой совокупность координированных во времени пространственных процессов. Это весь процесс изготовления машины и её испытания.
Основным структурным элементом простого процесса является операция. Операции могут выполняться с участием человека (трудовые операции) и без его участия (естественные). Естественные процессы бывают весьма продолжительны, например охлаждение отливок, сушка после покрытия поверхностей, они могут протекать в течение даже нескольких дней.
Основные принципы организации производственного процесса
Организация производственного процесса предусматривает рациональное сочетание в пространстве и во времени всех основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, обеспечивающее наименьшее время его осуществления. Главная цель организации производственного процесса – всемерная экономия времени, обеспечение высокого качества и эффективности производства продукции.
Каждый производственный процесс, обеспечивая заданный планом выпуск продукции, лишь при соответствующих ему прогрессивных формах и методах организации может обеспечивать высокий экономический эффект. Эти формы и методы организации производственных процессов многообразны. Они определяются множеством условий и прежде всего характером изготовляемой продукции, технологии, объемом и характером выпуска продукции, уровнем механизации и автоматизации процессов изготовления, формами организации труда и др.
Рациональная организация производственных процессов на предприятиях базируется на следующих общих принципах: специализации, пропорциональности, параллельности, прямоточности, непрерывности, ритмичности процесса.
Специализация процесса – это минимизация разнообразия работ и операций, а также режимов обработки и других элементов производственного процесса. Разнообразие операций в процессе зависит прежде всего от номенклатуры изделий, закрепленных за одним производственным подразделением (участком, линией, цехом и др.). В этих условиях процессы нуждаются в частых переналадках, перестройках, что приводит к повышенным потерям. Снижению потерь при этом способствуют совершенство системы оперативного планирования и конструктивно- технологическая унификация.
Конструктивно-технологическая унификация ведет к сокращению номенклатуры выпускаемой продукции и разнообразия технологических процессов (типизации). При этом возрастающий объем производства однотипных изделий (работ, операций) способствует стабилизации условий производства и повышению уровня организации производственного процесса.
В машиностроении различают предметную специализацию, т.е. специализацию по выпуску изделий; подетальную – по выпуску деталей, узлов сборочных единиц, агрегатов; технологическую – по выполнению однородных процессов над различными объектами производства. При организации производственного процесса важно обеспечить высокий уровень его специализации.
Пропорциональность – это согласованность всех элементов процесса и прежде всего по производительности и производственной мощности. Нарушение этого требования приводит к диспропорциям, образованию «узких мест» в производстве, вследствие чего ухудшается использование оборудования и рабочего времени, увеличиваются производственные заделы, удлиняется производственный цикл и др. Все это ведет к снижению эффективности производства.
Для обеспечения пропорциональности производственных процессов необходима оптимизация номенклатурно-количественных заданий по критерию полноты загрузки оборудования. Пропорциональность производственного процесса способствует широкому внедрению комплексной механизации и автоматизации производства, охватывающей основные, вспомогательные и обслуживающие процессы. Количественно пропорциональность, например по мощности, может быть выражена равенством производственной мощности участков или коэффициентом загрузки участков.
Параллельность работ в процессе означает одновременность выполнения операций и частей производственного процесса. Параллельность может иметь место при выполнении самой операции, при протекании смежных операций при выполнении основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.
При выполнении технологической операции параллельность выражается в одновременной работе нескольких станков на операции, в многопредметной обработке на станках, в совмещении машино-автоматической обработки с выполнением рабочими ручных, вспомогательных элементов операции. В простых производственных процессах (при обработке деталей партиями) помимо изложенного имеет место одновременность обработки партии на смежных операциях процесса, а также выполнения вспомогательных и обслуживающих процессов. При организации сложного производственного процесса предусматривается технологически возможная одновременность выполнения простых частичных производственных процессов, т.е. параллельность процессов изготовления заготовок, деталей, узловой сборки и частично общей сборки. Возможность параллельного протекания частичных процессов во многом зависит от степени унификации и взаимосвязи элементов конструкции, позволяющих независимое их изготовление.
Прямоточность означает пространственное сближение операций, стадий процесса, исключающее возвратные движения предмета труда в процессе производства. Для этого операции и частичные процессы пространственно располагают в порядке следования операций технологического процесса, вследствие чего сокращается время прохождения изделия в производстве, а также упорядочиваются грузопотоки и уменьшается грузооборот. В этом случае возникает задача оптимизации расстановки оборудования и расположения рабочих мест.
Принцип прямоточности в организации процесса применим не только к простым процессам, но и к сложным, выполняемым в масштабе предприятия. В соответствии с этим проектируются расположение цехов и служб на территории завода (генплан), размещение участков в цехах. Наиболее полно этот принцип может быть реализован при устойчивой номенклатуре изготовляемой продукции и развитой типизации технологических процессов.
Непрерывность в организации производственного процесса выражается в непрерывности движения предмета труда в производстве (т.е. без пролеживаний и ожиданий обработки), а также в непрерывности работы рабочих и оборудования. Только комплекс этих трех факторов обеспечивает полную непрерывность производственного процесса.
Таким образом, принцип непрерывности при дискретных технологических процессах в машиностроении следует понимать, прежде всего, как ликвидацию либо сведение к минимуму всех видов перерывов в производстве изделий: внутриоперационных, межоперационных, межлинейных, межцеховых. При соблюдении принципа пропорциональности создаются объективные предпосылки к непрерывности процесса, так как равная производительность по операциям исключает межоперационные ожидания обработки, например, на непрерывных поточных линиях.
Принцип ритмичности и равномерности выступает как важнейшее требование к организации производственного процесса. Следует различать понятия: ритмичность выпуска продукции, ритмичность работы (производства) и равномерность производства.
Ритмичность выпуска означает выпуск одинакового объема продукции за равные интервалы времени (месяцы, декады, смены и др.). Ритмичность работы – это выполнение равных объемов работы по количеству (суммарно в нормо-часах) и составу (видам работ) за равные интервалы времени. Ритмичность работы непосредственно связана с ритмичностью выпуска, эта взаимосвязь предопределяет равномерность производства. Равномерность производства означает соблюдение ритмичности выпуска и работы, причем объем работы, выполняемый за определенный интервал времени, по количеству и составу полностью соответствует трудоемкости выпускаемой продукции за этот интервал. При этом в каждом интервале времени происходит компенсация трудоемкости выпуска изделий выполнением комплекса соответствующих работ. Часто ритмичность выпуска характеризуется одинаковым выпуском продукции за декаду. Однако ритм выпуска продукции может быть различным; он зависит от сложности продукции и длительности процессов ее изготовления.
Следовательно, ритм выпуска продукции как бы задает нужный ритм работы на участке, в цехе, заводе. Он обусловлен планом предприятия и может сохраняться лишь при условии ритмичной работы на всех участках, рабочих местах основного процесса и сопряженных с ним вспомогательных, обслуживающих процессов.
Производственный цикл и его структура
Производственным циклом называется календарный период времени, в течение которого выполняется производственный процесс или любая часть – операция, процессы изготовления заготовок, механической обработки деталей, сборки, испытаний. Понятие о производственном цикле применимо не только к процессу изготовления машины, но и к процессам проектирования, испытания изделий, вспомогательным и обслуживающим процессам. Следует различать производственный цикл изготовления одного изделия и партии (или серии) их. Длительность производственного цикла чаще всего выражается в календарных днях, при малой трудоемкости изделий – в часах.
Структура производственного цикла включает время выполнения основных, вспомогательных операций и перерывов в изготовлении изделий рис.5.1. Время выполнения основных операций обработки изделия (партии) составляет технологический цикл. Перерывы могут быть разделены на внутрицикловые (межоперационные), межцикловые (комплектования и выполнения части вспомогательных операций) и режимные (календарный режим работы). Внутрицикловые перерывы имеют место в каждом частичном процессе изготовления продукции – производстве заготовок, обработке, сборке. Эти перерывы подразделяются на перерывы парционности, ожидания. Перерывы парционности связаны с передачей и обработкой изделий по рабочим местам партиями, вследствие чего каждая деталь у рабочего места пролеживает в ожидании до начала обработки ее и после до окончания обработки всей партии. Эти перерывы входят в операционный цикл обработки партии. Перерывы ожидания обработки бывают обусловлены диспропорцией производительности смежных операций в процессе.
Межцикловые перерывы возникают, как правило, при переходе из одной стадии обработки в другую и представляют собой время, в течение которого подбирается предусмотренный планом комплект деталей и передается в другой цех, на другой участок, например, при комплектовании деталей, прошедших механическую обработку для передачи на сборку. Режимные перерывы регламентированы режимом работы предприятия и участка (перерывы на обед, между сменами, нерабочие смены, не рабочие дни).
Рис.5.1. Структура производственного цикла
На величину производственного цикла влияет множество факторов: конструктивно-технологических, организационных и экономических. Сложность конструкции, ее габарит, масса предопределяют число простых процессов, их взаимосвязь, технологические методы изготовления. Технологические процессы, их сложность и многообразие, оснащенность предопределяют время обработки деталей и сборочных процессов. Организационные факторы связаны с организацией движения предметов труда в процессе, а также с организацией рабочих мест, самого труда и его оплаты в производстве. Организационные условия еще в большей степени влияют на продолжительность выполнения вспомогательных операций, обслуживающих процессов и перерывы.
Производственный цикл простого процесса состоит из цикла выполнения технологических операций, а также вспомогательных, не перекрываемых основными, и времени перерывов в обработке. Например, если для детали в качестве заготовки используется поковка Tĸ, а технологический маршрут предусматривает последующую механическую обработку Тмех, термическую обработку Ттерм и хромирование Тпокр, то в состав цикла изготовления этой детали должны быть включены производственные циклы обработки, т.е.
Tпц = Tĸ + Тмех + Ттерм + Тпокр (5.1.)
Основу производственного цикла составляет технологический цикл, который в свою очередь состоит из операционных циклов.