Організація виробництва

Прикладом цехів технологічної спеціалізації на машинобудівному заводі є ливарний, кувальний, термічний, гальванічний, механічний та ін. У свою чергу, механообробний цех у своєму складі має токарну, фрезерувальну, свердлильну, шліфувальну та інші дільниці. У таких цехах (дільницях), як правило, виготовляється вся номенклатура заготовок або деталей. Складальний цех також може бути віднесений до технологічно спеціалізованих, якщо в ньому складаються всі вироби, що випускаються заводом

При технологічній спеціалізації виготовлення за конструктивними характеристиками простої однорідної продукції здійснюється шляхом послідовної переробки незмінної за своїм складом сировини. Це визначає послідовне розташування устаткування на певній площі, що забезпечує прямоточний характер просування предметів праці у виробничому процесі.

Розміщення устаткування на механічній дільниці, побудованій на технологічному принципі, показано на рис. 6.4.

Переваги технологічної структури полягають у поширенні регулювання завантаження устаткування, повнішому використанні матеріалів; розширенні можливостей маневрування робітниками завдяки їх високій кваліфікації, універсалізації, обміну досвідом; застосуванні прогресивної технології; більшій гнучкості в разі освоєння випуску нової продукції та розширенні її номенклатури; спрощенні технічного керівництва підрозділом; додатковому системному ефекті за рахунок посилення функціональних, синергійних та спрощених просторових зв'язків.

Недоліки технологічної структури: з причин великої номенклатури збільшуються втрати часу на переналагодження устаткування на інші види продукції і, відповідно, тривалість виробничого циклу; зменшується відповідальність за якість і строки виготовлення виробів у цілому; нераціональні і довгі маршрути руху деталей за групами верстатів, які зумовлені частими змінами складу і послідовності операцій, що внеможливлюють їх розташування за ходом технологічного процесу; ускладнюється та дорожчає внутрішньозаводське кооперування; ускладнюється планування і диспетчерування процесів.

Технологічна структура характерна для одиничного і дрібносерійного виробництв з випуском різноманітної та нестійкої номенклатури виробів. З поглибленням спеціалізації виробництва, а також стандартизації й уніфікації виробів та їх частин технологічний принцип формування цехів, як правило, доповнюється предметним, за якого основні цехи створюються за ознакою виготовлення кожним з них певного виробу або його частини.

Побудова предметної форми спеціалізації передбачає концентрацію в основних цехах усіх операцій з отримання часткових або готових виробів. У таких цехах повністю виготовляються закріплені за ними деталі або вироби вузької номенклатури, наприклад, один виріб, кілька однорідних виробів або конструктивно-однорідних деталей (рис. 6.5).

Так, на автомобільному заводі функціонують цехи двигунів, кузовів, шасі, рам, заднього мосту тощо; на взуттєвій фабриці організовані цехи чоловічих черевиків, жіночого модельного взуття та ін.

Для цехів з предметною формою спеціалізації характерні різноманітність устаткування та оснащення, але вузька номенклатура деталей або виробів. Устаткування добирається відповідно до технологічного процесу і розташовується за ходом послідовності виконання операцій. У такий спосіб втілюється принцип прямоточності. Предметний тип виробничої структури притаманний масовому і великосерійному виробництву.

Переваги предметної форми спеціалізації: розташування устаткування за ходом технологічного процесу (рис. 6.6) дає змогу впроваджувати нову техніку, механізувати та автоматизувати виробничі процеси, створює передумови для організації поточного методу виробництва, що забезпечує скорочення маршрутів руху предметів праці та тривалості виробничого циклу з урахуванням зменшення втрат на переналагодження устаткування, міжопераційних і міжцехових пролежувань деталей; підвищується відповідальність за якість, строки та обсяги виготовлення виробів, які закріплено за кожним цехом та дільницею; спрощується оперативне планування та регулювання виробничих процесів, оскільки всі операції з виготовлення конкретного виробу зосереджені в одному цеху.

Недоліками предметної спеціалізації вважається: збільшення кількості устаткування у зв'язку з необхідністю мати в наявності всі його види для виконання різноманітних спеціалізованих операцій; незавантаженість устаткування з причин зміни обсягів виробництва; неможливість маневрування робітниками внаслідок низької кваліфікації і високої спеціалізації кожного робітника; зниження темпів технологічного прогресу, обмеженість розширення номенклатури та освоєння нової продукції; ускладненість структури виробництва та керування підрозділами.

Практика свідчить, що створення предметно спеціалізованих підрозділів економічно доцільне тільки в умовах великих обсягів випуску обмеженої номенклатури виробів, коли найповніше завантажується устаткування, зменшуються втрати часу на його переналагодження в разі переходу на випуск іншого об'єкта. Такі цехи, де створюється можливість здійснювати замкнутий (закінчений) цикл виробництва продукції, називають предметно-замкненими. При цьому можливі варіанти суміщення заготівельної та обробної або обробної та складальної стадій (фаз) виробництва (наприклад, механозаготівельний, механообробний, механоскладальний цехи).

Водночас застосування ідеальної предметної структури, наприклад на автомобільному чи будь-якому машинобудівному заводі, недоцільне, бо веде до необхідності в кожному цеху монтувати всі комплекти технологічного устаткування. При цьому неможливо завантажити деякі верстати через невеликий обсяг робіт на дільниці. Тому на машинобудівних підприємствах застосовується змішана структура, за якої заготівельні виробництва та цехи будуються за технологічним принципом (ковальсько-пресовий, чавуноливарний, сталеливарний та ін.), а оброблювальні та випускаючі об'єднуються в предметно-замкнені ланцюги (цехи або дільниці).

Така змішана структура притаманна масовому та серійному типам машинобудівного виробництва. Підприємства, що працюють за індивідуальними замовленнями, використовують технологічну структуру. Підприємства з технологічними переділами (коли сировина послідовно проходить низку стадій зміни стану і форми, наприклад, металургійні чи текстильні) мають також технологічну структуру.

Однак найбільший ступінь суміщення досягається в разі інтеграції декількох стадій виробничого процесу в спеціалізовані підрозділи виробничої системи. Але при цьому об'єднання здійснюється вже на основі функціонального призначення часткових продуктів (деталей) входженням їх як структурних елементів у готовий продукт, що виконують певні функції в ньому. Водночас привабливість високої ефективності такого рішення потребує більшої повторюваності робіт за умови стабільного (тривалий час) процесу та жорсткої пропорційності устаткування потягом усього виробничого циклу.

У машинобудуванні випускається складна продукція в порівняно невеликих обсягах в умовах серійного і дрібносерійного виробництва, виходячи з потреб ринку. До того ж конкуренція зумовлює часту зміну моделей продукції, що не дає змоги повністю завантажити устаткування виготовленням її постійної номенклатурою за весь технологічний цикл.

Розв'язання такої проблеми можливе завдяки застосуванню сучасного устаткування типу обробний центр, що забезпечує обробку предметів за всіма або більшістю операціями технологічного процесу однією установкою. Це дає змогу уникнути чи звести до мінімуму обсяг міжопераційних переміщень деталей, які обробляються, і забезпечити максимальну безперервність виробничого процесу. Виробничі підрозділи (дільниці, цехи) набувають усіх ознак предметної структури в разі оснащеності такими видами устаткування.

Цехова виробнича структура. Під виробничою структурою цеху розуміють склад основних виробничих дільниць, що входять до нього, допоміжних та обслуговуючих підрозділів, а також зв'язки між ними. Така структура відповідно до поділу праці визначає внутрішньоцехову спеціалізацію та кооперування виробництва.

Важливою частиною виробничої структури цеху є допоміжні та обслуговуючі підрозділи. До допоміжних належать дільниці: ремонту устаткування і технологічного оснащення, централізованого заточування інструменту.

До складу обслуговуючих підрозділів входять: складські приміщення (матеріальні та інструментальні комори), внутрішньоцеховий транспорт (візки, електрокари, конвеєри та ін.), а також пункти технічного контролю якості продукції, які відповідно оснащені контрольно-вимірювальними приладами.

У цехах із предметною спеціалізацією можуть бути створені дільниці як з предметною, так і з технологічною спеціалізацією, а в цехах з технологічною спеціалізацією -- дільниці технологічні, що сформовані за групами устаткування і габаритами виробів.

У цеховому масштабі просторова побудова дільниць з технологічною спеціалізацією ускладнює управління ними внаслідок розгалуженості мережі прямих та зворотних зв'язків стосовно кожної операції обробки та відповідного предмета праці, оскільки через слабкі внутрішні зв'язки вхід і вихід кожної з них збігаються з входом і виходом дільниці в цілому.

У разі предметної побудови дільниць організація управління значно спрощується внаслідок достатності зв'язків на вході і виході дільниці або елемента. Міжопераційні зв'язки управління при цьому безпосередньо замикаються внутрішніми відносинами між елементами системи.

Предметна спеціалізація цеху передбачає його формування на базі кількох предметно-замкнених дільниць, кожна з яких спеціалізується на випуску відносно вузької номенклатури виробів, що мають подібні конструктивно-технологічні ознаки, і реалізує закінчений цикл їх виготовлення за принципом прямоточності.

На практиці виділяють три види предметно-замкнених дільниць з виготовлення:

конструктивно і технологічно однорідних деталей (наприклад, шліцевих валиків, втулок, фланців, шестерень та ін.);

конструктивно різнорідних деталей за однаковою технологією (операціями і їх маршрутами обробки). Наприклад, дільниця круглих деталей, дільниця плоских деталей та ін.;

усіх деталей вузла, підвузла дрібної складальної одиниці або всього виробу (застосовується покомплектна система оперативно-виробничого планування, де планово-обліковою одиницею є вузловий комплект).

Можливості побудови структури дільниць за предметною спеціалізацією перевіряються з допомогою класифікації предметів праці (деталей), що закріплені за цехом. Розроблені методи класифікації деталей, що обробляються, за конструктивно-технологічними ознаками використовуються для організації предметно-замкнених дільниць. В основу класифікації покладені ознаки, які визначають тип і технологічний маршрут обробки деталей. Наприклад, у машинобудуванні деталі розподіляються за такими основними ознаками: формою, габаритами, технологічним маршрутом обробки, конструктивним типом.

У свою чергу, кожна з ознак визначає певні технологічні параметри обробки: тип устаткування, розмір та потужність, послідовність обробки, характер технологічного оснащення.

Такий метод класифікації дає змогу підбирати групи однорідних деталей, що обробляються за однаковими або подібними технологічними процесами, для формування предметно-замкнених дільниць.

6.3 Просторове розташування підприємства

При створенні підприємства розробляється генеральний план, який являє собою графічне відображення його території з усіма будівлями, спорудами, комунікаціями, транспортними шляхами та сполученнями, що прив'язані до певної території (місцевості). На практиці в кожного підприємства є спроектований та фактичний генеральний план просторового розташування виробництв, цехів та господарств на території. В основі генерального плану лежать просторові зв'язки елементів виробничої системи, що забезпечують економію території та виробничих площ (рис. 6.7).

Розробляючи генеральний план, ураховують такі принципи:

забезпечення прямоточності просування предметів праці з одного підрозділу до іншого за ходом технологічного процесу без зустрічних та зворотних вантажопотоків;

розміщення складів сировини та матеріалів з боку ввезення вантажів поблизу заготівельних цехів, а складів готової продукції -- з боку її вивозу біля складальних цехів;

розміщення допоміжних цехів за можливістю разом з основними цехами, що споживають їх продукцію чи потребують послуг (інструментальні, ремонтно-механічні та електроремонтні);

переміщення вантажів переважно технологічним транспортом, що забезпечує надійність та економічніший порівняно з транспортом загального користування;

скорочення протяжності енергетичних комунікацій і відповідно втрат у мережах шляхом раціонального їх проектування та планування (електромережі, паро-, водо- і газопроводи);

усунення можливостей перетинання руху людей зі шляхопроводами, комунікаціями, залізничними коліями, маршрутами проїзду транспорту завдяки запланованому спорудженню переходів;

групування однорідних за характером виробництва основних та допоміжних цехів в особливі відокремлені блоки в одній будівлі, що зменшує розміри території, скорочує довжину внутрішньозаводських шляхів та комунікаційних ліній і, відповідно, витрати на транспортування, благоустрій і огороджування території;

створення окремих зон гарячих, енергетичних, холодних цехів та загальнозаводських служб, що сприяє забезпеченню належних організаційно-виробничих, санітарно-гігієнічних умов праці;

урахування переважних напрямів повітря, найсприятливіших умов для природного освітлення і провітрювання виробничих приміщень, а також взаємного розташування будівель і відстані між ними відповідно до встановлених санітарно-технічних та пожежобезпечних норм;

уникнення несумісного розташування точних виробництв поряд з цехами, дільницями, на яких технологічні процеси супроводжуються вібрацією підлоги та ґрунту;

використання рельєфу місцевості, урахування розташування залізничних шляхів, високовольтних електричних мереж, житла та соціальної інфраструктури.

Показниками раціонального планування виробництва і підприємства в цілому є розмір площі території, оптимізація поверховості, протяжність комунікацій, ступінь забудівлі, забезпечення санітарно-гігієнічних норм і виробничих умов, наявність резервних площ для розширення і реконструкції підприємства, функціональність конструкції, естетична та архітектурна виразність форм корпусів та службових приміщень.

Деякі з принципових положень раціонального розташування виробничого процесу суперечать одне одному. Наприклад, забезпечення прямоточності переміщення предметів праці потребує монтажу верстатів (робочих місць) в одну лінію, що зумовлює збільшення площі будівель, території, протяжність комунікації. Тому існують різні компромісні підходи до проектування будівельно-архітектурних форм виробничих будівель, споруд та конструктивно-технічні й організаційні рішення щодо розташування технологічного устаткування, які в комплексі забезпечують економію простору, поліпшення умов праці та екологічну складову виробничого процесу.

Проектування і будівництво сучасних підприємств здійснюються за принципом блочно-модульних конструкцій. Його суть полягає в групуванні однорідних елементів виробничої системи в блоки (дільниці, цехи) та з'єднанні їх у технологічні і предметні модулі (виробництва) вертикального чи горизонтального типу, що забезпечує максимальну раціоналізацію матеріальних, енергетичних та інформаційних зв'язків, удосконалення зв'язків управління, компактність території, скорочення протяжності всіх видів комунікацій, зменшення витрат на будівництво та експлуатацію підприємства.

Критерії розташування виробничих об'єктів. Розміщення виробничих об'єктів є загальною проблемою як нових, так і існуючих підприємств, особливо в процесі реструктуризації і диверсифікації останніх. При їх розміщенні керуються різними критеріями, які визначаються конкуренцією і економічною вигодою.

До критеріїв, що впливають на вибір місця розташування виробничих підприємств, належать: 1) близькість до споживачів (швидкість урахування попиту в процесі створення нових товарів та їх поставки); 2) діловий клімат (сприятливе для бізнесу законодавство, підтримка підприємництва місцевими органами управління, надання субсидій, податкових пільг тощо); 3) загальні витрати (регіональні витрати на вартість землі, споруд, оплату робочої сили, податків, енергетичних ресурсів, а також приховані витрати, що пов'язані з різними посередниками та запізненням реакції на ринок споживачів); 4) інфраструктура (наявність розгалуженої і узгодженої транспортної системи, забезпеченість потреб в електроенергії і телекомунікаціях та перспективи їх розвитку); 5) потенціал трудових ресурсів (освітній та професійний рівні місцевих працівників, якість підготовки і здібності до навчання); 6) постачальники (наявність високопрофесійної та конкурентоспроможної мережі постачальників, близькість їх розташування сприятиме скороченню запасів); 7) місце розташування інших об'єктів підприємства (асортимент та обсяги виробництва продукції, що випускається, тісно пов'язані з вибором місця розташування нового виробництва-відділення); 8) зони вільної торгівлі (можливість використання імпортних комплектуючих у готових виробах і отримання відстрочки від оплати митних зборів до моменту доставки виготовленої продукції в країну-споживач); 9) політичний ризик (геополітичні зміни та стан реформування економічних відносин у країнах потенційного розташування підприємств); 10) державні бар'єри (наявність законодавчих, неюридичних та культурних обмежень на розташування підприємств); 11) торговельні союзи (урахування діючих умов торговельних угод між країнами, що дають переваги нових ринків або низькі загальні витрати при розміщенні підприємств у країнах союзів); 12) екологічні вимоги (наявність екологічного законодавства і ступінь впливу виробництва на довкілля, фінансові наслідки і взаємовідносини з місцевим населенням); 13) країна-споживач (зацікавленість країни в розміщенні на своїй території іноземного підприємства, урахування якості життя та освітнього рівня населення); 14) конкурентоспроможні переваги (розташування штаб-квартир, баз та окремих частин бізнесу в країнах та регіонах, де сприяють інноваціям і забезпечують ліпші умови для глобальної конкурентоспроможності).

Оптимізація виробничої структури. З метою оптимізації виробнича структура підлягає аналізу за такими показниками:

розміри виробничих ланок (обсяг випуску продукції, чисельність, вартість основних фондів, потужність енергетичного обладнання);

ступінь централізації окремих виробництв (співвідношення обсягів робіт спеціалізованих підрозділів до загального обсягу робіт даного виду);

співвідношення між основними, допоміжними та обслуговуючими виробництвами (частка відповідних виробництв за кількістю робітників, устаткування, розміром виробничих площ, вартості основних фондів);

пропорційність виробничих ланцюгів, що входять до складу підприємства (за виробничої потужності та трудомісткості);

рівень спеціалізації окремих виробничих ланцюгів (частка предметно, подетально і технологічно спеціалізованих підрозділів, рівень спеціалізації робочих місць за коефіцієнтом закріплення операцій);

ефективність просторового розташування підприємства (коефіцієнт забудови, використання площі виробничих площ або території);

характер взаємозв'язків між підрозділами (визначається кількістю переділів проходження предмета праці до готового продукту, протяжністю транспортних маршрутів, вантажооборотом між переділами).

На підставі аналізу цих показників формують варіанти виробничої структури. Найраціональніший з них вибирають за такими критеріями: максимальна можливість спеціалізації цехів і дільниць, пропорційність їх побудови; відсутність дублюючих та надмірно дрібних побудов; безперервність і прямоточність виробництв; можливість розширення та перепрофілювання виробництва без його зупинки.

Тенденції розвитку й удосконалення виробничих структур. Ефективність виробництва значною мірою залежить від раціональності його структури. Проблеми вибору оптимальної та вдосконалення існуючої структури завжди виникають під час створення нових, реконструкції або розширення діючих підприємств, зміни профілю їх діяльності, переходу на випуск іншої продукції. Серед напрямів проектування та вдосконалення виробничої структури можна виділити такі основні:

оптимізація розмірів підприємства, яка передбачає виробництво та збут продукції з мінімальними витратами за даних параметрів техніки (продуктивність, потужність) і технологічних процесів, умов та методів організації виробництва, місцезнаходження та зовнішнього середовища;

поглиблення спеціалізації основного виробництва, яка полягає у виборі її форми для виробничих підрозділів, відповідності типу, масштабу виробництва та незмінності обраної форми спеціалізації для однакових виробничих умов. При цьому широкий розвиток агрегатної, подетальної та технологічної спеціалізації створює передумови для переходу від технологічної структури до предметної, де є можливість застосування агрегатних верстатів, уніфікованих вузлів та спеціального автоматичного устаткування в разі створення поточних автоматичних ліній. Такий підхід дає змогу підвищити продуктивність праці, знизити собівартість продукції, а також витрати на устаткування і терміни його освоєння;

розширення кооперації з технічного обслуговування виробництва, суть якої полягає у формуванні централізованих, відносно самостійних допоміжних виробництв (малих підприємств) на самому заводі або закріпленні в угодах з виробниками і постачальниками обладнання їхніх обов'язків з його технічного обслуговування в процесі експлуатації.

Орієнтація на ринкові потреби передбачає постійні структурні перетворення виробничої системи різних рівнів. Сучасні тенденції структурних перетворень ґрунтуються на системному підході, що має такі складові: створення достатньо автономних та самостійно взаємодіючих виробничих підрозділів; розвиток горизонтальних, а не вертикальних зв'язків; гнучке використання робочої сили; упровадження творчих ідей у виробництво; пристосування виробництва до замовлень ринку й організація виробництва дрібними партіями продукції; створення безперервно-потокових систем багатопредметного виробництва; відмова від страхових запасів. Сучасні методи організації виробництва базуються на формуванні комплексних автономних дільниць з предметною спеціалізацією.

Сучасні погляди на просторове розташування устаткування і формування виробничих структур відображають перспективи їх розвитку, у процесі якого підвищуються гнучкість випуску виробів і маневреність робочих місць (тобто можливість змінювати їх розміри та кількість робочих місць), зростає надійність за рахунок підвищення якості звичайних профілактичних ремонтів та обслуговування, а також збільшується випуск високоякісної продукції за рахунок поліпшення технічної оснащеності й удосконалення навчання робітників.

Під час швидких змін попиту на конкретні вироби найефективнішими є комбінації складальних ліній з виробничими (технологічними) осередками. Формування технологічних осередків ґрунтується на груповій технології, коли різне устаткування групується для виконання операцій з кількома виробами, однорідними за конструктивно-технологічними ознаками. Такий принцип широко застосовується в металообробці, на складальних лініях і особливо в дрібносерійному виробництві та працюючому за замовленнями.

Перехід від організації виробництва і розташування устаткування, орієнтованих на технологічний процес, до організації виробничих осередків за принципом групової технології передбачає здійснення таких заходів:

Ідентифікація та групування компонентів (деталей) виробів за спільністю операцій обробки.

Визначення структури домінуючих потоків обробки групи компонентів, на основі яких розташовуються або перерозміщуються технологічні процеси.

Фізичне групування устаткування і технологічних процесів в осередки.

Якщо деякі компоненти неможливо включити до складу будь-якої групи, а спеціалізоване устаткування не можна розмістити в одному з осередків через виконання робіт, що належать до різних осередків, тоді формується окремий осередок «залишків».

Технологічні осередки вважаються доцільними, якщо є: окремі групи компонентів (деталей) виробу; кілька верстатів кожного типу, що дає змогу виводити з осередку будь-який верстат без зменшення його пропускної спроможності; робочі центри, які являють собою окремі важкі верстати, що легко пересуваються, а також просто прикріплюються до підлоги.

Робочий центр -- це частина виробничого простору, на якому відповідним чином організовані виробничі ресурси та праця. Він може складатися з одного верстата, їх групи або дільниць, де виконується певний тип робіт. Згідно з функціональним призначенням робочі центри можуть бути основою цехової структури або більш досконалих структур на зразок продуктового потоку, складальної лінії або групового технологічного осередку.

Контрольні питання для самостійного поглибленого вивчення

У чому полягає просторове розташування виробничого процесу і його вплив на виробничий цикл?

Охарактеризуйте основні принципи просторових зв'язків у виробничій системі.

Що розуміється під системоутворюючими зв'язками?

Дайте визначення виробничої структури і охарактеризуйте її складові.

Охарактеризуйте основні вимоги до побудови раціональної виробничої структури.

Укажіть сферу застосування технологічної структури, її переваги та недоліки.

Визначте перспективи поширення виробничої структури за предметною спеціалізацією і якому типу вона притаманна?

У яких виробництвах застосовується змішана (предметно-технологічна) виробнича структура і чому?

За якими показниками можна охарактеризувати виробничу структуру, провести аналіз і визначити напрями її раціоналізації?

Що являє собою генеральний план підприємства і за якими принциповими положеннями він розробляється?

Охарактеризуйте конкретні шляхи вдосконалення діючих виробничих структур та основні підходи до вибору нових.

Які існують тенденції розвитку виробничих структур?

Розділ 7. Організація виробничого процесу в часі

7.1 Виробничий цикл

Сутність і види циклів. Просторове розташування об'єктів у певній послідовності один за одним передбачає, що операції процесу в часі мають виконуватися в тій самій послідовності. Часові зв'язки розглядаються як відрізки (моменти) часу здійснення окремих стадій сукупного чи часткового процесу або як його проміжні чи кінцеві результати. Таким чином, часові відношення між елементами процесу пов'язані з просторовими.

Системні властивості часових зв'язків виявляються в з'єднанні речових елементів процесу в просторі і в часі таким чином, щоб функціонування елементів системи (підрозділів підприємства) забезпечувало виготовлення кінцевого продукту в заздалегідь визначений час.

Усі види зв'язків елементів виробничої системи в часі забезпечують її життєдіяльність або роботу в запрограмованих параметрах і здійснюються через матеріальні, енергетичні та інформаційні потоки. Порушення будь-яких потоків між елементами системи виводять її з рівноваги, роблять неможливим досягнення кінцевого результату.

Дотримання комплексу принципів раціональної організації виробничого процесу вможливлює виконання всіх часткових процесів у найкоротший строк з мінімальними витратами живої праці, а також матеріальних ресурсів і коштів. Проте не завжди скорочення часу на виконання окремої операції веде до скорочення тривалості всього процесу, оскільки виникають великі перерви між операціями або частковими процесами. Однією з найважливіших вимог до раціональної організації є забезпечення найменшої тривалості виробничого процесу, тобто циклу виготовлення продукції.

Під виробничим циклом розуміється календарний проміжок часу з моменту запуску сировини, матеріалів у виробництво до повного виготовлення готової продукції або період від початку до закінчення якогось виробничого процесу. Тривалість виробничого циклу розраховується в одиницях календарного часу (години, дні, місяці).

Виробничий цикл як відрізок часу починається з моменту початку виробничого процесу і закінчується моментом виходу готового виробу або партії деталей, складальної одиниці. Так, для простого процесу виробничий цикл починається з запуску у виробництво заготовки (партії заготовок) і закінчується випуском готової деталі (партії деталей). Виробничий цикл складного процесу складається із сукупності простих процесів і починається з запуску у виробництво першої заготовки дета- лі, а закінчується випуском готового виробу або складальної одиниці.

Важливими складовими виробничого циклу є технологічний і операційний цикли, кожний з яких має свої особливості. Операційний цикл являє собою час виконання однієї операції, протягом якого виготовляється одна деталь, партія деталей або кілька різних деталей. Під технологічним циклом розуміється час виконання технологічних операцій у виробничому циклі.

Виробничий цикл виготовлення всіх видів продукції (від виготовлення заготовок, деталей до складання виробів) використовується при: розробленні виробничих програм підприємства та його підрозділів; визначенні нормальних розмірів незавершеного виробництва, побудові графіків матеріального забезпечення виробництва; оперативній підготовці виробництва; установленні термінів запуску деталей у виробництво, виходячи з термінів випуску готової продукції; випередженні в роботі цехів (дільниць), а також для здійснення контролю за діяльністю виробничих підрозділів. Таким чином, основою організації виробничого процесу в часі є виробничий цикл.

Тривалість виробничого циклу залежить від: трудомісткості виготовлення готового виробу, що визначається технічно обґрунтованими нормами часу; часу виконання допоміжних операцій; часу природних процесів; тривалості перерв у виробничому процесі; кількості предметів праці, які одночасно запускаються у виробництво (розміру партії); виду руху оброблюваного предмета по операціях виробничого процесу.

Структура виробничого циклу. Структура виробничого циклу виготовлення будь-якої продукції складається з часу виробництва й часу перерв.

Час виробництва складається з тривалості виконання технологічних операцій (Ттех); допоміжних операцій: підготовчо-завершальних (tпз), транспортно-складських (tт), контрольних (tк); природних операцій (tпр).

Час перерв ділиться на перерви в робочий час і в неробочий час. Останні так звані регламентовані перерви (між змінами, на обід, святкові та вихідні дні). Перерви в робочий час складаються з перерв партіонності, міжопераційного (tмо), міжцехового (tмц) і міжзмінного очікування.

Перерви партіонності виникають під час оброблення деталей партіями, коли кожна деталь, що надходить на робоче місце у складі партії аналогічних деталей, пролежує двічі: один раз до початку оброблення, а другий раз до закінчення оброблення всієї партії перед її транспортуванням на наступну операцію. Ці перерви розраховуються разом із тривалістю технологічних операцій і складають операційний цикл (То).

Перерви міжопераційного очікування виникають через неузгодженість тривалості суміжних операцій технологічного процесу, що зумовлює простої предметів праці до моменту звільнення робочих місць (устаткування) для проходження обробки на черговій операції.

Перерви міжцехового очікування виникають за різночасного виготовлення деталей, що входять до одного комплекту. Їх іноді називають перервами очікування комплектації, вони можуть бути внутрішніми та міжцеховими. Як правило, такі перерви виникають під час переходу продукції від однієї стадії виробництва до іншої або з одного цеху в інший. Тривалість цих перерв багато в чому залежить від якості оперативно-виробничого планування.

Перерви в неробочий час зумовлені режимом роботи підприємства, їх тривалість залежить від кількості вихідних, святкових днів і робочих змін, тривалості перерв між ними, а також перерв на обід.

Перерви також бувають вимушеними з таких причин: незадовільна організація виробництва на даному підприємстві (неналежна організація робочих місць, невчасна подача матеріалів або інструменту, низька якість технічної документації або затримка її підготовки, недоліки ремонту); випадкові обставини, наприклад, затримка надходження матеріалу від постачальника, вимикання електроенергії, аварії устаткування, брак деталей і т. д.

Структура виробничого циклу, тобто склад і співвідношення його елементів, залежить від особливостей продукції, технологічних процесів її виготовлення, типу виробництва, рівня організації виробничого процесу та інших чинників. У безперервних виробництвах (хімічне, металургійне та ін.) найбільша частка у виробничому циклі припадає на час виробництва. У дискретних виробництвах (наприклад, у машинобудуванні) перерви становлять 70--75 % загальної тривалості виробничого циклу. Зі збільшенням серійності виробництва частка перерв знижується.

Шляхи скорочення виробничого циклу. Важливість скорочення виробничого циклу визначається економічними інтересами продуцентів. Чим менша тривалість виробничого циклу, тим більше продукції за одиницю часу при інших рівних умовах можна випустити на підприємстві, у цеху або на дільниці; тим вище використання основних фондів підприємства; тим менша потреба підприємства в оборотних коштах за рахунок прискорення їх обертання; тим більше скорочується незавершене виробництво; тим вища фондовіддача і т. д.

У практичній діяльності підприємств скорочення тривалості виробничого циклу здійснюється одночасно за трьома напрямами: зменшення часу робочого періоду (трудових процесів), скорочення часу природних процесів, усунення та зведення до мінімуму різних перерв. Це забезпечується двома шляхами: а) удосконалюванням техніки й технології і б) підвищенням рівня організації виробництва. Розроблення заходів із скорочення виробничого циклу ґрунтується насамперед на принципах пропорційності, паралельності та безперервності.

Технологічний час і час перерв значно скорочуються в результаті удосконалювання конструкцій продукції, що випускається, підвищення рівня її технологічності, упровадження найбільш раціональних високоефективних технологічних процесів.

Під удосконаленням технологічних процесів розуміють їх комплексну механізацію та автоматизацію, упровадження швидкісних режимів різання, концентрацію операцій, яка передбачає багатоінструментальну й багатопредметну обробку або суміщення в одному робочому циклі кількох різних технологічних операцій.

Підвищення технологічності конструкцій виробів полягає у максимальному наближенні їх параметрів до вимог технологічного процесу та технічних і організаційних можливостей підприємства. Наприклад, раціональне розчленування конструкції виробу на вузли та дрібні складальні одиниці є важливою умовою для паралельного складання і, відповідно, скорочення тривалості виробничого циклу.

Скорочення трудомісткості технологічних операцій досягається шляхом використання досконалішого інструменту, заміни металу пластмасами, застосування ефективного спеціального та універсального оснащення, використання ПЕОМ, що дають змогу вибирати оптимальні режими обробки деталей.

Підготовчо-завершальний час також підлягає зменшенню, особливо в частині переналагодження устаткування, яке доцільно виконувати в неробочі зміни, в обідні та інші перерви. У сучасній практиці скорочення періоду такої роботи досягається завдяки груповій обробці деталей, типовим і універсальним налагодженням.

Зменшення тривалості транспортних і складських операцій може бути досягнуто в результаті перепланування устаткування на основі принципу прямоточності, механізації й автоматизації підйому та переміщення продукції за допомогою різних засобів.

Скорочення часу на контрольні операції досягається впровадженням передових методів і прийомів їх здійснення, використанням засобів механізованого та автоматизованого контролю, які вмонтовуються в устаткування, суміщенням із часом виконання технологічних, транспортних і складських операцій. Використання статистичних методів контролю якості продукції і регулювання технологічних процесів дає можливість перейти від суцільного контролю до вибіркового, знижуючи тим самим час контрольних операцій.

Скоротити виробничий цикл можна шляхом штучної інтенсифікації природних процесів. Наприклад, прискоренням охолодження деталей, упровадженням примусової циркуляції повітря, заміною природного сушіння фарбованих деталей індукційним сушінням у полі струмів високої частоти, застосуванням штучного старіння відповідальних деталей у термічних печах.

Скорочення часу міжопераційних перерв забезпечується переходом від послідовного до паралельно-послідовного і далі до паралельного руху предметів праці. Такому скороченню часу також сприяє організація цехів та дільниць за принципом предметної спеціалізації, яка територіально наближує різні стадії виробництва, спрощує й скорочує внутрішньозаводські та внутрішньоцехові маршрути руху заготовок і виробів. Підвищення паралельності виконання робіт скорочує технологічну трудомісткість і час на транспортування.

Час перерв може бути скорочений шляхом збільшення змінності роботи, раціоналізації відпочинку робітників, застосування ефективних систем оперативно-календарного планування.

Скорочення часу перерв, що зумовлені аваріями устаткування, недостачею матеріалів, оснащення та іншими причинами незадовільної організації виробництва, також позитивно впливає на тривалість виробничого циклу.

З метою виявлення резервів скорочення тривалості виробничого циклу проводяться маршрутні фотографії. У результаті аналізу тривалості виробничого циклу можна виявити такі шляхи його скорочення, як зменшення розміру партії деталей, визначення порядку запуску деталей в обробку, розширення змінності роботи устаткування, оптимізація виробничого циклу під час обробки деталей кількох найменувань за рахунок визначення черговості їх запуску. Останнє завдання може вирішуватися методами лінійного й динамічного програмування, послідовного конструювання за допомогою гілок і меж у вигляді дерева, матричними методами моделювання виробничого процесу.

Чинники виробничого циклу. У більшості випадків у простому виробничому процесі деталі (заготовки) виготовляються партіями, які послідовно обробляються на всій сукупності операцій. Процес виготовлення партій деталей, що просувається через багато операцій, складається із сукупності операційних циклів.

Сукупність операційних циклів, а також спосіб сполучення в часі суміжних операційних циклів та їх частин створюють часову структуру багатоопераційного технологічного циклу.

Тривалість багатоопераційного технологічного циклу істотно залежить від способу сполучення в часі операційних циклів та їх частин, а також від виду руху партії деталей по операціях. Вибір виду руху визначає ступінь безперервності та паралельності виробничого процесу, що обумовлює тривалість виробничого циклу виготовлення партій деталей.

Визначення тривалості виробничого циклу в машинобудуванні характерне для чотирьох типових варіантів: обробка однієї деталі якогось найменування; обробка кількох деталей одного найменування; виготовлення виробу якогось найменування; виготовлення кількох виробів того самого найменування.

У загальному вигляді тривалість виробничого циклу розраховується для окремих деталей, вузлів, виробів, а також для їх партій:

де То, tпр, tп-з, tтр, tк, tмо, tмц -- час технологічних операцій, природних процесів, підготовчо-завершальних, транспортних операцій, контрольних операцій, міжопераційної і відповідно міжцехової (міжзмінної) паузи в обробленні деталей;

m, i, п, j, х, у, z -- кількість технологічних, природних, підготовчо-завершальних, транспортних, контрольних операцій і перерв відповідно.

У деяких випадках час виконання підготовчо-завершальних, транспортних і контрольних операцій може частково або повністю збігатись із часом перерв. Час перекриття окремих елементів виробничого циклу в його тривалість не включається, тому тривалість циклу звичайно менше суми всіх його складових.

Міжцехові перерви визначаються дослідним шляхом, виходячи з конкретних умов виробництва і прийнятої системи оператив-ного планування.

Перерви, що виникають унаслідок незадовільної організації виробництва і випадкових обставин, у тривалість виробничого циклу не включаються.

Величина Тц для різноманітних об'єктів може коливатися від кількох хвилин (простіші деталі) до кількох місяців чи років (унікальне устаткування, великі технічні комплекси тощо), тому розраховується у хвилинах, годинах, змінах, робочих і календарних днях. Якщо Тц розраховується в календарних днях, беруться до уваги всі складові, які показані на рис. 7.1, якщо -- в робочих днях, то вихідні та святкові дні не враховуються; у разі розрахунку Тц в годинах не враховуються також перерви між робочими змінами.

Тривалість структурних складових виробничого циклу залежить від чинників конструкторського, технологічного й організаційного характеру (табл. 7.1).

На тривалість виробничого циклу істотно впливають розмір партій деталей і вид руху предметів праці в процесі їх обробки.

Партією називається кількість деталей, які безперервно обробляються на кожній операції виробничого процесу з однократною витратою підготовчо-завершального часу.

Робота партіями організується в серійному і великосерійному виробництві. Розмір партії впливає на багато сторін виробничої діяльності підприємства. Чим більша партія, тим рідше здійснюється переналагодження устаткування, забезпечується краще його використання, підвищується продуктивність праці, знижується собівартість продукції. Проте великі партії збільшують незавершене виробництво, скорочують оборотність оборотних коштів, збільшують тривалість циклу виробництва.

На розмір партії впливають: кількість закріплених за кожною одиницею устаткування деталей; складність і трудомісткість виготовлення деталей; тривалість циклу виробництва окремих деталей; співвідношення між часом на налагодження устаткування і часом на виготовлення партії на головній (тривалій) операції; співвідношення між місячною програмою й розміром партії; габарити деталей; характер міжцехових зв'язків.

В основі визначення розміру партії залежно від конкретних умов виробництва лежать такі чинники, як трудомісткість, рівень використання устаткування, продуктивність праці та ін. Для цього всі деталі, що обробляються, класифікуються за розмірами, трудомісткістю обробки, періодичністю запуску, місячною потребою в них.

Розмір партії простих деталей установлюється з урахуванням їх місячної, квартальної потреби. Для складних і великогабаритних деталей розмір партії встановлюється з огляду на наявність площ для їх збереження. Оптимізація розміру партії з урахуванням таких умов полегшує планування, створює передумови для організації рівномірної роботи.

Таблиця 7.1

Чинники, що впливають на тривалість виробничого циклу

№ п/п	Структурні складові циклу	Чинники
		конструкторські	технологічні	організаційні
1	Час технологічних операцій	Структура виробу, його кількісний склад Габарити, маса виробу Складність і точність деталей Матеріаломісткість конструкції Рівень стандартизації та уніфікації	Складність технологічного процесу, відповідність його типу та обсягу виробництва Технічний рівень знарядь праці Ступінь прогресивності технологічного оснащення	Рівень організації робочого місця і система його обслуговування Система планування та контролю Форми і системи оплати праці
2	Час транспортних операцій	Габарити і маса деталей та виробу в цілому Кількість деталей та скла- дальних одиниць	Ступінь прогресивності застосування транспортних засобів та операцій	Рівень організації транспортування Наявність засобів транспортування та їх відповідність предметам праці, що переміщуються Маршрутизація перевезень
3	Час технологічного контролю	Структура виробу Габарити та маса Складність деталей та вимоги до їх якості	Ступінь технологічності процесів контролю Технічний рівень контрольно-вимірювальної апаратури та пристроїв	Раціональність системи технічного контролю та її організаційне забезпечення

Для розрахунку розміру партії застосовується кілька методів. Найпростіший і найпоширеніший -- метод визначення розміру партії деталей за співвідношенням підготовчо-завершального на партію часу до штучного часу найтрудомісткішої операції.

Розрахунок розміру партії здійснюється за формулою:

,

де -- підготовчо-завершальний час на партію;

-- штучний час найтривалішої операції;

-- коефіцієнт допустимих утрат часу на переналагодження устаткування, залежно від складності устаткування його значення береться в межах 0,03--0,1.

Розмір партії коректується з урахуванням змінної продуктивності устаткування, стійкості оснащення, оперативних графіків виробництва, ємності тари і т. д.

У випадках, коли дільниця або цех працюють безпосередньо на споживача, розмір партії деталей має дорівнювати або бути кратним денній (тижневій) потребі споживачів і забезпечувати їх рівномірну роботу.

У загальному вигляді економічно оптимальний розмір партії (nопт) обробки деталей (виробів) визначається за формулою:

,

де N -- річна програма випуску предметів (заготовок деталей);

B_н.уст -- загальні витрати на здійснення одного налагодження устаткування для обробки партії предметів;

-- затрати та витрати, що пов'язані зі створенням і збереженням деталей (заготовок) у заділі в частках від СД;

СД -- вартість обробки деталей (заготовок).

7.2 Розрахунок тривалості виробничого циклу простого процесу

Як відомо з раніше викладеного матеріалу, для простого процесу здебільшого характерне виготовлення деталей (заготовок) партіями. Основу виробничого циклу становить технологічний цикл, який складається з операційних циклів. Операційний цикл -- це тривалість закінченої частини технологічного процесу, яка виконується на одному робочому місці.

Тривалість операційного циклу обробки партії деталей на одній операції дорівнює:

де n -- кількість деталей у партії;

tшт -- час обробки однієї деталі;

РМ -- кількість робочих місць або устаткування, на яких здійснюється дана операція.

Тривалість операційного циклу (То) для партії деталей, що обробляються на кількох операціях, залежить не тільки від зазначених величин, а й від способу передавання деталей з операції на операцію -- поштучно, усією партією або її частинами. При виготовленні партії однакових предметів праці може використовуватися один з видів руху предметів праці по операціях технологічного процесу (три види сполучення операцій): послідовний, паралельний, паралельно-послідовний. Таким чином, моделюються варіанти досягнення скорочення тривалості виробничого циклу (рис. 7.2).