Разработка технологии проектирования гибких многоассортиментных швейных потоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИБКИХ МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ШВЕЙНЫХ ПОТОКОВ

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий

Гордеева Татьяна Александровна

Москва 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности" на кафедре "Технология швейного производства".

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Шершнева Лидия Петровна.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Коробцева Надежда Алексеевна,

кандидат технических наук, доцент Соколов Николай Владимирович.

Ведущее предприятие: ГОУ ВПО "Российский Государственный университет туризма и сервиса".

Защита состоится "23" декабря 2008 г. в 13⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д 212.201.01. при Российском заочном институте текстильной и легкой промышленности по адресу: 123298, Москва, ул. Народного Ополчения, д.38, корп.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского заочного института текстильной и легкой промышленности.

Автореферат разослан "20" ноября 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.201.01 доцент, кандидат технических наук Тихонова Т.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существовавшая на протяжении многих лет организационно-техническая политика швейного производства была ориентирована на предприятия с высокой степенью предметной специализации и ограниченным разнообразием моделей. В настоящее время конкурентоспособность компаний во многом зависит от понимания предпочтений покупателей, для чего необходимо обладать четкой концепцией позиционирования, и последовательностью в общении с целевой аудиторией. В условиях рыночной экономики необходимо оперативно реагировать на изменения спроса: быстро переходить с одного вида ассортимента на другой, изменять объем выпускаемой продукции.

Эти требования способствовали созданию потоков с гибкой организационно-технологической структурой, в которых задействованы рабочие с поликвалификацией, предполагающей совмещение одним исполнителем различных функций и операций трудового процесса.

Решением проблем обеспечения гибкости производства занимались ученые ЦНИИШП, МГУДТ, РГУТиС, РосЗИТЛП. Ряд разработанных методик проектирования гибких потоков основан на модульном принципе организации рабочих мест и не учитывает требование рационального использования оборудования. Другие методики опираются на технологический принцип, обеспечивающий эффективное использование оборудования, но разработаны для крупносерийного и массового производства.

В связи с этим разработка технологии проектирования рациональных гибких многоассортименных потоков для изделий нестабильного ассортимента актуальна.

Цель работы - разработка технологии проектирования швейных потоков, гибко приспосабливаемых к производству одежды нестабильного ассортимента и объема ее выпуска.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- изучены перспективы и направления развития гибких потоков;

- выявлены группы потребителей, отличающихся предпочтениями в выборе одежды, и разработана методика формирования структуры многоассортиментной коллекции одежды;

- установлены требования к объектам производства гибкого потока;

- разработана методика выбора ассортимента материалов для рациональной организации работы гибкого многоассортиментного потока;

- предложена методика определения производственно-технологической однородности моделей на основе коэффициента технико-технологического подобия;

- предложена организационная структура и разработана методика проектирования гибкого многоассортиментного швейного потока, ориентированного на рациональную загрузку оборудования;

- разработан программный комплекс для автоматизированного проектирования гибкого многоассортиментного потока.

Объектами исследования являются ассортимент женской одежды костюмно-плательной группы и технология проектирования гибкого многоассортиментного потока по изготовлению изделий данного ассортимента.

Методы исследований. В работе использованы: теории алгоритмизации и программирования, системный подход к проектированию технологических процессов, методы социологических исследований, статистической обработки результатов исследования, экспертных оценок, систематизации, классификации и унификации объектов производства, информационного и математического моделирования.

Научная новизна. Впервые получены следующие результаты:

- предложена методика формирования структуры многоассортиментной коллекции одежды, отвечающей требованиям потребителей;

- разработана методика выбора ассортимента материалов для рациональной организации работы гибкого многоассортиментного потока;

- предложена методика определения производственно-технологической однородности моделей на основе коэффициента технико-технологического подобия;

- предложена новая организационная форма гибкого многоассортиментного потока, основанная на группировании моделей по признаку их технико-технологического подобия.

Практическая значимость работы. В результате теоретических и экспериментальных исследований сформулированы рекомендации по проектированию гибкого многоассортиментного потока, обеспечивающие максимальное использование оборудования.

Разработанная методика предложена для организации подготовки производства при проектировании новых гибких швейных потоков и при функционировании существующих, а также в учебном процессе при подготовке инженеров-технологов швейного производства.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены, обсуждались и получили положительную оценку на Межвузовских научно-технических конференциях РосЗИТЛП "Современные проблемы текстильной и легкой промышленности" (Москва, 2004, 2006, 2008), Межвузовской научно-методической конференции "Проблемы совершенствования высшего заочного образования" (Москва, 2007), Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности. Поиск 2008." (Иваново, 2008).

Внедрение результатов работы. Практическая значимость работы подтверждена результатами внедрения на предприятиях и в учебный процесс РосЗИТЛП.

Публикации. По материалам диссертации было опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений. Материалы диссертации изложены на 140 страницах, содержат 40 рисунков, 15 таблиц. Библиография включает 122 наименования. Приложения представлены на 52 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведения исследований для решения проблем по теме диссертации, определены цели и сформулированы задачи, перечислены методы исследований. Отмечена новизна и практическая значимость проведенной работы. Представлены сведения об апробации работы и публикациях.

В первой главе проведен анализ современных взглядов на проблемы проектирования гибких потоков и объектов их производств.

В результате анализа рынка установлено, что основные тенденции в ассортиментной политике современных производителей заключаются в проектировании и производстве многоассортиментных промышленных коллекций одежды. Однако, вопросы формирования структуры промышленных коллекций одежды требуют дальнейших исследований.

Установлено, что решению проблем производства коллекций одежды способствуют гибкие предприятия с потоками, приспособленными к выпуску неоднородных по величине серий различных ассортиментных видов изделий при частой их сменяемости.

Необходимым условием эффективной деятельности гибких потоков является рациональное построение их производственной структуры, что зависит от сочетания многих признаков.

Установлено, что основными признаками гибких потоков являются размер серии одной модели, количественная структура занятости рабочих, количество изготавливаемых видов изделий, вид технологического процесса, принцип организации рабочего места, способ транспортирования полуфабрикатов (рисунок 1).

При проектировании организационной структуры потока возникает противоречие между стремлением максимально загрузить оборудование (технологический принцип) и стремлением обеспечить минимальный производственный цикл (предметный принцип).

Рисунок 1 - Организационные признаки гибких потоков

На предметном принципе основано построение модульных потоков, которые предполагают размещение на одном рабочем месте от двух до четырех видов оборудования, обслуживаемых одним оператором, либо применение агрегатов, построенных по модульному принципу.

Для систем с широкой и непрерывно меняющейся номенклатурой обрабатываемых изделий наиболее приемлемым является технологический принцип организации структуры, обеспечивающий рациональное использование оборудования.

Установлено, что такие признаки гибких потоков как количество видов изготавливаемых изделий в потоке и количественная структура занятости рабочих требуют дальнейших исследований.

Вторая глава посвящена формированию рациональной структуры объектов производства для гибких многоассортиментных потоков.

Проблемы формирования ассортимента одежды носят системный характер и зависят от таких факторов как условия окружающей среды потребителя, биосоциальных признаков его личности, назначения и функций одежды, и оказывают влияние на проектирование и производство одежды (рисунок 2).

Анализ работ по исследованию влияния биологических признаков человека на широту выбора ассортимента одежды показал, что такая зависимость между ними незначительна. Предварительный опрос потребителей показал определенную зависимость широты ассортимента от социальных признаков и досуга потребителей.

Для подтверждения этого предположения проведено социологическое исследование. В качестве объекта исследования были выбраны 48 разновидностей женской одежды костюмно-плательного ассортимента, отличающихся сезонным и ситуационным назначением. От респондентов требовалось определить степень предпочтения разновидностей одежды и ответить на вопросы, касающиеся социальных признаков респондентов и досуга потребителей.

В результате анализа данных установлено, что при проектировании коллекций одежды необходимо учитывать следующие социальные признаки потребителей: "среднемесячный доход на одного члена семьи", "образование", "место работы", "тип личности", "возраст". Среди признаков, относящихся к проведению досуга, выделяются признаки: "зарубежные поездки", "посещение театра", "шоппинг", "занятия фитнессом" (рисунок 3).

Иерархическим методом кластерного анализа проведено распределение потребителей на группы по признаку однородности частоты предпочтения респондентами различных видов одежды костюмно-плательного ассортимента в зависимости от сезонного и ситуационного назначения. В результате установлены три группы потребителей, отличающихся широтой и частотой предпочтения различных видов одежды (рисунок 4).

Первая группа составляет 31,1 % респондентов, которые предпочитают разнообразную одежду деловой, повседневной и праздничных групп.

Ко второй группе относятся 34,3 % респондентов, у которых прослеживается снижение интереса к праздничной и деловой одежде, а также к платьям и жакетам.

В третью группу вошли 34,6 % респондентов, предпочитающие одежду повседневную, в основном юбки, брюки и блузы.

проектирование швейный поток многоассортиментная

Рисунок 2 - Иерархическая структура факторов, влияющих на проектирование и производство одежды

Рисунок 3 - Социальные признаки потребителей, влияющие на выбор одежды

Рисунок 4 - Предпочтение видов летней одежды костюмно-плательного ассортимента разными группами потребителей

Характеристика групп потребителей показала, что ассортимент изделий в гардеробе женщин расширяется с увеличением возраста и дохода, частоты занятий фитнессом, а также с повышением уровня образования.

Потребители всех трех групп отдают предпочтение брюкам, юбкам, блузам, жакетам, т.е. автономным изделиям, которые можно комбинировать между собой.

Для оценки разнообразия конструктивно-композиционных признаков изделий костюмно-плательного ассортимента одного сезона проведен декомпозиционный анализ 950 моделей различных ассортиментных видов. Анализ показал, что при большом разнообразии конструктивно-композиционных элементов моделей их количество ограничено модными тенденциями, и состав однороден для различных функционально-стилистических групп одежды, что позволяет говорить об упорядочении объектов производства.

Установлено, что решению задачи разнообразия моделей одежды, которое удовлетворит потребителей и обеспечит рациональность работы предприятия, способствует проектирование многоассортиментных коллекций одежды (МКО). Автономные модели коллекции для их синтезации в систему "костюм" должны обладать конструктивной и композиционной совместимостью и взаимозаменяемостью.

Разработана методика количественного формирования структуры многоассортименной коллекции одежды, учитывающая требования потребителей. Резработана коллекция повседневной летней одежды, для первой группы потребителей (МКО-24).

Третья глава посвящена разработке технологии проектирования гибкого многоассортиментного потока (ГМП). В работе был использован системный подход, позволяющий достигнуть рациональности за счет комплексного решения задач.

Технология проектирования гибкого многоассортиментного потока (М) является функцией от ассортимента изделий (А_и), ассортимента материалов (А_м), упорядоченности конструкций узлов и соединений в изделиях (К_ус), квалификации и числа исполнителей (К_и) и номенклатуры оборудования (Н_о) и структуры потока, т.е.:

М=ѓ (А_и, А_м, Н_о, К_ус, К_и, С_п), (1)

где факторы А_и, А_м, К_ус и С_п являются условно переменными, а факторы Н_о и К_и - условно постоянными.

Основным критерием, определяющим успешную работу потока, является рациональная загрузка оборудования, основанная на:

- технологической совместимости и взаимозаменяемости моделей МКО;

- однородности свойств материалов, влияющих на однотипность конструкций соединений и режимов обработки.

Для того чтобы выявить, какие из свойств материалов оказывают наибольшее влияние на совместимость материалов в одном потоке, был проведен опрос экспертов.

Ранжирование свойств материалов показало, что наиболее значимое влияние на совместимость материалов для изготовления в потоке оказывают толщина, растяжимость, тангенциальное сопротивление, жесткость при изгибе, сопротивление проколу иглой, осыпаемость, поверхностная плотность, прорубаемость, термостойкость, раздвигаемость (рисунок 5). О согласованности мнений экспертов свидетельствуют значения коэффициента конкордации (=0,78) и критерия Пирсона (²=203).

В результате исследований разработана методика подбора совместимых материалов для изготовления в одном потоке и разработаны рекомендации по выбору оборудования, с учетом факторов качества выполняемых операций и гибкости. Рекомендуется использовать универсальные машины с необходимым набором автоматизированных функций, и средств технологической оснастки. Для рационального использования оборудования в потоке мало загруженные специализированные машины и автоматы предлагается вынести в отдельную зону.

Рисунок 5 - Влияние свойств материалов на их технологическую однородность

ГМП проектируется для мелкосерийного и среднесерийного производства одежды в групповых технологических процессах изготовления изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Принцип организации рабочего места ГМП типовой, при котором на одном рабочем месте устанавливают один-два вида оборудования.

Полуфабрикаты в разработанном ГМП рекомендуется перемещать в потоке поштучно системами автоматического адресования.

Для работы в ГМП требуются исполнители с поликвалификацией, предполагающей совмещение одним работником различных функций и операций трудового процесса. Общее количество рабочих в потоке рекомендуется от 20 до 60 человек.

Задачу повышения рациональности загрузки оборудования предлагается решать путем группирования моделей МКО по признаку однородности применяемого оборудования, называемому в работе технико-технологическим подобием.

На первом этапе проводят декомпозиционный анализ технологического процесса изготовления модели (Т_i) по видам оборудования:

, (2)

где (t_ij) - суммарная затрата времени на выполнение всех неделимых операций i-й модели на j-м виде оборудования, исключая вынесенное в отдельную зону спецоборудование.

Далее устанавливают доли суммарных затрат времени неделимых операций, выполненных на каждом виде оборудования в структуре технологического процесса изготовления изделия (t_ij / T_i), где:

(3)

В качестве критерия оценки однородности моделей по признаку применяемого оборудования предложен коэффициент технико-технологического подобия К_ттп, представляющий собой сумму минимумов попарно сравниваемых долей суммарных затрат времени на выполнение операций по каждому виду оборудования:

К_ттп (i₁, i₂) = (4)

Анализ матрицы коэффициентов технико-технологического подобия моделей МКО показал, что модели разных ассортиментных видов могут быть более технико-технологически подобными, чем модели одного вида, т.е. при их изготовлении в одном мини-потоке использование оборудования будет более рациональным. Разработка технологии проектирования ГМП проводилась на примере коллекции МКО-24 для потока, в котором работают 40 исполнителей. Группирование моделей МКО проводится методом кластерного анализа по признаку их технико-технологического подобия. В результате разделения образовались четыре группы моделей, объединяющие изделия разных ассортиментных видов (рисунок 6).

Рисунок 6 - Группы технико-технологически подобных моделей МКО-24

Структура проектируемого ГМП представляет собой совокупность мини-потоков (бригад), в которых изготавливают группы близких по производственно-технологической однородности моделей коллекции. Число мини-потоков и исполнителей в каждом мини-потоке может изменяться при смене коллекций, т.е. бригады могут быть переформированы в зависимости от количества моделей, их трудоемкости и тиража.

После группирования моделей коллекции устанавливают срок изготовления всей коллекции и распределяют общее количество рабочих по мини-потокам.

Для определения срока изготовления всей коллекции V, требуется определить: бюджет времени для изготовления изделий в каждой группе (Q_гр) с учетом их тиража, а также общий бюджет времени всей МКО (Q_общ), с:

, (5)

где Тi - трудоемкость изготовления i-го изделия в группе, с, h_i - размер тиража i-го изделия,

, (6)

где k - количество групп,

, (7)

где N_общ - общее количество рабочих.

Зная время изготовления заказа и бюджет времени каждой группы моделей, устанавливают количество рабочих в мини-потоках (N_гр):

(8)

Затем определяют такты мини-потоков для каждого изделия, с:

(9)

График запуска изделий группы в мини-поток составляют по мере уменьшения величины такта, что позволит не увеличить производственный цикл (таблица 1).

Таблица 1 - График запуска изделий в 4-й мини-поток, (8 чел.)

Последовательность запуска моделей	1	2	3	4	5	6	7
Изделия группы	платье 5	платье 2	юбка 4	платье 10	брюки 8	платье 8	юбка 1
ф, с	127	121	93	92	76	63	47

Проведен сравнительный анализ спроектированного ГМП и многомодельного потока (ММП), в котором на каждом мини-потоке изготавливают изделия одного вида одежды. При одинаковых значениях производственной программы и общего числа рабочих в потоке количество оборудования при первой форме организации потока получено меньше на 4 единицы. Коэффициент использования оборудования в ГМП - 0,76, в ММП - 0,67.

В четвертой главе разработан программный комплекс для автоматизации следующих этапов проектирования гибкого многоассортиментного потока:

- расчет коэффициента технико-технологического подобия моделей;

- формирование групп технико-технологически подобных изделий МКО;

- предварительный расчет мини-потоков;

- составление схем разделения труда.

Основной программной средой была выбрана табличная структура приложения Microsoft Excel, со встроенными программами-макросами, составленными на языке программирования VBA (Visual Basic).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе анализа литературных источников и рынка одежды установлено, что решению задачи разнообразия моделей одежды, которое удовлетворит потребителей и обеспечит рациональность работы предприятия, способствует проектирование многоассортиментных коллекций одежды (МКО), которые состоят из автономных моделей, обладающих конструктивной и композиционной совместимостью и взаимозаменяемостью.

2. Установлено, что для производства многоассортиментных коллекций одежды необходимы гибкие потоки, приспособленные к выпуску неоднородных по величине серий различных ассортиментных видов изделий при частой их сменяемости.

3. Выявлены основные признаки гибких потоков, которыми являются размер серии одной модели, количественная структура занятости рабочих, количество изготавливаемых видов изделий, вид технологического процесса, принцип организации рабочего места, способ транспортирования полуфабрикатов. Установлено, что для работы в гибких потоках необходимо привлекать работников с поликвалификацией, предполагающей совмещение одним работником различных функций и операций трудового процесса.

4. Установлено, что при проектировании коллекций одежды необходимо учитывать следующие социальные признаки потребителей: "среднемесячный доход на одного члена семьи", "образование", "место работы", "тип личности", "возраст", а также такие способы проведения досуга потребителями как: "зарубежные поездки", "посещение театра", "шоппинг", "посещение фитнес-центра".

5. Установлены три группы потребителей, отличающихся широтой и частотой предпочтения различных видов одежды костюмно-плательного ассортимента в зависимости от сезонного и ситуационного назначения.

4. Разработана методика количественного формирования структуры многоассортиментной коллекции одежды, отвечающей требованиям потребителей.

5. В результате исследований разработана методика подбора совместимых материалов для изготовления в одном потоке и разработаны рекомендации по выбору оборудования, с учетом факторов качества выполняемых операций и гибкости.

6. Предложено задачу повышения рациональности загрузки оборудования решать путем группирования моделей МКО по признаку однородности применяемого оборудования. В качестве критерия оценки однородности моделей предложен коэффициент технико-технологического подобия.

7. Доказано, что модели разных ассортиментных видов могут быть более технико-технологически подобными, чем модели одного вида, т.е. при их изготовлении в одном мини-потоке использование оборудования будет более рациональным.

8. Предложена организационная форма и разработана технология проектирования гибкого потока для изготовления многоассортиментных коллекций одежды.

9. Проведен сравнительный анализ спроектированного гибкого многоассортиментного потока с учетом коэффициента рационального использования оборудования.

10. Разработан программный комплекс для автоматизации этапов проектирования гибкого многоассортиментного потока.

11. Результаты работы апробированы в учебном процессе и внедрены на производстве.

БИБЛИОГРАФИЯ

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Гордеева Т.А., Доможирова Л.Ю. Факторы повышения конкурентоспособности продукции швейного производства. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции "Современные проблемы текстильной и легкой промышленности". М. РосЗИТЛП. 2004. - с 51.

2. Шершнева Л.П., Гордеева Т.А. Анализ стратегий предприятий швейной отрасли. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции "Современные проблемы текстильной и легкой промышленности". М. РосЗИТЛП. 2006. - с 76.

3. Шершнева Л.П., Гордеева Т.А., Скрыльникова О.А. К вопросу имиджелогии в швейном производстве. // Швейная промышленность. № 4. 2006. - с 37-38.

4. Гордеева Т.А. Информационные технологии в дипломном проектировании. Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции "Проблемы совершенствования высшего заочного образования". М. РосЗИТЛП. 2007. - с 121.

5. Шершнева Л.П., Гордеева Т.А. Разработка технологии проектирования мелкосерийных многоассортиментных потоков. // Швейная промышленность. № 1. 2008. - с 45-46.

6. Шершнева Л.П., Гордеева Т.А. Организация трудовой деятельности на швейных предприятиях и ее эволюция. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности". "Поиск-2008". Часть 2. Иваново. ИГТА. 2008. - с 47.

7. Шершнева Л.П., Гордеева Т.А. Выбор ассортимента одежды для рациональной организации работы мелкосерийных многоассортиментных потоков. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности". "Поиск-2008". Часть 1. Иваново. ИГТА. 2008. - с 172.

8. Шершнева Л.П., Гордеева Т.А. Разработка комплекса программных средств для САПР-технолог. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции "Современные проблемы текстильной и легкой промышленности". М. РосЗИТЛП. 2008. - с 60.

Размещено на Allbest.ru