Author: Сачко Н.С.
Tags: общее машиностроение технология машиностроения организация производства управление экономика предприятий экономика экономические науки машиноведение менеджмент управление предприятием
ISBN: 985-475-118-Х.
Year: 2005
Text
ОРГАНИЗАЦИЯ И ОПЕРАТИВНОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ
ПРОИЗВОДСТВОМ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Н.С. САЧКО
ОРГАНИЗАЦИЯ И ОПЕРАТИВНОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ
ПРОИЗВОДСТВОМ
Утверждено Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебника для студентов специальности «Экономика
и управление на предприятии» учреждений, обеспечивающих
получение высшего технического образования
МИНСК ООО «НОВОЕ ЗНАНИЕ» 2005
УДК 621:658(075.8)
ББК65.290-2я73
С22
Серия основана в 2005 году
Рецензенты:
кафедра «Менеджмент» Гомельского государственного
технического университета имени П.О. Сухого
(зав. кафедрой — кандидат экономических наук, доцент Е.М. Карпенко),
зав. кафедрой бухгалтерского учета, анализа и аудита
Брестского государственного технического университета,
кандидат экономических наук, доцент В. С. Кивачук
Сачко, Н.С.
С22 Организация и оперативное управление машинострои-
тельным производством : учебник / Н.С. Сачко. — Мн. :
Новое знание, 2005. — 636 с. : ил. — (Техническое образо-
вание).
ISBN 985-475г 118-Х.
Подробно изложены вопросы двух учебных курсов: «Организация
производства» и «Оперативное управление производством». Раскрыта
специфика организации машиностроительного предприятия. Рассмот-
рены особенности структуры отдельных цехов. Показаны способы осу-
ществления текущего контроля и регулирования производственного
процесса.
Для студентов машиностроительных и инженерно-экономических
специальностей высших технических учебных заведений.
УДК 621:658(075.8)
ББК 65.290-2я73+34.4я73
ISBN 985-475-118-Х
©Сачко Н.С., 2005
© Оформление. ООО «Новое знание», 2005
Предисловие
С момента выхода учебного пособия «Организация и оперативное
планирование машиностроительного производства» (Мн., 1977), мате-
риал которого лег в основу данной книги, прошло более четверти века.
За это время произошли большие изменения, прежде всего в социаль-
но-экономической жизни страны. Это отразилось и на организации
производства, его планировании и управлении. Кроме того, в самбм
подходе к организации производства наметились некоторые измене-
ния. В частности, при рассмотрении факторов, влияющих на результаты
деятельности предприятий, все шире используются методы системного
подхода, позволяющие лучше понять явления, происходящие в матери-
альном производстве, более глубоко проанализировать логику всех при-
чинно-следственных связей в нем, предвидеть социально-экономиче-
ские последствия решений, принимаемых на любом уровне, выделить
задачи, которые необходимо решить в первую очередь.
В свое время на кафедре экономики и организации машинострои-
тельного производства Белорусского политехнического института (ныне
Белорусский национальный технический университет), руководимой
автором этой книги, а затем и на одноименных кафедрах других вузов
из общего объемного курса «Организация и планирование машинострои-
тельного производства» для инженеров-экономистов был выделен в ка-
честве самостоятельной дисциплины раздел «Технико-экономическое
планирование на машиностроительном заводе». Остальные вопросы
организации стали предметом изучения нового курса «Организация
и оперативное управление машиностроительным производством».
В настоящее время произошло разделение курса на две дисципли-
ны: «Организация производства» и «Оперативное управление произ-
водством». Однако они настолько взаимосвязаны, что значительная
часть вопросов неизбежно дублируется. Поэтому автор счел возмож-
ным изложить их в одной книге, выделив в качестве отдельного раздела
оперативное управление производством. Разумеется, объем книги не-
сколько увеличился, но он все же в полтора-два раза меньше аналогич-
ных зарубежных изданий. Кроме этого раздела издание включает еще
три: «Организация основного производства», «Подготовка производст-
ва (проектирование продукции)» и «Основы организации вспомога-
тельного процесса».
При написании учебника учтены и последние мировые достижения
в области организации и оперативного управления производством.
4 Предисловие
Вопросы управления предприятием рассматриваются также в кур-
сах «Менеджмент», «Маркетинг», «Управление персоналом» и др.
Книга предназначена в первую очередь для студентов машинострои-
тельных специальностей высших учебных заведений. Будет полезна аспи-
рантам и преподавателям вузов при подготовке инженеров-экономистов,
инженеров-менеджеров, экономистов-менеджеров, а также студентам
технических специальностей при углубленном изучении отдельных во-
просов организации и управления производством. Издание может быть
использовано в качестве практического пособия при подготовке и пе-
реподготовке руководителей и специалистов, деятельность которых свя-
зана с решением вопросов организации и управления производством.
Раздел
ОРГАНИЗАЦИЯ
ОСНОВНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
□
□
□
1. Предмет и метод организации
производства. Развитие науки
и практики
2. Промышленное предприятие
и его организация
3. Производственный процесс
и типы производства
4. Организация производственного
процесса в пространстве
и во времени
5. Организация поточного
и автоматизированного
производства
1. Предмет и метод организации
производства. Развитие науки и практики
1.1. Основные понятия
Машиностроительное производство является одной из наиболее
наукоемких, сложных, требующих высококвалифицированных кадров
отраслей материального производства. Уровень развития машино-
строения определяет уровень развития государства в целом. Именно
благодаря высокому уровню развития машиностроения Беларусь
с полным основанием можно отнести к технически высокоразвитым
странам.
Производственный процесс изготовления любой продукции пред-
полагает взаимодействие вещественных и трудовых элементов.
Вещественные элементы — предметы труда (сырье, материалы, по-
луфабрикаты, комплектующие изделия) и орудия труда (машины, обо-
рудование и др.) — являются мертвыми компонентами процесса до тех
пор, пока к ним не будет приложен труд человека — основа производ-
ственного процесса на предприятии. Трудовые элементы — это живой
труд, который превращает вещественные элементы в необходимую
продукцию.
Для того чтобы работники предприятия трудились целенаправленно,
согласованно, с высокой производительностью, рационально использо-
вали средства производства, а производственный процесс осуществлялся
бесперебойно, слаженно и ритмично, все подразделения предприятия
должны работать по определенным правилам. Они устанавливаются на
основании изучения опыта и внедрения прогрессивных методов, ис-
следуемых и разрабатываемых специальной научной дисциплиной —
организацией производства.
Организация производства — наука, изучающая условия и факторы
рационального сочетания в пространстве и во времени действий людей
при использовании материальных элементов производства в процессе
превращения их в продукцию, благодаря чему продукция изготавлива-
ется с минимальными затратами всех ресурсов.
Таким образом, наука об организации производства отвечает на во-
просы, как должен быть организован в пространстве и во времени процесс
изготовления продукции и каким образом должны при этом взаимо-
действовать все подразделения и отдельные исполнители, чтобы получить
наилучший результат при экономном расходовании сырья, материалов,
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики 7
средств труда и рабочей силы. Именно поэтому курс «Организация
производства» изучает основные стороны производственной деятель-
ности предприятия:
• условия и факторы наиболее эффективной организации производ-
ственного процесса в пространстве и во времени, в том числе рацио-
нальное построение производственной структуры и планировку завода,
цехов и участков;
• вопросы рациональной организации трудовых процессов, включая
техническое нормирование, организацию заработной платы и управле-
ния;
• пути наиболее эффективной реализации достижений в области
разработки продукции и способов ее изготовления, т.е. конструктор-
ские и технологические решения, включая вопросы стандартизации,
разработки типовых технологических процессов и др.;
• пути обеспечения высокого качества, организацию его контроля;
• способы перемещения предметов труда в производственном про-
цессе, в том числе организацию работы внутрицехового и межцехового
транспорта;
• методы согласования работы отдельных подразделений предпри-
ятия во времени и обеспечения непрерывности процесса, в том числе
вопросы оперативного управления производством;
• организацию рационального обслуживания основного производст-
ва вспомогательными цехами и складским хозяйством;
• основные направления снижения издержек производства во всех
подразделениях предприятия;
• проблемы повышения эффективности капиталовложений на пред-
приятии и замены старой техники новой.
При изучении закономерностей функционирования и развития
промышленного производства важное значение имеет анализ и обоб-
щение практического опыта работы предприятия, цехов и производств.
Причем к каждому явлению следует подходить диалектически, т.е. рас-
сматривать во взаимосвязи, в непрерывном развитии. Это позволяет
понять причины и закономерности возникновения новых и неизбеж-
ность отмирания старых решений, приемов и методов организации
производства.
Любое инженерное и организационное решение, способ изготовле-
ния продукции или выполнения отдельных операций, какими бы удач-
ными они ни были, могут быть улучшены или заменены новыми, более
эффективными, вследствие технических достижений, изменившихся
условий производства или постановки новых задач. Поэтому наука об
организации производства не дает и не может дать готовых точных ре-
шений независимо от времени, пространства, предприятия, участка,
цеха, характера и объема выпуска продукции, целей и задач, стоящих
8
Раздел I. Организация основного производства
перед производством в данный момент, и других условий. Предлагается
только подход к решению задач, исследуются условия, обеспечивающие
наиболее высокую эффективность производства, и указываются на-
правления, в которых следует искать решение вопроса. Другими слова-
ми, организация производства — это непрерывный творческий поиск
путей эффективной организации производственного процесса на пред-
приятии и в его подразделениях при неуклонном повышении уровня
социального развития трудового коллектива.
Чтобы эта работа была результативна, необходимо: рассматривать
проблемы организации производства во взаимосвязи с задачами развития
экономического потенциала предприятия, отрасли, государства в це-
лом; изучать закойомерности возникновения, развития, совершенство-
вания различных форм и методов организации производства, причины
их отмирания и замены новыми; обобщать и внедрять передовой опыт
отечественных и зарубежных предприятий.
Курс «Организация машиностроительного производства» тесно свя-
зан с другими экономическими и техническими дисциплинами. Такие
дисциплины, как «Экономическая теория», «Микроэкономика», «Мак-
роэкономика», «Экономика машиностроительного предприятия», служат
теоретической базой для построения курса «Организация машинострои-
тельного производства» и определяют методологию решения задач, стоя-
щих перед предприятиями. Экономические дисциплины («Маркетинг»,
«Менеджмент», «Статистика», «Бухгалтерский учет и аудит») способ-
ствуют лучшему усвоению курса. Их знание позволяет улучшать орга-
низацию производства и повышать его эффективность. Технические
дисциплины, прежде всего «Технология машиностроения», изучающие
закономерности развития и совершенствования свойств и конструкций
предметов, продуктов, орудий труда и способов их изготовления, слу-
жат основой исследования инженерных вопросов организации произ-
водства.
Организация производства нередко требует сложных математических
расчетов и анализа, на основе которых выбирается вариант решения,
наилучший в условиях конкретного предприятия или его подразделения.
Поэтому математические дисциплины являются основой для расчета
оптимальных количественных и качественных параметров и показателей.
1.2. Развитие науки и практики организации производства.
Зарубежный и отечественный опыт
Организация производства, как и любая научная дисциплина, стано-
вится наукой с момента описания, теоретического обобщения и систе-
матизации объективных знаний о действительности и закономерностях
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики
9
ее развития. Основоположником современной науки об организации
производства принято считать талантливого американского инженера-ме-
ханика Ф.У. Тейлора (1856-1915). Начав работать учеником в механи-
ческой мастерской, он прошел все ступени управленческой лестницы —-
от младшего служащего до главного инженера крупного металлургиче-
ского завода. Тейлор был крупным исследователем в области обработ-
ки металлов, имел ряд научных трудов и много изобретений. Свои идеи
в области организации производства он сформулировал в виде «прин-
ципов научного управления», которые изложил в работах «Научное
управление» («Scientific Management») и «Управление производствен-
ными участками» («Shop Management»). Издание этих книг положило
начало многочисленным публикациям по организации производства.
Основные идеи Тейлора в области научного управления выражены
в следующих принципах:
1) анализ и замена «традиционных и грубо практических методов»
методами, базирующимися на научных законах, правилах и приемах,
выработанных на основе обобщения опыта и специального изучения
движений и времени, необходимого для выполнения работы;
2) отбор рабочих «на основе научно установленных признаков», их
тренировка, обучение новым приемам;
3) отделение подготовки к работе от ее исполнения (под исполне-
нием Тейлор понимал освобождение рабочего от всех функций, свя-
занных с обдумыванием, расчетом, подготовкой, и возложение их на
администрацию);
4) «сердечное сотрудничество администрации с рабочими в направ-
лении достижения соответствия всех отдельных отраслей производства
научным принципам».
Раскрывая первый принцип, Тейлор отмечал, что в конечном счете
он сводится к разработке на основании наблюдения и анализа работы
наиболее выносливых и тренированных рабочих новой, более высокой
нормы (по его терминологии — «рабочий урок»), которая намного
выше выполнявшейся до этого. Так, при ручной подноске чугуна в чуш-
ках норма была увеличена с 12,5 до 47 т в смену. При этом не предусмат-
ривались никакие мероприятия по механизации и облегчению труда.
Второй принцип (отбор рабочих) Тейлор предлагал осуществлять
путем выбора самого сильного рабочего, отличающегося неограничен-
ной жаждой получить дополнительный, хотя бы грошовый, заработок.
По признанию Тейлора, рабочий Шмидт, которого он выбрал для тре-
нировки в освоении «урока», после 11-часового рабочего дня «бежал
домой почти столь свежим, каким он бежал утром на работу, был чрез-
вычайным скопидомом, был рад заработать каждое дополнительное
пенни (около копейки), которое ему казалось величиной с тележное
колесо, и был умственно тяжелым на подъем». Именно поэтому Шмидт
10
Раздел I. Организация основного производства
вместо 12,5 т, которые переносили за 1,15 доллара, охотно согласился
переносить 47 т за 1,85 доллара за смену.
Третий принцип сводился в основном к полному освобождению
рабочих от функций, имеющих какое-либо содержание. «Вся умствен-
ная деятельность должна быть изъята из мастерской»,— писал Тейлор.
Неслучайно его утверждение, что от чернорабочего требуется, чтобы он
был туп, флегматичен и «походил на вола».
Реализацию четвертого принципа Тейлор видел в ликвидации
борьбы рабочих с работодателями, в замене распрей и конфликтов
братским сотрудничеством. Он писал: «Научное управление <...> пред-
полагает полную революцию в умах рабочих <...> в том, что касается
их обязанностей в работе и их обязанностей по отношению к нанима-
телям».
Столь высокая интенсификация ручного труда по системе Тейлора
вызвала крайне негативное отношение рабочего класса Америки. Аме-
риканская федерация труда в одной из своих резолюций назвала эту
систему «дьявольским замыслом низведения людей до положения
машины». Поэтому она не получила и не могла получить широкого
распространения, хотя методы анализа трудовых процессов широко ис-
пользовались в трудах многих американских и европейских ученых.
Наука об организации производства использует элементы теории
Тейлора, методику систематического анализа производственных про-
цессов, расчленение их на составные части с целью выработки наибо-
лее эффективных приемов для улучшения условий труда.
Значительный вклад в науку об организации производства внес дру-
гой американский инженер, Г. Эмерсон (1853—1931), сформулировав-
ший основные принципы организации производства и изложивший их
в книге «Двенадцать принципов производительности». Принципами
Эмерсона являются:
1) четко сформулированные идеалы или цели, чтобы все части лю-
бой организации «действовали в одном и том же направлении»;
2) здравый смысл, позволяющий повышать эффективность произ-
водства за счет имеющихся средств производства;
3) компетентное консультирование руководителя производства функ-
циональными исполнителями;
4) строжайшая исполнительская дисциплина исполнителей в про-
изводственном процессе, как внешняя (строгое выполнение правил
внутреннего распорядка, выполнение указаний и т.д.), так и внутрен-
няя (порядок на рабочем месте, подтянутость, опрятность, вниматель-
ность рабочего и др,);
5) справедливое отношение к подчиненному персоналу, в том числе
оплата и условия труда;
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики
11
6) быстрый, надежный, точный и постоянный учет (в первую оче-
редь результатов производства);
7) диспетчирование, т.е. постоянное централизованное наблюдение
за ходом производства и его регулирование;
8) нормализация усилий, недопущение их форсирования, которое
может вызвать физическое и нервное перенапряжение персонала и преж-
девременный износ механизмов;
9) нормализация условий, в частности создание нормальной окру-
жающей обстановки для высокопроизводительного труда;
10) нормирование времени выполнения операций (на уровне более
высоком, чем подавляющая медлительность, но ниже слишком утом-
ляющей скорости) с тем, чтобы хорошее нормирование дало «рабочему
личную радость» и все «богатство коллективного проявления личных
сил»;
11) письменные стандартные производственные инструкции, в ко-
торых была бы закреплена практика работы предприятия;
12) вознаграждение за высокую производительность (гарантирован-
ная почасовая оплата и премия), установление норм оплаты в зависимо-
сти от количества и вида обслуживаемых станков, условий и личности
исполнителя.
Принципы Эмерсона отражают в основном условия повышения эф-
фективности производства, но прежде всего в интересах работодателя.
Так, говоря о справедливом отношении к персоналу, он пишет, что от
предпринимателя нельзя требовать, чтобы он платил по более высоким
расценкам, чем принято у конкурентов. Но это ограничение не распро-
страняется на прибыль хозяев. Нормативы должны время от времени
пересматриваться в связи с изменением условий, «но ни в коем случае
не в связи с повышением зарплаты». Для предупреждения конфликтов
между рабочими и работодателями Эмерсон предложил прибегать к услу-
гам специалистов — «характерологов, гигиенистов, физиологов, инже-
неров по отоплению и освещению, экономистов, специалистов по во-
просам заработной платы, бухгалтеров, юристов».
Из европейских современников Тейлора и Эмерсона наибольшую
известность благодаря работам в области организации производства
получил французский инженер А. Файоль (1841—1925). Свою карьеру
он закончил в должности генерального директора крупного металлур-
гического объединения. В брошюре «Учение об управлении» Файоль
изложил принципы успешного руководства производством: разделение
труда, авторитет и ответственность, дисциплина, единоначалие, единство
распорядительства и руководства, подчинение частного интереса общему,
вознаграждение труда, централизация, иерархия, порядок, справедли-
вость, стабильность персонала, инициатива, единение персонала. Файоль
12
Раздел I. Организация основного производства
и созданная им школа управления исходили из того, что для эффектив-
ного руководства производством необходима специальная каста управ-
ляющих, наделенных особыми волевыми чертами характера.
Крупнейшим практиком в области организации производства был
американский промышленник Г. Форд (1863-1947), положивший начало
массовому производству дешевых автомобилей. Благодаря реализации
на его заводах ряда новейших идей в области организации производст-
ва автомобиль действительно стал массовым, доступным. Начав с про-
изводства автомобилей в собственной небольшой мастерской, после
ряда неудач в 1908 г. он добился крупного успеха, организовав произ-
водство автомобиля модели «Форд-Т», принесшего ему мировую из-
вестность.
На своих предприятиях Форд внедрил комплексную систему орга-
низации непрерывного поточно-массового производства. Эта система
получила название «фордизм» и была основана на следующих принци-
пах, которые ранее применялись разрозненно.
1. Полная взаимозаменяемость частей и деталей изделия, что позво-
лило отдельные части и даже детали автомашины производить на само-
стоятельных участках, поточных линиях. Принцип взаимозаменяемости
был известен до Форда, в частности в оружейной промышленности, но
Форд впервые применил его для изготовления такой сложной (для того
времени) машины, как автомобиль.
2. Использование специального транспортного устройства для пере-
мещения предметов труда — конвейера («рабочий должен стоять не-
движно, а работа — двигаться»). Конвейер использовался и ранее,
в частности на чикагских бойнях, но Форд впервые применил его для
принудительного регулирования всего хода производства.
3. Максимальное разделение труда путем расчленения технологиче-
ского процесса на простейшие операции («дроби рабочие операции
и умножай выпуск»), благодаря чему операции стали выполняться рабо-
чими самой низкой квалификации. Реализация этого принципа открыла
возможности для широкого внедрения механизации и автоматизации.
4. Устранение излишних движений рабочего («по возможности он
должен делать лишь одну операцию и лишь одним движением»). Как
известно, этот принцип был разработан Ф.У. Тейлором, но Форд при-
менил его не к отдельным рабочим, а в массовом масштабе по всему
технологическому циклу.
5. Стандартизация всех элементов производственного процесса,
включая сырье, технологические процессы, трудовые приемы и формы
организации.
6. Полное освобождение основных производственных подразделе-
ний от функций проектирования и подготовки производства, выполнение
1, Предмет и метод организации производства, Развитие науки и практики
13
этих работ централизованно, на основе систематической эксперимен-
тально-исследовательской работы в специально созданных лабораториях,
экспериментальных мастерских и т.п.
Использование в огромных масштабах достижений науки, техники
и практики позволило Форду добиться небывалых в то время успехов.
Если с 1908 по 1915 г. на его предприятиях был выпущен 1 млн автомо-
билей, то за один только 1923 г. — 2 млн. Массовое производство по-
зволило значительно удешевить автомобиль и создало благоприятные
условия для дальнейших технических и организационных нововведений.
На заводах Форда провели глубокий анализ производственного процесса
и отдельных его операций. В результате были выявлены и классифици-
рованы все рабочие функции, которые необходимо было выполнить на
конвейере при изготовлении автомобилей. Было выявлено 7882 таких
функций, из них 12 % составляли функции, для выполнения которых
нужны были абсолютно здоровые и сильные рабочие, 42,5 % — функции,
для выполнения которых нужны были люди с нормальными физиче-
скими данными, а большинство функций (45,5 %) не требовало физи-
ческого напряжения, их могли выполнять слабые мужчины и женщины,
в том числе инвалиды.
Проведенный анализ позволил Форду сделать ставку в основном на
рабочих низкой квалификации (43 % из них были обучены всего один
день, 42 % — от одного дня до двух недель, 14 % — больше месяца
и только 1 % — более года).
Ставка на малоквалифицированный труд и доведенная до крайно-
сти идея конвейеризации не могли не вызвать критики. Рабочие стали
рассматривать фордовский конвейер как потогонную систему, угне-
тающую человека. Это было ярко отображено в фильме Чарли Чаплина
«Новые времена», где показан рабочий, который всю жизнь закручивал
на конвейере двумя'ключами гайки «одним движением» всего на 1/6
часть оборота, превратившись в придаток конвейера. В конце концов
он сошел с ума.
Тем не менее реализованные Фордом принципы положены в основу
организации современного поточно-массового производства в различных
отраслях машиностроения. Наиболее прогрессивные элементы органи-
зации поточного производства — максимальное совершенствование
технологии и орудий труда, механизация производственных процессов,
стандартизация, более совершенные методы и технические приемы
проектирования, подготовки и планирования производства — широко
используются в современной практике.
Сопротивление рабочего класса эксплуататорской сущности идей
Тейлора и потогонной системы Форда привело к тому, что ученые ста-
ли изыскивать новые пути роста производительности труда.
14
Раздел I. Организация основного производства
В 40-е годы XX в. возникла так называемая доктрина «человеческих
отношений» (Human relations). Авторы этой доктрины американский
социолог Э. Мейо и его последователи, критикуя Тейлора, стали под-
черкивать: «Мы забыли о человеке!». Они считали, что в организации
производства основное внимание следует уделять не техническим и ма-
териальным, а психологическим и социальным факторам, которые соз-
давали бы хорошее настроение рабочих и побуждали трудиться все
лучше. Они поставили под сомнение представления Тейлора и Форда
о том, что максимальное разделение труда и расчленение операций обес-
печивают непрерывный рост производительности труда, поскольку мо-
нотонное повторение рабочим изо дня в день простейших операций,
обусловливаемое темпом конвейера, неизбежно порождает протест,
вступает в конфликт с духовными потребностями зрелой личности.
Исходя из этих предпосылок, сторонники доктрины «человеческих
отношений» сформулировали рекомендации (на первый взгляд проти-
воречащие идеям Тейлора), реализация которых на предприятиях, по
их мнению, должна способствовать заинтересованности рабочего в мак-
симальном росте производительности труда, что увеличит прибыль.
Эти рекомендации предусматривают:
• «обогащение» труда, т.е. проведение мероприятий по его разнооб-
разию, исключение монотонности;
• привлечение рабочего к планированию и нормированию выпол-
няемых им операций, т.е. использование не только физической, но
и умственной энергии рабочего;
• создание хорошего настроения у рабочего, «благоприятного соци-
ального климата» на производстве, гуманное отношение администра-
ции и уважение к личности рабочего;
•демократизацию управления, т.е. привлечение к нему рабочих,
чтобы заинтересовать их в конечных результатах труда, развить чувство
коллективной ответственности и создать атмосферу «подлинной общ-
ности интересов» (рабочих и хозяев).
Рекомендации сторонников доктрины «человеческих отношений»,
основанные на научном исследовании психики рабочих и социальной
среды, были взяты на вооружение организаторами производства. Для
разработки мероприятий по усилению интенсивности труда рабочих при-
влекались не только инженеры, но и физиологи, психологи, уделявшие
особое внимание изучению причин, влияющих на моральное состояние
и настроение рабочих. Среди этих причин — характер труда, его содер-
жание, производственная и социальная среда, а также индивидуальные
особенности самого работника (характер, темперамент, реакция на мораль-
ное поощрение или наказание, на отношение администрации и др.).
Современные западные исследователи в области организации про-
изводства (П. Дракер, П. Диболей, Д. Стивенсон, Д. Дильворт, Р. Чейз
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики
15
и др.) не отвергают идеи Тейлора и Форда, указывая на их взаимосвязь
с доктриной «человеческих отношений». При этом чем выше уровень
научно-технического развития производства, тем неизбежнее обраще-
ние к человеку как основному фактору производства. «Совершенно
ясно, — пишет П. Дракер, — что ресурсы, которым присуща возмож-
ность к расширению, могут быть только человеческими. Все остальные
ресурсы подчиняются законам механики. Их можно лучше или хуже
использовать, но они никогда не могут дать больше того, что в них вло-
жено». Эти и подобные им рекомендации ученых широко используют
руководители промышленных корпораций и фирм при организации
производства на своих предприятиях.
Наиболее последовательно идеи доктрины «человеческих отноше-
ний», как и идеи Тейлора и Форда, реализованы в организации совре-
менного производства на крупнейших японских предприятиях в виде
таких принципов управления кадрами, как «уважение к человеку», «по-
жизненный наем основного персонала», «упор на обучение», «частое
продвижение по службе и повышение зарплаты» и др. При этом боль-
шое внимание уделяется снятию отрицательных эмоций перед началом
работы и в ходе рабочего дня. Некоторые предприятия и фирмы стали
применять средства коллективного и индивидуального воздействия на
рабочего. Так, для воспитания коллективной «преданности» делу нередко
практикуется ежедневное хоровое исполнение гимна и пожелание про-
цветания компании. Администрация поздравляет рабочего, преподносит
подарки в связи с различными семейными или личными событиями.
Для снятия отрицательных эмоций, возникающих в процессе труда, не-
редко на предприятиях и участках создаются специальные помещения
с манекенами управляющих производством, от мастера до президента
фирмы, где каждый работник может избивать дубинкой изображения
ненавистных ему руководителей. Такие мероприятия обеспечивают сня-
тие отрицательных эмоций во время работы и способствуют росту про-
изводительности труда.
В последние годы на Западе издано много книг, в которых описыва-
ется опыт организации производства и управления в таких крупнейших
корпорациях, как «1ВМ», «Дженерал моторз» и др. Особо пристальное
внимание уделено освещению опыта работы таких японских промыш-
ленных гигантов, как «Тойота», «Хонда», «Мицубиси» и др. Например,
в США переведены книги Я. Мондена «"Тойота": Методы эффективно-
го управления» и К. Исикавы «Японские методы управления качест-
вом», «Как работают японские предприятия» и др.
Издается много книг по теории и практике менеджмента. Среди ав-
торов — М. Мескон, В. Стивенсон, Д. Дильворт, Р. Чейз, X. Нури,
У. Оучи, Т. Питерс, Р. Уотермен и многие другие. К сожалению, эти
книги малодоступны русскоязычному читателю.
16
Раздел I. Организация основного производства
***
Основоположником советской школы организации принято счи-
тать А.К. Гастева, который в 1920 г. организовал Центральный институт
труда (ЦИТ). Он опубликовал рад книг по вопросам организации труда:
«Как надо работать?» (1921), «Трудовые установки» (1924), «Установка
производства методом ЦИТ» (1927), «Нормирование и организация
труда» (1929).
В 30-е годы появились научные работы и по стандартизации произ-
водственного процесса. Одной из первых была работа профессора Ленин-
градского политехнического института О.И. Непорента «Технические
основы календарного движения производства» (1933). В ней определе-
ны и описаны основные виды движения предметов труда в процессе
производства, введены понятия «производственный ритм», «типы про-
изводства». В довоенное время опубликованы работы по дператив-
но-календарному планированию П.В. Крепыша, К.М. Корницкого,
А.В. Темкина. Следует отметить Г.В. Теплова, который с 1940 по 1970 г.
выпустил рад учебников по планированию машиностроительного про-
изводства, а также работу К.Г. Татевосова «Производственный цикл
в механических цехах серийного машиностроения» (1940). В 1965 г.
был издан его фундаментальный труд «Основы оперативно-произ-
водственного планирования на машиностроительном предприятии»
(переиздан в 1985 г.).
Вместе с тем в конце 30-х годов, в период высочайшего трудового
подъема, когда воздвигались такие гиганты индустрии, как Кузнецкий
и Магнитогорский металлургические комбинаты, «Уралмаш», ГАЗ и мно-
жество других предприятий, во всех республиках Советского Союза ра-
боты по изучению методов организации труда и производства стали
постепенно сворачиваться. Был ликвидирован ЦИТ. Считалось, что
небывалых трудовых успехов можно достичь без всякой науки. Глав-
ное — это руководящие кадры, получившие большой опыт в ходе инду-
стриализации страны. Ставка на них оправдалась, особенно в начале
и в ходе Великой Отечественной войны, когда большинство промыш-
ленных предприятий из западных районов страны пришлось перебази-
ровать на восток, где в кратчайшие сроки заново была создана мощная
военная промышленность, обеспечившая массовое производство тан-
ков, самолетов, артиллерийских орудий и других видов вооружения
и боеприпасов. Благодаря этому к концу войны, несмотря на потерю
примерно 50 % мощности металлургии, выпуск основных видов воору-
жений превзошел масштабы выпуска военной продукции в Германии.
Производство в восточных районах на многих предприятиях неред-
ко организовывалось так, что еше до сооружения стен цехов станки ус-
танавливались на фундамент под открытым небом и сразу же начинали
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики t
работать. В первый год Великой Отечественной войны в восточные
районах было заново построено и введено в действие 2250 крупных
промышленных предприятий. Благодаря этому производство военной
продукции в 1942 г. увеличилось по сравнению с 1940 г.: на Урале —
в 5 раз, в Западной Сибири — в 27 раз, в Поволжье — в 9 раз. Выпуск
отдельных видов вооружений рос просто фантастическими темпами.
Например, выпуск штурмовиков «ИЛ-2» на одном из заводов увели-
чился с 1 до 13 в сутки, истребителей «Як» на другом заводе — с 2 до 20.
Все это свидетельствует о величайших практических достижениях в ор-
ганизации производства во время войны.
Великая Отечественная война выдвинула крупнейших практиков
организации промышленного, и прежде всего военного, производства.
Среди тех, кто внес крупнейший вклад в развитие оборонной промыш-
ленности в военные годы, кто прошел суровую проверку войной и стал
блестящим организатором производства, были такие выдающиеся руко-
водители, как Б.Л. Банников, П.В. Дементьев, В.А. Малышев, Д.М. Ус-
тинов, М.В. Хруничев, А.И. Шахурин и многие другие.
Не менее впечатляющими были успехи в области организации про-
мышленного производства и в послевоенное время. Уже в 1950 г. была
восстановлена промышленность и значительно превзойден довоенный
уровень производства, освоены новые виды мирной и военной продук-
ции, в том числе атомное оружие. Всего за 30 лет, т.е. практически за
время жизни одного поколения, в результате разработки и осуществле-
ния крупных организационных решений страна прошла путь «от сохи
до атомной бомбы». И тем самым за короткий срок были созданы усло-
вия для жизни и безопасности народа, обеспечившие его скромное
благополучие и расширенное воспроизводство населения. Значитель-
ные успехи в восстановлении и развитии промышленного производства
в послевоенные годы были достигнуты в Белоруссии под руководством
К.Т. Мазурова и П.М. Машерова.
К сожалению, эти величайшие практические достижения в органи-
зации производства на основе использования опыта первых советских
специалистов и трудового энтузиазма народа не были научно обобще-
ны и подробно описаны. Между тем, достижения в промышленности
Советского Союза в военное и послевоенное время являются предме-
том тщательного изучения многих западных организаций и отдельных
ученых.
В послевоенные годы выходили книги крупных руководителей народ-
ного хозяйства. В них описывались достижения советской промышленно-
сти в военные годы, но не раскрывались методы и способы организации
конкретного производства.
К началу 60-х годов XX в., когда со «сцены» начали сходить старые
опытные руководитетипроизводства, или, как их еще называли, «про-
2 Зак. 2150
18
Раздел I. Организация основного производства
мышленные генералы», и появилось новое поколение руководителей
и рабочих, когда пошел на убыль величайший энтузиазм довоенного,
военного и послевоенного времени, темпы производства замедлились.
Это вызвало необходимость широко развернуть подготовку специали-
стов с высшим образованием в области организации производства.
В середине 60-х годов в большинстве политехнических и промышлен-
ных вузов были созданы инженерно-экономические факультеты для
подготовки инженеров-экономистов.
В это время наука об организации машиностроительного производ-
ства в стране была сосредоточена в основном на инженерно-экономиче-
ских факультетах в вузах Москвы, Ленинграда, Свердловска, Харькова.
На инженерно-экономическом факультете Ленинградского политехни-
ческого института работали такие известные в области организации
производства ученые, как профессора С.А. Соколицын, Б.И. Кузин,
В.А. Козловский, А.И. Неймарк, в Уральском политехническом инсти-
туте — Г.А. Пруденский, А.С. Осинцев, В.Н. Радукин, В.Н. Веселов,
в Москве организацию производства вели профессора И.М. Разумов,
Э.А. Сатель, В.А. Летенко, Б.Н. Родионов, Н.А. Соломатин, в Харькове —
профессор Е.Г. Либерман. Все названные ученые являлись руководите-
лями авторских коллективов по созданию фундаментальных учебников
по организации машиностроительного производства.
Первые учебные пособия по отдельным вопросам организации и
планирования машиностроительных предприятий были изданы еще
в 50-е годы под руководством профессора Московского инженерно-эко-
номического института Э.А. Сателя. В этом же институте был подготов-
лен и выпущен фундаментальный учебник по организации и планиро-
ванию производства под редакцией В.А. Летенко и Б.Н. Родионова.
В Ленинграде в 1973 г. вышел учебник А.Н. Климова, И.Д. Оленева
и С.А. Соколицына «Организация и планирование производства на ма-
шиностроительном заводе», а в 1988 г. — учебник С.А. Соколицына
и Б.И. Кузина «Организация и оперативное планирование машино-
строительного производства». В Харькове в 1967 г. был издан учебник
«Организация и планирование машиностроительных предприятий» под
редакцией Е.Г. Либермана.
Пионером в написании и издании учебников по организации про-
изводства стал коллектив кафедры экономики и организации произ-
водства МВТУ им. Н.Э. Баумана, который еще в 1937 г. выпустил
первый советский учебник по организации производства для технических
специальностей. Впоследствии коллектив кафедры под руководством
профессора И.М. Разумова подготовил фундаментальный учебник по
организации и планированию машиностроительного производства для
инженерных специальностей, который выдержал несколько изданий.
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики 19
Этой же кафедре принадлежит и приоритет в анализе развития науки
об организации производства.
В настоящее время география подготовки и выпуска учебной литера-
туры значительно расширилась. Под редакцией профессора О.Г. Туровца
(Воронеж) издан учебник «Организация производства и управление
предприятием» (2002) для технических специальностей. Профессора
М.И. Бухалков (Самара), Ю.В. Адаев (Пенза), Ю.М. Солдан (Рязань)
и другие являются авторами известных учебников и учебных пособий
по организации и планированию производства.
Белорусская школа организаторов производства стала формироваться
с начала подготовки инженеров-экономистов в Белорусском политех-
ническом институте (ныне Белорусский национальный технический
университет). Первый выпуск состоялся в 1970 году. Опыт преподава-
ния курса «Организация производства» для этих специалистов обоб-
щен в фундаментальном учебнике автора этих строк «Организация
и оперативное планирование машиностроительного производства» (1977)
и развит в его же книге «Теоретические основы организации производ-
ства» (1997).
2. Промышленное предприятие
и его организация
2.1. Промышленное предприятие как система
Под промышленным предприятием понимается совокупность про-
странственно обособленных средств производства, предназначенных
для изготовления конкретной продукции в установленных масштабах,
и коллективов работников определенного квалификационного состава.
Любое предприятие можно рассматривать как систему. Под системой
понимается совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих эле-
ментов (частей) объекта, предназначенных для достижения определен-
ной цели. Любой объект, рассматриваемый в качестве системы, должен
обладать рядом признаков. В частности, для системы, предназначен-
ной для решения производственной задачи, предполагается наличие:
основных исходных компонентов; совокупности элементов; сущест-
венных связей между элементами; интегративных свойств; целостности;
внутренней упорядоченной структуры и организации; цели функцио-
нирования и критерия оценки ее деятельности; управляющего (регули-
рующего) устройства; границ, отделяющих систему от внешней среды,
и способности системы взаимодействовать с ней; особых свойств эле-
ментов, с которыми они входят в данную систему.
Любая система должна состоять, по крайней мере, из трех основных
компонентов (устройств): входа, процесса и выхода (рис. 2.1).
Вход
Процесс
Выход
Рис. 2.1. Схема простейшей системы
Через «ход в систему поступают исходные ресурсы, обусловливаю-
щие функционирование системы. Для промышленных предприятий
это сырье, материалы, топливо, энергия, орудия труда, труд и т.д. Про-
цесс является основным компонентом системы. Он преобразует исход-
ные ресурсы входа, придавая им новые свойства. Выход из системы ~
это результат ее функционирования, та продукция, которую выпускает
конкретное предприятие. Совокупность элементов системы означает,
что она состоит из определенного количества частей (подразделений),
каждая из которых по отношению к системе в целом играет подчиненную
2. Промышленное предприятие и его организация
21
роль и, в свою очередь, обладает определенными системными свойст-
вами, т.е. каждый элемент может рассматриваться в качестве системы.
На предприятии такой совокупностью элементов являются производст-
ва и цехи, а внутри них — участки и отдельные рабочие места.
Система может существовать и успешно выполнять свои задачи
лишь при наличии связей между элементами, объединяющих их в еди-
ное целое, причем связи элементов внутри системы должны сущест-
венно преобладать над их связями с элементами других систем. Такие
связи называют системообразующими. При слабой взаимосвязи эле-
ментов или полном отсутствии связей совокупность элементов нельзя
назвать системой.
Системообразующие связи выделяют систему из окружающей среды
в виде целостного объекта. Целостность системы означает, что ее пове-
дение зависит прежде всего от взаимодействия внутренних элементов,
независимо от воздействия внешней среды, т.е. конечные результаты
функционирования предприятия определяются в первую очередь ре-
зультатами работы его производственных подразделений. Вместе с тем
целостность означает, что система обладает интегративными свойствами,
присущими ей в целом и не свойственными ни одному из ее элемен-
тов. Хотя результаты работы предприятия и определяются результатами
работы отдельных цехов, но не зависят от них полностью. Поэтому
нельзя судить о работе предприятия по результатам работы цехов вне
связи друг с другом. Другими словами, нельзя определить поведение
системы в целом по поведению ее отдельных элементов.
Система должна обладать внутренней упорядоченной структурой
и организацией. Под структурой понимается количественный и каче-
ственный состав основных элементов системы и их взаимосвязи, обес-
печивающие устойчивое состояние системы, а под организацией — их
внутренняя упорядоченность и согласованность во времени, обеспечи-
вающая функционирование системы как единого целого. Наличие орга-
низации способствует снижению уровня неопределенности поведения
системы в целом, поскольку организация определяет поведение входя-
щих в систему элементов. Понятия «структура» и «организация» выте-
кают непосредственно из понятий «целостность системы» и «связи».
Отдельные структурные подразделения системы группируются и орга-
низуются либо по функциональному (горизонтальному), либо по ие-
рархическому (вертикальному) признаку.
Система может успешно выполнять свою задачу, если она имеет
в своем составе управляющее (регулирующее) устройство. Это устрой-
ство, контролируя параметры системы на выходе и сравнивая их с задан-
ными, должно воздействовать на вход системы таким образом, чтобы
поддерживать систему в равновесии, т.е. обеспечивать ее функциони-
рование в заданном режиме работы.
22
Раздел I. Организация основного производства
Управление системой непосредственно связано с целью функцио-
нирования и критерием оценки деятельности системы. Цель функцио-
нирования — это требуемое (желаемое) состояние системы на выходе,
определяемое ее вкладом в удовлетворение общественной или личной
потребности, т.е. это количество и качество продукции данного вида,
которое должно быть достигнуто с помощью потребленных ресурсов.
Вместе с тем должен иметься критерий оценки деятельности системы,
позволяющий определить степень достижения поставленной цели. В ко-
нечном счете любой критерий требует сопоставления показателей вы-
хода и входа. Для предприятия это прежде всего сопоставление объема
и качества выпускаемой продукции с затратами всех видов ресурсов.
В более широком смысле критерий деятельности системы (пред-
приятия, объединения) — это ее вклад в решение политических, соци-
ально-экономических, экологических, культурных и других проблем,
стоящих перед обществом на данном этапе его развития.
Наличие критерия оценки деятельности системы означает признание
ограниченности потребляемых ею ресурсов, а также существование не-
скольких вариантов их использования и права выбора оптимального
из них.
Каждая система существует и функционирует в определенных гра-
ницах, отделяющих ее от внешней среды. Система может успешно
функционировать и развиваться, лишь активно взаимодействуя с окру-
жающей средой. Окружающая среда — это совокупность внешних по
отношению к рассматриваемой системе объектов, которые оказывают
влияние на систему, либо система влияет на них. Предприятие как сис-
тема неизбежно подстраивается (адаптируется) к внешней среде как на
входе (к поставщикам ресурсов), так и на выходе (к потребителям про-
дукции), так или иначе согласуя с ее требованиями свои материальные,
информационные и трудовые связи.
В определенных условиях часть одной системы можно рассматри-
вать как элемент другой системы. Например, техническую подготовку
производства нового автомобиля на автомобильном заводе можно рас-
сматривать как часть научно-технической среды автомобилестроения
страны, материальное снабжение предприятия металлом — как часть
системы производства и распределения металла в стране и т.д.
Одним из характерных признаков системы является то, что входящие
в нее подсистемы и элементы (подразделения) обладают определенными
(только им присущими) свойствами. Свойства — это количественные
или качественные параметры объектов, по которым осуществляются их
связи внутри системы и с элементами других систем (по виду и качест-
ву выпускаемой продукции, по стоимости и др.). Свойства позволяют
выделить объекты внутри систем, определить их функции, выразить их
количественно в определенных единицах. Для промышленного пред-
приятия это цехи, а внутри цехов — участки.
2. Промышленное предприятие и его организация 23
2.2. Основные элементы
и структура производственных систем
Понятие «элемент», как и понятие «система», является относитель-
ным. Элементом можно назвать любую часть системы, внутренняя
структура которой не рассматривается.
Как структурно обособленная часть системы элемент должен вы-
полнять определенные, только ему присущие функции, т.е. обладать
свойствами, отличными от свойств других элементов. Иначе говоря,
в системе не должно быть элементов, выполняющих одинаковые функции.
Это свойство элемента непосредственно связано с реализацией важней-
шего принципа организации процессов — специализации производства,
т.е. сосредоточения в одном подразделении одинаковых функций.
Отличительной особенностью элемента системы является также со-
подчиненность выполняемой им функции задачам, целям системы.
Каждый цех предприятия, выполняя ту или иную совокупность техно-
логических операций, имеет определенные задачи исходя из законо-
мерностей протекания этих операций. Но вместе с тем элементы системы
должны быть подчинены одной основной задаче — обеспечению эффек-
тивного функционирования системы, т.е. предприятия в целом. Таким
образом, задачи, решаемые тем или иным элементом, являются произ-
водными от функции, выполняемой системой в целом.
Важной особенностью элемента является его тесное взаимодействие
с другими частями системы. В производственной системе это взаимо-
действие осуществляется:
1) либо на основе последовательного осуществления части функ-
ций над предметами труда, выполняемых системой в целом, вплоть до
получения готового продукта;
2) либо на основе комплексной переработки одинакового сырья
и получения из него разнообразных продуктов;
3) либо путем параллельного выполнения однородных (но не оди-
наковых) функций по обработке многих видов исходных материалов
и получения из них частей готового продукта.
В системе первого вида вход каждого последующего (по ходу про-
цесса) элемента совпадает с выходом предыдущего, вход первого эле-
мента совпадает с входом системы, а выход последнего — с выходом
системы (рис. 2.2). Примером системы первого вида является металлур-
гический завод с полным производственным циклом. Такое построение
элементов в системе позволяет использовать дополнительные полезные
свойства вещества (помимо свойств промежуточного продукта). Эти
полезные свойства, полученные на выходе предыдущего элемента, по-
ступают на вход последующего в виде части необходимых ресурсов,
24
Раздел I. Организация основного производства
благодаря чему достигается многократное использование части ресур-
сов, затраченных на входе системы. Так, теплота раскаленного жидкого
чугуна, полученного в доменном цехе, используется в качестве одного
из источников теплоты в сталеплавильном производстве, а тепло рас-
каленных слитков затем используется при нагреве их под прокатку
в прокатном цехе. Многократное использование части ресурсов диктует
необходимость максимального сокращения перерывов в процессе об-
работки предметов труда при переходе от одной стадии к другой. Это
достигается сосредоточением всех элементов в одной системе при мак-
симальной пространственной близости их друг от друга, что обеспечи-
вает высокую эффективность деятельности системы в целом.
Вход
/ресурсы)
Х6
Процесс
X, = f(X0) X2 = HXJ X^f/XJ
Выход
(продукт)
X^Y
X^f/XJ
Рис. 2.2. Схема технологических взаимосвязей в производственной системе первого вида: Хо—пе-
ременные на входе системы; Хп—переменная на выходе системы; Х1( Х2.Х^—переменные на вы-
ходе предыдущего элемента и одновременно на входе последующего
Для производственных систем второго вида характерно наличие
многих выходов при одном входе (рис. 2.3). Примером такой системы
является химический комбинат, использующий в производственном
процессе сырье одного вида (уголь, природный газ, нефть, древесина)
для одновременного выпуска многих видов продукции (кокс, газ, смола,
сера, горючие, смазочные материалы и др.). В этом случае в наибольшей
степени используется эффект глубины переработки сырья.
Для производственных систем третьего вида характерно приме-
нение одновременно нескольких различных видов сырья, материалов,
способов и методов их обработки, т.е. многих входов при одном выходе
(рис. 2.4). Пример такой системы — машиностроительное предпри-
ятие. Если рассматривать машиностроительный процесс в целом, то
в нем можно выделить три последовательные стадии получения из ис-
ходных материалов готового продукта: заготовительную (первичное
формоизменение металла), обрабатывающую (получение готовых дета-
лей из заготовок) и сборочную (соединение отдельных деталей в узлы
и готовое изделие — машину). Отличие от систем первого вида состоит
в том, что применяются самые различные виды исходных материалов
2. Промышленное предприятие и его организация
25
Рис. 2.3. Схема технологических связей в производственной системе второго вида: Хо — исходное
сырье; Х11( Х12.Хп12—переменные на выходе соответствующих стадий комплексной переработ-
ки исходного сырья; У1( У2,..YnA — переменные (продукт) на выходе системы
Рис. 2.4. Схема технологических связей элементов производственной системы третьего вида: Х01,
Х02...ХОл—виды исходных материалов; Y—готовый продукт; Хп, Х12,..., Хпп—переменные на
выходе соответствующих элементов
и способы их первичной обработки. Заготовки из металла могут быть
получены путем либо литья (отливки), либо обработки давлением (поков-
ки, штамповки), либо механической или огневой резки. Дальнейшая
обработка заготовок (механическая, термическая и др.) осуществляется
также в различной последовательности и разными рабочими инструмен-
тами и машинами. Кроме того, отдельные части изделия (узлы, агрегаты)
26
Раздел I. Организация основного производства
могут собираться в отдельных цехах таким образом, чтобы быть гото-
выми к началу сборки изделия в целом. Характерной особенностью такой
системы является наличие нескольких параллельных входов и выходов
у каждого из элементов. Так, литейный цех может подавать заготовки
одновременно нескольким механическим цехам, а каждый механический
цех может получать их как из нескольких однородных и разнородных
цехов своего предприятия, так и «со стороны», т.е. непосредственно
с входа системы.
В элементах производственных систем третьего вида не создаются
дополнительные полезные свойства веществ (помимо свойств проме-
жуточного продукта), которые можно было бы использовать в после-
дующих стадиях процесса на том же предприятии. Более того, нередко
свои основные свойства промежуточный продукт (как выход предыду-
щего элемента) не может приобрести до тех пор, пока не выделит часть
затраченных ранее ресурсов (главным образом энергии) в окружающее
пространство. Например, отливки и поковки приобретают свои свой-
ства как заготовки лишь после полного остывания. Это обстоятельство
обусловливает прерывный (дискретный) характер процесса, в котором
выход предыдущего элемента не может быть совмещен во времени
с входом последующего.
Дискретный характер процесса создает объективные предпосылки
для выделения из системы этого вида однородных элементов в обособ-
ленные специализированные предприятия, изготавливающие проме-
жуточные продукты для многих систем, где они потребляются в виде
исходных материальных ресурсов (заготовок, деталей, комплектующих
изделий) при изготовлении конечных продуктов. А это, в свою очередь,
служит основным условием непрерывного технического прогресса.
Состав, взаимное расположение и взаимосвязь отдельных матери-
альных объектов (подсистем и элементов) предприятия составляют его
производственную структуру. Сформированные по производственно-тех-
нологическому или функциональному признаку подразделения пред-
приятия составляют формальную структуру, предусмотренную проектом.
Кроме формальной при анализе систем можно выделить и неформаль-
ную структуру. Так, например, по роли в технологическом процессе
основные фонды предприятия можно подразделить на активную и пас-
сивные части, каждая из которых, в свою очередь, может подразделять-
ся на группы и подгруппы (по возрасту, техническому состоянию,
производительности и т.д.).
Кроме основных элементов (подразделений) предприятие должно
иметь вспомогательные, обеспечивающие бесперебойное функциони-
рование основных. Для вспомогательных элементов характерно нали-
чие на входе как внешних, так и внутренних связей, а на выходе —
только внутренних. Другими словами, их продукция и услуги должны
2. Промышленное предприятие и его организация
27
потребляться только внутри предприятия (рис. 2.5). Из этого следует,
что необходимыми вспомогательными элементами являются только те,
продукция и услуги которых не могут быть результатом деятельности
предприятий других самостоятельных отраслей. Если, например, стан-
дартный инструмент, детали для ремонта машин могут выпускаться на
предприятиях специализированных отраслей, то наличие в составе
производственной системы вспомогательных подразделений, изготав-
ливающих такую продукцию, не является необходимым для ее успеш-
ного функционирования.
Рис, 2.5. Схема взаимодействия подсистем основного и вспомогательного производства
Любым материальным связям на предприятии предшествуют ин-
формационные связи (общение людей в различной форме — устной,
письменной, графической и др.). Они подобно нервной системе чело-
века интегрируют элементы системы в единое целое, поскольку все
системообразующие элементы связаны с движением информации. В от-
личие от материальных информационные связи осуществляются не
только в прямом, но и в обратном направлении, хотя характер их меня-
ется. В первом случае они отражают эталон поведения системы и ее
элементов, во втором — сведения о результатах ее деятельности. Дру-
гой особенностью является постоянное движение информации вместе
с материальным потоком, отражающее движение реальных материальных
ресурсов в ходе преобразования в готовый продукт. Это связи внутреннего
состояния системы. На выходе системы возникают информационные
28
Раздел I. Организация основного производства
связи результатов функционирования. Это сведения о количестве, ка-
честве, свойствах продукта, об экономических результатах процесса
и др. Значительная часть этой информации используется (в виде обрат-
ной связи) для сравнения фактических результатов с заданными и для
организации управления системой и ее элементами.
2.3. Внешняя среда промышленного предприятия.
Планирование и управление производством
Промышленнде предприятие — открытая как со стороны входа, так
и со стороны выхода система, активно взаимодействующая с внешней
средой. Внешняя среда по отношению к предприятию — это совокуп-
ность окружающих его других систем и объектов, которые воздейству-
ют на работу данного предприятия, либо, наоборот, оно оказывает
влияние на их свойства и поведение. Воздействие внешней среды на
поведение системы может быть как активным, так и пассивным.
Предприятие как система может успешно функционировать и раз-
виваться только при строгом взаимодействии его внутренних элемен-
тов друг с другом и с внешней средой. Методом, который позволяет
заранее согласовать цели и ресурсы и обеспечить целенаправленное
взаимодействие отдельных частей материальной и социальной структуры
предприятия, является планирование. Планирование обладает свойствами
системы. Система планирования состоит из трех основных компонен-
тов: входа, выхода и преобразователя (собственно процесса разработки
плана). Входом служат информационные, материальные и трудовые
ресурсы, выходом — продукция системы планирования (план, проект),
т.е. документ, определяющий параметры и поведение производственной
системы в целом и ее элементов в плановом периоде. Он представляет
собой совокупность адресованных взаимоувязанных заданий, опреде-
ляющих объем, сроки, порядок и последовательность выполнения ра-
бот, расходование материальных и трудовых ресурсов, осуществление
социальных мероприятий, а также оптимальное взаимодействие элемен-
тов друг с другом и внешней средой, включая взаимодействие с постав-
щиками, потребителями, экономическими и финансовыми органами
государства.
Таким образом, план определяет программу производственно-хо-
зяйственной деятельности предприятия и его подразделений и тем самым
устанавливает контрольные параметры производства, которых должен
достичь коллектив подразделения и по которым осуществляется кон-
троль и регулирование производства путем сравнения фактических ре-
зультатов с проектными. Схема разработки плана показана на рис. 2.6.
2. Промышленное предприятие и его организация
29
Рис. 2.6. Укрупненная схема разработки плана
Программа функционирования и поддержания режима работы пред-
приятия в заданных планом параметрах реализуется системой управления.
На предприятии функционируют два основных контура управле-
ния. Первый, включающий и второй, — это управление (руководство)
предприятием в целом, второй — управление производством (рис. 2.7).
Управление предприятием в целом помимо выполнения связан-
ных с внешней средой циклических функций по обеспечению текущего
производства всем необходимым (информацией, ресурсами, техниче-
ским обслуживанием и др.) включает выполнение функций по развитию
предприятия как системы (определение перспектив технического и со-
циального развития, подготовка производства новых изделий и совер-
шенствование выпускаемых, изучение требований потребителя и пер-
спектив сбыта продукции, разработка новых технологий и т.д.). Поэтому
главной задачей управления предприятием является постоянное его
развитие с учетом требований внешней среды. В рыночных условиях
чем лучше и оперативнее выполняются функции по взаимодействию
с внешней средой, тем эффективнее функционирует предприятие. Именно
поэтому управление предприятием является открытой системой, ак-
тивно взаимодействующей с внешней средой.
30
Раздел I. Организация основного производства
-------► - прямая сбязь; --------~ обратная сбязь
Рис. 2.7. Схема руководства производственной системой
Главная задача управления производством — поддержание
производственного процесса в динамическом равновесии в соответствии
с планами и другими документами. Поэтому управление производст-
вом является замкнутой системой, связи которой ограничены рамками
предприятия. Чем более замкнута эта система, т.е. чем успешнее решаются
задачи по поддержанию процесса производства в равновесии в рамках
данного предприятия, тем эффективнее функционирование предприятия
в целом, поскольку через объем и качество выпускаемой продукции
реализуются поставленные предприятием цели.
Управление производством как замкнутая информационная система
с обратной связью должно содержать следующие основные элементы:
1) план, определяющий параметры поведения управляемой системы или
ее элементов; 2) выходной контролируемый параметр; 3) чувствительный
2. Промышленное предприятие и его организация
31
элемент (датчик), подающий сигналы о фактическом значении контро-
лируемого параметра; 4) устройство сравнения фактического состояния
системы с заданным; 5) блок воздействия на поведение системы.
Первый элемент — это программа деятельности системы и ее от-
дельных элементов, которая определяет их конечную цель, устанавли-
вает количественные и качественные показатели. Второй элемент —
это параметр, характеризующий результаты деятельности системы либо
ее элемента и контролируемый на выходе. Правильный выбор контро-
лируемого параметра — весьма важная и сложная задача не только для
системы в целом, но и для отдельных ее элементов, поскольку от под-
держания его в заданных пределах зависит успешность работы системы
в целом. Третий элемент — датчик сигналов, дающий информацию
о том, что фактически происходит на выходе системы или ее элемента
в данный момент. Четвертый элемент — устройство, в котором осу-
ществляется сравнение результатов, полученных на выходе, с плановыми.
Пятый элемент (блок воздействия) — это устройство, реагирующее на
информацию, которая получена от устройства сравнения, и способное
воздействовать на вход системы таким образом, чтобы она работала
в соответствии с планом.
Функции взаимосвязи систем управления показаны на рис. 2.7. Как
видно из рисунка, управление производством может обеспечить под-
держание внутреннего состояния производства в заданных параметрах
при отсутствии помех извне, т.е. в условиях бесперебойного потока ин-
формационных, материальных, трудовых и других видов ресурсов на
входе в объемах, необходимых для достижения запроектированной цели.
2.4. Основные принципы организации
промышленного предприятия.
Особенности машиностроительного предприятия
В основе организации промышленного предприятия, к какой бы от-
расли оно ни относилось, лежит ряд общих принципов. Рассмотрим их.
Планомерность в работе. Как отмечалось, каждое предпри-
ятие работает по плану, который предопределяет организацию всей его
производственной деятельности.
Непрерывное совершенствование производства. Оно оз-
начает постоянное совершенствование методов производства, повышение
производительности труда, что невозможно без постоянного повыше-
ния технического уровня, внедрения новой техники и технологий. На
конкретном предприятии совершенствование производства проявляется
в двух основных формах: 1) совершенствование выпускаемой продукции;
32
Раздел I. Организация основного производства
2) улучшение методов ее изготовления. Совершенствование продукции
отражается (применительно к машиностроению) в улучшении эксплуа-
тационных характеристик машин (мощность, производительность, ско-
рость, КПД, грузоподъемность, ремонтопригодность и тд.), что обеспечивает
экономию труда при их эксплуатации. В известной мере это происходит
скачкообразно. Предприятие более или менее продолжительный пери-
од выпускает машины с постоянными характеристиками, а в это время
накапливается опыт эксплуатации, изыскиваются технические возмож-
ности для улучшения параметров, упрощения конструкции. В результате
на смену старой модели приходит новая, более совершенная. Улучшение
методов производства — непрерывный творческий процесс поиска и реа-
лизации путей совершенствования технологий, оборудования, снижения
материальных и трудовых затрат, благодаря чему снижается себестои-
мость продукции и повышаются доходы предприятия.
Внедрение передового опыта. Этот принцип предполагает
мобилизацию всех работников предприятия на достижение высоких
производственных показателей на основе изучения, обобщения и рас-
пространения опыта работы наиболее квалифицированных рабочих.
Оплата по труду. Оплата в соответствии с количеством и каче-
ством труда обусловливает материальную заинтересованность работ-
ника в результатах труда, повышении квалификации, обеспечивает
правильное сочетание личной заинтересованности и интересов всего
общества.
Режим экономии. Он предполагает экономию живого и овеще-
ствленного труда, т.е. снижение трудовых и материальных затрат. Эконом-
ное расходование материалов, топлива, энергии и других материальных
ресурсов должно находиться в центре внимания всех работников пред-
приятия. Например, конструктор должен знать основные способы эко-
номии материалов при изготовлении разработанной им детали, техно-
лог — основные направления снижения припусков на обработку и за-
трат труда, рабочий — способы экономии ресурсов на своем рабочем
месте (материалов, энергии, инструмента и т.д.). Необходимо правиль-
но определить размер фактической экономии и личный вклад каждого
работника, что важно для морального и материального поощрения.
Соблюдение трудовой дисциплины. Современное промыш-
ленное производство предъявляет определенные требования к поведению
работников. Любое нарушение неизбежно приводит к производственным
потерям. Поведение отдельного работника на предприятии приобретает
коллективную, общественную форму, а потому должно быть подчинено
порядку, обязательному для всех лиц, участвующих в данном производ-
стве. Трудовая дисциплина регламентируется трудовым законодательством,
правилами внутреннего трудового распорядка, коллективными догово-
рами, должностными и производственно-техническими инструкциями.
2. Промышленное предприятие и его организация 33
Эти документы возлагают на рабочих и служащих обязанность работать
честно и добросовестно, вовремя приходить на работу, использовать
рабочее время исключительно для производительной работы и выполне-
ния служебных обязанностей, строго соблюдать технологическую дис-
циплину, не допускать брака, беречь станки, материалы, инструмент,
содержать свое рабочее место в чистоте, соблюдать правила техники
безопасности и т.п.
Повышение профессионального уровня кадров. Основной
производительной силой промышленного предприятия является коллек-
тив трудящихся. Успешность его работы непосредственно зависит от
уровня технической подготовки каждого работника. Для качественного
выполнения трудовых функций работнику необходимы профессиональ-
ные (технические) знания. Это требует организации на предприятии
продуманной системы подготовки кадров и повышения квалификации.
Чтобы система непрерывного повышения профессионального уровня
кадров действовала успешно, необходимы организационные решения,
стимулирующие у работников внутреннюю потребность дальнейшего
совершенствования. Важным в решении этой проблемы является уста-
новление минимума технических, организационных и экономических
знаний для рабочих и инженерно-технических работников, материаль-
ное и моральное поощрение за приобретение дополнительных профес-
сий и специальностей.
Принципы организации едины для предприятий всех отраслей про-
мышленности. Однако в каждой отрасли имеются особенности, обуслов-
ленные характером выпускаемой продукции, технологией ее изготовления
и масштабами выпуска. Машиностроительные предприятия характери-
зуются нижеследующими особенностями.
1. Большое разнообразие и сложность выпускаемой продукции: от
микроминиатюрных машин и приборов, весящих несколько граммов,
до комплектов турбогенераторов и прокатных станов массой несколько
тысяч тонн. Для изготовления отдельных частей и деталей используются
материалы и полуфабрикаты, являющиеся продукцией практически всех
известных отраслей промышленности — от металлургической и топлив-
ной до легкой и пищевой. Это требует сложных взаимосвязей машино-
строительных заводов с многочисленными предприятиями — поставщи-
ками материалов, полуфабрикатов, деталей и отдельных агрегатов, четкой
координации их работы и взаимоувязки производственных программ.
2. Сравнительно частая смена выпускаемой продукции. Этот требует
дорогостоящей перестройки и переналадки производства, реорганизации
всей системы материально-технического снабжения, налаживания новых
связей с многочисленными предприятиями-смежниками и поставщиками,
вызывает необходимость организационной перестройки предприятий
многих отраслей промышленности.
3 Зак. 2150
34
Раздел I. Организация основного производства
3. Сложность технологических процессов, обусловленная сложно-
стью продукции и большим разнообразием применяемых материалов.
Детали машины различаются не только формой и размерами, но и ис-
ходными материалами для их изготовления, способами получения за-
готовок, технологией обработки, химическими и другими свойствами.
Поэтому машиностроительные предприятия имеют самые разные про-
изводства с присущими им особенностями (деревообработка, литье
черных и цветных металлов различными методами, кузнечные и штам-
повочные процессы, термомеханическая обработка пластмасс и т.д.).
4. Сложность организации производства, обусловленная сложностью
продукции и изготовления отдельных ее частей. Производственная струк-
тура машиностроительного завода насчитывает большое количество це-
хов и производственных участков. Одновременное изготовление частей
одной и той же машины и необходимость их подачи в определенные
сроки на сборку требуют четкой организации процесса во времени
и в пространстве.
5. Частые изменения в технологии и организации производства, что
обусловлено относительно частой сменой объектов производства, услож-
няющихся от модели к модели. Это требует большого объема работ по
технической, организационной и экономической подготовке производ-
ства. Конструкторы и технологи, призванные реализовывать наиболее
эффективные и прогрессивные решения, составляют 40-45 % числен-
ности всех специалистов, работающих на предприятии.
6. Большое разнообразие профессий и специальностей. Это услож-
няет работу с кадрами, требует значительных организационных усилий
по созданию условий для их эффективного использования.
3. Производственный процесс
и типы производства
3.1. Основные понятия. Системные связи в процессе
Как отмечалось, основным компонентом предприятия как системы
является производственный процесс ~ воздействие живого труда с по-
мощью орудий труда на предметы труда с целью превращения их в го-
товый продукт.
Исходные ресурсы — предметы и орудия труда, будучи веществен-
ными элементами производства, находятся на предприятйи во взаимо-
связи (определенные предметы могут быть обработаны только опреде-
ленными орудиями) и обладают системными свойствами. Живой труд
должен охватить эти вещи и тем самым начать процесс превращения их
в продукт. Таким образом, производственный процесс — это прежде
всего трудовой процесс, поскольку ресурсы, используемые на его входе
(информация и материальные средства производства), являются про-
дуктом предшествующих процессов труда.
Процесс изготовления продукта состоит из двух частей: основной
и вспомогательной (рис. 3.1). В основной части происходит изменение
Производственный процесс
Основная
часть
Вспомогательная
часть
Заготовительная Обрабатывающая
стадия
стадий
Сборочная
(отделочная)
стадия
Производство
вспомогательной
продукции
Оказание
услуг
Основные операции
Вспомогательные операции
Рис. 3.1. Структура производственного процесса
36
Раздел I. Организация основного производства
форм, размеров, свойств, внутренней структуры предметов труда и пре-
вращение их в готовую продукцию путем сборки, отделки и других тру-
довых действий. В большинстве случаев основной процесс состоит из
трех стадий (фаз), в которых осуществляется:
• первичное формоизменение исходных материалов;
• их дальнейшая обработка с целью получения необходимых форм,
размеров, свойств;
• отделка или сборка, в результате которой заготовки и детали пре-
вращаются в готовую продукцию.
Вспомогательная часть производственного процесса обеспечивает
бесперебойное, эффективное протекание основной.
Как основная, так и вспомогательная части состоят из основных
и вспомогательных элементов — операций. К основным относятся опе-
рации по изменению размеров, форм, внутренней структуры предмета
или превращению одного вещества в другое, а также по изменению ме-
стоположения предметов труда относительно друг друга. К вспомога-
тельным относятся операции, способствующие протеканию основных
(перемещение предметов труда, контроль качества, снятие и установка,
хранение и т.д.).
Операция — особый элемент организации процесса. Она является
основой технологического и производственного проектирования всех
его частей, включая способы выполнения, выбор оборудования, ин-
струмента, квалификацию и нормы затрат труда, материалов, энер-
гии И Т.Д.
Производственный процесс на предприятии основан на разделении
и кооперации труда в пространстве и во времени. Находиться в про-
странстве — значит быть в форме расположения одного возле другого,
существовать во времени — значит быть в форме последовательности
одного после другого. Это означает, что последовательное выполнение
отдельных операций процесса во времени превращается в их простран-
ственное расположение друг за другом. В производственном процессе
пространство и время взаимозависимы: увеличение затрат пространства
нередко требует увеличения затрат времени, и наоборот.
Движение вещественных элементов в процессе осуществляется так,
что результат труда одного рабочего места становится исходным пред-
метом для другого, т.е. каждый предыдущий во времени и пространстве
объект дает работу последующим. Условием непрерывности такого дви-
жения является одинаковая средняя скорость переработки исходного
материала в продукт на всех стадиях процесса.
Таким образом, в производственном процессе должно происходить
согласованное в пространстве и во времени взаимодействие людей че-
рез материальные и информационные связи, благодаря чему и прояв-
ляется целостность предприятия как системы.
3. Производственный процесс и типы производства 37
Через производственные связи осуществляется вся деятельность
предприятия, поэтому изучение и построение рациональных производ-
ственных связей является центральным звеном в организации произ-
водства, условием успешного и эффективного функционирования
предприятия.
В процессе производства можно выделить следующие виды систе-
мообразующих связей: взаимодействия, структуры, функционирования,
преобразования, синергизма, развития и управления. Кроме того, связи
в процессе можно подразделить на внутренние и внешние, а по степени
жесткости — на жесткие, полужесткие и гибкие. Все виды связей осу-
ществляются через материальные, энергетические и информационные
потоки.
Связи взаимодействия — это воздействие друг на друга материальных
элементов, трудовых коллективов и отдельных людей в процессе про-
изводства. Связи взаимодействия материальных элементов широко ис-
пользуются для получения необходимых форм, размеров, внутренних
свойств предметов труда, т.е. при построении технологических процес-
сов. Так, изменяя режимы термической обработки металлов, можно
получить детали с заданными свойствами (прочность, долговечность
и др.). Используя связи воздействия скорости, глубины и подачи при
резании металлов на продолжительность обработки детали, можно по-
высить производительность металлорежущего оборудования. Пластич-
ность и текучесть металлов при нагревании до высоких температур
позволяют широко применять обработку давлением вместо обработки
резанием, благодаря чему значительно снижаются затраты материаль-
ных и трудовых ресурсов. Таким образом, используя связи взаимодейст-
вия материальных элементов, можно добиться значительного повыше-
ния эффективности производства, обеспечить экономию всех видов
ресурсов.
Особенность связей взаимодействия людей состоит в том, что они
определяются целями, которые преследует каждая из сторон взаимо-
действия. В связи с этим в производстве возникают кооперативные
и конфликтные связи между людьми.
Кооперативные связи используются для рациональной организации
труда и материального стимулирования. Они вытекают из одной из
важнейших форм разделения и организации труда — кооперации. Коо-
перация предполагает тесное взаимодействие людей в одном и том же
или в разных взаимосвязанных процессах производства и тем самым
обеспечивает непрерывный рост производительности труда, поскольку
в кооперации не просто складываются отдельные силы, а совершается
переход количества в качество.
Четкое взаимодействие людей в процессе, основанном на коопера-
ции труда, предполагает разработку и постановку общей цели. Такой
38
Раздел I. Организация основного производства
целью является постоянное повышение эффективности производства
и дальнейший подаем материального, социального и культурного уров-
ня людей, занятых в нем.
Конфликтные связи возникают тогда, когда коллективы, работа кото-
рых взаимозависима, материально и морально поощряются за различные
показатели, характеризующие результаты труда с разных сторон. В этом
случае происходит как бы рассогласование целей взаимодействия.
Предупредить конфликтные связи в производственном процессе
и заменить их кооперативными — одна из основных задач организато-
ров и руководителей производства всех уровней.
Связи структуры — это совокупность устойчивых отношений от-
дельных частей конкретного подразделения предприятия (цеха, участка)
или подразделения в целом с другими частями в ходе производственно-
го процесса. Связи структуры свидетельствуют о некоторой обособлен-
ности каждого структурного подразделения предприятия от других (за
счет его внутренних связей) и в то же время обеспечивают целостность
предприятия как системы за счет внешних связей. При этом внутрен-
ние связи структуры преобладают над внешними. Так, если рассматри-
ваются связи внутри цеха, то взаимоотношения его участков должны
быть более тесными, чем с участками других цехов. Характерные тен-
денции развития связей структуры в мировой практике — упрощение,
динамизм, гибкость перестройки вследствие новых требований и бы-
строе освоение технологических новшеств.
Связи функционирования — основной вид связей в производственном
процессе и в системе в целом. Через них согласуется в пространстве и во
времени движение материальных ресурсов как внутри каждого элемента,
участвующего в процессе, так и между элементами. Это обеспечивает
бесперебойное, ритмичное протекание производственного процесса и тре-
бует выполнения особых функций — разработки конкретизированной
для коротких промежутков времени программы (плана-графика) дея-
тельности каждого подразделения производственной системы.
Связи преобразования — это превращение одного состояния вещества
в другое под воздействием орудий труда. Они широко используются
в процессе производства (преобразование тепловой энергии в механи-
ческую, механической в электрическую и наоборот, электрической в пнев-
матическую и химическую, вращательного движения в поступательное
и т.д.).
Связи синергизма ~ это связи эффекта совместного производства
продукции на одном предприятии в ходе комбинированного использо-
вания одних и тех же материальных или энергетических ресурсов в про-
изводственном процессе, благодаря чему суммарный эффект превышает
эффект, получаемый при раздельном их использовании. Другими сло-
вами, синергические связи обеспечивают превышение выхода системы
3. Производственный процесс и типы производства
39
(увеличение объема продукции) над суммарным выходом вне совместно
действующих элементов. Примером таких связей являются процессы
кооперирования и комбинирования в промышленности. Так, сосредо-
точение последовательной переработки сырья (начиная от выплавки
чугуна до выпуска готового проката) на металлургическом заводе, где
широко используются отходы и остаточное тепло предыдущих переде-
лов, обеспечивает больший выход конечной продукции и значительно
меньшие затраты топлива и энергии, чем при раздельном производстве
чугуна, стали и проката (рис. 3.2). Другой пример — комплексная пере-
работка коксующегося угля на коксохимических комбинатах, обеспечи-
вающая выпуск не только основной продукции — кокса, но и коксового
газа, из которого получают различные побочные химические продукты
(смола, аммиак, бензол, сера, водород, метан, этилен и др.).
Рис. 3.2. Схема образования синергического эффекта при комбинированном процессе получения
чугуна, стали, проката: 1—использование остаточного тепла чугуна при плавке шихты; 2—доменного
газа для нагрева сталеплавильных печей; 3—остаточного тепла раскаленных слитков при нагреве
их под прокатку; 4—отходов в шихте доменных печей; 5—отходов в шихте при выплавке стали
На машиностроительном предприятии синергические связи суще-
ствуют в неявном виде. Более того, если на нем изготавливаются все
части машины, то, как правило, в результате получается отрицательный
эффект — перерасход всех видов ресурсов из-за низкого уровня разде-
ления труда. Поэтому максимальный синергический эффект достигает-
ся лишь при высокой степени разделения труда, т.е. при широкой
специализации предприятий на производстве отдельной части продукта
в больших масштабах и кооперировании предприятий по изготовлению
40
Раздел I. Организация основного производства
машин, каждое из которых поставляет отдельные ее элементы или вы-
полняет часть процесса для многих предприятий.
К синергическим связям следует отнести и те, которые определяют
взаимное поведение элементов системы, обеспечивающее ее функцио-
нирование в оптимальных режимах, достижение общей цели системы
с минимальными затратами ресурсов. Это не означает, что каждый эле-
мент, будучи частью системы, всегда должен функционировать в опти-
мальном режиме.
Таким образом, синергические связи, реализуемые через критерии
оптимальности, предписывают функционирование каждого подразделе-
ния предприятия в заданных (не всегда оптимальных) пределах, опре-
деляемых общей гСелью системы. Изучение и использование этого вида
связей — один из важнейших факторов повышения эффективности
производства.
Связи развития — это отношения взаимосвязанных элементов в усло-
виях качественных и количественных изменений как отдельных объ-
ектов, так и системы в целом. Их обычно рассматривают как частный
вид функциональных связей при расширении масштабов деятельности
предприятия.
Отличительной особенностью связей развития является динамич-
ный характер, выражающийся в количественных и качественных изме-
нениях во времени, тогда как связи функционирования более или
менее статичны. Другое их отличие от связей функционирования —
усиление внешних связей в период развития каждого из элементов. Это
обусловлено тем, что в вопросах своего развития каждый из элементов
системы обладает большей степенью независимости по сравнению со
связями функционирования, когда взаимосвязанные в процессе произ-
водства объекты постоянно возобновляют материальные, информаци-
онные, энергетические потоки в более или менее постоянных объемах.
Каждое из подразделений предприятия развивается по свойственным
ему закономерностям и направлениям, не зависящим от направлений
развития других, но связи функционирования системы в целом опреде-
ляют рамки такого развития и вместе с тем возможности и границы ка-
чественных и количественных изменений взаимодействующих элементов.
Так, новейшие научно-технические достижения в области получения
заготовок из металла предусматривают широкое внедрение объемной
штамповки, прокатки, накатки, чеканки, прессования, точного литья
и других прогрессивных методов, приближающих формы заготовок
к формам готовых деталей. Но в условиях конкретного предприятия
границы внедрения этих методов определяются характером и объемами
выпуска продукции, структурой оборудования и др. Кроме того, их
применение требует увеличения доли финишного оборудования для
механической обработки (шлифовальных, протяжных и других станков),
3. Производственный процесс и типы производства 41.
уменьшения доли оборудования, осуществляющего более грубые опе-
рации. Все это требует решения вопросов развития за пределами пред-
приятия. При этом развитие каждого из производств на данном пред-
приятии определяется как масштабами его деятельности, так и науч-
но-техническими достижениями в соответствующих отраслях.
Таким образом, связи развития имеют многосторонний характер.
Часть их замыкается внутри конкретного производства, т.е. проблемы
решаются в пределах данного подразделения. Другая часть требует реше-
ния в масштабах всего предприятия. Значительная часть связей требует
решения проблем в отраслевом или даже в межотраслевом масштабе.
Связи управления — это отношения элементов при функционировании
или развитии системы. С помощью этих связей обеспечивается согла-
сованное поведение отдельных элементов в ходе их функционирования
и развития при достижении цели, поставленной перед системой в целом.
Именно благодаря связям управления параметры производственного
процесса поддерживаются в заданных пределах. Некоторые исследова-
тели именно эти связи относят к чисто системообразующим.
Обычно выделяют пять основных типов связей управления процес-
сом производства на предприятии (рис. 3.3; см. с. 43):
1) связи управления первичными производственными подразделе-
ниями (рабочими местами, участками, отделениями);
2) связи управления совокупностью производственных подразделе-
ний (цехами, производствами);
3) связи управления внутренним оптимальным равновесием (разра-
ботка программ функционирования и взаимосвязи всех подразделе-
ний);
4) связи управления взаимодействием с внешней средой;
5) связи предвидения.
Каждое подразделение низшего порядка выступает в качестве фильтра
по отношению к подразделению высшего порядка, т.е. передает ему
информацию только об отклонениях от нормального хода и по тем
проблемам, с которыми само не может справиться.
3.2. Понятие об идеальном производственном процессе.
Принципы его организации
Эффективность любого процесса в первую очередь зависит непо-
средственно от действий людей, их знаний, умений, навыков и отно-
шения к труду. Но она может быть обеспечена только при условии, что
сам процесс в пространстве и во времени будет организован по опреде-
ленным правилам, осуществление которых гарантирует его бесперебойный,
42
Раздел I. Организация основного производства
ритмичный ход в оптимальных для данных условий производства пара-
метрах. Познавая законы природы и общества, человек прежде всего
мысленно проектирует идеальный процесс в виде модели, отражающей
реальные закономерности. Идеальный производственный процесс — это
продукт человеческой деятельности, результат преобразования им оп-
ределенных прообразов, имеющихся в реальном мире. Изучая их, человек
формулирует принципы, осуществление которых обеспечивает наибо-
лее эффективное протекание процесса.
Поскольку производственный процесс является пространственно-вре-
менной категорией, идеальное его построение предполагает сведение
к минимуму затрат пространства и времени на превращение исходных
материалов в необходимую продукцию. Поэтому принципы организа-
ции идеального процесса становятся принципами (правилами) эконо-
мии времени и пространства при его проектировании.
В процессе производства время выступает как мера затрат труда на
изготовление единицы продукции и как отрезок времени, затраченный
на ее изготовление. В первом случае время определяет уровень произ-
водительности труда, во втором — скорость преобразования ресурсов
в продукцию.
Время, затрачиваемое на изготовление единицы продукции и свя-
занное с затратами труда, состоит из трех основных элементов: времени
на подготовку процесса, на выполнение основных и вспомогательных
операций.
Любой процесс или его элементарная часть (операция) требует вре-
мени на подготовку рабочего места, наладку и настройку оборудования,
инструмента ит.д. Обычно это время называют подготовительно-за-
ключительным. Кроме того, рабочему необходимо затратить опреде-
ленное время, чтобы приноровиться к новой работе. Вследствие этого
на изготовление первых экземпляров продукции затрачивается значи-
тельно больше времени, чем на последующие. В совокупности подго-
товительно-заключительное время и время на приноровление к новой
работе достигают большой величины. Время, приходящееся на изго-
товление единицы продукции, тем меньше, чем большее количество
одинаковых деталей последовательно обработано с однократной затра-
той подготовительно-заключительного времени и времени на прино-
ровление, т.е. изготовление партиями (при большой величине партии
это время будет приближаться к нулю). Отсюда следует первое усло-
вие экономии времени как меры затрат труда и повышения производи-
тельности процессов, которое можно назвать принципом партионности
и сформулировать следующим образом: наибольшая производительность
производственного процесса достигается при обработке предметов труда
партиями.
3. Производственный процесс и типы производства
43
Вторым важнейшим условием экономии времени в производ-
ственном процессе является расчленение его на более или менее про-
стые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами, что
упрощает трудовые движения и тем самым позволяет достичь высокой
производительности с наименьшими затратами времени.
Вместе с тем разделение процесса на простейшие составляющие
элементы служит основной предпосылкой для механизации и автома-
тизации и тем самым дальнейшего повышения производительности
Среда одщестда
социально- политическая научно- техническая экономическая
Внешняя среда
подразделений
(Внутри предприятия)
Рис. 3.3. Связи управления производственной системой: А, В, С,.... X — подразделения (участки,
отделения и т.д.); УУ-1 А,..., УУ-1X устройства управления соответствующими подразделениями;
УУ-2, УУ-3, УУ-4, УУ-5 — устройства управления соответственно второго, третьего, четвертого
и пятого уровней
44
Раздел I. Организация основного производства
процесса, поскольку такое разделение позволяет применять специаль-
ные машины и оборудование.
Таким образом, разделение труда, основанное на расчленении про-
цесса на простые операции, является важным условием повышения его
производительности, которое называют принципом специализации. При-
менительно к производственному процессу его можно сформулировать
так: максимальная производительность процесса достигается при расчле-
нении его на простые части (операции) и выполнении каждой из них опре-
деленными рабочими или орудиями труда, т.е. при специализации.
Показателем уровня специализации процесса (А^п) может служить
количество единиц оборудования, приходящихся на одну операцию:
^оп
где т — общее количество оборудования, с помощью которого выпол-
няются операции; коп — общее количество операций в процессе.
При идеальной организации процесса показатель его специализа-
ции будет равен единице, т.е. на каждую операцию должна приходиться
одна единица оборудования. Использование на одной операции не-
скольких единиц одинакового оборудования не является необходимым
условием достижения высокой производительности процесса. И если
это имеет место, то обусловлено внесистемными требованиями и сви-
детельствует либо о недостаточном расчленении процесса, либо о низ-
кой производительности оборудования.
Выполнение каждого элемента (операции) процесса требует устано-
вления строгих количественных пропорций между их производитель-
ностью. Это третье условие обеспечения высокой производительности
процесса, которое можно назвать принципом пропорциональности и сфор-
мулировать так: максимальная производительность совокупного производ-
ственного процесса достигается лишь при одинаковой производительности
частичных процессов, т.е. при обеспечении их пропорциональности. Этот
принцип можно выразить следующей формулой:
z?! л2 _ Hl - _ п» к
проп По По ” По ” По
(3.1)
где Лпроп — коэффициент пропорциональности; 77ь /72,..., Пь ..., Пп
производительность частичных процессов (операций); 770 — производи-
тельность совокупного процесса.
Из формулы (3.1) видно, что недостаточная производительность
хотя бы на одной из множества операций процесса снижает произво-
дительность всего процесса до величины, равной /7/. В то же время
3. Производственный процесс и типы производства 45
излишняя производительность частичного процесса не диктуется сис-
темными требованиями и свидетельствует о нерациональном использо-
вании на данном участке производства материальных, технических
и трудовых ресурсов, т.е. приводит к потерям.
Наличие первых трех условий организации идеального процесса яв-
ляется исходной объективной предпосылкой для его высокой произво-
дительности, которая может быть достигнута лишь в том случае, если
в любые одинаковые промежутки рабочего времени обеспечивается
одинаковая производительность процесса. Это четвертое условие ор-
ганизации идеального производственного процесса, которое называют
принципом ритмичности. Его можно сформулировать следующим обра-
зом: максимальная производительность процесса производства достига-
ется лишь при его ритмичном ходе, обеспечивающем одинаковый выпуск
продукции за любые одинаковые промежутки рабочего времени на любой
стадии процесса. Это означает, что если в z-й отрезок времени не будет
обеспечен выпуск продукции в объеме 77,. факг=^ расч, то общий объ-
ем продукции, произведенной за какой-либо период времени, будет
меньше потенциальной производительности за это же время, т.е.
п
/=1
где п — общее количество отрезков времени, за которые определяется
объем выпуска продукции; 77,^aKT — фактическая производительность
за ьй промежуток времени; 77,/расч — расчетная (потенциальная) произ-
водительность за то же время.
Таким образом, принцип ритмичности можно записать следующим
образом:
g — Факг Факг факт **"’ * факт
Прасч Расч + // расч+расч
п
факт
или +-~-------------> 1 (Км™ — коэффициент ритмичности процесса),
^/расч
Уменьшение продолжительности изготовления единицы продукции
достигается прежде всего обеспечением непрерывности процесса во
времени, что означает устранение перерывов в выполнении частичных
процессов. Чем меньше эти перерывы, тем совершеннее организация
процесса. Это пятое условие организации идеального процесса, кото-
рое называют принципом непрерывности и формулируют следующим
образом: наименьшая продолжительность процесса производства дости-
46
Раздел I. Организация основного производства
гается при полном устранении перерывов в выполнении отдельных его
операций во времени^
Мерой непрерывности процесса может служить отношение затрат
времени на непосредственную переработку исходных материалов в го-
товый продукт к времени нахождения его в производстве. В идеальном
процессе это отношение стремится к единице:
АГнпр-^-->1
у ц
где Анпр — коэффициент непрерывности; коп — количество операций
частичных процессов; ~ длительность /-й операции; Тц — фактиче-
ская длительность (цикл) изготовления единицы продукции.
Дальнейшее сокращение длительности процесса может быть достиг-
нуто путем совершенствования организации выполнения его частей во
времени.
Выполнение частичных процессов может быть организовано либо
последовательно, т.е. путем последовательной обработки предметов труда,
входящих в тот или иной готовый продукт, либо параллельно, т.е. пу-
тем одновременной их обработки во многих фазах процесса. В первом
случае общая длительность процесса получения готового продукта оп-
ределится суммарным временем выполнения всех операций процесса,
во втором — продолжительностью выполнения наиболее длительной
операции. Из этого следует еще одно (шестое) важное условие сокра-
щения времени протекания процесса, которое назовем принципом па-
раллельности. Оно может быть сформулировано так: наименьшая продол-
жительность производственного процесса достигается при выполнении
частичных процессов или при изготовлении отдельных элементов изделия
одновременно, т.е. параллельно.
Параллельность выражается в одновременной обработке: 1) либо
разных частей изделия на всех стадиях процесса; 2) либо нескольких
экземпляров одних и тех же частей на разных'операциях процесса, бла-
годаря чему в данный промежуток времени изготавливается больше го-
товых продуктов.
Мерой степени параллельности может служить коэффициент па-
раллельности (Апар), определяемый отношением времени параллель-
ного выполнения частичных процессов к фактическому. Для первого
случая
„ шах Г ,
^пар= ------>
3. Производственный процесс и типы производства 47
для второго случая
Коп
(п - l)max$ +
^пар—
Л ц
Здесь max Т — время обработки (изготовления) наиболее трудоемкого
предмета (части изделия); Гц — фактическая длительность обработки
(изготовления) данного предмета или партии их; п — размер партии об-
работки; tb max ti — время обработки данного предмета соответственно
на ьй и на наиболее длительной операции; кОп — количество операций
при обработке одинаковых предметов.
В идеальном процессе коэффициент параллельности равен единице.
Экономия времени и пространства при изготовлении продукта дости-
гается также путем расположения отдельных подразделений и участков
производства в последовательности выполнения частичных процессов.
Это седьмое условие организации идеального процесса, которое можно
назвать принципом прямоточности и сформулировать так: максимальное
сокращение расстояний, времени и затрат на перемещение предметов
труда в производстве, а также максимальная реализация принципов не-
прерывности и параллельности процессов достигается при расположении
подразделений по выполнению частичных процессов в непосредственной
близости друг от друга в порядке последовательности их выполнения, т.е.
при организации прямоточности процесса.
Мерой прямоточности процесса может служить коэффициент пря-
моточности (Л'прт), характеризующий отношение общего расстояния
перемещения предметов труда между рабочими местами, расположен-
ными друг за другом в порядке последовательности операций (5),
к фактическому расстоянию перемещения (^факт):
К - V 1
Л-Прт“ „ —> 1.
^факт
В идеально организованном процессе этот коэффициент также равен
единице.
3.3. Взаимосвязь технических, экономических и социальных
проблем в организации производственных процессов
Производственный процесс имеет свои закономерности организации
в пространстве и во времени, используя которые можно обеспечить
наиболее эффективное его протекание, т.е. достижение поставленной
48
Раздел I. Организация основного производства
цели с минимальными затратами ресурсов. Однако он всегда осуществ-
ляется под воздействием как внешней среды, так и внутренних элементов.
Поэтому наиболее рационального и эффективного построения процесса
на конкретном предприятии можно добиться только в результате анализа
и учета этих воздействий. Основные компоненты внешней среды — со-
циальный, экономический и научно-технический — по-разному воз-
действуют на каждый из элементов производства — предметы, орудия
труда и сам труд. Из этих трех видов ресурсов наименее зависимыми
от требований внешней среды являются предметы труда, хотя по харак-
теру именно их движения в производственном процессе судят о степени
его идеальности, т.е. реализации в нем основных принципов. Действи-
тельно, по тому,'' обрабатываются ли детали партиями или поштучно,
с перерывами или без, имеют ли они возвратные движения в ходе обра-
ботки или нет, по протяженности маршрута их движения судят о том,
насколько совершенен процесс, достигнут ли в нем максимальный
уровень специализации, непрерывности, параллельности, пропорцио-
нальности и прямоточности. Но движение предметов труда является
производным от характера применяемых орудий труда, их размещения,
организации труда, что определяется техническими, экономическими
и социальными требованиями.
Расчленение процесса на более или менее простые операции и за-
крепление их за определенными участками производства имеет смысл
лишь в том случае, если каждая из этих операций выполняется с помо-
щью специальных орудий труда. Следовательно, достижение максималь-
ной специализации зависит от разнообразия орудий труда, и прежде
всего машин и механизмов для выполнения отдельных операций. Вме-
сте с тем разнообразие машин и механизмов, предназначенных для вы-
полнения элементарных операций, экономически оправданно только
в том случае, если однородный продукт выпускается в больших объемах
более или менее длительное время, что зависит от социальных условий
и научно-технического прогресса. Чем выше темпы научно-техниче-
ского прогресса, тем чаще изменяются потребности и, следовательно,
короче период устойчивого спроса общества на продукт с данными ха-
рактеристиками.
Расчленение процесса на простые или простейшие элементы непо-
средственно влияет на основной элемент производства — рабочую силу.
С одной стороны, выполнение одной и той же операции в течение дли-
тельного периода способствует приобретению опыта и обеспечивает
минимальные затраты труда. С другой стороны, однообразная работа
утомляет рабочего, так как лишает его отдыха и возбуждения, обуслов-
ленного переменой труда.
Таким образом, социальная среда, требующая сохранения здоровья
и высокой работоспособности человека в трудовом процессе, ограни-
3. Производственный процесс и типы производства
49
чивает степень расчленения процесса и степень его непрерывности.
При прочих равных условиях работоспособность рабочего и его инте-
рес к труду тем выше, чем разнообразнее труд. Другими словами, труд
человека (в отличие от работы машины, всегда лучше приспособлен-
ной к повторению одних и тех же механических движений) должен
иметь периодически прерывный характер. При этом рабочий наиболее
активен тогда, когда физический труд чередуется с умственным. Толь-
ко в этом случае труд будет творческим. В машинном производстве
творческим трудом является либо управление машиной, выполняющей
ряд разнообразных операций, либо обслуживание, контроль и наблю-
дение за работой сложной системы машин, выполняющей процесс
в целом или совокупность отдельных его операции. Вместе с тем чем
элементарнее операция, тем легче (при прочих равных условиях) разра-
ботка и применение специальных машин для ее выполнения.
Таким образом, научно-техническая среда общества требует даль-
нейшей дифференциации труда. Непрерывность процесса обусловли-
вает необходимость создания системы машин, взаимосвязанных в ходе
процесса производства. Создание и эксплуатация системы машин пре-
доставляет рабочему возможность использовать свои разносторонние
способности. А это, в свою очередь, связано с человеческим фактором
(уровень профессионального и культурного развития работника, его
отношение к труду, материальная и моральная заинтересованность в его
результатах, без чего нельзя добиться полного использования совре-
менных научно-технических достижений, реализованных в новой тех-
нике). Именно поэтому решение социальных вопросов на предприятии
выступает на первый план.
Создание системы машин имеет не только социальную и техниче-
скую сторону, но и экономическую.
Наибольшей степени непрерывности процесс достигает при осу-
ществлении жестких связей, объединяющих все частичные процессы
в систему одновременно действующих рабочих мест, которые непо-
средственно зависят друг от друга в реальном масштабе времени, но
в этом случае остановка, перебои в одном частичном процессе влекут
за собой немедленную остановку процесса по всему технологическому
циклу.
Таким образом, социальная, научно-техническая и экономическая
среда оказывает большое влияние на соблюдение основных принципов
организации процессов производства. Реализация этих принципов на
предприятии влияет на отдельные элементы внешней среды (табл. 3.1),
поэтому поиск оптимальных решений при организации процессов в кон-
кретной производственной системе является задачей первостепенной
важности и требует компромиссных решений. Так, учет противоре-
чивых требований внешней и внутренней среды и выработка ком-
4 Зак. 2150
50
Раздел I. Организация основного производства
Влияние уровня организации производства на предприятии
Воздействие
Принципы социальную
позитивное негативное
Партионности Приобретение навыков в работе Утомляемость при больших пар- тиях из-за монотонности труда
Специализации Упрощение трудовых движений, быстрое освоение приемов работы Потеря интереса к работе при выполнении простых операций
Пропорциональ- ности Обеспечение условий для равно- мерной загрузки рабочих на всех рабочих местах Повышенные требования к ква- лификации кадров
Ритмичности Создание условий для согласования ритма труда с биологическим рит- мом человека, обеспечение здоро- вого психологического климата на производстве Повышенные требования к дис- циплине труда всех работников
Непрерывности Повышение чувства коллективизма, роли работника в процессе Монотонность труда, психологи- ческое утомление
Параллельности То же Повышение требований к взаи- мосвязи рабочих мест
Прямоточности Уменьшение доли ручного труда на операциях по перемещению пред- метов —
промиссных решений при осуществлении принципа партионности
достигается:
• в экономическом плане — определением экономически оптималь-
ного размера партии, при котором сводятся к минимуму суммарные за-
траты, связанные с переналадкой процесса и хранением заделов;
3. Производственный процесс и типы производства
51
Таблица 3.1
на элементы внешней и внутренней среды
на среду
научно-техническую экономическую
позитивное негативное позитивное негативное
Возможность при- менения специаль- ных орудий труда Большие затраты на ос- настку Рост производитель- ности труда, сниже- ние себестоимости продукции Увеличение запа- сов и заделов мате- риалов и затрат на их хранение
Возможность соз- дания и примене- ния специального оборудования для выполнения час- тичных процессов Большие затраты на спе- циальное оборудование Снижение затрат материальных, тру- довых и финансовых ресурсов Снижение фондо- отдачи при не- догрузке специаль- ного оборудования
Возможность соз- дания системы взаимосвязанных машин Повышенные требова- ния к надежности обо- рудования Высокая фондоотда- ча и производитель- ность труда рабочего
То же То же То же —
Возможность соз- дания системы ма- шин с жесткой связью Повышенные требова- ния к синхронизации операций и надежности оборудования Высокая производи- тельность оборудо- вания и труда, сни- жение себестоимо- сти, ускорение оборачиваемости оборотных фондов Высокая стоимость машин и оборудо- вания
Тоже Повышенные требова- ния к согласованию опе- раций технологического процесса во времени Сокращение цикла обработки, ритмич- ность, экономия за- трат труда, средств на заделы и запасы
Возможность ис- пользования техно- логического транс- порта Повышенные требова- ния к выбору техноло- гических маршрутов обработки и оборудова- ния Ритмичность про- цесса, экономия средств и времени на перемещение Высокая стоимость транспортных средств, требова- ния высокой его загрузки
• в научно-техническом плане — сведением к минимуму затрат вре-
мени на переналадку оборудования;
• в социальном плане — установлением размера партии, при кото-
ром обеспечивается полное приноровление рабочего, но без утомления
его (например, при механической обработке деталей полное приноровле-
л *
52
Раздел I. Организация основного производства
ние достигается после обработки около 100 деталей, а при обработке
более 1000 одинаковых деталей наступает прогрессирующее утомление
рабочего из-за монотонности труда).
3.4. Типы производства и их технико-экономическая
характеристика
Характер применяемых на предприятии технологических процессов
и оборудования, трудоемкость и стоимость выпускаемых машин в ко-
нечном счете зависят от типа производства.
Под типом производства следует понимать совокупность признаков,
определяющих степень реализации основных принципов идеальной
организации производственных процессов в пространстве и во времени.
Возможность реализации основных принципов организации идеаль-
ного производства, т.е. обеспечение максимальной партионности, спе-
циализации, непрерывности, параллельности, прямоточности, а также
наиболее рационального построения производственной структуры, за-
висит прежде всего от объемов выпуска одинаковых машин на кон-
кретном предприятии и длительности периода выпуска. В зависимости
от объемов выпуска продукции, количества различных машин, выпус-
каемых одновременно или последовательно тем или иным предприятием,
и степени устойчивости номенклатуры машиностроительное производ-
ство подразделяют на единичное, серийное и массовое.
Основным показателем типа производства того или иного производ-
ственного подразделения является степень специализации рабочих мест,
характеризуемая коэффициентом закрепления операций (Кз о). Укрупненно
этот коэффициент может быть определен по формуле
где кдо — количество деталеопераций, выполняемых в данном произ-
водственном подразделении в месяц; т — количество наименований
единиц технологического оборудования, выполняющих эти операции.
По уровню специализации все рабочие места можно подразделить
на три группы.
1. Рабочие места, постоянно загруженные обработкой одной и той
же детали на одной или нескольких единицах одинакового оборудования,
выполняющих одну и ту же операцию (такие рабочие места характерны
для массового производства). В этом случае коэффициент закрепления
операций будет равен единице или меньше ее.
3. Производственный процесс и типы производства 53
2. Рабочие места, занятые выполнением закрепленных за ними не-
скольких операций над одинаковыми деталями или одной операции
над деталями разного наименования в определенной последователь-
ности (такие рабочие места характерны для серийного производства).
В этом случае на единицу оборудования приходится значительное ко-
личество деталеопераций. Поскольку в серийном производстве пере-
стройка оборудования с операции на операцию или с детали на деталь
может происходить ежедневно, значение коэффициента закрепления
операций повышается по сравнению с массовым до 40. При этом
в зависимости от значения K3Q различают крупно-, средне- и мелкосе-
рийное производство. К крупносерийному относят производство, в
котором коэффициент закрепления операций находится в пределах от
2 до 10, к среднесерийному — от 11 до 20 и к мелкосерийному — от 21
до 40.
3. Рабочие места, на которых выполняются различные операции над
разнообразными деталями (такие рабочие места характерны для еди-
ничного производства). На каждой единице универсального оборудова-
ния выполняется большое число операций над одной деталью. Количе-
ство наименований деталей, обрабатываемых в течение смены, может
достигать нескольких единиц. В результате ^З.о достигает большого
значения. Принято считать, что для единичного производства К3 0 > 40.
Показатель типа производства — коэффициент закрепления опера-
ций — позволяет проанализировать тип производства не только отдель-
ного цеха, но и каждого участка и даже рабочего места.
Подробная характеристика основных типов производства дана
в табл. 3.2, из которой видно, что при переходе от единичного произ-
водства к серийному и массовому проявляются следующие закономер-
ности:
• расширяются возможности для углубления специализации рабо-
чих мест, что создает условия для внедрения более совершенных техно-
логических процессов и механизации труда;
• возможно применение специализированного и специального обо-
рудования и технологической оснастки, что обеспечивает высокие тем-
пы роста производительности труда и снижение затрат на материалы;
• создаются предпосылки для перехода от технологической к пред-
метной (более прогрессивной) производственной структуре цехов и
участков;
• обеспечивается более высокий уровень непрерывности, параллель-
ности и прямоточности производственного процесса.
Все это повышает производительность труда, использование основ-
ных фондов, снижает затраты на материалы и, как следствие, ведет
к значительному снижению себестоимости.
54
Раздел I. Организация основного производства
Основные типы производства,
Тип производства Основные признаки
Устойчивость номенклатуры Разнообразие и повторяемость выпускаемых машин Масштаб выпуска одинаковых машин в год
Единичное Крайне неустойчива 1. Большое разнообразие типов машин, выпускае- мых в небольших количе- ствах 2. Неповторяемость или нерегулярная повторяе- мость выпуска машин данного наименования Отдельными экземпля- рами или малыми се- риями (от 2 до 10 шт.)
Серийное Относительно устойчива в тече- ние довольно короткого периода времени 1. Относительно неболь- шое разнообразие типов машин, выпускаемых в значительных количест- вах 2. Одновременный вы- пуск нескольких типов или чередование выпуска машин данного типа че- рез определенный период 1. Периодически по- вторяющимися серия- ми машин данного на- именования (несколь- ко десятков или сотен) 2. Чередующимися се- риями более совершен- ных машин данного наименования
3. Производственный процесс и типы производства
55
Таблица 3.2
их признаки и показатели
Примеры типов производства Степень реализации основных принципов идеальной организации про- цессов Характер экономических показателей
Заводы: 1) крупных турбин и генера- торов; Низкая: 1) узкая специализация ра- бочих мест отсутствует; 1. Большая длительность производственного цикла 2. Большой удельный вес
2) тяжелого машиностроения по выпуску металлургического, горнообогатительного и хи- мического оборудования; 3) тяжелых станков и круп- ных гидропрессов; 2) применяется в основном гибкое и универсальное обо- рудование; 3) производственная струк- тура цехов и участков — технологическая; ручного труда 3. Наличие встречных и пе- рекрещивающихся движе- ний предметов труда 4. Высокая трудоемкость и себестоимость машин
4) автоматических линий 4) низкая степень параллель- ности, непрерывности, пря- моточности процесса; 5. Отношение затрат на зар- плату к затратам на материа- лы 1:1 — 1:2
5) преобладающий вид дви- жения предметов труда — последовательный
Заводы: 1) станкостроения (легких и средних станков); 2) транспортного машино- строения (тепловозов, элек- тровозов); 3) самолетостроения; 4) дорожного и строительно- го машиностроения (экска- ваторов, бульдозеров и др.); 5) тяжелых грузовых автомо- билей Средняя: 1) рабочие места специали- зированы на выполнении нескольких закрепленных операций; 2) частичное применение специализированного обо- рудования, гибкие произ- водственные системы; 3) организация предмет- но-замкнутых участков в обрабатывающих и сбо- рочных цехах; 1. Длительность производст- венного цикла средняя 2. Трудоемкость и себестои- мость машин средняя 3. Отношение затрат на зар- плату к затратам на материа- лы 1:2 - 1:5
4) средняя степень парал- лельности, непрерывности и прямоточности процесса;
5) преобладающий вид дви- жения предметов труда — последовательно-параллель- ный
56
Раздел I. Организация основного производства
Тип производства Основные признаки
Устойчивость номенклатуры Разнообразие и повторяемость выпускаемых машин Масштаб выпуска одинаковых машин в год
Массовое Устойчива в тече- ние длительного периода времени (8-10 лет) 1. Постоянно выпускаются машины одного наимено- вания 2. Одновременно выпус- кается несколько моди- фикаций машин данного наименования, незначи- тельно различающихся по своим параметрам (одно- го конструктивного ряда) Выпуск машин данно- го наименования со- ставляет сотни тысяч штук, а по мелким ма- шинам и отдельным деталям — до миллио- нов штук
3. Производственный процесс и типы производства
57
Окончание табл. 3.2
Примеры типов производства Степень реализации основных принципов идеальной организации процессов Характер экономических показателей
Заводы: 1) универсальных легких тракторов; 2) легких грузовых и легко- вых автомобилей; 3) средних и мелких элек- тродвигателей; 4) комплектующих изделий (двигателей, нормализован- ных узлов и деталей); 5) стандартного инструмента Высокая: 1) рабочие места в обрабаты- вающих и сборочных цехах специализированы на вы- полнении одной операции; 2) производственная струк- тура сборочных и обрабаты- вающих цехов — предмет- ная, заготовительных — смешанная; 3) широко применяются специальное оборудование и автоматические линии; 4) высокая степень парал- лельности, непрерывности, прямоточности процесса; 5) преобладающий вид дви- жения предметов труда — параллельный 1. Малая длительность про- изводственного цикла изго- товления машин 2. Низкая трудоемкость и себестоимость машин 3. Отношение затрат на зар- плату к затратам на материа- лы 1:5 - 1:10
58
Раздел I. Организация основного производства
Влияние типа производства на себестоимость и ее отдельные эле-
менты показано на примере изготовления простой детали — ступенча-
того валика (рис. 3.4).
Из рисунка видно, что при переходе от единичного производства
к массовому затраты на изготовление продукции снижаются почти
в 3 раза. Поэтому изыскание возможностей для увеличения массовости
Деталь - ступенчатый балик массой S кг
Круглая сталь
Масса заготовки
К, 9 кг
Покобка
Штампабка
Мосса заготовки
9 кг
Масса заготовки
6,2 кг
Рис. 3.4. Зависимость себестоимости ступенчатого валика от типа производства
3. Производственный процесс и типы производства
59
производства в любом подразделении завода является условием повы-
шения его эффективности. Это достигается за счет как технических,
так и организационных решений.
Приведенная в табл. 3.2 классификация носит в известной мере
условный характер, поскольку конкретное предприятие относят к тому
или иному типу, как правило, в зависимости от характера организации
производственных процессов в сборочных цехах, выпускающих конеч-
ную продукцию. Фактически же в различных цехах имеет место сочета-
ние разных типов производства. Так, при изготовлении уникального
непрерывного стана горячей прокатки листа ролики для рольганга вы-
пускаются крупной партией. Для автомобилей массового выпуска или
тракторов штамповка мелких деталей осуществляется партионно, т.е.
серийно. В то же время при любом типе производства нормализован-
ные и унифицированные детали могут обрабатываться в массовом мас-
штабе. Таким образом, в чистом виде ни один тип производства не
встречается. Широкие колебания в объемах выпуска машин диктуют
необходимость выделения в каждом типе производства подтипов. Так,
в зависимости от объема выпуска одинаковых машин выделяют три
группы: мелко-, средне- и крупносерийное производство. Массовое
производство также подразделяется на три труппы: непрерывное мас-
сово-поточное, прерывное массово-поточное и автоматическое массо-
во-поточное производство. В связи с этим целесообразно более подробно
рассмотреть структуру и типы процессов в основных цехах заводов разных
типов производства.
На заводах единичного производства в обрабатывающих це-
хах большинство рабочих мест имеет самую разнообразную загрузку,
поэтому производственные участки организуются по технологическому
принципу, т.е. по видам оборудования и его размерным группам. Наряду
с этим создаются предпосылки для выделения предметно-замкнутых
участков, изготавливающих унифицированные детали (шестерни, валы,
кольца, вкладыши, муфты и др.) и даже некоторые унифицированные
узлы (редукторы, гидро- и электроприводы, силовые головки и т.д.).
В заготовительных цехах также преобладает единичный тип произ-
водства, в литейных цехах — индивидуальная формовка, а в кузнеч-
ных — свободная ковка. Оборудование группируется по размерным
или габаритным признакам. Выделяются участки крупного, среднего,
мелкого литья различной номенклатуры и участки крупных, средних
и мелких молотов.
Заводы серийного производства в одних случаях приближа-
ются по уровню организации к массовому типу (при крупносерийном
производстве машин), в других — к единичному (при выпуске машин
малыми сериями).
60
Раздел I. Организация основного производства
В сборочных цехах, выпускающих машины постоянно, в больших
количествах, обычно организуется поточная сборка, при которой рабо-
чие места специализированы на выполнении одной или нескольких
технологически однородных сборочных операций. В цехах, где собира-
ют одновременно несколько типов машин, организуются предметные
участки по сборке машин каждого типа.
В обрабатывающих цехах большинство деталей изготавливают пар-
тиями, которые чередуются через определенный промежуток времени.
За каждым участком закрепляется обработка группы однородных дета-
лей. Это дает возможность в ряде случаев располагать оборудование по
ходу технологического процесса, что позволяет применять последова-
тельно- параллельное движение предметов труда. А благодаря этому по-
вышается степень параллельности, непрерывности и прямоточности
процесса.
Мелкие нормализованные детали (шпильки, болты, гайки, винты)
изготавливают крупными партиями на специализированных участках,
оснащенных высокопроизводительным оборудованием (револьверными
станками, токарными автоматами и т.п.). Однако производство таких
деталей на каждом заводе нерационально. Более эффективно получение
их со специализированных заводов, что связано с развитием подетальной
специализации.
Крупные базовые корпусные детали обычно трудоемки и загружают
значительную часть оборудования, поэтому в ряде случаев целесооб-
разна организация предметно-замкнутых участков для их обработки
и предметных механосборочных цехов по изготовлению деталей и сборке
отдельных сборочных единиц и агрегатов. Так, в самолетостроении ор-
ганизуются цехи шасси, крыльев, фюзеляжа и др.
В заготовительных цехах производство носит более мелкосерийный
характер, чем в обрабатывающих, рабочие места менее специализиро-
ваны, оборудование концентрируется, как правило, по технологиче-
скому признаку.
На заводах массового производства в обрабатывающих цехах
(организованных обычно по предметному признаку, включая сборку
узлов) крупные трудоемкие детали обрабатываются на поточных линиях
и предметно-замкнутых участках, тогда как мелкие детали (крепеж,
клапаны, толкатели, валики) изготавливаются по принципу серийного
производства, что не позволяет полностью использовать экономиче-
ские преимущества массового производства. Целесообразно получать
такие детали со специализированных предприятий.
В заготовительных цехах преобладает серийный тип производства
(средне- и крупносерийный). Возможности оборудования заготовитель-
ных цехов для получения заготовок той или иной детали намного превы-
шают потребности данного завода в них. Так, например, горизонталь-
3. Производственный процесс и типы производства 61
но-ковочная машина может обеспечить выпуск около 2 млн заготовок
шестерен одного наименования, что намного превышает потребность
завода массового производства. Производительность штамповочного
агрегата нередко в 10—25 раз превышает производительность оборудо-
вания механического цеха.
Преобладание серийных методов в заготовительных цехах приводит
к тому, что при переходе от единичного изготовления машин к массо-
вому доля заготовительных процессов в общей трудоемкости повыша-
ется в 2—3 раза, в результате чего снижается эффективность массового
производства в целом. Одна из причин этого — большие потери време-
ни на переналадку кузнечно-прессового оборудования и снижение его
производительности при переходе с одного вида работы на другой.
Выделение заготовительных производств в самостоятельные, что
также связано с развитием подетальной и технологической специализа-
ции, обеспечивает полную загрузку оборудования, значительное сни-
жение затрат на получение заготовок и изготовление машины в целом.
По расчетам некоторых авторов, полное внедрение массового произ-
водства в заготовительные процессы позволяет снизить трудоемкость
заготовок примерно на 40-50 %, общую трудоемкость машин, выпус-
каемых в массовом масштабе, — на 15-20 %.
Сведение к минимуму времени на переналадку оборудования в за-
готовительных и особенно кузнечно-штамповочных цехах позволяет
достичь показателей массового производства и при сравнительно час-
том переходе с одного вида работы на другой.
Так, японская автомобильная корпорация «Тойота» добилась того,
что смена сложных штампов вместо обычных 4—8 ч производится всего
лишь за 10 мин «в одно касание». Это стало возможным благодаря раз-
делению операций по наладке штампов на внешнюю и внутреннюю
переналадку и унификации внешних габаритов различных штампов.
4. Организация производственного
процесса в пространстве и во времени
4.1. Пространственные связи
в производственном процессе
Отдельные части и стадии совокупного производственного процесса
на предприятии осуществляются в его пространственно обособленных
подразделениях, каждое из которых выполняет определенные функции.
Состав, взаимное расположение и формы взаимосвязей этих подразде-
лений принято называть производственной структурой, В построении
производственной структуры предприятия находят отражение такие
принципы пространственной организации идеального процесса, как
специализация, пропорциональность и прямоточность.
Основным структурным подразделением предприятия, выполняющим
специализированные функции, является цех. Совокупность однородных
цехов на крупных предприятиях образует отраслевое производство. Це-
лостность предприятия как системы определяется теснотой связей ее
элементов (цехов) друг с другом и с внешней средой. Чем больше каж-
дое подразделение ориентировано на осуществление цели предпри-
ятия, тем более тесные связи устанавливаются между подразделениями
и более слабые с внешней средой.
Состав структурных подразделений предприятия, обусловленный не-
обходимостью выполнения его основной задачи (выпуск определенной
конечной продукции), обеспечивает максимальное осуществление основ-
ных системообразующих связей — взаимодействия, функционирования,
структуры, синергизма, развития, управления, без которых деятельность
системы вообще невозможна. Однако это не означает, что все без ис-
ключения структурные части предприятия одинаково функционально
необходимы и экономически совместимы друг с другом и с системой
в целом. В связи с этим возникает необходимость изучения функцио-
нальных и синергических связей элементов как в пределах системы,
так и с внешней средой.
Функциональные связи структурного подразделения предприятия ха-
рактеризуют степень производственной ориентации на решение конеч-
ной цели системы, а синергические связи — степень его экономической
совместимости с другими элементами и с системой в целом.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
63
Уровень функциональных связей может быть определен с помощью
коэффициента замкнутости (ориентации) элемента, т.е. структурного под-
разделения предприятия на функциональный выход системы (Лз.вых):
^з.ВЫх=^-^--, (4.1)
2>+*ф
где Вф ~ значение функционального выхода элемента (цеха), опреде-
ляемого функцией системы (предприятия); п — число побочных выхо-
дов элемента; Bj — значение j-го побочного выхода элемента, не
связанного непосредственно с функцией системы.
Функциональная связь подразделения с предприятием в целом счи-
тается существенной, если КЗЛМ > Q5, т.е. внутренние связи сильнее
внешних. При ^3Bbrx = 1 элемент полностью ориентирован на цели сис-
темы. Таким образом, чем больше функций выполняет каждое произ-
водственное подразделение для своего предприятия, тем теснее его
системообразующие функциональные связи.
Числовое значение величин, входящих в формулу (4.1), выражают
в различных единицах (штуки, тонны, рубли и др.). Например, если
цех алюминиевого литья, выпускающий 2 тыс. т отливок в год, переда-
ет механическим цехам своего предприятия 800 т (Вф = 800), а на сто-
рону отгружает 1200 т ^Bj -1200 , то А^вых =Q4. Это означает, что
/ п
данный цех ориентирован в большей степени на внешние функцио-
нальные связи и в меньшей — на внутренние.
Уровень функциональных связей элемента системы можно изме-
рить не только по его выходу, но и по входу с помощью коэффициента
замкнутости (ориентации) его на потребление внутренних ресурсов
(^з.вх) по формуле
где т, п — количество функциональных входов элемента соответственно
от подразделений предприятия и от внешней среды; 2?вх/ —значение
функционального входа подразделения, определяемого выходом z-ro
элемента системы (предприятия); B3Xj — значение j-го входа того же
подразделения от элементов внешней среды.
64
Раздел I. Организация основного производства
Таким образом, чем больше данное подразделение потребляет мате-
риальных ресурсов, полученных отдругих подразделений предприятия,
тем выше его замкнутость по входу.
Степень функциональной замкнутости структуры предприятия как
системы характеризуется средневзвешенным коэффициентом 3, кото-
рый определяется по формуле
ф ф
/jj -^З.ВЫХ / Д?.вх /
-2ФГ11------’ <4-2>
где Ф — число основных фаз (стадий, переделов, совокупных опера-
ций), необходимых для превращения сырья в готовый продукт.
Из формулы (4.2) видно, что наивысшую степень функциональной
замкнутости будет иметь предприятие, на котором сосредоточено мак-
симальное количество операций совокупного процесса.
Означает ли высокая степень функциональной замкнутости, что
система имеет оптимальную структуру, т.е. все ее элементы совмести-
мы? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо проанализировать си-
нергические связи элементов (подразделений) предприятия, т.е. связи
по реализации так называемого системного эффекта — эффекта, полу-
чаемого от совместных действий элементов, входящих в производст-
венную систему. Этот эффект образуется за счет нижеследующего.
1. Приращение выхода системы над ее входом при взаимодействии
элементов предприятия, включенных в его состав, при данном объеме
использованных ресурсов. Такое приращение выхода особенно наглядно
проявляется при комплексном использовании сырья для получения наряду
с основной и других видов продукции. Так, комплексная переработка
1 млн м3 древесины на целлюлозно-бумажном комбинате позволяет полу-
чать помимо основной продукции (210 тыс. т целлюлозы и 57 тыс. т бу-
маги) ряд дополнительных ее видов (58 тыс. т картона, 2400 тыс. м2
древесно-стружечных плит, 4100 т соды, 1200 т канифоли, 1200 т кор-
мовых дрожжей, 90 млн мешков; 3 млн л спирта и др.). При комплексной
переработке нефти кроме топлива и смазочных материалов дополни-
тельно получают пластмассы, смолы, синтетический каучук, битумы
и т.д. Комплексная переработка руд цветных металлов обеспечивает
получение помимо основных металлов (например, меди) также ряда
других (никель, цинк, молибден, редкие и драгоценные металлы), бла-
годаря чему общий объем выпушенной продукции при том же объеме
затраченного сырья увеличивается (в некоторых случаях на 80—100 %),
а себестоимость ее снижается на 20-30 %. Схема образования такого
эффекта приведена на рис. 4.1, а, где заштрихованная часть прямо-
угольника показывает размер синергического эффекта в виде приращения
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 65
выхода AS, а незаштрихованная — расход исходных ресурсов R на по-
лучение продукции в объеме S без их комплексного использования.
2. Использование отходов производства для изготовления основной
продукции. Пример такого синергического эффекта — использование
отходящих газов, отходов металла, остаточного тепла в полуфабрикатах
предыдущего передела и других отходов на металлургических предпри-
ятиях с полным циклом, т.е. с доменным, сталеплавильным и прокат-
ным производством. Основной формой приращения в системах такого
вида является уменьшение расхода ресурсов, благодаря чему достигает-
ся увеличение доходов предприятия. Так, например, на современном
металлургическом предприятии с полным циклом с годовым производ-
ством проката 4 млн т благодаря использованию всех видов отходов
и остаточного тепла в жидком чугуне, стальных слитках и заготовках
обеспечивается экономия свыше 1 млн т топлива (условного) и вторич-
но используется для выплавки стали около 1 млн т металлоотходов
в год, т.е. экономится более 10 % потребных ресурсов. Схема образова-
ния синергического эффекта этого вида приведена на рис. 4.1, б, где
заштрихованная часть показывает размер экономии ресурсов для вы-
пуска продукции в объеме 5, благодаря чему на то же ее количество по-
т
требляется основных ресурсов меньше на величину, равную
<=1
где т — число видов ресурсов, используемых вторично.
3. Размещение структурных подразделений, выполняющих отдель-
ные стадии процесса, на одном предприятии, благодаря чему снижают-
ся затраты на перемещение предметов от одной стадии к другой.
Например, для получения 1 т проката между металлургическими пере-
делами (доменным, сталеплавильным и прокатным) необходимо пере-
местить свыше 5 т грузов. При раздельном размещении этих переделов
грузы пришлось бы перевозить на большие расстояния, на что потре-
бовалось бы дополнительно затратить значительные средства и вспо-
могательные ресурсы. Схема образования такого эффекта приведена на
рис. 4.1, в, где заштрихованная часть показывает экономию ресурсов во
вспомогательных подразделениях предприятия.
4. Обеспечение большей непрерывности процесса при переходе от
одной стадии к другой. Это особенно важно при получении продукта,
процесс производства которого допускает возможность перерывов между
отдельными операциями. Системный эффект от сокращения перерывов
достигается за счет уменьшения финансовых ресурсов, необходимых
для создания производственных запасов. В этом случае непрерывность
выступает непосредственно как производительная сила.
5. Уменьшение трудовых и финансовых затрат на управление и об-
служивание производства за счет совмещения и упрощения многих
функций, присущих самостоятельным предприятиям.
5 Зак. 2150
66
Раздел I. Организация основного производства
а
Вход
R
R-S
Основные
подразделения
Выход
Вспомогательные
подразделения
Рис, 4.1. Схемы образования синергического эффекта при объединении разнородных элементов
в одной производственной системе: a—при приращении входа над выходом; б, в—при обеспечении
экономии ресурсов соответственно в основных (0) и вспомогательных (В) подразделениях
Синергический эффект может быть отрицательным, т.е. с увеличе-
нием количества производственных подразделений в составе предпри-
ятия объем потребляемых ресурсов не уменьшается, а увеличивается.
Это происходит в том случае, если на предприятии концентрируются
подразделения, которые не могут функционировать в его составе в опти-
мальных параметрах из-за малых объемов производства, низкого уровня
специализации. Такое положение характерно для предприятий, выпус-
кающих сложную продукцию, которая состоит из множества разно-
предметных, разноресурсных, разномерных частей, и нередко каждая
из стадий получения готового изделия обеспечивает системный эффект
лишь при условии, что они будут сосредоточены в специализированных
системах. Это относится прежде всего к машиностроению, где в состав
4, Организация производственного процесса в пространстве и во времени 67
предприятий включаются подразделения заготовительного, а в ряде слу-
чаев — и обрабатывающего производства, функционирующие в неопти-
мальных масштабах (кузнечных, литейных и других цехов). Например,
в Беларуси почти все машиностроительные предприятия имеют в сво-
ем составе литейные и кузнечные цехи, тогда как в наиболее развитых
странах такие цехи имеет только один из десяти крупных заводов, а ос-
тальные получают отливки и поковки от специализированных заготови-
тельных предприятий.
Перерасход ресурсов (отрицательный синергический эффект) на-
блюдается и в том случае, если в состав основных цехов предприятия
включаются некоторые обрабатывающие малоспециализированные под-
разделения. Это особенно касается частей и деталей машин, которые
используются не только в производстве, но и в эксплуатации, т.е. отно-
сятся к категории запасных частей, а также массовых стандартных де-
талей, прежде всего крепежных метизов, которые обходятся в 5-6 раз
дороже, чем при специализированном производстве.
Значительный перерасход ресурсов имеет место и в случае, если
в состав предприятия включаются подразделения, выпускающие вспо-
могательную продукцию, которая выпускается также специализиро-
ванными отраслями (инструмент, запасные части для ремонта оборудо-
вания и т.д.).
Итак, анализ синергических связей показывает, что включение в со-
став производственных систем максимального количества функционально
совместимых элементов во многих случаях не только не обеспечивает
экономию ресурсов (превышение выхода над входом), но и ведет к круп-
ным потерям (превышение входа над выходом). Поэтому совместимыми
элементами производственной системы являются те элементы, кото-
рые имеют не только функциональную, но и синергическую связь друг
с другом, т.е. непосредственно участвуют в производственном процессе
и в реализации системного эффекта, обеспечивая функционирование
системы в оптимальных параметрах. Другими словами, при построении
оптимальной структуры предприятия в его состав следует включать
только подразделения, обеспечивающие экономию ресурсов.
Если обозначить объем ресурсов, необходимых для выпуска продук-
ции в условиях минимальной функциональной замкнутости системы
(при функционировании подразделений вне системы), через S, то ус-
ловие включения в состав предприятия конкретного элемента будет
иметь вид
пт пт
Шяу * S + &S,
/М У=1 /=1 ум
где п — количество видов ресурсов; т — количество структурных элемен-
тов, включенных в систему; RfJ — расход ресурса z-го вида ву-м элементе
68
Раздел I. Организация основного производства
системы; AS — прирост продукции в результате системного использования
ресурсов.
Степень экономической совместимости структурных подразделений
предприятия может быть определена коэффициентом синергической замк-
нутости системы (AcJ, который выражается формулой
п т
(S + ASy-XZRi,
Таким образом, от>правильного построения производственной струк-
туры зависит объем расходуемых ресурсов на выпуск необходимой про-
дукции. При этом решающее влияние оказывают функциональные и си-
нергические пространственные связи.
4.2. Состав цехов и промышленных хозяйств. .
Генеральный план завода
Состав цехов завода обусловлен структурой производственного про-
цесса. Для промышленных предприятий характерно наличие основных
и вспомогательных цехов и промышленных хозяйств (табл. 4.1).
К основным цехам относятся заготовительные, обрабатывающие
и сборочные.
В заготовительных цехах происходит формоизменение исход-
ных предметов труда (сырья, материалов) и превращение их в полуфаб-
рикаты.
В обрабатывающих цехах осуществляется изменение форм,
размеров, внутренних свойств полуфабрикатов и превращение их в гото-
вые элементы машины (детали). К ним относятся механические, холод-
ной штамповки, термические, химико-термические и деревообделочные
цехи.
Цехи, в которых происходит изменение местоположения отдельных
деталей относительно друг друга и соединение их в готовое изделие или
отдельную сборочную единицу, а также выполняются операции по ис-
пытанию и окончательной отделке готового продукта, являются сбо-
рочными.
Эти определения цехов имеют в ряде случаев условный характер.
Так, сварочный цех в зависимости от роли, которую он играет в процессе,
может относиться к заготовительным, обрабатывающим или сборочным
цехам. Если сварка применяется для получения отдельных сложных заго-
товок, которые могут быть получены методом резки или ковки, то сва-
Типичный состав структурных подразделений машиностроительного предприятия
Таблица 4.1
Признаки формирования подразделений предприятия Наименование подразделений
По роли в производствен- ном процессе По стадиям процесса По методам получения предметов По исходным материалам
Осуществление основно- го процесса предприятия (основные цехи) Первичное формоизмене- ние исходных материалов (заготовительные цехи) Получение заготовок методом литья (ли- тейные цехи) Чугун Чугунолитейные
Сталь Сталелитейные
Цветные металлы Цветных отливок
То же методом горя- чей ковки, штампов- ки (кузнечно-штам- повочные цехи) Сталь, цветные металлы Кузнечные
Кузнечно-штамповочные
Штамповочные
То же методом рубки, резки То же Дерево Металлозаготовительные Лесопильные
Изменение форм, разме- ров, внутренних свойств предметов труда (обраба- тывающие цехи) Обработка деталей ре- занием Черные и цветные метал- лы Механические
Лесоматериалы Деревообрабатывающие
То же прессованием Черные и цветные метал- лы Пластмассы Порошковой металлургии Пластмассовых деталей
То же давлением Черные и цветные метал- лы Холодной штамповки
То же методом хими- ко-термической обра- ботки То же Термические, гальвани- ческие, химико-термиче- ские
Окончание табл. 4.1
Признаки формирования подразделений предприятия Наименование подразделений
По роли в производствен- ном процессе По стадиям процесса По методам получения предметов По исходным материалам
Осуществление основно- го процесса предприятия (основные цехи) Соединение отдельных элементов в узлы или го- товое изделие (сбороч- ные цехи) Механическое соеди- нение деталей в узлы Все материалы Узловой сборки
То же узлов в готовое изделие То же Общей сборки
Неразъемное соедине- ние в узлы и конструк- ции Металлы Сварочно-сборочные
Осуществление вспомо- гательного процесса (вспомогательные цехи и хозяйства) Выработка вспомогатель- ной продукции (вспомо- гательные производствен- ные цехи) Технологическая ос- настка, инструмент Металлы и сплавы Инструментальные
Модели для отливок Дерево и металлы Модельные
Энергия Электрическая Тепловая и пар Сжатый воздух ТЭЦ Паросиловые Компрессорные станции
Опытный образец ма- шины Все виды материалов Экспери ме нтал ьн ые
Ремонт оборудования Механическое оборудова- ние •Электротехническое обо- рудование Ремонтно-механические Электроремонтные
Оказание промышленных услуг (обслуживающие цехи) Вид услуг: перемещение пред- метов между цехами и внешние перевоз- ки; Вид транспорта: рельсовый безрельсовый Железнодорожный Автотранспортный
Осуществление вспомо- Оказание промышленных гательного процесса услуг (обслуживающие (вспомогательные цехи цехи) и хозяйства) распределение энергоносителей, получаемых со сто- роны Вид энергии:
электрическая газ пар, вода Сетей и подстанций Газоснабжения Паро- и водоснабжения
Проведение механи- ческих и химических исследований и испы- таний Все виды материалов Заводская лаборатория
Прием, хранение и выдача материальных ресурсов Все виды материалов Комплектующие изделия и полуфабрикаты Снабженческие склады Производственные скла- ды
Прием, упаковка и отгрузка потребите- лям готовой продук- ции Готовые изделия Склад готовой продукции
72
Раздел I. Организация основного производства
рочный цех относится к заготовительным. В случае, когда сваркой
изготавливают детали, идущие непосредственно на сборку, цех выпол-
няет функции обрабатывающего. И наконец, если сварка используется
для получения неразъемных соединений при сборке узлов (например,
рам) или машин, то сварочный цех должен быть отнесен к сборочным.
На заводах, выпускающих однородные машины в больших количе-
ствах, имеет место так называемая предметная специализация цехов,
в которых нередко объединяются две фазы: изготовление деталей отдель-
ного узла или агрегата и его сборка. Такие цехи называют механосбороч-
ными и относят к сборочным. Они входят в состав машиностроительных
заводов, выпускающих крупные машины различной номенклатуры. Там
обычно производится обработка базовых деталей (например, вала ротора
турбогенератора), а также общая сборка машин и агрегатов.
Вспомогательные цехи подразделяют на две группы: производ-
ственные и обслуживающие.
К производственным цехам относятся те, в которых получают
вспомогательную продукцию, являющуюся основной для специализи-
рованных отраслей промышленности (инструментальные, модельные,
ремонтные, экспериментальные, тарные, паросиловые цехи или тепло-
электроцентрали) .
Обслуживающие цехи предназначены для оказания услуг про-
мышленного характера как основным, так и вспомогательным цехам
(перемещение предметов труда, распределение энергии, проведение
анализов и др.). Сюда относятся цехи транспортные, энергоснабжения,
газоснабжения, заводские лаборатории.
В состав завода включается также складское хозяйство. Задача
складского хозяйства — прием, хранение товароматериальных ценностей
и бесперебойное снабжение ими производственных цехов и участков.
Начальную стадию выполняют снабженческие склады, получаю-
щие со стороны все предметы и средства труда. Между цехами, а в не-
которых случаях и между производственными участками, организуется
система производственных межцеховых и промежуточных
складов. На них детали и узлы, изготовленные в цехе или на участке,
хранятся до передачи их на дальнейшую обработку или сборку. Кроме
того, на производственных складах нередко комплектуются группы дета-
лей перед подачей их на сборку. Система складского оборота заканчи-
вается складом готовой продукции, где продукцию, полученную
от цехов-изготовителей, упаковывают и отгружают потребителям.
Цехи и хозяйства располагаются на территории завода согласно ге-
неральному плану, разрабатываемому при проектировании завода.
Под генеральным планом завода понимается графическое изображе-
ние его территории со всеми зданиями, сооружениями, коммуника-
циями, путями сообщения, привязанными к определенной местности.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
73
Компоновка, т.е. взаимное расположение цехов и хозяйств, зависит
от многих факторов: состава и размера цехов, уровня специализации
и кооперирования, рельефа и конфигурации строительной площадки,
связей завода с основными транспортными магистралями и энергети-
ческими коммуникациями и др. Однако при прочих равных условиях
компоновка цехов производится с учетом нижеследующих основных
требований.
1. Максимальное обеспечение прямоточности предметов труда при
перемещении их из цеха в цех. Наилучшим образом это требование
реализуется при размещении цехов согласно последовательности вы-
полнения технологического процесса (заготовительные — обрабаты-
вающие — сборочные). Склады сырья и материалов располагаются со
стороны ввоза грузов в непосредственной близости от заготовительных
цехов, склады готовой продукции — возле сборочных цехов, со сторо-
ны вывоза.
2. Перемещение грузов преимущественно технологическим транс-
портом, по возможности непрерывным, что обеспечивает значительное
снижение издержек на перемещение предметов труда (стоимость транс-
портировки технологическим транспортом намного ниже, чем транс-
портом общего пользования).
3. Сокращение протяженности энергетических коммуникаций (элек-
тросетей, паро-, водо- и газопроводов). Они укладываются в общих
тоннелях и подземных проходах и должны быть легкодоступны для
ухода. Это обеспечивает значительное сокращение потерь энергоноси-
телей и экономию средств на сооружение, содержание, уход и ремонт
коммуникаций.
4. Выделение в особые группы цехов с однородным характером
производства и одинаковыми санитарно-гигиеническими условиями.
Создание отдельных зон энергетических, горячих, холодных цехов и об-
щезаводских служб, что позволяет улучшить санитарно-гигиенические
условия.
5. Учет направления господствующих ветров. Цехи с вредными вы-
делениями (пара, пыли, газа, сажи) в атмосферу или группы таких це-
хов необходимо располагать с подветренной стороны. Это позволяет
оздоровить атмосферу на территории завода и в цехах и имеет большое
значение для сохранности оборудования и повышения точности обра-
ботки в механических цехах.
6. Учет характера технологических процессов в цехах, расположенных
рядом. Так, работа мощных кузнечных молотов сопровождается силь-
ными сотрясениями и колебаниями почвы, поэтому такие цехи должны
быть удалены от цехов и участков, для которых такие сотрясения недо-
пустимы (инструментальные, механические цехи и отделения с особо
точным оборудованием, формовочные отделения «всухую» и т.д.).
74
Раздел I. Организация основного производства
7. Учет рельефа местности, состояния грунтовых вод, расположения
жилья, железнодорожных и морских путей, речных пристаней и т.п.
Кроме того, пути следования рабочих на работу и с работы не долж-
ны пересекать путей сообщения, коммуникаций и цехов. Достигнуть
этого можно с помощью эстакад, переходных мостов и подземных пе-
реходов, которые имеют преимущества перед наземными путями и могут
быть использованы для прокладки коммуникаций и подземных путей
сообщения.
Показателями эффективности компоновки являются: площадь терри-
тории завода; количество и площадь зданий и сооружений; протяжен-
ность транспортных и инженерных коммуникаций; процент застройки
территории. Чем меньше эти величины (при прочих равных условиях)
в расчете на единицу продукции, тем удачнее компоновка. Кроме того,
к важным показателям относятся: обеспечение нормальных санитарно-ги-
гиенических и производственных условий; наличие резервной площади
для дальнейшего расширения предприятия и отдельных его объектов;
эстетичность архитектуры корпусов и служебных помещений.
На рис. 4.2 приведен генеральный план комплексного автомобильного
завода, на котором четко выделены отдельные производственные зоны.
Отдельные из указанных выше требований находятся в некотором
противоречии друг с другом. Так, прямоточность перемещения предме-
тов на территории предприятия наилучшим образом достигается при
размещении подразделений предприятия в одну линию, но это значи-
тельно увеличивает площадь территории предприятия и протяженность
его коммуникаций. Поэтому при построении структуры в пространстве
приходится принимать компромиссные решения, обеспечивающие эко-
номию пространства и улучшение санитарно-гигиенических условий
труда (рис. 4.3).
Весьма эффективным направлением совершенствования компонов-
ки генерального плана машиностроительного завода является блоки-
ровка цехов, т.е. расположение их в одном здании.
На рис. 4.4 приведены два варианта решения генерального плана
одного и того же завода: до и после блокировки подразделений. Блоки-
ровка подразделений обеспечивает уменьшение общего числа зданий,
унификацию их конструкций, уменьшение протяженности путей сооб-
щения, площади инженерных сооружений, территории.
В табл. 4.2 даны общие показатели различных решений генерального
плана завода. Из приведенных данных видна высокая эффективность
планировки завода по варианту II, обеспечивающей значительное улуч-
шение всех показателей и снижение затрат на строительство на 10 %.
Вместе с тем уменьшение территории, протяженности коммуникаций,
почти полная ликвидация железнодорожных перевозок на территории
завода обеспечивают значительное снижение текущих издержек.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
75
Billlll
- энергетических цехоб Г~ ~ §| - вспомогательных цехоб
- заготовительных - деребообрабатыбающих цехоб
(горячих) цехоб
- обрабатыбающих [ППШШПЗ " общезабодских служб
(холодных) цехоб
Рис. 4.2. Генеральный план автомобильного завода: 1—цех шасси и главный сборочный конвейер;
2—моторный цех; 3—экспериментальный цех; 4 — прессово-кузовной цех; 5 — инструменталь-
ный цех; 5-— ремонтный цех; 7— склад готовой продукции; 5— центральный материальный склад;
9—деревообрабатывающий цех; 10—скрапоразделочная база; 11 — модельный цех; 12—литей-
ный цех ковкого чугуна; 13—литейный цех серого чугуна; 14-15—склад металла и заготовитель-
ный цех; 16 — склад топлива; 17 — газораспределительная станция; 18 — ТЭЦ; 19 — склады
жидких горючих материалов; 20—пружинно-рессорный цех; 21—склад смазочных и химических
материалов; 22—гараж; 23—заводская лаборатория; 24 — проходная; 25 — заводоуправление;
26—столовая
Рис. 4.3. Вариант компромиссного размещения подразделений предприятия
76
Раздел I. Организация основного производства
Таблица 4.2
Технико-экономические показатели сооружения завода
при различных вариантах решения генерального плана
Показатель При обычном решении (вариант I) При блокировке цехов (вариант U) В процентах к варианту I
Количество зданий, шт. 19 3 16
Площадь территории завода, га 14,2 5,1 36
Площадь застройки, га 4,76 3,45 72,5
Коэффициент застройки территории 0,34 0,68 200
Протяженность железнодорожных пу- тей, км 2,46 0,05 2
Автодороги и площадки, тыс. м2 12,0 6,7 55,9
Протяженность инженерных коммуни- каций, км 3,95 1,9 48
Сметная стоимость строительства (вклю- чая оборудование и прочие затраты), % 100 90 90
Рис. 4.4. Варианты компоновки генерального плана машиностроительного завода:
a - первоначальное решение; б - после блокировки цехов
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 77
4.3. Принципы построения производственной структуры
подразделений предприятия
В зависимости от характера выполняемых операций и степени го-
товности продуктов труда основные структурные элементы предпри-
ятия (цехи) могут быть сформированы по двум основным признакам:
технологическому (традиционному) и предметному (системному).
При технологическом построении в каждом цехе концен-
трируется однородное оборудование, предназначенное для выполнения
только однотипных операций по обработке предмета труда таким обра-
зом, чтобы из цеха он выходил в виде полуфабриката, который должен
пройти одну или несколько стадий обработки в других цехах, прежде
чем станет частичным либо готовым продуктом.
Предметное построение предполагает концентрацию в цехе
разнородного оборудования, предназначенного для выполнения всех
операций по получению частичного или готового продукта.
Форма специализации определяет способ перемещения предметов
в производственном процессе. На предприятиях, где несложная одно-
родная продукция изготавливается путем последовательной переработки
одинакового исходного сырья, технологическая специализация струк-
турных элементов и последовательное их размещение на территории
предприятия обеспечивают прямоточное перемещение предметов в про-
изводственном процессе. Пример таких систем — металлургические
предприятия, где процесс получения готового проката состоит из по-
следовательно осуществляемых операций в специализированных цехах
(выплавка чугуна из руды — в доменном цехе, выплавка стали — в ста-
леплавильном, получение проката из стали — в прокатном). В таком
производстве продукция (за исключением отходов) не возвращается из
последующего передела в предыдущий, чтобы завершить операции обра-
ботки. Это обеспечивает максимальную совместимость технологической
специализации с прямоточным перемещением предметов. Таким образом,
соблюдение технологического принципа специализации в производст-
венных системах этого типа минимизирует издержки на перемещение
предметов труда, т.е. обеспечивает дополнительный системный эффект,
усиливая тем самым не только функциональные, но и синергические
связи.
В производственных системах, где изготавливается сложная продук-
ция, состоящая из множества частичных продуктов, при изготовлении
каждого из этих частичных продуктов однородные операции неодно-
кратно повторяются и перекрещиваются. Технологическая специализация
структурных элементов порождает возвратные и перекрестные перемеще-
ния предметов в ходе их обработки, что ведет к увеличению расстояний
78
Раздел I. Организация основного производства
транспортировки и нарушению непрерывности процесса. Другими
словами, технологическая специализация в этом случае оказывается
несовместимой с прямоточным способом перемещения (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Схема перемещения деталей по цехам, организованным согласно технологическому прин-
ципу: А—вал (кузнечный—термический—токарно-фрезерный—термический—токарный—
шлифовальный — сборочный); Б—кронштейн (литейный — фрезерный — расточной—терми-
ческий— сборочный); S—- шестерня (заготовительный—токарный—фрезерный—токарный—
термический — шлифовальный — сборочный)
Требование совместимости прямоточного перемещения, обеспечи-
вающего получение синергического эффекта, с формой специализации
при изготовлении сложных изделий обусловливает необходимость пе-
рехода к предметному построению структуры подразделений предпри-
ятия, в которых процесс изготовления отдельных элементов продукции
строится по замкнутому циклу (в каждом из них концентрируются все
оборудование и кадры, необходимые для выполнения всех операций).
В этом случае на предприятии организуются цехи по изготовлению
групп конструктивно и технологически однородных частичных предме-
тов. В нашем примере это могли быть специализированные цехи по об-
работке деталей типа тел вращения, корпусных деталей, плоских и др.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 79
Организация обрабатывающих цехов по признаку сходства позволяет
обеспечить совместимость предметной формы специализации и пря-
моточного перемещения. Однако наибольшая совместимость их дости-
гается при сосредоточении в специализированных подразделениях не-
скольких стадий производственного процесса. Это возможно только на
основе предметной специализации не по сходству частичных продук-
тов (деталей), а по их функциональному назначению, по их вхождению
в качестве части определенного структурного элемента в готовый про-
дукт, в котором он выполняет определенные функции (например, по
изготовлению узла или агрегата машины, т.е. при еще большем разно-
образии операций и ресурсов, сосредоточенных в одном подразделе-
нии). Однако такое решение требует частой повторяемости работ при
стабильности процесса и строгой пропорциональности оборудования
по всему циклу производства (рис. 4.6). Но такая сложная продукция,
Рис. 4.6. Схема прохождения деталей 4,6, В по цехам, организованным согласно
предметному признаку
80
Раздел I. Организация основного производства
как машины, выпускается в сравнительно небольших объемах, т.е. в усло-
виях серийного и мелкосерийного производства. К тому же часто сменя-
ются их модели, что исключает полную загрузку оборудования изготов-
лением одних и тех же предметов по всему технологическому циклу.
В этих условиях перспективно применение оборудования типа обраба-
тывающего центра, который способен обрабатывать предметы по всем
или большинству операций процесса с одной установки. При этом меж-
операционные перемещения обрабатываемых изделий сводятся к мини-
муму и обеспечивается максимальная непрерывность процесса. Цехи,
оборудованные такими станками, обладают всеми признаками пред-
метной структуры.
Пространственное построение участков цеха также осуществляется
на основе функциональных и синергических связей. Они формируются
по двум основным признакам: технологическому и предметному, неза-
висимо от того, по какому признаку построен цех как подсистема
предприятия. В первом случае (рис. 4.7, а) при комплектовании на уча-
стках однородного оборудования, на котором выполняются однотипные
операции (а), готовые детали выпускаются из цеха только в результате
согласования большого числа связей (при многократном перемещении
предметов) между ними.
Во втором случае (рис. 4.7, б) на каждом участке концентрируются
различные виды оборудования, позволяющее выполнять все операции
по обработке однородных деталей и выдавать их готовыми.
Внутренние функциональные связи участков при их построении по
технологическому признаку наиболее тесны, тогда как внешние крайне
слабые, т.е. каждый из участков цеха ориентирован на вход и выход
другого участка, а не цеха. Другими словами, при технологической спе-
циализации участков цеха
п
п
-----> 0; -------
X X Byj + ^Ф-у
7=1
где АзУ i — коэффициент замкнутости участка на функциональный вы-
ход цеха; Вф.у — значение выхода участка, ориентированного на функ-
циональный выход цеха; п — число участков цеха; Byj — значение
выхода того же участка на осуществление функций внутри цеха; Кз у 2 —
коэффициент замкнутости данного участка на функциональный выход
других участков цеха.
На машиностроительных предприятиях технологическая структура
участков эффективна в заготовительных цехах, где каждый участок вы-
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
81
Рис. 4.7. Схема формирования производственных участков цеха: а — при технологическом
построении; б — при системном (предметном) подходе; Р — ресурсы (предметы) для обработки;
Д — множество обрабатываемых в цехе деталей, состоящее из совокупности однородных деталей
Дъ ft. Дз; (а). (Ь), (с) — множество однородного оборудования, позволяющего выполнять соответ-
ствующие операции;---------прямые связи (перемещения предметов) между участками цеха;
------— обратные связи
полняет определенные операции в строгой последовательности вплоть
до получения заготовки (отливки, поковки, штамповки и др.). Поэтому
расположение таких участков (например, в литейном цехе) в порядке
последовательности операций обеспечивает и прямоточное движение
предметов (землеприготовление — формовка — заливка — выбивка —
очистка отливок).
В цехах механической обработки, где состав и последовательность
операций для каждой детали различны, обеспечить прямоточность про-
цесса при технологической структуре участков (рис. 4.8, а) не представ-
ляется возможным. Поэтому основная масса обрабатываемых предметов
многократно перемещается с участка на участок. Например, на токарном
участке механического цеха обрабатывается пять групп деталей, коли-
чество и характеристика маршрута которых даны в табл. 4.3.
6 Зак. 2150
82
Раздел I. Организация основного производства
Таблица 4.3
Годовой объем обработки деталей на токарном участке
Группа деталей Количество в год, тыс. шт. Дальнейший маршрут обработки после токарного участка Символ
I 10 Термический цех ВфУ
II 20 Фрезерный участок
III 24 Строгальный участок
IV 28 Шлифовальный участок ByJ
V 26 Сверлильный участок «И
Итого: 10$ вфу = 1°; = 98
В этом случае
^ЗУ1= Ю/(98 + 10) = Q09; Кзу2= 10/108 = Q91.
В то же время внутренние функциональные связи, т.е. замкнутость
подэлементов (рабочих мест) друг на друга, на технологически специа-
лизированных участках обрабатывающих цехов ничтожны (практиче-
ски каждый из них ориентирован только на внешние по отношению
к участкам связи). В этом случае
*3.Р 1 1; *3.р 2 -> 0,
где /Гз р j — коэффициент замкнутости рабочего места на внешний выход
участка; j^p2 — коэффициент функциональной замкнутости рабочего
места на функциональный выход других рабочих мест участка.
При предметном построении участки для обеспечения прямоточности
процесса располагают в порядке выполнения операций (рис. 4.8, б).
Для таких участков в отличие от технологических Jl3.yi 1; Кзу2 -> 0.
Другими словами, каждый из участков, организованных по предмет-
ному признаку, ориентирован в основном на выход цеха и в незначи-
тельной степени на выход других участков. В то же время внутренние
функциональные связи их подэлементов (рабочих участков) наиболее
тесны, т.е. ^3>р1 -> 0, Кзр2 -> 1. Это означает, что каждое рабочее' место
такого участка функционально связано непосредственно с другими ра-
бочими местами, которые так или иначе определяют его функциониро-
вание в заданных параметрах. При этом характерно, что первое рабочее
место связано с внешней средой на входе, а последнее — на выходе
(рис. 4.8, б).
Участки цеха различаются и характером связей управления и разви-
тия — наиболее очевидных признаков системных связей. При техноло-
гической структуре участков управление ими в масштабе цеха усложня-
ется, увеличивается объем работ по управлению, так как необходима
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
83
Рис. 4.8. Планировка оборудования на участке при изготовлении группы деталей: а—при техноло-
гической структуре; б —• при предметной структуре; Т—токарные станки; Ф — фрезерные; С —
сверлильные; Ш — шлифовальные; КШ — круглошлифовальные
разветвленная сеть прямых и обратных связей по каждой из операций
процесса обработки каждого предмета, поскольку с каждого участка
выходят, как правило, не готовые детали, а заготовки для дальнейшей
84
Раздел I, Организация основного производства
обработки. При предметной же структуре для организации управления
достаточно иметь связи только на входе и выходе участка. В этом слу-
чае межоперационные связи управления замыкаются внутренними от-
ношениями рабочих мест.
Таким образом, высокая эффективность предметного построения уча-
стков требует более широкого их развития.
Возможность предметного построения участков устанавливается
на основе классификации предметов труда, закрепленных за цехом.
С.П. Митрофанов, В.А. Петров, Е.Г. Яковенко и другие ученые предло-
жили ряд методов классификации обрабатываемых деталей по конструк-
тивно-технологическому признаку для организации предметно-замкнутых
участков. В основу этой классификации положены признаки, опреде-
ляющие конструктивный тип и технологический маршрут обработки
детали. Так, машиностроительные детали подразделяют по следующим
основным признакам: форма, габариты, технологический маршрут об-
работки, конструктивный тип. Каждый из признаков определяет те или
иные технологические параметры обработки: тип оборудования, его
размеры и мощность, последовательность обработки, характер техноло-
гической оснастки (рис. 4.9). На основе такой классификации подбира-
ются группы однородных деталей, обрабатываемых по одинаковым или
сходным технологическим процессам для формирования предметно-замк-
нутых участков.
Признак классификации детали На какие технологические параметры оказыбает блияние
Форма Тип оборудования
Габариты Размеры и мощность оборудования
Технологический маршрут обработки Последователь- ность обработки
Конструктивный тип Тил применяемой оснастки
Группы деталей
Рис. 4.9. Классификация деталей для формирования предметных участков цеха
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 85
Итак, пространственные связи в производственном процессе (то,
что обычно называют его организацией в пространстве), определяя состав,
взаимное расположение и взаимодействие подразделений предприятия,
оказывают большое влияние на результаты их функционирования. При
этом наивысшая эффективность достигается в том случае, если простран-
ственные связи обеспечивают максимальный уровень прямоточности,
пропорциональности, непрерывности и специализации совокупного про-
изводственного процесса и отдельных его операций, что наилучшим об-
разом достигается в поточном производстве.
4.4. Особенности производственной структуры
отдельных цехов основного производства
Особенности процессов отдельных производств обусловливают осо-
бенности производственной структуры. Производственная структура
литейных цехов характеризуется постоянным составом основных
производственных подразделений, которые обычно называют отделе-
ниями. Кроме того, в состав цеха входит ряд вспомогательных отделе-
ний и хозяйств.
К основным относят следующие отделения: землеприготовитель-
ное, стержневое, формовочное, плавильное, очистное и термическое,
к вспомогательным отделениям и хозяйствам — склады по приему,
хранению и выдаче формовочных и шихтовых материалов, топлива, гото-
вых отливок; модельное и опочное хозяйство, занятое приемом, хранением,
содержанием, ремонтом и выдачей опок, моделей и инструмента; ковшо-
вое; ремонтное хозяйство, занятое содержанием и ремонтом оборудования,
зданий, сооружений, коммуникаций; цеховая лаборатория, в которой
проводят обычный и экспресс-анализы сырья, материалов, расплав-
ленного металла, лабораторный контроль и испытание отливок.
Все отделения литейного цеха, как правило, организуются по техноло-
гическому признаку. Поскольку отдельные операции производственного
процесса получения отливок комбинируются в определенной техноло-
гической последовательности (за приготовлением смеси следует фор-
мовка, затем заливка, выбивка, очистка литья), то технологическое
построение отделений цеха совпадает с поточным движением предме-
тов труда. Поток материалов последовательно, без возвратных движе-
ний проходит все отделения цеха.
При больших объемах выпуска литья и высокой степени механиза-
ции производства внутри формовочного отделения создаются предметные
участки по изготовлению отдельных групп отливок либо по развесу
(пролеты или конвейеры крупного, мелкого, среднего литья), либо по
86
Раздел I. Организация основного производства
методам их получения (участки литья: под давлением, центробежного,
кокильного, по выплавляемым моделям и др.).
Пространственное расположение отделений цеха должно обеспечить
прямоточность процесса (прямолинейность грузопотоков), максимальное
использование площадей, удобство обслуживания оборудования и рабо-
чих мест. Этим требованиям удовлетворяет расположение литейного
цеха, потребляющего большое количество грузов, ближе к сортировоч-
ной станции со стороны ввоза. Внутри цеха отделения, потребляющие
наибольшее количество грузов (склады шихтовых и формовочных ма-
териалов), располагают в начале потока материалов, обычно в торцо-
вых пролетах литейного цеха. Непосредственно к складу формовочных
материалов примыкает землеприготовительное отделение, а к складу
шихтовых материалов и топлива — плавильное отделение, затем фор-
мовочное, заливочное, очистное и отрубное. При проектировании ли-
тейных цехов используют типовые проекты компоновок в зависимости
от вида и развеса литья, методов его получения и мощности цеха. Ти-
повые проекты приведены в соответствующей литературе. Схема ком-
поновки отделений небольшого литейного цеха показана на рис. 4.10.
Производственная структура кузнечных цехов, как и литейных,
характеризуется относительной простотой и постоянством состава от-
делений.
К основным относят заготовительное, свободной ковки, штампо-
вочное, очистное и термическое отделения. В заготовительном отделении
осуществляется резка различными методами (на ножницах, вырубных
прессах, распиловкой, огневой резкой и т.д.) поступающего в цех ме-
талла на заготовки под ковку и штамповку, в очистном — обрезка
и очистка поковок и штамповок от окалины, в. термическом — тепло-
вая обработка поковок и некоторых заготовок для снятия остаточных
внутренних напряжений.
К вспомогательным отделениям и службам относят: склады по
приему, хранению и выдаче металла, заготовок, готовых поковок и штам-
повок, а также штампов и инструмента; штампово-инструментальное
отделение, на которое возлагается изготовление, ремонт и восстановле-
ние штампов и кузнечного инструмента; ремонтное хозяйство, занятое
содержанием и ремонтом оборудования, зданий, сооружений и энерге-
тических коммуникаций.
Как правило, отделения кузнечного цеха, кроме отделений свобод-
ной ковки и штамповки, строятся по технологическому признаку. Ко-
вочно-штамповочные отделения в зависимости от размера цехов, харак-
тера и объема выпускаемых поковок и штамповок могут формироваться
по группам и размерам однородного оборудования и по предметному
признаку.
Отделение осбетления боды
г
4 Термическое
• отделение
Смесеподгото-
бительное
Г 1 1 t
Плабильное отделение |
—п Кобшобое
Склад
шихтобых
и формовочных
материалоб
Смесеприго-
тобительное
отделение
------------2
Цехобая
Санузел подстанция
Залибочное
Химическая
лаборатория
Цбетноли-
шейное х
отделение
Кладобая
111111
НИ
Стержнебое
отделение
Земельная
та°1ХЩШЯй(Ш'га1^в( ~ Bmiummme
стержней________________________установки
Формобочное отделение
1
132 000
Рис. 4.10. Схема компоновки отделений литейного цеха
Всломогатель-
ноя_плрщадь^
^Участок дробей,
•.метной очистки-.
1 отлибок ;
• Обрубное [
i отделение i
§&
Участок пескогидраблической
очистки отлибок
. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
оо
88
Раздел I. Организация основного производства
При построении отделений по группам однородного оборудования
на производственном участке размещается ковочно-штамповочное обо-
рудование, относящееся к определенной технологической группе. В этом
случае цех будет состоять из отделений, оснащенных молотами свободной
ковки, паровоздушными штамповочными молотами, горизонтально-ко-
вочными машинами, быстроходными механическими прессами и т.д.
В цехах с большим количеством однотипного оборудования форми-
руются участки, в которых оно сосредоточивается по размерным группам:
молоты с массой падающих частей от 3 до 5 т, от 2 до 3 т, от 1 до 2 т, 1т
и менее. Формирование штамповочных участков по этому принципу
облегчает настройку, замену и переброску штампов с одного молота на
другой.
При больших объемах выпуска однородных штамповок с устойчи-
вой номенклатурой отделения организуются по предметному признаку.
В этом случае на одном участке располагаются различные виды обору-
дования в соответствии с последовательностью выполнения операций
технологического процесса. Например, на участке штамповки коленча-
тых валов сосредоточены нагревательное оборудование, ковочный мо-
лот, обрезной и штамповочные прессы, пресс для правки, термическое
и очистное оборудование. Предметный принцип построения отделений
кузнечного цеха наилучшим образом реализуется при организации по-
точных и автоматических линий. Расположение отделений внутри цеха
должно отвечать требованиям обеспечения прямоточности, прямоли-
нейности грузопотоков и максимального использования производст-
венных площадей.
Обычно к складу металла непосредственно примыкает заготовитель-
ное отделение, в котором расположено оборудование для резки металла.
Далее (по направлению потока металла) располагаются ковочно-штам-
повочные отделения, концентрирующие оборудование по убывающим
весовым группам: ближе к складу заготовок — более тяжелое оборудо-
вание, затем более легкое, затем термическое и очистное отделения.
Замыкает поток металла склад готовых поковок.
Обычно кузнечные цехи располагаются в зданиях Ш- и П-образной
формы, где обеспечивается хорошая освещенность и вентиляция (аэрация)
помещений, изоляция отделений, особенно тяжелых молотов, и можно
использовать открытые или навесные склады металла. Кроме того, при
такой компоновке предметы труда в производстве движутся параллель-
но по отдельным продольным пролетам, сходясь в поперечном, где
располагаются отделения термической обработки, очистки и склад по-
ковок (рис. 4.11).
Кузнечные цехи с широким применением электрического нагрева
и кузнечно-штамповочные цехи массового производства штамповок
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
89
Рис. 4.11. Схема размещения отделений и служб кузнечно-штамповочного цеха в здании П-образной
формы: 1 — штамповочное (молотовое) отделение; 2— высадочное отделение; 3—термическое
отделение; 4 — ремонтная мастерская оборудования и инструмента; 5, 6 — склады штампов;
7— мостовой кран грузоподъемностью 10 т; 8,9,10— мостовые краны грузоподъемностью 5 т;
11 — травильное отделение; 12—участок приемки поковок; 13 — участок механической очистки;
14 — участок чеканки; 15 — бытовые помещения; 16 — кран грузоподъемностью 2 т
небольшого развеса располагаются в многопролетных зданиях сплош-
ной застройки.
Расположение оборудования (печей, молотов, прессов) внутри про-
изводственных участков или пролетов кузнечных цехов по отношению
к оси пролета может быть перпендикулярным и продольным. В первом
случае поток металла будет идти перпендикулярно к оси пролета, во
втором — вдоль нее. Первый вариант расположения оборудования бо-
лее целесообразен при организации технологически замкнутой цепоч-
ки рабочих мест, если на последующих рабочих местах не требуется
доработка заготовок. В случае, если по ходу технологического процесса
изготовления поковок и штамповок требуется различное оборудова-
ние, эффективнее его продольное расположение.
Производственная структура сборочных цехов, как и механиче-
ских, характеризуется большим разнообразием (как по составу, так
и по расположению производственных участков). Состав и расположе-
ние участков сборочного цеха зависит прежде всего от принятого мето-
да организации сборочного процесса. Он может быть организован по
узловому, предметному или смешанному типу. В первом случае на са-
мостоятельных участках отдельно собираются сборочные единицы ма-
шин, а затем производится общая сборка, во втором случае на участке
выполняются все сборочные операции.
90
Раздел I. Организация основного производства
Выделение участков узловой сборки, особенно при больших объемах
выпуска машин, создает предпосылки для территориального объедине-
ния обрабатывающей и сборочной стадий производственного процесса,
благодаря чему предметная структура организации механических цехов
органически переходит в предметную структуру сборочного процесса.
Участки для сборки узлов располагаются в механосборочных цехах,
а окончательная (общая) сборка машин производится в специальном
сборочном цехе. По такому принципу организуется сборочное произ-
водство автомобильных, тракторных и других заводов. Сборка отдельных
узлов и агрегатов происходит в соответствующих предметных механо-
сборочных цехах (моторном, заднего моста, узлов управления, коробки
передач и др.), а общая сборка — на главном сборочном конвейере.
Облегчается процесс общей сборки, его организация, планирование,
учет и контроль. В сборочный цех поступает не множество различных
деталей, как при смешанной сборке, а ограниченное количество гото-
вых узлов и агрегатов.
В зависимости от номенклатуры и объема выпуска машин произ-
водственные участки в сборочных цехах могут формироваться по пред-
метному, смешанному или технологическому признаку.
В массовом производстве однородных машин основными структур-
ными производственными подразделениями сборочного цеха являются
поточные линии для сборочных единиц или машины в целом.
При одновременной сборке нескольких типов машин (например,
металлорежущих станков) сборочный цех может быть построен по
смешанному признаку, когда организуются предметные участки по
сборке общих для всех машин сборочных единиц или агрегатов и сме-
шанные участки узловой и общей сборки станков определенного
типа (рис. 4.12).
Технологическое построение участков предполагает их специализацию
на выполнении однородных сборочных работ. Например, при поточной
сборке самолетов выделяются участки стыковки крыльев, установки,
монтажа и испытания шасси, двигателей и др.
Пространственное расположение сборочных цехов и участков внутри
цеха должно обеспечивать минимальные затраты на перемещение пред-
метов труда. Наиболее эффективно эта задача решается при расположении
сборочного цеха в конце пролетов завершающей стадии обработки.
Если сборочный цех находится в одном корпусе с механическими, то
наиболее удачным является его расположение перпендикулярно к спе-
циализированным пролетам механических цехов, поскольку готовые
узлы и детали в этом случае подаются по кратчайшему пути. Схема та-
кого расположения сборочного цеха для массового производства при-
ведена на рис. 4.13.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
91
Кладобые
Контора цеха Бухгалтерия
II |о ” О .□ Т □ □
1—1 деталей зубофрезерных
_________и других станкоб
деталей крупных карусельных станкоб
Комната
отдыха
=А=
Злектролаборатория
□
□
□ □
Механические мае-
□ терские □________
о I
нормальных
деталей.
С’
— - _ ~
Инструментальная
кладовая^
Сборка поперечно-строгальных
и долбежных станкоб
Сборка уникальных станкоб
Узлобая сборка серийных
карусельных станкоб
Сборка зуборезных
станкоб
Узлобая сборка карусельных
станкоб 6, fl 10 м
Общая сборка карусельных
станкоб 6, fl 10 м
Й
Сборка 18~метробого
карусельного станка
и □ ----
Электромонтажный участок
Общая сборка серийных
карусельных станкоб
Узлобая сборка серийных
карусельных стойкой
ЫЛотг °
Табельная
Уникальное станочное
оборудобание
(механический цех)
□ □ □
Уникальное станочное
оборудобание
{механический цех)
□
□
о
□
□
□
□
□
□
в
□
%
1
g
i
□
□
Рис. 4.12. Схема планировки сборочного цеха по смешанному типу
Расположение участков в сборочных цехах зависит от конструкции
и габаритов выпускаемых машин, а также от принятой организации
сборочного процесса. При сборке машины на конвейере участки (ли-
нии) сборочных единиц размещаются таким образом, чтобы рабочие
места, на которых выполняются завершающие операции, находились
в непосредственной близости от главного конвейера. Для этого следует
участки (линии) узловой сборки размещать под прямым углом к глав-
ной линии общей сборки (рис. 4.14).
92
Раздел I. Организация основного производства
Рис. 4.13. Схема расположения сборочного цеха при предметной структуре
построений механических цехов
Готовая'
машина
Линия (участок) сборки подЬески
Линия (участок) сборки тельфера
Линия (участок) сборки тележки
Линия (участок) сборки редуктора
Рис. 4.14. Схема расположения участков узловой и агрегатной сборки
в сборочном цехе
При стационарной, индивидуальной или серийной сборке участки
желательно располагать так, чтобы сборка тяжелых и крупногабарит-
ных машин производилась ближе к механическим цехам, поставляющим
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 93
узлы и детали, а участки сборки более легких и мелких машин могут
располагаться дальше, поскольку обеспечение их отдельными узлами
и деталями может осуществляться со специальных комплектовочных
складов.
4.5. Организация производственного процесса во времени
Процесс производства организуется во времени через временные
связи.
Временное связи — это отрезки (или моменты) времени, в течение
которых‘Проходят отдельные стадии совокупного или частичного про-
цесса либо фиксируются его промежуточные или конечные результа-
ты — события. Временные отношения между элементами процесса
связаны с пространственными. Пространственное расположение объ-
ектов в определенной последовательности предполагает, что операции
процесса во времени должны выполняться в такой же последователь-
ности. Системные свойства временных связей проявляются в том, что
эти связи соединяют вещественно-трудовые элементы процесса в про-
странств!е и во времени таким образом, что все подразделения пред-
приятия функционируют так, чтобы обеспечить изготовление конечного
продукта в заранее обусловленный момент. В этом случае время высту-
пает каю непосредственная производительная сила.
Все виды связей объектов предприятия во времени обеспечивают
его работу в запроектированных параметрах и осуществляются через
материальные, энергетические и информационные потоки между эле-
ментами системы.
Нарушения потоков любого вида (материальных, информационных)
во времени (или, как говорят применительно к системным понятиям свя-
зи, шумы, помехи, искажения) выводят систему из равновесия (уменьша-
ется запланированный объем выпуска продукции, происходит перерас-
ход материальных и трудовых ресурсов и т.п.), причем это относится не
только к функциональным временным связям, но и к связям развития,
управления и др.
Совокупный процесс может быть устойчивым, т.е. проходить без
потерь из-за нарушения временных связей, только в том случае, если
время выхода (окончания частичного процесса) в предыдущем объекте
согласуется с временем входа (начала процесса) в последующем. Дру-
гими словами, работа всех элементов системы (производств, цехов,
участков, рабочих мест) как на входе, так и на выходе их должна быть
согласована во времени. Это означает, что моменты начала и оконча-
ния каждой работы должны быть зафиксированы на бесконечной шкале
времени в виде событий. Поэтому временные связи в производственном
94
Раздел I, Организация основного производства
процессе выступают прежде всего в виде календарного периода, в тече-
ние которого осуществляется преобразование ресурсов в продукцию
(изготовление единицы продукции). Этот период называют временем
производства (длительностью производственного цикла). Данное поня-
тие относится как к готовому продукту, так и к отдельным его частям.
Время производства состоит из двух основных периодов — рабочего
и естественного. Рабочий период — это время, в течение которого пре-
образование материальных ресурсов в готовый (конечный или частич-
ный) продукт осуществляется в результате технических, энергетических
и трудовых процессов. Во время естественных процессов преобразова-
ние материальных ресурсов происходит под воздействием сил природы
(старение, сушка, остывание и др.).
Время производства оказывает большое влияние на эффективность
производства, поскольку с его увеличением возрастает сумма средств,
связанных в производственном процессе. Поэтому предприятие заин-
тересовано в сокращении времени производства.
В любом производственном процессе время носит двойственный
характер. С одной стороны, оно выступает в качестве меры затрат тру-
довых ресурсов на единицу продукции (часы, рабочие дни и др.), с дру-
гой — в качестве меры скорости преобразования всех ресурсов в готовый
продукт. Однако между ними существует количественная связь. Если
обозначить через R количество ресурсов, затрачиваемых на изготовле-
ние единицы продукции, а через v — среднюю скорость их преобразо-
вания в готовый продукт, то рабочий период (в рабочих днях, часах или
сменах) определится по формуле
T = R/v. (4.3)
Взаимосвязь времени как календарного (астрономического) перио-
да и как меры затрат и скорости преобразования ресурсов показана на
рис. 4.15.
Таким образом, для построения временных связей в производствен-
ном процессе, т.е. для определения состояния системы (ее плана) на
шкале времени, необходимо для продукции каждого вида и ее части
определить объем и скорость преобразования ресурсов в готовый про-
дукт (его часть). Из формулы (4.3) видно, что чем меньше объем ресурсов,
затрачиваемых на единицу продукции, тем короче рабочий период.
Ресурсы преобразуются в продукцию только во время трудового
процесса, т.е. непосредственно в течение рабочего времени. Поэтому
скорость преобразования зависит прежде всего от режима труда, опре-
деляемого законодательством, которое устанавливает продолжитель-
ность труда рабочего в единицу астрономического времени (в сутки,
в неделю), а также от количества рабочих циклов в этот промежуток.
Поэтому суточная, например, скорость (vcyT) является произведением
4. Организация производственного процесса в пространстве и so времени
95
Рис. 4.15. Схема взаимосвязи временных факторов в производственном процессе
сменной скорости (vCM) и количества рабочих смен в сутки (АГСМ), т.е.
vcyT = vCM/SCM. Тогда среднесуточная скорость преобразования ресурсов
(vcp) за неделю определится так:
vcp = (4.4)
где кр.д — количество рабочих дней (суток) в неделю; 7 — календарное
число дней в неделе.
Из выражения (4.4) видно, что наивысшая среднесуточная скорость
преобразования ресурсов, а следовательно, минимальная длительность
цикла, достигается в производствах, где процесс не прерывается ни ме-
жду сменами, ни на выходные дни. Такие процессы называют непре-
рывными (металлургические, химические, термические и др.).
В большинстве же отраслей материального производства процессы
организуются применительно к трудовому режиму людей и поэтому
прерываются в соответствии с ним как внутри смены (на обеденный
перерыв), так и в пределах рабочих суток (на вторую или третью смену,
если она является нерабочей).
Таким образом, на длительность цикла влияют и социальные фак-
торы, определяющие режим и длительность рабочего времени работни-
ков. Другими словами, адаптация процесса производства предприятия
к трудовому режиму так или иначе снижает скорость преобразования
96
Раздел I. Организация основного производства
ресурсов в готовый продукт, увеличивая длительность цикла. Так, пе-
рерыв процесса на выходные дни удлиняет его в 1,4 раза по сравнению
с непрерывным режимом. При двухсменной работе цикл увеличивается
в 2 раза, а при односменной — в 4. Такой режим работы характерен для
машиностроения.
Время, в течение которого над предметами труда непосредственно
не совершается никаких действий, называется временем перерывов. Оно
состоит из перерывов в течение рабочего (режимного) и нерабочего
времени. Первые — это время между окончанием обработки детали на
предыдущей операции и началом следующей {межоперационные пере-
рывы)', вторые связаны с режимом производственного подразделения
(перерывы между сменами, выходные, праздничные дни и т.п.).
Межоперационные перерывы складываются из времени:
• ожидания каждой деталью начала операции и после нее до тех пор,
пока не будет обработана последняя деталь заданной партии {перерыв
партионности),
• ожидания на рабочем месте, занятом изготовлением других дета-
лей; они возникают в том случае, если предыдущая операция заканчи-
вается раньше, чем рабочее место освобождается для последующей
операции;
• пролеживания деталей перед сборкой или в ожидании комплекто-
вания в сборочную единицу, пока не будут закончены другие, более
трудоемкие, детали, входящие в этот комплект {перерыв комплектации).
На длительность межоперационных перерывов, а следовательно,
и производственного цикла, большое влияние оказывают способы пере-
дачи обрабатываемых деталей с предыдущей операции на последующую.
Эти способы называют видами движения предметов труда в производ-
ственном процессе. В машиностроении применяют три основных вида
движения предметов труда: последовательный, параллельный, парал-
лельно-последовательный.
При последовательном движении партия обрабатываемых де-
талей передается с одного рабочего места на другое целиком, а после-
дующая операция начинается после окончания обработки последней
детали в партии на предыдущей операции (рис. 4.16). Для упрощения
и наглядности на графике время на межоперационную транспортировку
и пролеживание партии деталей перед рабочим местом не предусмотрено.
Каждая деталь, за исключением первой и последней, пролеживает на
каждом рабочем месте дважды: перед началом обработки и после нее
до окончания обработки последней детали.
Общее время пролеживания детали на данном рабочем месте равно
£(и -1), где ti — время обработки, а п — размер партии. Общее же время
перерывов в работе по всем операциям Тп равно (и - 1)]^£, где коп ““ ко"
/=1
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
97
Рис. 4.16. Г рафик последовательной обработки партии деталей: а\—время ожидания деталью начала
обработки на первой операции; а'2—время ожидания после окончания операции
личество операций в данном производственном процессе. Следователь-
но, общая длительность цикла обработки всей партии деталей (Тпосд)
будет равна времени обработки одной детали по всем операциям
плюс суммарное время пролеживания одной детали по всем операциям:
Kpn К-ОП Коп
^ПОСЛ = 4’ + (я ~ 1)^ = ’
1=1
(4.5)
Таким образом, общая длительность цикла обработки партии деталей
при последовательном их движении пропорциональна размеру партии
и длительности обработки одной детали на всех операциях. Как видно из
формулы (4.5), основную долю длительности цикла составляют переры-
вы (ожидания). В этом заключается главный недостаток последователь-
ного движения предметов труда, хотя его организация характеризуется
простотой и отсутствием простоев оборудования.
При параллельном движении каждая деталь немедленно пере-
дается с одного рабочего места на другое, обработка ее по всем опера-
циям осуществляется непрерывно, пролеживание детали исключается.
Это намного снижает длительность производственного цикла. Однако
поскольку в движении находится партия деталей, то каждая из них
7 Зак. 2150
98
Раздел I. Организация основного производства
пролеживает или после обработки на последней операции (первая де-
таль), или перед началом новой операции (последняя деталь), или там
и там (любая деталь партии, кроме первой и последней).
Так как детали пролеживают в ожидании окончания обработки всей
партии на наиболее длительной («главной») операции, то ожидание бу-
дет равно Ггл(я -1), где Ггл — время обработки детали на наиболее дли-
тельной операции.
Общая длительность производственного цикла обработки всей пар-
тии деталей по всем операциям
^"ОП
7’1Ир=£$+^-1). (4.6)
/=1
Как видно из графика, приведенного на рис. 4.17, при параллельном
движении деталей на операциях, продолжительность которых меньше
продолжительности «главной» операции, возникают простои рабочих
мест (4rpi; fa; fa; ^б), которые тем больше, чем больше разница
в продолжительности между «главной» и данной операциями.
Рис. 4.17. График параллельной обработки партии деталей: fnp1,..tnp6 — перерывы в обработке
на операциях, длительность которых меньше главной (наибольшей)
Общее время простоев по всем рабочим местам
^пр = (и ~ 1) i = (Л — 1) 2^ Огл “ ?)•
/=1 /=1
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
99
Таким образом, значительное сокращение длительности цикла об-
работки при параллельном движении предметов труда достигнуто це-
ной значительных простоев рабочих мест, т.е. дополнительных затрат
ресурсов. Эти затраты примерно в 20 раз больше, чем достигаемая при
этом экономия от сокращения времени пролеживания обрабатываемых
деталей.
Причина простоев, как видно из рис. 4.17, — нарушение принципа
пропорциональности, хотя здесь максимально реализованы принципы
непрерывности и параллельности. Основным путем устранения этого
противоречия является выравнивание продолжительности операций на
различных рабочих местах производственного процесса, т.е. их синхро-
низация, что подробно рассматривается в гл. 5.
При параллельно-последовательном движении (рис. 4.18)
обработка партии деталей организуется так, что на каждом рабочем
месте работа идет без перерывов, но обработка первой детали на после-
дующей операции начинается раньше, чем закончена обработка послед-
ней детали на предыдущей операции, т.е. имеет место параллельная обра-
ботка одной и той же партии деталей на смежных операциях. При этом
возможны три вида сочетаний продолжительности смежных операций:
1) продолжительности смежных операций (как предыдущей, так и по-
следующей) одинаковы; в этом случае между ними организуется парал-
лельная обработка деталей, которые могут передаваться поштучно;
2) продолжительность последующей операции меньше продолжи-
тельности предыдущей. Момент начала обработки первой детали на
последующей операции устанавливается таким образом, чтобы к мо-
менту окончания обработки последней детали партии на предыдущем
рабочем месте на последующем были обработаны все детали этой пар-
тии, кроме последней (см. рис. 4.18, операция 2). Время задержки на-
чала обработки («сдвиг») 5/ определяется по графику или по формуле
•Si = (kt ~ -1),
где Гб ь 41 i — продолжительность соответственно большей и меньшей
смежных операций;
3) продолжительность последующей операции больше продолжи-
тельности предыдущей. Обработка первой детали на следующем рабо-
чем месте может быть начата сразу же после обработки на предыдущем
(см. рис. 4.18, операции 2 и 3).
График параллельно-последовательного движения показывает, что
сочетание ббльших и меньших или одинаковых по длительности опера-
ций происходит с перекрытием времени обработки, возникающим дваж-
ды: при выполнении короткой операции с предыдущей и с последую-
щей. Численно это «перекрытие» (П/) равно длительности обработки
100
Раздел I. Организация основного производства
Время обработки, мин
Рис. 4.18. Г рафик параллельно-последовательной обработки партии деталей: SVS2—продолжитель-
ность смещений (сдвигов) при сочетании соответственно большей и меньшей операций; П1( П2, П3—
время «перекрытия» (параллельной обработки) при сочетании меньшей и большей операций
на короткой операции (4р,), умноженной на число деталей в партии без
одной, т.е. П/= (п - 1)4р/. Общее время перекрытия по всем операциям
КрП К
'Em = (п- 1)£Х<>
/=1 1=1
где к — количество сочетаний обработки коротких операций с более
продолжительными, численно равное их числу без одной.
Общая длительность цикла обработки при параллельно-последова-
тельном движении
Л!оп Ябп К
Тп-„ = тпосл - (4.7)
/=1 /=1 /=1
Длительность цикла при таком движении меньше, чем при последо-
вательном, на величину суммарного перекрытия (параллельности).
В частных случаях, когда время обработки последовательно умень-
шается или увеличивается от операции к операции либо сначала по-
следовательно увеличивается (^ > > 6 > — > а затем уменьшается
(Zi < < Ъ < •••< в»), время сдвигов при параллельно-последовательном
движении перекрывается временем ожидания обработки. Длительность
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
101
цикла равна длительности его при параллельной обработке. В этих слу-
чаях при организации процесса следует отдать предпочтение параллель-
но-последовательной обработке деталей (будут отсутствовать простои
рабочих мест).
Отношение длительности цикла при параллельном и параллель-
но-последовательном движении к длительности цикла при последова-
тельном принято называть коэффициентом параллельности'.
^пар 1— -^"пар / 7"поел ИЛИ А^Пар 2 — -^п-п/ -^посл •
При прочих равных условиях коэффициент параллельности тем выше,
чем больше размер партии.
Формулы (4.6) и (4.7) справедливы только при поштучной передаче
деталей с одного рабочего места на другое, что допустимо только при
небольших размерах партии (л). При больших значениях п передача де-
талей при параллельном и параллельно-последовательном движении
может осуществляться передаточными или транспортными партиями
(р), которые должны быть меньше и кратны п. В этом случае формулы
(4.6) и (4.7) примут соответственно вид:
Коп
Лтар =р£/ = (» "Жл,' (4.8)
1=1
«Ьп К
n.n=«£?-(«-1p)Z4p/. (4.9)
м м
Из формул (4.8) и (4.9) видно, что передача деталей партиями по
сравнению с поштучной увеличивает длительность производственного
цикла обработки при любом виде движения. В частности, при р~п
формулы (4.8) и (4.9) превращаются в формулу (4.5).
Как параллельное, так и параллельно-последовательное движение
требует тщательного согласования производственного процесса во вре-
мени.
Рассматривая виды движения, нельзя не заметить одной важной
особенности: пролеживание деталей обусловлено организацией обработ-
ки партиями. Другими словами, первый принцип эффективной органи-
зации производственных процессов (принцип партионности) вступил
в противоречие с другими принципами (непрерывности и параллельно-
сти). Это противоречие полностью устраняется в поточном синхрони-
зированном производстве, где движение предметов труда организуется
поштучно, а в других типах производства оно сводится к минимуму пу-
тем определения оптимального размера партии, при котором имеет место
наиболее рациональное сочетание экономии от повышения партион-
ности и уменьшения потерь из-за увеличения в связи с этим длитель-
ности производственного цикла.
102
Раздел I. Организация основного производства
Длительность производственного цикла изготовления машины вклю-
чает помимо циклов изготовления отдельных деталей продолжитель-
ность сборки отдельных сборочных единиц (узловая сборка), агрегатов
(агрегатная сборка) и машины в целом (общая сборка), а также отде-
лочных операций, операций регулировки, обкатки и испытаний. При
этом некоторые сборочные и отделочные операции, как и изготовле-
ние отдельных деталей, могут выполняться параллельно. Для увязки во
времени частичных процессов по изготовлению машины целесообраз-
но строить цикловой график. На рис. 4.19 изображена принципиальная
схема производства отдельных деталей, узловой и общей сборки про-
стейшей машины, состоящей из одного агрегата, четырех сборочных
единиц и двенадцати деталей.
Дет.№1
Дет №2---------
Дет №5-11 шт
деЯ1 №3~ Сборка узла № 1
Дет If IШ11ШШ
Дет. У' 6 Сборка узла № 2
Дет №8 Сборка
1 узла if 3 ;
Деи If 9 Ш 111111 i I
Дет.№ 10
Дет, № 11
Дет V 12
Сборка агрегата
Сборка узла №4
4/7
Сборка и испытание
машины
Время с тала запуска деталей б произбодстбо, дн
\Ю \15 \20 \25 \30
35 30 25 20 15 10 5
Время до окончания срока изготобления машины, дн.
_40
О
УШ/Ш/к ’ общая сборка 1ГП ITlIlIHlI - узлобая сборка
Г I - агрегатная сборка i-------------------------1 - изготобление отдельных деталей
Рис. 4.19. Принципиальный график производственного цикла изготовления
простейшей машины
Цикловой график позволяет установить не только общую дли-
тельность изготовления машины, но и возможность параллельного из-
готовления отдельных деталей и сборки узлов и агрегатов, а также
определить календарное время начала запуска деталей в производство.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 103
Из рис. 4.19 видно, что общий цикл изготовления машины составляет
40 дней. Поэтому если необходимо выпустить машину к определенно-
му сроку, то запуск деталей в производство (не всех деталей, а только
так называемых ведущих) следует осуществить на 40 дней раньше.
Под ведущей деталью понимается деталь, имеющая наибольшую
длительность цикла изготовления в системе сборочных единиц и агре-
гатов, сборка которых производится на более ранней стадии. В рас-
сматриваемом примере ведущей является деталь № 5. Как видно из
рис. 4.19, цикл ее изготовления самый короткий — один день, а, на-
пример, детали №2—14 дней, но деталей № 5 на машину идет 11 шт.
и они должны быть поданы на сборку за 29 дней до выпуска машины,
тогда как деталь № 2 — за 12 дней.
Длительность производственного цикла изготовления машины, как
и выбор ведущей детали, может быть определена путем составления
сетевого графика. Более подробно эти вопросы рассматриваются в раз-
деле IV.
Экономическое значение сокращения длительности производствен-
ного цикла состоит в уменьшении производственных площадей (для
хранения и сборки деталей, сборочных единиц и машин), незавершен-
ного производства и соответственно потребных оборотных средств, что
способствует улучшению использования основных фондов и повышению
рентабельности производства. Важным условием сокращения длитель-
ности производственного цикла является также более полная загрузка
оборудования и производственных мощностей во времени.
4.6. Особенности организации процессов во времени
в литейных, кузнечных и сборочных цехах
В предыдущем параграфе вопросы организации производственных
процессов рассматривались применительно к механической обработке.
Построение их во времени в других производствах завода имеет осо-
бенности, обусловленные различиями в технологических процессах.
Литейное производство. К особенностям литейного производ-
ства относятся:
• наличие в технологии литья физико-химических (плавка металла)
и естественных (сушка форм, остывание отливок) процессов, увеличи-
вающих длительность производственного цикла и требующих дополни-
тельных площадей; выполнение отдельных стадий процесса требует
более строгого согласования во времени, обеспечения максимального
перекрытия естественных и физико-химических процессов трудовыми;
• строгая последовательность и постоянство операций по изготов-
лению отливок в соответствии с принятым методом (например, при
104
Раздел I. Организация основного производства
отливке в земляные формы: формовка — заливка — остывание ~ вы-
бивка форм — обрубка и очистка литья). Это упрощает технологиче-
ское проектирование, но требует согласования процессов во времени;
• наличие в производственном процессе трудоемкой и ответствен-
ной операции — формовки, от качества которой зависит результат ра-
боты всего цеха;
• большой грузооборот (на 1 т отливок требуется переместить свыше
20 т грузов); это требует четкой организации операций и поиска путей
их механизации и автоматизации;
• повышенная загазованность атмосферы во время заливки и вы-
бивки форм, обусловливающая необходимость принятия специальных
мер по изоляции их от других операций по производству отливок.
Перечисленные особенности литейного производства необходимо
учитывать при построении производственного процесса во времени.
Вид движения предметов труда диктует и режим работы литейного
цеха, т.е. порядок выполнения отдельных операций.
При последовательном их выполнении или ступенчатом режи-
ме работы цеха операции литейного процесса по изготовлению одной
отливки или суточной программы их разделены во времени и, как пра-
вило, выполняются в разные смены. На рис. 4.20 показан график по-
следовательного выполнения операций литейного процесса в разные
смены с одним циклом формовки в сутки. Такая организация процесса
характерна для получения крупных отливок в небольших количествах.
Для более мелких отливок при последовательном выполнении опера-
ций применяется ступенчатый график с двумя циклами формовки в су-
тки. В результате производительность цеха увеличивается вдвое при
значительном сокращении длительности производственного цикла. Из
рис. 4.21 видно, что в производственном цикле изготовления отливок
при последовательном режиме работы основную долю времени зани-
мают естественные процессы и ожидание выполнения последующих
операций, поэтому длительность производственного цикла в этом слу-
чае максимальна.
При изготовлении большого количества мелких отливок применяют
параллельное движение, при котором операции разделяются не
во времени, а в пространстве. Из графика организации литейного про-
цесса (рис. 4.21) видно, что при параллельном выполнении операций
длительность производственного цикла изготовления отливки или их
партии незначительна, поскольку время ожидания сводится практиче-
ски к нулю. Благодаря более высокому уровню механизации и автома-
тизации при массовом производстве небольших отливок значительно
повышается производительность труда и снижается их себестоимость,
увеличивается выпуск литья на единицу производственной площади.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
105
Наименобание операции Смена
1-я 2-я 3-я 1-я второго, рабочего дня}
Формобка ЛЯВ^В
Сушка формы, ожидание залибки
Залибко шншшшшшп ЯВИВ
Остыбоние отладки, ожидание быбибки I
Выдибка форм
Ожидание одрудки I
Обрубка Ожидание отпррбки б механический иех шлшшшшшт iW^j
480 960 1440 1920
Время, мин
хшттл - бсех отладок суточной программы--------------------отладка А
Рис. 4.20. График работы литейного цеха и изготовления отливкиД
при последовательном выполнении операций
Наименобание операции Смена
1-я 2-я 3-я
Формобка Нерабочая
мшшшшшш/шшшшт.
1 1 *1
Залибко
мшшншшштшмшшм
ur 1 1 1 11
Остыбоние отлибок
мшшшяшшшшшшшл.
1
Выбибка форм
Wffft ШШШЛ шшшшшшншшшшмт
'1 ""1
Очистка отлибок
тшш/шшшшш/шшт. шш/шштшшшшшшт
- ""Ji
О 480 960 1440
Время, мин
Рис. 4.21. График изготовления партии отливокД и работы отделений литейного цеха при параллельном
выполнении операций в две смены
106
Раздел I. Организация основного производства
Кузнечное производство. Одна из особенностей ковки и штам-
повки — постоянство и строгая последовательность операций. В боль-
шинстве случаев процесс состоит из двух основных операций: нагрева
и ковки (или штамповки), выполняемых на различных видах оборудо-
вания. Обычно первая операция — более длительная, а вторая — более
короткая, так как заготовка остывает быстро, а ковочное оборудование
имеет высокую производительность. Это обусловливает такую органи-
зацию процесса во времени, которая обеспечивает полное использова-
ние как нагревательного, так и кузнечно-штамповочного оборудования
и сокращение длительности производственного цикла.
Сочетание kobjch с нагревом в кузнечном производстве определяет
методы ковки: «отдельными выдачами» (пачками), «с подогревом»
и «с одного нагрева».
Отдельные выдачи партий заготовок в количествах, обеспечиваю-
щих полное использование вместимости печи (инг), загружаются для
первого нагрева, после которого выполняется первая операция ковки
(например, протяжка). После второго нагрева следует вторая операция
ковки (например, отделка). Схема такого метода ковки партии загото-
вок п = инг приведена на рис. 4.22.
Время, ч
Рис. 4.22. График организации процесса ковки «отдельными выдачами»: fHr1, fHr2 — время соот-
ветственно первого и второго нагрева; t& — время ковки по первой и второй операциям
Длительность цикла изготовления всей партии поковок
Tjj = ХАгг/ +
"нт М
Такой метод организации процесса ковки нерационален, так как
время нагревов не перекрывается временем ковки, вследствие чего
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
107
оборудование и рабочие простаивают. К тому же теряется остаточное
тепло первого нагрева. Поэтому он применяется лишь при изготовле-
нии сложных поковок в небольших количествах.
При ковке «с подогревом» каждая заготовка по окончании первой
операции сразу же помещается в печь для подогрева, продолжитель-
ность которого значительно меньше, поскольку используется остаточ-
ное тепло (рис. 4.23). Как видно из графика, время повторного нагрева
в значительной мере перекрывается временем ковки, поэтому переры-
вы сокращаются, а при определенных условиях могут быть сведены
к нулю.
Рис. 4.23. График организации процесса ковки «с подогревом» (п ~ 6 шт., лНг = 3 шт.)
При ковке «с подогревом» вся партия поковок разбивается на загру-
зочные партии исходя из вместимости печи и необходимости обеспе-
чить полную загрузку рабочих мест ковки. Минимальное количество
заготовок в загрузочной партии
_ *нг 2 + *к.б
"нг — 7 “j
*к.б
где ТНг2 — продолжительность подогрева; тк б — продолжительность наи-
более длительной операции ковки.
Если время подогрева значительно меньше времени первого нагре-
ва и вместимость печи не позволяет загружать в нее больше заготовок,
чем загрузочной партии (в примере принято, что в печи может нахо-
диться одновременно не более трех заготовок), то возникают неболь-
шие перерывы в ковке из-за ожидания окончания первого нагрева
108
Раздел I. Организация основного производства
последующей загрузочной партии (?ож). Продолжительность этого пе-
рерыва (время ожидания)
4)Ж = Онг I “^нг4с.б)*
Отсюда оптимальная загрузочная партия при Гож = О
^нг = 4тг 1/4с.б •
При изготовлении всей партии поковок общее время перерывов
*оп
2^4зЖ ” (41Г 1 “^4нг4с.б) (и/^НГ — !)•
/=1
Общая длительность цикла изготовления партии поковок определя-
ется по формуле
Т’к = 4<г + 2^4с.б/ “ ООнг 1 ~^нг4с.б)*
/=4
Если вместимость печи позволяет одновременно нагревать больше
заготовок, чем в загрузочной партии, то перерывы (ожидания) могут
быть сведены к нулю. Так, если в рассматриваемом примере допустить
нагрев одновременно четырех заготовок, благодаря чему первую заго-
товку второй загрузочной партии можно загрузить на минуту раньше,
то перерывы будут отсутствовать и продолжительность цикла будет ми-
нимальной.
При ковке «с одного нагрева», применяемой в основном для полу-
чения мелких поковок и штамповок с небольшим числом переходов,
операции выполняются последовательно. В этом случае возможно со-
гласование работы печей и рабочих мест ковки таким образом, что время
ожидания нагрева заготовок, кроме первой, будет равно нулю (рис. 4.24).
Наименьшая длительность цикла
*пх
Гк = 41г + Л тР, 4с h
где Кпх ~ количество переходов ковки (штамповки); tKi время ковки
на z-м переходе.
Наиболее выгодный размер загрузочной партии
/ Клх
^нг = 4тг / 4с i •
Уменьшение его приведет к перерывам в работе и простоям из-за ожида-
ния нагрева очередной заготовки, увеличение — к перегреву заготовок.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
109
Операции
Нагреб
Заготовка
Отделка
Время, мин
Рис, 4.24. График организации процесса ковки «с одного нагрева» (л = 6 шт.)
Сборочное производство. Построение сборочных процессов во
времени имеет особенности, обусловленные характером расчлененно-
сти изделия (машины) на отдельные сборочные элементы:
• большинство деталей перед установкой на машину предваритель-
но собирают в сборочные единицы, обособленные от других элементов
машины; это позволяет организовать их параллельную сборку;
• сборочные операции в отличие от заготовительных и обрабаты-
вающих являются более однородными, легко поддаются элементарному
расчленению на отдельные переходы, что дает возможность перегруп-
пировки их в новые операции; это обстоятельство во многих случаях
создает благоприятные условия для уравнивания длительности опера-
ций по отдельным рабочим местам;
• продолжительность сборочных процессов и операций зависит не
только от их трудоемкости, но и от числа рабочих, одновременно заня-
тых их выполнением, т.е. от так называемого фронта работу это позво-
ляет во многих случаях уменьшить длительность цикла сборки.
Сборочный процесс может быть организован последовательно, па-
раллельно-последовательно и параллельно.
Последовательная сборка машин применяется в том случае,
если все сборочные работы (от первой сборочной единицы до полной
сборки и испытаний) выполняет одна бригада сборщиков (рис. 4.25).
110
Раздел I. Организация основного производства
Время, ч
Рис. 4.25. График организации последовательной сборки двух машин (п = 2)
Общая длительность цикла (Т^осл) сборки партии (серии) машин (л)
выражается формулой
^посл ” h ’
Ы
^оп
где ^ti — продолжительность всех сборочных операций.
Типичный пример параллельно-последовательной сбор-
ки — сочетание параллельной сборки сборочных единиц на отдельных
рабочих местах при последовательной общей сборке на одном рабочем
месте (рис. 4.26).
Общая длительность цикла параллельно-последовательной сборки
серии машин снижается. Численно она определяется выражением
ГП-П “ 4>.С
где гу — длительность сборки цикла наиболее трудоемкого узла; гох —
длительность общей сборки.
Однако возникают простои бригад на тех рабочих местах, где дли-
тельность цикла узловой сборки меньше длительности цикла общей
сборки. Общее время простоя
где ку — общее количество узлов, собираемых параллельно; tyt — дли-
тельность сборки /-го узла.
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени
111
Время, ч
Рис. 4.26. Г рафик организации парад лельно-п оследоватеяьной сборки двух машин (л = 2)
При организации параллельной сборки по всему сборочному
процессу длительность производственного цикла сборки серии машин
еще больше снижается (рис. 4.27). Численно она может определяться
по формуле
^пар = «у +/,о.с + (Я-1)—,
т
где т — количество параллельно собираемых машин.
Однако, как и в предыдущем случае, из-за некратности длительно-
сти цикла узловой сборки ритму общей сборки на рабочих местах воз-
никают простои, суммарная величина которых по всей серии машин
пар / \
где Купар “ общее количество параллельно собираемых узлов; Шу. —
число параллельных рабочих мест на сборке z-го узла.
Таким образом, применение параллельной сборки по всему циклу
без уравнивания продолжительности операций не полностью ликвиди-
рует простои рабочих мест.
Если все операции сборочного процесса расчленить на отдельные
мелкие переходы и затем сгруппировать их в новые операции, можно
добиться либо равенства, либо кратности их. Так, если в рассматриваемом
112
Раздел I. Организация основного производства
Время, ч
Рис. 4.27. Г рафик организации параллельной сборки двух (1 и 2) машин без выравнивания операций
случае часть переходов сборки первого узла продолжительностью 2,5 ч
перенести на сборку второго узла, а с общей сборки — на сборку
третьего узла, то получим: = 10 ч, = 20 ч, = 10 ч, tOtC = 20 ч. То-
гда график полностью синхронизированного процесса будет иметь вид,
показанный на рис. 4.28.
Рис. 4.28. График организации параллельной сборки при выравнивании операций:
1,2—номера машин
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени 113
Из приведенного графика видно, что при той же общей трудоемко-
сти сборка машин продолжается 50 ч, простои рабочих мест полностью
исключаются, количество бригад узловой сборки уменьшается с шести
до четырех, благодаря чему снижается общий цикл сборки и значительно
повышается производительность сборочного процесса.
8 Зак. 2150
5. Организация поточного
и автоматизированного производства
5.1. Понятие о поточном производстве.
Разновидности поточных линий
Поточное производство — такая форма организации производства,
при которой процесс получения заготовок, обработки деталей, сборки
узлов и машин осуществляется непрерывно в порядке последователь-
ности операций. Его разработал и впервые использовал на своих пред-
приятиях по изготовлению автомобилей Г. Форд.
Характерными признаками поточного производства являются:
• массовость выпуска продукции в течение более или менее дли-
тельного периода;
• расчленение процесса изготовления продукта на простые операции
и закрепление их в пространстве за отдельными специализированными
орудиям труда или рабочими местами;
• пространственное расположение оборудования или рабочих мест
друг за другом в порядке выполнения операций, исключающее встреч-
ные перемещения предметов труда при их обработке;
• немедленная (без межоперационных пролеживаний) передача пред-
метов труда на следующую операцию по мере их обработки на преды-
дущей;
• применение для межоперационного перемещения предметов труда
специальных транспортных средств, обеспечивающих определенную ско-
рость перемещения (а следовательно, и темп выполнения отдельных
операций и необходимую общую продолжительность процесса изготов-
ления единицы продукции).
В поточном производстве реализованы все принципы организации
идеального производственного процесса. Оно приближает процесс про-
изводства машин, который по своему характеру является дискретным,
к непрерывному, идеальному.
Расчленение процесса на составные элементы (операции) позволяет
любую сложную комбинацию их свести к сравнительно простым дей-
ствиям, что открывает большие возможности для применения машин
и автоматов, специально предназначенных для выполнения простей-
ших операций.
5. Организация поточного и автоматизированного производства
115
Последовательное расположение отдельных стадий процесса обеспе-
чивает экономию пространства и времени, так как предметы перемеща-
ются по кратчайшему пути без возвратных перемещений. А непосредст-
венная взаимосвязь рабочих мест расчлененного процесса обусловливает
необходимость немедленной передачи предметов на последующие опе-
рации, благодаря чему достигается высокая степень непрерывности
процесса.
Ритмичность производства в условиях потока обеспечивается пере-
мещением предметов труда с операции на операцию через строго опре-
деленный промежуток времени, называемый тактом потока, в течение
которого выполняются операции на всех рабочих местах.
Применение транспортных устройств для перемещения предметов
между операциями освобождает рабочего от не свойственной человеку
функции (быть тяговой силой), снижает его утомляемость и вместе
с тем обеспечивает экономию времени на выполнение вспомогатель-
ных элементов основных операций, ускоряет время перемещения и тем
самым увеличивает непрерывность и производительность процесса.
Первичным звеном поточного производства является поточная линия.
которая представляет собой совокупность взаимосвязанных рабочих
мест, предназначенных для обработки или сборки определенных пред-
метов.
В заводской практике не всегда удается организовать поточное про-
изводство в его идеальном, классическом виде. В большинстве случаев
это связано с объемом выпуска одинаковой продукции, не достаточным
для полной загрузки оборудования, а также невозможностью синхрони-
зировать длительность операций, сделать ее равной или кратной такту
потока. Это приводит к нарушению таких важнейших принципов иде-
ального производства, как специализация, пропорциональность, не-
прерывность и параллельность процесса. В связи с этим приходится
закреплять за поточной линией изготовление нескольких предметов,
а также допускать прерывность процесса и прибегать к использованию
поточных линий разных видов (рис. 5.1).
На однопредметной линии изготавливается продукция одного наиме-
нования (заготовка, деталь, узел, изделие) в течение длительного пе-
риода вплоть до смены объекта производства, а в ряде случаев —
и после этого, если, например, деталь изготавливается как запасная часть
для машин, снятых с производства, но находящихся в эксплуатации.
На многопредметной линии изготавливается продукция двух или более
наименований. Такие линии создаются в тех случаях, когда программа
выпуска продукции одного наименования не обеспечивает загрузку
комплекта оборудования линии. В зависимости от метода обработки
закрепленных предметов многопредметные линии подразделяются на
переменно-поточные и групповые.
116
Раздел I. Организация основного производства
Признаки классификации
По степени специализации
(количестбу закрепленных
за линией обрабатыбаемых
предметов
По методу обработки
закрепленных предметов
По степени непрерыбности
технологического процесса
По способу поддержания ритма
По характеру перемещения
предметоб труда
По биду применяемых
транспортных средстб
По типу конбейера
По характеру дбижения
конбейера
Характер сочетания поизнакоб
Рис. 5.1. Классификация основных видов поточных линий
на машиностроительных заводах
Переменно-поточной называется линия, на которой закрепленные за
ней детали (узлы, изделия) разного наименования изготавливаются
поочередно через определенные промежутки времени с переналадкой
оборудования. В период изготовления предметов данного наименова-
ния работа такой линии организуется по тем же принципам, что и од-
нопредметная.
Групповой называется линия, на которой детали разных наименова-
ний, закрепленные за линией, обрабатываются по групповой технологии
5. Организация поточного и автоматизированного производства
117
с использованием групповой оснастки либо одновременно, либо по-
очередно, но без переналадки оборудования.
Как одно-, так и многопредметные поточные линии могут быть не-
прерывными и прерывными.
На непрерывных линиях изготавливаемый (обрабатываемый) предмет
передается с операции на операцию непрерывно поштучно или не-
большими транспортными партиями с помощью механизированных
либо автоматизированных транспортных устройств — конвейеров —
через промежуток времени, равный или кратный такту потока. При
этом длительность операций на каждом рабочем месте близка, или рав-
на, или кратна этому такту.
При значительных отклонениях длительности операций от величины,
равной или кратной такту, т.е. когда отсутствует пропорциональность
частичных процессов, организуются прерывно-поточные линии, на кото-
рых обработка деталей на отдельных операциях прерывается, а средний
уровень производительности линии обеспечивается за счет заделов, об-
разующихся из-за разной продолжительности операций. В ряде случаев
прерывные участки создаются и на синхронизированных линиях для
устранения монотонности труда.
Непрерывно-поточные линии широко применяются в массовом произ-
водстве в различных цехах машиностроительных предприятий, но наибо-
лее часто — в сборочных процессах, так как в них легче всего добиться
выравнивания длительности операций путем их дробления и перегруп-
пировки. В заготовительных и обрабатывающих цехах использование
таких линий во многих случаях ограничивается невозможностью синхро-
низации операций и неполной загрузкой оборудования. Переменно-по-
точные линии чаще используются в сборочных и частично в обрабаты-
вающих процессах крупносерийного производства и в заготовительных
цехах массового производства.
По способу поддержания такта потока различают линии с регламен-
тированным и свободным ритмом.
На линиях с регламентированным ритмом такт потока строго под-
держивается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда
с определенной скоростью или с ритмичным пульсированием.
На линиях со свободным ритмом такт потока строго не регламенти-
руется во времени, поскольку длительность обработки на операциях не
совпадает с тактом. Средний такт поддерживается непосредственно ра-
ботниками линий с тем, чтобы обеспечить среднюю расчетную произ-
водительность линии за определенный период времени (час, период
обслуживания, смена), на который обычно и составляется стандарт —
план работы таких линий.
Организация работы поточных линий различных видов имеет свои
особенности, которые рассматриваются в последующих параграфах.
118
Раздел I. Организация основного производства
5.2. Однопредметные непрерывно-поточные линии
При проектировании и организации поточной линии необходимо:
определить программу выпуска; выбрать нужное оборудование; устано-
вить основные рабочие параметры линии (такт, количество оборудова-
ния, рабочих, шаг и скорость конвейера); обеспечить синхронизацию
операций; выбрать планировку и транспорт линии.
Программа выпуска деталей (узлов, изделий) оказывает ре-
шающее влияние на выбор оборудования, характер технологии и другие
параметры поточной линии. Чем больше и «долговечнее» программа,
тем эффективнеё'линия. Если линия предназначена для выпуска деталей,
она должна удовлетворять не только текущие потребности предприятий
для сборки машин, но и полностью обеспечивать эксплуатационные
потребности действующего парка ранее выпущенных машин. Поэтому
потребность в деталях находится в прямой зависимости от программы
выпуска машин, длительности их выпуска, сроков их службы и стойко-
сти конкретных деталей в машине. Выпуск машин на заводе колеблется
от минимума в первые годы освоения их в производстве до максимума
в период полного насыщения рынка, затем следует снижение выпуска
вплоть до снятия машин с производства.
Выбор оборудования зависит от характера технологического
процесса, степени его расчлененности на простейшие операции, что
определяется величиной и «долговечностью» программы выпуска. Чем
больше программа и дольше продолжительность выпуска деталей, тем
легче расчленить технологический процесс на простейшие операции
и применить для их выполнения специальное оборудование. При этом
чем проще операция, тем проще оборудование, предназначенное для ее
выполнения. Необязательно применять только специальное оборудова-
ние. В большинстве случаев удается использовать серийно выпускаемое
оборудование, имеющее оснастку и приспособленное для выполнения
специальных операций в полуавтоматическом и автоматическом режи-
ме. Г. Форд утверждал, что в поточном производстве при механической
обработке деталей на 90 % операциях можно попользовать серийное
оборудование. А специалисты японской фирмы «Тойота» считают, что
чем проще операция на поточной линии, тем проще и дешевле обхо-
дится специальное оборудование для ее выполнения. Обычно такое
оборудование проектируется и изготавливается самой фирмой.
Основные рабочие параметры поточной линии рассчитыва-
ются на основе производственной программы и такта линии.
Под тактом поточной линии понимается средний период времени
между выпуском отдельных деталей или изделий на линии. Его величина
определяется делением действительного фонда ФдейСт времени работы
5.Организация поточного и автоматизированного производства 119
(обычно за год) на максимальную программу 7Vmax выпуска деталей за
все годы эксплуатации поточной линии:
f — 60 Фном Q — (&об + С*нал)) _ 60 Фдейст
^шах -^тах
где г — такт потока, мин/шт.; Фном — номинальный фонд времени работы
поточной линии в год максимального выпуска деталей, ч; аоб — коэф-
фициент, учитывающий потери номинального фонда времени работы
оборудования на плановые ремонтные работы и определяемый на основе
типовой системы организации ремонтов оборудования; анал — коэффи-
циент, учитывающий потери рабочего времени на настройку и подна-
ладку оборудования во время рабочих смен.
Максимальная программа (Атах) определяется на основе анализа
объема выпуска деталей для текущего производства и запасных частей.
Такт поточной линии, как правило, должен быть постоянным. Если
в данном году программа уменьшается по сравнению с максимальной,
то должен уменьшиться и фонд использования линии. Он составит:
где Фь Nj — соответственно фонд работы линии и программа выпуска
в /-м году.
Некоторые предприятия предпочитают не уменьшать фонд работы
линии, а увеличивать такт потока и в связи с этим поручать рабочим на
недогруженных операциях дополнительную работу. Так, фирма «Тойо-
та» при снижении потребности в деталях, повышая такт потока, увели-
чивает не полностью загруженным рабочим-многостаночникам зону
обслуживания. Такое решение проблемы возможно лишь при много-
станочном параллельном обслуживании.
Потребное количество оборудования определяется по формуле
^расч / = (on i >
где /оп i — оперативное время выполнения f-й операции, мин.
Расчетное количество оборудования (рабочих мест) округляется до
ближайшего большего значения, за исключением тех случаев, когда
планируемая перегрузка рабочего места не превышает 5-6 %. В этом
случае оно округляется до ближайшего меньшего числа и одновременно
предусматриваются мероприятия по устранению перегрузки. Коэффи-
120
Раздел I. Организация основного производства
циент загрузки оборудования (рабочих мест) на каждой операции опре-
деляется по формуле
Р' _ ^расч i
“загр i~ з
^прин i
где /лПрин I — принятое число рабочих мест (станков) на /-й операции.
Потребное (явочное) количество основных рабочих (операторов) на
z-й операции определяется по формуле
__ ^расч /
^расч 1~~ тт ’
^об/
где Яоб1- — норма обслуживания рабочих мест (станков) одним рабочим,
равная отношению оперативного времени к времени занятости рабоче-
го на операции.
Расчетная норма обслуживания и необходимое количество приня-
тых рабочих на операции уточняются после выбора типа поточной ли-
нии и синхронизации операций.
Синхронизация операций — средство достижения пропор-
циональности частичных процессов на линии. Обычно при проектиро-
вании поточной линии ограничиваются предварительной синхронизаци-
ей, при которой длительность обработки может отклоняться от величины,
равной или кратной ритму, в пределах 10 %, т.е. по каждой операции
соблюдается следующее условие:
4п i = ГТИдрии i /(1 + Q1) ИЛИ /ТИприя i я 4п / /(1 Q1) •
Окончательная синхронизация достигается в период освоения и от-
ладки работы линии в производственных условиях. Расчленять и пере-
распределять станочные операции в отличие от сборочных сложно,
а иногда просто невозможно. Поэтому основными направлениями син-
хронизации на поточных линиях обрабатывающих цехов должны стать
рационализация операций и изменение режимов обработки.
Если расчетная длительность станочной операции (включая все до-
бавки времени на переходы, обслуживание и личные надобности) больше
такта потока или кратной ему величины, то наиболее эффективными
мероприятиями будут: применение многоместных приспособлений и од-
новременная обработка на станке нескольких деталей; использование
механических и пневматических зажимов деталей; многоинструмен-
тальная наладка; повышение режимов обработки (скорости резания,
глубины, подачи); уменьшение припусков на обработку; улучшение
конструкции детали; модернизация оборудования и адаптация его спе-
циально для выполнения данной операции и др. Все эти мероприятия
5. Организация поточного и автоматизированного производства 121
способствуют сокращению как основного, так и вспомогательного вре-
мени, благодаря чему длительность операции может быть значительно
уменьшена.
Если длительность операции меньше такта потока или кратной ему
величины, основным направлением синхронизации должно быть обеспе-
чение занятости рабочего в течение такта потока или кратной ему вели-
чины, несмотря на простой некоторых станков. В этом случае условие
синхронизации должно быть следующим:
/ТИприн j
Нприн i — ~ * ИЛИ ^прин / 4ан / ~ '^прин Ь
*зан i
где Яприн} — принятая норма обслуживания станков одним оператором;
Гин i — занятость рабочих на z-й операции.
Рассмотрим пример. Оперативное время Гоп z составляет 4 мин, а такт
потока линии — 1,2 мин. Занятость рабочего на z-й операции — 1,1 мин.
Следовательно, трасч, = ДЗ, , = 4. В этом случае операция совер-
шенно не синхронизируется с тактом потока, поскольку гтприн, > 1,1
Япринь т.е. 4,8 > 4,4. Но операция может быть достаточно синхронизи-
рована по времени загрузки рабочего, так как при принятой норме
параллельного обслуживания Яприн/=4. Занятость рабочего составит
лишь 4,4 мин, т.е. отклонение отипприн/- — менее 10 %.
Параллельное обслуживание нескольких станков позволяет синхрони-
зировать и те операции, на которых имеет место значительная недогруз-
ка оборудования. Так, в рассмотренном примере, если при г= 1,2 мин
на одной операции /оп i= 0,9 мин, /зан j = 0,6 мин, а на другой Гоп 2= 0,8
и ^ан 2 ” 0,4 мин, последовательное обслуживание двух станков одним
рабочим становится невозможным. При параллельном же обслужива-
нии такая возможность имеется. И условие синхронизации по загрузке
рабочих выполняется, так как /зан i + гзан 2 “ 1 мин, что меньше такта
потока на 0,2 мин.
Подобный метод синхронизации широко используется за рубежом.
Так, в фирме «Тойота» нормирование труда начинается с определения
такта потока, после чего составляют циклограмму полной загрузки ра-
бочего в течение такта потока или кратной ему величины, не обращая
внимания на простой оборудования.
Рассмотренные методы синхронизации операций значительно рас-
ширяют область применения непрерывного поточного производства
в обрабатывающих цехах машиностроительных предприятий и повышают
его эффективность за счет уменьшения не только количества занятых
рабочих, но и заделов, сокращения длительности производственного
цикла обработки деталей и изготовления изделий.
122
Раздел I. Организация основного производства
Планировка поточной линии обычно сочетается с выбором
транспортных средств и формы (конфигурации) линии. Она должна
обеспечить: прямоточность процесса; удобство работы для всех рабо-
чих; кратчайшее расстояние перемещения рабочих-многостаночников
при обслуживании закрепленных за ними станков; возможность пода-
чи обрабатываемых предметов на недогруженные станки и, при необ-
ходимости, возврат приспособлений на первую операцию. Кроме того,
поточная линия должна вписываться в габариты отведенного ей произ-
водственного участка.
Форма поточной линии зависит от конструкции и площади произ-
водственного здания, вида получаемой заготовки или обрабатываемой
детали, используемого оборудования и уровня его загрузки, вида приме-
няемых транспортных средств. На практике применяются следующие
формы поточных линий: прямая, круговая (горизонтально-замкнутая,
овальная, П- или U-образная, Г- и Х-образная, S-образная (зигзагооб-
разная) и различные комбинации этих форм (рис. 5.2).
Наиболее полно требованиям прямоточности удовлетворяет прямая
линия. Она проста, хорошо организована, ее легко монтировать, стои-
мость конвейера минимальна, он прост в обслуживании. Однако рас-
положение станков по прямой линии требует большой протяженности
участка, уменьшает степень использования боковых площадей, ухуд-
Рис. 5.2. Основные формы потоков и планировки оборудования на поточных линиях (цифры в кру-
жочках — номера операций): а — прямая; б — Г-образная; в — круговая; г — П-образная; д —
S-образная; е — Х-образная; ж, з — комбинированная (используются одни и те же станки для вы-
полнения нескольких операций); и—К-образная
5. Организация поточного и автоматизированного производства 123
шает условия многостаночного обслуживания на разных операциях.
Поэтому, исходя из конкретных условий производства, широко приме-
няют различные формы изогнутых линий.
Если длина линии значительно превышает длину пролета, в целях
лучшего использования производственных площадей применяют П-,
U-образную или круговую форму. При необходимости использовать
недогруженный дорогостоящий станок для выполнения далеко отстоя-
щих друг от друга операций используют П- или Х-образную линию.
В случае обслуживания одним рабочим различных станков используют
линии, изогнутые под разными углами (Г-, П- или U-образной фор-
мы). При этом путь перемещения рабочего от станка к станку будет
минимальным. Если необходимо возвращать на первое рабочее место
приспособление, с которого уже снята готовая деталь, применяются
линии круговой и П-образной форм. В формовочных отделениях литей-
ных цехов широко используются круговые линии, на которых выбитые
опоки возвращаются по кругу на формовку. В случае, когда процесс
обработки прерывается и детали направляются на другие операции
в другие отделения цеха или в другой цех (например, термический),
применяют П-образные линии. Такие линии эффективны и в том слу-
чае, если склад заготовок и склад готовых (Деталей находятся в одном
конце пролета. При обслуживании пролета мостовым краном, охваты-
вающим несколько рядов оборудования, применяют П-, U- и S-образ-
ные линии.
В этом случае обеспечивается наилучшее использование крана при
минимальном перемещении предметов труда.
Однако в ряде случаев при выборе формы поточной линии решающее
значение имеет удобство многостаночного обслуживания. Для этого широ-
ко используются различные разновидности П- или U-образных линий
(рис. 5.3). Для обеспечения удобного межлинейного многостаночного
Рис. 5.3. Многостаночное обслуживание при ll-образном размещении оборудования на поточной линии
(цифры в прямоугольниках—номера станков, в кружках—номера станков, обслуживаемых одним
рабочим): а, в — по типу треугольника, б — по типу прямоугольника
124
Раздел I. Организация основного производства
обслуживания ряд таких поточных линий объединяют в систему, что
позволяет не только обеспечить межлинейное многостаночное обслу-
живание, но и расширить его зону при уменьшении объема выпуска
деталей (рис. 5.4).
Как видно из рис. 5.4, планировка поточных линий и их взаимное
расположение подчинены требованию удобства многостаночника. При
Рис. 5.4, Планировка и взаимное расположение однопредметных непрерывно-поточных линий,
обеспечивающих удобное многостаночное обслуживание: а—потребность в деталях максимальна,
линия загружена полностью, такт потока равен 1 мин, количество рабочих—8 (январь); б—потреб-
ность в деталях уменьшилась, линия загружена не полностью, такт потока равен 1,2 мин; количество ра-
бочих—6 (февраль); А,..., Е — линии по обработке соответствующих деталей; I, II,.... VIII — номера
многостаночников и зоны их обслуживания: цифры в кружках и квадратах — номера станков
5. Организация поточного и автоматизированного производства 125
уменьшении потребности в деталях такт потока увеличился с 1 до
1,2 мин, что позволило расширить зону многостаночного обслужива-
ния. Благодаря этому можно сократить количество операторов на че-
тырех линиях с 8 до 6.
В поточном производстве особенно большое значение приобретает
выбор средств межоперационного транспорта. Он должен
обеспечить бесперебойную работу потока, ритмичность выпуска, вре-
менное хранение межоперационных (внутрилинейных) заделов, быть
простым, надежным в работе, дешевым в изготовлении и эксплуата-
ции. Применяемые в поточном производстве транспортные средства
можно разделить на три группы: приводные средства непрерывного
или пульсирующего действия; бесприводные; оборудование периоди-
ческого действия (мостовые краны, мото- и электрокары и т.п.).
Приводные средства и непрерывного, и пульсирующего действия
(конвейеры) наиболее полно отвечают требованиям непрерывно-по-
точного производства. Они перемещают грузы непрерывным потоком
по определенной трассе. В поточном производстве применяются лен-
точные, пластинчатые, цепные, скребковые, роликовые, подвесные,
тележечные, круговые, винтовые (шнеки) и шагающие (возвратно-посту-
пательные) конвейеры .(рис. 5.5). Примеры поточных линий с ленточ-
ными и подвесными конвейерами приведены на рис. 5.6. Подвесные
конвейеры имеют то преимущество, что не занимают производствен-
ных площадей и легко допускают «перелом» направления грузопотока
по горизонтали и вертикали. Последнее имеет важное значение при
междуэтажной передаче предметов и хранении заделов над рабочими
местами без занятия для этого площадей.
Бесприводные средства транспорта основаны на гравитационном
принципе и широко применяются как на непрерывных, так и на пре-
рывно-поточных линиях. К ним относятся бесприводные рольганги,
наклонные и винтовые спуски, скаты, склизы, лотки, желоба и др. Они
просты по устройству, компактны, дешевы в изготовлении и обслужи-
вании. Бесприводные средства работают либо как самостоятельные
устройства, либо в виде дополнительных устройств, например лотков,
подающих детали с конвейера на рабочее место и наоборот,
В непрерывно-поточном производстве применяются рабочие и рас-
пределительные конвейеры.
Рабочий конвейер представляет собой систему рабочих мест, на кото-
рых технологические операции выполняются в процессе перемещения
предметов труда без снятия их с конвейера (рис. 5.5, ж). Применяются
такие конвейеры в основном при сборке, окраске, отделке крупных уз-
лов, агрегатов и машин при больших программах выпуска, а также
в литейном производстве при заливке металла и остывании отливок,
при нагреве и термической обработке.
126
Раздел I, Организация основного производства
Рис. 5.5. Схемы и элементы приводных конвейеров: а—ленточного; б—пластинчатого; в — цепного; г—скребкового; д—подвесного;
е — винтового (шнек); ж—тележечного; з — шагающего
5. Организация поточного и автоматизированного производства
128
Раздел I. Организация основного производства
Рис. 5.6. Планировка и расположение рабочих мест на поточных линиях: а — однорядная линия
с ленточным конвейером; б—однорядная линия с подвесным конвейером; в—двухрядное распо-
ложение рабочих мест на линии сборки мелких изделий с ленточным конвейером; 1-7— номера
станков
Распределительные конвейеры служат лишь для перемещения пред-
метов труда от одного рабочего места к другому. Для выполнения опера-
ции предмет снимается с конвейера, куда снова помещается после обра-
ботки. Применяются распределительные конвейеры на сборке мелких
изделий (приборов, часов, фотоаппаратов и др.), а также на линиях ме-
ханической обработки деталей. Они регламентируют пооперационный
режим, обеспечивают минимальные заделы, непрерывное перемеще-
ние деталей с операции на операцию, наименьшую длительность про-
изводственного цикла, постоянную взаимосвязь рабочих мест. Если на
операции задействовано несколько одинаковых рабочих мест, возника-
ет задача правильного адресования деталей по каждому из них. Это
достигается путем разметки конвейера на отдельные части, каждая из
5. Организация поточного и автоматизированного производства
129
которых направляет (адресует) предмет труда определенному рабочему
месту, благодаря чему обеспечивается равномерная загрузка рабочих
мест, поддерживается на высоком уровне производственная дисципли-
на и организованность, поскольку сразу видно, на каком месте задер-
жано выполнение операции.
Разметка конвейера может быть цифровой, цветовой и комбиниро-
ванной (цвето-цифровой). Количество повторяющихся разметочных
знаков называют периодом конвейера. Чем меньше период конвейера,
тем легче запоминаются разметочные знаки, проще адресование и легче
контроль за работой линии. Поэтому период конвейера определяется
как наименьшее кратное из числа рабочих мест на отдельных операци-
ях. Например, если на линии по отдельным операциям имеется одно,
два, три и четыре рабочих места, наименьшим кратным будет число 12.
Если кроме того имеется операция, на которой 5 рабочих мест, то пе-
риод конвейера (наименьшее кратное) будет равным уже 60.
Применение цветовой разметки в дополнение к цифровой способ-
ствует резкому уменьшению периода конвейера, особенно в том случае,
когда она используется для наибольшего нечетного числа рабочих мест.
Разметка конвейеров производится различными способами. На лен-
точных конвейерах наносят деления (шаг), внутри которых проставляют
числа периода, или окрашивают эти деления (при комбинированной
разметке) в разные цвета, на подвесных — прикрепляют флажки с обо-
значением цвета и цифры. Примеры разметки приведены на рис. 5.7.
а
Рис. 5.7. Разметка распределительного конвейера (цифры в кружке—номера рабочих мест):
а — ленточного (I — цифровая; II — комбинированная); б—подвесного (цифровая)
9 Зак. 2150
130
Раздел I. Организация основного производства
Каждый разметочный знак закрепляется за определенным рабочим ме-
стом. Пример закрепления разметочных знаков при различных способах
разметки приведен в табл. 5.1, из которой хорошо видно преимущество
комбинированной разметки.
При подходе находящейся на конвейере детали к рабочему месту
с закрепленным за ним знаком рабочий должен снять ее и взамен по-
местить другую (обработанную).
В ряде случаев, особенно на сборочных работах, эффективно при-
менение распределительных конвейеров с автоматическим адресованием
предметов рабочим местам и разветвленной системой грузовых путей
со стрелочными переводами, позволяющими автоматически переме-
щать предметы с одного пути на другой или останавливаться в опреде-
ленных местах независимо от движения на основной трассе. Обычно
такие конвейеры используются для подачи предметов на подвесные
склады и подачи предметов с подвесных складов на конкретные рабо-
чие места для обработки или сборки. Конвейеры такого типа весьма
сложны по устройству, дороги в изготовлении и эксплуатации.
Таблица 5.1
Ведомость закрепления разметочных знаков за рабочими местами
на распределительном конвейере
Номер операции Количество рабочих мест на операции Номер рабочего места При цифровой разметке При цвето-цифровой разметке
Количество знаков Закреплен- ные номера знаков Количест- во знаков Закреплен- ные номера или цвета
1 2 1 6 1, 3, 5, 7, 9, 11 2 1,3
2 6 2, 4, 6, 8, 10, 12 2 2,4
2 3 3 4 1,4, 7, 10 1 Красный
4 4 2, 5, 8, 11 1 Зеленый
5 4 3, 6, 9, 12 1 Белый
3 4 6 3 1, 5,9 1 1
7 3 2, 6, 10' 1 2
8 3 3, 7, 11 1 3
9 4, 8, 12 1 4
4 1 10 12 1-12 3 Все цвета
Предметы труда размещаются на конвейере на определенном рас-
стоянии друг от друга, называемом шагом конвейера. Он зависит от
габаритов изделия и рабочих мест. При однорядном расположении
5. Организация поточного и автоматизированного производства 131
рабочих мест шаг конвейера равен расстоянию между их центрами, при
двухрядном — половине этого расстояния. Длина непосредственно ра-
бочей части конвейера (L)
L = //Иприн [м], (5.1)
где I — шаг конвейера, м; тприн — количество рабочих мест на линии,
включая резервные.
Полная длина конвейера
Дтолн s ^^п.п М,
где А — период конвейера; кп п — количество повторений периода на
общей длине конвейера (целое число).
Скорость движения конвейера
v = l/г [м/мин]. (5.2)
На предприятиях применяют скорости от 0,1 до 2 м/мин. Наиболее
удобной является скорость 0,2-0,5 м/мин. Для уменьшения расчетной
скорости осуществляют подачу деталей транспортными партиями или
уменьшают шаг конвейера в кратное число раз до величины
40p=vnpInir=p = ^/[M],
где /кор — скорректированный шаг конвейера; гприн — принятая ско-
рость конвейера.
При неизменном шаге / размер передаточной партии (р)
Р = У/Ущнш = i,
где i — целое число.
Следует заметить, что любые методы уменьшения скорости конвей-
ера пропорционально увеличивают транспортный задел на линии.
5.3. Методы устранения монотонности труда
и утомляемости рабочих в поточном производстве
Несмотря на высокую технико-экономическую эффективность, не-
прерывное поточное производство в классическом понимании в настоя-
щее время переживает глубокий кризис (с социальной точки зрения).
Возникнув почти 100 лет назад на заводах Форда, оно на первой стадии
своего развития ориентировалось на выполнение простейших операций
132
Раздел I. Организация основного производства
человеком с низким уровнем грамотности и интеллектуального разви-
тия. В настоящее время, когда в развитых странах наблюдается всеоб-
щий рост образования, когда для каждого человека труд становится не
только источником средств существования, но и смыслом жизни, осно-
вой для самоутверждения, поточное производство не является основным
методом производства массовой продукции. Расчленение процесса на
простейшие операции и закрепление их за отдельными рабочими мес-
тами, с одной стороны, способствует быстрому приноровлению и тем
самым обеспечивает минимальные затраты труда. Но, с другой сторо-
ны, однообразие работы, выполняемой в высоком темпе, ослабляет
внимание и подавляет жизненную энергию, поскольку лишает человека
того расслабления4 и возбуждения, которые создаются самим фактором
перемены труда. Именно поэтому там, где используется поток в его
классическом виде, наблюдается большая текучесть кадров, снижение
производительности, рост брака.
При прочих равных условиях уровень работоспособности рабочего
и его заинтересованность в результатах труда будут тем выше, чем
больше разнообразных операций он будет выполнять. При этом наи-
большая активность проявляется тогда, когда затраты физического труда
чередуются с затратами умственного, благодаря чему труд приобретает
творческий характер.
В настоящее время известны и апробированы в реальных условиях
производства три основных метода устранения отрицательных соци-
альных последствий непрерывно-поточного производства, основанного
на применении физического труда человека, т.е. в массовом производ-
стве, где человеческий труд не может быть механизирован или автомати-
зирован по техническим либо экономическим причинам. (Эти методы
условно можно называть по странам, в которых они впервые применены.)
1. Так называемый шведский метод, который используется также на
родине потока — в США, в частности на заводах Форда. По этому методу,
впервые примененному на предприятиях шведской фирмы «Вольво»,
конвейерная сборка как система жестко связанных рабочих мест с прину-
дительным ритмом полностью ликвидируется. Вместо нее применяется
полустендовая, групповая сборка. Весь процесс сборки автомобиля раз-
деляется на укрупненные операции, выполнение которых поручается
специализированной группе (бригаде) рабочих. Например, сборка лег-
ковых автомобилей «Вольво» разделена на 20 укрупненных операций,
выполняемых группами от 15 до 25 рабочих. Каждая группа полностью
отвечает за качество выполненных работ. Сборочное производство раз-
мещается в здании многоугольной формы, в котором по периметру вы-
полняются сборочные операции, а срединная часть служит складом
материалов, деталей и комплектующих изделий (рис. 5.8).
5. Организация поточного и автоматизированного производства
133
Рис. 5.8. Схема процесса сборки автомобилей на заводах шведской фирмы «Вольво»: 1,2—проезды
для доставки материалов на рабочие места; 3-5—буферные (резервные) зоны—промежуточные
склады кузовов между группами; 6—сауна и туалет; 7—комната для переодевания: 8—буфет;
9—электрокары с кузовами
Члены группы самостоятельно решают, как распределить между со-
бой работу, чтобы выполнить задание по сборке в установленное нор-
мами время. Между группами, выполняющими укрупненные операции
сборки, создаются буферные зоны с накоплением заделов, чтобы мож-
но было изменять темп работы. Кузова размещаются на электрокарах,
на каждом из которых имеются устройства для кантования и опроки-
дывания, что облегчает выполнение операций со стороны низа.
Главным принципом работы группы является то, что темп работы
задает ее коллектив, а не автоматика или конвейер, обеспечивая при
этом среднюю запланированную производительность за смену.
Благодаря многоугольной форме здания увеличивается длина внеш-
ней стены и большая площадь окон обеспечивает лучшую освещен-
ность в дневное время. К тому же создается впечатление, что группы
пространственно отделены друг от друга и каждая из них находится как
бы в своем небольшом цехе. Это впечатление усиливается и тем, что
у каждой группы есть свой вход, комната для переодевания, душевая,
туалет, сауна.
134
Раздел I. Организация основного производства
Все вышеперечисленное привело в первое время к значительному
снижению текучести рабочих и обеспечило небольшой рост произво-
дительности труда при увеличении капиталовложений примерно на
10 % по сравнению с конвейерной сборкой.
2. Германский метод применяется в машиностроении Германии,
в первую очередь на предприятиях электротехнической и автомобильной
промышленности. Его суть заключается в том, что на непрерывно-по-
точных линиях, где сборочные операции выполнялись как вручную,
так и на автоматизированном оборудовании, создавались гибкие взаи-
мосвязи рабочих, занятых на ручных операциях, перед автоматизиро-
ванными участками и после них, что позволило освободить рабочих
как от жесткой связи друг с другом, так и от такта потока и создать не-
которые условия для роста квалификации, повышения содержательно-
сти и привлекательности труда.
На рис. 5.9, а схематически показана часть поточной линии по
сборке распределителя зажигания при такте потока 0,2 мин/шт. Из ри-
сунка видно, что рабочие места были жестко связаны единым ритмом,
располагались с одной стороны линии конвейера, который имел в сво-
ем составе наряду с ручными автоматизированные сборочные участки.
Рис. 5.9. Принципиальная схема жесткой (а) и гибкой (6) функциональной связи рабочих мест на по-
точной линии: 1 — накопитель (разделитель) бригад; 2,3 — накопители заделов; Q — рабочие
места ручной и машинно-ручной работы; □—устройства гибкой связи между рабочими местами
(накопители заделов); О — резервные рабочие места
5. Организация поточного и автоматизированного производства 135
На таком конвейере существовала жесткая зависимость от такта, труд
рабочих был однообразный, монотонный, с высоким ритмом. Отсутст-
вовало общение между людьми. В результате наблюдалась высокая те-
кучесть кадров, возрастал травматизм.
Взамен такой линии была организована линия с гибкой связью
(рис. 5.9, б), на которой обособили автоматизированные и ручные уча-
стки, создав между ними накопители с достаточным количеством деталей.
Рабочие места расположили по обеим сторонам линии, что позволило
работникам общаться друг с другом. Оборудовали резервные места для
обучения новичков. Благодаря этому рабочие места стали независимы
друг от друга, укрупнились операции, облегчилась врабатываемость
новичков, уменьшилась текучесть кадров, снизились простои оборудо-
вания.
Как видно из схемы, приведенной на рис. 5.9, б, единый конвейер
с регламентированным ритмом и жесткой связью рабочих мест разделен
на три участка ручной и машинно-ручной работы, каждый из которых
обслуживает бригада из четырех человек, выполняющих по четыре опе-
рации. Каждая бригада по своему усмотрению осуществляет переком-
поновку операций, организует труд каждого своего члена, исходя из
характера операций, возрастного и полового состава, уровня квалифи-
кации, а также в зависимости от морального и физического состояния
каждого. Например, в 1-й бригаде в данный период целесообразно вы-
полнение каждым рабочим четырех операций, во 2-й — двух, в 3-й —
по одной. В другой период (даже в течение рабочего дня) более рацио-
нально с точки зрения членов группы организовать распределение
операций и работ иначе. Резервные рабочие места используются для
обучения новых работников и выполнения операций за отстающих ра-
бочих, благодаря чему создаются условия для работы сокращенным
штатом.
Поточные процессы с гибкой связью рабочих мест и высокой степе-
нью их независимости друг от друга могут осуществляться непрерывно
только при условии, если на каждом из них в единицу времени будет
обрабатываться в среднем одинаковое количество предметов. Поскольку
производительность каждого рабочего в любой момент времени может
колебаться в пределах средней величины под воздействием случайных
факторов (усталость, возбуждение, замена инструмента и др.), то между
каждым рабочим местом и отдельными участками необходимы заделы.
При этом средний задел на линиях с гибкой связью резко увеличивается
с повышением степени надежности рабочих мест (т.е. с повышением
уровня использования их потенциальной производительности). Это
подтверждает и практика работы предприятий, перешедших к исполь-
зованию линий с гибкой связью рабочих мест. Так, на предприятиях
электротехнической и автомобильной промышленности Германии при
136
Раздел I. Организация основного производства
переходе к гибким формам организации труда рабочих на поточных
линиях капиталовложения увеличились в среднем на 36 %, длитель-
ность производственного цикла — в 6,3 раза. Время хранения материа-
лов, заделов и продукции в накопителях возросло в 9,5 раза.
3. Японский метой. Для японцев первые два метода оказались со-
вершенно неприемлемыми, так как применение их приводит к значи-
тельному удлинению производственного цикла и увеличению заделов
и запасов. Например, цикл изготовления автомобиля на предприятиях
фирмы «Тойота» — всего 5 дней, а в США и Европе — 25—35 дней.
Поэтому японцы разработали свой метод устранения негативных по-
следствий массового поточного производства. Не отказываясь от не-
прерывного конвейера в его классическом понимании и сохраняя его
параметры (строгий ритм, жесткая связь рабочих мест, расчлененность
процесса и др.), они укрупнили операции и на этой основе обеспечили
профессиональную ротацию кадров, а также возможность каждому ра-
бочему остановить конвейер в любой момент. Каждый рабочий на кон-
вейере осваивает до 10 операций, которые он в состоянии выполнять
в высоком темпе, заданном скоростью конвейера. Переход с операции
на операцию происходит несколько раз в день. Обучение по принципу
такой ротации осуществляется в три этапа:
1) начальники цехов, мастера должны научиться работать на всех
рабочих местах, чтобы показать рабочим, что это возможно;
2) каждый рабочий обучается умению выполнять все операции;
3) разрабатывается график выполнения каждым рабочим всех опе-
раций с частотой чередования несколько раз в течение рабочего дня.
Каждое рабочее место оснащается кнопкой для остановки конвейера
теми рабочими, которые не успевают качественно выполнить операцию
или ощущают явные признаки переутомления. Считается, что если
конвейер не останавливается, это свидетельствует либо о том, что ве-
лика норма времени на операции, либо о том, что при их выполнении
не уделяется должное внимание качеству. Норма простоя конвейера —
20 мин в смену. Каждые 2 ч рабочие на конвейере меняются местами
(для снижения утомляемости). Кроме того, для снятия психологиче-
ского напряжения и повышения заинтересованности в труде конвейер
сконструирован таким образом, чтобы рабочие могли видеть конеч-
ный продукт, сходящий с линии.
Рассмотренный метод обладает следующими преимуществами: ко-
роткий цикл производства, не требуются дополнительные капитало-
вложения, высокая степень разнообразия рабочих движений, высокая
квалификация рабочих и как следствие этого — высокая производи-
тельность труда.
Таким образом, опыт японских предприятий показывает, что не-
прерывно-поточное производство далеко не исчерпало своих возмож-
5. Организация поточного и автоматизированного производства
137
ностей. Это подтверждает и шведский метод, при внедрении которого
текучесть кадров сначала снизилась, затем стала еще больше, чем при
сборке машин на конвейере. Оказалось, что степень утомляемости
в конечном счете зависит не от степени расчленения процесса, а от
среднего темпа работы и однообразия трудовых движений.
Главное, что объединяет рассмотренные выше методы совершенст-
вования потока, — попытка добиться разнообразия рабочих приемов
и повысить профессиональный уровень рабочих. Это, видимо, главное
направление совершенствования поточного производства там, где руч-
ной труд невозможно заменить машинным.
5.4. Прерывные, переменные
и групповые поточные линии
Однопредметные прерывно-поточные линии (линии со сво-
бодным ритмом) применяются в тех случаях, когда длительности опе-
раций технологического процесса различны и это различие не удается
свести к минимуму путем синхронизации, а также когда не представля-
ется возможным организовать параллельное многостаночное обслужива-
ние недогруженных рабочих мест. Кроме того, такие линии применяются,
если осуществляются мероприятия по устранению негативных социаль-
ных последствий непрерывного потока со строгим ритмом, обуслов-
ленным применением ручного труда (см. § 5.3).
Движение предметов труда на таких линиях осуществляется парал-
лельно-последовательно. На каждой операции обработка определенного
количества деталей происходит непрерывно, а на следующие рабочие
места они подаются передаточными партиями или поштучно с помо-
щью бесприводных транспортных средств. По окончании обработки
определенного количества деталей на короткой операции рабочий пе-
реходит на другую. При этом перед более продолжительной операцией
происходит накопление заделов. Оно происходит и в том случае, если
один рабочий последовательно выполняет две и более смежные операции.
Время, в течение которого повторяется изготовление определенного
количества деталей и осуществляется последовательное обслуживание
рабочих мест на недогруженных операциях, называют периодом обслу-
живания (оборота) линии (Тобс).
Основные параметры и показатели прерывно-поточных линий (такт
потока, количество рабочих мест, их загрузка, число операторов и др.)
определяются так же, как в непрерывно-поточном производстве. Одна-
ко численность рабочих на последовательно обслуживаемых рабочих
местах принимается по фактической их загрузке. Так, если на одной
138
Раздел I. Организация основного производства
операции расчетное количество рабочих составляет 1,36, а на другой —
1,6, то на двух операциях принимается не четыре оператора (по числу
станков), а лишь три: на одной операции — один, на другой — двое ра-
бочих, один из которых обслуживает недогруженные станки на обеих
операциях с загрузкой на 96 %.
Период обслуживания линии — важнейший параметр, определяющий
регламент работы и планировку линии, выбор транспортных средств,
возможность загрузки рабочих и оборудования на внепоточных рабо-
тах, величину заделов и другие показатели. Общим условием при опре-
делении этого параметра является его кратность продолжительности
смены, чтобы рабочие места обслуживались последовательно целое
число раз в смену в течение смены, т.е. 1, 2, 4,... раза. Это создает орга-
низационные удобства и облегчает контроль и учет работы, так как
в смену будет обработано целое число партий деталей.
Период обслуживания определяет величину межоперационных за-
делов на линии: чем он больше, тем больше заделы, обусловливающие
рост стоимости незавершенного производства, увеличение площадей
и затрат на хранение и т.д. Следовательно, чем более крупные и доро-
гие детали изготавливаются на линии, тем меньше должен быть период
обслуживания. Кроме того, необходимость уменьшения Гобс при изго-
товлении трудоемких, громоздких и дорогих деталей обусловлена сле-
дующими обстоятельствами:
• при небольшой величине Тобс задел между операциями может хра-
ниться на межоперационных транспортных средствах (рольгангах, ска-
тах, склизах), не требуя дополнительных площадей, что уменьшает
затраты на перемещение деталей между операциями и затраты вспомо-
гательного времени на поднятие и перемещение деталей до уровня уста-
новочных баз оборудования;
• при обработке крупных деталей длительность операций велика по
сравнению с временем перехода от станка к станку, и к тому же значи-
тельную долю занимает машинное время; это создает возможность для
параллельного обслуживания одним рабочим нескольких недогружен-
ных рабочих мест, что намного уменьшает величину межоперационных
заделов.
Таким образом, при небольшом периоде обслуживания в случае об-
работки крупных трудоемких деталей линия будет более компактной,
более механизированной, лучше организованной и управляемой.
Однако в случае, когда малозагруженное оборудование линии явля-
ется дефицитным и возникает необходимость его дозагрузки обработкой
других (внепоточных) деталей, малый период обслуживания неприем-
лем, поскольку в каждый период потребуется две переналадки такого
оборудования: одна для обработки поточных деталей, другая — непо-
5. Организация поточного и автоматизированного производства
139
точных. При этом оптимальная расчетная величина периода обслужи-
вания определится по формуле
Т’обс
т3
i + /нал ОС^нал /+ ^прост /)
—-------------------------------- [мин],
Рсд
где г — такт потока линии, мин/шт.; N — годовая программа выпуска
деталей на линии, шт.; т3 — количество станков, используемых для об-
работки внепоточных деталей; /, 4"^ , — время переналадки /-го станка
соответственно при переходе поточной обработки деталей к непоточной
и наоборот, мин; Знал/ — стоимость одной минуты наладки z-го станка,
руб.; Спрост i — стоимость одной минуты простоя /-го станка, руб.; р —
коэффициент, учитывающий потери от связывания средств в незавер-
шенном производстве и затраты на хранение одной детали в долях от ее
себестоимости; Сд — себестоимость одной детали, обрабатываемой на
линии.
При обработке мелких деталей малой трудоемкости поштучная пе-
редача деталей и параллельное обслуживание рабочих мест неэффек-
тивны, поскольку затраты времени на переход от станка к станку,
а также на передачу деталей поштучно будут большими по сравнению
с основным временем обработки. Поэтому межоперационная транс-
портировка мелких деталей, как правило, производится в мерной таре
более или менее крупными партиями рг?, что к тому же облегчает их
учет. Это удлиняет период обслуживания, который определяется по
формуле Тобс =гр^.
Планировка прерывно-поточных линий более свободная, чем непре-
рывных. Они обладают большей гибкостью, так как применяемые бес-
приводные транспортные средства допускают изменение направления
грузопотока в любом месте. На рис. 5.10 показана планировка прерыв-
но-поточной линии с последовательным и параллельным обслужива-
нием (четыре станочника обслуживают пятнадцать станков), оснащенной
бесприводными транспортными средствами.
Многопредметные переменно-поточные линии, как прерывные,
так и непрерывные, создаются для обработки нескольких наименований
конструктивно однородных деталей. На таких линиях закрепленные
детали обрабатываются последовательно с переналадкой оборудования.
Подбор и закрепление деталей осуществляют таким образом, чтобы
обеспечить достаточно полную загрузку линии с учетом следующих
требований:
1) технологические маршруты деталей, закрепленных за линией,
должны быть одинаковы;
140
Раздел I. Организация основного производства
/ // /// /I/
Рис. 5.10, Планировка прерывно-поточной линии механической обработки корпуса коробки передач
легкового автомобиля: Оп 1— Оп 10—номера операций; /-/И—зоны обслуживания многостаночни-
ками
2) соотношение времен обработки всех закрепленных деталей по
операциям должно быть примерно одинаковым, т.е.
4шт 1-4шт 2* ♦ • 4ит/• 4шт п № 4шт ь4шт 2 • • • 4шт / • 4от л
или
4шт 1 ~ 4шт 2 4шт I ~ ~ 4шт л ~
4шт 1 4шт 2 4пт i 4шт л
где 4Т, — штучное время на Z-й операции первой закрепленной детали;
4т/ — то же при изготовлении второй закрепленной детали;
3) максимальная пооперационная загрузка оборудования при обра-
ботке любой детали не должна превышать его производительность;
4) суммарная загрузка поточной линии на планируемый период не
должна превышать действительный фонд времени ее работы, т.е.
Кд
2^/ rj Фдейст
где кд — количество наименований деталей, закрепленных за линией;
Nj — программа выпуска деталей у-го наименования.
При организации переменно-поточной линии необходимо опреде-
лить два основных параметра — период ее полного оборота и такт по-
тока (условный и частный).
5. Организация поточного и автоматизированного производства
141
Период полного оборота (То$) — это время (в рабочих днях), в тече-
ние которого осуществляется последовательная обработка всех закреп-
ленных деталей. Он определяется по формуле
где 5Нал j — затраты на переналадку всех станков линии при переходе
к обработке деталей/-го наименования, включая стоимость простоя ли-
нии и рабочих; dj — среднесуточная потребность в деталях /-го наиме-
нования; aj — соотношение среднесуточной потребности в деталях /-го
наименования и потребности в других деталях, обрабатываемых на ли-
нии; Сд; — себестоимость /-й детали; Pj — среднесуточная производи-
тельность линии при обработке /-х деталей.
Расчетное значение величины округляется до значения, равного
или кратного рабочей неделе, и принимается в качестве нормативного.
Условный такт (гусл) — это такт потока при обработке деталей, при-
нятых в качестве базовых. К ним обычно относят детали с наибольшей
программой выпуска. Условный такт определяется по формуле
^усл = Фдейст/^усл [мин/шт.]
или
Гусл = [МИН/ШТ.],
7=1
где АГусл — общая программа выпуска в условных деталях; t^j, /шт.б —
штучное время обработки соответственно /-й и базовой детали; Nj —
программа выпуска в условных деталях /-го наименования.
Частный такт (г7) — это рабочий такт линии при обработке детали
/-го наименования. Он определяется по формуле
rJ=rycntfLL [МИН/ШТ.].
‘шт. б
На переменно-поточных линиях необходимо стремиться к поддер-
жанию постоянной скорости конвейера (исходя из организационных
и психологических требований), что в большинстве случаев можно
обеспечить путем изменения размера передаточной партии между опера-
142
Раздел I. Организация основного производства
циями. В случае применения таких линий неизбежны потери времени,
связанные с переналадкой оборудования при переходе от обработки
одной детали к обработке другой. Они зависят от длительности одной
наладки, очередности обработки закрепленных деталей, а также длитель-
ности периода полного оборота линии. Чем короче первая и длиннее
последняя, тем меньше эти потери. Если при переходе от обработки
одной детали к обработке другой время переналадки будет разным,
время переналадок линии за один ее полный оборот будет минималь-
ным только при оптимальной очередности обработки закрепленных
деталей. При этом максимальное количество допустимых переналадок
линии кнал за плановый период не должно превышать фонда времени,
предусмотренного на эти цели, т.е.
„ а малином
лнал — >
* нал
где анал— коэффициент допустимых потерь номинального фонда вре-
мени Фном на переналадку линии в рабочее время; Гнал — средняя про-
должительность одной переналадки за период Гоб.
На групповых поточных линиях закрепленные детали обра-
батываются без переналадки оборудования.
Для обработки на таких линиях подбираются конструктивно и экс-
плуатационно подобные детали, характеризующиеся общностью техно-
логических методов формообразования, обработки и размерных призна-
ков (диаметр отверстий, шаг, диаметр резьб и т.д.). Для всех закреплен-
ных деталей разрабатываются единые технологический процесс, набор
инструмента и приспособлений, которые обеспечивают возможность
одновременной (параллельной) либо поочередной (последовательной)
обработки всех закрепленных деталей без переналадки оборудования
с поштучным или партионным чередованием обрабатываемых деталей.
В большинстве случаев для этой цели создаются специальные приспо-
собления с групповой наладкой всех видов оборудования, расположен-
ного в порядке последовательности выполнения операций.
Работа групповых поточных линий может быть организована по
принципу как непрерывного, так и прерывного поточного производст-
ва. В случае применения непрерывно-поточной групповой линии, схема
которой показана на рис. 5.11, необходимо осуществить выравнивание
операций таким образом, чтобы сумма штучных времен последователь-
ной обработки деталей была равна или кратна такту потока, а на парал-
лельно выполняемых операциях равенство или кратность такту должны
быть обеспечены по штучному времени обработки наиболее трудоем-
кой детали.
5. Организация поточного и автоматизированного производства
143
/ // /// IV V VI VII
б
ГА___Л Л_______Л Л____Л__
2 Л _____Л - А_А
Л А А __Л ,Л__А—
____________Л___________Л . _ А_А__
А _______________________А_Л_А_
в
Номер детали Номер операции
1 // 1/1 IV V V/ V//
1 —
2 1-4 ——।
3 — 1
Ь 1 L —
5 "« —
Время обработки 6 = 2 t,‘2 К‘2 t^2 4-2 /7 = 2
Порядок обработки Парал- лельный Последовательный Параллельный Последо- батель- ный Парал- лельный
Рис. 5.11. Схема синхронизированной групповой поточной линии обработки деталей: а—технологи-
ческие маршруты деталей; б—время и очередность обработки деталей; в—схема синхронизации;
I*—VII — операции единого технологического процесса
Такт потока групповой линии определяется так же, как и однопред-
метной. При этом за программу выпуска принимается количество не
отдельных деталей, а комплектов.
Расчетное количество оборудования по операциям Я7расч / определя-
ется с учетом принятого способа обработки деталей.
При последовательной обработке
2Х ij
^расч / = ” >
где кд — количество деталей, последовательно обрабатываемых на z-й
операции; Гшт у — время обработки деталиу-го наименования на z-й опе-
рации.
144
Раздел I. Организация основного производства
При параллельной обработке
_ тах/шт;7
^расч /---------9
Г
где max Цщ. у — время обработки наиболее трудоемкой детали на z-й опе-
рации.
Численность рабочих-операторов определяется методами, рассмот-
ренными выше.
Многопредметные групповые поточные линии широко применяются
и в том случае, если технологические маршруты объединенных в группу
деталей не совпадают и имеет место так называемый обратный поток.
В этом случае эффективно применение круговых горизонтально замк-
нутых линий, на которых деталь в ходе обработки может возвращаться
к тому или иному станку при любой последовательности операций, не
нарушая прямоточного движения и независимо от уровня синхрониза-
ции. При этом полностью деталь может обрабатываться за несколько
витков (в зависимости от содержания и последовательности операций)
(рис. 5.12). Все детали помещаются на поточную линию и снимаются
с нее обработанными в одном и том же пункте (на складе). Так, если
деталь А, помещенная на линию из кладовой (К), последовательно
проходит обработку на токарном (Т), фрезерном (Ф), сверлильном (С)
и шлифовальном (Ш) станках, то она изготавливается за один виток.
Деталь Б при последовательности обработки К — Т—-Ш—-С — Кна
этой же линии обрабатывается за два витка. Если деталь А имеет техно-
логический маршрут К — Ф — С — Ш — Т — К, она будет обработана
Рис. 5.12. Образование витков при обработке деталей на групповой поточной линии: О—технологические
операции и их порядковые номера по соответствующим деталям Д и Б; □ — станки
5. Организация поточного и автоматизированного производства 145
за два витка, а деталь Б при маршруте К — Т — Ш — С — Ф — К —
за три.
Преимущество многовитковых линий заключается в том, что не на-
рушается прямоточное движение обрабатываемых деталей на линии
и не требуется строгая синхронизация операций. Это важно для серий-
ного производства, так как производственный цикл изготовления дета-
лей (а следовательно, и их задел) будет минимальным.
Организация групповых поточных линий без переналадки оборудова-
ния по сравнению с непоточным производством обеспечивает повышение
производительности оборудования в 2—2,5 раза, снижение стоимости
механической обработки на 40-50 %, сокращение номенклатуры ис-
пользуемой оснастки в 2-2,5 раза и снижение затрат на ее изготовление
на 13-15 %. Следует отметить, что единовременные затраты на специ-
альную оснастку и оборудование или его модернизацию весьма значи-
тельны. Поэтому групповые линии эффективными лишь в том случае,
когда программа выпуска деталей устойчива и значительна по объему.
5.5. Автоматические поточные линии
Стремление технологов и организаторов производства осуществить
идеальный производственный процесс без применения ручного труда
привело к созданию автоматических поточных линий, основанных на
кинематической связи рабочих мест.
Автоматическая поточная линия — это система согласованно рабо-
тающих и автоматически управляемых машин-орудий, транспортных
и контрольных устройств, выполняющих в определенной последова-
тельности операции по обработке, контролю и перемещению предме-
тов (деталей) с операции на операцию вплоть до окончания обработки
без участия рабочего.
В зависимости от характера обрабатываемых предметов, масштабов
и длительности их выпуска автоматические линии можно подразделить
на линии, предназначенные для выполнения:
1) части производственного процесса по обработке детали (изделия)
в пределах одной технологической стадии;
2) производственного процесса в целом по стадии;
3) процессов всех технологических стадий изготовления изделия от
заготовки до сборки.
В первом случае автоматические линии являются лишь частью об-
щей поточной линии по обработке той или иной детали. Они выполня-
ют наиболее простые, но трудоемкие операции, которые поддаются
расчленению на более простые, что позволяет использовать специаль-
ные станки для выполнения каждой из них. Другие же, более сложные,
10 Зак. 2150
146
Раздел I. Организация основного производства
операции выполняются на обычной линии с применением специаль-
ного или универсального оборудования. При механической обработке
деталей типа тел вращения такой операцией является обычно токарная
обработка. Примером может служить поточная линия механической
обработки ведущей шестерни заднего моста автомобиля, на которой
все операции токарной обработки выполняются на автоматической ли-
нии, а остальные — на отдельных агрегатных и универсальных станках
(рис. 5.13).
Линии второго типа предназначены для полного изготовления срав-
нительно несложных стандартных деталей, выпускаемых в огромных
количествах в течение многих лет, например втулок (роликов) цепей
(рис. 5.14).
В третьем случае в общий автоматизированный поток объединяется
ряд взаимосвязанных линий, образуя при этом автоматизированный
цех или завод. Примером такого автоматизированного предприятия яв-
ляется цех карданных подшипников Московского подшипникового за-
вода, рассчитанного на выпуск карданных подшипников в количестве
30 млн штук в год.
В машиностроении наибольшее распространение получили автома-
тические станочные линии для механической обработки деталей в массо-
вых количествах. Такие линии применяются для обработки конкретных
деталей и включают станки и автоматы для выполнения технологиче-
ских операций и все необходимые механизмы и устройства (для фикса-
ции и зажима, поворота и разворота, загрузки, накопления заделов,
удаления стружки), а также приборы для контроля и сортировки дета-
лей и аппаратуру для дистанционного управления.
Автоматические станочные линии создаются как из специально скон-
струированных и изготовленных станков, так и путем компоновки из
серийно изготавливаемого оборудования (станков-автоматов, полуав-
томатов, агрегатных станков и др.), оснащенного специальными до-
полнительными агрегатами и механизмами, позволяющими работать
в автоматическом режиме.
Оборудование линий первого вида изготавливается в единичных эк-
земплярах из необратимых элементов, а потому обходится чрезвычайно
дорого, хотя производительность таких линий в 3-4 раза выше, чем ли-
ний, скомпонованных из серийного оборудования. Заводская практика
показывает, что специальные автоматические станочные линии наибо-
лее эффективны при обработке сложных корпусных деталей (головок
блока, блоков цилиндров и др.) в случае больших программ выпуска.
По сравнению с неавтоматизированным производством производитель-
ность труда на таких линиях возрастает в 8—10 раз, в 1,5-2 раза увели-
чивается съем продукции с 1 м2 производственной площади, а стоимость
обработки детали снижается на 30-45 %.
©
•---------о - переход рабочего-многостаночника
---------- - подвесной конвейер
---------- -монорельс
- шнековый транспортер для уборки стружки
5. Организация поточного и автоматизированного производства
Рис. 5.13. Схема планировки поточной линии обработки ведущей конической шестерни заднего моста автомобиля: /—автоматическая линия пол-
ной токарной обработки МРЛ-83; //—поточная линия дальнейшей механической обработки, оборудованная специальными и универсальными стан-
ками; 1—фрезерно-центровальный станок МР-71; 2-6— гидрокопировальные полуавтоматы 1722; 7— специальный шлифовальный станок на
базе ЗА61; 8—10, 12,13,15,16,18,19—зуборезные полуавтоматы 525; 11,14,17—зуборезные полуавтоматы 528с; 20-22—шлицефрезерные
станки 5350; 23—станок для снятия фасок ГД-43; 24—вертикально-сверлильный станок 2А125; 25—вертикально-сверлильный станок 2А135;
26 — верстак; 27 — моечная машина М-33; 28—установка ТВЧ для отжига резьбовых концов; 29—круглошлифовальный станок 3161; 30—
круглошлифовальный станок ЗТ161; 31 — контрольный стол; 32—контрольно-обкатной стоп ЗБ725
148
Раздел I. Организация основного производства
Рис. 5.14. Схема автоматической линии полного изготовления втулок (роликов) цепей
Автоматические линии, создаваемые на базе серийного оборудова-
ния путем его модернизации, агрегатирования, оснащения загрузочными
и транспортными устройствами и специальными приспособлениями,
дают меньшую экономию текущих затрат. Производительность труда
повышается в 2-3 раза, а себестоимость обработки снижается на 10-20 %
по сравнению с себестоимостью обработки на отдельных станках. Но
зато стоимость такой линии в 3—4 раза меньше стоимости линии, соз-
даваемой из специальных станков и агрегатов. К тому же оборудование
их (за исключением небольшого количества агрегатов) может использо-
ваться многократно, тогда как специальные линии списываются в лом
при снятии с производства данной детали или при значительном изме-
нении ее конструкции. Как правило, такие линии весьма эффективны
для обработки сравнительно несложных деталей, требующих для обра-
ботки небольшого количества операций, при больших объемах выпуска.
В серийном и крупносерийном производстве специальные автомати-
ческие линии эффективны только в том случае, если они проектируются
и изготавливаются для обработки группы конструктивно однородных
деталей, например однотипных шестерен.
По характеру кинематической взаимосвязи станков и механизмов
автоматические линии подразделяются на линии с жесткой, полужест-
кой и гибкой связью (рис. 5.15).
На линиях с жесткой кинематической связью все станки и меха-
низмы связываются в жесткую систему единым приводным межопе-
рационным транспортом, осуществляющим в соответствии с тактом
одновременную принудительную передачу всех деталей с операции на
5. Организация поточного и автоматизированного производства
149
а б
в
Рис. 5.15. Схемы автоматических линий: а — с жесткой связью оборудования; б—с полужесткой
связью; в — с гибкой связью; □ — станки; О—накопители
операцию. Выход из строя одного станка влечет за собой остановку
всей линии.
Линии с полужесткой и гибкой кинематической связью осна-
щаются независимым межоперационным транспортом, позволяющим
передавать детали с операции на операцию независимо одна от другой.
После каждой операции (с гибкой связью) или группы их (с полужест-
кой) установлено специальное устройство для накопления межопераци-
онного задела (накопитель, бункер, магазин), за счет которого осуще-
ствляется непрерывная работа последующих станков при остановке
одного или группы их на предыдущей операции.
Линии с полужесткой и гибкой связью значительно дороже линий
с жесткой связью, так как требуют больших дополнительных затрат на
изготовление накопительных устройств и механизмов, на создание и хра-
нение значительных заделов, но вместе с тем они уменьшают или полно-
стью исключают потери от простоя из-за остановки отдельных станков,
как это имеет место на линиях с жесткой связью.
Весьма эффективным направлением автоматизации массового про-
изводства является применение роторных автоматических линий, раз-
работанных Л.Н. Кошкиным. Ротор представляет собой барабан, на
периферии которого на равном расстоянии друг от друга расположены
рабочие инструменты (смонтированные в быстросъемных блоках) и ра-
бочие органы, сообщающие инструментам необходимые перемещения
в процессе вращения ротора (рис. 5.16). В секторе / (питания) инстру-
мент получает заготовку, в секторе II (рабочем) — совершает все дви-
жения по обработке детали по заданным операциям, в секторе III
(выдачи) обработанная деталь освобождается и удаляется либо переме-
щается на транспортный ротор для передачи на следующий рабочий
ротор для дальнейшей обработки. Сектор /Иявляется нерабочим; в нем
производится очистка, смазка, подналадка и смена инструмента. На
рис. 5.17 показана схема развертки прессовой операции на простейшем
рабочем роторе. В основу конструкции роторных автоматов положен
принцип идеального потока, в котором инструмент движется вместе
с деталью и обрабатывает ее при перемещении.
150
Раздел I. Организация основного производства
IV
//
Рис. 5.16. Схема рабочего ротора
Рис. 5.17. Схема развертки прессовой операции на роторе: 1,3—инструмент; 2—заготовка; 4—
пазовый копир; 5 — ролики ползунов; 6—ползун; h — шаг ротора, £по—длина пути обработки;
Ги — длина циклового пути инструмента; —технологическая скорость; vTp — транспортная
скорость
Такт г роторной линии определяется временем перемещения заго-
товки и инструмента по окружности ротора на расстояние h между
смежными позициями (шаг ротора):
r=h/VTp, (5.3)
где vTp — окружная скорость ротора по центру инструмента.
5. Организация поточного и автоматизированного производства 151
Длительность полного цикла обработки заготовки Тполн определяет-
ся длиной пути обработки Д, 0 от места загрузки заготовки до места вы-
дачи детали с той же скоростью
Т’полн = ^п.о/Чр [мин]. (5.4)
Длительность же цикла участия инструмента Ти больше, чем Тполн,
и определяется временем полного оборота ротора, т.е.
ти = La/v^ [мин], (5.5)
где — длина полной окружности ротора.
Из формул (5.3)—(5.5) видно, что длительность цикла работы инст-
румента и такт ротора, определяющий его производительность, не зави-
сят друг от друга. Производительность ротора определяется временем
перемещения инструмента и детали на один шаг по окружности рото-
ра, т.е. окружной скоростью v^, которая зависит от диаметра и скорости
вращения ротора. Чем больше эти величины, тем выше производитель-
ность. Таким образом, увеличивая скорость ротора либо его диаметр,
можно достичь высокой производительности, не достижимой для других
видов автоматов.
Использование роторных линий обеспечивает сокращение длительно-
сти цикла обработки по сравнению с отдельными автоматами нероторного
типа в 10—15 раз, уменьшение межоперационного задела в 20-25 раз,
увеличение производительности труда в 10-15 раз, намного снижает
себестоимость обработки и потребность в производственных площадях.
Роторы легко объединяются в автоматические линии: достаточно
расположить их в технологической последовательности, связать общим
синхронным приводом и соединить посредством межоперационных
транспортных устройств. Такие линии состоят из рабочих и транспорт-
ных роторов (рис. 5.18).
Роторные автоматические линии эффективны для технологических
процессов, в которых детали могут обрабатываться во время перемещения
(при штамповке, формовке, прессовании), а также при сборке несложных
массовых изделий (клапанов аэрозольных упаковок, роликовых цепей
и др.) с программой выпуска в сотни тысяч и миллионы штук в год.
Например, роторная линия по сборке клапанов аэрозольных упаковок
при работе в две смены обеспечивает производительность 185 млн шт.
в год. На такой линии заняты лишь четыре человека (по два в смену),
тогда как при ручной сборке необходимо занять не менее 400 человек.
Оценивая эффективность и перспективы использования автомати-
ческих линий, следует отметить, что линии, созданные из специальных
необратимых элементов (станков, механизмов), крайне дороги, негиб-
ки й экономически оправдываются лишь в случае их интенсивного ис-
пользования в течение многих лет при изготовлении или обработке
152
Раздел I. Организация основного производства
Рис. 5.18, Схема автоматической роторной линии: 1—блок инструмента; 2—транспортный ротор;
3—клещи (держатель детали); 4—линия перемещения детали в процессе обработки; 5—рабочий
ротор; 6—копир
одних и тех же изделий (деталей) при огромных программах выпуска.
Но высокие темпы научно-технического прогресса в машиностроении
не предоставляют такой возможности.
Выход из этой сложной ситуации видится в следующем:
1) дальнейшее расчленение операций и изготовление собственными
силами предприятий простейшего автоматизированного оборудования
для их выполнения;
2) оснащение высокопроизводительного оборудования легко и бы-
стро («в одно касание») заменяемой специальной оснасткой, что по-
зволяет на одном и том же оборудовании обрабатывать различные
детали небольшими партиями;
3) применение многооперационного оборудования, позволяющего
выполнять различные операции в любой последовательности, без су-
щественных затрат на переналадку.
Первые два направления широко и эффективно используются в мас-
совом производстве, а третье направление в сочетании с использованием
ЭВМ для управления станками явилось основой для создания нового
вида техники, технологии и организации производства — гибких авто-
матизированных производственных систем.
5.6. Гибкие автоматизированные производственные
системы и робототехника
Гибкая автоматизированная система (ГПС) это система станков
и механизмов, предназначенных для обработки различных конструк-
тивно и технологически сходных деталей небольшими партиями или
5. Организация поточного и автоматизированного производства 153
поштучно без непосредственного участия человека. Составными частями
ГПС являются подсистемы: технологическая, транспортно-накопитель-
ная, инструментального обслуживания и автоматизированного управ-
ления с помощью ЭВМ.
Центральным элементом ГПС является гибкая технологическая
система (ГТС), которая представляет собой совокупность многоопе-
рационных станков с ЧПУ (типа обрабатывающего центра), непосред-
ственно осуществляющих обработку предметов.
В зависимости от количества станков в ГПС различают: гибкий
производственный модуль (ГПМ); гибкую производственную линию
(ГПЛ); гибкий производственный участок (ГПУ); гибкое производство
цеха (ГПЦ) и завода (ГПЗ).
Гибкий производственный модуль — это технологическая единица
оборудования (станок с ЧПУ), оснащенная манипуляторами или робо-
тами для загрузки-выгрузки деталей и магазином для инструмента.
Главная особенность ГПМ — возможность работы без участия челове-
ка и способность встраиваться в систему более высокого ранга. Гибкая
линия состоит из нескольких модулей, оборудованных транспортной
и инструментальной системами и управляемых микроЭВМ. Гибкий уча-
сток — разновидность ГПЛ; он отличается составом и взаимозаменяе-
мостью технологического оборудования и видом транспорта. Гибкие
модуль, линия, участок, представляющие собою самостоятельнее про-
изводственные подразделения с взаимосвязанным технологическим
оборудованием, являются основными звеньями для построения гибких
производств более высокого порядка (цеха, завода).
Транспортно-накопительная подсистема представляет со-
бой совокупность автоматизированных складов заготовок и деталей,
накопителей у станков с автоматической загрузкой-выгрузкой и авто-
матических транспортных средств, служащих для перемещения обраба-
тываемых предметов со склада к станкам и обратно (роботы-тележки,
конвейеры, рольганги и т.д.).
Подсистема инструментального обслуживания включает
склады инструментов и приспособлений, отделение подготовки инст-
румента к работе (заточки, сборки, комплектации магазинов и т.д.)
и гибкую автоматизированную систему установки, снятия и перемеще-
ния инструмента со складов и обратно.
Подсистема автоматизированного управления — это ком-
плекс технологических средств с ЭВМ, способных воспринимать инфор-
мацию от автоматизированных систем предприятия: АСУП (календарные
планы-графики), САПР (чертеж детали), АСТПП (технологический про-
цесс обработки и контроля детали), преобразовывать ее с помощью
управляющих программ, передавать команды непосредственно испол-
нительным органам оборудования всех подсистем ГПС.
154
Раздел I. Организация основного производства
Таким образом, в ГПС функционируют два потока ресурсов: мате-
риальный и информационный. Материальный поток обеспечива-
ет выполнение всех основных и вспомогательных операций процесса
обработки предметов: подачу заготовок и инструмента и установку их
на станках; механическую обработку деталей; снятие готовых деталей
и перемещение их на склад; замену инструмента и его перемещение;
контроль обработки и состояния инструмента; уборку стружки и пода-
чу смазочно-охлаждающей жидкости. Информационный поток
обеспечивает: очередность, сроки и количество обрабатываемых пред-
метов, предусмотренные планами работы ГПС; передачу программ об-
работки непосредственно исполнительным органам станков, программ
работы роботов, установочных и перекладочных механизмов, программ
обеспечения заготовками, инструментом, вспомогательными материа-
лами, программ управления всем комплексом и учета его работы, а также
групповое управление станками, транспортно-накопительными меха-
низмами, системой инструментального обслуживания. Схема ГПС для
механической обработки деталей приведена на рис. 5.19.
Гибкое автоматизированное производство отличается как от произ-
водств, оборудованных автоматическими станочными линиями с кине-
матической связью механизмов, так и от производств, оснащенных
универсальным оборудованием и автономными станками с ЧПУ. От
первых оно отличается гибкостью в широком смысле слова (оборудо-
вания, технологии, продукции, объема производства и его расширения,
операционной гибкостью и др.), что позволяет обрабатывать разнооб-
разные детали и быстро менять объект производства (это практически
невозможно осуществить в случае применения автоматических линий),
Рис. 5.19. Схема гибкой производственной системы: I — управляющий вычислительный комплекс;
//—станки с ЧПУ (1,2,.... л); ///—автоматизированная система подачи заготовок и перемещения
деталей; IV—автоматизированный склад заготовок и деталей; V—автоматизированная система
инструментального обслуживания; VI—склад инструмента (наладок)
5. Организация поточного и автоматизированного производства
155
а от вторых — высокой производительностью оборудования и труда
благодаря одновременному выполнению многих операций с одной ус-
тановки обрабатываемого предмета (по сравнению со станками с ЧПУ).
Кроме того, ГПС может работать в автоматическом режиме круглосу-
точно.
Важнейшее отличие ГПС от производств, построенных по традици-
онной технологии или с применением автономного оборудования
с ЧПУ, — возможность ее интеграции с автоматизированной системой
технической подготовки производства (САПР, АСТПП), что позволяет
отказаться от использования обычной технической документации (чер-
тежей* спецификаций, технологических процессов и др.) и перейти
к безбумажной технологии. Это вносит существенные изменения в струк-
туру кадров по всему циклу проектирование — изготовление продукции,
повышает наукоемкость производства, увеличивает долю умственного
труда в общих трудовых затратах. ГПС обеспечивают высокую произ-
водительность оборудования, приближающуюся к производительности
автоматических линий и линий, скомплектованных из специализиро-
ванных станков (рис. 5.20).
Экономическая эффективность ГПС непосредственно связана с со-
циальной. При этом определяющими факторами экономии при замене
универсальных станков являются рост производительности оборудова-
ния и труда и, как следствие, высвобождение большого количества
станков и станочников, а также возможность работы ГПС в третьи
Рис. 5.20. Эффективность применения различных производств: 1—автоматические линии из специ-
альных станков; 2—линии из специализированных станков; 3—гибкие производственные системы;
4 — предметно-замкнутые участки; 5 — автономные станки с ЧПУ
156
Раздел I. Организация основного производства
смены и выходные дни по безлюдной технологии. Следует учитывать
и такое социальное последствие, как возможность использования вы-
свобождаемых работников в условиях нехватки трудовых ресурсов на
других производствах.
Главным недостатком ГПС является их высокая стоимость (на
один-два порядка выше стоимости универсального оборудования). По-
этому в себестоимости обработки деталей в ГПС основную долю состав-
ляют амортизационные отчисления и расходы, связанные с ее эксплуа-
тацией, а в случае применения универсальных станков — затраты на
заработную плату работников и цеховые расходы. С ростом объема
производства амортизационные отчисления при использовании ГПС
остаются относительно постоянными, а заработная плата и расходы на
эксплуатацию оборудования будут возрастать на сравнительно неболь-
шую величину. При использовании универсального оборудования все
затраты увеличиваются пропорционально росту выпуска продукции
(рис. 5.21). Зависимости построены с учетом следующих предположе-
ний. При незначительной загрузке ГПС потребуется небольшое коли-
чество универсальных станков и станочников; это количество будет
резко возрастать при повышении степени использования оборудования
Рис. 521. Затраты на обработку деталей: 1-4—на универсальном оборудовании при соответствующей
сменности работы ГПС; 5 — в ГПС; 6, 7—стоимость обработки одной детали соответственно на
универсальном оборудовании и в ГПС
5. Организация поточного и автоматизированного производства
157
гибкого производства. При этом максимальное количество смен работы
универсального оборудования и станочников — не более двух. Если ГПС
используются лишь в одну смену, то при двухсменной работе универсаль-
ного оборудования для выполнения эквивалентного объема работ потре-
буются затраты, характеризуемые линией 7. При двухсменной работе
ГПС потребуется в 2 раза больше оборудования и рабочих, при трех-
сменной - в 3, четырехсменной (работа в выходные дни) - в 4 раза
и соответственно увеличатся затраты (линии 2, 3, 4).
Как видно из рис. 5.21, экономическая эффективность ГПС резко
возрастает с увеличением сменности ее работы. Заштрихованная пло-
щадь А показывает величину экономии, которую можно получить при
использовании ГПС в три смены, а площадь Б — в четыре (т.е. при ра-
боте в выходные дни). Другими словами, экономическая эффектив-
ность будет возрастать пропорционально загрузке ГПС во времени по
непрерывному графику. Следовательно, можно утверждать, что без обес-
печения высокой степени загрузки во времени ГПС будет неэффективной
по сравнению с производством, оснащенным универсальным оборудо-
ванием.
Таким образом, обеспечение работы гибкого автоматизированного
производства в третью смену и в выходные дни — первый путь повы-
шения его эффективности. Второй путь — удешевление производства
технологического, транспортного и особенно электронно-вычислитель-
ного и программного оборудования ГПС и значительное повышение
его надежности, что обеспечит снижение затрат на амортизацию и бес-
перебойную работу его в безлюдные смены.
При сравнении эффективности ГПС с эффективностью автономных
станков с ЧПУ определяющим фактором экономии является снижение
затрат времени на переналадку при переходе к обработке других деталей.
Эти затраты времени в случае применения ГПС практически отсутст-
вуют, а при использовании станков с ЧПУ доходят до 50 % общего вре-
мени, затрачиваемого на обработку деталей. Благодаря этому потребность
в технологическом оборудовании в первом случае уменьшается вдвое,
а численность рабочих — еще больше. Это полностью компенсирует
дополнительные капитальные затраты, необходимые для приобретения
транспортно-накопительного оборудования, системы инструменталь-
ного обслуживания, управляющего вычислительного комплекса.
Все эти факторы обеспечивают значительное снижение стоимости
обработки деталей в ГПС по сравнению с обработкой на автономных
станках с ЧПУ при экономии капитальных вложений. Следовательно,
при прочих равных условиях (одинаковой номенклатуре закрепленных
деталей и полной загрузке) экономические преимущества ГПС очевид-
ны. При высокой степени надежности и работе в безлюдные смены ис-
пользование ГПС может обеспечить рост производительности труда
158
Раздел I. Организация основного производства
в 3—5 раз, снизив потребность в производственных площадях в 2—3 раза
и сократив незавершенное производство в 8-10 раз.
Однако, как видно из рис. 5.20, гибкость ГПС имеет предел, опреде-
ляемый количеством закрепленных деталей (до 100), тогда как станки
с ЧПУ обладают практически неограниченной гибкостью. Поэтому в ус-
ловиях весьма широкой номенклатуры обрабатываемых деталей ГПС
становится неэффективной. Это подтверждает опыт развитых стран,
в частности США, где первые ГПС, предназначенные для обработки
45—120 наименований деталей, не обеспечили ожидаемой производи-
тельности. Еще одно важное направление повышения эффективности
ГПС — ограничение разнообразия обрабатываемых деталей и увеличе-
ние за счет этого производительности. Это может быть достигнуто либо
применением ГПС в крупносерийном или даже в массовом производ-
стве, либо созданием территориальных производственных систем (из
ГПС), предназначенных для обработки предметов для нескольких пред-
приятий, находящихся в данном регионе.
Как было показано, гибкое автоматизированное производство, осно-
ванное на электронной связи механизмов, базируется на широком приме-
нении робототехники. Но такая техника эффективна и на линиях с кине-
матической связью механизмов, и на отдельных станках и операциях.
Основным видом применяемой робототехники является робот — ме-
ханизм, предназначенный для выполнения главным образом вспомога-
тельных операций производственного процесса (установка, снятие, мани-
пуляции предметом, кантовка, поворот, разворот, контроль, перемещение
предмета и др.), осуществляемых автоматически по заданным программе
и траектории движения исполнительных механизмов. Применению ро-
ботов в машиностроении способствует то обстоятельство, что на пред-
приятиях большинство рабочих движений по изготовлению изделий
(а в монтажно-сборочном процессе почти 2/3 общего их количества)
имеет чисто манипуляционный, однообразный характер, не требует за-
трат умственного труда.
Применение роботов эффективно:
• при манипуляциях тяжелыми для человека заготовками и деталями
в ходе основных операций, а также операций, выполняемых в экологи-
чески вредных и дискомфортных условиях (при высокой или низкой
температуре, запыленности, загазованности и т.п.);
• выполнении однородных, одинаковых, простых, часто повторяю-
щихся действий с одинаковой траекторией движения, выполняемых
в высоком темпе (подача, наклон, сталкивание, поворот, съем, разво-
рот, качание, вытягивание и др.);
• высокой надежности робота (несколько десятков часов);
• низкой стоимости робота, что достигается упрощением и адапта-
цией его для определенного круга операций и номенклатуры деталей
по размерам и массе;
5. Организация поточного и автоматизированного производства 159
• большой программе выпуска (обработки) одинаковых предметов,
обеспечивающей сравнительно длительную (не менее одного рабочего
дня) работу робота без переналадок;
• высоком уровне организации производства и производственной
дисциплины.
Там, где при выполнении разнообразных вспомогательных операций
приходится постоянно чередовать физические движения и действия
с умственными и принимать решения, применение роботов крайне не-
эффективно, поскольку для таких операций пришлось бы использовать
сложные, дорогостоящие и малонадежные роботы, требующие частой
и сложной переналадки.
5.7. Поток в литейном, кузнечном и сборочном
производстве
Литейное производство. Постоянство и строгая последовательность
операций по изготовлению отливок облегчает использование методов
поточного производства в литейных цехах. Большая по сравнению
с массой отливок масса исходных материалов и в связи с этим большой
грузооборот при их получении требуют применения большого количе-
ства транспортирующих устройств, прежде всего конвейеров, что также
способствует использованию поточных методов в литейных цехах.
Основной формой литейного потока является горизонтально замк-
нутая круговая линия, оборудованная тележечным конвейером. На ка-
ждой тележке устанавливается обычно одна собранная форма. Кроме
главного литейного тележечного конвейера в литейном цехе используют
ряд других транспортных средств непрерывного действия для выполне-
ния ряда вспомогательных операций (ленточные транспортеры для пода-
чи формовочной смеси и удаления горелой земли, подвесные конвейеры
для перемещения ковшей с жидким металлом при заливке форм и по-
дачи тяжелых опок на главный конвейер, пластинчатые, вертикально
замкнутые конвейеры для возврата опок и др.).
Литейный конвейер (рис. 5,22) состоит из четырех основных произ-
водственных участков (зон): формовочного, заливочного, охлаждения
и выбивки.
Отличительная черта главного литейного конвейера — на нам про-
исходит процесс естественного остывания отливок, а это требует зна-
чительного его удлинения. Остывание происходит во время движения
залитой литейной формы через зону (галерею) охлаждения, в которой
литейный конвейер заключен в специальный кожух с отсасывающей
вентиляцией. Другая особенность литейного конвейера — одновремен-
ное использование его в качестве как распределительного, так и рабо-
160
Раздел I. Организация основного производства
Рис, 5.22. Планировка литейного конвейера для получения средних отливок деталей трактора: 1 —
полуавтоматическая выбивная установка; 2—охлаждающий кожух; 3~ формовочные машины для
изготовления нижней полуформы; 4 — пластинчатый конвейер для подачи опок; 5 — формовоч-
ные машины для изготовления верхней полуформы; 6 —литейный конвейер; 7 — заливочный
транспортер; 8—подвесной путь для транспортировки жидкого металла; 9—конвейер для накла-
дывания грузов
чего. При этом формы изготавливаются на стационарных машинах
и затем подаются для заливки. Заливка форм производится на главном
конвейере, синхронно с которым работают транспортер ковшей с жид-
ким металлом и конвейер для накладывания грузов на опоки. Остыва-
ние отливок происходит также на литейном конвейере. Таким образом,
в зонах заливки и остывания литейный конвейер выступает в качестве
рабочего, а в зоне выбивки выполняет функции распределительного,
перемещая залитую и остывшую форму на стационарную выбивную
установку с автоматическим или полуавтоматическим адресованием.
Поточное производство в литейном цехе отличается и тем, что все
операции по изготовлению разных по форме и конфигурации отливок
осуществляются с помощью универсального стандартного оборудования.
Поэтому литейные конвейеры являются многопредметными, в боль-
шинстве случаев — переменно-поточными линиями. Основная опера-
ция получения отливок — формовка — легко поддается выравниванию
путем перераспределения элементов операции между отдельными ис-
полнителями и машинами.
Средний такт (ритм) конвейера гср по изготовлению одной формы
определяется по формуле
г» - fe;
где Л^ф — количество форм, подлежащих изготовлению за данный ка-
лендарный период.
Общее количество формовочных машин на конвейере
= 4р/Л:р)
где гср — среднее время изготовления одной формы.
5. Организация поточного и автоматизированного производства 161
Скорость конвейера
v = —[м/мин] или v = —-— [м/мин],
60 ЛТ] Гср ЛТ|
где Рф ~ часовая производительность конвейера, равная числу форм,
изготавливаемых всеми машинами, шт./ч; I — шаг конвейера (расстояние
между центрами тележек на конвейере); п ~ количество форм, устанав-
ливаемых на одной тележке; т| — коэффициент заполнения тележек
(возможен проход порожних тележек); обычно ц принимается равным
0,8-0,9.
Общая длина литейного конвейера £лк определяется длиной зон
формовки £ф, заливки Рзал, охлаждения £охл и выбивки £Выб:
+ ^зал + ^охл + ^выб [м],
а количество тележек (площадок) на конвейере
МЦт = ДекД
При этом
Рф == /Иф /ф, Дад — АГ<?ф/Узал, Д)хл “ Рохл^охлэ Лвыб ~ 4...9,
где /ф — длина, занимаемая одной формовочной машиной вдоль рабо-
чей зоны конвейера, м; Ме$ — металлоемкость одной формы, кг/шт.;
Узал — скорость заливки металла, кг/мин; Тохл — максимальная продол-
жительность остывания отливок, мин); v0XJI — скорость охлаждения.
В литейном производстве, характеризующемся крайне дискомфорт-
ными условиями труда (высокая температура, загазованность, вредные
выделения, запыленность и др.), во многих случаях эффективно при-
менение роботов для выполнения вспомогательных операций, особенно
связанных с перемещением горячего и раскаленного металла (рис. 5.23).
Роботы выполняют следующие операции: принимают отливки из раз-
ливочной машины, передают их на автоматические обрезные прессы
и помещают их на конвейер готовых отливок. Отходы скатываются по
желобу на конвейер для возврата металлолома.
В литейном производстве перспективно применение автоматизиро-
ванных литейных комплексов, базирующихся на автоматических линиях
формовки и выбивки опок. Автоматизированный литейный комплекс
включает вертикально замкнутый цепной конвейер заливки и охлажде-
ния форм и две линии автоматической формовки, каждая из которых
состоит из четырех работающих независимо участков, объединенных
приводными рольгангами. Такой конвейер обладает производительно-
стью до 560 форм в час при скорости конвейера до 6,3...9,4 м/мин,
обеспечивает значительное улучшение условий труда.
11 Зак. 2150
162
Раздел I. Организация основного производства
Рис. 5.23. Схема цинкового литейного конвейера с применением роботов: 1 — плавильная печь;
2—конвейер для возврата металлолома; 3—конвейеры для уборки готовых отливок; 4—обрезные
прессы с применением ручного труда; 5—разделительная стенка; 6—желоб для жидкого металла;
7—автоматические обрезные прессы; S—разливочные машины; 9—роботы; 10—конвейер для
подачи слитков
Кузнечное производство. Применение современной высокопроизво-
дительной техники для получения поковок и штамповок (механические
ковочные прессы, паровоздушные молоты, гидро- и пневмопрессы для
скоростной штамповки, оборудование для электрического и газового
скоростного нагрева), строгая последовательность выполнения операций
создают благоприятные предпосылки для организации потока в куз-
нечно-штамповочных цехах.
Вместе с тем высокая производительность кузнечно-штамповочного
оборудования по сравнению с производительностью оборудования для
обработки резанием и связанное с этим несовпадение типов производ-
ства в механических и кузнечных цехах приводят к преобладанию в по-
следних многопредметных поточных линий. Как правило, такие линии
создаются переменно-поточными со свободным ритмом. За ними закре-
пляется номенклатура заготовок, требующих одинакового по мощности
формообразующего оборудования, специализированного на получении
однородных заготовок деталей (валов, шестерен, кулаков, вилок и др.).
На рис. 5.24 показана поточная линия штамповки заготовок шестерен
на механическом ковочном прессе со свободным ритмом. Соотношение
усилий обрезных и штамповочных прессов 1:10. Нагрев заготовок осу-
ществляется током высокой частоты в ковочно-индукционных нагре-
вателях.
5. Организация поточного и автоматизированного производства
163
Рис. 5.24. Схема поточной линии штамповки заготовок шестерен на механическом ковочном прессе:
1 ~ ковочно-индукционный нагреватель: 2 — цепной транспортер: 3 —- кривошипный ковоч-
но-штамповочный пресс усилием 1500 тс.: 4—пластинчатый транспортер: 5—обрезной пресс уси-
лием 160 тс
В кузнечном производстве на операциях, связанных с манипулиро-
ванием крупными раскаленными слитками, эффективно применение
робототехники. На рис. 5.25 показана схема поточной линии штамповки
коленчатых валов с применением роботов для подачи заготовок на
конвейер и их перемещения, штамповочный молот и обрезной пресс.
При организации многопредметных поточных линий штамповки
заготовок большое значение имеет сокращение времени переналадки
оборудования и замены штампов. В настоящее время на эту работу при
переналадке сложных штампов затрачивается до 4...6 ч и более, что
диктует необходимость работы оборудования крупными партиями.
Японская фирма «Тойота» добилась сокращения этого времени до
10 мин путем внедрения переналадки «в одно касание». Это достигнуто
за счет: стандартизации внешних габаритов штампов и приспособле-
ний, используемых на данном прессе, что позволяет обеспечить их бы-
струю установку и снятие; выполнения операций по наладке штампа,
апробирования его работы и штамповки пробных деталей вне основного
оборудования, т.е. путем так называемой «внешней наладки» (она осу-
ществляется на вспомогательном оборудовании параллельно со штам-
повкой других деталей на основном оборудовании).
Все это позволяет получать заготовки небольшими партиями и со-
четать гибкость производства с высокой производительностью обору-
дования.
Сборочное производство. По сравнению с другими производствами
в сборочном производстве операции более взаимозаменяемы и легко
поддаются расчленению на простые элементы и компоновке в новые,
что позволяет добиваться высокой степени их выравнивания при
сведении к минимуму простоев рабочих. Это облегчает применение по-
тока даже в серийном производстве.
164
Раздел I. Организация основного производства
Рис. 5.25. Схема поточной линии штамповки коленчатых валов с использованием роботов: 1—авто-
матический загрузчик; 2—круговая печь с поворотным подом; 3—разгрузочный механизм; 4—
автоматический подаватель; 5—заготовительный молот; 6,9—роботы; 7 — пластинчатый кон-
вейер; 8—обрезной пресс; 10—штамповочный молот
Выравнивание длительности некоторых операций общей сборки
Исходный процесс
Операции
Номер Наименование Продолжительность, мин
1 Установка щита распределения 2,70
2 Установка распределительного вала 1,00
3 Установка толкателей 1,50
4 Разборка вкладышей шатунов 1,40
5 Установка поршней с шатунами 5,20
6 Постановка вкладышей 2,10
7 Установка 1-й шестерни газораспределения 1,15
8 Установка 2-й шестерни газораспределения 1,76
9 Установка крышки газораспределения 1,76
10 Установка опоры маслонасоса 0,75
И Установка и регулировка топливного насоса 4,05
12 Установка маслонасоса 1,45
13 Установка маслоподводящего патрубка 0,90
5. Организация поточного и автоматизированного производства 165
В табл. 5.2 приведен пример синхронизации некоторых операций
сборки тракторного дизельного двигателя путем перекомпоновки от-
дельных элементов.
В зависимости от методов перемещения собираемых машин в сбо-
рочном производстве различают следующие виды поточной сборки:
1) изделие остается неподвижным, а рабочие-сборщики переме-
щаются по ходу технологического процесса (стационарная поточная
сборка),
2) изделие транспортными средствами периодического действия
передается на участок для выполнения совокупности сборочных опера-
ций (групповая, или бригадная, поточная сборка)',
3) изделие непрерывно перемещается по ходу технологического
процесса с перемещением или без перемещения рабочих-сборщиков
(непрерывно-поточная конвейерная сборка)',
4) изделие периодически перемещается конвейером по ходу техно-
логического процесса, а рабочие-сборщики остаются на своих рабочих
местах или перемещаются вместе с изделием (пульсирующая конвейерная
непрерывно-поточная сборка),
В большинстве случаев (кроме сборки мелких изделий и приборов)
в сборочных цехах используются рабочие конвейеры и сборка изделий
производится непосредственно на них. Основными типами рабочих
конвейеров на сборке являются напольные тележечные и цепные с ус-
тановленными на них несущими площадками, на которых закрепляет-
Таблица 5.2
тракторного двигателя на главном конвейере (г = 2,4 мин)
Принятый процесс
Операции
Укрупненных переходов Номер Наименование Продолжи- тельность, мин Принятое количество рабочих мест
1 II 1 Установка распределитель- ного вала и толкателей 4,75 2
Ш
I II 2 Установка поршневой группы 8,80 4
III
I II 3 Установка шестерни и крыш- ки газораспределения 4,67 2
III
I II 4 Установка и регулировка толкателей и насоса 4,80 2
1 п 5 Установка маслонасоса и подводящего патрубка 2,35 1
166
Раздел I. Организация основного производства
ся собираемое изделие, а также пластинчатые, на которых изделие
перемешается без специальных площадок. Для хранения заделов и по-
дачи деталей и узлов на общую сборку широко используются подвес-
ные конвейеры.
Планировка сборочных поточных линий осуществляется таким об-
разом, чтобы к линии окончательной (общей) сборки примыкали ли-
нии узловой сборки последней операции в тех местах, где начинается
первая операция по монтажу данного узла на главном сборочном кон-
вейере. На рис. 5.26 приведена схема планировки цеха сборки тракторных
двигателей, на которой показаны линии узловой сборки, примыкающие
к главному сборочному конвейеру.
На непрерывных рабочих конвейерах с большим тактом потока ра-
бочий перемещается вместе с собираемым изделием. На конвейерах
с малыми тактом и высокой скоростью операция сборки выполняется
во время прохождения изделия мимо рабочего места без передвижения
рабочего. В первом случае по окончании операции рабочий или брига-
да возвращается на первоначальное место в отведенной для данной
операции зоне и начинает сборку следующего изделия. При этом заня-
тость рабочего на операции /оп складывается из времени выполнения
операции сборки Гшт и времени возвращения его на исходное место 1ВЗ:
^оп = ^шт + (рз*
Рис. 5.26. Схема планировки цеха сборки тракторных двигателей: 1 — моечная машина блока; 2—
линия установки коленчатого вала и гильз; 3—испытательная станция; 4—испытательные стенды;
5 — отделение окраски и сушки; 6—отделение доукомплектования (установка стартера, генерато-
ра, вентилятора); 7 — подвесной транспортный конвейер; 8 — главный сборочный (тележечный)
конвейер; 9—линия сборки шатунно-поршневой группы; 10—линия сборки головки блока; 11 —
стеллажи и бункера для хранения заделов деталей
5. Организация поточного и автоматизированного производства
167
Расстояние возврата
1^ = Аз + Ait /
Г
где / — шаг конвейера, м.
На пульсирующих конвейерах сборка осуществляется во время оста-
новки конвейера для выполнения операции. По окончании операции
через величину такта потока все изделия перемещаются конвейером на
расстояние, равное расстоянию между смежными операциями или ме-
жду изделиями (шаг), после чего конвейер снова останавливается для
выполнения операций.
В случае, когда длительность операции не превышает длительность
такта потока, занятость рабочего
Ап = А1ГГ *" Aps
где — время перемещения пульсирующего конвейера на один шаг:
Ар = Уутр; Утр — транспортная скорость конвейера.
Если длительность операции превышает длительность такта, то в об-
щее время занятости рабочего будет входить и время его возвращения
в исходную рабочую зону сборки:
Ап = Ант Ар Аз*
Шаг конвейера чаще всего определяется длиной собираемого изде-
лия и необходимым промежутком между изделиями или габаритами
приспособлений, на которых осуществляется сборка (длиной тележки,
подставки, площадки, кондуктора и т.п.).
Рабочие места сборки располагаются вдоль конвейера; для каждой
операции отводится рабочая (операционная) зона, границы которой
целесообразно отмечать соответствующими знаками.
Расчетное количество рабочих мест на операции тирасч, определяется
по формуле
^расч i = Ап i
и округляется до ближайшего большего числа тпПрин ь
Скорость непрерывного рабочего конвейера определяется по фор-
муле (5.2), скорость пульсирующего принимается максимально возмож-
ной исходя из сил инерции и условий безопасной работы (до 20 м/мин).
Длина рабочей зоны на операции 1р з , определяется по числу принятых
рабочих мест:
^р.з/ s ^прин/*
На операциях сборки со значительными колебаниями их длительно-
сти в большую сторону до величины max /оп , предусматривается выделе-
ние резервных зон, расчетная длина которых определяется по формуле
^эез/ = (max Ап / “ Ап/)Д
168
Раздел I. Организация основного производства
и округляется до ближайшего большего числа, кратного шагу конвейера /,
т.е. 4ез/ = ^рсз/4 r^e ^рсз i — число резервных делений, которые необхо-
димо добавить к нормальной зоне.
Таким образом, общая длина рабочей зоны на z-й операции
4п/ “ 1р.з1 + = Куприн! + ^рез/)’
В ряде случаев для уменьшения общей длины конвейера (при воз-
можности выполнения сборочных операций параллельно) рабочие места
располагаются по обеим сторонам конвейера (рис. 5.27). Тогда общая
длина непосредственно рабочей части конвейера определяется по фор-
муле (5.1), где за /иприн принимаются лишь рабочие места и резервные
зоны, расположенные вдоль одной стороны конвейера, т.е. без опера-
ций, выполняемых параллельно.
Хотя в сборочном процессе совершаются, как правило, простые
действия, применение робототехники по всему фронту сборочных работ
в настоящее время и в обозримом будущем будет весьма ограниченным
из-за сложности конфигурации и непредсказуемости траектории движе-
ния даже на одной и той же операции, а тем более на разных операциях.
Именно это обстоятельство делает технически невозможным, а в боль-
шинстве случаев — экономически нецелесообразным применение ро-
ботов. Однако на операциях, где собираемый предмет можно точно
зафиксировать в пространстве и во времени, на тяжелых и вредных
операциях и там, где можно выработать стандартную траекторию рабо-
чих движений, применение роботов весьма эффективно (в частности,
при сборке и сварке кузовов легковых автомобилей и кабин грузовых
автомобилей, при их окраске и на других операциях с частой повторяе-
мостью при постоянной траектории рабочих движений). С этой точки
зрения конвейерная сборка, при которой удается более точно зафикси-
ровать траекторию рабочих движений, предпочтительнее для применения
Установка крышек Установка Ьодяного
Рис. 5.27. Схема части рабочего конвейера сборки двигателя с последовательным и параллельным
расположением рабочих мест: © — место рабочего в начале операции; © — место рабочего по
окончании операции; О — сборочный стенд; (2), (3) — количество рабочих мест на операции
5. Организация поточного и автоматизированного производства 169
роботов. Видимо, по этой причине японские автомобильные заводы не
отказываются от конвейеров, на которых широко используются роботы.
При организации конвейеров особое внимание следует обратить на
устранение факторов, вызывающих утомление рабочих вследствие мо-
нотонности и однообразия выполняемых операций. Основными на-
правлениями, способствующими снижению утомляемости при работе
на конвейерах, являются: укрупнение и совмещение отдельных корот-
ких операций; укрупнение ритма до физиологически и психологически
безвредных границ; совмещение профессий, позволяющее рабочему
переходить с операции на операцию; введение специальных производ-
ственных пауз, используемых для отдыха и проведения производствен-
ной гимнастики, и др.
При стационарной поточной сборке на неподвижных стендах, при-
меняемой обычно при сборке крупных, тяжелых изделий или изделий,
требующих точной установки (нивелировки) основных базовых дета-
лей, рабочие бригады сборщиков ритмично перемещаются от одного
стенда к другому.
Весь процесс сборки расчленяется на ряд элементарных операций,
которые затем объединяются в укрупненные комплексные операции
в зависимости от их последовательности и требуемой квалификации
рабочих. Длительность таких укрупненных операций, куда входит так-
же время на переход бригады и перемещение инструмента и приспо-
соблений от стенда к стенду, должна быть равна или кратна такту
конвейера. Количество работающих в бригаде зависит от трудоемкости
операции. При высокой трудоемкости комплексных операций нередко
фронт работ для большой бригады оказывается недостаточным, поэто-
му приходится организовывать несколько параллельных бригад.
Условием синхронизации стационарной поточной сборки является
выражение
% + 4icp
где tj — трудоемкость /-й комплексной операции; /пер — время переме-
щения (переход) рабочих и приспособлений между стендами; Q — ко-
личество рабочих-сборщиков в бригаде при выполнении Лй операции;
— количество параллельных бригад, выполняющих Лю операцию.
Такт потока
Ф - Т
/=1
где Фдейст — действительный фонд времени работы потока за планируе-
мый период времени, ч; N — программа выпуска изделий, шт.; Тц —
170
Раздел I. Организация основного производства
длительность технологического цикла сборки одного изделия, ч; кОп —
количество комплексных сборочных операций.
Общее количество необходимых сборочных стендов
Гц + А^ст
Wct = — - + Wcip,
где ZycT — время на установку изделия на стенд перед сборкой и снятие
после сборки; /истр — резервное количество стендов (обычно 15-20 % от
потребного).
При бесконвейерной сборке на передвижных стендах (электроробо-
токарах) по шведскому методу, когда собираемое изделие подается
группе (бригаде) непосредственно на ее рабочее место, время на уста-
новку и снятие изделия, а также на переход и перемещение инструмен-
та не затрачивается.
Общее количество автономных подразделений wa.n в сборочном про-
изводстве, в которых полностью собирается изделие, определяется по
формуле
/л
Ес. (5-6)
/=1
где Т — общая трудоемкость сборки изделия, ч; Nr — среднечасовая
программа выпуска машин из сборочного цеха, шт./ч; п — количество
групп (бригад), осуществляющих полную сборку по всем укрупненным
операциям в отделении; CJ — количество рабочих-сборщиков в ьй
группе, выполняющих укрупненную операцию.
Из формулы (5.6) видно, что чем больше программа выпуска машин
и меньше сборщиков полностью собирают машину, т.е. чем более ук-
рупнена операция, тем больше необходимо организовать автономных
отделений («сот») в сборочном цехе.
Количество потребных электро- или роботокар тпэ1срасч для каждой
группы в таком отделении определится по формуле
л
Ес
^эк.расч ^рез?
Краб/
где Краб i — оптимальный фронт работ на выполнение укрупненной Z-й
операции (количество одновременно занятых рабочих); 7Ире3 — количе-
ство резервных (страховых) электро- или роботокар в сборочной группе
(см. рис. 5.8).
Раздел
ПОДГОТОВКА
ПРОИЗВОДСТВА
(ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПРОДУКЦИИ)
О
6. Значение и содержание подготовки
производства
□
□
□
7. Организация конструкторской
подготовки производства
8. Организация технологической
подготовки производства
9. Управление качеством продукции
6. Значение и содержание подготовки
производства
6.1. Понятие о подготовке производства
Для организации производственной деятельности предприятия не-
обходимо знать, что и как производить. Ответ на эти вопросы дает про-
ект новой продукции, от качества которого зависит успех дела. Именно
поэтому он является основной предпосылкой эффективного функцио-
нирования предприятия и его подразделений. На основании проекта
продукции люди могут произвести ее с предусмотренными параметра-
ми и в необходимом количестве в специально предназначенной для
этого производственной системе (на предприятии), если в их распоря-
жении будут все предусмотренные проектом ресурсы для выпуска дан-
ного изделия.
Таким образом, проект продукции не только дает ответы на вопросы,
что и как делать, но и служит исходной информацией для проектиро-
вания деятельности предприятия по научно обоснованным методам и
правилам.
Проект продукции является результатом выполнения на предпри-
ятии трудоемкой и высококвалифицированной работы, связанной с под-
готовкой производства новых изделий. Под подготовкой производства
понимается комплекс исследовательских, опытно-конструкторских, про-
ектных, плановых и организационных работ, связанных с проектирова-
нием и освоением в производстве новых изделий.
Подготовка производства новых изделий требует значительных затрат.
В успешно действующих компаниях на разработку продукции и выведе-
ние ее на рынок затрачивается около 4 % общего объема продаж, в том
числе: на исследование и разработку — около 2 %, на коммерциализа-
цию (маркетинг, реклама, дизайн и т.п.) — около 1 %, на развитие
рынка после освоения нового изделия — примерно столько же. При
этом лишь небольшая часть новых идей материализуется в новых про-
дуктах. По данным японских компаний, только 33 % идей доходит до
стадии разработки, причем 47 % из них доводится до коммерческой
разработки, а из последних только 55 % запускается в серийное произ-
водство и выводится на рынок. Таким образом, до рынка доводится
только 8,5 % новых идей. А если учесть, что рынок принимает 1/4 часть
выведенных на него новых изделий, то для успеха на рынке необходи-
мо глубоко проанализировать и рассмотреть около 40-50 новых идей.
6. Значение и содержание подготовки производства 173
Подготовка производства включает:
• маркетинговые исследования и формирование требований к новой
продукции;
• научно-технические исследования;
• опытно-конструкторские работы;
• разработку технической документации;
• организационно-плановые работы, обеспечивающие готовность
предприятия к выпуску новых изделий.
В условиях рыночной экономики при формировании требований
к новой продукции на первое место выходит концепция маркетинга,
предполагающая тщательное изучение требований потребителя к про-
дукции и возможностей ее сбыта. Поскольку сбыт зависит от свойств,
цены и качества предлагаемой продукции, то концепция маркетинга
рассматривается как деятельность предприятия, основанная на изго-
товлении той продукции, которую можно продать. Поэтому всякой
разработке новой продукции должны предшествовать глубокие марке-
тинговые исследования, результаты которых необходимо довести до
каждого специалиста предприятия, участвующего в разработке и изго-
товлении новой продукции (конструктора, технолога, производствен-
ника и др.). Каждый из них должен знать, какая продукция и сколько
ее потребуется потребителям, какие свойства привлекают их, какую
цену они готовы заплатить, где и когда эта продукция им потребуется.
Но маркетинг имеет и другую сторону. Новые, улучшенные свойст-
ва продукта, его высокое качество и отличие от других продуктов,
включая цену, необходимо довести до потребителя. Без этого никогда
не возникнут новые потребности (так в свое время возникла потреб-
ность в автомобилях, радио, телефоне, телевизоре и во многом другом).
Именно поэтому разработку новой продукции и доведение информа-
ции о ее свойствах до потребителя следует рассматривать в единстве
спроса и предложения, включая широкую, но правдивую рекламу.
Цель научно-технических исследований —• расширить знания, необхо-
димые для создания новых техники, технологий, материалов, разработать
методы организации производства и изыскать пути их использования
при разработке новой продукции с более высокими технико-экономиче-
скими характеристиками в соответствии со сформулированными требо-
ваниями в короткий срок. Таким образом, научно-технические иссле-
дования обосновывают технико-экономические преимущества новых
изделий в области производительности, надежности, долговечности, КПД
и другие показатели и в конечном счете определяют эффективность
нового изделия. Так или иначе они пронизывают все этапы подготовки
новых изделий.
При проведении опытно-конструкторских работ подробно анали-
зируются варианты выполнения технических решений для создания
174
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
изделия с заданными параметрами, разрабатываются и изготавливаются
опытные образцы, которые затем подвергаются всесторонним испыта-
ниям. На большинстве машиностроительных предприятий опытно-кон-
структорские работы совмещаются с разработкой технической доку-
ментации серийного или массового производства и становятся частью
работ по технической подготовке производства.
Под технической подготовкой производства понимается комплекс
проектных и экспериментальных работ и процессов, связанных с разра-
боткой новых и совершенствованием выпускаемых машин, действующих
технологических процессов, технологической оснастки и нестандартного
оборудования.
Техническая подготовка, осуществляемая на машиностроительном
предприятии, состоит из двух основных частей — конструкторской
и технологической. Конструкторская подготовка —- это совокупность
проектных и экспериментальных работ, связанных с разработкой но-
вых и совершенствованием выпускаемых машин и их частей. Техноло-
гическая подготовка состоит из проектных, экспериментальных работ
по разработке и совершенствованию технологических процессов, изго-
товлению оснастки и необходимого нестандартного оборудования.
Таким образом, техническая подготовка дает ответ на вопрос о том,
какие машины и как, какими методами и орудиями труда должны из-
готавливаться. От качества ее в значительной степени зависят показа-
тели производства и эксплуатации машин.
Производительность, мощность, КПД, расход топлива, смазочных ма-
териалов, энергии, затраты на содержание и ремонт машины находятся
в прямой зависимости от степени реализации лучших конструкторских
решений в области проектирования машин определенного класса.
Расход и стоимость материалов, затраты труда и других ресурсов на
изготовление машин зависят от качества разработки конструкций дета-
лей, сборочных единиц, агрегатов и разработки технологического процесса
конструкторами и технологами, закладывающими основу экономических
результатов изготовления и использования машин. По данным отече-
ственных и зарубежных исследователей, примерно 75 % снижения из-
держек при изготовлении и эксплуатации машин новой конструкции
достигается за счет использования более эффективных решений, при-
нимаемых на стадии технической подготовки производства.
При выполнении работ по технической подготовке должны быть
решены следующие основные задачи, обеспечивающие высокие темпы
технического прогресса как в отраслях, потребляющих машины, так
и в отраслях, производящих их:
1) создание конструкций новых машин с более высокими эксплуата-
ционными параметрами, технологичных в изготовлении, обеспечиваю-
щих снижение издержек в отраслях, производящих и использующих
6. Значение и содержание подготовки производства
175
эти машины, что обеспечивает неуклонный рост производительности
общественного труда; при этом затраты на производство новых машин
должны расти в меньшей мере, чем их полезный эффект;
2) разработка и внедрение наиболее совершенных, предназначен-
ных для конкретных условий производства технологических методов
и способов получения заготовок, обработки деталей, узловой и общей
сборки, повышающих технико-экономические показатели производст-
ва, его ритмичность, рентабельность, производительность труда;
3) разработка и осуществление мероприятий по уменьшению дли-
тельности, трудоемкости и стоимости всех работ, входящих в комплекс
технической подготовки, что ускоряет темпы технического развития
и повышает эффективность производства и эксплуатации машин.
В результате осуществления комплекса работ по технической подго-
товке производства создается:
• техническая документация, определяющая все конструктивные эле-
менты новой машины, доведенной в результате испытаний и доработок
опытного образца или опытной серии до современных требований про-
изводства и эксплуатации техники этого класса;
, техническая документация, определяющая наиболее рациональные
способы получения заготовок, обработки деталей, узловой и общей
сборки машины, нормы расхода материальных и трудовых ресурсов на
ее изготовление;
• техническая документация, определяющая конструкцию и спосо-
бы изготовления всех видов технологической оснастки и нестандартно-
го оборудования, необходимых для изготовления отдельных элементов
машины и ее сборки;
• комплект изготовленной и доведенной до совершенства технологи-
ческой оснастки и специального оборудования, обеспечивающих осуще-
ствление технологического процесса по изготовлению новых машин
в заданном объеме и технико-экономических показателях производства.
Конструкторская и технологическая документация содержит всю ин-
формацию, необходимую для организации как основного, так и вспомо-
гательного производства. Эта информация состоит из различных нор-
мативов, на основе которых устанавливаются все параметры будущего
производства машины и осуществляют свои функции все управленче-
ские подразделения завода. По этим нормативам определяют: потребность
в оборудовании и инструменте, материалах и рабочей силе, уровень ма-
териальных, трудовых и денежных затрат на изготовление отдельных
деталей и машин в целом, календарно-плановые нормативы движения
производства, квалификационный состав кадров и др.
По показателям и нормативам, содержащимся в конструкторской
и технологической документации, на предприятии создается картотека
176
Раздел П. Подготовка производства (проектирование продукции)
нормативно-справочной информации на машинных носителях, состоя-
щая из нижеследующих основных групп массивов.
Картотека количественного состава изделия, его применяемости и мар-
шрута обработки, содержащая массивы узлов и сборочных соединений
в изделии, деталей в узле с указанием технологического маршрута об-
работки детали.
Картотека трудовых нормативов, состоящая из массивов нормати-
вов: пооперационных трудовых затрат; трудоемкости деталей по типам
(кодам) оборудования; трудоемкости деталей по профессиям и разря-
дам работ; пооперационных затрат на заработную плату. На основе
нормативов, содержащихся в картотеке трудовых затрат, определяют:
потребность в оборудовании, рабочей силе по профессиям и разрядам,
фонд заработной платы и производственную программу в нормо-часах,
календарно-плановые нормативы, затраты на заработную плату в себе-
стоимости изделий. Кроме того, на основе картотеки могут быть состав-
лены первичные документы по начислению заработной платы, движению
партии деталей, рабочие наряды и др.
Картотека материальных нормативов, содержащая массивы: норм
расхода материалов на детали, инструмент, оснастку для вспомогательных
целей (ремонт и др.); норм запаса материалов; сводных норм расхода
материала данного вида на сборочную единицу, изделие. Эти нормативы
используются для определения потребности в соответствующих видах
материалов и составления планов материально-технического снабже-
ния, расчета затрат на материалы и себестоимости изделий, выписки
лимитных карт, учета движения материалов, расчета показателей при
анализе использования материалов.
Картотека инструмента и оснастки, состоящая из массивов: приме-
няемости инструмента и приспособлений, нормативов машинного вре-
мени на обработку деталей данным инструментом, времени износа или
стойкости инструмента; норм расхода материалов и времени на изго-
товление инструмента и др. Эти нормативы используются для опреде-
ления потребности в инструменте, составления заявок на его приобрете-
ние, составления лимитных карт расхода и получения инструмента
с центрального инструментального склада, нормирования запаса и уче-
та движения и расхода инструмента, планирования работы инструмен-
тального цеха и т.д.
Картотека состава и фонда времени работы оборудования, содержа-
щая массивы, характеризующие все данные о каждой инвентарной
единице оборудования, которая находится на данном участке производ-
ства, и о фонде ее работы. Они используются для расчета мощностей
и определения загрузки оборудования, его движения, для планирования
времени ремонта и ремонтных работ.
6. Значение и содержание подготовки производства
177
Картотека состава работающих и фонда рабочего времени, включаю-
щая массивы действительного фонда времени работы рабочих по про-
фессиям. Они используются для составления планов по труду, расчета
потребности в рабочих по профессиям.
Картотека календарно-плановых нормативов, содержащая массивы
следующих нормативов: размеров партий и периодов их запуска-вы-
пуска, длительности производственного цикла, величины заделов, опе-
режений и др. Они используются для составления и корректировки
оперативно-производственных планов, обеспечения ритмичности ра-
боты и производственного диспетчирования.
В качестве первичной документации при создании нормативного
хозяйства на машинных носителях используются маршрутные, опера-
ционные и комплектовочные карты, ведомости расцеховки, ведомости
оснастки, спецификации и т.д.
Техническая подготовка нового изделия дополняется комплексом
работ, связанных с организацией производства, труда, материально-тех-
нического снабжения, с решением экономических и финансовых вопро-
сов и выполняемых соответствующими отделами и службами предпри-
ятия. Этот комплекс работ принято называть организационной подготовкой
производства.
Мероприятия по организации производства новых изделий должны
обеспечить максимально возможную преемственность в реализации
принципов специализации, пропорциональности, параллельности, не-
прерывности, прямоточности и ритмичности процесса. Для этого в ряде
случаев необходимо предусмотреть реконструкцию и перепланировку
производственных участков и цехов, модернизацию действующего обо-
рудования.
Мероприятия по организации труда включают: подготовку, пере-
подготовку и расстановку исполнителей, связанных с освоением в про-
изводстве новых изделий; организацию материального и морального
стимулирования за быстрое освоение новых изделий; проведение вос-
питательной и пропагандистской работы, в том числе создание благо-
приятного психологического микроклимата во всех подразделениях;
нормирование и организацию оплаты труда, в том числе разработку
систем оплаты за быстрое освоение новых изделий. Осуществление
этих мероприятий должно обеспечить полную готовность коллектива
к производству новых изделий.
Создание и освоение новых изделий в установленные сроки диктуют
необходимость организации материально-технического снабжения пред-
приятия, его подразделений всеми видами сырья, материалов, средств
труда. Для этого необходимо заранее осуществить ряд работ: разрабо-
тать нормы расхода и запасов материальных ресурсов; установить связи
с поставщиками; согласовать с ними объемы и сроки поставки; заклю-
12 Зак, 2150
178
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
чить с ними договоры; своевременно обеспечить цехи и участки всем
необходимым в сроки, предусмотренные планом освоения нового из-
делия, и т.д.
Работы по подготовке производства новых изделий включают и вы-
полнение функций, связанных с экономикой производства: определе-
ние экономической целесообразности и эффективности производства
и эксплуатации новых изделий; определение затрат и цен на них; раз-
работка технико-экономических показателей предприятия и путей их
достижения по отдельным срокам освоения новых изделий.
Организация финансирования включает определение объема денеж-
ных затрат, сроков и источников финансирования отдельных меро-
приятий по подготовке производства новых изделий, а также сроков
возврата заемных средств кредиторам и т.п.
Особое место в организации подготовки производства новых изде-
лий занимает определение сроков замены их моделей и планирование
работ по ее осуществлению, что связано с жизненным циклом изделия.
6.2. Жизненный цикл новой продукции и его влияние
на показатели ее производства и использования
Разработать и внедрить в производство изделие новой модели —
значит превратить знания в продукт. Превращение знаний в продукт
требует значительных единовременных затрат, величина которых тем
больше, чем чаще происходит смена моделей. В свою очередь, это вле-
чет за собой удорожание изделий в сфере их производства. Так, напри-
мер, затраты на изготовление машины новой модели в первый год ее
выпуска в 2 раза превышают затраты пятого года и в 3 раза десятого,
что, несомненно, снижает уровень эффективности новой техники, а ино-
гда приводит к крупным убыткам.
Эти, на первый взгляд противоречивые, обстоятельства, связанные
с быстрыми темпами технического прогресса, требуют определения та-
кого периода времени смены моделей продукции, при котором сум-
марные затраты на разработку и внедрение новых моделей, а также
потери от морального износа были бы минимальными, а уровень эко-
номической эффективности ее — максимальным.
Время, в течение которого осуществляется разработка новой про-
дукции, ее освоение и изготовление на предприятии вплоть до снятия
с производства, принято называть жизненным циклом продукции.
В жизненном цикле можно выделить два характерных периода: вре-
мя, в течение которого осуществляется разработка новой продукции,
и время, в течение которого продукция производится и потребляется
6, Значение и содержание подготовки производства
179
обществом. В первый период предприятие затрачивает крупные средства
(«работает») на новую продукцию, во второй оно получает от нее доход
за счет производства и продажи в личное или производственное исполь-
зование (новая продукция «работает» на предприятие). Казалось бы,
предприятию выгодно максимально продлить второй период, посколь-
ку в это время оно не несет дополнительных расходов на разработку
и внедрение новой продукции. Однако этот период имеет предел, обу-
словленный экономическими и социальными факторами. Это связано
с тем, что продукция с момента ее появления обеспечивает социаль-
но-экономический эффект лишь до определенного момента, после кото-
рого она морально стареет и ее дальнейшее производство и использова-
ние приносит ущерб предприятию независимо от уровня ее стоимости
(резко снижается, а иногда и полностью прекращается спрос на нее,
и, как следствие, падает прибыль, растут убытки). Другими словами,
с момента появления новой продукции эффект от ее использования
быстро увеличивается до максимальной величины, а затем начинает
уменьшаться до нуля или даже до отрицательной величины.
На рис. 6.1 приведен типичный график изменения затрат и эффекта
в различные периоды жизненного цикла новой продукции, а на рис. 6.2 —
кривая жизненного цикла изделия в системе маркетинга.
Уровень затрат и эффекта зависит от двух основных факторов: 1) час-
тота появления новых научно-технических идей и качество их отбора;
2) глубина анализа и тщательность проработки технических решений.
Рис. 6.1. Г рафик изменения затрат и эффекта в течение жизненного цикла нового изделия: а—го-
довые затраты и доходы; б—накопленные; — время разработки; t2—время внедрения в произ-
водство; —время серийного (массового) производства
12*
180
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 6.2. Кривая жизненного цикла изделия в системе маркетинга
Чем чаще появляются новые идеи и чем выше уровень развития эконо-
мики страны, тем благоприятнее условия для создания и более частой
смены моделей продукции, что влечет за собой сокращение ее жизнен-
ного цикла. Однако тщательный анализ и отбор наиболее прогрессив-
ных идей при разработке проекта изделия повышают эффективность
новой продукции и тем продлевают ее жизненный цикл.
Теоретически можно предположить, что любая научно-техническая
идея, относящаяся к продукции определенного назначения, может быть
сразу (например, в год ее появления) воплощена в полезный продукт
путем внесения изменений в конструкцию и технологию выпускаемого
изделия. Это позволит сразу получить от идеи эффект за счет тиражи-
рования научно-технического достижения в выпускаемой продукции.
Однако такое решение неизбежно потребует все новых и новых затрат
на превращение знаний в продукцию и вызовет потери, связанные
с освоением ее в производстве.
К этой проблеме можно подойти иначе: на тщательный анализ и отбор
идей и разработку продукции затратить значительные единовременные
средства, чтобы отобрать и использовать только те идеи, которые, бу-
дучи воплощенными в конструкцию изделия и способы его изготовле-
ния, дадут наибольший суммарный эффект за значительный период
времени, в течение которого в них не будут вноситься никакие измене-
ния. Накапливаемые в этот период информационные, интеллектуальные,
трудовые и материальные ресурсы следует направить на анализ, отбор
и разработку очередной новой модели продукции, в которой затем ис-
пользовать максимальное количество наиболее эффективных научно-тех-
нических решений, относящихся как к конструкции, так и к способам
ее производства и эксплуатации.
6. Значение и содержание подготовки производства
181
Это обстоятельство требует определения экономически оптимального
периода смены моделей и связанного с ним жизненного цикла изделия,
который определяется производителем изделий на основе требований
потребителей. В конечном счете новая продукция (например, машина)
должна обеспечить экономию затрат при ее использовании потребите-
лями. Но это возможно только в том случае, если продукция будет снята
с производства в год, когда эти затраты не будут выше затрат по новой
продукции. Этому условию удовлетворяют неравенства:
-_д—
, ~-*^норм
ч*сл 2
(И)
С'^+ v
*2*1 1 ,£
~^норм
где Сь С2 — себестоимость конечной продукции, получаемой с помо-
щью изделия данного назначения (соответственно по старой и новой
модели); ЛГЬ N2 — годовой выпуск конечной продукции, шт.; К[, К2 —
стоимость изделия; ь Гсл 2 — срок его службы, лет; £НОрм — норматив-
ный коэффициент эффективности, экономический фильтр (прибыль на
капитал, налоги и др.); п — оптимальный период смены модели изде-
лия, лет.
Неравенства (6.1) читаются так: в год, соответствующий оптимальному
периоду (л), затраты потребителя при использовании изделий старой
модели будут равны или ниже затрат по новой модели, а в следующий
год — выше.
Анализ неравенств позволяет сделать вывод, что на жизненный
цикл новой продукции влияют следующие основные факторы (кото-
рые рассмотрим на примере машины):
1) масштабы полезных свойств новой продукции по сравнению со
свойствами старой (применительно к машине — уровень ее полезной,
т.е. используемой потребителем, производительности; чем выше про-
изводительность машины, тем меньше удельные капиталовложения,
приходящиеся на единицу конечной продукции, производимой маши-
ной, и короче период смены моделей);
2) темпы снижения текущих издержек при использовании новой
продукции и уменьшение ее стоимости в расчете на единицу полезно-
сти; чем лучше эти показатели, тем короче жизненный цикл изделия;
3) долговечность (срок службы) продукции; чем выше этот показа-
тель, тем короче (при прочих равных условиях) период смены моделей.
Первый фактор является одним из решающих при разработке но-
вых моделей машин специального назначения, для производства с их
182
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
помощью в массовых количествах однородной продукции или выпол-
нения однородных работ, где возможности использования высокой
единичной производительности неограниченны. Именно поэтому в та-
ких машинах она возрастает от модели к модели высокими темпами
(турбогенераторы, прокатные станы, карьерные автосамосвалы, домен-
ные печи, конвертеры и особенно ЭВМ, производительность которых
от модели к модели повышается на несколько порядков).
При разработке новых моделей ряда выпускаемых в массовом коли-
честве машин возможности обеспечить рост производительности огра-
ниченны. К тому же высокая производительность сдерживается условия-
ми эксплуатации (например, повышенная скорость автомобиля в городах
при коротких рейсах или в условиях бездорожья). Поэтому при разра-
ботке новых моделей таких машин главное внимание уделяется сниже-
нию текущих издержек по их эксплуатации.
Один из наиболее эффективных путей сокращения сроков начала
производства новой продукции — приобретение лицензий на право из-
готовления изделия по документации, подготовленной другими разра-
ботчиками. В этом случае обеспечивается быстрое освоение выпуска
новых изделий при отсутствии собственного высокого научно-техниче-
ского потенциала (т.е. необходимых для разработки этой продукции
кадров соответствующей квалификации). По этому пути в свое время
шла Япония, которая в 1951—1985 гт. приобрела на Западе (в основном
в США) лицензии на право использовать в производстве научно-техни-
ческие разработки примерно на 17 млрд долларов, достигнув в короткое
время выдающихся экономических успехов, создавая постепенно и соб-
ственный мощный интеллектуальный потенциал, который быстро пе-
рекрыл в сотни раз затраты на эти цели.
Беларусь, обладая собственным высоким научно-техническим по-
тенциалом, может и должна использовать этот путь лишь частично (как
и все развитые страны). По части разработок (вплоть до отдельных уз-
лов машин), по которым она находится на мировом уровне, следует
предложить лицензии другим странам, а часть — приобрести.
Таким образом, если предприятие по одним частям нового изделия
приобретает лицензии, чем ускоряет проектирование, а по другим про-
дает, то оно получит полноценную прибыль в размерах, которые дости-
гаются при минимальных сроках создания нового изделия в целом
своими силами. Такая ситуация отражена на рис. 6.3, где заштрихован-
ная площадь со знаком «-» показывает уменьшение дохода за счет при-
обретения лицензии, а со знаком «+» — его увеличение, если удается по
новым разработкам продать лицензии.
Одним из важных путей сокращения времени разработки является
развитие и укрепление опытно-экспериментальных баз предприятий-раз-
работчиков, и прежде всего оснащение их средствами для ускорения
6. Значение и содержание подготовки производства
183
Рис. 6.3. Изменение эффективности новой продукции с изменением «скорости» ее проектирования
(соответственно при малых (кривая 1) и больших (кривая 2) сроках): 4 —- при продаже лицензий
на ряд узлов и частей нового разработанного изделия; Б—при покупке лицензий на ряд узлов и частей
разрабатываемого изделия; Ц — время соответственно разработки и внедрения (проектирования);
t2, ^2 — время производства
стендовых испытаний новой продукции. Стенды имитируют все условия
будущей эксплуатации и экстремальные внешние воздействия (жару
и холод, сушь и влажность, ударные нагрузки, вибрации, запылен-
ность, загазованность, абразивную среду и плохие дороги — в общем
все то, что определяет надежность машин при их использовании в ре-
альных условиях).
6.3. Планирование работ по подготовке
производства новых изделий
Важнейшей составной частью подготовки производства является
планирование работ, в первую очередь по технической подготовке как
наиболее трудоемких и продолжительных, определяющих длительность
разработки и освоения в производстве новых изделий.
На рис. 6.4 схематически показана схема разработки технической
документации конструкторским и технологическим отделами. Боль-
шой объем и сложность работ, связанных с разработкой и внедрением
в производство конструкций новых машин, требуют организации отдель-
ных элементов технической подготовки по определенному плану. Техни-
ческая подготовка — начальный этап изготовления машины и составная
184
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Маркетинговые исследования Изобретения и патенты Технические требования Научно-технические разработки и научная литература Образцы Выпускаемых изделий
1
Конструкторская подготовка " 11 1 Техническое задание (определение изделия/ Назначение Технические параметры Требования (технологические, надежности, безопасности, эргономики, экологии, эстетики и др/ Экономическая оценка (цена, годобой быпуск, прибыль, эффектибность использования и др/ - " ч Эскизный проект Чертежи общего Вида, Важнейших узлоб \ Эскизы и макеты \ Экономический анализ \ Технический проект Расчеты на прочность, надежность Общая компановка изделия / Чертежи и схемы узлоб у Технико-экономический анализ Вариантов г 1 Рабочая документация Документация опытного образца / Расчеты и чертежи деталей Л Проработка на технологичность / Выбор барианта конструкции Изготобление опытного образца Испытания опытного образца Документация стабильного пооиэбодстба Доработка документации после изготобления \ опытного образца Л Изготобление контрольной серии изделий \ Доработка документации после испытания контрольной серии Стабильное произбодстбо нобого изделия Технологическая подготовка . Предварительный проект Л Анализ преемстбенности и технологичности \ конструкции нобого изделия , Предложения по повышению уроВня у технологичности Рабочий проект Документация опытного образца Анализ преемстбенности и технологичности у конструкции узлоб и деталей f Предложения по побышению уробня у технологичности и преемстбенности ' Разработка технологического процесса изготобления опытного образца Документация стабильного пооиэбодстба Доработка документации после изготобления опытного образца Разработка технологического процесса и его экономическая оценка . Выбор барианта процесса \ Проект технологической оснастки у Изготобление оснастки \ Наладка технологического процесса б оснобных цехах предприятия
Рис. 6.4. Схема разработки технической документации нового изделия
6, Значение и содержание подготовки производства 185
часть плана-графика выполнения заказа, непосредственно связанная
с текущей программой единичного производства, разрабатываемой про-
изводственным отделом завода.
В серийном и массовом производстве с устойчивой номенклатурой
продукции техническая подготовка имеет циклический характер. В пе-
риод смены моделей машины все работы по проектированию конструк-
ции машины, технологического процесса ее изготовления и наладки
производства повторяются. Во время производства серийной машины
на заводе ведутся работы по технической подготовке новой модели. Таким
образом, техническая подготовка в серийном и массовом производстве
непосредственно не связана с выполнением текущей программы завода
и потому планируется самостоятельно, стыкуясь с производственной про-
граммой выпуска нового изделия на последней стадии ее выполнения.
Цель планирования — установление календарных сроков выполне-
ния и стоимости технической подготовки производства в целом и ее
отдельных этапов, что в конечном счете зависит от объема и содержа-
ния работ и цикла их повторения, т.е. от периода смены моделей.
Таким образом, для разработки календарных планов-графиков по
технической подготовке и планирования работ соответствующих под-
разделений завода необходимо определить их объем и содержание.
Объем работ определяется в натуральных и трудовых показателях.
Натуральные показатели характеризуют объем предстоящих работ
в физических единицах, выбор которых обусловлен назначением и слож-
ностью будущей машины, типом ее производства, общим количеством
деталей, в том числе оригинальных, их сложностью, количеством тех-
нологических процессов и операций в них, количеством видов и на-
именований технологической оснастки, подлежащей проектированию
и изготовлению.
Общее число наименований деталей в машине зависит от ее типа
и класса. Так, легковой автомобиль среднего литража состоит из 3,5—5 тыс.
наименований деталей, а легкий токарно-винторезный станок — около
1 тыс. и т.д.
Обычно усовершенствование конструкции сопровождается увели-
чением общего количества деталей как за счет некоторого расширения
функциональных возможностей машины (оснащение машины допол-
нительными приводами, механизмами, декоративными деталями и т.п.),
так и за счет расчленения сложных деталей на более простые, исходя из
задачи максимального обеспечения технологичности. Однако достиже-
ния в технологии могут способствовать и обратному процессу — получе-
нию более сложных деталей вместо многих отдельных. Замена ручной
сварки кузова автоматической и внедрение холодной штамповки в мас-
совом производстве легковых машин делает эффективным создание цель-
носварной конструкции кузова из отдельных сложных штампованных
186
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
деталей вместо сборной из многих частей. Широкие возможности для
замены многодетальных частей машины монолитными открывает ис-
пользование прочных пластмасс.
Зная основные направления в развитии конструкции и технологии
производства машин определенного класса, завод, специализирующийся
на их выпуске, может с достаточной для перспективного планирования
точностью определить общее количество наименований деталей буду-
щей машины. Однако это еще не дает полного представления об объе-
ме предстоящих работ по технической подготовке. Важно определить
количество оригинальных деталей: чем их больше, тем сложнее и доро-
же машина в производстве и эксплуатации. Количество оригинальных
деталей определяется на основе анализа конструктивной преемствен-
ности и применяемости отдельных сборочных единиц в машинах раз-
ных типов и в различных моделях одной и той же машины. Практика
показывает, что функциональное разнообразие машин достигается разно-
образием их частей или агрегатов, выполняющих основную функцию.
Например, американская «Дженерал моторе компани» на ПО моделей
кузовов автомашин применяла лишь 8 типов двигателей, 7 — сцепле-
ния, 5 — мостов и лишь 4 типа коробок передач и рулевого управления.
При разработке конструкций новых металлорежущих станков при-
меняется до 93-95 % ранее освоенных или стандартизованных деталей.
С учетом этого приближенно определяется число наименований ори-
гинальных деталей в конструкции будущей машины. Общее количество
оригинальных деталей распределяется по группам конструктивной и тех-
нологической сложности. Так, в автомобиле детали простой конструкции
составляют около половины общего количества, средней сложности —
около 35 %, сложные — примерно 15 %. В станкостроении, например,
все детали металлорежущих станков разбиваются по конструктивной
сложности на шесть, а по технологической сложности — на пять групп.
При этом чем тяжелее станки, тем больше удельный вес сложных де-
талей.
В ряде конструкторских организаций, кроме того, применяется раз-
бивка изделий, сборочных единиц и деталей по группам новизны и массе.
Так, например, к I группе новизны относятся механизмы и узлы с не-
значительной конструктивной переработкой, а к V группе — новые
конструктивно оформленные узлы с применением принципиально новых
схем (гидравлических, пневматических, электрических и др.). По массе
корпусные детали предлагается разделить на три группы: массой до 100 кг,
от 100 до 500 кг и от 500 до 1000 кг. Таким образом, на основании данных
об общем количестве деталей, в том числе оригинальных, в конструкции
машин, их сложности и новизне можно определить объем и сложность
конструкторской документации.
6. Значение и содержание подготовки производства 187
Количество карт и другой документации, связанной с проектирова-
нием технологических процессов, обусловлено количеством и сложно-
стью оригинальных деталей, видами заготовок, типом производства
и степенью применения типовых процессов. В частности, в автомоби-
лестроении среднее количество операций по каждой группе сложности
деталей составляет: для простых деталей 3—5, средней сложности 6—10,
сложных 11—20, весьма сложных 21-50, для особо сложных свыше 50.
Среднее количество операционных карт на механическую обработку
одной оригинальной детали в массовом производстве достигает десяти.
Количество технологической оснастки зависит от типа производст-
ва и характеризуется так называемым коэффициентом технологической
оснащенности, который определяется отношением общего количества
наименований оснастки к общему количеству наименований деталей.
В массовом производстве легковых автомашин он бывает равен 12—20
и более. Коэффициент оснащенности некоторых технологически слож-
ных деталей, например коленчатых валов двигателя, достигает 350.
Удельный вес каждого вида оснастки на одном из заводов составил:
штампов для горячей штамповки — 1,5 %, для холодной — 13,5, рабочих
приспособлений — 20, контрольных приспособлений — 6, режущего
инструмента — 13, вспомогательного — 16 и измерительного — 30 %.
Таким образом, на основании данных о технологической сложности
машины, ее узлов и отдельных деталей и их количестве можно опреде-
лить объем и сложность технологической документации в натуральном
выражении.
Трудовые показатели характеризуют объем затрат труда на выполне-
ние работ по технической подготовке производства в целом и отдель-
ных ее частей и этапов. Он определяется обычно в нормо-часах на
основании объема работ в натуральном выражении и нормативов тру-
доемкости. Нормативы трудоемкости — это нормированное количест-
во труда, которое должно быть затрачено на выполнение определенной
работы по технической подготовке производства. В зависимости от на-
значения и степени детализации нормативы трудоемкости делятся на
укрупненные и дифференцированные. Нормативы первой группы пред-
ставляют собой средневзвешенные нормы времени в расчете на единицу
измерения (обычно на одну деталь без учета сложности) и применяются
для укрупненных расчетов затрат труда по отдельным частям, разделам
и этапам технической подготовки и разработки календарных графиков
их выполнения. Вторая группа — это нормы на разработку технических
документов (обычно также на деталь) в зависимости от вида работ,
сложности, новизны, массы и других характеристик. Эти нормативы
применяются для планирования (а в ряде случаев — и для оплаты тру-
да) работы отдельных подразделений технической подготовки по ста-
диям, этапам, группам узлов и деталей. На их основе осуществляется
188
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
оперативное планирование и руководство разработками на короткий
период времени. В литературе, посвященной этому вопросу, приводят-
ся разнообразные нормативы, укрупненные и дифференцированные.
Так, по В.Ф. Покровскому, нормы времени на отдельные виды работ
должны составлять (при разбивке всех изделий на пять, а деталей — на
четыре группы сложности и на пять групп новизны):
1) на разработку проекта технического задания — от 20 до 150 ч,
проекта технического предложения — от 50 до 945, эскизного проек-
та — от 202 до 1120, технического проекта в расчете на одну условную
деталь — от 1,3 до 10,3, рабочего проекта на одну условную деталь — от
4,1 до 15,6 ч;
2) на участие в отладке опытного образца — 6 % трудоемкости тех-
нического и рабочего проектов;
3) на корректировку конструкторской документации — 14 % трудо-
емкости технического и рабочего проектов.
Кроме того, предлагаются поправочные коэффициенты к нормати-
вам на разработку рабочих чертежей: на оригинальную деталь — 1,0;
унифицированную, заимствованную из другого изделия, — 0,3; стан-
дартизованную — 0,15; на покупные детали простые — 0,3, сложные—
1,0; на литые и сварные некорпусные — 4,0; на корпусные детали при
массе до 100 кг — 16, от 100 до 500 кг — 20, свыше 500 кг — 25.
Для удобства и облегчения расчетов обычно составляют номограм-
мы. Нормативы трудоемкости работ по технологической подготовке
производства построены по такому же принципу, как и по конструк-
торской, — на деталь в зависимости от вида работ и группы ее сложно-
сти, а по технологической оснастке — от сложности и количества
деталей в ней. Конечно, в условиях машинного проектирования и мо-
делирования на компьютерах эти нормы устарели и приводятся лишь
для того, чтобы показать структуру и примерное соотношение затрат
времени. Компьютер, освобождая конструктора и технолога от ручной
работы, требует от них большего времени на мыслительную работу по
поиску лучших вариантов технических решений и их глубокую прора-
ботку.
Система укрупненных и дифференцированных нормативов, создан-
ная по указанным выше принципам, обеспечивает высококачественное
планирование работ по технической подготовке. Однако эта проблема
еще не полностью решена, поскольку недостаточно учитываются: каче-
ство конструкции как объекта изготовления и объекта эксплуатации;
качество самих конструкторских проработок, так как большинство дей-
ствующих нормативов стимулирует создание максимально сложных
машин, сборочных единиц, деталей при минимальной степени их стан-
дартизации. В то же время качество конструкции и уровень техниче-
ских решений при разработке тем выше, чем проще и легче машина, ее
(6.2)
(6.3)
(6.4)
(6.5)
6. Значение и содержание подготовки производства 189
отдельные сборочные единицы и детали и чем выше степень конструк-
торской и технологической преемственности. Затраты труда, времени
и средств на разработку более простой и более стандартизованной кон-
струкции выше, чем при разработке оригинальной. Однако дополни-
тельные затраты на тщательную проработку невелики по сравнению
с эффектом, получаемым при производстве и эксплуатации машин.
Один из возможных путей решения этой сложной проблемы — кор-
ректировка нормативов в соответствии с уровнем качества конструкции
новой машины, определяемым ее технико-экономическими показателями.
С учетом уровня качества конструкции нормативный объем затрат труда
при разработке технической документации по новой машине может
быть определен:
1) по конструкторской подготовке:
по машине в целом
Т -Т +^нормЯ1 ^пр2 В\ .
2~ *М2 СЬ^нормЛг ^npi
по сборочным единицам и деталям
7* - 71 -^2 Q + ^т.пр 2 .
2" 1 N? С2+М2 КТЛ1р}’
2) по технологической подготовке:
по машине в целом
Т ~Т +ДюрмД1 Ml Ат, пр 2.
т2 Т1М2 С'2+Е^ыЦ2 м2 к,.^’
по сборочным единицам и деталям
Т -Т Q
т2' т1М2 м2 с2
В формулах (6.2) — (6.5) приняты следующие обозначения (соответст-
венно по старой (1) и новой (2) модели): Т2, Тт2 — нормативная трудоем-
кость соответственно конструкторской и технологической подготовки
производства машины новой модели; Ть Tr j — фактическая трудоем-
кость по старой модели; М, N2 — годовая производительность (мощ-
ность) машин; С{, С2 — себестоимость единицы продукции (работы),
выпускаемой машинами; Д1( Ц2 — цена машин; Ак.п ь 2 коэффици-
енты конструктивной преемственности; А^пр ь А^пр2 — коэффициенты
технологической преемственности; Вь В2 — масса машины, сборочной
единицы или детали; М2 — масса израсходованных материалов на
изготовление машины, сборочной единицы или детали; С2 — себе-
стоимость сборочной единицы или детали.
190
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Из формул (6.2) — (6.5) видно, что чем лучше эксплуатационные ка-
чества новой машины (выше производительность, ниже стоимость маши-
ны и себестоимость производимой ею продукции) и выше показатели
технологичности, тем выше должны быть нормативные затраты труда
на техническую подготовку, которые быстро окупаются доходами от ее
производства и эксплуатации.
Завершающий этап работ по планированию технической подготов-
ки производства — разработка календарных планов как выполнения
комплекса работ в целом, так и по отдельным этапам и подразделени-
ям завода. В них перечисляются все этапы работ, их объем, последова-
тельность выполнения, продолжительность, сроки и исполнители.
На предприятии составляют:
1) сводный комплексный цикловой перспективный график техни-
ческой подготовки и освоения производства новых изделий;
2) график конструкторской подготовки производства;
3) график технологической подготовки производства;
4) график выполнения работ по конструированию технологической
оснастки;
5) план-график изготовления инструмента и технологической осна-
стки;
6) рабочий план-график подготовки производства новой машины
по каждому цеху.
Основным исходным документом для разработки частных графиков
работы отдельных подразделений, связанных с технической подготовкой
производства нового изделия, является комплексный цикловой график,
разрабатываемый на перспективу под руководством главного инженера.
Такой график должен предусматривать планомерную работу всех подраз-
делений предприятия по непрерывному техническому совершенствова-
нию выпускаемых машин на длительный период. В нем необходимо
предусмотреть равномерную и целенаправленную работу каждого под-
разделения, чтобы обеспечить высокое качество технических решений
на любой стадии и любом этапе технической подготовки.
Исходные данные для составления комплексного циклового графи-
ка — цикл (период) смены моделей выпускаемых машин и объем выпол-
няемых работ по каждой стадии и каждому этапу. Цикл сменяемости
изделия определяет общую календарную продолжительность работ по
технической подготовке производства от первого до завершающего его
этапа.
Длительность работ по каждому этапу подготовки производства опре-
деляют исходя из трудоемкости работ и числа исполнителей по формуле
Гэ=Сгср/(40Я),
где Q — объем работ в натуральных единицах (количество деталей, до-
кументов и др.); Zcp — средняя трудоемкость разработки одной единицы, ч;
6. Значение и содержание подготовки производства
191
И — количество непосредственных исполнителей по данному этапу;
40 — недельный фонд работы исполнителя, ч.
Поскольку при переходе от модели к модели объем и сложность ра-
бот по подготовке производства возрастают, а продолжительность работ
должна быть оставлена неизменной или даже сокращена, количество
исполнителей может быть увеличено даже при широкой механизации
творческого труда.
После определения продолжительности всех этапов приступают
к построению сводного графика, который составляется в порядке, об-
ратном ходу работ, т.е. от начала установившегося массового или се-
рийного производства новой машины либо ее модификации до начала
конструкторских работ.
Для ускорения общей продолжительности работ предусматривается
последовательно-параллельная организация работ по осуществлению
отдельных разделов технической подготовки. Принципиальная схема
циклового графика приведена на рис. 6.5. Как видно из рисунка, гра-
фик предусматривает последовательно-параллельную работу всех под-
разделений завода по непрерывному техническому совершенствованию
производства и планомерной смене моделей машин в долгосрочной
перспективе. Такой график служит основой для организации работы
всех подразделений, связанных с технической подготовкой и освоени-
ем производства новых машин, как на перспективу, так и в годовом,
квартальном и месячном разрезе. На его основе разрабатываются годо-
вые и квартальные планы работы конструкторского, технологического,
инструментального и других отделов и цехов.
Частные календарные (более конкретизированные) графики работы
подразделений обычно разрабатываются на основе комплексных графи-
ков технической подготовки важнейших агрегатов и сборочных единиц
машины. В первую очередь предусматривается выполнение работ по
наиболее трудоемким агрегатам и сборочным единицам, имеющим наи-
более длительный цикл подготовки. Для их производства необходимы
сложное специальное оборудование и технологическая оснастка, требую-
щие значительного времени на подготовку технической документации
и изготовление. Например, в легковом автомобиле таким агрегатом бу-
дет кузов, только на разработку проекта которого и изготовление от-
дельных, наиболее сложных, штампов требуется около года, а на весь
их комплект — не менее двух лет. В ряде случаев первоочередными
объектами технической подготовки могут быть важнейшие ведущие
детали, для обработки которых потребуется заказывать специальное
оборудование и автоматические линии индивидуального назначения
с большим циклом их изготовления (линии обработки блока цилинд-
ров, головки блока, коленчатых валов и др.).
Подразделения технической подготовки Наименование работ Годы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ю 11 12 13 /4 15 16 17 18 19 20 21 22 23 25
Отдел глйного конструктора Разработка технического задания Разработка технического предложения Разработка эскизного проекта Разработка технического проекта Разработка рабочих чертежей опытного образца Корректировка чертежей по результатом изготобления и испытания опытного образца Корректировка документации по результатам испытаний установочной серии То же по результатам испытаний контрольной серии Окончательная корректировка чертежей Е □ ffi GZ о ZZZZ о & Ш а ш tgs ts 3 s Ш a я azs a c ш X9
—I тт Е ZZZJ at za zzzz ГТПТ E rs SI mr
Отдел главного технолога Разработка предварительного технологического фдатда? Разработка технологического процесса изготобления опытного образца Корректировка технологического процесса по результатам изготобления опытного образца То же по результатам изготовления и испытания установочной серии То же по результатам изготовления и испытания контрольной серии Выборка, отладка и внедрение технологического процесса — rrm S3 ns
за ID
EZ2 ШЗ ss <s
Конструкторское Зара по оснастке Разработка чертежей оснастки Корректировка чертежей при освоении производства zzzz
Зкспериментальный цех Изготовление макетов и шаблонов Изготобление опытного образца машины Изготобление и испытание отдельных узлоб ssa
— 7777? ГПП ТПТ
Инструментальные цехи Изготобление технологической оснастки для освоения (30 % мощности! То же для текущего производства (70 % мощности!
Испытательная станция Испытание и сдача опытного образца машин установочной серии машин контрольной серии серийных машин — — гт zzzz 23 ПШ HJ ИП ТТТП ПВ no ZJ
Основные цехи Изготобление машин установочной серии То же контрольной серии Выверка и отладка технологического процесса Установившееся массовое /серийное! производство — >— ши 32 па 332 ZZZZ ПД ttl j Щ SS3
3 W - исходная базовая модель ТВШШЗЕШЬ М1а - модификация модели М ПШШШШПШ М2 - новая базовая модель 1ЬооооойооооДмй М2а - модификация модели М2
Рис. 6.5. Перспективный график технической подготовки и освоения машин новой конструкции при периоде смены базовой модели 10 лет
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
6. Значение и содержание подготовки производства 193
Пример частного графика технической подготовки изготовления
кузова легкового автомобиля приведен на рис. 6.6 (см. с. 194). Любой
как сводный, так и частный график может быть представлен в сетевой
форме. На рис. 6.7 (см. с. 195) изображен сетевой график того же ком-
плекса работ по подготовке производства кузова. Параметры сети ука-
заны непосредственно на графике, цифры над стрелками указывают
продолжительность соответствующих работ в днях.
Совокупность поузловых (а в ряде случаев — подетальных) графи-
ков, конкретизирующих работы в пространстве и во времени, служит
основой для увязки работы подразделений технической подготовки
и определяет сроки выдачи соответствующей технической документа-
ции для проектирования моделей, штампов, приспособлений, нестан-
дартного оборудования и т.д. Сроки разработки и выдачи технической
документации на отдельные узлы и детали определяются подетальны-
ми планами работы каждого подразделения.
Разработка и доведение до исполнителей перспективных и текущих
графиков, учет и постоянный контроль их выполнения требуют боль-
ших затрат труда. Качество и оперативность этой работы зависят от
скорости получения и обработки соответствующей информации, что
при обычных (ручных) методах планирования обеспечить трудно. В со-
временных условиях эта работа полностью автоматизируется с помо-
щью электронно-вычислительной техники.
6.4. Автоматизация проектирования продукции
При проектировании продукции конструкторы и технологи основ-
ную часть времени затрачивают на выполнение рутинных нетворческих
операций (сбор информации и ее предварительная обработка; расчеты
размеров, площадей, масс, усилий, моментов; сопоставление возмож-
ных компоновок конструкции и вариантов технологических процессов;
вычерчивание схем, эскизов, чертежей; написание и размножение раз-
личных текстовых технических документов и т.д.). Так, при разработке
конструкции оригинальных деталей вручную на творческую работу по
непосредственному конструированию затрачивается примерно 15 % об-
щего времени работы конструктора, на расчеты и вычерчивание — 47,
на составление других конструкторских документов и прочие работы —
38 %. Примерно такая же раскладка рабочего времени и у технолога.
Большая часть работ может выполняться по определенным формали-
зованным правилам. Это создает предпосылки для применения матема-
тических методов и современной вычислительной техники. Проектиро-
вание, при котором основная часть работ по созданию конструкции
нового изделия и технологии его изготовления выполняется с помо-
щью ЭВМ, принято называть автоматизированным.
13 Зак. 2150
№ п/п Наименобание работ Годы
1-й 2-й 3-й 4-й 5-й
/ // /// IV / // /// IV / // /// IV / // /// IV ! II III
1 Согласование ТУ на кузоб
2 Разработка конструкции кузоба Г Ч
3 Разработка плазобых чертежей
4 Изготобление опытного образца
5 Испытание опытного образца
6 Проектирование мастер-модели 1-
7 Изготобление мастер-модели
8 Проектирование штампоб —i
9 Размещение заказа на изготобление штампоб
10 Изготобление штампоб
11 Разработка маршрутных карт
12 Разработка операционных карт
13 Проектиробание оснастки
/4 Размещение заказоб на оснастку
15 Изготобление оснастки
16 Размещение заказоб на специальное оборудобание
17 Размещение заказоб на проектиробание специального оборудобания
18 Проектиробание специального оборудобания h- — ч
19 Размещение заказоб на специальное оборудобание 1— ч
20 Изготобление специального оборудобания h- —
21 Монтаж. отладка оборудобания, штампоб и оснастки
Рис. 6.6. Ленточный график технической подготовки производства кузова легкового автомобиля
Критический путь 0-1~2~Ь-5-6-7-8-9-10-21
Рис. 6.7. Сетевой график подготовки производства кузова легкового автомобиля
196
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
В условиях автоматизированного проектирования большинство опе-
раций, поддающихся математической, логической, эвристической либо
другой формализации (математическая формулировка задачи, расчеты
параметров, выбор алгоритма решения и его запись, сопоставление,
вычерчивание, печатание и др.), выполняется на ЭВМ с использованием
специального программного обеспечения. Творческая работа конструк-
тора и технолога состоит в постановке задачи, описании данных и требо-
ваний на проблемно-ориентированном языке, в оценке и корректировке
выданной ЭВМ информации и принятии по ней окончательного решения.
Таким образом, система автоматизированного проектирования (САПР) —
это человеко-машинная система, в которой человек (проектировщик),
будучи ее главным элементом, максимально приближен к ЭВМ и исполь-
зует ее для усиления своего интеллектуального потенциала и повышения
производительности и качества труда.
Широкое применение САПР при выполнении работ по техниче-
ской подготовке производства обеспечивает значительное повышение
производительности труда и качества работы проектировщика по срав-
нению с ручным проектированием. Это достигается за счет: освобож-
дения его от утомительных (рутинных) работ, не требующих высокой
квалификации, что намного уменьшает возможность появления оши-
бок; уменьшения количества документов, упрощения их формы; высокой
производительности чертежных автоматов и печатающих устройств;
возможности оперативного внесения изменений в документы; оператив-
ного поиска и использования ранее разработанных документов, храня-
щихся в банке данных на машинных носителях.
Схема автоматизированной разработки конструкции изделия пока-
зана на рис. 6.8.
Рис. 6.8. Принципиальная схема автоматизированной разработки конструкции нового изделия
с использованием компьютерных технологий
6 Значение и содержание подготовки производства 197
В технологическом проектировании около половины всего объема
работ приходится на разработку конструкции технологической оснаст-
ки: штампов, пресс-форм, литьевых форм, приспособлений, режущего
инструмента и др. Использование САПР для выполнения этих работ
позволяет сократить: сроки конструирования штампов в 10—15 раз;
сроки проектирования технологических процессов изготовления дета-
лей штампов в 40—50 раз; сроки подготовки управляющих программ
для обработки деталей штампов на станках с ЧПУ в 100 и более раз;
цикл технологической подготовки производства штампуемых деталей
в 2,2-2,5 раза; трудоемкость изготовления штампов на 25—30 %.
Дальнейшее развитие САПР должно идти в направлении ее инте-
грации с автоматизированными ГПС, что позволит в значительной
мере отказаться от использования в производстве обычной технической
документации (чертежей, спецификаций, технологических процессов
и др.) и перейти к безбумажной и безлюдной технологии изготовления
продукции. Схема интеграции системы проектирование — изготовле-
ние продукции с помощью ЭВМ на основе САПР и ГПС показана на
рис. 6.9; см. с. 199).
Итак, системный подход к проектированию предполагает рассмот-
рение в едином комплексе всех требований к будущему продукту (как
внешней среды, так и внутренних элементов предприятия) и разработ-
ку проекта такого изделия, которое должно наилучшим образом удов-
летворять потребности в нем с минимальными затратами ресурсов при
его производстве и эксплуатации. На количество и качество продукции
на стадии ее изготовления решающее влияние оказывает уровень орга-
низации процесса проектирования и движение в нем ресурсов всех видов.
6.5. Программно-целевой метод управления
подготовкой производства
При разработке крупных проектов, например сложных систем воору-
жения или сложных систем производства и эксплуатации взаимосвя-
занных машин и оборудования, когда резко возрастает сложность новой
продукции, усиливается необходимость взаимосвязи работ различных
видов и требуется максимальная концентрация усилий многих проект-
ных подразделений и отдельных исполнителей, эффективно использо-
вание матричной формы управления разработками.
Матричная форма управления основана на многофункциональном
подходе к решению комплексной задачи проектирования на базе инте-
грации в одной крупной проектной организации разнородных видов
деятельности. Этим достигается концентрация сил, финансовых, мате-
198
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
риальных и организационных ресурсов. Основная форма управления
при таком подходе — формирование комплексных творческих бригад,
включающих исследователей, конструкторов, инженеров и рабочих опыт-
но-эксплуатационных производств, задания которым разрабатываются
линейными руководителями проектной организации. Для координа-
ции работ подразделений проектной организации по данному проекту
в линейную (вертикальную) систему включаются должностные лица и
специалисты, координирующие работу каждого из этих подразделений
по горизонтали. Таким образом, каждое подразделение проектной орга-
низации (отдел, сектор и т.д.) подчиняется двум и более руководителям:
по вертикали — своему линейному руководителю, по горизонтали —
одному или нескольким руководителям данного изделия либо его моди-
фикации (рис. 6.10). Отличие руководителя проекта от традиционных
линейных руководителей состоит в том, что он несет ответственность
за выполнение работ по проекту в целом, т.е. по всему коллективу испол-
нителей, большая часть которых ему непосредственно не подчинена.
Поэтому его роль сводится к координации работ, научно-методическо-
му руководству в целом, установлению сроков выполнения работ и т.д.
Отличие матричного (программно-целевого) управления разработ-
ками состоит в том, что оно предусматривает разработку системы новых
изделий не по отраслевому принципу, а по общности решаемой круп-
ной научно-технической проблемы. Поэтому мероприятия и задания
каждой программы включаются в планы работы отраслей, подотраслей
и отдельных предприятий, участвующих в осуществлении проекта.
Принцип единоначалия и единой ответственности обеспечивается
тем, что руководитель проекта непосредственно не несет ответствен-
ность за качество работы каждого исполнителя; эта задача решается ка-
ждым отделом в рамках вертикальной структуры управления. Задача
руководителя проекта — объединение и координация вертикальной и
горизонтальной структур управления для успешного решения задачи.
При этом координация вытекает из необходимости обеспечения такого
взаимодействия подразделений и отдельных исполнителей, чтобы их
усилия были направлены на достижение общей цели, поставленной
проектом. Причем из всех видов взаимодействия исполнителей пред-
почтение должно быть отдано групповому, при котором необходима
совместная деятельность группы, так как общее задание не может быть
расчленено на отдельные элементы, выполняемые отдельными испол-
нителями независимо друг от друга.
Матричная система разработки новых изделий имеет следующие
преимущества:
• линейные руководители решают проблемы не только своих под-
разделений, но и других; их отличает более гибкий и перспективный
характер мышления; исполнители стремятся помочь друг другу;
Рис. 6.9. Общая структура интегрированной системы проектирование — изготовление продукции
6. Значение и содержание подготовки производства
Программно-целевые руководители
Управление по отделом !по вертикали}
Рис. в. 10. Схема матричной структуры управления созданием и освоением сложной системы новых изделий
Раздел II Подготовка производства (проектирование продукции)
(пиошноепдог ouj
ношуэоди ои dDHduqodufi
6. Значение и содержание подготовки производства 201
• управление по проектам становится механизмом, обеспечиваю-
щим высокую эффективность деятельности организации в целом;
• развивается инициатива и творческое начало у исполнителей; они
активно включаются в широкомасштабную работу по решению круп-
ной проблемы;
• улучшаются взаимоотношения подразделений и отдельных испол-
нителей;
• обеспечивается высокое качество разработок, поскольку обраба-
тывается огромное количество идей и информации; при этом решения
принимаются медленно, но выполняются быстро; в принятии решения
участвует большое количество исполнителей;
• эффективно используются ресурсы, поскольку достигается необ-
ходимая ротация кадров, когда каждый специалист участвует в работе
над несколькими проектами;
• повышается квалификация кадров, что обусловлено участием в раз-
личных проектах;
• усиливается материальная и особенно моральная мотивация спе-
циалистов и всех сотрудников, так как им предоставляется большая
свобода в выработке решений;
• концентрируются усилия высшего руководства на решении страте-
гических (перспективных) задач, поскольку текущие вопросы решаются
функциональными и линейными руководителями среднего и низшего
звена.
Конечно, для решения крупных задач проектирования необходимы
большие коллективы сотрудников. Однако не следует пренебрегать и не-
большими группами изобретателей.
Характерный пример приводят американцы Т. Питерс и Р. Уотер-
мен в своей книге «В поисках эффективного управления». В корпора-
ции с годовым оборотом 5 млрд долларов три из пяти новых продуктов
появились на свет в результате работы одной и той же самодеятельной
бригады, состоящей из 8—10 человек, руководитель которой имел лишь
среднее образование. Одну из моделей нового изделия он дорабатывал
дома в подвале в тайной конкуренции с инженерно-техническим цен-
тром фирмы, насчитывающим более 700 человек. Он предложил луч-
шую модель, которая была принята руководством.
Или другой, не менее яркий, пример. Первый персональный ком-
пьютер появился не в научно-техническом центре гигантской корпора-
ции IBM, а в гараже 21-летнего С. Джобса из Калифорнии, организо-
вавшего впоследствии знаменитую фирму «Apple» по их производству
и продаже. И только потом компания IBM перехватила инициативу.
Феномен малых изобретательских групп даже в крупных проектных
организациях исследователи объясняют следующим:
• внимание концентрируется на небольшом объекте, не представ-
ляющем интереса для большой группы;
202 Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
• каждый участник группы способен раскрыться и выполнить работу
или действие, которое никогда бы не решился сделать перед большим
коллективом;
• быстро проявляются последствия как удачных, так и неудачных
решений, т.е. обратная связь действует почти мгновенно;
• для быстрого освоения удачных решений требуются минимальные
затраты времени и средств;
• более развито чувство собственного достоинства и значимости каж-
дого члена группы, так как любой из них участвует в принятии решений;
• каждый лучше ощущает свои сильные и слабые стороны; быстрее
действуют материальные и особенно моральные факторы поощрения.
7. Организация конструкторской подготовки
производства
7.1. Содержание, основные стадии и этапы
конструкторской подготовки производства
В конструкторскую подготовку производства входит:
1) проектирование, внедрение и освоение в производстве конструк-
ции новых машин и связанная с этим разработка конструкторской до-
кументации;
2) усовершенствование (модернизация) отдельных параметров, де-
талей и сборочных единиц ранее освоенных производством машин;
3) работы по стандартизации.
Разработка нового изделия может быть быстрой, но не мгновенной;
это обусловлено временем, необходимым для сбора, анализа и осмыс-
ления информации, обеспечивающей принятие наиболее эффективных
технических решений. Поэтому разработка конструкторской докумен-
тации осуществляется в несколько стадий: 1) техническое задание;
2) техническое предложение; 3) эскизный проект; 4) технический проект;
5) разработка рабочей документации. Каждая из стадий выполняется
в несколько этапов. Конкретное количество стадий и этапов разработки
конструкторской документации зависит от сложности проектируемого
изделия и типа производства. В массовом производстве конструктор-
ская подготовка предусматривает тщательную отработку конструкции
новой машины, каждого агрегата, каждой сборочной единицы и дета-
ли, проверку их качества в изготовлении и эксплуатации. Поэтому она
выполняется в наиболее полном объеме на всех этапах работ, характе-
ристика которых дана ниже.
Первичным исходным документом, на основе которого осуществля-
ется вся дальнейшая работа по проектированию нового изделия, явля-
ется техническое задание. В нем определяется назначение будущего
изделия, дается тщательное обоснование его технических и эксплуата-
ционных параметров и характеристик (производительность, габариты,
скорость, надежность, долговечность и др.). Кроме того, обосновываются
специальные требования к условиям эксплуатации, а также экономи-
ческие (годовой объем и длительность выпуска изделия, его предельная
цена и др.), эргономические, эстетические, экологические показатели,
дается сравнение с лучшими образцами подобных изделий и т.д.
204
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Источниками информации для разработки технического задания
являются маркетинговые исследования, изобретения, патенты, науч-
но-исследовательские работы, соответствующая литература, образцы
выпускаемых изделий, экспертная оценка специалистов, личный опыт
конструктора, технические требования и т.д.
Если техническое задание выдано предприятию заказчиком, то пред-
приятие разрабатывает техническое предложение, содержащее тщательный
анализ технического задания и технико-экономическое обоснование
возможных технических решений при проектировании изделия с учетом
эксплуатационных требований и анализа патентных материалов. Затем
оно согласуется с заказчиком.
Следующая стадия разработки изделия — эскизный проект — доку-
мент, который разрабатывается на основе тщательного анализа техни-
ческого задания и содержит первичные конструктивные решения, даю-
щие представления об устройстве будущего изделия, в том числе чертежи
общего вида, кинематические, электрические и другие схемы, а также
конструктивные схемы важнейших узлов и дальнейший технико-эконо-
мический анализ изделия, состоящий из графической части и поясни-
тельной записки. Графическая часть содержит принципиальные конст-
руктивные решения, дающие представление об устройстве и принципе
работы изделия, его основные параметры и габариты, а пояснительная
записка — расчет основных параметров изделия и описание его экс-
плуатационных особенностей.
Для наглядного представления о контурах, габаритах и внешнем
виде, а также для обеспечения более правильного сопряжения деталей
и узлов и взаимодействия человека и машины на этой стадии изготав-
ливают деревянные и гипсовые макеты изделия в натуральную величи-
ну. Макетирование позволяет добиваться более удачной компоновки
отдельных частей проектируемого изделия, находить более удачные эр-
гономические и эстетичные решения и тем самым ускоряет разработку
документации на последующих стадиях.
Технический проект, разрабатываемый на основе эскизного проекта,
состоит из конструкторских документов, содержащих окончательные
технические решения, которые дают полное представление об устрой-
стве разрабатываемой машины и содержат исходные данные для разра-
ботки рабочей документации. Он охватывает весь комплекс вопросов
создания конструкции машины и уточняет ее технические и экономи-
ческие показатели.
В графической части технического проекта приводятся чертежи об-
щего вида машины: схемы привода управления, чертежи и компоновки
отдельных сборочных единиц и важнейших базовых деталей. В поясни-
тельной записке содержится описание и расчет основных сборочных
единиц и базовых деталей, дается более подробная экономическая оценка
7. Организация конструкторской подготовки производства
205
как конструкции машины в целом, так и отдельных важнейших агрега-
тов и узлов. При этом наиболее трудоемкими являются работы, связан-
ные с расчетами и конструкторской разработкой отдельных агрегатов
и узлов, достижением максимальной технологичности конструкции,
т.е. обеспечением минимальных издержек в производстве и эксплуата-
ции машины.
Наиболее ответственная работа на стадии технического проекта — ра-
бочая компоновка машины, т.е. увязка всех агрегатов и сборочных единиц,
разработанных на стадии эскизного проекта. Для этого выполняют
чертежи общего вида машины в натуральную величину. На специаль-
ных щитах отдельные сборочные единицы компонуются с помощью их
плоскостного или объемного изображения в виде шаблонов либо маке-
тов. Компоновка машины из макетов отдельных агрегатов и сборочных
единиц позволяет увязать их сочленение, внести необходимые коррек-
тивы в габаритные размеры и проверить целесообразность изменения
отдельных ответственных частей, что повышает качество проектирова-
ния и ускоряет разработку рабочей документации. Все детали макетно-
го проектирования (макеты, щиты, шаблоны) и чертежи общего вида
хранятся в специальных помещениях вплоть до снятия машины с про-
изводства.
Заключительная стадия разработки конструкторской документации —
рабочая документация (рабочий проект). Эта стадия разбивается на три
подстадии: 1) разработка опытного образца (опытной партии); 2) раз-
работка установочных серий; 3) разработка документации установив-
шегося серийного или массового производства.
Первая подстадия рабочего проектирования выполняется в пять
этапов.
На первом этапе разрабатываются конструкторские документы
(чертежи деталей, узлов, общего вида, спецификации, монтажные схе-
мы и др.) для изготовления опытного образца машины. Одновременно
определяется возможность получения от поставщиков некоторых дета-
лей и агрегатов.
Конструкторские документы на детали и агрегаты, разработанные
на заводе, передаются в экспериментальный цех для изготовления по
ним опытного образца машины (способы изготовления устанавливаются
технологами экспериментального цеха). Перед передачей их в экспери-
ментальный цех наступает своеобразная пауза, во время которой тща-
тельно анализируется проделанная работа по проектированию с учетом
возможных изменений условий и требований за период разработки
предыдущих стадий (не повлияли ли конструкторские компромиссы
и допущения на результат; не изменилась ли потребность; соответствует
ли изделие требованиям; можно ли достичь лучшего результата другим
путем; как изменилась цена на изделие и др.).
206
Раздел IL Подготовка производства (проектирование продукции)
Второй этап включает изготовление и заводские испытания опыт-
ного образца машины (опытной партии). Выявляются недостатки раз-
работанной конструкции и ее отдельных агрегатов, сборочных единиц
и деталей, намечаются пути их устранения.
Далее осуществляется третий этап — корректировка конструк-
торских документов по результатам изготовления и заводских испыта-
ний опытного образца.
Опытный (головной) образец машины (партия машин) передается
на государственные или сертификационные приемные испытания, кото-
рые составляют четвертый этап первой подстадии. На этих испытани-
ях уточняются фактические параметры и показатели машины, степень
их использования Ъ реальных условиях эксплуатации, выявляются не-
достатки и намечаются пути их устранения.
Пятый этап — корректировка конструкторских документов по
результатам каждого испытания и проведение мероприятий по устра-
нению выявленных недостатков перед передачей документов в серий-
ное производство.
Управление качеством проекта продукции осуществляется по всем
общим и частным показателям, которые определяют степень ее полез-
ности. Так, например, общий относительный показатель полезности
(П) автомобиля может быть выражен формулой
ВСЦМТ), (7.1)
где В — средняя эксплуатационная грузоподъемность, т; С — средняя
эксплуатационная скорость, км/ч; М — собственная масса (порожня-
ком); Т — денежные затраты на топливо на 1 км пробега.
Каждый из входящих в формулу (7.1) показателей зависит от ряда
других (частных),, например, скорость — от мощности двигателя, расход
топлива — от вида применяемого горючего, типа и мощности двигателя,
степени совершенства его конструкции, массы автомобиля в груженом
состоянии и др.
Фактическую полезность (Яфакт) по результатам испытаний сравни-
вают с проектной по каждому показателю и в случае отклонений в худ-
шую сторону принимают решение о доработке проекта конструкции по
соответствующему показателю (мощность, скорость, расход топлива,
масса и др.) (рис. 7.1).
В некоторых отраслях машиностроения, например в авиастроении,
опытное перспективное конструирование отделено от текущего, серий-
ного и осуществляется в специальных опытно-конструкторских бюро.
Но в большинстве отраслей они сосредоточены на одном предприятии,
где после первой подстадии приступают к осуществлению второй.
Вторая подстадия рабочего проектирования выполняется в два
этапа.
7. Организация конструкторской подготовки производства
207
Рис. 7.1. Схема управления параметрами и качеством проекта по результатам испытаний опытного
образца продукции
На первом этапе в основных цехах завода изготавливается уста-
новочная серия машин, которая затем проходит длительные испытания
в реальных условиях эксплуатации, в ходе которых уточняются не только
параметры машины в целом, но и стойкость, долговечность отдельных
ее деталей и сборочных единиц и намечаются пути их улучшения.
По результатам испытаний установочной серии производится кор-
ректировка конструкторских документов, что является вторым эта-
пом этой подстадии.
Третья подстадия рабочего проектирования — изготовление
и испытание головной машины (контрольной серии машин), на основе
которых конструкция окончательно отрабатывается и доводится до не-
обходимых параметров. После этого осуществляется корректировка
конструкторской документации. Она свидетельствует о том, что маши-
на окончательно отработана, проверена в производстве и эксплуата-
ции. Отступать от этих документов можно только в особых случаях.
Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществления кон-
структорской подготовки в массовом производстве дает большой эко-
номический эффект. За счет тщательной доработки конструкции машины
и отдельных ее деталей обеспечивается максимальная технологичность
в производстве и ремонтопригодность в эксплуатации.
В серийном производстве конструкторская подготовка состоит из
меньшего количества этапов, заканчиваясь на этапе установочных серий,
при мелкосерийном изготовлении проверка изделий и их доводка осу-
ществляются в ходе опытной эксплуатации, а в единичном производст-
ве конструкторская подготовка на заводе включает разработку рабочих
чертежей деталей и всей машины, по которым она изготавливается.
Доводка конструкции осуществляется в период опытной эксплуатации
у заказчика.
208
Раздел IL Подготовка производства (проектирование продукции)
7.2. Основные требования, предъявляемые к конструкции
новой машины
Многообразные требования, предъявляемые к конструкции новой
машины, можно объединить в две группы, характеризующие ее как
объект эксплуатации и как объект производства.
Эксплуатационные требования сводятся к улучшению техниче-
ских, экономических, эстетических, эргономических и других показате-
лей новой машины по сравнению с ранее освоенными в производстве.
К техническим показателям относятся производительность,
точность, мощность, надежность, прочность, скорость, грузоподъем-
ность, масса, габариты, КПД, долговечность, удельный расход сырья,
материалов, топлива, ремонтопригодность, качество получаемой про-
дукции, к экономическим — стоимость машины, уровень затрат
труда и средств на ее содержание, эксплуатацию и ремонт, себестои-
мость единицы продукции, выпускаемой машиной, уровень приведен-
ных затрат.
Чем лучше показатели, характеризующие технический уровень ма-
шины, тем выше ее эксплуатационные качества. Для каждого типа ма-
шин устанавливаются разные параметры использования. Например,
для грузового автомобиля важнейшие показатели — грузоподъемность,
скорость, мощность двигателя, удельный расход топлива, относительная
масса (в тоннах на 1 т грузоподъемности), а для токарно-винторезного
станка — точность, максимальный диаметр и длина обрабатываемых
деталей, максимальное число оборотов, глубина резания, подача, мощ-
ность и др.
Технические показатели машины характеризуют ее потенциальные
возможности в производстве продукции или выполнении .работы опре-
деленного качества и в определенном объеме. При эксплуатации ма-
шины эти качества могут использоваться не в полной мере. Так, макси-
мальная скорость грузовых машин достигает 100 км/ч и выше, а их
средняя эксплуатационная скорость в городах и при работе на корот-
ких рейсах не превышает 20 км/ч. При таких условиях главными пока-
зателями, влияющими на производительность автомобиля, являются
грузоподъемность и время, затрачиваемое на погрузку и выгрузку, а не
его скорость. Для междугородних перевозок основные показатели —
грузоподъемность и скорость автомобиля, а продолжительность по-
грузки и выгрузки не оказывает большого влияния на его производи-
тельность.
В конечном счете более высокие технические показатели новой ма-
шины должны обеспечить экономию труда и средств у потребителя,
т.е. улучшение экономических показателей.
7. Организация конструкторской подготовки производства 209
Обычно всякое улучшение технических параметров машины сопро-
вождается ее значительным удорожанием. Токарно-винторезный станок
повышенной точности стоит на 50 % дороже станка обычной точности.
Повышение долговечности станка в 2 раза приводит к увеличению его
трудоемкости в 3 раза. Увеличение потенциальной производительности
станка на 25 % увеличивает его стоимость примерно на 60 %. Поэтому
повышение технических характеристик новой машины без учета реаль-
ных возможностей их использования в эксплуатации может привести
к крупным потерям. С экономической точки зрения новую машину
следует считать удовлетворяющей требованиям эксплуатации только
в том случае, если обеспечивается снижение стоимости выполняемых
ею работ по сравнению со стоимостью работ, выполненных с помощью
машин старой конструкции.
Важными показателями машины новой конструкции как объекта
эксплуатации являются ее эстетические, эргономические и экологиче-
ские показатели.
Эстетические показатели характеризуют внешний вид машины
(современность формы и архитектоники конструкции, отделка, цвет и тон
окраски и т.д.). Они отражают художественный вкус, уровень интел-
лектуального развития, материальной и духовной культуры потребите-
лей. Современные эстетические требования к конструкции машины —
простота формы, изящество линий контура, форма и окраска отдель-
ных функциональных частей и др. В реализации этих требований боль-
шую помощь оказывают специалисты по промышленной эстетике —
художники-конструкторы (дизайнеры).
Эргономические требования сводятся к разработке такой кон-
струкции машины, которая обеспечила бы максимальные удобства при
ее эксплуатации и обслуживании и минимальные затраты мускульной,
умственной и нервной энергии. Эти требования обусловлены постоян-
ным развитием человека как личности, ростом его квалификации, по-
вышением требований к творческому содержанию труда, экономией
энергии в труде для всестороннего развития в нерабочее время. Эрго-
номичность конструкции достигается:
• рациональным расположением узлов управления машиной в зоне
оптимальной досягаемости при удобной рабочей позе, обеспечиваю-
щей положение тела в расслабленном состоянии; лучше всего, если
управление осуществляется сидя, когда расход энергии в 3 раза ниже,
чем стоя;
• уменьшением усилий по управлению, обеспечением плавности тру-
довых движений. Движения рабочего должны ограничиваться движением
рук при относительно неподвижном корпусе. Монотонные быстрые
и точные движения должны быть перенесены на автоматические дви-
жения отдельных рабочих органов машины;
14 Зак. 2150
210
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
• созданием благоприятного микроклимата и комфорта в зоне управ-
ления машиной, т.е. максимальным уменьшением перепадов температу-
ры, световых и звуковых раздражителей, вибрации, вредных выделений
и т.п.
Выполнение экологических требований должно минимизи-
ровать выбросы вредных веществ в атмосферу, ущерб окружающей
среде при эксплуатации машин.
Чтобы учесть все эти требования при проектировании продукции,
необходим комплексный подход, т.е. разработка системы человек —
машина, в которой человек выступает в качестве важнейшего элемента.
Это, в свою очередь, обусловливает необходимость объединения про-
ектировщиков разных специальностей в коллектив, задача которого —
обеспечить наилучшее взаимодействие человеческих и технических
элементов системы. Упрощенная схема такой системы приведена на
рис. 7.2.
Как видно из схемы, человек в соответствии с уровнем его квали-
фикации воздействует руками и ногами на органы управления маши-
ной, результат работы которой зависит от физиологического состояния
человека, во многом определяемого состоянием окружающей среды.
Сигналы о результатах ее работы поступают к человеку по каналам об-
ратной связи через органы чувств и осязания: звуковые — через уши,
визуальные — через глаза, осязания — через ноги и руки. При этом на
результаты работы влияет выбор контролируемого параметра и распо-
ложение органов управления. Например, при оценке работы автомоби-
ля правильнее будет контролировать скорость движения, а не обороты
двигателя, учитывать расход горючего не в литрах, а в долях заправоч-
ной емкости и т.д.
При проектировании системы человек — машина должно быть преду-
смотрено решение не только технических, но и социальных вопросов.
Как видно из схемы, приведенной на рис. 7.3, проект технической
системы, каковой является машина, предъявляет ряд требований к ква-
лификации человека как при ее эксплуатации, так и при производстве
и ремонте. Современные тенденции требуют от работника повышения
уровня образования при производстве и эксплуатации новой продук-
ции. Человек, управляющий станком с ЧПУ, автоматической линией
или обрабатывающим центром, по профессиональному и общему уров-
ню развития должен быть намного выше уровня человека, управляю-
щего универсальным металлорежущим станком.
Важнейшим требованием производства является экономия
материалов (в первую очередь металлов). Она обусловливает многосто-
ронний эффект: расширяет сырьевые и материальные ресурсы, добыча
и производство которых обходится очень дорого; обеспечивает сниже-
ние расходов невосполнимых природных ресурсов и повышение экс-
<-----------прямое (моторное/ воздействие человека на машину;
-------_> - сенсорная (осязательная/ обратная с&язь- 1 - визуальная; 2 - зЬукоЬая,- 3 - тактильная на руки: 4 - тактильная на ноги
Ряс. 7.2. Система человек—машина и ее окружающая среда
212
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 7.3. Схема проектирования системы человек — машина
плуатационных качеств машин — это стратегическое направление при
разработке новых изделий во всем мире. При этом задача состоит
в уменьшении расхода металла не только на изготовление машин, яв-
ляющихся промежуточной продукцией, но в конечном счете на едини-
цу конечной продукции, производимой с их помощью.
В общем виде относительную металлоемкость машин (Me) в расчете
на единицу продукции, производимой машиной, можно выразить так:
Me ^MM/(PTTOJlKvl Mtca), (7.2)
где Мм — масса металла в машине, кг; Р — производительность машины
в час; Ггод — возможное время ее работы в год, ч; — коэффициент
7. Организация конструкторской подготовки производства
213
использования металла при изготовлении машины; tCJl — срок службы,
лет.
На основании формулы (7.2) можно сделать вывод об основных на-
правлениях снижения относительной металлоемкости машин и оборудо-
вания: уменьшение их массы (Мм -> min); опережающий рост произво-
дительности по сравнению с массой (М^/Р -> min); удлинение срока
службы машины (/сл max); более эффективное использование мате-
риалов (Ли.м -> 1); более полное использование машин в эксплуатации
по времени (Ггод -» max).
Одним из наиболее эффективных направлений в развитии ресур-
сосберегающего производства является значительное расширение объ-
ема выпуска электронной продукции, прежде всего микроэлектроники,
в том числе встроенной в машины и оборудование. Об эффективности
развития микроэлектроники как ресурсосберегающей продукции гово-
рят следующие цифры. Несмотря на дороговизну энергоресурсов, при
продаже на мировом рынке 1 т дает прибыль (в долларах): черных
металлов около 100, мяса 300—400, оборудования 1000—2000; бытовой
техники от 10 до 50 тыс., а микроэлектроники 1 млн. Экономия ре-
сурсов за счет встроенной микроэлектроники (микрокомпьютеры, ре-
гуляторы, сигнализаторы и т.п.) достигается прежде всего тем, что
обеспечивается работа машины в оптимальных режимах. Это дает эко-
номию ресурсов при эксплуатации машины (снижение расходов топ-
лива и энергии, увеличение долговечности узлов и деталей, повышение
производительности).
Уменьшение материалоемкости отдельных деталей и машин обес-
печивает снижение затрат труда, средств на их обработку, изготовле-
ние, благодаря чему снижается себестоимость и в большинстве случаев
улучшаются эксплуатационные качества машины. Это относится преж-
де всего к подвижным и транспортным машинам. Снижение массы
легкового автомобиля на 100 кг приводит к экономии 0,8—1,2 л горю-
чего на 100 км пробега.
Экономия материалов на стадиях конструкторской подготовки обес-
печивается прежде всего правильным определением силовых нагрузок.
Значительную экономию материалов дает ликвидация чрезмерных за-
пасов прочности, упрощение форм деталей. В первом случае неизбеж-
но завышаются габаритные размеры и масса деталей, во втором —
увеличивается расход материалов на получение заготовки, в результате
чего растут отходы и требуются дополнительные затраты труда на дове-
дение заготовки до размеров готовой детали (снятие стружки). Боль-
шую экономию материалов дает использование более качественных
и новых материалов, замена одних материалов другими, применение
высокопрочного чугуна, низколегированных сталей, пластмасс и алю-
214
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
миниевых сплавов, гнутых и полых профилей проката. Все это обеспе-
чивает снижение массы деталей и уменьшает отходы при их изготовле-
нии. Важным источником экономии материалов при конструировании
является использование технологических достижений в области упроч-
нения металлов и новых методов получения заготовок.
В ходе конструкторской подготовки производства должен обеспечи-
ваться высший уровень технологичности конструкции.
Под технологичностью конструкции понимается такое ее свойство,
которое обеспечивает минимальные затраты труда, сырья и материалов
при ее изготовлении, эксплуатации и ремонте при данных объемах вы-
пуска. Именно в период проработки конструкции машины на техноло-
гичность происходит наибольший отсев технических идей.
Технологичность обеспечивается реализацией следующих основных
принципов: 1) упрощение; 2) малодетальность; 3) стандартизация и уни-
фикация; 4) преемственность; 5) взаимозаменяемость; 6) агрегатирование.
Реализация принципа упрощения предполагает разработку максималь-
но упрощенной конструкции и отдельных ее частей. Простота конструк-
ции — основной показатель ее качества и квалификации конструктора.
Чем проще конструкция, тем выше ее качество и тем дешевле она в из-
готовлении и эксплуатации. Упрощение достигается путем разработки
деталей простых геометрические форм, использования простых и более
дешевых материалов, обеспечивающих применение высокопроизводи-
тельных способов изготовления.
Принцип малодетальности вступает в некоторое противоречие с прин-
ципом упрощения, так как любую сложную деталь можно расчленить
на ряд более простых, к тому же изготовленных из наиболее дешевых
материалов и более производительным способом. Обычно решающими
являются объемы выпуска. Чем они меньше, тем эффективнее реализа-
ция этого принципа проектирования. И наоборот, при больших объемах
более целесообразно расчленение конструкции на простые элементы.
Принцип стандартизации и унификации обязывает конструктора рас-
сматривать при проработке проекта возможность применения прежде
всего стандартных или унифицированных элементов (деталей, узлов),
которые выпускаются в качестве стандартных или унифицированных
продуктов предприятиями разных отраслей. Это не только упрощает
и удешевляет разработку проекта, но и ускоряет освоение новой про-
дукции, удешевляет ее в производстве и эксплуатации.
Такой же эффект достигается при реализации принципа преемствен-
ности, т.е. при максимальном использовании в новом изделии элемен-
тов, применявшихся в ранее освоенной и выпускавшейся продукции.
Принцип взаимозаменяемости деталей и узлов изделия предполагает
такую их конструкцию, при которой они могут использоваться в любом
его экземпляре без каких-либо дополнительных затрат труда и средств
7. Организация конструкторской подготовки производства
215
на подгонку. Реализация этого принципа позволяет наладить обезли-
ченное производство элементов, необходимых как для изготовления
изделий, так и для их эксплуатации, причем в массовых масштабах и с
применением более производительных методов и специального обору-
дования. Это обеспечивает удешевление как производства, так и экс-
плуатации изделий. Степень взаимозаменяемости в значительной мере
зависит и от объема выпуска продукции: чем он больше, тем больше
эффект от использования принципа взаимозаменяемости.
Принцип агрегатирования предполагает максимальное расчленение
конструкции на отдельные более или. менее простые составные части
(основные детали, узлы, агрегаты), выполняющие определенные функ-
ции. Применительно к конструкциям машин эта задача решается путем
замены моноблочной конструкции базовых деталей узловой (блочно-мо-
дульной), при которой в конструкции каждого узла четко выделяется
его функциональное назначение. Машина же в целом компонуется из
отдельных агрегатов. Агрегатирование позволяет использовать одни и те
же основные (наиболее сложные по конструкции) рабочие механизмы
в оборудовании различного назначения, благодаря чему изделие создается
из обратимых унифицированных элементов. Например, при изготовлении
автоматических линий разного назначения используются такие одно-
типные агрегаты, как силовые головки, загрузочные и разгрузочные
устройства, агрегаты поворота и кантования деталей и др. Применение
принципа агрегатирования дает многосторонний эффект как в произ-
водстве, так и в эксплуатации изделий, особенно при разработке и из-
готовлении оборудования индивидуального назначения, поскольку оно
позволяет сочетать индивидуальный характер использования продук-
ции с серийным изготовлением ее основных агрегатов.
Осуществление рассмотренных принципов позволяет не только улуч-
шать качество конструкции, но и резко сокращать сроки ее разработки
и освоения в производстве. Так, при традиционной схеме разработки
конструкции и изготовления новой закалочной установки потребова-
лось 50 месяцев, а при компоновке ее из унифицированных готовых
узлов и отдельных агрегатов — только 12.
Повышение технологичности при разработке конструкций отдель-
ных деталей предполагает:
• снижение излишней точности обработки деталей там, где она не
оказывает влияния на их взаимозаменяемость и эксплуатационные ка-
чества; это относится прежде всего к разъемным плоскостям, шпоноч-
ным канавкам и т.п. Затраты при обработке деталей по 2-3-му классу
точности в 6—10 раз выше, чем при обработке по более низким классам
точности;
• применение более простых способов достижения необходимой точ-
ности при обработке деталей и сборке узлов машины;
216
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
• уменьшение степени чистоты обработки поверхностей (шерохова-
тости) до степени, диктуемой функциональной точностью деталей;
• замену неразъемной конструкции детали разъемной, коробчатых
литых конструкций тавровыми с открытыми ребрами жесткости;
• выравнивание подлежащих обработке плоскостей деталей для того,
чтобы их можно было обрабатывать с одной настройки оборудования
минимальным количеством инструмента.
Некоторые примеры повышения степени технологичности конст-
рукций деталей приведены на рис. 7.4.
Отработка конструкции машины на технологичность осуществляет-
ся на всех стадиях разработки конструкторской документации, начиная
Рис. 7А. Примеры повышения степени технологичности конструкций некоторых деталей (а—нетех-
нологичная конструкция; б—технологичная): Id—расчленение конструкции угольника на две час-
ти (отделение труднообрабатываемого фланца); lid — четкое выделение обрабатываемой 1 и
необрабатываемой 2 поверхностей, позволяющее вести обработку «на проход»; Hid—выравнивание
сечений обработки, позволяющее уменьшить площадь обработки и повысить стойкость инструмента;
IVd—замена коробчатой конструкции отливки кронштейна тавровой, исключающей применение
сложных стержней при формовке; Vd—удаление выступов и наклонов на головке блока и создание
правильного параллелограмма, позволяющего вести обработку каждой плоскости с одной настройки
оборудования «на проход»
7. Организация конструкторской подготовки производства 217
от разработки технического задания и заканчивая установившимся се-
рийным или массовым производством. На первых двух стадиях работа
по обеспечению технологичности конструкции ведется более укруп-
ненно, путем анализа вариантов возможных конструктивных решений,
принципиальных схем компоновки и выявления на этой основе наибо-
лее технологичного варианта.
На стадиях эскизного и технического проектирования выполняется
наибольший объем работ и принимается окончательное решение об
уровне технологичности. На последней стадии разработки осуществля-
ется окончательная отработка конструкции машины и ее основных
частей на технологичность и доведение конструкции до соответствия
требованиям серийного (массового) производства.
7.3. Организация работ по конструктивной стандартизации.
Ее эффективность
Важнейшей задачей в области конструирования машин, решаемой
на современном этапе развития машиностроения, является обеспечение
максимальной преемственности при разработке проектов новых машин,
что достигается с помощью конструктивной стандартизации.
Под конструктивной стандартизацией понимается такое направление
в разработке конструкции новой машины, при котором она компонуется
с максимальным использованием элементов определенного функцио-
нального назначения, освоенных ранее в производстве в качестве нор-
мализованных, стандартизованных или унифицированных деталей, узлов
и агрегатов. Каждый из таких элементов, выполняя в машине определен-
ные функции, характеризуется своими постоянными конструктивными
и эксплуатационными параметрами. Эти элементы, будучи конструк-
тивно и технологически отработанными и испытанными во многих
других машинах, обладают высокими эксплуатационными и техноло-
гическими качествами, обеспечивающими быстрое освоение производ-
ства и улучшение технико-экономических показателей проектируемой
машины.
Осуществление нормализационного направления в конструирова-
нии машин существенно меняет методы проектирования. При обычном
проектировании за основу принималось функциональное назначение
машины. Форма, размеры и другие показатели отдельных ее узлов
были производными, вытекающими из характеристики машины в целом,
и поэтому в значительной мере зависели от субъективных факторов ор-
ганизации конструирования на данном заводе. При стандартизации
эксплуатационные показатели машины должны быть обеспечены главным
218
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
образом путем правильного выбора схемы компоновки уже имеющихся
узлов. При таком методе конструирования имеется возможность тща-
тельно и квалифицированно изучить закономерности изменения форм,
размеров, способов производства отдельных элементов конструкции
в зависимости от ее функционального назначения, действующих на-
грузок, условий эксплуатации, материалов, направления технического
прогресса и др. Это, в свою очередь, открывает большие возможности
для разработки и внедрения обобщенных методов расчета, выбора форм
и создания конструкций узлов и деталей машин с применением новей-
шей техники и ЭВМ.
В основе конструктивной стандартизации, осуществляемой путем
унификации деталей узлов и других элементов машин, лежит следую-
щий принцип: машина, какой бы сложной она ни была, состоит из
отдельных более или менее простых элементов, применяемых в маши-
нах разного назначения. Другими словами, несмотря на огромное раз-
нообразие, машины и их узлы по назначению и конструкции имеют
много общих признаков.
Государственные стандарты — это перечень единых требований
к продукции данного назначения, изготовленной в любой части стра-
ны. Применительно к машиностроительной продукции это стандарты:
на основные параметры; типы, виды и марки изделий; конструкцию
и размеры; технические требования; методы испытания; маркировку,
хранение, упаковку и транспортировку; технические характеристики
продукции. Задача стандартов — обеспечение на всей территории стра-
ны изготовления продукции данного назначения и отдельных ее эле-
ментов с едиными параметрами и показателями.
Местные и отраслевые стандарты — это установленные единые
требования к деталям, узлам, агрегатам, изготавливаемым в пределах
данного предприятия (заводские стандарты) или отрасли промышлен-
ности (отраслевые стандарты). Стандартизация проводится не только по
отдельным общемашиностроительным деталям (винты, болты, шпильки,
гайки и др.), деталям общего назначения (поршни, шкивы, маховики,
втулки и т.д.), но и по отдельным крупным элементам конструкций ма-
шин и агрегатов (поршневая группа, кривошипно-шатунные и силовые
механизмы, гидроаппаратура, силовые и шпиндельные головки, меха-
низмы передач и др.).
Унификация — это приведение различных видов продукции и средств
ее производства к наименьшему числу типоразмеров, марок, форм и т.п.
Примером может служить использование унифицированных двигателей
в строительном, дорожном, сельскохозяйственном, транспортном ма-
шиностроении, судостроительной промышленности и т.д.
На все стандартизованные и унифицированные детали составляют-
ся альбомы чертежей.
7, Организация конструкторской подготовки производства
219
Таким образом, при конструктивной стандартизации разработка про-
екта конструкции состоит из четырех основных этапов:
1) максимальное расчленение конструкции будущей машины на
отдельные элементы, выполняющие в данной машине определенные
функции;
2) тщательное исследование возможности использования уже разра-
ботанных и освоенных в производстве элементов конструкции;
3) разработка конструкции оригинальных деталей и узлов, непосред-
ственно определяющих функциональное назначение машины в целом;
4) компоновка и установление взаимодействия стандартизованных
и оригинальных элементов в машине, удовлетворяющие требованиям,
предъявляемым к конструкции новых машин.
Первая задача решается путем максимальной замены моноблочной
конструкции узловой. На рис. 7.5 даны примеры моноблочной конст-
рукции станков. Она представляет собой соединение в одной монолит-
ной конструкции ряда деталей и узлов различного функционального
назначения (станины и шпиндельной бабки револьверного станка; ос-
нования, станины, стойки и кронштейна фрезерного станка). Такая
конструкция подчеркивает принципиальную индивидуальность станков
и отличие их от других подобных машин, но сложна в изготовлении.
На рис. 7.6 приведен пример узлового метода конструирования раз-
ных агрегатных станков (сверлильного и расточного) с одинаковыми
узлами определенного функционального назначения. Из рисунка вид-
но, что при разработке конструкции станка для растачивания детали
Рис. 7.5. Моноблочная конструкция базовых деталей станков:
а — револьверного; б — фрезерного
220
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 7.6. Схема конструкции агрегатных станков различного назначения из стандартизованных уз-
лов и деталей: стандартизованные: 1—основание; 2—колонна; 3—силовые головки; 3/1—гидропа-
нель; 3/2— гидроцилиндр; 3/3 — гидронасос; 4 — шпиндельные головки; 4/1 — передняя крышка;
4/2—корпус; 4/3—промежуточная плитка; 4/4—задняя крышка; 4/5—шпиндель; 4/3—промежу-
точный валик: 4/7—шестерня; 5— поворотный стол; 6—пульт управления; 7—упоры управления;
8 —станина: 9—салазки; специальные: 10—кондукторная плита; 11—приспособления; 12—сред-
няя часть; 13—наклонная станина
с двух сторон используются основные наиболее сложные по конструк-
ции рабочие механизмы, применяемые в сверлильном станке; ориги-
нальные детали и узлы, определяющие функциональное назначение
станка, более просты по конструкции.
На рис. 7.7 схематично показаны основные узлы и детали агрегат-
ных станков, подлежащих стандартизации.
Стандартизация широко применяется при разработке конструкции
не только отдельных станков, но и автоматических линий сугубо инди-
видуального назначения (рис. 7.8).
Конечной целью конструктивной стандартизации на заводе является
создание стандартизованного ряда (гаммы) машин. Под конструктив-
но-стандартизованным рядом понимается группа конструктивно одно-
7. Организация конструкторской подготовки производства
221
Рис. 7.7. Схема стандартизации узлов агрегатных станков: 7,2—силовые головки; 3—шестеренные
редукторы; 4 — гидропанели управления; 5 — гидроприводы подач; 6,7 — соответственно гидрав-
лический и электрический блоки управления; 8 — шпиндельные коробки; 9 — корпусные детали;
10'—механизмы доводки шпинделей; 11—фрезерные головки; 12—промежуточные валики; 73—
зубчатые колеса; 14 — втулки; 15—концы шпинделей и удлинителей; 16—шпиндели; 77 — оправки;
18—резьбонарезные устройства; 19—патроны; 20—фиксирующие устройства; 27 — приводы по-
ворота барабанов; 22 — делительно-поворотные столы; 23,24 — соответственно зажимные и за-
грузочные устройства; 25 — цилиндры; 26 — сигнализация; 27 — электрошкафы; 28 —пульты
управления; 29—силовые салазки; 30—направляющие плиты; 37—винты подачи; 32—основания;
33—боковые станины: 34—колонны; 35—станины-подставки; 36—станины круглые
родных машин одинакового или разного назначения, аналогичных по
кинематике, рабочему процессу, формам и параметрам основных элемен-
тов, способу получения с их помощью продукции или методам обработки,
но различных по габаритам, мощности, скорости, грузоподъемности
и другим эксплуатационным параметрам.
Каждый конструктивный ряд имеет свое основание — так называе-
мую базовую модель — и производные от нее, полученные на основе
применения нормализованных и унифицированных узлов. На рис. 7.9
приведена схема конструктивно-стандартизованного ряда компрессоров,
базовой моделью которых является одноцилиндровый компрессор.
Главное преимущество конструктивного ряда — широкая возмож-
ность создания машин с различными эксплуатационными параметрами
222
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 7.8. Стандартизованные агрегаты и узлы автоматических линий: 1—загрузочная позиция; 2—
секции рабочего участка; 3—устройство для поворота детали; 4—секция холостого участка стани-
ны; 5—устройство для кантования детали; 6—привод транспортера; 7—разгрузочная позиция;
8 — рольганг для возврата приспособлений; 9 — основания; 10 — малая колонна; 11 — большая
колонна; 12—-силовые головки; 13 — контрольное устройство
путем применения уже освоенных в производстве стандартизованных
деталей и узлов. В приведенном примере различная производитель-
ность компрессоров достигается использованием в них одних и тех же
узлов и деталей цилиндровой, подшипниковой и шестеренной групп
(цилиндров, клапанов, поршней, шатунов, пальцев, сальников-вкла-
дышей, шестерен, втулок и др.). Оригинальными являются лишь такие
детали, как картер, коленчатый вал, рамы и др.
Создание конструктивно-стандартизованных рядов эффективно и при
разработке конструкций машин различного функционального назначе-
ния. На рис. 7.10 показана схема унифицированного семейства грузовых
автомобилей разного назначения, разработанных на Минском автомо-
бильном заводе. Как видно из схемы, конструкции машин всех моди-
фикаций состоят в основном из унифицированных узлов и агрегатов,
применяемых в базовой модели MA3-53371. При этом коэффициент
унификации составляет от 83 до 93 %.
Использование стандартизованных деталей при разработке конст-
руктивных рядов позволяет осуществлять быструю и эффективную мо-
дернизацию выпускаемых машин внутри ряда, поскольку отдельные
усовершенствованные детали и узлы используются во всех машинах.
7. Организация конструкторской подготовки производства
223
Рис. 7.9. Основание и производные конструктивно-стандартизованного ряда компрессоров: а—базо-
вая модель (одноцилиндровый компрессор); б—-первая производная (двухцилиндровый компрессор);
в—вторая производная (трехцилиндровый компрессор); г—третья производная (четырехцилинд-
ровый компрессор)
Для построения конструктивного ряда и выявления возможности
проведения работ по стандартизации отдельных узлов и деталей внутри
него необходим тщательный технический анализ.
Для реализации мероприятий по конструктивной стандартизации
вся конструкторская документация проходит нормализационный контроль
чертежей, который осуществляется на стадиях разработки технического
проекта и рабочей документации и устранения ошибок в расчетах, изо-
бражениях, оформлении и т.д.
Объектами нормализационного контроля являются: степень конст-
руктивной преемственности; комплектность и оформление чертежей;
правильность оформления основных надписей; правильность изобра-
жения и надписей на чертежах; правильность выбора размеров, допусков
и посадок; правильность выбора конструктивных элементов деталей.
224
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Модель одтомодиля Узлы
| двигатель | | Гце/ие/ше и коротка передач | Карданные балы (раз- мерность шарниров} Ведущие мосты | Передняя ось | | Седельное устройство | Подвеска Ступица | Колеса | | ЛНПУ1\ Рулебое управление Тормоза 1 1 Л! 1 1
| передний | | средний | 1 1 1 | Колесная передача 1
| основной | \ к среднему мосту | | к переднему мосту |
| передняя | \ задняя | 1 & | задняя I | Гидроусилитель | 1 I | колесные | | стояночные |
MA3-53371 • % • - - - - • • • • - • % • • • • % • • • • % •
MA3-53363, 83781 • % • - - - • • • • ЕХЗ % • • • • о • • • % X
МАЗ-5551 • % • - - - - • А О • - • % • • • А % • • • • % А
МАЗ-75165 • % • - - - - • • • • • % • • • • % • • • • % -
MA3-51323, 93866 • % • • О - • А О • - • О О • • А О • • • • % -
МАЗ-79092 8385 • % • • - - • • % • • - • О • • • • о • • • • ♦
МАЗ-64229. 93866 • % • - - - - • % • • а • О • • • • % • • • • -
MA3-63031 • % • - - - • • • • • - • ♦ • • • • о • • • • % ♦
Рис. 7.10. Конструктивно-стандартизованный ряд грузовых автомобилей Минского автомобильного
завода: MA3-53371; О—МАЗ-79092; О—МАЗ-54323; ▲—МАЗ-5551; —МАЗ-75165;
3 ~ МАЗ-64229; Д— MA3-53363; ф — MA3-63031
Проверка степени конструктивной преемственности выявляет, на-
сколько конструктор использовал при разработке проекта узла или дета-
ли действующие стандарты, отраслевые и заводские нормали, унифици-
рованные детали, а также заимствовал их из конструкции выпускаемых
машин. Эффективный метод организации такого контроля — создание
на заводе в составе службы стандартизации электронной картотеки
применяемости заимствованных, стандартных деталей и других изде-
лий, состоящей из множества электронных карточек.
7. Организация конструкторской подготовки производства 225
Карточка применяемости составляется на каждую деталь (каждый
узел), используемую в разных изделиях, и должна содержать:
• эскиз детали с указанием основных размеров;
• характеристику детали как части конструкции, ее обозначение,
номер и т.д.;
• краткую характеристику детали как объекта изготовления (материал,
все размеры, применяемость конструктивных элементов);
• наименование и номер узла и изделий, в которых она применяется,
и в каком количестве;
• сведения о наличии специальной оснастки.
Рассматривая чертеж оригинальной детали, контролер обращается
прежде всего к картотеке и отыскивает карточки применяемости сход-
ных деталей. При сомнении в необходимости оригинальной детали он
находит чертеж детали, уже освоенной в производстве, и путем сравне-
ния чертежей новой и существующей конструкций устанавливает воз-
можность полной или частичной замены оригинальной детали. Если
такая возможность имеется, новый чертеж возвращается конструктору
для переделки в соответствии с рекомендацией контролера.
После контроля конструктивной стандартизации и преемственности
и внесения в конструкторские документы соответствующих исправлений
проводится их проверка на правильность оформления и соблюдение
действующих стандартов. Цель контроля правильности выбора размеров,
допусков, посадок — уменьшение их разнообразия и степени использо-
вания предпочтительных чисел и стандартных размеров и проверка
обоснованности применения допусков.
Контроль правильного выбора конструктивных элементов (отверстий,
радиусов, канавок, резьб, передач, закругления пазов и др.) также осуще-
ствляется с целью уменьшения их разнообразия в новых конструкциях.
Стандартизация конструкции оценивается с помощью коэффици-
ентов конструктивной преемственности, конструктивной стандартизации,
применяемости материалов, унификации узлов, унификации изделия
в целом и др.
Коэффициент конструктивной преемственности (Кпр) характеризует
степень применения в конструкции новой машины ранее освоенных
в производстве деталей и определяется отношением их количества (Дос)
к общему количеству деталей в новой машине (Д):
КПр= Дос/ Д'
Коэффициент конструктивной стандартизации (К^ определяется
отношением количества стандартных и стандартизованных деталей (Дст),
использованных в новой конструкции, к общему их числу (Д):
кст= дст/д.
15 Зак. 2150
226
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Коэффициент применяемости конструктивных элементов (Кп э) харак-
теризует степень повторения одних и тех же конструктивных элементов
в различных деталях и определяется отношением общего количества
типоразмеров конструктивных элементов (Э) в конструкции нового из-
делия (резьб, диаметров отверстий, радиусов закруглений и др.) к ко-
личеству использованных (х9исп):
Дт.э” Э/Э исп *
Чем больше коэффициент применяемости, тем менее разнообразны
применяемые конструктивные элементы.
Коэффициент унификации узлов (Куу) определяется отношением ко-
личества применяемых в новой конструкции стандартизованных и уни-
фицированных узлов (Jyn) к общему их количеству в машине (У):
*у.у = Ууп/У*
Коэффициент применяемости материалов (Км) характеризует сте-
пень применения одних и тех же материалов, идущих на изготовление
различных оригинальных деталей, и определяется отношением общего
количества наименований оригинальных деталей (Дор) к количеству
примененных типоразмеров материалов (Л7прим):
= Дор/^прим*
Чем он выше, тем меньше разнообразие применяемых материалов
и проще система материально-технического снабжения.
Общее состояние работ по стандартизации и унификации при раз-
работке новой конструкции оценивается коэффициентом общей унифи-
кации (Л'о.у):
Д).У = (Дос + Дз + Дюк + Дт)/Д
где Д3 — количество наименований заимствованных деталей; Дпок — об-
щее количество покупных деталей.
Более точно этот показатель определяется отношением суммарной
трудоемкости унифицированных, заимствованных и стандартизован-
ных деталей к общей трудоемкости всех деталей, входящих в машину:
*СТ *3 #пок *Ьс
X Дет/ 4- £ Д/ T3i + £ДПОк i ^пок/ + Z Дос/ Тж<
каУ=
Кд
где Гст/, T3h Гпок/, Тос/, 7} —трудоемкость соответствующих деталей; кст,
к39 *покл ^осл *д — количество наименований соответствующих деталей.
7. Организация конструкторской подготовки производства 227
Для оценки работ по конструктивной стандартизации в масштабе
предприятия при выпуске изделий нескольких наименований можно
пользоваться средневзвешенным коэффициентом унификации.
Чем выше указанные коэффициенты, тем выше уровень стандарти-
зации, ниже затраты на техническую подготовку производства и изго-
товление изделий.
Эффективность конструктивной стандартизации заключается в повы-
шении эксплуатационных и технологических качеств машин и эконо-
мии средств, затрачиваемых на техническую подготовку производства
и непосредственно в процессе их изготовления.
Улучшение эксплуатационных качеств машин при проведении кон-
структорской стандартизации достигается различными путями.
1. Повышение долговечности машины. Это обеспечивается более
высоким качеством и стойкостью стандартизованных деталей, узлов и
агрегатов по сравнению с оригинальными, поскольку их конструкция
тщательнее отработана, освоена в производстве, испытана и доведена
до высоких эксплуатационных характеристик.
2. Расширение эксплуатационных характеристик машины. Этого до-
биваются перекомпоновкой конструкции и переналадкой ее обратимых
узлов в соответствии с условиями данного производства, а также мо-
дернизацией в эксплуатации путем оснащения дополнительным смен-
ным стандартным оборудованием и приспособлениями.
3. Снижение производственной и эксплуатационной металлоемкости
машины. При производстве стандартизованных деталей можно приме-
нять более экономные методы первичного формоизменения (штамповку,
чеканку, точное литье и др.), эффективнее использовать методы упроч-
нения, что намного снижает массу заготовок и готовых деталей.
4. Уменьшение расходов на содержание машины в эксплуатации.
Этого добиваются за счет экономии горючих, смазочных материалов,
а также затрат на ремонт. Кроме того, достигается экономия на амор-
тизационных отчислениях, так как стоимость машины со стандартизо-
ванными деталями и узлами значительно ниже.
Все это обеспечивает значительное снижение себестоимости продук-
ции, производимой машиной, и тем самым повышает эффективность
ее эксплуатации. Подсчитано, что затраты на эксплуатацию стандартных
изделий сокращаются на 30—40 %.
Уменьшение затрат на техническую подготовку производства при
осуществлении конструктивной стандартизации достигается за счет эко-
номии средств на разработку конструкторских и технологических доку-
ментов, проекта и на изготовление специальной оснастки и инструмента,
а также на доводку конструкции в производстве и эксплуатации. На-
пример, заимствование одной специальной детали средней сложности
дает экономию на технической подготовке 500 чел.-ч.
15*
228
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Опыт Минского автомобильного завода показывает, что затраты на
техническую подготовку конструкции каждой новой модификации ав-
томобиля, основанной на широком применении унифицированных уз-
лов и деталей базовой модели, снижаются в 2,5-3 раза. Кроме того,
конструктивная стандартизация сокращает сроки выполнения работ по
технической подготовке производства, что способствует скорейшему
внедрению в производство новых, более эффективных машин. Повы-
шение эффективности производства машин с применением стандарти-
зованных деталей и узлов достигается за счет экономии:
1) материалов, так как при массовом производстве нормализован-
ных деталей применяются более эффективные методы получения заго-
товок, размеры которых максимально приближены к размерам готовой
детали;
2) заработной платы, поскольку при стандартизации повышается
серийность производства деталей, обеспечивающая снижение трудоем-
кости за счет применения более производительного оборудования;
3) прочих расходов, специального инструмента, так как с увеличе-
нием серийности производства эти расходы, будучи относительно по-
стоянными, распределяются на большее количество продукции.
Например, разработка и производство стандартизованных компрес-
соров обеспечивает по сравнению с обычными снижение: массы ма-
шин — примерно на 25 %, трудоемкости — на 24, общих издержек на
их изготовление — примерно на 20 %.
Данные, приведенные в отечественных и зарубежных источниках,
показывают, что каждый рубль, вложенный в стандартизацию, окупа-
ется десятикратно.
7.4. Экономическая оценка и доводка конструкции новой
машины. Пути повышения эффективности
опытно-конструкторских работ
При технической подготовке производства на стадии проектирова-
ния новой машины весьма важна экономическая оценка ее конструкции.
Она оценивается как объект производства и как объект эксплуатации.
Как объект производства конструкция новой машины характеризуется:
трудоемкостью изготовления — абсолютной (на машину) и относительной
(на единицу мощности или производительности); материалоемкостью
и абсолютной и относительной массой; себестоимостью изготовления.
Поскольку целью разработки и освоения в производстве нового из-
делия является рост доходов предприятия, то обобщающей экономиче-
ской оценкой будет размер прибыли, получаемой предприятием от его
7. Организация конструкторской подготовки производства
229
выпуска и реализации. При этом выпуск нового изделия экономически
оправдан, если дополнительная прибыль (Д77), полученная в результа-
те освоения его в производстве, обеспечит рентабельность не ниже
средней рентабельности предприятия. Этому условию удовлетворяет
неравенство
ДЯ П дГТ П\К
Ф0СН Фосн
где П — суммарная годовая прибыль предприятия до внедрения новой
конструкции; ДА'— дополнительные капитальные вложения (инвестиции),
связанные с внедрением новой машины в производство (на приобретение
оборудования, на перепланировку, производственные запасы и т.д.);
Фосн — стоимость основных производственных фондов предприятия.
Дополнительная прибыль
ДЯ= [Ы2Щ2 - С2) - 3Г0Д] - [ЭД - Q)], (7.3)
где М, N2 — среднегодовой выпуск машин соответственно старой (1)
и новой (2) конструкции; Ць Ц2 — цены на старую и новую машину;
С], С2 — себестоимость старой и новой машины; Згод — среднегодовые
затраты, связанные с технической подготовкой и освоением в произ-
водстве новой машины (обычно эти затраты относятся к категории те-
кущих и равномерно распределяются по годам за весь период выпуска
новых изделий за счет расходов будущего периода).
Из формулы (7.3) очевидны основные направления совершенство-
вания конструкции новой машины с целью повышения ее эффектив-
ности как объекта производства:
• снижение себестоимости производства путем повышения техноло-
гичности конструкции;
• упрощение конструкции, позволяющее значительно увеличить вы-
пуск машин;
• уменьшение затрат на техническую подготовку и освоение новой
машины в производстве.
Все эти проблемы решаются непосредственно на заводе-изготови-
теле и оказывают большое влияние на повышение эффективности кон-
струкции новой машины.
Из формулы (7.3) также видно, что эффективность конструкции но-
вой машины увеличивается вместе с ростом цены на нее. Эта цена, ус-
танавливаемая на стадии маркетинговых исследований, обычно выше
цены старого изделия в конце его жизненного цикла, перед снятием
с производства, когда в целях стимулирования продажи изделий старой
модели приходится снижать цену до минимума или даже продавать
в убыток. Однако рост цены допустим только в том случае, если экс-
плуатационные качества нового изделия улучшены по сравнению с ка-
230
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
чествами старой модели и могут быть использованы потребителем. Это
требует определения эффективности новой конструкции как объекта
эксплуатации.
Важные экономические показатели качества конструкции — произ-
водительность труда (трудоемкость), себестоимость и размер капиталь-
ных затрат на продукцию, производимую с помощью новой машины.
Таким образом, общим показателем эффективности конструкции
новой машины у потребителя является размер приведенных затрат на
единицу или на весь объем продукции, выпускаемой новой машиной.
При этом эффективность машины новой конструкции равна или пре-
вышает эффективность машины старой модели при соблюдении сле-
дующего условия:
C’2N’2 + £норм^ < C[N{ + ЕиормК[, (7.4)
где С{, С2 ~ себестоимость единицы продукции, производимой с помо-
щью соответственно старой и новой машины; — фактическое го-
довое производство продукции с помощью старой и новой машины; К{,
К2 — капитальные вложения при использовании старой и новой
машины.
Капитальные вложения состоят из стоимости машины и дополни-
тельных затрат на ее доставку, монтаж, на производственные площади
или место стоянки машины, фундаменты и т.д. В машиностроении эти
дополнительные единовременные затраты составляют значительную
часть капиталовложений, нередко превышая стоимость самой машины.
Из неравенства (7.4) следует, что основными путями повышения
эффективности новой конструкции как объекта эксплуатации являются:
• уменьшение затрат на эксплуатацию машины (горючее, смазочные
материалы, топливо, энергия, заработная плата, запасные части, содер-
жание и ремонт), что обеспечивает снижение затрат на единицу про-
дукции (уменьшается С^);
• снижение стоимости машины, что одновременно уменьшает за-
траты на ее амортизацию и ремонт, т.е. способствует уменьшению Q;
• повышение производительности машины, если такое повышение
может быть использовано при ее эксплуатации; в этом случае умень-
шается Кг2 относительно объема производства.
Другими словами, эффективность конструкции новой машины
у потребителя повышается за счет улучшения как эксплуатационных,
так и технологических ее качеств.
Общий размер капиталовложений потребителя можно выразить через
цену машины, если рассматривать ее как часть их, выраженную для старой
и новой машин коэффициентами гц и соответственно. В этом случае
к^ц2/Ц2.
7. Организация конструкторской подготовки производства
231
Подставив в неравенство (7.4) значения К{ и К'ъ после преобразова-
ния получим неравенство, определяющее максимальную цену новой
машины:
7’норм(С1'-С^) + -%-
L ПгМ.
(7.5)
где Тнорм — нормативный срок окупаемости, равный 1/£норм.
В частном случае при щ = т|2 = 1, когда капиталовложения у потреби-
теля машины состоят только из затрат на ее приобретение, т.е. допол-
нительные единовременные затраты отсутствуют, максимальная цена
определяется неравенством
U2<Nf2 (C(-Q)rHopM + ^
(7.6)
Из выражений (7.5) и (7.6) следует, что цену на машину новой кон-
струкции можно увеличить только в том случае, если машина обеспе-
чивает снижение эксплуатационных затрат или обладает повышенной
производительностью по сравнению со старой и эта производитель-
ность может быть использована в эксплуатации.
При экономической оценке машины новой конструкции определя-
ется экономия не только от общего улучшения эксплуатационных ка-
честв машины, но и от отдельных его составляющих (надежности,
долговечности и др.). В частном случае максимальную цену на машину
новой конструкции можно определить следующим образом:
где Т\, Т2 — срок службы соответственно старой и новой машины, лет.
Из выражения (7.7) видно, что наибольший эффект дает повыше-
ние долговечности машин с малым сроком службы (поскольку при не-
больших значениях 7\ знаменатель в неравенстве будет значительно
меньше) и относительного срока службы (поскольку числитель увели-
чивается пропорционально (Т2 -Л)/Л).
Определенная на стадии маркетинговых исследований цена (#2)
с учетом качества изделия должна служить исходной величиной для вы-
числения максимальной себестоимости (С2) нового изделия и отдельных
его частей. Эта себестоимость должны быть доведена до подразделений
и лиц, оказывающих влияние на ее размер на стадии проектирования
(конструкторов, технологов, инженеров, организаторов). Максималь-
ная себестоимость нового изделия определяется следующим образом:
(Д2-С2)/Д2=р,
232
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
откуда
С2=#2(1-/>),
где р — уровень рентабельности нового изделия.
Для каждого вида изделия, выпускаемого данным предприятием,
существует примерно одинаковое соотношение затрат на изготовление
его отдельных частей и суммы издержек по изделию в целом. Так, в об-
щих расходах на изготовление грузового автомобиля существуют при-
мерно следующие соотношения затрат на изготовление отдельных его
агрегатов и узлов (в процентах к общей себестоимости): двигатель —
25, коробка передач — 3, карданная передача — 2, задний мост с тор-
мозами — 10, передний мост с тормозами — 6, рулевое управление — 1,
кузов — 6, рама — 4, кабина — 10, подвеска — 3, колеса — 4, шины — 26.
Это позволяет установить на стадии проектирования предельные затраты
не только на изделие в целом, но и на отдельные его части и довести
эти затраты до каждого подразделения, занятого разработкой изделия.
Предельные затраты определяются по формуле
Су. = С2 dh
где — доля (удельный вес) предельных затрат на изготовление /-й час-
ти (узла, агрегата) в себестоимости изделия предыдущей модели.
На основании такой экономической оценки нового изделий можно
определить качество работы каждого подразделения и отдельных спе-
циалистов, их вклад в разработку и организовать материальное стиму-
лирование, поставив перед каждым задачу уложиться в предельные
затраты. При этом особо высокое вознаграждение конструктор, техно-
лог или группа должны получить в том случае, если им удастся снизить
затраты на стадии проектирования (разумеется, не в ущерб качеству),
так как даже незначительная экономия на каждом изделии, умножен-
ная на большое количество изделий, выпускаемых в год, даст предпри-
ятию огромный дополнительный доход.
Если конструкторам не удается уложиться в предельные затраты по
какому-либо узлу (детали), необходимо перекрыть их экономией по
другим узлам. Полученные в результате конструкторской и технологи-
ческой проработки проектные затраты по машине в целом и отдельным
ее элементам должны стать исходными проектными нормативами для
организации работы по экономическому стимулированию как произ-
водственного персонала, так и персонала, занятого технической подго-
товкой новой машины.
Определение предельных затрат и экономический анализ конструк-
ции требуют участия инженера-экономиста в разработке проекта новой
машины на самой ранней стадии технической подготовки производства.
7. Организация конструкторской подготовки производства 233
Тщательная доводка конструкции перед запуском ее в производство
(серийное, массовое) обусловлена тем, что при конструировании ма-
шины не всегда удается с необходимой точностью определить действи-
тельное поведение ее элементов в условиях эксплуатации и предвидеть
технологические последствия конструкторских решений. В эксплуатаци-
онных показателях машины и технологических процессах могут произой-
ти отклонения, которые сведут на нет эффективность новой конструкции.
Доводка конструкции необходима и в связи с тем, что при проекти-
ровании конструкторы неизбежно делают ряд общепринятых допущений
в прочности, статических и динамических нагрузках, герметичности,
свойствах и эффективности материалов и т.д. При испытаниях вследствие
деформации под нагрузками, неточности обработки, монтажа и других
недоделок выявляются истинные условия работы отдельных элементов
конструкции, поэтому после испытаний в конструкцию машины не-
редко вносятся необходимые изменения.
Однако удовлетворяющая эксплуатационным показателям машина
может оказаться недостаточно технологичной. Отдельные ее элементы,
удовлетворяя требованиям технологичности единичного и мелкосерий-
ного производства, не приемлемы для массового производства. К тому
же детали, получаемые при массовом производстве, по своим свойст-
вам нередко отличаются от изготовленных единичных деталей. Все это
требует внесения коррективов в конструкцию после того, как будут из-
готовлены и испытаны не отдельные образцы новой машины, а устано-
вочная и контрольная серии машин перед окончательным запуском
в производство. Если такая доводка конструкции и внесение в нее из-
менений не будут осуществлены на стадии технической подготовки,
это нанесет большой ущерб производству.
Недостаточная доводка конструкции на стадии технической подго-
товки приводит к резкому повышению затрат на изготовление и экс-
плуатацию машин, поскольку недостатки в конструкции повторяются
уже в больших масштабах, а также к уменьшению объема выпуска но-
вых машин в первые годы, когда эксплуатация их могла бы дать наи-
больший эффект.
Запуск в производство недоработанной конструкции наносит боль-
шой ущерб. Обычно недоработки конструкции на первой стадии воз-
растают на каждой последующей на порядок, т.е. в пропорции 1:10:100.
Другими словами, потери, допущенные на стадии конструирования на
1 рубль, вызывают потери в производстве 10, а в эксплуатации 100 руб.
Практика показывает, что при запуске в производство недоведен-
ной конструкции в первые 4—5 лет выпуска себестоимость машин при-
мерно в 1,4—1,5 раза превышает среднюю себестоимость за все годы
производства, тогда как за остальные годы выпуска она ниже на 10—15 %.
За эти годы общий выпуск машин составляет не более 25—30 %, тогда
234 Раздел II. Проектирование продукции (Подготовка производства новых изделий)
как за следующие 4—5 лет он возрастает в 3—4 раза. Трудоемкость ма-
шины также велика, она в 1,5-2 раза выше проектной.
Эффективным методом экономической доводки конструкции изделия
на стадии конструирования является использование структурно-функ-
ционального и функционально-стоимостного анализа. По этому во-
просу имеется обширная литература.
Под структурно-функциональном анализом понимается процесс вы-
явления основных функциональных элементов изделия технической
системы и их конструктивно-технологической проработки в качестве
самостоятельных возможных вариантов исполнения.
При проведении анализа описываются структурные части (агрегаты,
узлы) изделия, их функции и параметры, способы и средства, обеспе-
чивающие достижение этих параметров. Например, легковой автомо-
биль состоит из трех основных элементов: двигателя, шасси, кузова.
В каждом из них, в свою очередь, имеется ряд агрегатов, выполняющих
определенные функции (например, в шасси — силовая передача, пе-
редний и задний мосты, тормоза и др.).
Дальнейший структурно-функциональный анализ заключается в том,
чтобы учесть ряд дополнительных ограничений (например, по мощности
или габаритам двигателя, по виду и расходу топлива, токсичности отхо-
дящих газов и др.) и на этой основе предложить варианты исполнения
отдельных функциональных элементов для функционально-стоимост-
ного анализа и окончательного выбора оптимального варианта. Поэто-
му число вариантов решений, принятых для дальнейшей проработки,
значительно меньше их общего числа. Например, при разработке кон-
струкции грузового автомобиля обще число рассматриваемых вариан-
тов по двигателю равно 16, по шасси — 182, а всего — 230, а число
вариантов, подлежащих дальнейшей разработке, — соответственно 9,
56 и 79.
Функционально-стоимостный анализ изделия состоит в определении
затрат на выполнение функций по каждому варианту в расчете на еди-
ницу полезных свойств изделия в целом или по элементу (например,
стоимость двигателя и затраты на топливо в расчете на 100 км пробега
автомобиля, один тонно-километр перевезенного груза или на единицу
мощности двигателя) и выборе варианта с наименьшими затратами.
Стоимость выполнения z-й основной функции CFi по каждому ва-
рианту складывается из затрат на выполнение отдельных подфункций
(затрат на изготовление узлов и деталей) и определяется по формуле
«д
cFt = 2^,
Z=1
где кд — количество подфункций (деталей, узлов), необходимых для вы-
полнения основной функции по данному варианту; SFij — затраты на
7. Организация конструкторской подготовки производства
235
выполнение j-й подфункции (стоимость детали, узла) для выполнения
z-й основной функции.
Оптимальный вариант конструкторского исполнения структурного
элемента изделия выбирается по критерию минимальных затрат на его
изготовление и эксплуатацию по формуле
Ср. + Сэ/
X} = —~—- -> тш,
Qi
где Kt — коэффициент затрат на выполнение ьй функции; Сэ/ — затраты
на осуществление z-й функции в эксплуатации; Q; — показатель абсо-
лютной или относительной полезности рассматриваемого элемента,
выполненного по данному варианту.
Схема выбора оптимального варианта исполнения каждого элемен-
та по минимуму затрат на изготовление приведена в табл. 7.1, где лома-
ной линией соединены варианты исполнения элементов конструкции
изделия, обеспечивающие минимальные затраты на выполнение соот-
ветствующих функций, подфункций и изделия в целом.
Таблица 7.1
Схема выбора оптимальных конструкторско-технологических решений по методу
функционально-стоимостного анализа
Основные функции Подфункции Стоимость выполнения функций и подфункций по вариантам
I II III к
Л $111 $Пк
F\2 $122 $123 $12*
F» $131 ^х^з^-— —-$щ__ $13*
$yi $1/2 $v*
Fi •*21 *$2Ц $212 $213
(S1)—. ^^$222 $223 $22*
^3 $231 $232 $23*
$?/1 $2/*
*$/11 $112 $/!*
F.2 $Д1 $122 $123
F.3 $й! $132 $133 $13*
F, $£1 $#2 $<а $41*
236
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Таким образом, на тщательную доводку конструкции новой машины
после изготовления и испытания опытного образца требуется от 3 до 5 лет.
Следовательно, проектная стадия и стадия изготовления и испытания
опытных образцов должны опережать стадию освоения в стабильном
производстве минимум на три года. Другими словами, опытный обра-
зец машины модели, например 2008 г., должен быть изготовлен и пере-
дан на испытание не позднее 2005 г. За три года конструкция должна
быть тщательно доработана и доведена до высоких эксплуатационных
и технологических показателей, чтобы при запуске в массовое произ-
водство конструктивные недоработки были сведены к минимуму или
полностью исключены.
Такая тщательная отработка конструкции машины до запуска ее
в серийное производство существует в авиационной промышленности.
Обычно основные модели самолетов гражданской авиации начинают
эксплуатироваться через пять и более лет после первого испытания
в воздухе на стадии опытного конструирования.
Тщательная доводка конструкции дает большой экономический эф-
фект за счет ускорения темпов технического прогресса, так как после
внедрения ее в производство появляется возможность переключиться
на разработку проекта новой модели или новых модификаций.
Основным направлением, обеспечивающим тщательную и быструю
доводку конструкции и удешевление опытно-доводочных работ, следует
считать развитие опытно-экспериментальной базы не только по изго-
товлению опытных образцов, но и по стендовым ускоренным испыта-
ниям конструкций новых машин и отдельных их узлов. На стендах
должны быть созданы все условия будущей эксплуатации: жара, холод,
ударные нагрузки, запыленность, загазованность, вибрация и другие
экстремальные внешние воздействия, т.е. все то, что определяет надеж-
ность работы машин и механизмов. При отсутствии специальных уст-
ройств для стендовых испытаний задних мостов, гидромеханических
коробок передач и других основных узлов тяжелых автомобилей требу-
ется проведение длительных ходовых испытаний, которые затягиваются
на многие годы.
Важным фактором уменьшения времени доводки конструкции и уде-
шевления опытно-доводочных работ является широкое использование
компьютерных технологий в проектировании. Они позволяют не только
ускорить непосредственную разработку конструкции, но и сократить
время, необходимое для испытания отдельных узлов и агрегатов нового
изделия, так как в ряде случаев непосредственные стендовые испыта-
ния можно заменить расчетными компьютерными исследованиями,
имитирующими поведение их в реальных условиях эксплуатации.
Так, проведение расчетных компьютерных исследований некоторых
базовых деталей и узлов (балок, рам и др.) при разработке семейства
7. Организация конструкторской подготовки производства 237
автомобилей МАЗ-4370 на Минском автомобильном заводе позволило
уменьшить затраты по сравнению с затратами на проведение стендо-
вых испытаний в 3,5 раза при сокращении сроков проведения работ
почти в 8 раз.
7.5. Заводские органы конструкторской подготовки
производства
Конструкторскую службу на предприятии возглавляет главный кон-
структор завода, который руководит подчиненным ему отделом и экспе-
риментальной базой. Структура отдела зависит от характера выпускаемых
машин и типа производства. В единичном производстве помимо общеза-
водской службы в основных цехах создаются конструкторские группы
или бюро, имеющие право вносить некоторые коррективы в рабочие
чертежи в ходе изготовления отдельных деталей и узлов, поскольку
опытный образец машины не изготавливается. В массовом производстве
конструкторская подготовка, как и опытные работы, централизована.
На крупных заводах массового производства с большим объемом
опытно-конструкторских работ целесообразно разделить конструктор-
скую подготовку на две основные части: опытное (перспективное) кон-
струирование и серийное (текущее) конструирование. Руководство опыт-
ным конструированием, куда входит также изготовление и испытание
опытных образцов или партий новых машин, возлагается на заместителя
главного конструктора по опытным работам. Серийная конструкторская
подготовка предназначена для подготовки документации к запуску ма-
шины в серию. Сюда же относятся работы по проведению испытаний
установочных и головных серий новых машин и корректировка по ре-
зультатам испытаний всей конструкторской документации. Руководство
этой частью подготовки производства возлагается на первого заместителя
главного конструктора по серийному производству.
На заводах, выпускающих несколько типов или модификаций машин,
разработку первичных конструкторских документов и координацию всех
работ по конструкторской подготовке конкретной машины в отделе глав-
ного конструктора ведут группы, возглавляемые ведущим конструктором
машины, подчиненным непосредственно главному конструктору завода.
Учитывая большой объем работ по внешнему оформлению конструк-
ции машины, в составе отдела главного конструктора создают бюро худо-
жественного конструирования под руководством ведущего художника,
также подчиненного непосредственно главному конструктору завода.
Для разработки конструкторских документов для серийного произ-
водства по отдельным элементам конструкции в составе отдела созда-
238
Раздел il. Подготовка производства (проектирование продукции)
ются агрегатные конструкторские бюро (шасси, двигателей, кузовов,
электрооборудования, пневмо- и гидроаппаратуры и др.). Для проведения
работ по технико-экономическому анализу и экономической оценке
конструкций, а также для разработки мероприятий по доводке и повыше-
нию их эффективности в составе отдела главного конструктора создается
инженерно-экономическое бюро, подчиненное в административном от-
ношении главному конструктору, а в методологическом — главному
экономисту завода.
Примерная структура отдела главного конструктора приведена на
рис. 7.11.
Рис. 7.11. Структура отдела главного конструктора автомобильного завода массового производства
машин нескольких модификаций
8. Организация технологической
подготовки производства
8.1. Содержание и основные этапы технологической
подготовки производства
Технологическая подготовка производства охватывает все работы,
связанные с освоением в производстве машин новой конструкции. Ос-
новным ее содержанием является:
• разработка и выбор оптимальных технологических процессов, обо-
рудования и методов контроля;
• разработка технологической оснастки и нестандартного (специ-
ального) оборудования и методов их изготовления;
• разработка норм затрат труда, материалов, необходимых для изго-
товления изделия в целом и его отдельных частей;
• разработка проекта планировок и реконструкции цехов и участков
в связи с переходом к изготовлению новой машины;
• выверка, наладка, доводка разработанной технологии и другие ра-
боты, связанные с освоением нового изделия в производстве.
Кроме того, в состав технологической подготовки входят работы по
усовершенствованию действующих технологических процессов и по
технологической стандартизации и типизации.
Таким образом, технологическая подготовка решает большой круг
технических и организационных задач по достижению запроектирован-
ных технических и экономических параметров новой машины и непре-
рывному их совершенствованию в процессе производства, что обеспе-
чивает улучшение таких важнейших показателей работы предприятия,
как рост производительности труда, снижение себестоимости, повышение
фондоотдачи и рентабельности производства, уменьшение длительности
производственного цикла и др. Эти задачи решаются следующим образом:
1) получение деталей с необходимыми точностью, чистотой, стой-
костью и другими свойствами из заготовок с минимальными припуска-
ми на обработку, чтобы достичь минимального расхода материалов,
труда и средств на их изготовление;
2) максимальная реализация принципов организации идеального про-
изводства, чтобы обеспечить большую степень прямоточности, непрерыв-
ности, пропорциональности, параллельности и ритмичности производ-
ственного процесса;
240
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
3) наиболее полные загрузка действующего оборудования и исполь-
зование площадей, чтобы достичь максимальных фондоотдачи и рента-
бельности производства;
4) снижение расходов сырья, материалов, энергии, затрат труда на
изготовление деталей и сборку машин и на саму технологическую под-
готовку, чтобы обеспечить непрерывное повышение экономической
эффективности производства.
Экономичность технологии достигается реализацией таких принци-
пов технологического проектирования, как малооперационность, со-
вмещение, концентрация, непрерывность, перекрываемость операций,
а также замкнутость технологического процесса.
При прочих равных условиях технологический процесс тем эконо-
мичнее, чем меньше в нем операций. Однако применение малоопера-
ционной технологии нередко требует использования более сложного
оборудования и технологической оснастки, новых методов получения
деталей. Большие возможности в реализации малооперационности дает
применение новейшего металлообрабатывающего оборудования — об-
рабатывающих центров, станков с ЧПУ, гибких производственных мо-
дулей и комплексов, ГПС.
Большой эффект дает перераспределение операций по изготовлению
продукции против хода технологического процесса, т.е. с конечных на
начальные стадии изготовления. Применительно к машиностроитель-
ному производству это означает максимально возможный перенос опе-
раций со сборочного производства в механическое, а из последнего —
в заготовительное. Такой перенос обеспечивает резкое снижение как
материальных, так и трудовых ресурсов, поскольку начальные процес-
сы более экономичны и высокопроизводительны, чем конечные. Еще
больший эффект достигается при переносе начальных операций маши-
ностроительного процесса (получение заготовок) на конечную стадию
металлургического производства — прокатку. Получение катаных заго-
товок таких деталей, как валы, ролики, оси, винты, сверла и другие,
методом прокатки обеспечивает снижение отходов металла по сравне-
нию с ковкой, штамповкой в 2—3 раза и повышение производительно-
сти труда при изготовлении деталей в 6—10 раз.
Принцип совмещения в машиностроительном производстве предпо-
лагает объединение операций получения заготовок, обработки деталей,
а в некоторых случаях — и сборки изделия в едином производственном
процессе. Это также обеспечивает экономию материальных и трудовых
ресурсов. Например, изготовление 10 тыс. т готовых деталей методом
порошковой металлургии (спекание из железного порошка) высвобож-
дает около 2 тыс. рабочих, 2 тыс. металлорежущих станков, обеспечивает
экономию 20 тыс. т проката (в 10—15 раз больше, чем при переносе
обработки из механического цеха в кузнечно-штамповочный).
8. Организация технологической подготовки производства
241
Концентрация операций позволяет одновременную обработку детали
многими одинаковыми инструментами, либо нескольких плоскостей
разными инструментами, либо многих деталей одним инструментом, что
дает возможность значительно сократить время обработки и расширить
область применения специального и специализированного оборудования
(автоматических линий, агрегатных многопозионных и автоматизиро-
ванных станков).
Непрерывность процесса, которая исключает перерывы в работе
между операциями, обеспечивает увеличение производительности, сокра-
щение цикла обработки и повышение эффективности производства.
Перекрываемость вспомогательных и ручных операций основными
машинными или аппаратурными, предполагает осуществление вспо-
могательных операций во время выполнения основных (контроль во
время обработки, совмещение перемещения от операции к операции
с обработкой, выполнение ручных операций во время машинно-авто-
матической работы станка и т.д.). Это позволяет сократить цикл обра-
ботки, обеспечить многостаночное обслуживание, облегчить условия
труда и тем самым повысить его производительность.
Замкнутость процесса создает условия для применения безотходной
технологии, при которой обеспечивается наиболее полное использова-
ние поступивших на предприятие сырья, материалов, топлива.
Технологическая подготовка производства новой машины состоит
из четырех основных разделов: 1) разработка технологической доку-
ментации; 2) проектирование технологической оснастки и нестандарт-
ного (специального) оборудования; 3) изготовление технологической
оснастки и специального оборудования; 4) наладка запроектированно-
го технологического процесса в условиях установившегося серийного
или массового производства.
Конкретное содержание разделов, а также объем работ по техноло-
гической подготовке производства зависят от сложности машины и типа
производства. В единичном производстве, где преобладает децентрали-
зованное укрупненное технологическое проектирование, низка техно-
логическая оснащенность и используется универсальное оборудование,
объем работ по технологической подготовке минимален, поэтому за-
траты здесь не превышают 25 % всех затрат на техническую подготовку
производства новых изделий. В серийном производстве технологиче-
ский процесс более детализирован, выше оснащенность производства,
в результате чего затраты на осуществление этой фазы технической
подготовки производства достигают 50 % общих затрат. В массовом
производстве требуется максимальная детализация и особая тщатель-
ность разработки технологического процесса, должна быть обеспечена
высокая степень технологической оснащенности производства, на что
требуются большие затраты, удельный вес которых достигает 75 % всех
16 Зак. 2150
242
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
затрат на техническую подготовку. Поэтому технологическая подготов-
ка осуществляется в наиболее полном объеме, по всем разделам, эта-
пам и стадиям работ, характеристика которых приводится ниже.
Разработка технологической документации состоит из двух
основных стадий — предварительного и рабочего проектов, осуществ-
ляемых параллельно с разработкой эскизного, технического проекта
и рабочих чертежей при конструкторской подготовке производства.
На первой стадии технологи знакомятся с особенностями будущей
машины и ее основных сборочных единиц и деталей, подбирают мате-
риалы для оценки технологичности конструкций, выясняют с конструк-
торами возможные пути развития конструкции с целью максимального
использования освоенных и типовых процессов, имеющегося оборудо-
вания, технологической оснастки. Выясняется также, какие потребу-
ются новые процессы, оборудование и технологическая оснастка. На
основе изучения конструкции будущей машины и технологического
анализа технологическая служба разрабатывает предварительный про-
ект, предназначенный для проверки технологичности конструкции ма-
шины на стадиях эскизного и технического проектов конструкторской
документации и разработки рабочей документации.
Предварительный проект должен содержать перечень: специальных
технологических процессов; типовых технологических процессов; тех-
нических заданий на разработку специального технологического обо-
рудования и оснастки; технологических инструкций.
Вторая стадия, состоящая из трех подстадий, охватывает широкий
круг работ: от разработки технологических документов, предназначенных
для изготовления и испытания опытного образца, до окончательной
отработки и корректировки технологических документов по результатам
изготовления и испытания контрольной серии в период установившегося
серийного или массового производства.
На первой подстадии (разработка рабочей документации) произ-
водится подробный анализ конструкторской документации по опытному
образцу новой машины, разрабатывается технологический процесс для
его изготовления, анализируется технология в процессе изготовления
и испытания опытного образца и осуществляется технологический кон-
троль рабочих чертежей, предназначенных для серийного производства
новой машины. На этой подстадии группа наиболее квалифицирован-
ных и опытных технологов совместно с конструкторами прорабатывает
чертежи деталей, сборочных единиц и агрегатов с целью обеспечения
высокого уровня технологичности их конструкции. Технологи и конст-
рукторы вместе устанавливают возможность изготовления деталей и сбо-
рочных единиц с минимальными затратами в условиях действующего
производства, проверяют правильность выбора материалов, назначе-
ние допусков, классов точности и шероховатости поверхностей, формы
8. Организация технологической подготовки производства 243
деталей, их размеров, механических и физико-технических свойств и т.д.
При анализе чертежей сборочных единиц и агрегатов особое внимание
уделяется удобству сборки и разборки, возможности применения меха-
низированных методов сборки и т.п. Такой анализ позволяет выявить
отдельные неувязки и недоработки рабочих чертежей, дать рекоменда-
ции конструкторской службе по улучшению конструкций деталей, уз-
лов, агрегатов и всей машины с целью повышения их технологичности.
На второй подстадии (изготовление и испытание установочной
серии) ведется дальнейший поиск путей повышения технологичности
конструкции изделия. Конструкторская документация (чертежи) под-
вергается технологическому анализу и контролю для того, чтобы она
соответствовала типу производства и возможным вариантам технологи-
ческих маршрутов. Исходя из конкретных условий производства и пред-
варительной проработки технологического маршрута может быть внесено
предложение технологов, например о замене материалов с пониженными
механическими свойствами, требующих дополнительной термической
обработки, более качественными материалами, обеспечивающими необ-
ходимую прочность без такой обработки, и т.д. В ряде случаев может
потребоваться изменение форм и размеров деталей для повышения их
технологичности.
По результатам анализа разрабатываются технологические маршруты
получения заготовок, обработки деталей, сборки узлов и агрегатов, уста-
навливается последовательность прохождения их по основным техно-
логическим стадиям.
Для изготовления одной и той же детали необходимо разрабатывать
несколько вариантов технологического маршрута, из которых выбирается
вариант, обеспечивающий наиболее высокую экономическую эффектив-
ность производства. Обычно такой вариант применительно к массовому
производству характеризуется минимальной длительностью прохожде-
ния детали по цехам. Разработка технологии в нескольких вариантах
необходима также для решения вопроса об оптимальной загрузке на-
личного оборудования.
В этот период выполняется максимальный объем проектных работ
по разработке технологических процессов. Сюда входят:
• установление последовательности и методов получения заготовок
деталей и их обработки на отдельных рабочих местах;
• разработка технических условий на обработку деталей (установоч-
ные базы, технологическая размерность детали, припуски на обработ-
ку, чистота, прочность и твердость заготовок), а также чертежей на
заготовки, литье, поковки, штамповки и т.д.;
• выбор необходимого оборудования, передаточных и транспортных
средств, обеспечивающих рост производительности труда, максималь-
ную механизацию и автоматизацию процессов;
16*
244
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
• разработка методов технического контроля и испытаний ответст-
венных деталей, сборочных единиц и машины, гарантирующих выпуск
продукции высокого качества;
• расчет норм времени на выполнение каждой операции в соответст-
вии с запроектированными режимами обработки и типом оборудования;
• расчет норм расхода основных и вспомогательных материалов на
изготовление каждой детали;
• разработка проекта планировки и перепланировки цехов, участков
и рабочих мест, обеспечивающего максимальную реализацию принци-
пов организации идеального производства.
Таким образом, на этой подстадии решаются все основные проект-
ные вопросы, связанные с обеспечением выпуска машин соответст-
вующего качества в соответствующем типу производства количестве
при максимальной эффективности производства.
После изготовления и всесторонних испытаний машин установоч-
ной серии выполняется корректировка технологических документов по
их результатам и результатам корректировки конструкторских доку-
ментов.
Третья подстадия — это разработка и окончательная корректи-
ровка технологических документов для условий установившегося массо-
вого или серийного производства. Именно на этой подстадии обеспе-
чивается максимальная эффективность новой машины как объекта
производства и объекта эксплуатации.
Анализ каждого элемента чертежа (формы, размеров, допусков, чис-
тоты поверхности, марки материала, механических свойств, запроекти-
рованной технологии и оснастки) позволяет наметить эффективные
пути окончательной доработки конструкторской и технологической до-
кументации и выбрать наиболее целесообразные методы обработки.
Следующий раздел технологической подготовки — проектирова-
ние технологической оснастки — имеет особое значение при
подготовке производства новой машины для крупносерийного и мас-
сового производства, поскольку решает вопросы технической осна-
щенности производства и тем самым оказывает большое влияние на
качество и стоимость выпускаемых машин. Он состоит из двух основ-
ных этапов.
Первый этап — разработка конструкций моделей, штампов, при-
способлений, специального инструмента и нестандартного оборудования.
Практика показывает, что если при запуске в серийное производство
новой машины используется 10—20 % уже имеющихся штампов и при-
способлений и 50-70 % вспомогательного и режущего инструмента, то
в массовом производстве практически вся оснастка и около 85 % режу-
щего инструмента для обработки оригинальных деталей должны быть
спроектированы заново.
8. Организация технологической подготовки производства 245
Основными документами для проектирования новой оснастки яв-
ляются чертежи деталей, технологические карты, заказ на проектиро-
вание, технические условия на обработку деталей, а также перечень
специального, основного и вспомогательного оборудования (поточные
и автоматические линии, загрузочные устройства, конвейеры, тара,
верстаки, шкафы и т.д.).
Разработка оснастки осуществляется в тесной взаимосвязи с техно-
логами, которые проектируют технологический процесс обработки де-
талей и вместе с тем определяют тип оснастки, составляют технические
задания и условия на нее и примерные эскизы. Конструкция оснастки
разрабатывается в конструкторском бюро по оснастке и инструменту.
Чертежи на оснастку согласовываются с технологами-заказчиками, ко-
торые визируют их перед размножением. На этом этапе осуществляется
технологический контроль, выявляются конструктивные и технологи-
ческие недостатки деталей, которые устраняются службой отдела глав-
ного конструктора. Длительность проектирования оснастки зависит от
ее назначения и сложности. Например, проектирование инструмента
занимает от 0,5 до 1 месяца, а сложных штампов — более трех месяцев.
Второй этап состоит в разработке технологического процесса по
изготовлению оснастки, который должен быть достаточно универсаль-
ным, но в то же время прогрессивным, совершенным, что в конечном
счете обеспечивает высокое качество изготавливаемых деталей при ми-
нимальных затратах. Это требует оснащения инструментальных цехов
высокопроизводительным оборудованием и высококвалифицирован-
ными кадрами. Для изготовления режущего инструмента, применяемого
в сравнительно больших количествах и незначительно различающегося,
применяется групповая технология, для штампов, приспособлений, не-
стандартного оборудования — индивидуальная (специальная) техноло-
гия. Для обработки наиболее сложных деталей оснастки целесообразно
применение многооперационного оборудования и станков с ЧПУ.
Изготовление технологической оснастки является наиболее
трудоемкой частью технологической подготовки. В массовом произ-
водстве на это затрачивается до 80 % и средств. Так, при переходе
на новую модель грузовой автомашины на одном из автозаводов было
изготовлено 3,6 тыс. наименований штампов, 10 тыс. приспособлений,
37 тыс. наименований инструмента и 4 тыс. единиц нового оборудования.
При этом затраты на их изготовление в 4,5 раза превышали затраты на
все проектные работы по технологической подготовке производства.
Этот раздел состоит из двух этапов.
Первый этап — изготовление первых экземпляров оснастки и ин-
струмента, необходимых для опробования, испытания, наладки и довод-
ки их в целях получения деталей в точном соответствии с чертежами.
Обычно такая оснастка доводится рабочими инструментальных цехов
246
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
в производственных цехах. На этом этапе осуществляется технологиче-
ский контроль и доработка чертежей деталей, поскольку полученные
в результате опробования оснастки некоторые заготовки или детали
могут иметь небольшие отклонения от заданных форм и размеров, ко-
торые не существенны для функционального назначения, но обладают
большой технологичностью. Поэтому нередко выгоднее внести изме-
нения в чертежи детали, чем в конструкцию штампа, приспособления,
пресс-формы и другой оснастки. На этом этапе выполняется комплекто-
вание, перепланировка действующего и монтаж и опробование новых
видов оборудования, поточных линий и участков. Цикл изготовления
оснастки колеблется в больших пределах и зависит также от ее назна-
чения и сложности. Режущий инструмент изготавливается за 2—3 меся-
ца, а на изготовление сложных штампов затрачивается до полутора лет.
Второй этап состоит в развертывании производства опробован-
ной и отлаженной оснастки для выполнения программы выпуска но-
вых машин, что обеспечивается регулярной текущей производственной
деятельностью инструментального хозяйства.
Завершающий раздел технологической подготовки — наладка за-
проектированного технологического процесса в производст-
ве — также состоит из двух основных этапов.
Первый этап — выпуск установочной серии машин. В отличие
от выпуска опытной партии машин, изготавливаемых методами мелко-
серийного производства с применением минимального количества тех-
нологической оснастки, установочная серия должна быть выпущена
в нормальных условиях стабильного производства с применением всей
номенклатуры технологической оснастки и запроектированных методов
обработки. При этом решаются следующие задачи, связанные с техни-
ческой подготовкой:
• проверка качества обработки деталей и сборки машин в соответст-
вии с заданными техническими условиями;
• выверка технологичности конструкции деталей, соответствующей
данному типу производства;
• выверка и отладка запроектированного технологического процесса;
• выявление и устранение дефектов в запроектированной и изготов-
ленной оснастке;
• выявление и устранение причин дополнительных затрат труда
и средств на изготовление деталей (подгонка по месту, недостаточная
точность и шероховатость поверхности, излишние операции, повы-
шенный брак и др.).
По результатам изготовления установочных серий, проверки и ис-
пытания оснастки вносятся коррективы в конструкторские и техноло-
гические документы.
8. Организация технологической подготовки производства 247
Второй (заключительный) этап технологической подготовки,
как и конструкторской, — изготовление контрольной серии машин
с учетом исправлений, внесенных в конструкцию деталей и машины
в целом, а также в оснастку и технологический процесс по результатам
изготовления и испытания установочной серии. Эффективный метод
выявления недостатков конструкции машины и запроектированной
технологии перед запуском в массовое производство — контрольные
разборки-сборки. После всесторонних стендовых и ходовых* испыта-
ний машины контрольной серии полностью разбираются на сборочные
единицы и детали под наблюдением ведущего технолога. После устране-
ния дефектов машины снова собираются. Такая разборка-сборка позво-
ляет выявить не только конструктивные, но и технологические недостат-
ки. На этом этапе окончательно отрабатывается конструкция деталей
на технологичность, а технологического процесса и оснастки — на эко-
номичность, после чего вносятся коррективы во всю техническую до-
кументацию, как конструкторскую, так и технологическую.
8.2. Состав и содержание технологических документов.
Порядок разработки карт технологического процесса
Весь комплекс работ, связанных с проектированием и отладкой тех-
нологического процесса, фиксируется в различной документации.
Основным исходным документом для разработки технологической
документации и непосредственного решения вопросов организации
производства является маршрутная карта технологического процесса.
Дальнейшая детализация технологического процесса осуществляется
в операционных картах, составляемых применительно к различным ви-
дам работ. На основе маршрутных и операционных карт разрабатыва-
ется вся технологическая документация, необходимая для организации
производства отдельных деталей, узлов и изделий в целом (карты схем
и эскизов, технологические инструкции, ведомости материалов и осна-
стки, карты типовых и групповых процессов, комплектовочные карты,
ведомости расцеховки и др.).
От качества маршрутных и операционных карт зависит качество
всей технологической подготовки производства и в конечном счете все
технические и экономические показатели производства машины.
Необходимой предпосылкой для разработки высококачественной
технологии является тщательное изучение инженером-технологом дан-
ных о будущей детали (ее назначение, характер действующих нагрузок,
данные рабочих чертежей) еще на ранних стадиях конструкторской
подготовки производства. Эти знания необходимы ему для того, чтобы
248
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
помочь конструктору правильно решить вопросы повышения уровня
технологичности конструкции, выбора материалов и предполагаемых
способов достижения необходимых свойств деталей, а также для предва-
рительной разработки вариантов получения заготовок и их обработки.
Хорошее знание чертежей деталей, узлов и обозначений на них
(точность, прочность, чистота поверхности и др.) необходимо не толь-
ко для оценки технологичности конструкции на стадии разработки
чертежей, но и для правильного выбора методов получения заготовок,
порядка и последовательности операций по их обработке. Кроме того,
технолог должен знать:
• технологические и эксплуатационные свойства обрабатываемых
материалов, оказывающие большое влияние на характер технологии
и ее экономичность;
• характеристики и состояние наличного оборудования;
• нормы расхода и стоимость инструмента и приспособлений, нор-
мы времени;
• предельную себестоимость заготовки или детали (заранее установ-
ленный предельный размер затрат на получение готовой детали или
сборочной единицы требует изысканий экономичных вариантов техно-
логических решений).
Проектирование технологических процессов предполагает: определе-
ние содержания операций и последовательность их выполнения; выбор
необходимого оборудования и его расстановку (планировку); определе-
ние инструмента и приспособлений, необходимых для выполнения
операций; разработку режимов обработки; выбор методов контроля
и контрольно-измерительных приборов; определение квалификации ра-
боты и норм времени. Все эти данные заносятся в соответствующие
карты.
Исходными материалами для разработки карт технологического
процесса являются:
1) рабочие чертежи, монтажные схемы, конструкторские специфи-
кации деталей, сборочных единиц, паспорта оборудования, объем вы-
пуска машин и деталей;
2) стандарты, нормали на материалы, приспособления, инструмент,
на планировку оборудования и рабочих мест, нормативы для определения
режимов обработки и расчета норм времени, типовые технологические
процессы;
3) справочные материалы технического и экономического характе-
ра, альбомы технической оснастки родственных предприятий, отчеты
научно-исследовательских институтов и лабораторий по совершенство-
ванию технологических решений и оценке их экономической эффек-
тивности и др.
8 Организация технологической подготовки производства 249
Технологические процессы обычно разрабатываются в описанной
ниже последовательности.
1. Предварительное изучение чертежей, схем, спецификаций сбо-
рочных единиц, их особенностей при изготовлении.
2. Уточнение производственного задания по выпуску деталей, сбороч-
ных единиц машины. Количество выпускаемых деталей в большинстве
случаев оказывает решающее влияние на выбор методов получения за-
готовок, содержание и последовательность операций обработки, выбор
оборудования и конструкции оснастки. Так, высокопроизводительный
способ накатки зубьев цилиндрических, конических и шевронных шес-
терен на специальных зубонакатных станках, обеспечивающий боль-
шую экономию материалов и затрат на механическую обработку, дает
эффект лишь в массовом или крупносерийном производстве при вы-
пуске не менее 200 тыс. шестерен в год.
3. Выбор методов получения заготовок, определение их размеров
и припусков на обработку. Методы получения заготовок влияют на
нормы расхода материалов, содержание и последовательность обработки
и ее экономичность. Они определяют конструкцию и все размеры заго-
товки. Так, замена ковки штамповкой или чеканкой намного уменьша-
ет припуски на обработку и сокращает число и трудоемкость операций
по механической обработке.
4. Установление технологического маршрута, содержания и после-
довательности операций. Во многих случаях маршрут движения детали
в процессе обработки и последовательность выполнения операций дик-
туются конструктивными особенностями детали, наличным оборудовани-
ем, инструментом, специальными требованиями к методам обработки.
Однако в большинстве случаев тщательный анализ дает возможность
наметить более эффективные способы обработки, позволяющие повы-
сить производительность труда и снизить себестоимость детали. Обычно
последовательность операций технолог определяет с учетом следующих
факторов: имеющихся видов оборудования и оснастки; данных о тех-
нических возможностях и загрузке оборудования; данных (чертежей)
о планировке завода, цехов, участков; размера примерных затрат на
получение заготовки и обработку детали на различных видах оборудо-
вания.
5. Выбор необходимого оборудования, режимов обработки и оснаст-
ки. Он производится по каждому варианту технологического маршрута
с учетом требований к точности обработки, технического состояния
и степени загрузки наличного оборудования. В первую очередь изуча-
ются возможности использования наличного оборудования и оснастки,
и лишь при полной его загрузке предусматривается приобретение но-
вого. Однако в ряде случаев деталь может обладать такими конструк-
тивными и технологическими особенностями, что изготовление ее на
250
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
наличном оборудовании при данном объеме выпуска потребует значи-
тельных затрат материалов, труда и средств, тогда как применение обо-
рудования и оснастки специальной конструкции позволит получить
большой эффект и перекрыть потери от недоиспользования действую-
щего оборудования. В этом случае технолог должен не только представить
технические соображения на этот счет, но и произвести соответствующие
экономические выкладки.
6. Установление квалификации и разряда работ по каждой опера-
ции. Правильное решение этого вопроса оказывает большое влияние
на производительность и экономичность процесса. Как занижение, так
и завышение разряда отрицательно влияет на производительность про-
цесса, поскольку рабочему потребуется значительное время на освоение
работы, не свойственной его квалификации. Кроме того, возможны
потери от более низкого качества работы. Профессию и разряд работ
устанавливают обычно на основе квалификационной характеристики
по тарифно-квалификационным справочникам исходя из сложности
работы и оборудования.
7. Определение норм времени и расценок. Эти нормативы являются
основополагающими в организации труда, производства и планирования,
определяющими в расчетах потребности в оборудовании, рабочей силе
и, в конечном счете, объема выпуска и себестоимости продукции. Расчет
норм времени в большинстве случаев выполняется по форме, зафикси-
рованной в специальной нормировочной карте, на основе запроекти-
рованных режимов обработки, оборудования, оснастки, количества
деталей, одновременно обрабатываемых на станке, обслуживаемых
станков, габаритных и весовых характеристик и других факторов, кото-
рые подробно рассматриваются в курсе «Основы научной организации
труда и техническое нормирование».
8. Экономическая оценка запроектированного варианта технологи-
ческого процесса. Она производится путем определения проектной се-
бестоимости обработки детали. На основе этого показателя выбирают
окончательный вариант получения заготовки и обработки детали, сборки
узла, агрегата и машины в целом.
Качество и эффективность запроектированной технологии в боль-
шой мере зависят от предварительной проработки технологических
маршрутов получения заготовок, обработки деталей, сборки узлов и их
анализа. Такая проработка маршрута должна начинаться с составления
схемы прохождения деталей данного узла и их сборки по различным
операциям и цехам. Как правило, для одной и той же детали следует
предусматривать несколько вариантов технологических маршрутов. На
рис. 8.1 приведена схема возможных вариантов изготовления деталей
и сборки их в простейший узел, состоящий из трех деталей. Из схемы
видно, что первая деталь может быть изготовлена по трем, вторая — по
8. Организация технологической подготовки производства
251
Деталь 1
Деталь 2 Деталь 3
Цехи Цехи Цехи
(Т) - основные технологические операции
и их номер
ф - контрольные операции и их номер
[£> * операции перемещений из цеха д цех
□ - хранение
^7 - естественные процессы и перерывы
Q2) ~ операции, совпадающие по вариантам
Рис. 8.1. Схема возможных технологических маршрутов изготовления деталей и сборки их в узел
двум, третья — по одному технологическому варианту. Сборка узла может
быть осуществлена как на стенде комплексной бригадой, так и на поточ-
ной линии. Последовательность операций и направление перемещения
показаны стрелками и вертикальными линиями. На горизонтальных
линиях против соответствующей операции проставляются ее парамет-
ры и нормативы (нормативы времени, расхода материалов, перерывы,
расстояние транспортировки др.), служащие исходными данными для
предварительной оценки варианта технологического процесса.
252
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Показанная на рис. 8.1 схема прохождения деталей по цехам может
служить исходным материалом для разработки более подробной мар-
шрутной технологии изготовления каждой из трех деталей внутри цеха
и их прохождения по отдельным рабочим местам. Такие схемы, на ко-
торых наглядно показаны маршрут движения детали в обработке и па-
раметры операций, могут быть использованы не только для разработки
карт технологического процесса, но и для предварительного рассмот-
рения и решения ряда организационных вопросов (составление схем
планировок участков цеха и отдельных видов оборудования, определение
величины и направления грузопотока, выбор транспортных средств
и т.д.). При этом детали, имеющие одинаковые схемы маршрутов, объе-
диняются в однородные группы, что служит основой для разработки
типовых процессов проектирования предметно-замкнутых участков
и групповых поточных линий (рис. 8.2).
Разработанный на основе предварительной проработки и экономи-
ческой оценки технологический процесс получения деталей и сборки
узлов и машины в целом, зафиксированный в картах, инструкциях
и других технологических документах, утверждается главным инжене-
ром завода (а для специальных видов продукции — соответствующим
министерством) и является наравне с чертежами документом, обяза-
тельным для всех исполнителей. Всякое отступление от предписаний
этих документов является нарушением технологической дисциплины.
Технологическая дисциплина — это строгое соблюдение правил и требо-
ваний получения заготовок, обработки деталей и сборки узлов и машин
в части выбора материалов, припусков, последовательности и режимов
обработки, технического контроля, маршрутов перемещения, затрат
времени и материалов и других параметров, зафиксированных в техни-
ческой документации. Она обеспечивает быстрое освоение наиболее
рациональных методов изготовления продукции с максимальной эко-
номией трудовых и материальных средств, устранение потерь от брака
и повышение качества продукции. Соблюдение ее достигается принятием
мер по повышению административной и материальной ответственности
заводского персонала за допущенные отступления от предписаний, за-
фиксированных в технологических документах, начиная от поставки
материалов и заканчивая отправкой готовой машины.
Технологическая дисциплина отнюдь не закрывает пути к дальней-
шему усовершенствованию действующей технологии. В реальных усло-
виях производства могут быть улучшены отдельные методы обработки,
оснащение отдельных операций, уменьшены нормы расхода материа-
лов, пересмотрены маршрут и нормы времени и внедрены другие нов-
шества. Однако всякое изменение, уточнение может осуществляться
только с ведома главного технолога и должно быть зафиксировано
в документах, подписанных им и утвержденных главным инженером
(техническим директором) завода.
8. Организация технологической подготовки производства 253
Рис. 8.2. Схема группировки и подбора деталей, имеющих одинаковые или сходные технологические
маршруты, для планировки и организации предметно-замкнутого участка механической обработки
254
Раздел IL Подготовка производства (проектирование продукции)
8.3. Технологическая типизация и стандартизация
и их эффективность
Важная задача технологической подготовки производства — обес-
печение максимальной преемственности новых машин по методам
производства, что достигается типизацией технологических процессов
и стандартизацией оснастки и элементов процесса.
Под типизацией технологических процессов понимается подбор групп
однородных типовых предметов труда (заготовок, деталей, сборочных
единиц) по конструктивно-технологическому признаку и разработка
общего рационального маршрута и процесса, предусматривающего при-
менение наиболее производительного оборудования, совершенной ос-
настки и методов организации производства.
Идея типизации, являющейся одной из форм стандартизации, при-
надлежит проф. А.П. Соколовскому, который разработал методику клас-
сификации технологических процессов на основе классификации ма-
шиностроительных деталей. Все детали общего применения разделяют
на пятнадцать классов, каждый из которых представляет собой сово-
купность деталей одного эксплуатационного назначения, характери-
зующихся общностью технологических задач (валы, втулки, зубчатые
колеса и т.д.). Каждый класс подразделяется по конфигурации на под-
классы, они в свою очередь — на группы, а группы — на типы. Детали
каждого типа имеют одинаковые конфигурацию, форму и общий мар-
шрут обработки.
В машиностроении типизация технологических процессов осущест-
вляется в трех основных направлениях.
1. Разработка типовых, наиболее эффективных, процессов получения
заготовок, деталей и изменения их свойств (химических, механических
и др.); при этом маршрут обработки, состав и последовательность опе-
раций зависят не от форм и размеров деталей, а от их эксплуатацион-
ных и технологических свойств (литейные, кузнечно-штамповочные,
термические, гальванические и другие подобные процессы).
2. Разработка типовых процессов получения готовых деталей опре-
деленных форм и размеров, зависящих от характера маршрута обработки,
состава и последовательности операций, применяемого оборудования.
Сюда относится разработка процессов механической обработки ориги-
нальных деталей.
3. Разработка типовых процессов для получения деталей определен-
ного конструктивного сходства по формам и размерам (типовые процессы
обработки стандартизованных, нормализованных и унифицированных
деталей). Применение таких процессов требует внесения коррективов
в конструкцию деталей. Для каждого типового технологического процесса
механической обработки деталей составляются карты по специальным
8. Организация технологической подготовки производства 255
формам. Основное содержание карт совпадает с содержанием единич-
ных процессов, но по ряду важнейших позиций указываются не фик-
сированные показатели, а их интервалы (по массе заготовок, массе
и размерам деталей, количеству деталей, одновременно запускаемых
в обработку, нормам расхода материалов, времени и т.д.).
Кроме того, для типовых процессов составляются сводные карты,
предназначенные для записи индивидуальных данных о деталях, изго-
тавливаемых по типовым процессам (наименование и обозначение детали,
марка материала, размеры заготовки, нормы затрат времени, материалов
и др.). Они расшифровывают показатели и данные обработки конкретных
деталей без составления громоздких индивидуальных карт технологи-
ческого процесса. В табл. 8.1 показан пример группировки сходных де-
талей, обработка которых на одном из заводов велась по типовым
технологическим процессам. При этом на 27 представителей всех ти-
пов деталей, которые охватывают 651 наименование, было разработано
лишь 27 типовых процессов, т.е. один в среднем на 24 детали. Это дало
большой эффект как за счет снижения затрат на разработку технологи-
ческой документации (число карт уменьшилось с 651 до 56, а на каж-
дый тип составлялась одна маршрутная и одна сводная карта), так и за
счет уменьшения затрат на обработку детали, экономии времени на на-
ладку, настройку, повышения производительности и т.д.
Таблица 8.1
Группировка деталей, обрабатываемых на револьверных станках
по типовым технологическим процессам
Номер группы деталей Наименование детали Наружный диаметр, мм, не более Количество деталей данного типа в группе
1 Кольцо гладкое 28 37
2 Кольцо с выточками 16 10
3 То же 45 16
10 Кольцо с наружной резьбой 16 22
11 То же 28 58
17 1 | Втулка с фланцем | 28 1 11
Общее количество наименований изделий 651
Дальнейшим развитием идеи типизации в технологической подго-
товке является метод групповых технологических процессов, разработанный
проф. С.П. Митрофановым и подробно изложенный в его труде «Научная
организация машиностроительного производства» (Л.: Машиностроение,
1982). Этот метод также основан на классификации деталей по конст-
256
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
руктивно-технологическому признаку. Однако если конечной целью
классификации деталей по А.П. Соколовскому является выделение ти-
пов деталей, имеющих одинаковую конфигурацию, то конечная цель
классификации по С.П. Митрофанову — определение операционной
группы деталей, которые могут быть обработаны на одинаковом оборудо-
вании с помощью единой оснастки и при ее наладке по общему техноло-
гическому процессу. В каждой такой группе выделяется так называемая
комплексная деталь, в конструкции которой должны содержаться все
основные поверхности, определяющие конфигурацию и способы обра-
ботки всех других деталей, входящих в данную группу. Комплексная
деталь требует наиболее сложной обработки и наладки оборудования
и оснастки. Она может реально существовать в данной группе деталей
или быть искусственной, специально сконструированной.
На рис. 8.3 показана реальная комплексная деталь А, состоящая из
18 конструктивно-технологических элементов, и детали, группы кото-
Рис. 8.3. Комплексная деталь (А) и детали, входящие в группу (с Б по М):
1—18— номера обрабатываемых поверхностей
8. Организация технологической подготовки производства
257
рых могут быть обработаны по единому групповому процессу. Как вид-
но из рисунка, любая из деталей группы содержит значительно меньше
(от 3 до 9) основных конструктивных и технологических элементов,
чем комплексная, а потому может быть изготовлена по технологии,
разработанной для детали Я, с одной наладки станка и инструмента.
На рис. 8.4 показана схема разработки проекта условной (искусствен-
ной) детали путем наложения, на чертеж которой нанесены контуры де-
талей 7, 2, 1, Схема построения группового процесса для отдельных
реальных деталей на базе комплексной детали показана на рис. 8.5.
Метод групповых технологических процессов позволяет значительно
расширить область применения типового проектирования процессов
обработки, так как в технологически однородные группы объединяются
детали, различающиеся по конфигурации, благодаря чему общим мар-
шрутом охватывается большая их номенклатура. Классификация деталей
по групповому признаку на том же заводе, куда вошли детали, обрабаты-
ваемые ранее по типовым процессам, позволила охватить групповым
проектированием 1151 наименование деталей (90 % всей номенклатуры),
обрабатываемых по 11 групповым процессам или в среднем по 105 на-
именований по одной технологии, что обеспечивает дальнейшее улуч-
шение использования оборудования и рост производительности труда
на 25—30 %. Типизация технологических процессов резко уменьшает
затраты на разработку технологической документации. Опыт отдель-
ных заводов показывает, что при широком применении типовых про-
7
Рис. 8.4. Схема конструирования условной комплексной детали: 1-11—номера отдельных деталей,
определяющих контуры и размеры конструктивных элементов комплексной детали
17 Зак. 2150
258
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 8.5. Схема построения группового процесса механической обработки деталей на базе комплекс-
ной детали (номера поверхностей 1-9 соответствуют номерам переходов)
цессов количество технологических документов снижается в 5—10 раз,
а трудоемкость проектирования — в 2-3 раза. Кроме того, создаются
предпосылки для стандартизации оснастки и отдельных элементов
технологического процесса, а также применения специального и спе-
циализированного оборудования.
Следует, однако, подчеркнуть, что разработка и применение груп-
повых типовых процессов обработки — не самоцель, а средство повы-
шения эффективности производства, которая в большой мере зависит
от технологичности конструкции.
Эффективным средством повышения степени технологической пре-
емственности является стандартизация отдельных элементов процесса —
операций и переходов. Под стандартизацией элементов технологических
процессов понимается расчленение конструкции деталей на отдельные
характерные поверхности, выбор оптимальных стандартизованных спо-
собов и методов их обработки. На рис. 8.6 показаны основные, наиболее
характерные, технологические поверхности машиностроительных деталей
и направление движения инструмента при их обработке на токарных,
расточных, сверлильных и фрезерных станках. Для обработки каждой
из таких элементарных поверхностей на определенном оборудовании
Рис. 8.6. Классификация технологических поверхностей деталей по видам обработки
260
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
(например, обработки отверстия на расточном станке) разрабатывают-
ся способы выполнения отдельных переходов, определяются основные
их параметры (режимы обработки, путь движения инструмента, вид
применяемых режущих и измерительных инструментов, оснастки, нор-
мы времени и т.д.). Из стандартизованных переходов разрабатываются
стандартизованные операции, а также типовые и индивидуальные про-
цессы обработки конкретных деталей. При этом один и тот же стандар-
тизованный элемент (переход) может быть использован для обработки
деталей нескольких наименований.
Технологическая стандартизация широко осуществима и при полу-
чении заготовок. Она охватывает стандартизацию используемых исход-
ных материалов (состав шихты, марки и профили металлов и др.),
режимов и методов работы (плавка, заливка, охлаждение, нагрев под
ковку, штамповка, термообработка и т.д.), геометрических элементов
заготовок (припуски, допуски, сопряжения, радиусы закруглений, реб-
ра, стенки, формы, разъемы, оснастка и т.д.).
Важной частью работ по технологической преемственности, тесно
связанной с типизацией и стандартизацией процессов и их составных
частей, является стандартизация элементов оснастки.
Под стандартизацией технологической оснастки и ее элементов по-
нимается расчленение ее конструкции на отдельные простые элементы
в соответствии с их функциональным назначением и установление для
каждого из них таких единых форм, размеров и свойств, которые по-
зволяют использовать их в оснастке разного назначения. Она служит
предпосылкой для создания приспособлений многократной обратимо-
сти, которые могут быть использованы для обработки различных дета-
лей путем переналадки или перекомпоновки, замены или регулировки
отдельных стандартизованных элементов. Примеры таких элементов
показаны на рис. 8.7, а примеры их компоновки — на рис. 8.8.
Эффективность стандартизации заключается в возможности приме-
нения более производительных- методов при изготовлении элементов
оснастки за счет повышения серийности, упрощения конструкторских
работ, экономии материалов и т.д.
Возможности стандартизации оснастки различных типов неодинако-
вы. Все многообразие оснастки можно свести к двум основным груп-
пам — универсальной и специальной.
Универсальная оснастка (УО) применяется при обработке деталей
различных размеров и форм на данном оборудовании (патроны, зажимы,
тиски, хомуты и др.). Она может быть безналадочной (УБО), при которой
переход от обработки детали одного наименования к другой осуществ-
ляется лишь с помощью регулировки рабочих элементов, и наладочной
(УНО), на которой детали разного наименования обрабатываются пу-
тем замены специальных сменных наладок. Универсальная оснастка
8. Организация технологической подготовки производства
261
Рис. 87. Стандартизованные элементы станочных приспособлений: 1 — кондукторные плиты
и призмы; 2 — кондукторные втулки; 3 —опоры и шпонки; 4 — центрующие штыри и штифты;
5—установочные щупы и фиксаторы
применяется в большом количестве на машиностроительных заводах и
поэтому должна быть стандартизована в масштабах не только одного
завода или отрасли, но и всей страны и, как правило, должна произво-
диться на специализированных предприятиях.
Специальная оснастка предназначена для выполнения определен-
ных деталеопераций. Она разделяется на два основных типа: неперена-
лаживаемую, или неразборную (НСО), и переналаживаемую (ПСО). Не-
разборная оснастка — это необратимые приспособления узкоспециали-
зированного назначения, состоящие в основном из не поддающихся
нормализации оригинальных элементов (пресс-формы, матрицы, мо-
дели и т.п.). Переналаживаемая оснастка разделяется на следующие ос-
новные виды: универсально-сборочная (УСО), сборно-разборная (СРО),
универсально-наладочная (УНО), универсально-групповая (УГО).
262
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 8.8. Приспособление из стандартизованных элементов для обработки шатуна
Переналаживаемые приспособления могут состоять в основном из
стандартизованных деталей и несложных узлов, оригинальных и специ-
альных наладок, что обеспечивает возможность их многократного исполь-
зования и сочетания серийного или массового производства основных
элементов с индивидуальным характером применения (рис. 8.9 и 8.10).
Использование переналаживаемой специальной оснастки из стан-
дартизованных элементов дает большой эффект. По данным ряда заво-
дов строительного и дорожного машиностроения, при изготовлении
одного специального приспособления из оригинальных элементов за-
трачивается труда на его проектирование 8 чел.-ч, металла 30 кг, тогда
как при компоновке его из стандартизованных элементов — соответст-
венно 2 чел.-ч и 8 кг, т.е. основные виды затрат снижаются более чем
на 70 %. Переналаживаемая оснастка эффективна не только в обраба-
тывающих (механических), но и в заготовительных цехах. Так, приме-
нение универсально-наладочных штампов со сменными вставками для
заготовительных и чистовых ручьев позволяет снизить их стоимость
примерно в 3 раза, что намного расширяет область применения штам-
повки вместо свободной ковки. Практика показывает, что при низкой
стоимости штампов 80—90 % поковок, получаемых методом свободной
8. Организация технологической подготовки производства
263
Рис. 8.9. Основные конструктивные элементы переналаживаемых специальных станочных приспо-
соблений: 1—плиты прямоугольные; 2—плиты круглые; 3—высотные элементы; 4—прихваты;
5 — прижимы
Рис. 8.10. Переналаживаемое специальное приспособление
264
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
ковки, может быть заменено штамповкой. Большой эффект дает при-
менение переналаживаемой оснастки со стандартизованными габари-
тами. Например, на предприятиях «Тойоты» благодаря стандартизации
внешних габаритов штампов достигнута одинаковая длина рабочих хо-
дов прессов и вследствие этого штампы заменяются и налаживаются за
8—10 мин вместо 4—6 ч, что также расширяет область применения
штамповки, удешевляет стоимость заготовок, уменьшает потребность
в оборудовании и незавершенное производство, а это обеспечивает
снижение расхода металла на 20-25 %.
Состояние работ по технологической стандартизации оценивается
с помощью ряда показателей (коэффициентов): технологической пре-
емственности, типизации технологических процессов, стандартизации
оснастки и элементов технологического процесса и др.
Коэффициент технологической преемственности (К1П) характеризует
степень применения ранее разработанных и освоенных процессов в про-
изводстве новой машины и определяется отношением их количества
(Гос) к общему количеству технологических процессов (Г):
*т.п= Ты/Т •
Коэффициент преемственности оснастки (KnQ) характеризует сте-
пень применения ранее разработанной и освоенной специальной осна-
стки в производстве новой машины. Он определяется отношением
количества наименований заимствованной оснастки (О3) к общему ко-
личеству ее наименований в производстве новой машины (О):
к^=о3!О.
Коэффициент типизации технологических процессов (А^п) определя-
ется отношением количества наименований деталей машины, обраба-
тываемым по типовым процессам (Дтип), к общему их количеству (Ду
*тип= Д-rvuJ Д-
Коэффициент охвата типовыми технологическими процессами (Аот)
определяется отношением количества наименований деталей, изготав-
ливаемых по типовым процессам (Дип), к общему количеству этих
процессов (Ттап):
А0.Т~ /Дтип/ ^ТИП i
т.е. характеризует среднее количество наименований деталей, изготав-
ливаемых по одному типовому процессу.
Коэффициент охвата групповыми процессами (А^<гр) определяется отно-
шением количества наименований деталей, изготавливаемых по груп-
повым процессам (Drp), к общему количеству этих процессов (7^):
^О.гр~ Дгр/^гр •
8. Организация технологической подготовки производства 265
Он характеризует среднее количество наименования деталей, изготав-
ливаемых по одному групповому процессу.
Коэффициент стандартизации элементов процессов (Ксгэ) определя-
ется отношением количества элементарных технологических поверхно-
стей, обрабатываемых по стандартизованным переходам (Z7CT), к общему
их количеству (Л):
Коэффициент стандартизации оснастки (А^.о) определяется отноше-
нием количества наименований специальной оснастки, изготавливаемой
из стандартизованных элементов (Ост.э), к общему ее количеству (О):
^СТ.О— ^ст.э/0 •
Коэффициент стандартизации элементов оснастки (КС1Э) определя-
ется отношением количества наименований стандартизованных узлов
и деталей оснастки, применяемой на заводе (Эст), к общему их количе-
ству (Э):
К^=Э„/Э.
Общее состояние работ по стандартизации при технологической
подготовке производства машины новой конструкции можно оценить
с помощью среднеарифметического (Аср) или средневзвешенного (А^)
коэффициента стандартизации:
Аср- (Дз+Дтип+Дгр)/Д>
где Д3 — количество наименований деталей, изготавливаемых по заим-
ствованным процессам; N3 h h Nr? j — количество деталей данного
наименования (на машину), изготавливаемых соответственно по заим-
ствованным, типовым или групповым технологическим процессам; t3h
Апл ь *гр i “ их трудоемкость, ч; — общая трудоемкость изготовления
машины на заводе.
Чем больше рассмотренные коэффициенты, тем выше на заводе
уровень технологической стандартизации, меньше затраты труда и средств
на подготовку производства и изготовление машин и выше ее эффек-
тивность.
В целях обеспечения максимальной стандартизации в области под-
готовки производства вся документация проходит нормализационный
контроль, который состоит из двух основных частей: контроля пра-
вильности оформления документов и проверки технологической пре-
емственности новой машины.
266
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Контроль правильности оформления документов включает контроль:
обозначений и комплектности документов; правильности надписей,
ссылок, расчетных величин; терминологии, условных обозначений, форм
документов на соответствие установленным стандартам.
Проверка технологической преемственности выявляет, насколько
при разработке карт, технологических процессов и чертежей оснастки
использованы освоенные типовые и групповые процессы и стандарти-
зованная оснастка вместо оригинальных. Для эффективного осуществ-
ления такой работы необходимо создание на заводе ряда электронных
справочных документов: каталога типовых и групповых процессов,
картотек применяемости стандартной и стандартизованной оснастки,
оборудования, а также альбомов нормалей на материалы, инструмент,
элементы процесса, на отдельные элементы оснастки и др.
8.4. Экономическая оценка
и выбор технологических вариантов
Разработка нескольких вариантов технологического процесса изго-
товления детали предполагает изыскание наиболее эффективных спосо-
бов обработки, обеспечивающих минимальные затраты. Предложенное
техническое решение проверяется экономической целесообразностью
запроектированных процессов для того, чтобы выбрать один или не-
сколько наиболее экономичных для конкретных условий производства.
Предварительная (укрупненная) экономическая оценка технологии
производится на стадии разработки проекта конструкций узлов и дета-
лей в пределах максимальной себестоимости, а окончательная оценка
и выбор варианта — на стадии детальной проработки технологии.
Разработанные методы оценки вариантов технологического процесса
предусматривают определение и анализ только тех затрат на изготовле-
ние детали (узла), которые непосредственно связаны с осуществлением
конкретного варианта. Сумму таких затрат принято называть техноло-
гической себестоимостью.
Затраты на изготовление определенного количества деталей (узлов)
в год (W), непосредственно связанные с осуществлением того или ино-
го варианта технологического процесса, т.е. затраты, определяющие
технологическую себестоимость, можно условно разделить на две ос-
новные группы — пропорциональные, или условно-переменные (а), сумма
которых растет пропорционально N, и условно-постоянные (Ь), сумма
которых остается относительно постоянной при изменении N. Таким
образом, сумма общих затрат (Ст) определится в общем виде по формуле
Ст = aN + b.
8. Организация технологической подготовки производства 267
Состав пропорциональных расходов зависит от конкретного содержа-
ния технологического процесса и может включать стоимость материалов,
топлива, энергии, зарплату производственных рабочих, затраты, связан-
ные с эксплуатацией универсального оборудования и инструмента, и др.
Затраты по этим статьям включаются в технологическую себестоимость
только в том случае, если при разных вариантах технологического про-
цесса они будут различными.
Основными составляющими условно-постоянных затрат являются
расходы на изготовление (приобретение) и эксплуатацию оборудова-
ния и оснастки, специально сконструированных и изготовленных для
осуществления технологического процесса по данному варианту, кото-
рые должны быть полностью перенесены на детали (узлы) данного на-
именования. При сравнении вариантов в условно-постоянные затраты
включается не вся стоимость специального оборудования и оснастки,
а только часть, приходящаяся в среднем на год за все время их исполь-
зования.
Обычно постоянные затраты (Ь) осуществляются с целью уменьше-
ния переменных затрат (а). Например, получение заготовки методом
штамповки или чеканки, требующее больших затрат на приобретение
оборудования и специальной оснастки, значительно снижает расходы
на материалы и обработку деталей, т.е. переменные затраты (п). Поэто-
му если затраты />2 (по второму варианту) больше затрат ii (по первому
варианту), то а2 < аь и, следовательно, с увеличением программы N
повышается экономичность более дорогого (по единовременным за-
тратам) варианта технологического процесса, а более дешевого — сни-
жается (рис. 8.11). Как видно из рисунка, границей экономичности
вариантов является программа, при которой сравниваемые варианты
Рис. 8.11. Изменение экономичности вариантов технологического процесса по технологической се-
бестоимости (Ст) в зависимости от изменения программы выпуска (/V): I, II—зоны экономичности со-
ответственно первого и второго вариантов
268
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
оказываются равноценными. Эту программу принято называть крити-
ческой. Она определяется по формуле
Критическая программа позволяет руководителю оценить эффектив-
ность дополнительных затрат на осуществление более дорогого варианта,
а также при ограниченности ассигнований на освоение в производстве
нового изделия установить очередность технического оснащения про-
изводства при развертывании выпуска нового изделия от минимума до
максимума. В первый период освоения может оказаться более эффектив-
ным дешевый вариант, который затем по мере роста годового выпуска
ТУдо Укр заменяется более дорогим, рассчитанным на применение новых,
более производительных (хотя и дорогих), видов оборудования, оснастки
и др. Таким образом, разовые дополнительные затраты можно рассре-
доточить во времени и отнести наиболее крупные из них на более
позднее время, когда производство новой продукции будет обеспечи-
вать прибыль.
При определении условно-постоянных затрат наибольшие трудно-
сти вызывает определение затрат на специальную технологическую ос-
настку (приспособления). Это обусловлено тем, что технолог должен
не только определить, хотя бы укрупненно, стоимость приспособле-
ний, но и выбрать наиболее эффективные из них. Перед ним прежде
всего стоит вопрос: использовать для осуществления технологического
процесса переналаживаемую или непереналаживаемую оснастку?
Переналаживаемую оснастку можно применять в том случае, если
на заводе создан или проектируется комплект стандартизованных эле-
ментов. При этом следует учитывать, что стоимость комплекта доволь-
но высока. Зато эксплуатационные затраты будут значительно ниже.
Так, по данным насосного завода, стоимость специального неперена-
лаживаемого приспособления в среднем в 6 раз выше стоимости пере-
налаживаемого универсально-сборочного.
Общая технологическая себестоимость получения заготовок и обра-
ботки деталей по варианту по всем цехам завода, участвующим в их из-
готовлении, определяется по формуле
^т.о = (^заг-^ ^аг) (^терм-^ + А'ерм) + (@мсх^ + ^лсх) =
~ (^заг +^терм"*_^мех)-^ + (^аг + А^ерм + (8-1)
где лзаг> птерм, пмех, 2>заг, />терм, Ьмсх — соответствующие затраты заготови-
тельных, термических и механических цехов.
Формула (8.1) хорошо иллюстрируется графически (рис. 8.12). На
рисунке на оси абсцисс отложена величина годового выпуска деталей
(TV), а на оси ординат — постоянные затраты каждого цеха, т.е.
8 Организация технологической подготовки производства
269
Рис. 8.12. График изменения общей технологической себестоимости и себестоимости по цехам в за-
висимости от годовой программы выпуска деталей
b = Z^ar + ^герм + 4tex- Пропорциональные затраты характеризуются углом
наклона прямых к оси абсцисс и друг к другу. При этом тангенс угла
наклона прямой, характеризующей сумму общих затрат по всем цехам
по данному варианту, определяется суммой азаг + дтерм + амех = а.
Влияние программы на технологическую себестоимость наглядно
видно при отнесении ее к единице продукции или каждой детали:
Сд = а + b/N. (8.2)
Выражение (8.2) представляет собой уравнение гиперболы с асимп-
тотой а. Ее графическое изображение дано на рис. 8.12. Как видно из
формулы и графика, постоянные затраты в себестоимости детали (на
специальную оснастку и оборудование) оказывают исключительное влия-
ние при малой годовой программе, что характерно для мелкосерийного
и серийного производства. Именно поэтому поиски путей упрощения
и удешевления оснастки при разработке технологического варианта
в производстве этих типов являются не менее важной задачей, чем эко-
номия на пропорциональных затратах. В массовом производстве при
большой программе выпуска второе слагаемое уравнения (8.2) стано-
вится малой величиной и кривая себестоимости одной детали прибли-
жается к своей асимптоте а. Поэтому при разработке технологических
процессов на первое место выступает поиск путей экономии пропор-
циональных затрат (материалов, энергии, топлива, заработной платы),
а также лучшего использования оборудования и т.д.
270
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
После определения технологической себестоимости по каждому ва-
рианту проводится их экономическое сравнение и выбирается наиболее
экономичный, который при данной программе обеспечивает минималь-
ную себестоимость единицы продукции. При этом интерес представляет
выявление границ экономичности каждого из разработанных вариан-
тов. Эти границы определяются нахождением критической программы,
при которой два сравниваемых варианта окажутся экономически рав-
ноценными. Она может быть найдена аналитически и графически.
Предположим, технолог разработал три варианта технологического про-
цесса изготовления детали, каждый из которых требует пропорцио-
нальных затрат (аг > а2 >а3) и постоянных затрат < Ь2< Ьз). Техноло-
гическая себестоимость по каждому варианту соответственно составит:
CTi = a iN + Ьъ Ст2 = a 2N + b2, Ст3 - a$N + 63.
Критическая программа для двух смежных вариантов определяется
как частное от деления разности постоянных затрат на разность пере-
менных затрат. Графическое решение задачи представлено на рис. 8.13.
В этом случае критическая программа — это объем выпуска продук-
ции (деталей), при котором обеспечивается окупаемость дополнитель-
ных затрат на специальную оснастку и оборудование более дорогого по
постоянным затратам варианта за счет экономии на пропорциональных
затратах. Учет затрат всех цехов, участвующих в изготовлении детали
по каждому варианту, как правило, увеличивает область применения
более дорогих и более прогрессивных вариантов, поскольку пропор-
циональные расходы при таких вариантах в последующих цехах растут
медленнее, чем при более дешевых. Так, механическая обработка заго-
товок деталей, полученных свободной ковкой, обходится намного до-
роже, чем штампованных, а чеканка может в ряде случаев полностью
исключить механическую обработку. Поэтому неэффективная по за-
тратам кузнечного цеха при данной величине программы штамповка
может оказаться вполне экономичной при учете затрат на механиче-
скую обработку.
В ряде случаев (особенно при реконструкции цехов, участков, при
переходе на производство нового вида продукции) осуществление того
или иного варианта технологического процесса требует значительных
капиталовложений. В этом случае их экономическая оценка и выбор
осуществляются по приведенным технологическим затратам. Величина
этих затрат определяется по формуле
^Т.пр = + Ь + -^НОрМ^Т)
где Kf — капитальные затраты по z-му технологическому варианту.
Методика сравнения вариантов не отличается от изложенной. По-
скольку £норм^т является для данного варианта величиной постоянной,
8. Организация технологической подготовки производства
271
A D £ G ON
Рис. 8.13. График изменения экономичности технологических вариантов по технологической себе-
стоимости: первого варианта по сравнению со вторым (треугольник ABD), с третьим (треуголь-
ник АСЕ)' второго варианта по сравнению с третьим (треугольник DFG), первым (треугольник DL0);
третьего варианта по сравнению с первым (треугольник ЕКО), со вторым (треугольник GH0)
то угол наклона прямой, характеризующей величину пропорциональ-
ных затрат, не меняется, но эта прямая будет отсекать на оси ординат
отрезок, равный сумме £+ £нормХт (рис. 8.14).
Критическая программа двух сравниваемых вариантов определяется
по формуле
(Z»l - &2) + Дюрм(^т2“^т1)
Т*кр12 =-----------------------
^1-^2
Более дорогой (и, как правило, более производительный и прогрес-
сивный) вариант с учетом дополнительных затрат на капиталовложе-
ния окупается при большей программе выпуска, что видно из рис. 8.14.
272
Раздел IL Подготовка производства (проектирование продукции)
Рис. 8.14. График сопоставления вариантов технологического процесса по приведенным технологиче-
ским затратам: WKp(c т). Л/кр(с.пр) — критические программы соответственно по технологической
себестоимости и по приведенным затратам
Отсюда следует вывод, что использование вариантов, на осуществле-
ние которых необходимы значительные дополнительные капиталовло-
жения, требует от технолога тщательного поиска путей экономии на
пропорциональных расходах. Это обусловливает необходимость выпол-
нения подробных расчетов отдельных элементов затрат технологиче-
ской себестоимости по каждому варианту.
Экономия, получаемая в результате внедрения наиболее эффектно-
го технологического процесса, обеспечивающего изготовление детали
или сборочной единицы ниже предельной себестоимости, служит ос-
новой организации материального стимулирования работников техно-
логических служб и производственных подразделений, участвующих
в его освоении.
8.5. Заводские органы технологической подготовки
производства
Всей технологической службой на заводе руководит главный техно-
лог завода (заместитель технического директора по подготовке произ-
водства), имеющий в своем подчинении не только возглавляемый им
отдел, но и ряд функциональных и производственных подразделений,
осуществляющих технологическую подготовку производства. Главный
8. Организация технологической подготовки производства
273
технолог подчиняется непосредственно главному инженеру, техниче-
скому директору завода.
Структура отдела главного технолога зависит от объема и типа про-
изводства и вида выпускаемых машин. В массовом производстве техно-
логическая подготовка централизована, поэтому основная ее часть
выполняется в отделе главного технолога или подчиненных ему под-
разделениях.
На крупном заводе массового производства можно выделить шесть
групп основных специализированных характерных функций, выпол-
няемых технологической службой:
1) разработка и освоение заготовительных и специальных техноло-
гических процессов обработки металлов;
2) разработка процессов механической обработки деталей и сборки;
3) выполнение общетехнологических работ;
4) проектирование и организация производства инструмента и ос-
настки;
5) проведение исследований и испытаний;
6) методологическое руководство технологическими службами цехов.
Непосредственное руководство осуществлением функций первой
группы возлагается на заместителя главного технолога по заготовитель-
ным процессам, который имеет в подчинении технологические бюро
по разработке литейных, кузнечно-штамповочных, термических про-
цессов и процессов металлических покрытий.
Обрабатывающей и сборочной частью технологической службы ру-
ководит главный технолог или его первый заместитель. Работу этой
части технологического проектирования выполняют технологические
бюро, построенные, как правило, по предметному (агрегатному) при-
знаку. К ним относятся бюро по разработке процессов изготовления
деталей, сборки узлов и агрегатов (например, силовых агрегатов, шасси,
подвески, тормозов) и бюро по разработке процессов общей сборки.
Координация планирования и контроль за ходом работ по технологи-
ческой подготовке разных модификаций машин возлагается на ведущих
технологов по отдельным машинам, подчиненных главному технологу
завода.
Общетехнические функции выполняют бюро типовых процессов,
технологической документации, материальных нормативов, техноло-
гичности и нормоконтроля, мощностей, планирования и инженер-
но-экономическое.
Бюро типовых процессов занято изысканием возможности
максимального расширения области применения типовых процессов
для изготовления деталей, а также непосредственной их разработкой
и контролем за осуществлением.
18 Зак. 2150
274
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Бюро технологической документации размножает техноло-
гические документы, составляет первичные картотеки по технологиче-
ским документам и переносит их на машинные носители информации.
Бюро материальных нормативов руководит работой по уста-
новлению норм расхода материалов на каждую деталь, осуществляет
контроль за правильным их определением, разрабатывает карты рацио-
нального расхода листовых материалов, составляет сводные таблицы
применяемости и норм расхода отдельные видов материалов на машину,
представляет нормы на утверждение и переносит их на электронные
носители.
Бюро технологичности и нормоконтроля совместно с кон-
структорами по технологической оснастке осуществляет технологиче-
ский контроль чертежей деталей и изделий, а также нормоконтроль
технологической документации в области возможного использования
заимствованных и типовых процессов, применения стандартизованной
оснастки и др.
Бюро мощностей выполняет расчет пропускной способности
отдельных ведущих участков и цехов, выявляет потребность в новом
и специальном оборудовании, ведет картотеку паспортов мощностей,
участвует в разработке проектов новых планировок и размещения обо-
рудования, разрабатывает мероприятия по ликвидации «узких» мест,
собирает необходимую информацию и переносит ее на машинные но-
сители.
Бюро планирования подготовки производства, которое пра-
вильнее было бы подчинить непосредственно главному инженеру, за-
нимается планированием работ всех подразделений завода, занятых
технической подготовкой производства, а также составлением ком-
плексных планов конструкторской, технологической и организацион-
ной подготовки нового изделия, определением объемов и сроков работ.
Инженерно-экономическое бюро проводит экономический
анализ технологических процессов, эффективности технологической
подготовки и применения типовых процессов, оснастки и нестандарт-
ного оборудования, осуществляет методологическое руководство тех-
нологами в части обеспечения правильности экономической оценки
и выбора ими технологических вариантов, разрабатывает нормативы,
необходимые для быстрой и укрупненной оценки вариантов, определяет
размер предельных затрат по технологической себестоимости, а также
устанавливает нормативы для организации материального стимулиро-
вания за высокое качество технологических разработок.
На некоторых заводах в составе отдела главного технолога имеется
также бюро нормирования, занятое расчетом норм времени по
технологическим процессам и операциям. Однако чаще всего оно на-
ходится в составе отдела организации труда.
8. Организация технологической подготовки производства 275
Организация работ по проектированию и производству технологи-
ческой оснастки и инструмента возлагается на заместителя-главного
технолога по технологической оснастке. В его непосредственном под-
чинении находится крупное конструкторское бюро, а также инстру-
ментальное хозяйство завода.
Конструкторское бюро проектирования оснастки состоит из
ряда конструкторских групп, каждая из которых занята разработкой кон-
струкций: нестандартного оборудования, моделей, пресс-форм и штампов,
режущего инструмента, приспособлений, измерительного и вспомога-
тельного инструмента и т.д. Это бюро разрабатывает также проектную
документацию по модернизации действующего оборудования, стандарти-
зации конструкций применяемого инструмента, деталей и узлов приспо-
соблений, штампов, пресс-форм, составляет картотеки применяемости
оснастки.
Для решения технических задач по текущему производству и проведе-
нию подготовки производства нового изделия в каждом цехе организуют-
ся технологические бюро, методологически подчиненные глав-
ному технологу завода. Они решают вопросы, связанные с технической
подготовкой производства в цехе и реализацией технических разрабо-
ток отдела главного технолога. Бюро организует передачу передового
опыта и оказывает содействие работникам цеха в повышении квалифи-
кации.
Для проведения исследовательских работ в составе отдела главного
технолога создаются лаборатории: металлургическая, химическая,
резания, сварки, антикоррозийных покрытий и др. Основная задача их
заключается в изыскании новых, более совершенных, видов, технологи-
ческих процессов, а также в подборе и испытании новых видов материа-
лов и инструментов. Кроме того, лаборатории разрабатывают и снабжают
соответствующие технологические бюро нормативно-справочными ма-
териалами и оказывают практическую помощь во внедрении новых
технологий. Примерная структура технологической службы крупного
машиностроительного завода показана на рис. 8.15.
На ряде машиностроительных заводов, имеющих в своем составе
мощное заготовительное производство, технологическая подготовка про-
изводства распределена между двумя подразделениями — отделом главно-
го технолога и отделом главного металлурга. Функции по проектированию
технологических процессов, разработке оснастки, внедрению в произ-
водство новых технологий и по проведению исследовательских работ
в заготовительных и термических цехах выполняет отдел главного метал-
лурга завода, осуществляющий не только административное, но и техно-
логическое руководство подчиненными ему цехами. Отдел главного ме-
таллурга разрабатывает новые технологические процессы, нормы времени,
нормы расхода материалов и проектирует технологическую оснастку
Рис. 8.15. Примерная структура технологической службы машиностроительного завода
8. Организация технологической подготовки производства
277
для литейных, кузнечных и термических цехов. Кроме того, на подчи-
ненные ему лаборатории (металловедческие, химические, термические
и др.) возлагается проведение работ по технологическим исследованиям
и испытаниям процессов, осуществляемых заготовительными цехами.
В этом случае общее руководство работой осуществляет отдел главного
технолога завода, а разработку заготовительных процессов выполняют
соответствующие бюро отдела главного металлурга и бюро заготови-
тельных цехов. Технологические бюро отдела главного металлурга ве-
дут в относящихся к ним цехах работы, аналогичные тем, которые
проводятся подобными же бюро службы главного технолога.
9. Управление качеством продукции
9.1. Понятие качества продукции
и определяющие его факторы
С технической подготовкой производства непосредственно связано
управление качеством продукции.
Качество продукции наряду с количеством является главным итого-
вым показателем работы предприятия, определяющим эффективность
его функционирования. В широком смысле качество — это свойство
продукции удовлетворять определенную общественную или личную
потребность. Следовательно, показатели качества определяются прежде
всего характером требований потребителя к свойствам необходимого
продукта. Но вместе с тем на формирование потребностей активно
влияет производство. По мере развития экономики страны на базе ис-
пользования последних научно-технических достижений в производстве
осваиваются новые виды продукции, совершенствуются характеристики
ранее выпускаемой, тем самым формируются все новые и новые по-
требности в ней.
Существует много определений качества продукции. Все они так
или иначе связывают качество со свойством продукции удовлетворять
требования потребителя, предъявляемые к ней. Но любой потребитель
всегда связывает качество продукции с ценой на нее, поэтому правильнее
было бы определить качество продукции как совокупность ее свойств,
способных удовлетворять определенные потребности потребителя при
приемлемой для него цене.
Качество определяет конкурентоспособность продукции: чем оно
выше, тем выше при прочих равных условиях конкурентоспособность
и, следовательно, больше объем сбыта и доход предприятия. Уровень
качества характеризуется как количественными, т.е. численными, по-
казателями, так органолептическими, определяемыми пятью органами
чувств человека (цвет, запах, звук и др.), значение которых в настоящее
время резко возрастает в связи с повышением конкурентоспособности.
Применительно к машинам показателями качества могут быть: форма,
внешний вид, цвет, габариты, мощность, скорость, грузоподъемность,
производительность, надежность, долговечность, КПД, ремонтнопри-
годность, удобство управления и технического обслуживания, безопас-
ность, гарантийное обслуживание, стоимость машины и выпускаемой
ею продукции и другие показатели, подробно рассмотренные в § 7.2.
9. Управление качеством продукции
279
Качество — категория социально-экономическая. Всякое повыше-
ние его уровня должно приносить обществу или отдельному потребите-
лю дополнительную пользу. Но производство продукции повышенного
качества требует дополнительных затрат, которые должны быть ком-
пенсированы обществом или потребителем в виде повышенной цены.
Как видно из рис. 9.1, для предприятия выгодно повышать качество даже
в том случае, когда максимальный уровень рентабельности продукции
будет снижаться из-за прогрессивного роста затрат на его обеспечение,
так как при этом повышается объем сбыта и прибыль достигает макси-
мальной величины. Как обществу, так и отдельному потребителю вы-
годно такое улучшение качества, при котором затраты на приобретение
продукции повышенного качества возрастают медленнее, чем увеличи-
вается ее полезный эффект.
Таким образом, через качество прежде всего реализуется (проявля-
ется) единство потребительной стоимости и стоимости продукции, благо-
даря чему согласуются требования внешней среды и определяется роль
предприятия в системе народного хозяйства. С повышением качества
продукции возрастают экспортные возможности страны, ускоряются
темпы ее научно-технического развития, экономятся невосполнимые
природные ресурсы и более полно удовлетворяются потребности насе-
ления.
На уровень качества влияют многие факторы, и прежде всего такие,
как проект продукции, исходные материалы, оборудование, квалифика-
ция исполнителей и др. (рис. 9.2). Как видно из рисунка, формирование
Рис. 9.1. Зависимость между ценой Ц, качеством Q, себестоимостью С и сбытом продукции:
1 — цена; 2 — себестоимость; Q1t 02 ~ пределы рентабельности производства в зависимости от
уровня качества; Q' — уровень качества, обеспечивающий максимальную рентабельность единицы
продукции; Q" — высокий уровень качества, обеспечивающий высокий уровень сбыта и максималь-
ную массу прибыли; N—объем реализации продукции, при котором обеспечивается максимальная
прибыль предприятия
Исходные
материалы
Оборудобание
Измерение уровня
качестба
Химические
сбойстба
Механические
сбойстба
Стайность
Физические
сбойстба
Точность
Назначение
Исправность
Производи-
тельность
Приспособления
Механические
устройства
Автоматически
устройстба
Точность
измерительных
придороб
Средства актибного
контроля
Показатели
качестба
прочие
сплошной
летучий
знания
Умение выполнить
Эстетические /органолептические
тредобония
Технические
тредобония
Скорость. КПД.
^^^Зргоно^ские
г—-------. тредобония
Квалификация/ Отношение
------- к роботе
Стандарты и ТУ
ность и rn.nl
Тредобония
технологичности
логические
тредобония
Проект
продукции
Человек
Образование, статистически^
общая эрудиция
выборочный
Методы
контроля
Рис. 92. Факторы, оказывающие влияние на уровень качества продукции
9 Управление качеством продукции 281
и обеспечение высокого уровня качества на конкретном предприятии
достигается путем осуществления совокупности взаимосвязанных систем-
ных работ: от анализа требований потребителя на стадии проектирования
продукции до ее выпуска, т.е. работ по всей цепочке планирование —
проектирование — изготовление — сбыт — дообслуживание у потреби-
теля. Высокий уровень качества продукции должен быть заложен в лю-
бую операцию по созданию нового изделия, т.е. в каждый проект,
каждый процесс, каждую операцию. При этом высокое качество про-
дукции обеспечивается примерно на 80 % за счет высокого качества
проектирования, на 15 % за счет контроля и регулирования технологи-
ческих процессов и только на 5 % за счет контроля качества готовой
продукции.
Необходимым условием обеспечения высокого качества на стадии
разработки является тщательный анализ информации о качестве на
основе данных эксплуатации аналогичной продукции, выпускаемой
в стране и за рубежом, и создание новых образцов продукции с улуч-
шенными показателями качества в соответствии с действующими стан-
дартами и другой нормативно-технической документацией.
Важное условие обеспечения высокого качества изготовления продук-
ции — повышение квалификации инженерно-технических работников
всех инженерных и производственных подразделений предприятия.
На стадии производства качество продукции обеспечивается
путем поддержания необходимого уровня качества оборудования, ос-
настки, контрольно-измерительных приборов и средств, разработки
и осуществления мероприятий по предупреждению брака и устранению
причин выпуска продукции низкого качества. На этой же стадии осу-
ществляются: входной контроль сырья, материалов, полуфабрикатов,
комплектующих изделий; контроль и испытание выпускаемой продук-
ции; сертификация; материальное стимулирование работников за выпуск
продукции заданного качества. Запроектированный уровень качества
на этой стадии обеспечивается: техническим совершенством, состоя-
нием и точностью технологического оборудования и оснастки; наличием
на предприятии метрологической службы и качеством ее работы; качест-
вом поступающих сырья, материалов, комплектующих изделий; органи-
зацией, оснащенностью и качеством технического контроля и выпол-
нения контрольных операций; нормальным ходом технологического
процесса; надлежащим хранением и транспортировкой заготовок, дета-
лей, узлов, агрегатов и готовой продукции; соблюдением технологической
дисциплины; внедрением научной организации труда и управления ка-
чеством.
На стадии эксплуатации поддерживаются и реализуются с высо-
кой эффективностью свойства, заложенные в продукции. Предприятие
должно заботиться о безотказной работе выпущенного им изделия. Для
282
Раздел IL Подготовка производства (проектирование продукции)
достижения этой цели завод-изготовитель собирает, обрабатывает и ана-
лизирует информацию о качестве изделия, находящегося в эксплуата-
ции, и соответствии его нуждам потребителя; снабжает потребителя
эксплуатационной и ремонтной документацией; обеспечивает опти-
мальный межремонтный ресурс; выполняет гарантийный ремонт; снаб-
жает потребителя запасными частями, инструментом и принадлежно-
стями к изделию; модернизирует отдельные виды наиболее крупных
и сложных изделий, находящихся в эксплуатации.
Решающим фактором, оказывающим влияние на качество продукции
на всех ее стадиях, является человек, его квалификация, знания, обра-
зование, умение нежелание выполнять работу качественно. Без этого
нельзя рассчитывать на высокое качество и конкурентоспособность
продукции. Именно поэтому во всех развитых странах работающим
уделяется особое внимание. Характерными чертами такого подхода
к человеку в обеспечении высокого качества продукции являются ни-
жеследующие.
1. Глубокое изучение запросов и требований потребителей к качест-
ву и цене продукции, формирование у работников предприятия свое-
образного культа потребителя не только готового продукта, но и его
частей. Это предполагает, что в производстве необходимо рассматри-
вать исполнителя проследующей операции как потребителя продукции
предыдущей операции, что требует тесного взаимодействия всего кол-
лектива работников в ходе производственного процесса.
2. Воспитание у всех работников предприятия, начиная с руководи-
теля, стремления ко всеобщему участию в обеспечении высокого качест-
ва. Это стремление стимулируется национальным законодательством,
поощряющим выпуск продукции высокого качества, государственной
сертификацией продукции, подлежащей продаже за рубежом. Таким
образом, качество продукции, выпускаемой отдельным предприятием,
становится делом государственной важности.
3. Организация работ по обеспечению высокого качества руководи-
телями всех уровней, вплоть до мастеров и бригадиров. Для этого
должна регулярно проводиться учеба на местах и на специальных курсах.
Каждый исполнитель, включая руководителей, должен обладать все-
сторонними знаниями факторов, влияющих на качество, как в своей,
так и в смежных областях.
4. Мобилизация неисчерпаемого физического и интеллектуального
потенциала всех работников, создание творческой атмосферы, способ-
ствующей всестороннему раскрытию их профессиональных возможно-
стей.
5. Широкое применение методов статистического анализа и кон-
троля качества исполнителями всех рангов, от директора до конкрет-
ного исполнителя-рабочего.
9. Управление качеством продукции
283
Использование этих методов позволяет каждому исполнителю не
только выявлять брак в своей работе, но и предупреждать его появление.
Управление качеством, базирующееся на высочайшем уровне под-
готовки кадров, добросовестном отношении к труду, обеспечивает не
только высокий уровень качества, но и минимальные затраты труда
и средств на контроль специальным персоналом. Так, в японской про-
мышленности, где изложенные принципы последовательно внедрены
в производство, доля контрольного персонала в числе занятых на пред-
приятии не превышает 1-5 %, тогда как в США — 10-15 %. В система-
тизированном виде содержание, характер и этапы выполнения работ
по обеспечению высокого качества продукции приведены на рис. 9.3.
Рис. 9.3. Схема организации работ по обеспечению качества продукции на предприятии
284
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
9.2. Стандарты качества. Сертификация продукции
Одним из способов повышения качества является стандартизация.
В целях обеспечения единого, признанного во всем мире подхода к про-
блеме качества продукции и регулирования отношений между произво-
дителем и потребителем продукции Международной организацией по
стандартизации (ИСО) в марте 1987 г. была разработана и в 1994 г. об-
новлена совокупность международных стандартов ИСО 9000, которые
определяют систему контроля и испытания продукции и управления
качеством от ее проектирования до эксплуатации.
Стандарты HQO 9000 определяют:
1) задачи руководства (политика в области качества, организации
работ по достижению установленного уровня качества);
2) систему документации (нормативной, плановой, правил, характе-
ристик и др.);
3) документацию требований и их выполнимость;
4) качество во время разработки изделия (планирование, комплект-
ность, документация, проверка, результат, измерение);
5) качество во время закупок (документация, контроль);
6) обозначение изделий и возможность их контроля;
7) качество во время производства (планирование, инструкции, ква-
лификация, контроль);
8) проверку качества (входной, межоперационный и окончательный
контроль, документация испытаний);
9) контроль за испытательными средствами;
10) корректирующие мероприятия;
11) качество при хранении, перемещении, упаковке, отправке;
12) документирование качества;
13) внутризаводской контроль за системой поддержания качества;
14) обучение персонала;
15) применение статистических методов контроля качества;
16) анализ качества и систему принимаемых мер.
Международные стандарты предусматривают управление качеством
продукции на протяжении всего ее жизненного цикла (рис. 9.4). Они
же регламентируют порядок анализа качества и применение отдельных
методов, схем и графиков, предложенных учеными (диаграммы Паре-
то, Исикавы и др.).
Мировой опыт свидетельствует о том, что необходимым инструмен-
том, гарантирующим соответствие качества продукции нормативно-тех-
ническим документам и стандартам, является сертификация продукции.
Сертификация — это действие, удостоверяющее посредством серти-
фиката или знака соответствия, что изделие отвечает требованиям указан-
ных в них стандартов или технических условий. Она является средством
9, Управление качеством продукции
285
Рис. 9.4. Управление качеством по ИСО 9004:1 — маркетинг, поиск и изучение рынка; 2 — разра-
ботка продукции; 3 — материально-техническое снабжение; 4 — подготовка и разработка произ-
водственных процессов; 5 — производство продукции; 6 — контроль, проведение испытаний
и обследований; 7—упаковка, хранение, транспортировка; 5—реализация и распределение про-
дукции; 9—монтаж в эксплуатации; 10—техническая помощь и обслуживание; 11—утилизация
управления качеством как в международной, так и во внутренней тор-
говле и считается основным достоверным способом доказательства соот-
ветствия продукции заданным требованиям.
Сертификация является средством информирования потребителя
и правового регулирования торговых отношений, поскольку опирается
на четко сформулированные и легкодоступные для контроля норма-
тивные документы. По правовому статусу системы сертификации мо-
гут быть обязательными и добровольными (факультативными).
Обязательная сертификация осуществляется в том случае, когда стан-
дарты по закону обязательны к применению в любой стране. Это тре-
бования окружающей среды, здоровья человека, безопасности людей,
сохранности имущества и др. Без такой сертификации предприятие не
имеет права производить данную продукцию.
Добровольная сертификация осуществляется с целью повышения
конкурентоспособности продукции и является важным инструментом
286
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
в международных торговых отношениях. Ее проведение предотвращает
импорт в страну изделий, не соответствующих требованиям уровня ка-
чества, снижает импорт в страну аналогичных изделий, упрощает по-
требителю выбор продукции, защищает изготовителя от конкуренции
с поставщиками несертифицированной продукции, обеспечивает рек-
ламу и рынок сбыта, повышает качество стандартов путем выявления в
них устаревших положений и стимулирует их изменение в сторону по-
вышения требований к качеству продукции.
Различают международные, региональные и национальные системы
сертификации. Международные системы базируются на междуна-
родных стандартах и технических условиях ИСО. В рамках ИСО серти-
фикацией занимается ее специализированный орган КАСКО, который
на основе изучения способов оценки соответствия продукции и систем
обеспечения качества стандартам подготавливает руководства по всем
основным аспектам сертификации. Примером региональной систе-
мы служит сертификация отдельных видов продукции в рамках ЕЭС.
Обычно странами, входящими в региональные системы сертификации,
подписывается соглашение о взаимном признании результатов испыта-
ния продукции. Национальные системы сертификации приобретают
особую актуальность в связи с ужесточением законодательства в области
безопасности промышленной продукции, охраны здоровья, защиты ин-
тересов потребителей, защиты окружающей среды.
В зависимости от объема и содержания работ по сертификации ее
подразделяют на самосертификацию (по ИСО — «заявление поставщика
о соответствии продукции») и сертификацию третьей стороной.
Самосертификация осуществляется в масштабах страны, а в ряде
случаев — в масштабах региона, если на предприятии имеется высоко-
эффективная система обеспечения качества продукции на уровне тре-
бований международных стандартов.
Сертификация третьей стороной предусматривает оценку качества
сторонней специализированной организацией — органами по серти-
фикации, обычно называемыми испытательными лабораториями. Такие
лаборатории на основании заявления производителя, содержащего пись-
менную гарантию о соответствии качества, проводят тщательные испыта-
ния и контроль уровня качества предъявленного изделия и в случае его
соответствия стандартам и нормам дают письменную гарантию, что
продукция соответствует установленным требованиям. При этом пред-
приятию выдается либо «Сертификат соответствия», либо «Знак соот-
ветствия». Испытательные лаборатории должны обладать статусом юри-
дического лица и отвечать ряду требований, удовлетворение которых
гарантирует полную их независимость и высокий уровень работы по
объективной оценке качества (высокий уровень квалификации сотруд-
ников, наличие специального оборудования и средств контроля и ис-
пытаний, использование стандартных методов испытания и т.д.).
9. Управление качеством продукции 287
Важной работой независимых органов сертификации является оценка
предприятий на соответствие требованиям, предъявляемым к системам
обеспечения качества. При этом неотъемлемой составной частью систем
сертификации является аккредитация независимых центров и лабора-
торий, осуществляющих сертификационные испытания.
Сертификация производства осуществляется в шесть основных
этапов:
1) представление предприятием заявки на сертификацию произ-
водства;
2) предварительная оценка;
3) разработка методики сертификации производства;
4) проверка производства;
5) оформление сертификата соответствия на производство;
6) инспекционный контроль за сертифицированным производством.
При сертификации производства оценивают четыре блока объектов:
готовую продукцию (оценка качества при реализации и потреблении,
анализ причин обнаруженных дефектов); технологическую систему (тех-
нологическая подготовка производства, хранение, перемещение, уста-
новка); техническое обслуживание и ремонт оборудования, оснастки,
поверка контрольно-измерительных приборов; систему технического
контроля и испытаний (входной, операционный контроль, типовые,
квалификационные и периодические испытания).
Организация, выполняющая сертификацию производства, осущест-
вляет инспекционный контроль за работой предприятия и качеством
продукции и в случае ухудшения качества может наложить на предпри-
ятие штраф, лишить лицензии на изготовление продукции и изъять
продукцию из оборота.
9.3. Основные виды и методы контроля.
Учет и анализ брака
Фактический уровень качества конкретного экземпляра продукции
устанавливается техническим контролем. Под техническим контролем
качества понимается сравнение показателей предметов, орудий, продук-
тов труда и технологических процессов с показателями, зафиксирован-
ными в технических документах. Сравнивают формы, размеры, чистоту
поверхности, прочность, твердость, мощность, производительность,
режимы обработки и другие показатели, характеризующие доброкаче-
ственную продукцию. Технический контроль осуществляется прежде
всего производственным персоналом (рабочим, мастером), который
выполняет работу и несет ответственность за ее качество. Рабочий,
288
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
закончив работу или отдельную операцию, должен убедиться в ее каче-
ственности, сравнив полученные показатели с зафиксированными
в технических документах. Такой контроль предусматривается техноло-
гическим процессом и осуществляется либо во время обработки детали
и выполнения работы, либо после ее окончания в выделенное на кон-
троль время (во время машинно-автоматической обработки следующей
детали).
Кроме технического персонала технический контроль качества осу-
ществляют работники специального органа — отдела технического
контроля (ОТК).
Основная задача контрольного аппарата — выявление причин появле-
ния и предупреждение брака, т.е. его профилактика. В случае появления
брака на определенной стадии технологического процесса задачей тех-
нического контроля является выявление его на самых ранних операциях
с тем, чтобы не допустить бракованные заготовки деталей и другие
предметы на дальнейшую обработку и тем самым предотвратить беспо-
лезные затраты труда и средств. Наконец, если в процессе производст-
ва бракованной оказалась готовая продукция, технический контроль
должен своевременно выявить этот брак и предотвратить ее отправку
потребителю.
Технический контроль должен быть направлен на те объекты и опе-
рации технологического процесса, на которых возможно возникнове-
ние брака или которые могут служить его источником при обработке
предметов труда на дальнейших стадиях технологического процесса.
Объектами технического контроля являются:
• исходные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия,
потребляемые в производстве;
• техническая документация, по которой изготавливается продукция;
• качество контрольно-измерительных приборов, инструментов
и средств, с помощью которых определяются показатели качества про-
дукции;
• состояние оборудования, приспособлений, инструмента и другой
технологической оснастки, с помощью которых изготавливается про-
дукция;
• соблюдение режимов обработки или получения продуктов, а также
технологических и производственных инструкций;
• заготовки, детали, сборочные единицы и выполнение отдельных
важнейших операций технологического процесса их изготовления;
• готовая продукция;
• качество упаковки и отгрузки продукции;
• работа машин у потребителя в течение гарантийного срока.
Помимо ОТК контрольные функции выплняют заводские лаборато-
рии, которые проводят анализы и испытания химических, физических,
9. Управление качеством продукции
289
механических, структурных и технологических свойств сырья, материа-
лов, полуфабрикатов и участвуют в разработке мероприятий по умень-
шению брака.
Качество некоторых видов особо важной и ответственной готовой
продукции проверяет также представитель потребителя (ведомствен-
ный приемщик).
В зависимости от характера и условий производства на машино-
строительных заводах применяются различные виды технического кон-
троля, различающиеся по организационным формам, характеру кон-
трольных операций, стадиям технологического процесса, влиянию на
его ход, применяемым средствам и месту выполнения контрольных
операций (рис. 9.5).
При сплошном контроле проводится проверка качества каждого пред-
мета или продукта труда. Ему подвергаются все готовые изделия (машины)
по тем показателям качества, которые определены стандартами, техниче-
скими условиями или другими техническими документами. При изго-
товлении отдельных заготовок, деталей и узлов сплошной контроль
осуществляется лишь в тех случаях, когда в производстве невозможно
достичь стабильности качества материалов, а также устойчивости техно-
логического процесса их изготовления (отсутствие необходимой точности
оборудования, приспособлений, инструмента, невозможность обеспечить
устойчивость режимов обработки путем автоматического или механи-
ческого регулирования, равномерное протекание естественных процес-
сов и др.). Сплошной контроль осуществляется по тем параметрам
(показателям), определение которых не связано с разрушением или
порчей контролируемого предмета. В противном случае (например,
при испытании прочности детали или заготовки на разрыв, разруше-
ние и др.) применяется выборочный контроль.
При выборочном контроле проверке подвергается лишь часть продук-
ции в зависимости от условий протекания технологического процесса
ее изготовления. Его применяют при изготовлении в большом количестве
одинаковых заготовок или деталей, если в производстве можно обеспечить
однородное качество исходных материалов и стабильность технологи-
ческого процесса, состояние которых определяет процент выборки.
Чем выше однородность исходных материалов и больше устойчивость
технологического процесса, тем меньше выборки. Высокая надежность
и эффективность выборочного контроля обеспечивается объединением
в одну партию предметов, проходивших обработку в идентичных усло-
виях, т.е. на одних и тех же агрегатах, с одинаковыми режимами, с оди-
наковым уровнем настройки оборудования. Подвергая контролю лишь
часть предъявленной продукции, судят с достаточной точностью о качест-
ве всех деталей в партии. При наличии брака в выборке детали партии
подвергаются сплошной проверке. Порядок формирования партий,
19 Зак. 2150
Технический контроль
1 По организационным формам По характеру контрольных операций По стадиям технологического процесса По блиянию на ход технологи- ческого процесса По Применяемым средстбам По месту быполнения
Рис. 9.5. Классификация видов технического контроля качества
/ipitri "RodiI Я1 иipqoHt1 *’inodii) itfo| । -ц ноПгРг!
9. Управление качеством продукции 291
отбора проб и выборок, а также их частота и процент выбора определя-
ются стандартами или техническими условиями.
Летучий контроль представляет собой проверку соблюдения техно-
логии обработки деталей на производственном участке путем периоди-
ческого определения качества выпускаемых предметов как в процессе
их обработки, так и путем контроля окончательно изготовленных заго-
товок, деталей, сборочных единиц, что дает возможность обнаружить
и своевременно выявить неполадки в технологическом процессе, преду-
предить или обнаружить брак. А это, в свою очередь, позволяет немед-
ленно принять меры по устранению выявленных неполадок и причин,
порождающих брак. Летучий контроль производится путем проверки
продукции контролером на рабочих местах через определенные проме-
жутки времени.
При инспекционном контроле осуществляется надзор за качеством
работы производственного и контрольного аппарата. Он производится
специальной комиссией и работниками, уполномоченными начальником
ОТК или вышестоящими лицами. Контролю подвергаются предметы,
сданные производственным персоналом и принятые соответствующи-
ми работниками ОТК. При обнаружении брака отдельных деталей, за-
готовок или других продуктов труда вся партия их подлежит повторной
проверке. Цель этого контроля — дисциплинировать как производст-
венный, так и контрольный персонал и повысить его ответственность
за качество продукции. Инспекционный контроль применяется также
и при выборочном наблюдении за работой машин у потребителя с целью
выявления дефектов производства, конструкции, технологии и нару-
шения правил технической эксплуатации.
Визуальный контроль — это внешний осмотр предмета или продукта
труда, в результате которого выявляются отклонения от требований,
зафиксированных в технических документах (наружные трещины, ра-
ковины, повышенная шероховатость, излишние выступы, вогнутости,
вмятины, дефекты окраски, монтажа, искажение формы и др.).
При геометрическом контроле проверяется соответствие размеров
заготовок, деталей, установочных баз и других элементов размерам,
установленным в технических документах (чертежах, стандартах, тех-
нических условиях), а также по эталонам. Этот вид контроля в маши-
ностроении преобладает.
При лабораторном анализе выявляются внутренние свойства и пара-
метры предметов и продуктов труда, которые не могут быть обнаружены
визуально или без разрушения их. Сюда относятся: анализ химического
состава исходных материалов (шихтовых, формовочных, проката и дру-
гих полуфабрикатов) в процессе их получения или обработки (химиче-
ский анализ проб расплавленного металла перед его разливкой); анализ
механических и технологических свойств проб материалов и полуфаб-
1 Q*
292
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
рикатов (на разрыв, сжатие, изгиб, вытяжку, штампуемость, сваривае-
мость, износостойкость и т.п.), анализ фактических свойств материалов,
заготовок, деталей, по которым можно обнаружить внутренние дефек-
ты; спектральный анализ, позволяющий без разрушения образца опре-
делять состав материалов; ультраакустический и рентгенографический
анализ, позволяющий выявить внутренние пороки металла (раковины,
трещины, посторонние включения и др.); индукционный, электромет-
рический и изотопный анализ, позволяющий не только выявить внутрен-
ние и наружные дефекты, но и в ряде случаев обеспечить геометрический
контроль продукции (например, бесконтактный радиоизотопный промер
толщины листа или покрытий).
Во время контрольно-сдаточных испытаний проверяются эксплуата-
ционные параметры машины (скорость, мощность, производительность,
КПД, расход горючих и смазочных материалов, способность работать
на различных режимах, качество регулировки и др.). Программа испыта-
ний, количество контролируемых предметов и порядок их отбора, а также
контролируемые параметры устанавливаются соответствующими стан-
дартами, техническими условиями, технологическими инструкциями.
Входной (предварительный) контроль осуществляется до начала тех-
нологического процесса обработки или сборки предметов. Его цель —
выявить и устранить причины возникновения брака (недоброкачест-
венность предметов и орудий труда и др.) и тем самым предупредить
его. Сюда относится контроль материалов, заготовок или деталей перед
их обработкой либо сборкой, контроль приспособлений и измерительных
инструментов, а также контроль наладки. При контроле наладки прове-
ряются первые экземпляры деталей, обработанных после наладки обору-
дования. По результатам этой проверки принимается решение о про-
должении работы или о необходимости подналадки оборудования.
При промежуточном (межоперационном) контроле проверяется ка-
чество выполнения отдельных операций (операционный контроль) или
их группы (групповой контроль). Его цель — выявить брак в ходе техно-
логического процесса и тем самым предупредить затраты труда на об-
работку бракованных деталей на последующих операциях, особенно на
трудоемких и дорогостоящих.
При приемочном (окончательном) контроле проверяются готовые за-
готовки, детали, сборочные единицы машины после последней (заклю-
чительной) операции в данном цехе перед сдачей на склад, или перед
передачей их в следующий цех, или перед отправкой потребителю. Его
цель — предупредить передачу недоброкачественных изделий потреби-
телю.
Под активным контролем понимается контроль, при котором качест-
во проверяется в ходе технологического процесса, а результаты контроля
используются для текущего регулирования процесса. Сюда относится
9 Управление качеством продукции
293
контроль показателей качества предметов и регулирование технологи-
ческого процесса с помощью механических и автоматических прибо-
ров, встроенных в основное оборудование (индикаторы, пирометры,
измерительные головки и др.) и позволяющих осуществлять контроль
необходимых параметров деталей или режимов в процессе обработки.
К активному контролю следует отнести и статистическое регулирова-
ние технологических процессов, основы организации которого рас-
сматриваются в следующем параграфе.
К пассивному контролю относятся все виды контроля, при которых
качество выявляется лишь после окончания технологического процесса,
а оперативное вмешательство в процесс осуществляется после обнаруже-
ния непригодности продукции. Сюда следует отнести также проверку
деталей с помощью технических устройств, определяющих фактиче-
ский уровень их качества после изготовления (контрольно-сортировочные
автоматы шариков и роликов для подшипников, поршней, поршневых
колец, пальцев и других цилиндрических деталей).
При автоматизированном контроле проверка параметров качества
осуществляется автоматическими устройствами без участия человека.
Сюда относится контроль с помощью автоматических средств активно-
го и пассивного контроля. Механизированный контроль осуществляет-
ся человеком путем использования различных механических устройств
(измерительных машин и приборов). Применение автоматов и механиз-
мов для выполнения контрольных операций дает большой экономиче-
ский эффект за счет роста производительности труда контрольного
аппарата. Как показывает опыт автомобильных заводов, механизация
и автоматизация контроля массовых деталей (колец, пальцев, пружин,
толкателей и др.) обеспечивает снижение трудоемкости контроля в 3—5
и более раз.
Ручной контроль предполагает проверку качества с помощью обыч-
ных измерительных инструментов или без них (визуальный контроль).
При стационарном контроле качество деталей проверяется на спе-
циальных контрольных пунктах. Такой контроль применяется в машино-
строении перед сдачей деталей на склад, а также при проверке небольших
заготовок, деталей, сборочных единиц, осуществление контрольных
операций по которым требует особых условий (акустической изоляции,
отсутствия колебаний и сотрясений почвы, применения специальных
стационарных приборов и контрольных устройств и др.).
При скользящем контроле проверка предметов проводится непо-
средственно на местах их обработки или между ними. Обычно такому
контролю подвергаются сборочные операции и операции обработки
крупногабаритных и тяжелых деталей, проверка качества которых не
требует применения стационарных измерительных и контрольных
устройств.
294
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
При организации контроля качества продукции большое значение
имеет учет и анализ брака. Цель учета и анализа брака — систематизиро-
вать данные о нем, выявить причины, виновников его возникновения,
разработать мероприятия по его предупреждению и тем самым создать
условия для организации целенаправленной работы по обеспечению
высокого качества продукции, выпускаемой предприятием. Учет и ана-
лиз брака ведется по первичной документации.
При учете определяются потери от брака в стоимостном выражении
(абсолютные и относительные), выявляются случаи брака ответствен-
ных и ценных деталей, операции с хроническим браком, группируются
сведения о бракечпо цехам и участкам, типовым видам работ, выявля-
ются наиболее браконосные детали. Большую помощь в этом может
оказать графический анализ, в частности использование диаграмм Па-
рето. Диаграмма Парето представляет собой столбиковую (ленточную)
диаграмму, на которой на оси ординат отмечаются интересующие во-
просы (например, число отказов, сумма убытков и др.), а на оси абс-
цисс — в убывающем порядке детали, причины, виновники брака и т.д.
Данные на диаграмме разделяются на три группы — Л, В и С. Груп-
па А включает объекты, по которым суммарные потери составляют
75 %, В — объекты, дающие прирост потерь 20 % (от 75 до 95), С —
объекты, дающие прирост потерь 5 % (95-100).
Сначала составляют основную диаграмму (например, для выявле-
ния наиболее браконосных деталей), затем вспомогательные диаграм-
мы для выявления конкретных явлений, причин, виновников брака
и др. На рис. 9.6, а приведена основная диаграмма, по которой можно
выявить браконосные детали, вызывающие наиболее крупные потери
в производстве. На рис. 9.6, б изображена вспомогательная диаграмма
для детали, по которой выясняются виды брака. Из нее видно, что
чаще всего встречается занижение наружного диаметра. На основании
рис. 9.6, в выявляется причина этого явления — устаревший чертеж.
Далее могут составляться диаграммы, по которым выявляются винов-
ники брака и т.д. Вспомогательные диаграммы можно составлять и по
другим деталям, входящим в группу А основной диаграммы.
Таким образом, учет и анализ брака позволяет выявить типичные
и наиболее важные случаи брака, уточнить его причины, установить
виновников, оценить эффективность мероприятий, проводимых в целях
ликвидации брака.
Диаграммы Парето можно использовать для анализа брака по стои-
мостным показателям. В этом случае высота столбика брака по каждой
детали, каждому виду брака и его причинам определяется величиной
потерь. Можно также использовать и совмещенные диаграммы, в кото-
рых в верхней части приводятся данные в натуральных показателях,
в нижней — в стоимостных или наоборот.
9. Управление качеством продукции
295
Наименобание (номер!
детали
Рис. 9.6 Диаграммы Парето: а — основная (для выявления браконосных деталей); б—вспомога-
тельная (для выявления видов брака по детали № 1); в — вспомогательная (для выявления причин
брака по дефекту №1)
Большую наглядность для анализа брака дает составление для каждой
детали или процесса диаграммы Исикавы, изображенной на рис. 9.2.
При ее составлении в прямоугольных рамках указываются виды брака,
его причины и факторы. Благодаря этому выявляются наиболее важные
проблемы повышения качества, требующие первоочередного решения.
Учет и анализ брака должен осуществляться производственным пер-
соналом цеха, предприятия и быть предметом обсуждения на производ-
ственных совещаниях участков, цехов и руководства завода для выра-
ботки и осуществления конкретных мероприятий по его ликвидации.
В снижении потерь от брака значительную роль играют и заводские
лаборатории, выполняющие в наиболее сложных случаях исследования
причин брака и разрабатывающие методы их устранения.
В борьбе за устранение брака важное значение имеет классификатор
его причин и виновников. На основании такого классификатора устанав-
ливается единообразие при определении видов, причин и виновников
брака, а также при его учете и анализе, что облегчает и ускоряет работу
по выявлению брака и разработке мероприятий по его устранению.
296
Раздел IL Подготовка производства (проектирование продукции)
9.4. Основы организации статистического
регулирования технологических процессов
и контроля качества
Качество продукции определяется качеством, точностью и устойчи-
востью технологического процесса ее изготовления. Однако практика
показывает, что при высоком качестве технологии, ее стабильности по-
лучить совершенно одинаковые заготовки или детали невозможно по
многим причинам (незначительные различия в структурном составе
исходного материала в целом и в обрабатываемой части, состояние ин-
струмента в целом и его режущей части, температура окружающей среды
вообще и в зоне обработки, размер припуска на обработку, химические
свойства материала, степень износа оборудования, приспособлений и др.).
Это обстоятельство учитывается в соответствующих технических доку-
ментах (чертежах, технических условиях, технологических картах, стан-
дартах и др.) в виде системы допусков на отклонение от номинальных,
нормативных или расчетных показателей. Если отклонения показате-
лей качества конкретных деталей не выходят за пределы установленных
допусков, то заготовки (детали) будут годными, т.е, доброкачественными.
Как показывает производственный опыт, при устойчивом технологиче-
ском процессе количество отклонений в показателях качества подчиня-
ется законам распределения случайных величин. При этом количество
деталей, имеющих фактические параметры качества, в большинстве
случаев распределяется по закону нормального распределения (закону
Гаусса) или по закону Максвелла. Следовательно, в период устойчивой
работы оборудования качество заготовок, деталей и других продуктов
труда будет находиться в пределах, определяемых параметрами соот-
ветствующего распределения. Зависимости, описываемые кривой нор-
мального распределения, выражаются формулой
1 (Xj-X)2
y=-L=e 202 , (9.1)
eV 2л
где у — частота случайной переменной; с — среднеквадратичное откло-
нение признака; х, — значение случайной величины; х — среднеариф-
метическое значение признака.
Таким образом, основными параметрами нормального распределе-
ния являются среднеарифметическое значение признака и его средне-
квадратичное отклонение.
9. Управление качеством продукции
297
Среднеарифметическое значение признака х является средневзве-
шенной величиной и характеризует показатель признака случайных пе-
ременных с наибольшей частотой. Он определяется по формуле
X - 9 иди х = yXiPi,
Ул
(9.2)
где х^ — значение z-й случайной величины; П; — ее частота; р{ — ее доля
в общем количестве.
Поскольку кривая нормального распределения симметрична, то
среднеарифметическое значение ее является центром рассеивания (от-
клонения) признака. Поэтому как справа, так и слева от среднеариф-
метического значения признака будет одинаковое число случайных
переменных с одинаковыми признаками.
Среднеквадратичное отклонение о характеризует величину колебле-
мости признака и тем самым определяет форму кривой распределения.
Геометрически о представляет собой расстояние от центра группировки
признака (среднеарифметической) до точек перегиба. Оно равно кор-
ню квадратному из среднеарифметического значения квадратов всех
отклонений:
IE u -*)Ч
или ст = ±7(>Г- x)2Pi-
Поскольку площадь, заключенная между кривой нормального распре-
деления и осью абсцисс, равна единице, то с ростом среднеквадратичного
отклонения кривые будут более плосковершинными и растянутыми
вдоль этой оси (рис. 9.7).
Рис. 9.7. Кривые нормального распределения при различных значениях о
298
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Распределение Максвелла (рис. 9.8) характеризуется теми же пара-
метрами (хин), что и нормальное распределение. В этом случае зави-
симость между переменными принимает вид
У = —7= -^=7 е 2а55ст)2. (9.3)
ст-Лл Q61x2
Рис. 9.8. Кривая распределения Максвелла
Как видно из формулы (9.3) и рис. 9.8, случайная переменная, под-
чиняющаяся распределению Максвелла (в отличие от нормального),
может принимать только положительные значения, а кривые функции
у = f(x) имеют правостороннюю асимметрию, которая тем больше, чем
больше значения параметров х и о. Среднеарифметическое значение
признака при этом распределении определяется по формуле (9.2),
а среднеквадратичное отклонение — по формуле с - Q405x.
Распределения Гаусса и Максвелла обладают интересными свойст-
вами, имеющими важное значение для организации статистического
регулирования технологического процесса и приемочного статистиче-
ского контроля.
1. Если ряд случайных переменных xf со средними значениями х
и среднеквадратичным отклонением о имеет распределение Гаусса или
Максвелла, то любая комбинация конечного числа случайных пере-
менных ах/ также имеет распределение Гаусса или Максвелла с пара-
метрами ах, и (шЛ
2. Площадь, заключенная между кривыми и осью абсцисс, при зна-
чении бег для нормального распределения и 5,25о для распределения
Максвелла примерно равна единице. Другими словами, вероятность
того, что значения признаков всех случайных величин ряда не выходят
за эти пределы, практически равна единице.
Эти свойства рассмотренных распределений позволяют выяснить
закономерность протекания технологического процесса и параметры
качества выпускаемой продукции не по всей совокупности предметов,
9. Управление качеством продукции
299
а лишь по части их, отобранных как случайные величины. Если рас-
пределение параметров этого ряда случайных величин подчиняется
соответствующему закону, можно с достаточной точностью судить
о параметрах качества всей совокупности изготавливаемой продукции
и путем теоретических расчетов прогнозировать количество деталей
с данными параметрами и средний уровень качества всех обработан-
ных деталей, не прибегая к сплошной их проверке.
Возможность использования свойств распределений случайных ве-
личин для анализа точности и устойчивости технологического процесса
изготовления тех или иных предметов устанавливается путем анализа
параметров качества по результатам выборок и их сравнения с теорети-
ческими показателями.
Предположим, что надо определить закономерность протекания тех-
нологических процессов и установить качество обработки на токарном
автомате венца ведущей шестерни редуктора по диаметру, который по
чертежу установлен равным (105,9 ± 0,1) мм. Отобрав 200 деталей, изме-
ряют их по диаметру. При этом количество деталей, имеющих те или
иные фактические размеры, распределяется так, как указано в табл. 9.1.
Данные, приведенные в табл. 9.1, можно представить в виде полигона
распределения (рис. 9.9). Как видно из рисунка, кривая фактического
Рис. 9.9. Полигон и кривые распределения деталей по размерам: 1 — фактическое распределение
(по табл. 9.1); 2—теоретическое распределение (по табл. 9.2)
Таблица 9, J
Фактическое распределение деталей по размерам
Фактический диаметр (х,) 106 105,98 105,96 106,94 106,92 106,90 106,88 106,86 106,84 106,82 106,80 Всего
Количество деталей (всего) 2 2 6 22 40 56 42 18 6 4 2 200
Фактическая доля деталей, имеющих данный размер (частотность) 0,01 0,01 0,03 0,11 0,20 0,28 0,21 0,09 0,03 0,02 0,01 1,0
Теоретическая доля 0,001 0,011 0,043 0,115 0,205 0,25 0,205 0,155 0,043 0,011 0,001 1,0
9, Управление качеством продукции
301
распределения (ломаная линия) по виду напоминает кривую нормаль-
ного распределения. Теоретическая кривая этого распределения также
показана на рис. 9.9. Она построена по ординатам, вычисленным по
формуле (9.1) (с умножением полученного результата на величину интер-
вала замеров К~ 0,02 и на объем выборки #= 200, т.е. У! = yNK= 4у).
Чтобы убедиться в том, что в основе фактического распределения
действительно лежит нормальное распределение, пользуются различ-
ными критериями. Одним из них является критерий, предложенный
академиком А.Н. Колмогоровым. В основу критерия Колмогорова поло-
жена величина максимального расхождения между линиями фактиче-
ского и нормального распределений. Этот критерий определяется по
формуле
где Z)max — максимальное расхождение накопленных частостей.
Данные для расчета критерия Колмогорова приведены в табл. 9.2.
Таблица 9.2
Накопленная фактическая и теоретическая частость замеров
Размер детали Фактическое распределение Теоретическое распределение Расхождение накопленных частостей (Дпах)
Частость Накоплен- ная частость Частость Накоплен- ная частость
106,00 0,01 0,01 0,001 0,001 0,009
105,98 0,01 0,02 0,011 0,012 0,008
105,96 0,03 0,05 0,043 0,055 0,005
105,94 0,11 0,16 0,115 0,175 0,01
105,92 0,20 0,36 0,205 0,375 0,015
105,90 0,28 . 0,64 0,250 0,625 0,015
105,88 0,21 0,85 0,205 0,830 0,02
105,86 0,09 0,94 0,115 0,945 0,005
105,84 0,03 0,97 0,043 0,988 0,011
105,82 0,02 0,99 0,011 0,999 0,009
105,80 0,01 1,00 0,011 1,000 0
В нашем примере максимальное расхождение = 0,020, при
этом X = Q020V200 « Q29.
Вероятность того, что критерий X достигнет определенного значе-
ния Хо, сверх которого фактическое распределение нельзя принять за
нормальное, показана в таблицах соответствующих математических
справочников. В частности, в рассмотренном примере вероятность того,
302
Раздеп II, Подготовка производства (проектирование продукции)
что К случайно достигает значения Хо, т.е. Р(Х > Хо), составляет 0,99999
(практически равна единице), поэтому принятая нами гипотеза о том,
что фактическое распределение подчиняется закону нормального рас-
пределения, вполне приемлема.
Вычисляя параметры кривой нормального распределения по факти-
ческим размерам и сопоставляя их с заданными по технологическому
процессу параметрами теоретической кривой, можно судить о стабиль-
ности (настроенности) и точности технологического процесса, а также
о степени соответствия качества всей продукции требованиям норма-
тивных документов. Если все параметры кривой 1 (рис. 9.9) совпадают
с параметрами кривой 2 или не превышают их, то точность и настроен-
ность процесса вполне удовлетворительны и вся продукция считается
доброкачественной. Если же параметры фактического распределения
будут заметно превышать параметры теоретического, то возможно по-
явление брака. Такие случаи для нормального распределения показаны
на рис. 9.10. Как видно, в первом случае (рис. 9.10, а) появление брака
явилось результатом отклонения среднеарифметического значения фак-
тического распределения от среднего размера по допуску. Во втором
случае (рис. 9.10, б) появление брака обусловлено увеличением (по
сравнению с нормативным) среднеквадратичного отклонения в резуль-
тате снижения точности процесса.
Если же того либо другого добиться невозможно, необходимо до-
пустить определенный процент брака, вероятная величина которого
характеризуется заштрихованной площадью на рис. 9.10. При этом ве-
роятный процент брака (q) определится следующим образом:
• в первом случае (см. рис. 9.10, а)
<71 = 100 [Ф(г0) -$(3)];
• во втором случае (см. рис. 9.10, б), учитывая симметричное распо-
ложение кривой относительно средней величины допуска,
<?2 = 2- 100 [Ф(г0) "Ф(22)1-
Здесь 0(Zo), ~' значения интеграла вероятностей (интеграла
Лапласа) соответствующих кривых нормального распределения;
~ Х/-х0 ~ xz-(xi-x0) ~ х,-(<*2 + п0)-х0
^>0 =-----5 А “---------------J Z2 “------------------•
СО По П 2
Для предупреждения брака следует либо расширить поле допуска
(рис. 9.11), либо повысить степень настроенности и точности процесса.
В частности, для первого случая при jq - ль = ctj = и х, = 3oi = Зс0
2i = 3ст,'-~ ст° = 2
сто
9. Управление качеством продукции
303
Рис, 9.10. Кривые распределения деталей при нарушении настроенности (а) и точности (б) процесса:
1 — теоретическая кривая; 2 — кривая фактического распределения; 3 — брак (заштрихованная
площадь); д, х, с0—параметры по допуску
Рис, 9.11. Характеристика качества продукции при увеличении поля допуска: 1—теоретическая кри-
вая по первоначальному допуску; 2—фактическая кривая при = а0 и Xi * х0; 3—фактическая
кривая при а2 > а0 и *2 =*о
304
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
По таблице значений интеграла вероятностей находим для Z\ = 2
= Q4744, 4 = 3, 0(Zo) = Q49865, тогда qx = 100(0,49865 - 0,4744) -
= 2,425 %.
Для второго случая при о2 = 2о0, = 4 = 0 и * = Зсгг
Z2 = 32?о^(2ао.+ ао)-0 = = 0>4332)
2сго
тогда д2 = 200 (Q49865 -Q4332) = 1Д09 %.
На этих предпосылках основана система статистического регулиро-
вания технологических процессов и приемочного статистического кон-
троля.
Организация статистического регулирования технологических про-
цессов начинается с определения показателей стабильности и точности
процесса. Для этого необходимо собрать, обработать и проанализиро-
вать данные о работе соответствующего оборудования и показателях
качества обрабатываемых на нем деталей. Сбор данных осуществляется
выборочным методом. Существует несколько видов выборки.
1. Мгновенная выборка — объемом от 5 до 20 деталей, полученных
в последовательности их обработки на данном станке. По ней определяют
влияние случайных факторов на качество изготавливаемых деталей.
2. Общая выборка, состоящая из 10 и более мгновенных выборок,
взятых последовательно с одного станка за межнастроечный период
или с момента установки инструмента до его замены. По ней определяют
влияние случайных и отдельно систематических факторов на качество
деталей, изготовленных за межнастроечный период, без учета погреш-
ностей настройки.
3. Выборка объемом от 50 до 200 случайно отобранных деталей, из-
готовленных при одной или нескольких настройках на одном станке.
По ней определяют совместное влияние случайных и систематических
факторов на качество деталей, изготавливаемых на данном станке.
4. Выборка объемом от 50 до 200 случайно отобранных деталей, из-
готовленных группой станков, выполняющих одну и ту же операцию
при различных настройках. По ней определяют совместное влияние
случайных и систематических факторов, а также погрешности настрой-
ки и состояние оборудования.
Показателем стабильности (настроенности) процесса является отно-
шение величины среднего смещения настройки (разности среднеариф-
метических показателей признака по допуску и фактических х-ль)
к полю допуска Д:
А'Н=(Х“ЛЬ)/Д.
При Ки < 0,05 появление брака маловероятно. В нашем примере
= 0, следовательно, процесс характеризуется высокой настроенностью.
9. Управление качеством продукции
305
Показателем точности процесса ХгОЧ является отношение величины
поля рассеивания, т.е. 6а или 5,25а, к полю допуска А. Таким образом,
коэффициент точности определяется следующим образом:
для показателей качества, подчиняющихся закону Гаусса,
^юч= 6а/А,
для показателей качества, подчиняющихся закону Максвелла,
5,25а/ А.
Статистическое регулирование технологических процессов и прие-
мочный статистический контроль применимы в том случае, если коэф-
фициент точности находится в пределах 0,75 — 0,85.
В нашем примере К10Ч= (6- Q029J/Q2 * Q85, что свидетельствует о вы-
сокой точности процесса. Излишняя точность (Кт < 0,75) неоправ-
данна с экономической точки зрения.
При организации статистического регулирования технологических
процессов и качества в машиностроении используют следующие основ-
ные методы: среднеарифметических значений и размахов (х - R); медиан
и индивидуальных значений (х - jg); сортировки по группам качества;
балльных оценок (контроля неколичественных признаков); индивиду-
альных значений (х); доли дефектной продукции (q); числа дефектных
единиц (qri); числа дефектов (/); числа дефектов на единицу продукции.
Наиболее научно обоснованными и применимыми для условий устой-
чивого серийного и массового производства являются метод среднеариф-
метических значений и размахов и метод медиан и индивидуальных
значений.
Статистическое регулирование методом среднеарифметических зна-
чений и размахов (х - Л) обычно применяют для: процессов с высокими
требованиями к точности; единиц продукции, связанной с обеспечением
безопасности потребителя (авиационная техника, автомобили и др.);
экспресс-лабораторных анализов; измерения, вычисления и управления
технологическими процессами по результатам определения статистических
характеристик при наличии автоматических устройств. В этом методе
средние значения х содержат информацию об уровне настроенности
процесса, а размахи R — о рассеянности показателя качества, т.е.
о точности процесса.
При отсутствии автоматических устройств применяют статистиче-
ское регулирование методом медиан и индивидуальных значений (х - л;).
В этом методе медианы х выборок или проб содержат информацию об
уровне настроенности процесса, а положение индивидуальных значе-
ний X/ — о рассеивании признака качества, т.е. о точности процесса.
Правила статистического регулирования по обоим методам разраба-
тываются технологами и оформляются в виде инструкционных карт
20 Зак. 2150
306
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
(по утверждению проф. .К. Исикавы, такие карты используются всеми
руководителями и рабочими на участках изготовления деталей пред-
приятий Японии).
Инструкционная карта составляется для наиболее ответственного
показателя качества на операции. Остальные показатели качества и па-
раметры технологического процесса (например, размеры неосновных
поверхностей, шероховатость, фаски и т.п.) проверяются при взятии
каждой выборки или пробы обычными методами, и результаты проверки
с помощью условных знаков заносятся в графу «Проверяемые параметры
табличного наблюдения» карты. Инструкционная карта является инструк-
цией по регулированию технологического процесса и контролю качества
продукции на операции и прилагается к картам технологического про-
цесса.
Контрольная карта предназначается для статистического регулирова-
ния по одному параметру качества; ее показатели как носители статисти-
ческой информации о состоянии технологического процесса могут разме-
щаться в формуляре, на магнитных носителях, в памяти компьютера.
Образцы обеих заполненных карт по регулированию и контролю
качества методом среднеарифметических значений и размахов показа-
ны на рис. 9.12 и 9.13. Как видно из рисунков, помимо справочной ин-
формации и правил регулирования карты содержат по две диаграммы
среднеарифметических значений х и размахов К. В случае применения
метода медиан и индивидуальных значений карты имеют одну совме-
щенную диаграмму.
Диаграммы наносятся на формуляр с сеткой из тонких вертикаль-
ных и горизонтальных линий. По вертикали указываются показатели
качества (размеры в миллиметрах, масса в граммах, твердость и т.п.) и
границы их регулирования, по горизонтали — порядковые номера вы-
борок, на контрольных картах — даты, смены.
Границы регулирования рассчитываются для каждого показателя
качества по одному из методов статистического регулирования и кон-
троля (в зависимости от объема выборки или пробы и значений допуска).
При распределении признаков качества по закону Гаусса границы
регулирования определяют по следующим формулам:
для диаграмм среднеарифметических значений показателя
Рв = ТВ -Л65; РН=ТН+Л65; (9.4)
для диаграмм медиан РВ=ГВ-Ц8Я65; РИ = ГН+Ц8Л65; (9.5)
для диаграмм размахов по методу (х - R) Р*л = (9.6)
9. Управление качеством продукции 307
для совмещенных диаграмм размахов по методу (х - л;)
PB=TB-Z)65; Рн=Гн + Л65. (9.7)
При определении показателей качества, значения которых распре-
деляются по закону Максвелла:
для диаграммы среднеарифметических значений, имеющих лишь
только одну верхнюю границу (по методу х - Р), а нижняя равна нулю:
Рв-ЛД; (9.8)
для совмещенной диаграммы по методу (х - верхняя граница ре-
гулирования
Рв = 12Л7Д. (9.9)
В формулах (9.4)~(9.9) приняты следующие обозначения: Рв, Рн —
верхняя и нижняя границы регулирования (штриховые линии); Тв,
Тя — соответственно верхний и нижний пределы допуска (сплошные
линии на диаграмме); Л7, Z>3, D$ — коэффициенты, зависящие от
объема выборки (табл. 9.3); 8 — половина допуска; 0,8 и 1,2 — попра-
вочные коэффициенты при применении метода (х -jq); Д — допуск.
Таблица 9.3
Коэффициенты для расчета границ регулирования в зависимости
от объема выборки (и)
п Л 7>з А
3 0,423 0,69 1,45 0,275
4 0,500 0,65 1,56 0,220
5 0,553 0,62 1,63 0,185
6 0,592 0,60 1,68 0,160
7 0,622 0,58 1,72 0,140
8 0,646 0,57 1,75 0,120
9 0,667 0,55 1,78 0,100
10 0,684 0,54 1,81 0,090
Пример расчета границ регулирования приведен в картах (см.
рис. 9.12 и 9.13).
Если процесс протекает удовлетворительно, т.е. контролируемые
параметры выборок не выходят за границы регулирования, то допуска-
ется совмещение регулирования процесса с приемкой продукции, из-
готовленной между двумя очередными выборками. При выходе точек
за границы регулирования необходимо сделать внеочередную выборку.
20*
Инструкционная карта регулирования № 4948 (метод х - Я). Закон Гаусса Цех механический Дата составления Участок ведущей шестерни карты
Оборудование Деталь Операция
Наименование Тип Инв. номер Наименование Номер дет. Наименование Номер операции
Токарно-копировальный автомат 1722С31 4036 Шестерня ведущая 77-39-1071А Токарная 55
Регулирование и контроль качества Эскиз детали
Регулируемые и проверяемые параметры Метод регулирования и контроля Объем выборки Перио- дичность взятия выборки Границы регулирования Наименование и номер измерительного инструмента
Контролируе- мый параметр Номинал Допустимые отклонения
^в рв Ля
°2Z
1 0 105,9 ±0,2 (л-*) 5 шт. Через 1 ч 105,95 105,85 0,163 Механизированная измерительная головка -и у s
А 0 70,8 -0,2 Табличный Скоба , Ч
Б 0 280,15 + 0,04 Тоже То же
В 85 -0,87 » »
Г 76 -0,4 » »
Д 42,7 ±0,2 в »
Оперативная карта регулирования параметров табличного наблюдения Расчет границ регулирования
Проверяемые параметры табличного наблюдения Номер выборки Условные обозначения Рв = ТЛ-А6Ь - 106-0,553 • 0,1 = 105,95 Р„ = 105,8-0,553 • 0,1 = 105,85 />BS = Z>68= 1,63 0,1 =0,163
А 070,8-0,2 V V V V © в допуске © завышен © занижен
Б 0 280,15 + 0,4 - V V V
В 0 85-0,87 V V V +
Г 076-0,4 V V + V
Д 042,7 + 0,2 V V V V
Правила статистического регулирования технологических процессов
и контроля качества продукции
Из потока продукции через 1-2 ч в зависимости от стабильности и про-
изводительности процесса делают выборки объемом п = 3... 10 шт., изготовлен-
ные в данный момент.
Отобранные единицы выборки подвергаются измерениям шкальными при-
борами. Результаты измерений единиц выборок х,; суммы значений средних
арифметических х, размахов R, наибольших хюал и наименьших х^ значений
показателя качества записываются колонкой между диаграммами^ и R.
На верхнюю диаграмму наносят в виде точек среднеарифметические зна-
чениях, а на нижнюю—значение размахов R._
Бели среднеарифметические значения х выборок не выходят за границы
регулирования Рв и Рн, а размахи — за верхнюю границу регулирования Рв, то
технологический процесс протекает удовлетворительно. При таком состоянии
процесса продукцию, изготовленную между очередными выборками, можно
принять без дополнительного контроля.
Если имеются выходы точек за границы регулирования и Ян и (или) то
необходимо взять внеочередную пробу-выборку. При повторении выходов точек
за границы регулирования процесс считается неудовлетворительным. В этом
случае дается сигнал предупреждения, делается отметка на карте в виде стрелки
(Д'), устраняется причина, вызвавшая нарушение хода процесса, а продукция,
изготовленная между двумя выборками, подлежит сплошному контролю силами
производственного персонала.
Составил Проверил Согласовано Утвердил
Технолог Начальник цеха | Начальник ОТК Главный технолог
Рис. 9.12. Инструкционная карта регулирования технологического процесса (метод х - R). Закон Гаусса
310
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Если и по ней будет наблюдаться выход за пределы этих границ, процесс
считается неудовлетворительным и немедленно приостанавливается для
устранения причин, вызвавших его нарушение, а вся продукция, изго-
товленная между двумя последними выборками, подлежит сплошному
контролю.
Даже краткое рассмотрение основных вопросов организации стати-
стического регулирования технологического процесса и контроля каче-
ства показывает, что его применение в производственном процессе
требует значительных затрат труда на сбор, обработку, анализ большого
числа данных, проведение громоздких расчетов. Все это сдерживает его
9 Управление качеством продукции
311
внедрение в практику работы машиностроительных заводов и заставляет
искать пути решения вопросов механизации и автоматизации работ,
связанных со сбором, обработкой и анализом информации по статисти-
ческому регулированию технологических процессов и контролю качества.
Наиболее быстро и эффективно эти вопросы решаются при создании
на предприятии автоматизированной системы управления.
Таким образом, методы статистического регулирования технологи-
ческих процессов и контроля качества позволяют не только своевре-
менно выявлять брак, но и предупреждать его.
312
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
9.5. Основы организации системы
бездефектного труда и самоконтроль
В конце 5О-х годов XX в. на ряде машиностроительных заводов Сара-
това была разработана и внедрена новая, весьма эффективная система
организации контроля качества — система бездефектного изготовления
продукции и сдачи ее с первого предъявления. Ее суть заключается
в том, что исполнитель сам проверяет качество выпущенной им продук-
ции или выполненной работы и, убедившись в ее соответствии норматив-
ным требованиям, предъявляет контрольному аппарату. При обнаруже-
нии первого же дефекта в одном экземпляре вся продукция признается
недоброкачественной и без дальнейшей проверки направляется испол-
нителю на доработку. Повторно эту продукцию или работу представля-
ет в ОТК не сам исполнитель, а его руководитель (для рабочего — это
мастер или бригадир, для инженера-конструктора, технолога — руко-
водитель бюро и т.д.). Если же и при повторной проверке обнаружены
дефекты, о чем делается отметка в сопроводительном документе, то
в третий раз ее предъявляет руководитель соответствующего подразде-
ления завода (начальник цеха или отдела). Таким образом, ответствен-
ность за качество продукции и выполнение работ ложится на самих
исполнителей. Теоретические основы системы изложены в книге одно-
го из ее авторов проф. Б.А. Дубовикова «Основы научной организации
управления качеством» (М.: Экономика, 1966).
Поскольку на качество продукции влияет труд не только конкретного
рабочего, но и многих других исполнителей, подготавливающих техни-
ческую документацию (конструкторы и технологи), оснастку и инстру-
мент (работники инструментального хозяйства), материалы (работники
отдела снабжения), оборудование (служба механика) и т.д., то безде-
фектное изготовление продукции является следствием высококачест-
венного труда многих исполнителей.
Внедрение системы бездефектного труда требует осуществления ряда
технических, организационных, экономических, воспитательных меро-
приятий, направленных на повышение качества работы исполнителей
на всех стадиях и участках производства. К этим мероприятиям отно-
сятся нижеследующие.
1. Тщательная проверка и корректировка всей технической доку-
ментации, использование которой в производстве должно гарантиро-
вать выпуск продукции без отклонений (дефектов). При обнаружении
первых ошибок и недоделок в техническом документе он возвращается
исполнителю для доработки, а факт возврата фиксируется в показате-
лях работы соответствующего отдела.
9 Управление качеством продукции 313
2. Непрерывное совершенствование конструкций деталей и техно-
логических процессов их изготовления. Так, в период внедрения систе-
мы бездефектного изготовления продукции на Минском тракторном
заводе было пересмотрено более 1400 технологических процессов по
всем операциям и 1600 чертежей на детали.
3. Повышение точности оборудования, обеспечивающей изготовле-
ние продукции в заданных параметрах качества. При обнаружении бра-
ка или дефекта в продукции составляется акт, а сам факт фиксируется
в показателях работы службы механика.
4. Обеспечение производственных участков доброкачественными при-
способлениями и инструментом в соответствии с требованиями стан-
дартов или технических условий. При обнаружении первого дефекта
(брака) в оснастке она немедленно возвращается на доработку, а факт
возврата фиксируется в показателях работы инструментального отдела
и цеха.
5. Обеспечение производственных участков материалами и заготов-
ками соответствующего качества. При обнаружении отклонения качества
исходных материалов и заготовок от норм составляется акт, заготовки
возвращаются цехам-изготовителям, а факты отклонений отражаются
в показателях работы отдела материально-технического снабжения (по
материалам) и соответствующих заготовительных цехов (по заготовкам
собственного производства).
6. Максимальная механизация и автоматизация основных и вспомо-
гательных операций (включая контроль), обеспечивающая стабильность
производственного процесса и объективную оценку качества продукции.
7. Широкое внедрение современных методов контроля качества и по-
вышение квалификации работников аппарата технического контроля.
8. Обеспечение производственных участков рабочей силой соответ-
ствующей квалификации. Для этого каждый рабочий должен пройти
переаттестацию, на основе которой определяется уровень его квалифи-
кации. При соответствии квалификации рабочего выполняемой работе
ему выдается аттестат с тремя талонами. При каждом нарушении тех-
нологической дисциплины или при сдаче недоброкачественной про-
дукции работник ОТК отрезает один талон. При утрате всех талонов
аттестат становится недействительным, и решением квалификацион-
ной комиссии рабочему может быть снижен разряд или он должен
пройти аттестацию повторно. Такой же порядок аттестации может быть
применен и к контролеру, принявшему более трех раз недоброкачест-
венную продукцию.
9. Материальное стимулирование исполнителей и работников кон-
трольного аппарата за достижение высоких показателей качества про-
дукции. Для обеспечения этого внедряется балльная оценка качества
работы. При достижении высшего балла (5) исполнителям и контролерам
314
Раздел II Подготовка производства (проектирование продукции)
выплачивается максимальная премия, при получении низшего поло-
жительного балла (3) выплачивается минимальная премия, при оценке
качества ниже трех баллов премия не начисляется.
10. Повышение моральной ответственности исполнителей и руко-
водителей подразделений завода за уровень качества, что требует раз-
работки системы показателей оценки работы по качеству и методов
контроля этих показателей. Такими показателями могут быть:
• возврат продукции с контрольных пунктов внутри цехов или отде-
лов после обнаружения первого дефекта; этот показатель характеризует
степень соблюдения технологической и производственной дисципли-
ны непосредственными исполнителями;
• возврат продукции из цехов-потребителей; этот показатель харак-
теризует уровень требовательности контрольного аппарата подразделе-
ний, поставляющих предметы труда или выполняющих соответствующие
работы;
• доля продукции, принятой контрольным аппаратом с первого предъ-
явления в процентах к предъявленному количеству (по отделениям, цехам
и отделам); этот показатель характеризует уровень требовательности
соответствующего руководящего производственного персонала к каче-
ству работы исполнителей;
• процент бракованной продукции к общему ее выпуску по стоимо-
сти или к общей трудоемкости; этот показатель характеризует уровень
общего состояния качества продукции цеха;
• выполнение месячных планов организационно-технических меро-
приятий по повышению качества продукции, что характеризует уровень
внимания руководящего персонала подразделений завода к вопросам
качества;
• чистота и культура производства (в баллах), что иллюстрирует эф-
фективность деятельности ответственных работников цеха по устране-
нию причин брака;
• число рекламаций на отгруженную продукцию; этот показатель
характеризует качество работы общезаводского контрольного аппарата.
Все вышеперечисленные показатели рассчитываются еженедельно
и оформляются в виде графиков.
Таким образом, цель системы бездефектного труда, основанной на
участии в работе по повышению качества всех исполнителей и росте их
квалификации, — предупредить появление дефектов и брака на каждой
операции, каждом рабочем месте. Вместе с тем широкое применение
ее становится мощным средством саморазвития каждого исполнителя
и предпосылкой для широкого использования метода самоконтроля и
участия в управлении производством.
Самоконтроль означает, что рабочий, выполнив операцию, прове-
ряет качество работы и, если оно удовлетворяет зафиксированным
9 Управление качеством продукции;315
в технических документах требованиям, передает изделия на следую-
щий этап технологического процесса (операцию). Чтобы качественно
выполнить проверку, выяснить причины появления брака и наметить
пути его предупреждения, рабочий должен обладать высоким уровнем
знаний, позволяющих глубоко разобраться в сложившейся ситуации
и принять то либо иное решение, т.е. внести предложение по повыше-
нию качества продукции.
Наиболее успешно проблема самоконтроля качества решена на япон-
ских предприятиях, где для широкого использования этого метода и изу-
чения проблем качества на каждом участке производства организуются
кружки качества — небольшие группы рабочих (до 10 человек) данного
цеха, занимающихся на добровольных началах проблемами дальнейшего
повышения качества продукции с целью содействия развитию и совер-
шенствованию выпускаемой ими продукции на основе обучения и са-
мостоятельных занятий с тем, чтобы расширить кругозор и границы
мышления. При этом в программу обучения входят такие вопросы, как
требования к качеству продукции и методы его улучшения, самые со-
временные научные методы контроля, включая статистические, и др.
Все это позволяет не только обеспечивать высокое качество выполне-
ния работ на каждой операции, но и намечать и реализовывать пути
дальнейшего повышения на каждом участке производства. По оценке
специалистов, использование самоконтроля на рабочем месте не толь-
ко позволяет обеспечить высокое качество продукции, но и способст-
вует решению важных экономических и организационных вопросов
(обеспечение гибкости производства, снижение себестоимости, акти-
визация человеческого фактора и др.). Для этого широко используются
механические и автоматические устройства, позволяющие при обработке
деталей отключать оборудование в случае отклонения от требований
чертежей и появления брака или даже при обработке определенного
количества деталей, чтобы не допустить обработки деталей сверх необ-
ходимого количества и тем самым предупредить образование сверхнор-
мативного задела. Даже если рабочий пересекает свою рабочую зону,
конвейер автоматически останавливается. При этом причины отключе-
ния или брака тщательно исследуются и намечаются мероприятия по
совершенствованию технологического процесса.
9.6. Комплексное управление качеством.
Заводские органы технического контроля
Система бездефектного труда и самоконтроль неизбежно «втягивают»
весь коллектив предприятия в сложную, напряженную и квалифициро-
ванную работу по обеспечению высокого качества продукции. Обобщение
316
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
опыта деятельности кружков качества в Японии показало, что непо-
средственно от рабочих уровень качества зависит всего лишь на 20-25 %,
а на 75-80 % — от решения проблем, далеко выходящих за пределы рабо-
чих мест. Следовательно, обеспечение высокого качества требует такого
управления им, которое обеспечивало бы деятельность всего коллектива,
начиная от проектирования, изготовления и заканчивая эксплуатацией
изделия. Эту деятельность на предприятии принято называть комплекс-
ным управлением качеством.
Комплексное управление качеством продукции — это совокупность
инженерно-технических, технологических, контрольных, транспортных,
складских, организационных, обслуживающих и других процессов, вы-
полняемых всеми службами и подразделениями предприятия, направлен-
ных на обеспечение и поддержание высокого уровня качества продукции
при ее разработке, производстве, потреблении и эксплуатации путем це-
ленаправленного воздействия на влияющие на него условия и факторы.
Таким образом, комплексное управление качеством обеспечивает
активизацию человеческого фактора путем вовлечения работников всех
служб и подразделений в этот процесс и в управление им.
Наиболее эффективным методом комплексного управления качест-
вом продукции является матричный, при котором сочетается админи-
стративное и функциональное управление (рис. 9.14).
Как ни велико значение бездефектного труда и самоконтроля каче-
ства, необходимость в специальном контрольном органе на предпри-
ятии не отпадает. Даже в Японии, где самоконтроль на всех стадиях
производства достиг небывалого размаха, на предприятиях существует
специальный штат контролеров качества, который в отдельных отраслях
машиностроения составляет 1—5 % общей численности работающих.
На предприятиях функцию контроля качества осуществляет отдел
технического контроля (рис. 9.15).
Руководство заводской службой контроля качества осуществляет
начальник ОТК или главный контролер завода, который имеет в своем
подчинении не только возглавляемый им ОТК, но и ряд оперативных
подразделений, осуществляющих работу по непосредственному кон-
тролю качества. Начальник ОТК (главный контролер) подчиняется не-
посредственно директору (генеральному директору) завода и наравне
с ним несет ответственность за качество выпускаемой продукции.
Главная функция ОТК — профилактическая работа по предупреж-
дению брака, что обеспечивается наблюдением за ходом и стабильностью
технологических процессов и периодическим летучим инспекционным
контролем качества, а также проверкой фактического его уровня на
выходе из процесса с тем, чтобы бракованная продукция не попала как
внутреннему, так и внешнему потребителю.
Функции управления Подразделения управления предприятием
Руководство предприятия Отдел маркетинга Технологи- ческий отдел Конструк- торский отдел Руководитель производства Служба контроля качестба Отдел материально- технического снабжения Технические службы Производ- ственные подразделения
Определение требований потребителя к качеству . /S>_
kJ
Определение уровня качестба —©
"F1
Разработка проекта продукта
* §
Разработка технологического процесса - Г\
kJ kJ kJ
Оценка поставщиков по качеству поставок материалов _ /£у_ § rt i
kJ i
Планирование повышения качества
к/ i
Планирование методов контроля и испытаний —/ok
kJ
Проектирование испытательного и контрольного оборудобания г\_
kJ и
Обеспечение стабильности процессу надзор за качеством —/о\—
kJ kJ
Изготовление продукции
kJ н®) - -
9. Управление качеством продукции
Упреждение по отделом предприятия
© - разрабатывает мероприятия и несет шпбетстбенность ф - участвует б разработке
Q - несет ответственность за выполнение мероприятия - участвует б выполнении мероприятия
ф - выполняет и несет отбетстбенность + - информируется а мероприятии
Рис. 9.14. Схема комплексного управления качеством продукции на предприятии
318
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Основными оперативными подразделениями ОТК завода, осущест-
вляющими непосредственный контроль качества продукции в цехах,
являются бюро цехового контроля (БЦК). На них возлагается задача ор-
ганизации и осуществления технического контроля на всех основных
и вспомогательных участках соответствующего цеха, от контроля по-
ступающих полуфабрикатов, заготовок, деталей и узлов до контроля
отправки продукции другим цехам или потребителям, включая оформ-
ление приемной и сопроводительной документации и актов о браке,
а также контроль качества применяемых приспособлений, наладки и на-
стройки оборудования, чистоты рабочих мест. Начальник БЦК подчи-
нен непосредственно начальнику ОТК завода или его заместителю.
Организацию технического контроля в смене осуществляет сменный
(или старший сменный) контрольный мастер. Он руководит работой
контролеров (относящихся к категории вспомогательных рабочих), ко-
торые проверяют качество продукции на участках. Контрольный мастер,
кроме того, непосредственно контролирует наиболее ответственные де-
тали и узлы, а в ряде случаев — и операции.
Рис. 9.15. Структура службы технического контроля машиностроительного предприятия
9. Управление качеством продукции
319
Технический контроль качества во внепроизводственных подразделе-
. ниях завода (складах, отделах, хозяйствах) осуществляет бюро техническо-
го контроля (БТК), выполняющее функции, аналогичные функциям,
выполняемым БЦК в производственных цехах.
Состояние и качество измерительных приборов на заводе контроли-
руют центральная измерительная лаборатория (ЦИЛ) и ее отделения
в соответствующих цехах — контрольно-поверочные пункты (КПП). На
ЦИЛ возлагается разработка единой поверочной схемы, проверка и ат-
тестация измерительных приборов на заводе, руководство работой КПП,
разработка методов контроля средств измерения, внедрение наиболее
совершенных приборов и методов контроля, исследование причин воз-
никновения брака по размерам, разработка и внедрение единой системы
аттестации и паспортизации измерительных приборов и средств.
КПП контролируют средства измерения, используемые в данном
цехе или хозяйстве, осуществляют надзор за правильной их эксплуата-
цией, хранением и выдачей, а также проводят инструктаж рабочих
и контролеров. Кроме того, они принудительно изымают из эксплуата-
ции изношенные и негодные средства измерения.
На ЦИЛ и ее отделения в цехах и хозяйствах возлагается проведе-
ние единовременных поверок измерительных приборов и средств.
Все имеющиеся на заводе измерительные приборы и средства под-
вергаются государственной, обязательной и периодической поверкам.
Государственная поверка осуществляется органами Государ-
ственного комитета по стандартизации, метрологии и сертификации;
ей подлежат все исходные образцовые меры и измерительные приборы,
служащие в качестве эталона при поверке измерительных приборов
и средств, применяемых в производстве. Сюда относятся наборы образ-
цовых плоскопараллельных мер длины (плитки, образцовый штихтовый
метр и др.), набор образцовых плиток для измерения углов (образцовые
шаго-, зубо- и резьбомеры, образцы чистоты поверхности и др.).
Обязательная поверка проводится раз в год ЦИЛ или КПП со-
ответствующего цеха (с разрешения Государственного комитета по стан-
дартизации, метрологии и сертификации). Ей подвергаются все подчи-
ненные (производные) измерительные средства и приборы (контрольные
калибры, индикаторы, микрометры, контрольные плитки), условные
(квадратные, прямоугольные) и измерительные головки, оптиметры
и т.д.
Периодическая поверка осуществляется между обязательны-
ми поверками. Ей подвергаются все измерительные средства и прибо-
ры, находящиеся в эксплуатации, включая приборы на рабочих местах.
Выполняется она обычно КПП, а наиболее сложных приборов — ЦИЛ
завода с периодом от 6 месяцев до недели.
320
Раздел II. Подготовка производства (проектирование продукции)
Результаты поверок измерительных средств и приборов отмечаются
в их паспортах, а также в выписываемых на каждую поверку аттестатах.
Помимо оперативных подразделений ОТК имеет в своем составе
функциональный орган — техническое бюро, на которое возлагается
анализ причин брака на заводе и у потребителя и разработка техниче-
ских и организационных мероприятий по повышению качества про-
дукции, а также мероприятий по внедрению наиболее эффективных
способов и методов контроля, определение оптимального уровня каче-
ства и методов статистического регулирования технологических про-
цессов. Обычно техническое бюро состоит из нескольких групп: учета
и анализа брака; внешней инспекции и рекламаций; внедрения стати-
стических методов управления качеством и др.
На крупных машиностроительных заводах начальник ОТК (главный
контролер) имеет в своем подчинении одного-двух заместителей. В этом
случае он, отвечая за качество продукции по заводу в целом, руководит
контролем качества готовой продукции. Поэтому ему подчинены БЦК
сборочного цеха, БТК склада готовой продукции и испытательной стан-
ции. Кроме того, в его непосредственном подчинении находятся техни-
ческое бюро и ЦИЛ.
Руководство работой по контролю качества в механических и других
обрабатывающих холодных цехах осуществляет заместитель начальника
ОТК по холодным цехам. Ему подчиняются БЦК цехов: механического
и механосборочного, инструментального, приспособлений, холодной
штамповки, узловой и агрегатной сборки и др. Заместителю начальни-
ка ОТК по металлургическим цехам подчинены БЦК заготовительных
цехов (литейных, кузнечных), а также обрабатывающих горячих цехов
(термических, сварочных, покрытий и др.) и БТК складов материалов,
полуфабрикатов, сырья, комплектующих и других изделий, поступаю-
щих со стороны.
Раздел
III
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ПРОЦЕССА
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
□
□
□
10. Обеспечение технологической
оснасткой и организация
инструментального хозяйства
11. Техническое обслуживание
орудий труда и организация
ремонтного хозяйства
12. Организация энергетического
хозяйства
□ 13. Организация транспортного
хозяйства
□ 14. Материально-техническое
снабжение производства
и организация складского
хозяйства
10. Обеспечение технологической оснасткой
и организация инструментального хозяйства
10.1. Значение и эффективность технологической оснастки.
Классификация и источники покрытия потребности в ней
Характерной чертой современного машиностроения являются уско-
ряющиеся темпы научно-технического прогресса. С одной стороны,
это требует создания все более совершенных моделей специализиро-
ванного оборудования, с другой — более частой его замены. Однако
экономичные сроки замены оборудования значительно опережают его
физический износ. Отсюда возникает экономическая проблема — обес-
печение более гибкой адаптации орудий труда к высоким темпам техни-
ческого прогресса. Один из путей решения этой проблемы — оснащение
технологического оборудования, прежде всего металлообрабатывающего,
совершенными и часто сменяемыми оснасткой и инструментом, срок
использования которых во много раз меньше, чем самого оборудования.
Таким образом, непрерывный рост производительности оборудова-
ния обеспечивается не только заменой его более новым, но и примене-
нием более современных оснастки, приспособлений и инструмента для
имеющегося оборудования. Это позволяет не только расширить техно-
логические возможности оборудования (например, на одном и том же
прессе можно штамповать самые разнообразные детали, заменяя штам-
пы), но и значительно снизить себестоимость изготавливаемых деталей
и изделий. Да и новейшие виды оборудования обеспечивают большую
гибкость и высокую производительность только с помощью многочис-
ленных видов оснастки. Так, для полного оснащения многофункцио-
нального станка с ЧПУ типа обрабатывающего центра необходимо не
менее 100 типоразмеров оснастки (оправок, головок, патронов и т.д.)?
не считая режущего инструмента.
К технологической оснастке относят и нестандартное (специаль-
ное) оборудование, изготавливаемое в специальных цехах предприятия.
Отношение числа наименований инструментов, применяемых на
заводе, к числу наименований изготавливаемых деталей принято назы-
вать коэффициентом технологической оснащенности (Л^с). Чем больше
(при прочих равных условиях) разнообразие применяемых инструмен-
тов в расчете на одну деталь, т.е. чем выше Кос, тем ниже трудоемкость
и себестоимость.
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства
323
Однако с ростом технологической оснащенности производства уве-
личиваются и затраты на инструмент, которые в расчете на единицу
продукции будут тем ниже, чем выше массовость производства. Поэто-
му в единичном производстве рост этого показателя приводит к более
резкому повышению затрат на инструмент, чем в серийном и тем более
в массовом. Это обстоятельство неизбежно ограничивает пределы тех-
нологической оснащенности экономически оптимальными величинами,
которые для разных типов производства различны: более низкие — для
единичного производства и самые высокие — для массового. На рис. ЮЛ
схематически показана эта закономерность, которая хорошо согласуется
с практикой. Как свидетельствуют данные современных машинострои-
тельных заводов, коэффициент технологической оснащенности в еди-
ничном и мелкосерийном производстве не превышает 2 наименований
инструментов на одно наименование деталей, в серийном — 2-5, а в
массовом —- 10—20 и более. Это означает, что на заводах массового
производства общее число наименований инструментов насчитывает
десятки тысяч. При этом расходы на проектирование и изготовление
Рис. 10.1. Схема определения экономически оптимальной технологической оснащенности в различных
типах производства: 1 — кривая снижения затрат на изготовление деталей с повышением Кос; 2,2',
2”—кривые затрат на изготовление оснастки в расчете на единицу продукции соответственно в еди-
ничном, серийном и массовом производстве; 3,3', 3"—соответствующие суммарные затраты; KQZ ъ
Кос 2» Кос з—экономически оптимальные коэффициенты технологической оснащенности, при кото-
рых обеспечивается минимум суммарных затрат в расчете на единицу продукции (Сп1, Сд 2, Сд 3)
21*
324
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
инструмента всех видов в массовом производстве достигают 80 % об-
щих затрат на подготовку к выпуску новой машины и 8—15 % в ее себе-
стоимости.
Применение в большом количестве разнообразного инструмента,
крупные затраты на его изготовление и влияние, оказываемое на уровень
эффективности производства, требуют разработки методов рациональ-
ной организации процессов производства и эксплуатации инструмента.
Выполнение этих процессов на машиностроительном заводе возлагает-
ся на инструментальное хозяйство.
Под инструментальным хозяйством понимается совокупность функ-
циональных, производственных и снабженческих подразделений, заня-
тых выполнением комплекса работ по проектированию, изготовлению
(или приобретению), ремонту, восстановлению, хранению инструмента
и выдаче его на рабочие места. К инструментальному хозяйству относятся
как общезаводские, так и цеховые подразделения: инструментальные
цехи, центральный инструментальный склад, склады инструмента в цехах,
цеховые мастерские по заточке и доводке инструмента, а также обще-
заводской и цеховой административно-технический персонал, руково-
дящий соответствующими подразделениями.
Инструментальное хозяйство завода является одним из наиболее
сложных вспомогательных хозяйств, от уровня организации которого
зависит эффективность основного процесса. Оно осуществляет проекти-
рование, производство и эксплуатацию инструмента. Перед проектиро-
ванием ставится цель разработки наиболее эффективной конструкции
отдельных видов и типов инструмента, а также технологического про-
цесса его изготовления. Вопросы организации проектирования инстру-
мента рассмотрены в § 8.2.
Особенности организации инструментального хозяйства и эксплуата-
ции инструмента зависят от характера его использования и назначения.
По характеру использования инструмент подразделяют на
стандартный, стандартизованный и специальный.
Стандартным называется инструмент общего пользования, кото-
рый применяется для обработки различных деталей на разных заводах.
Его параметры (форма, размеры, состав материала и методы обработ-
ки) определяются требованиями ГОСТов.
Стандартизованным называется инструмент, применяемый для вы-
полнения определенных групп операций при изготовлении аналогичных
деталей как на одном заводе, так и на других предприятиях отрасли.
Параметры такого инструмента определяются заводскими либо отрас-
левыми стандартами.
Специальный инструмент предназначен для выполнения определен-
ной операции при изготовлении (обработке) данной детали на данном
предприятии.
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства
325
По назначению инструмент подразделяют на основной и вспо-
могательный. Основной инструмент предназначен для непосредственной
обработки заготовки или детали (обрабатывающий, измерительный и др.),
вспомогательный используется для ухода за оборудованием, закрепле-
ния деталей и основного инструмента (ключи, отвертки, державки,
стойки, втулки, патроны и т.д.).
Для упрощения организации производства, учета, хранения и обес-
печения инструментом рабочих мест его многочисленную номенклатуру
разбивают по назначению на ряд классов: режущий, измерительный,
абразивный, штампы, модели и др. Класс характеризует вид обработки
детали или метод получения заготовки.
Каждый класс, в свою очередь, подразделяется на подклассы, под-
классы — на группы, группы — на подгруппы и, наконец, каждая под-
группа ~ на секции. Подкласс характеризует характер применяемых
операций, группа — характер оборудования, в котором используется
данный инструмент, подгруппа — отдельные элементы операции, сек-
ция — форму инструмента (табл. 10.1).
Таблица 10.1
Пример классификации и десятичной индексации инструмента
Класс Подкласс Группа Подгруппа Секция
Режущий Резцы Токарные Обдирочные Прямые
Измерительный Сверла Строгальные Чистовые Отогнутые
Абразивный Метчики Долбежные Подрезные Лопаточные
Штампы Плашки Автоматные Обрезные Дисковые
Приспособления Фрезы Зуборезные Прорезные Чашечные
Модели, пресс-формы, кокили Развертки Расточные Фасочные Изогнутые
Кузнечный Зенкеры Револьверные Галтельные Тангенциальные
Слесарно-монтажный Долбяки Резерв Резьбовые Резерв
Вспомогательный Протяжки То же Фасонные То же
Прочий Прочие Прочие Прочие Прочие
Каждому классу, подклассу, группе, подгруппе и секции присваива-
ется определенное условное обозначение (индекс): мнемоническое (бу-
квенное), цифровое или смешанное. Для запоминания более удобно
мнемоническое или смешанное обозначение, а для организации инст-
рументального хозяйства в условиях АСУ — цифровое.
Условное обозначение инструмент получает в зависимости от места,
которое он занимает в классификаторе. Например, токарный чистовой
326
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
прямой резец размерами 16 х 25 мм имеет индекс ——где цифры
16 х 25
в числителе обозначают первый класс, первый подкласс, первую груп-
пу, вторую подгруппу и первую секцию, а в знаменателе указаны раз-
меры поперечного сечения. При обозначении марки материала, из
которого изготовлен инструмент (например, быстрорежущая сталь Р18),
а 11121-Р18
этот же резец будет иметь индекс--—-—.
16 х 25
10.2. Организация производства инструмента
Стандартный инструмент применяется на всей территории страны,
поэтому наиболее целесообразно с государственной точки зрения было
бы организовать его централизованное производство на узкоспециали-
зированных инструментальных заводах. Однако до настоящего времени
потребность машиностроительных заводов в стандартном инструменте
централизованного производства удовлетворяется не полностью. Собст-
венное изготовление стандартного инструмента (резцов, сверл, метчиков,
фрез и др.) обходится в 3~4 раза дороже, чем на специализированных
предприятиях.
Специальный инструмент характеризуется индивидуальностью ис-
полнения, поэтому целесообразность его изготовления на заводе-по-
требителе в настоящее время не вызывает сомнения. Однако с развитием
в машиностроении унификации и стандартизации деталей и изделий,
а также технологических процессов и отдельных элементов технологиче-
ской оснастки создаются возможности для более широкого применения
в конструкции инструмента (оснастки) индивидуального назначения
стандартизованных элементов, изготовленных на специализированных
заводах, где выпуск инструмента (по стоимости) на одного рабочего
и один станок выше, чем в инструментальных цехах, в среднем в 2,5 раза,
а на 1 м2 производственной площади — в 2,7 раза.
При организации производства инструмента необходимо:
1) рассчитать потребность в инструменте на определенный плано-
вый период (обычно на год);
2) обеспечить специализацию участков и цехов по его изготовлению
с максимальной повторяемостью производства инструмента одного и того
же наименования;
3) систематически повышать эксплуатационные качества инструмента,
его износостойкость и снижать стоимость.
Потребность в инструменте определяется путем подетального и укруп-
ненного расчета.
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства
327
При подетальном расчете потребность определяют по каждому
наименованию и типоразмеру инструмента исходя из продолжительности
его работы и времени полного износа (с учетом случайной убыли). По
режущему инструменту (^Греж) годовую потребность определяют так:
кд *0>n
7^1 ij Ay
И^= ----- [ШТ-Ь О0-1)
60/нзЛуб
где — количество наименований деталей, обрабатываемых с помо-
щью инструмента конкретного типоразмера; Л} — годовая программа
выпуска ь-х деталей; коп ~ количество операций, выполняемых с помо-
щью того же инструмента; /маш у — машинное время обработки инстру-
ментом z-й детали на у-й операции, мин; А# — количество инструмента
определенного типоразмера в одной наладке при обработке Z-й детали
нау-й операции; Тиз — время полного износа инструмента, ч; — ко-
эффициент, учитывающий случайную убыль инструмента.
Время полного износа инструмента колеблется в широких пределах
и зависит от вида инструмента, величины допустимого стачивания режу-
щей части, размера заточки, вида обрабатываемого материала, количества
инструмента, применяемого в одной наладке, и стойкости инструмента
между заточками.
Чем больше величина стачивания и меньше размер заточки, тем
больше (при прочих равных условиях) время износа. При обработке
более прочных металлов общее время износа уменьшается. Оно умень-
шается также при меньшем количестве инструмента одного типоразме-
ра в наладке. При определении времени полного износа эти условия
эксплуатации инструмента учитываются поправочными коэффициен-
тами.
Время полного износа
Т’из = Ст} + 11
<Д/ )
где / — величина допустимого стачивания режущей части инструмента,
мм; Д/ — величина стачивания режущей части при одной заточке инст-
румента, мм; ZCT — стойкость инструмента между двумя заточками, ч;
Км — коэффициент, учитывающий вид и прочность обрабатываемого
материала; Кп — коэффициент, учитывающий количество инструмента
одного типоразмера в наладке (табл. 10.2).
Обычно нормативное время общего износа инструмента разрабаты-
вается централизованно и фиксируется в специальных картах, состав-
ляемых на каждое наименование.
328
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
Значение коэффициента в зависимости
от количества инструмента в одной наладке
Таблица 10.2
Наименование станков Количество инструмента в наладке Ли
Токарные многорезцовые автоматы 1-2 0,5
и полуавтоматы 3-4 0,8
5-6 1,0
7-10 1,2
11-15 1,4
Свыше 15 1,6
Карта типовых норм содержит: 1) наименование инструмента; 2) его
эскиз; 3) наименование станков, на которых он применяется; 4) коли-
чество инструмента в одной наладке; 5) расчет времени полного износа
инструмента по его размерам (ширине, высоте, длине резцов или диа-
метру и длине режущей части фрез и др.).
Типовые нормы переносятся на машинные носители для формиро-
вания соответствующих массивов, применяемых для автоматизирован-
ного расчета потребности в инструменте.
Формула (10.1) может быть использована также для расчета потреб-
ности в абразивном инструменте.
Потребность в измерительном инструменте (Яизм) определенного
типоразмера определяется по формуле
ЯИзм = —------- [ШТ.],
Лет
где Dj — доля деталей, подлежащих контролю с помощью измерителя
(при сплошном контроле D, =1); — количество измерений на одну
деталь; кст — стойкость, т.е. количество измерений, выдерживаемых из-
мерителем до его полного износа.
Стойкость измерителя колеблется в больших пределах и зависит от
его назначения, типа, материала детали и класса точности обработки.
Так, нормативная стойкость проходных гладких скоб при работе их по
чугуну составляет от 4,9 тыс. измерений для 2-го класса точности до
97,5 тыс. для 5-го класса, по стали — 15 тыс. и 277,8 тыс., по латуни —
более 25 тыс. и 440 тыс. соответственно. Нормативная стойкость не-
проходных скоб, как и других калибров, увеличивается в 3—4 раза по
сравнению со стойкостью проходных, а хромированных — в 5—6 раз.
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 329
Потребность в штампах (Яш)
[шт.],
где куд [ — количество ударов, необходимое для получения одной заго-
товки или детали; — стойкость штампа по количеству ударов до его
полного износа (зависит от назначения штампа, его размеров и вида об-
рабатываемых материалов).
При холодной штамповке деталей из стали толщиной до 2 мм стой-
кость формовочного штампа достигает 400 тыс. ударов, гибочного —
50 тыс. и более.
Потребность в приспособлениях
Япр- ^ос/ [ШТ. ],
где т — количество станков в группе оборудования; KQC — средняя ос-
нащенность оборудования приспособлениями данного типа (количест-
во на 1 станок); Тсл —- срок службы приспособления, лет (колеблется в
широких пределах: от 0,5 до 5 лет).
Потребность в нестандартном оборудовании (моечном, сборочном
и др.) рассчитывается по формулам, определяющим потребность в ос-
новных станках.
При укрупненном расчете объем работы по определению по-
требности в инструменте уменьшается, но при этом достигается мень-
шая точность.
В серийном и крупносерийном производстве для определения по-
требности в инструменте применяется так называемый метод средней
оснащенности станка. Его суть состоит в том, что для каждой группы
оборудования определяется номенклатура применяемого инструмента
и устанавливается степень (коэффициент) долевого участия каждого из
типоразмеров в обработке деталей на однородной группе оборудования
^д.у (сумма Кя у по всем инструментам равна единице). Затем по каждой
группе оборудования на основе общего объема работ в планируемом
периоде и стойкости инструмента определяется потребность в инстру-
менте одного типоразмера:
яреж= (QKmmK^)/(KmpJmKy) [шт.],
где Q — объем работ по данной группе за планируемый период, нор-
мо-ч; — коэффициент, характеризующий долю машинного времени
в штучном времени; XilopM — планируемый коэффициент выполнения
расчетных норм.
Изложенный метод расчета еще больше упрощается, если выпол-
нять расчет в табличном виде (табл. 10.3)
330
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Расчет годовой потребности в инструменте
Группа обо- рудования Общий объем, нормо-ч Коэффици- ент выпол- нения норм К Лнорм Объем работ, станко-ч Коэффици- ент машин- ного времени Л' Лмзш Машинное время, ч Вид инструмента
181 96 000 1,2 80 000 0,8 64 000 Резцы
Потребность в штампах и другой специальной оснастке при укруп-
ненном расчете определяется на основании средних норм расхода ос-
настки в килограммах на 1 т заготовок деталей.
В единичном производстве укрупненный расчет потребности в ин-
струменте выполняется обычно на основе средних норм расхода инст-
румента по стоимости на 1000 руб. продукции (валовой, товарной или
чистой), по удельному весу инструмента данной группы в общем его
расходе.
Потребность во вспомогательном и измерительном инструменте опре-
деляют обычно исходя из расхода на один станок в год. Так, по некоторым
нормативами предусматривается расход шаблонов в количестве 2—3 на
станок, конусных пробок и колец —- 1, резьбовых пробок — 2 и т.д.
Специализация инструментальных цехов и участков осуществляется
на основе классификации инструмента по назначению. В результате
создаются специализированные участки или цехи режущего и измери-
тельного инструмента, штампов, приспособлений, вспомогательного
инструмента и др. По данным некоторых заводов массового производ-
ства, на изготовление режущего и измерительного инструмента требу-
ется примерно 50 % всей мощности инструментального производства,
на изготовление приспособлений около 15, штампов 30, прочего
инструмента — около 5 %. Однако для обеспечения высокой эффек-
тивности производства инструмента такой специализации оказывается
недостаточно, поскольку в каждой группе имеется инструмент, различ-
ный по своей применяемости и повторяемости, конструктивной и техно-
логической сложности и степени освоенности в производстве, а следова-
тельно, отличающийся особенностями в организации его производства.
Поэтому весь инструмент необходимо разделить на группы применяе-
мости, повторяемости и освоенности в производстве.
1. Инструмент с малым сроком службы широкой применяемости,
большой повторяемости и постоянно расходуемый в большом количестве
независимо от вида выпускаемой продукции. Это прежде всего режущий
и измерительный универсальный или стандартизованный инструмент,
выпуск которого должен регулярно повторяться в более или менее
крупных масштабах. Цехи или участки, выпускающие такой инструмент,
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства
331
Таблица 10.3
по методу средней оснащенности станка
Тип инстру- мента Средний условный размер инструмента, мм Коэффициент долевого участия ХдУ Время работы инструмен- та, ч Время износа инструмен- та, ч Годовой расход инструмен- та
11121 20 х 30 0,5 32 000 20 160
могут быть организованы по предметному признаку, а его изготовление —
по типу серийного или крупносерийного производства с чередованием
партий по стандартному плану-графику, с периодичностью и временем
запуска-выпуска, устанавливаемым по системе максимум-минимум (см.
§ 10.4) и календарно-плановым нормативам, характерным дли данного
типа производства.
2. Инструмент со сравнительно длительным сроком службы, который
используется отдельными экземплярами или в небольшом количестве.
Возобновление его происходит через сравнительно длительные периоды
времени. Сюда относятся штампы, модели, пресс-формы, специальные
приспособления, а также некоторые виды вспомогательного инструмен-
та и стандартизованные элементы технологической оснастки и приспо-
соблений. Такой инструмент изготавливается, как правило, по индиви-
дуальным заказам, а его производство планируется с помощью метода,
характерного для мелкосерийного производства.
3. Инструмент, впервые изготавливаемый в связи с подготовкой
к выпуску новых машин или при изменении технологии производства.
Изготовление такого инструмента характеризуется длительным циклом
производства. Обычно его изготавливают на опытных участках инстру-
ментального цеха. По мере освоения и отработки технологии изготовление
такого инструмента необходимо передавать на участки, специализи-
рующиеся на выпуске инструмента первой или второй группы. Эффек-
тивность опытных участков обеспечивается тем, что на них тщательно
отрабатывают конструкцию и технологию изготовления инструмента
и создают предпосылки для повышения эффективности его применения.
Следует отметить, что на изготовление инструмента, впервые осваиваемого
в производстве, необходимы значительные производственные мощности.
Как показывает опыт автомобильных заводов, на инструмент этого ви-
да требуется: моделей — 20 % всей мощности инструментального про-
изводства, кузнечных штампов — 15, штампов холодной штамповки
и приспособлений — 40, режущего инструмента — примерно 20 %.
Производственные возможности цехов и участков инструментального
производства определяются методами, изложенными в главах, посвящен-
ных оперативному управлению производством на основе потребного
332
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
количества и норм времени (трудоемкости) на изготовление единицы
инструмента. Трудоемкость инструмента первой и второй групп уста-
навливается подетальным расчетом технических норм времени на каж-
дый его вид по каждой операции заготовительного, обрабатывающего и
сборочного процессов.
Трудоемкость инструмента третьей группы рассчитывается на осно-
ве укрупненных норм. В табл. 10.4 приведены укрупненные нормы на
некоторые виды инструмента, изготавливаемого впервые. Удельный
вес инструмента различной сложности составляет: простого 40—50 %,
средней сложности 30-35, сложного 3—5 %.
Таблица 10.4
Примерные укрупненные нормы времени на изготовление некоторых видов
инструмента, впервые осваиваемого в производстве
Наименование инструмента Единица измерения Нормы времени на единицу, ч Длительность производственного цикла, мес.
Режущий Шт. 4-10 2-3
Измерительный То же 4-50 2-3
Вспомогательный » 4-100 2-3
Приспособления:
простые Комплект 200-250 3-5
сложные То же 500-2500 5-7
Штампы для холодной штамповки:
простые » 50-100 4-5
средней сложности 150-250 6-7
сложные Комплект 300-500 8-9
особо сложные 600-3000 10-12
Штампы для горячей штамповки:
простые 90-115 3-4
средние » 250-600 5-6
сложные » 700-1000 7-8
Металлические модели:
для простых деталей » 800-1000 3-5
для крупных и сложных деталей » 2500-9000 6-9
При составлении календарных планов выпуска инструмента необ-
ходимо учитывать длительность производственного цикла и опереже-
ния. Эти календарно-плановые нормативы для инструмента разных
групп различны. Они выше для инструмента, впервые осваиваемого
10. Обеспечение технологической оснасткой, и. организация инструментального хозяйства
333
в производстве, и ниже для инструмента регулярного производства
и пользования.
Эффективность производства и применения инструмента значи-
тельно увеличивается при повышении его износостойкости и сниже-
нии стоимости. Перечислим основные мероприятия, обеспечивающие
повышение стойкости инструмента.
1. Применение материалов повышенной прочности для его изготовле-
ния. Так, цельный твердосплавный обрабатывающий инструмент (матри-
цы, пуансоны и др.) по сравнению с инструментом из быстрорежущей
стали обеспечивает повышение стойкости в 10—50 раз, точности в 2 раза,
производительности труда при обработке деталей в 2—5 раз. Еще боль-
ший эффект дает применение минералокерамики. Резцы, оснащенные
пластинками из этого материала, обеспечивают повышение скоростей
обработки в 2—3 раза по сравнению с твердыми сплавами, следователь-
но, уменьшается потребность в станках.
2. Совершенствование методов и технологии изготовления инстру-
мента. Так, применение метода полугорячего выдавливания формообра-
зующих деталей и частей инструмента штамповой оснастки с последую-
щим профильным и оптическим шлифованием обеспечивает повышение
стойкости в 8—10 раз и кроме того обеспечивает снижение трудоемкости
изготовления в 6—8 раз.
3. Широкое применение методов химико-термической, электрохи-
мической и других видов дополнительной обработки инструмента (циа-
нирование, хромирование, электроэрозионная обработка, анодно-меха-
ническая и др.). Как показывает опыт отдельных заводов, износостойкость
инструмента после соответствующей обработки повышается в 3—4 раза
и более.
Снижению трудоемкости и стоимости инструмента при его произ-
водстве и использовании способствуют следующие факторы:
• обеспечение максимальной повторяемости выпуска однородного
инструмента, потребляемого в больших количествах. Так, при увеличе-
нии выпуска партии резцов в 5-10 раз трудоемкость и себестоимость
одного резца снижаются на 20—30 %;
• изготовление сложной оснастки из стандартизованных элементов.
Как показывает опыт отдельных заводов, при изготовлении оснастки
индивидуального применения из стандартизованных элементов себе-
стоимость ее снижается в 3—5 раз;
• расширение области использования специальной оснастки и ее
технологических возможностей (диапазона), т.е. выполнение с ее по-
мощью не одной, а нескольких операций, благодаря чему она заменяет
несколько видов оснастки. Так, штамп «комбайн», одновременно вы-
полняющий операции вырубки и гибки, или вырубки, пуклевки и об-
жимки, или вырубки, проколки, пуклевки, разрубки и гибки, заменяет
334
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
несколько штампов, что обеспечивает снижение трудоемкости изготов-
ления заготовок в 3—4 раза, расхода материала в 2-3 раза и снижение
себестоимости по сравнению с раздельным изготовлением одноопера-
ционных штампов;
• применение новых материалов и инструмента при изготовлении
оснастки (пластмасс, совершенного полировочного инструмента и др.).
Например, при изготовлении штампов из эпоксидных смол для холодной
штамповки деталей из листовой стали и цветных металлов трудоем-
кость снижается на 43 %, стоимость материала — на 20, а себестои-
мость — на 34 % по сравнению со штампами, изготовленными из
быстрорежущей стали;
• тщательная доработка, доводка и предварительное опробование
оснастки, изготовленной на опытных участках, перед ее серийным
производством. Практика показывает, что на заводах, осуществляющих
такую работу, трудоемкость изготовления серийной оснастки снижает-
ся на 10-20 %, улучшается ее качество и стойкость;
• широкое применение универсально-сборочных и универсально-на-
садочных приспособлений, а также оснастки со стандартизованными
габаритами, что позволяет быстро ее переналаживать, а это обеспечи-
вает снижение их стоимости за счет применения стандартизованных
элементов и многократного их использования, а также уменьшения по-
требности в оборудовании.
10.3. Организация эксплуатации инструмента
Эффективность инструментального хозяйства завода как одного из
частей вспомогательного процесса машиностроительного производства
в значительной мере зависит от правильной организации эксплуатации
инструмента. Она должна предусматривать решение следующих задач:
обеспечение правильной организации технического надзора за экс-
плуатацией инструмента; обеспечение своевременной его заточки, ре-
монта и восстановления; разработка наиболее эффективных методов
обслуживания рабочих мест; разработка мероприятий по улучшению
методов эксплуатации и повышению стойкости инструмента.
Под техническим надзором понимается система ежедневных и пе-
риодических мероприятий, обеспечивающих нормальную эксплуата-
цию инструмента в соответствии с запроектированными режимами.
Основная задача технического надзора — выявление причин прежде-
временного износа инструмента и разработка мероприятий по их устра-
нению.
Основными причинами преждевременного износа являются: неисправ-
ность оборудования или приспособлений; несоответствие инструмента
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 335
предусмотренному технологией; нарушение (превышение) режимов об-
работки по сравнению с нормативами для данного типоразмера и каче-
ства инструмента; нарушение режимов обработки предметов труда на
предшествующих операциях (низкая температура нагрева заготовок для
штамповки, повышенные припуски на обработку, повышенная твер-
дость и др.); недостаточная квалификация производственного персонала
или незнание им правил эксплуатации; работа затупленным инстру-
ментом и несвоевременная его заточка; неправильная геометрия заточки
инструмента; нарушение правил хранения; низкое качество инстру-
мента, поступающего со стороны или изготавливаемого своими силами,
вследствие нарушения технологии его изготовления; несоответствие
качества инструмента техническим требованиям и нормам стойкости
или, наоборот, несоответствие норм стойкости инструмента его качест-
венным характеристикам.
Первичный надзор за эксплуатацией инструмента осуществляет про-
изводственный персонал, использующий его в работе (станочники,
штамповщики, машинисты и др.). Рабочие должны обеспечить пра-
вильную установку инструмента, следить за соблюдением режимов об-
работки, за исправностью оборудования, не допускать повышенных
нагрузок, приводящих к его поломке, вовремя заменять затупившийся
инструмент. Все эти работы предусмотрены нормами времени.
Технический надзор осуществляется специальным персоналом (мас-
терами, технологами), подчиненным заместителю начальника инстру-
ментального отдела по эксплуатации инструмента, а в цехе — начальнику
бюро инструментального хозяйства или технического бюро. Численность
персонала зависит от количества обслуживаемого оборудования и осна-
стки. Так, в автомобильной промышленности один мастер по техническо-
му надзору инструмента предусматривается: по режущему инструменту
на 400-500 металлорежущих станков или на 5000 приспособлений; по
штампам холодной штамповки на 70—100 прессов; по кузнечным штам-
пам на 30—50 ковочных машин или на 30-50 комплектов литейной ос-
настки.
Основная задача персонала, осуществляющего технический надзор, —
выявление причин преждевременного износа инструмента, контроль за
соблюдением правил его эксплуатации, инструктаж производственного
персонала, изучение и распространение передового опыта, системати-
ческое проведение контрольных проверок качества инструмента на ра-
бочих местах.
Результаты наблюдений и проверок правил эксплуатации и качества
инструмента должны оформляться актами и регистрироваться в специ-
альных журналах или карточках для систематизации фактов и выявления
закономерностей возникновения тех или иных причин преждевременного
выхода инструмента из строя. На основе такого материала разрабаты-
336
Раздел 1П. Основы организации вспомогательного процесса
ваются научно обоснованные рекомендации по ликвидации причин
преждевременного износа, изменению конструкции инструмента, кор-
ректировке технологии его изготовления, норм стойкости, изменению
качества материала, периодичности и геометрии заточки и др. В усло-
виях АСУ эта информация может быть перенесена на машинные носи-
тели и легко систематизирована и обработана в масштабе завода.
Стойкость инструмента и эффективность его использования во многом
зависят от правильной организации его заточки, ремонта и восстанов-
ления.
Наиболее эффективным организационным и технологическим реше-
нием вопроса заточки инструмента является ее централизация в специ-
альных заточных мастерских. Создание таких мастерских имеет сле-
дующие технические и экономические преимущества:
1) возможность специализации рабочих и оборудования на заточке
инструмента определенного вида при партионном выполнении опера-
ции; время, затрачиваемое на заточку единицы инструмента, во много
раз меньше, чем при индивидуальной заточке самими рабочими, при
более высокой степени использования заточного оборудования;
2) обеспечение высокого качества заточки, выполняемой рабочими
высокой квалификации по наиболее оптимальной технологии, преду-
сматривающей заданную геометрию заточки, благодаря чему повыша-
ется стойкость инструмента и его производительность;
3) возможность организации доводки инструмента и специализиро-
ванной заточки, в том числе алмазной, повышающей стойкость в 2—3 раза;
4) предупреждение случаев преждевременного износа инструмента;
5) повышение производительности труда основных рабочих и каче-
ства выпускаемой ими продукции.
Количество и размер мастерских централизованной заточки зависит
прежде всего от масштаба производства, т.е. от количества действую-
щего на нем оборудования. Учитывая то, что один заточник режущего
инструмента может обеспечить заточку инструмента в среднем для
25 работающих станков и что минимальный размер отдельной мастер-
ской во главе с мастером должен быть не менее 20 человек в смену, са-
мостоятельные цеховые мастерские централизованной заточки следует
создавать при наличии в цехе не менее 500 единиц металлорежущего
оборудования.
Следует отметить, что чрезмерная централизация заточки при боль-
ших объемах потребляемого инструмента, обширной территории завода
и территориальной разбросанности цехов может оказаться неэффек-
тивной из-за значительных дополнительных затрат на перемещение
инструмента, создания крупных оборотных его запасов и необходимо-
сти дополнительных затрат на хранение.
10 Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 337
Важным условием повышения эффективности инструментального
хозяйства является правильная организация службы ремонта инстру-
мента» Практика передовых заводов показывает, что длительность экс-
плуатации некоторых видов сложного и дорогостоящего инструмента
(моделей, штампов, приспособлений, сложного режущего и измери-
тельного инструмента) может быть значительно повышена при условии
проведения своевременного ремонта.
В зависимости от объема и сложности работы по ремонту инстру-
мента можно разделить на три основные группы.
1. Малый ремонт (М) — минимальный по объему и сложности ре-
монт, при котором производится чистка, регулировка инструмента, за-
мена, переточка или восстановление отдельных мелких деталей либо
частей (выведение рисок, замена формообразующих элементов, кре-
пежных деталей и т.д.). Как показывает опыт предприятий, на которых
хорошо налажен ремонт инструмента, трудоемкость текущего ремонта
составляет не более 10 % трудоемкости изготовления нового инстру-
мента.
2. Средний ремонт (С) — это средний по объему и сложности ремонт,
при котором производится разборка инструмента (оснастки, приспо-
соблений), проверка исправности всех его деталей, ремонт и замена из-
ношенных формообразующих деталей, в том числе их частичное пере-
растачивание, сборка и проверка на точность измерительными приборами
и путем изготовления пробной детали (на рабочем месте). Трудоемкость
среднего ремонта примерно в 3 раза выше, чем малого, и составляет
около 30 % трудоемкости изготовления нового инструмента.
3. Капитальный ремонт (К) — максимальный по объему и сложности
ремонт, при котором производится замена или восстановление основных
базовых деталей инструмента, в том числе шлифование и шабрение на-
правляющих плоскостей, полное перерастачивание формообразующих
финишных элементов, одновременная замена всех изношенных дета-
лей и выполнение работ, проводимых при средних ремонтах. Трудоем-
кость такого ремонта достигает 50 %, а в некоторых случаях — 70 %
трудоемкости изготовления нового инструмента.
Содержание и последовательность отдельных видов ремонта (струк-
тура ремонтного цикла) зависят от сложности инструмента и условий
его эксплуатации. Чем проще инструмент и лучше условия его экс-
плуатации, тем больше возможностей поддерживать его в нормальном
состоянии с помощью малых ремонтов. Так, например, для простых
штампов, эксплуатируемых в нормальных условиях, предусматривается
следующая структура ремонтного цикла:
к — м — м — м — м — м — с — м — м — м — м — м — к,
22 Зак. 2150
338
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
в то время как для сложных, используемых в тяжелых условиях, она будет
такой:
к-м-м-м-с-м-м-м-к.
Нормативная трудоемкость ремонта инструмента устанавливается
исходя из категории ремонтной сложности, за единицу которой прини-
мается трудоемкость малого ремонта простейшего инструмента данной
группы. В табл. 10.5 в качестве примера приведены нормативы трудо-
емкости отдельных видов ремонта штампов для холодной штамповки.
Как видно из таблицы, общая трудоемкость ремонта инструмента (штам-
пов) только за время эксплуатации в течение одного ремонтного цикла
намного превосходит трудоемкость его изготовления. Например, для
штампа средней (3-й) категории сложности она составит 5 • 20 +
+ 1 • 60 + 1 • 100 = 260 ч против 150 ч на изготовление нового. Поэтому
поиски путей удешевления ремонта инструмента являются важной за-
дачей организации инструментального хозяйства.
Таблица 10.5
Нормативная трудоемкость ремонта штампов для холодной штамповки
Катего- рия сложно- сти Трудоем- кость изго- товления, ч Нормативы по видам ремонта
Малый Средний Капитальный
Условных ремонтных единиц Нормо-ч Условных ремонтных единиц Нормо-ч Условных ремонтных единиц Нормо-ч
1 15 1 2 3 6 5 10
2 60 4 8 12 24 20 40
3 150 10 20 36 60 50 100
4 225 15 30 45 90 75 150
5 300 20 40 60 120 100 200
Основными факторами, обеспечивающими снижение трудоемкости
и стоимости ремонта инструмента, следует считать:
• совершенствование конструкции инструмента, состоящей из от-
дельных легкосменяемых деталей, которые имеют различный износ
в процессе эксплуатации; это позволяет обеспечить изготовление быст-
роизнашивающихся деталей в серийном производстве (при ремонте за-
меняются лишь отдельные элементы инструмента);
• централизацию ремонта инструмента в специальных мастерских,
а на крупных заводах — в специальных ремонтных цехах;
• полное обеспечение ремонтных цехов и участков запасными частями,
необходимыми для ремонта инструмента производственными инстру-
ментальными цехами (поставщиками инструмента).
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 339
Таким образом, в программе инструментальных цехов должно быть
предусмотрено не только изготовление инструмента, но и производст-
во запасных частей к нему. Опыт отдельных заводов показывает, что
стоимость запасных частей в программе выпуска сложного инструмен-
та достигает 10—15 % общей его стоимости.
Эффективным способом продления срока эксплуатации режущего
и измерительного инструмента является его восстановление. Под вос-
становлением понимается система работ по приведению в нормальное
эксплуатационное состояние полностью амортизированного (списанного)
инструмента. Эффективность восстановления обусловлена тем, что за-
траты на выполнение операций по восстановлению значительно ниже
стоимости нового инструмента. Практика показывает, что по режущему
инструменту она на 40—60 %, а по измерительному и вспомогательному —
на 20~30 % ниже. При этом удельный вес восстанавливаемого инстру-
мента на отдельных заводах достигает по основному режущему инстру-
менту 10—40 %, резьбовым калибрам 15—20 и гладким до 50—60 %.
Основными путями, обеспечивающими вторичное использование
пришедшего в негодность инструмента, являются:
• применение его для выполнения других, менее ответственных опе-
раций;
• восстановление инструмента до первоначальных размеров различ-
ными способами (наплавкой, наваркой, размерным гальванопокрыти-
ем с последующим шлифованием и доводкой до требуемого размера);
• переделка инструмента на меньший или на другой типоразмер.
Например, из изношенной цилиндрической фрезы размерами 95x175 мм
можно изготовить 15 прорезных;
• использование отдельных годных деталей изношенного инстру-
мента для изготовления нового (втулок, винтов, болтов, шпилек, пла-
нок, стоек, плит, угольников и др.)
Опыт показывает, что в ряде случаев восстановленный инструмент
не уступает по стойкости новому, поскольку для наплавки, наварки или
гальванопокрытия режущих и быстроизнашивающихся кромок использу-
ются более прочные материалы, чем при их изготовлении. Так, стойкость
некоторых измерительных и режущих инструментов, восстановленных
путем размерного хромирования или нанесения твердых сплавов на ре-
жущие кромки, в 1,5-2 раза выше, чем стойкость нового инструмента,
изготовленного без применения упрочняющих материалов.
Работа по восстановлению инструмента должна быть соответствующим
образом организована и базироваться на тщательной сортировке всего
списанного, пришедшего в негодность инструмента и выделении той
части его, которая может быть использована для восстановления или
переделки. Сортировка должна производиться персоналом центрального
инструментального склада. Восстановление инструмента целесообразно
22*
340
Раздел HI. Основы организации вспомогательного процесса
организовать на специализированном участке, поскольку технологиче-
ский процесс восстановления резко отличается от технологии изготов-
ления и ремонта.
Правильная эксплуатация инструмента предполагает разработку и вне-
дрение эффективных методов обслуживания рабочих мест инструмен-
том. Основные требования к ней — обеспечение минимальных потерь
рабочего времени производственных рабочих, максимальное использо-
вание ресурсов стойкости инструмента, сокращение излишнего вспо-
могательного персонала.
Система обеспечения рабочих мест инструментом может быть ак-
тивной и пассивной. При активной системе весь необходимый ин-
струмент подает на рабочие места (и возвращает) специальный персонал,
при пассивной — сами рабочие.
Форма замены инструмента может быть принудительной (предупре-
дительной) и по требованию (по износу). При принудительной за-
мене инструмент заменяется через строго определенные промежутки
времени, равные нормативной стойкости его между очередными заточ-
ками (или ремонтами), независимо от фактического состояния. При
смене по требованию инструмент заменяется при наличии явных
признаков износа независимо от времени его работы, которое может
значительно превышать нормативное время стойкости между переточ-
ками.
Эффективность систем обслуживания и формы замены инструмента
зависят прежде всего от типа производства. В единичном производстве,
когда на рабочем месте применяется самый разнообразный инструмент
и спрос на него в каждый момент является случайным, наиболее эф-
фективно применение пассивной системы обслуживания и смены ин-
струмента по требованию. В условиях серийного производства, когда
заранее известно, какие детали и в какое время будут обрабатываться,
возможно внедрение элементов активной системы обеспечения инст-
рументом со смешанной формой замены. На основе карт технологиче-
ского процесса по каждой операции выписывается инструментальная
карточка с указанием номенклатуры требуемого инструмента. По кар-
точке инструмент заранее комплектуется в соответствии со сменным
заданием на следующий день. Количество экземпляров инструмента
определенного типоразмера устанавливается исходя из машинного вре-
мени обработки партии деталей и стойкости. Но поскольку время об-
работки партии в ряде случаев оказывается не кратным стойкости
инструмента, то для полного использования ресурсов его долговечно-
сти целесообразно применять не принудительную смену, а смену по
требованию. При кратности времени обработки партии стойкости
инструмента более целесообразна принудительная форма его замены.
В условиях массового производства, где номенклатура потребляемого
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 341
инструмента на рабочем месте (линии) постоянна и время его исполь-
зования более или менее одинаково (так как за это время обрабатыва-
ется примерно одинаковое количество деталей), наиболее эффективно
применение активной системы обеспечения с принудительной заменой
инструмента. Подобная система обслуживания широко используется
на поточных и автоматических линиях и базируется на следующих ос-
новных принципах:
• доставку инструмента на рабочие места и возврат его для обмена осу-
ществляют только работники инструментально-раздаточных кладовых;
• на рабочие места подается инструмент тех типоразмеров, которые
предусмотрены технологическим процессом;
• инструмент передается наладчику, который налаживает станок и за-
меняет затупившийся инструмент;
• инструмент принудительно заменяется через определенные проме-
жутки времени работы или после обработки определенного количества
деталей;
• инструмент собирается и подналаживается вне станка;
• создается и поддерживается на определенном уровне оборотный фонд
инструмента, обеспечивающий возможность принудительной замены;
• на поточных и автоматических линиях устанавливаются специаль-
но оборудованные шкафы с необходимым запасом инструмента для
обеспечения бесперебойной работы и принудительной замены.
К числу мероприятий, направленных на улучшение методов экс-
плуатации инструмента и повышение его стойкости, разрабатываемых
сотрудниками службы эксплуатации инструментального хозяйства, следу-
ет отнести:
• анализ причин нарушения технологических процессов, неисправ-
ности оборудования и других отклонений, приводящих к преждевре-
менному износу инструмента, разработку предложений технического,
организационного, экономического и административного характера,
исключающих подобные нарушения, и представление их соответствую-
щим линейным и функциональным руководителям завода (главному
инженеру, главному конструктору, главному технологу, начальнику ОТК,
начальнику отдела организации труда, начальникам цехов и др.);
• анализ причин выхода инструмента из строя из-за недостатков
в конструкции заготовок, деталей, самого инструмента и технологиче-
ского процесса его изготовления и внесение технически и экономически
обоснованных предложений о корректировке конструкции, технологии
и технических документов;
• анализ стойкости инструмента при обработке различных деталей
из разных материалов, внесение рекомендаций технологической службе,
а также назначение инструмента соответствующего типоразмера и ка-
чества;
342
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
• разработку наиболее эффективных методов контроля качества ин-
струмента, поступающего со стороны, и инструмента собственного из-
готовления, включая методы статистического анализа;
• выявление фактической эффективности различных геометрических
схем и методов заточки (с точки зрения обеспечения максимальной
стойкости и точности обработки) и внесение предложений по их кор-
ректировке;
• разработку правил рациональной эксплуатации инструмента и ин-
структирование производственного персонала по их соблюдению;
• изучение фактической стойкости инструмента и корректировку
соответствующих нормативов;
• разработку и внедрение рациональных методов учета, хранения
и выдачи инструмента.
10.4. Организация хранения, учета и выдачи инструмента
На эффективность деятельности инструментального хозяйства заво-
да большое влияние оказывает уровень организации работ по приему,
хранению, учету и выдаче инструмента. Выполнение этих работ на ма-
шиностроительном заводе возлагается на центральный инструменталь-
ный склад, а в цехах — на инструментально-раздаточные кладовые.
Центральный инструментальный склад (ЦИС) не только выполняет
функции хранения инструмента, но и обеспечивает им производствен-
ные подразделения, осуществляет активный контроль за его производ-
ством, качеством, расходом, заточкой и восстановлением.
Регулирующее значение ЦИСа определяется тем, что все обраще-
ния инструмента на заводе должны проходить только через него.
Весь новый инструмент, полученный от поставщиков или изготов-
ленный собственными инструментальными цехами, поступает на ЦИС.
Закупленный инструмент поступает на завод вместе с паспортом, в ко-
тором удостоверяется его соответствие техническим требованиям. Ко-
личество поступившего инструмента проверяет кладовщик-приемщик,
а качество — контрольно-проверочный пункт ОТК при ЦИСе. Прием-
ка инструмента по качеству и количеству оформляется актом, после
чего весь инструмент подвергается консервации, т.е. смазке антикор-
розийными веществами (техническим вазелином, церезином и др.).
Инструмент, изготовленный в инструментальных цехах завода, по-
ступает на ЦИС в сопровождении накладной, в которой уровень его
качества удостоверяется подписью работников ОТК соответствующего
инструментального цеха. Поэтому кладовщик принимает его по коли-
честву без участия КПП склада. Копия накладной направляется плано-
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 343
во-диспетчерскому бюро инструментального отдела (корпуса) для
отметки о выполнении очередного заказа на инструмент.
Выдача инструмента цеховыми инструментальными раздаточными
кладовыми (ИРК) осуществляется на основании соответствующих тре-
бований в пределах утвержденного по цеху лимита. Каждая партия но-
вого инструмента направляется в цех в обмен на изношенный, чем
гарантируется 100%-й возврат изношенного и поломанного инстру-
мента. Кругооборот инструмента и взаимосвязь отдельных подразделе-
ний завода и ЦИСа показаны на рис. 10.2.
Планирование производства инструмента первой группы, т.е. инстру-
мента с широкой применяемостью и частой повторяемостью, осуществляет
(пшшпшп£> - затупленный
। г [S - заточенный
izszsz^> - изношенный
ii.i44wh£> - лом инструментальных материалов
- новый инструмент
- восстановленный
- отремонтированный
- новый, годный
или отремонтированный
Рис. 10.2. Схема обращения инструмента на машиностроительном заводе
344
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
ЦИС на основе регулирования запасов по системе максимум-минимум.
Суть этой системы заключается в том, что по каждому наименованию
инструмента устанавливается размер максимального и минимального
запаса на складе и так называемая точка заказа. Точка заказа — это за-
пас, который обеспечивает текущие потребности завода в инструменте
с момента заказа очередной партии до ее поступления на ЦИС. Вели-
чина этого запаса зависит от уровня среднего расхода инструмента за
определенный промежуток времени (день, месяц) и длительности цик-
ла изготовления партии инструмента или времени выполнения заказа
на ее поставку. Схема движения запасов инструмента и определения
момента (точки) заказа на изготовление (поставку) очередной партии
показана на рис. 10.3.
Рис, 10.3. Схема изменения запаса инструмента на ЦИСе
Максимальный запас Z^ складывается из минимального запаса
Zmjn, величины партии заказа (изготовления) «зак инструмента, которая
равна произведению периодичности (поставки) Л и среднемесячного
или среднедневного расхода q:
2шах ~ ^min + ^зак = ^min +
Размер партии заказа (изготовления) инструмента или периодич-
ность его поставки определяется методами, рассмотренными в разделе IV.
Из опыта крупных заводов известно, что периодичность изготовления
инструмента первой группы принимается в пределах от 4 до 6 мес.
В этом случае = Z^ + (4..j6)q.
10, Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 345
Точка заказа
^зак — ^min +
где Гц — длительность цикла изготовления партии инструмента или вы-
полнения заказа по ее поставке, мес. Его величина зависит от размера
партии и сложности инструмента.
По данным ряда автомобильных заводов, длительность цикла изго-
товления партии инструмента составляет примерно: по простому режу-
щему инструменту 1—1,5 мес., сложному режущему, измерительному
и вспомогательному 1,5—2,5, штампам холодной штамповки 3—4 мес.
Минимальный запас определяется исходя из времени изготовления
партии инструмента или выполнения заказа в срочном порядке. Он
принимается обычно в размере месячной потребности в нем.
Схема регулирования запасов на ЦИСе и планирования производ-
ства инструмента по системе максимум-минимум показана на рис. 10.4.
Рис. 10.4, Схема планирования производства инструмента по системе максимум-минимум
Изготовление оснастки с большим сроком службы планируется по
индивидуальным заказам. Все заказы на изготовление инструмента ЦИС
направляет производственно-диспетчерскому бюро инструментального
отдела, где разрабатывается план-график работы инструментальных цехов
и мастерских.
346
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Непосредственное обеспечение рабочих мест инструментом осуще-
ствляется цеховыми ИРК. На них возлагается: прием, хранение и учет
годного инструмента, поступающего с ЦИСа; выдача инструмента на
рабочие места по отдельным требованиям; комплектование инструмен-
та, необходимого для выполнения определенных операций, и подача
его на рабочие места; приемка затупленного и изношенного инстру-
мента от рабочих, наладчиков и подача затупленного инструмента на
заточку, а изношенного в ЦИС; получение заточенного инструмента из
мастерской по централизованной заточке.
Для успешного решения этих задач в цехе создается цеховой эксплу-
тационный оборотный фонд инструмента 2^б. Он состоит:
• из текущего запаса инструмента в ИРК (2^к), зависящего от пе-
риодичности поступления инструмента с ЦИСа, его расхода в цехе за
единицу времени (сутки, неделя, месяц);
• инструмента, находящегося в данный момент на рабочих местах
Щ, т-е- инструмента, непосредственно находящегося в работе и в виде
запасных комплектов, обеспечивающих бесперебойную работу обору-
дования в случае выхода инструмента из строя;
• инструмента, находящегося в заточке и в ремонте (2^);
• инструмента, находящегося в страховом запасе ИРК (2^,).
Состав отдельных элементов оборотного эксплуатационного фонда,
находящегося в цехе, схематически показан на рис. 10.5. Как видно из
рисунка, запас достигает максимальной величины в момент пополнения
Периодичность поступления
инструмента с ЦИСа_______
Время, дн.
Рис. 10.5. Цеховой эксплуатационный фонд инструмента
Т
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства 347
его с ЦИСа, а минимальной — при полном использовании текущего
запаса в ИРК, т.е. перед поступлением следующей партии инструмента.
Максимальный текущий запас определяется по выражению
^гек “ Лп.и^цех = ^п.и ’
где /?п.и период пополнения инструмента в ИРК с ЦИСа, дн.; ^цсх —
средний дневной расход инструмента в цехе, шт.;лп>и — величина пар-
тии пополнения, шт.
Количество инструмента данного типоразмера, постоянно находя-
щегося на рабочих местах, определяется по формуле
т ft Л
2р.м=14- т^ + ^и ,
i =1 \ ^ам 7
где т — количество рабочих мест, на которых используется инструмент
данного типоразмера; Л/ — количество инструмента в накладке на 7-м
рабочем месте; /под — период подноски инструмента на рабочие места,
обычно 4 или 8 ч (один-два раза за смену); /зам — период замены инстру-
мента: /ст — стойкость инструмента между двумя заточками;
/маш
ки — количество запасных комплектов годного инструмента, постоянно
находящегося на рабочем месте,, обычно принимается равным 0,2—1,0.
Количество инструмента, находящегося в заточке или ремонте,
включая необходимый оборотный фонд годного инструмента, укруп-
ненно определяется следующим образом:
m Л М
^ + ^14.
'под Ji~\
где Гэт — цикл заточки или ремонта (время пребывания в заточной или
ремонтной мастерской); коэффициент, учитывающий страховой
запас в заточной мастерской: ^Clp= Q50...Q75.
Величина страхового запаса в ИРК зависит от времени возможной
задержки пополнения очередной партии инструмента из ЦИСа и опре-
деляется по формуле
^стр ~ QuisJ'з.п»
7 =
^ЗТ —
где Т3.п — время возможной задержки пополнения инструмента, опре-
деляемое исходя из конкретных условий данного завода, дн.; обычно
оно принимается равным (0,20...0,25) /?пи.
348
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Учет выдачи инструмента на рабочем месте и возврата его в ИРК
организуется в зависимости от вида инструмента и типа производства.
Весь инструмент, находящийся на рабочем месте, можно разделить на
две основные группы:
1) инструмент постоянного пользования; это в основном вспомога-
тельный инструмент и различного рода универсальные приспособления
(ключи, патроны, державки, тиски, отвертки, оправки, рукоятки и др.);
2) инструмент временного пользования, предназначенный для вы-
полнения определенной операции и быстроизнашивающийся (режущий,
специальный, измерительный, специальные приспособления и др.).
Инструмент временного пользования в условиях устойчивого се-
рийного и массовоТо производства подается на рабочие места, как от-
мечалось выше, по инструментальным комплектовочным карточкам.
Получение комплекта инструмента рабочий или наладчик подтвержда-
ет своей росписью на этой карточке, которая затем в ИРК помещается
в картотеку «Инструмент в работе».
Для учета выдачи инструмента временного пользования в условиях
единичного и мелкосерийного производства, а также для обеспечения
возможности оперативной замены отдельных видов инструмента в усло-
виях серийного и массового производства применяются марочные систе-
мы, которые могут быть одно-, двух-, трехмарочными. Суть марочной
системы состоит в том, что рабочему при поступлении за завод выдает-
ся под расписку определенное количество (до десяти) марок (жетонов),
на которых выбит его табельный номер. В обмен на эту марку он имеет
право лично или через подносчика получить из ИРК необходимый ему
инструмент временного пользования.
При одномарочной системе принятая от рабочего марка помещается
в ячейку стеллажа инструментальной кладовой, откуда выдан соответ-
ствующий инструмент. Таким образом можно установить количество
инструмента, находящегося на рабочих местах, и фамилии рабочих,
хотя трудно определить общее количество инструмента разных видов,
находящегося у конкретного рабочего, так как его марки будут в раз-
ных ячейках.
При двухмарочной системе на каждый типоразмер инструмента за-
водится индексная инструментальная марка, на которой выбивается
индекс и размер. Кроме того, в ИРК заводится контрольная доска, на
которой указаны табельные номера рабочих. При выдаче рабочему ин-
струмента индексная марка извлекается из ячейки, в которой хранится
данный инструмент, и навешивается под табельным номером рабочего,
а марка с табельным номером рабочего помещается в соответствующую
ячейку, как и при одномарочной системе. При двухмарочной системе
можно легко установить, какой инструмент и в каком количестве рабо-
чий получил.
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства
349
При трехмарочной системе, применяемой для учета особо сложного
и дорогого инструмента, один экземпляр индексной инструментальной
марки выдается рабочему (во избежание путаницы выданного на рабо-
чие места инструмента).
Учет и регулирование запаса и производства инструмента осуществ-
ляется с помощью ЭВМ. При этом в случае снижения запаса до точки
заказа информационно-вычислительный центр ЦИСа выдает на печать
табуляграмму (ведомость) инструмента, подлежащего заказу на следую-
щие сутки. Кроме того, выдается ведомость дефицитного инструмента,
подлежащего заказу в срочном порядке.
Эффективная организация обеспечения рабочих мест инструмен-
том зависит от правильного определения численности работников, за-
нятых раздачей и подноской инструмента на рабочие места. Обычно
она определяется нормами обслуживания оборудования или рабочих
мест одним работником. Такие нормы приведены в табл. 10.6.
Таблица 10.6
Нормы обслуживания оборудования раздатчиками инструмента
при работе в две смены
Тип ИРК Нормы обслуживания на одного работника
Металлорежущих станков Рабочих-сбор- шиков незави- симо от типа производства
Массовое и крупносерийное производство Серийное и единичное производство
Комплексные ИРК и ИРК режущего и вспомогательного инструмента 25-30 30-40 70-80
Кладовая измерительного инструмента 100-120 — 130—140
Абразивно-раздаточная кладовая — 60-80* —
* Только шлифовально-заточное оборудование.
Фактический же спрос в отдельные промежутки рабочего времени
на заводах, в цехах и на участках резко меняется и зависит от вида обра-
батываемых деталей, продукции, объема и темпа их выпуска, применяе-
мых технологических процессов, оборудования и используемого инстру-
мента. Время обслуживания рабочего раздатчиком инструмента также
меняется в зависимости от типа, размера инструмента, необходимого
его количества, условий хранения и т.д. Эти условия на различных за-
водах разные. К тому же и критерии, определяющие нормы обслужива-
ния, изменяются в зависимости от производства. Поэтому нормы об-
служивания или численность раздатчиков инструмента, установленные
для условий определенного цеха, завода, могут оказаться далеко не ра-
циональными для других условий, складывающихся под воздействием
350
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
случайных факторов. Оптимальное количество их для конкретного
производства может быть определено с помощью расчетных методов
теории массового обслуживания.
10.5. Заводские подразделения
инструментального хозяйства
Структура подразделений инструментального хозяйства завода за-
висит от типа и масштаба производства, номенклатуры и сложности
инструмента (рис. 10.6). На крупных заводах, имеющих в своем составе
инструментальные цехи, инструментальное хозяйство возглавляет на-
чальник инструментального (или инструментально-штамповочного)
корпуса. На заводах, имеющих один инструментальный цех, службу
возглавляет начальник инструментального отдела, а на небольших за-
водах, имеющих только инструментальные участки, — начальник бюро
инструментального хозяйства.
Руководство выполнением отдельных функций возлагается на замес-
тителей руководителя инструментального хозяйства (корпуса или отдела),
каждый из которых имеет в своем подчинении функциональный аппа-
рат и производственные подразделения. Выполнение комплекса работ
по эксплуатации инструмента возлагается на заместителя начальника
инструментального корпуса (отдела) по эксплуатации, который имеет
в своем подчинении секторы или группы по техническому надзору,
цехи (цех) по ремонту и восстановлению инструмента и мастерские по
централизованной заточке, а также инструментальные хозяйства про-
изводственных цехов. Руководство производством и обеспечением ин-
струментом возлагается на заместителя начальника по производству,
которому подчиняются производственно-диспетчерский, технический
и технологический секторы, сектор покупного инструмента, а также
цехи и участки по производству инструмента и ЦИС.
Выполнение специализированных функций, связанных с деятель-
ностью инструментального хозяйства, возлагается на секторы или группы
специалистов, подчиненные начальнику отдела либо его заместителям.
На планово-экономический сектор возлагаются функции по техни-
ко-экономическому планированию инструментального хозяйства, связан-
ные с определением потребности в инструменте на плановый период;
по разработке перспективных и текущих планов работы инструменталь-
ных цехов, участков и мастерских; по определению их технико-экономи-
ческих показателей; по разработке заводских ценников на инструмент
собственного производства; по ведению статистического учета, по ана-
лизу показателей производства и расхода инструмента и хозяйственной
- административное руководство;
- функциональное руководство
Рис. 10.6. Структура подразделений инструментального хозяйства крупного машиностроительного завода
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация инструментального хозяйства
352 Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
деятельности производственных подразделений инструментального хо-
зяйства.
Сектор учета ведет учет затрат на изготовление инструмента.
Сектор технического надзора наблюдает за эксплуатацией инстру-
мента в производственных цехах, инструктирует работников цеха по
правилам эксплуатации инструмента, осуществляет инспекционную
проверку хранения инструмента на ЦИСе, в ИРК цехов, на рабочих
местах, составляет графики планово-предупредительного ремонта ин-
струмента и контролирует его выполнение, следит за организацией
централизованной заточки режущего инструмента.
Сектор нормативов занимается разработкой и анализом норм износа,
лимитов и расхода инструмента, разработкой мероприятий по повыше-
нию его стойкости, корректировкой норм и внедрением их в жизнь.
Оперативное планирование производства инструмента осуществляет
производственно-диспетчерский сектор, на который возлагается разра-
ботка месячных, недельных и сменно-суточных планов-графиков работы
инструментальных цехов и участков, а также наблюдение за ходом их вы-
полнения и текущее регулирование производства.
Сектор покупного инструмента составляет заявки (годовые, кварталь-
ные) на инструмент, получаемый со стороны, а также на специальные
инструментальные материалы и полуфабрикаты (стандартный инстру-
мент и абразивные материалы, твердые сплавы, универсальную оснастку,
стальные поковки, поковки для изготовления инструмента, пресс-формы
и т.д.), оформляет заказы и договоры с поставщиками по выделенным
фондам, реализует излишки инструмента.
Технологический сектор выполняет технологическую подготовку
производства инструмента: разрабатывает типовые и индивидуальные
технологические процессы по получению заготовок и изготовлению,
конструированию инструмента и оснастки, а также процессы и инструк-
ции по заточке и доводке инструмента, его ремонту и восстановлению.
11. Техническое обслуживание орудий труда
и организация ремонтного хозяйства
11.1. Значение операций по техническому обслуживанию
и ремонту орудий труда в производственном процессе.
Их трудоемкость, стоимость и эффективность
Орудия труда (машины и оборудование) — наиболее активная часть
производственных фондов предприятия, под воздействием которых про-
исходит непосредственное превращение предметов труда в продукт труда.
Машины и оборудование в отличие от материальных ресурсов участвуют
во многих циклах производства, переносят свою стоимость на продукт
постепенно, сохраняя натуральную форму до полного износа. Период
времени, в течение которого совершается полный износ орудий труда,
принято называть сроком службы. Он определяет скорость перенесения
стоимости технических ресурсов на готовый продукт. Чем больше этот
срок, тем медленнее происходит перенос стоимости.
Таким образом, сохраняя свою натуральную форму до полного из-
носа, машины и оборудование, находясь в постоянном движении, теряют
с каждым циклом производства часть своей потребительской стоимо-
сти и лишь в последнем цикле покидают его сферу, полностью утратив
свою стоимость. При этом к моменту их полного износа у предприятия
накапливаются финансовые средства — денежный эквивалент перене-
сенной стоимости — для приобретения новой машины (рис. 11.1). Из
схемы видно различие в движении стоимостной и натуральной форм
средств труда в производственном процессе. В каждом цикле произ-
водства машина принимает участие в размере полной потребительской
стоимости К, тогда как в образовании стоимости продукта — лишь ча-
стью Sf ~ К/п, где п — число циклов в производстве в течение срока
службы машины. Причем чем больше срок службы машины, а следова-
тельно, и величина п, тем больше разность между К и Sb т.е. между ее
ролями в изготовлении продукта и в формировании его стоимости.
Однако машины и оборудование могут принимать участие в каждом
цикле производства и сохранять свою натуральную форму только в том
случае, если при их использовании затрачиваются добавочные материаль-
ные и трудовые ресурсы на поддержание их в работоспособном состоя-
нии. Эти добавочные ресурсы позволяют путем выполнения операций
23 Зак. 2150
354
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
1-й цикл производства
Из внешней
среды
Новая
машина
Во внешнюю среду
Приобретение
новой машины
п-й (последний) цикл
производства
Производственная
система (ПС)
£/
а1
i-й цикл производства
f " стоимостная форма
£z=J> - натуральная форма
а=ф> - стоимостная и натуральная формы
- накопленные средства
на приобретение новой машины
(денежный эквивалент износа)
Рис. 11.1. Схема движения технических ресурсов в производстве
по уходу и ремонту обеспечить активное состояние машин и оборудо-
вания в течение среднего периода их жизни, за который они полно-
стью перенесут свою стоимость на продукт. Таким образом, между
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
355
ремонтом и сроком службы, между стоимостью машины, перенесенной
на продукт, и затратами на ее ремонт существует строго определенная
зависимость. Чем в большем объеме осуществляются ремонтные работы,
т.е. чем выше издержки на сохранение машины, тем дольше она слу-
жит и тем меньше ее стоимость переносится на готовый продукт.
От технического состояния и исправности орудий труда зависит эф-
фективность основного процесса. Поэтому, будучи составной частью
вспомогательного процесса, операции по поддержанию оборудования
в работоспособном состоянии обеспечивают бесперебойное протека-
ние основного процесса.
Большая часть работ по поддержанию машин и оборудования в рабо-
тоспособном состоянии возлагается на ремонтное хозяйство предприятия.
Под ремонтным хозяйством понимается совокупность функциональных
и производственных подразделений и служб завода и цехов, осуществ-
ляющих техническое обслуживание и ремонт машин и оборудования.
К нему относятся: ремонтные цехи завода, подчиненные как главному
механику, так и главному энергетику (ремонтно-механические, ремонт-
но-монтажные, цехи по изготовлению запасных частей для механиче-
ского и электротехнического оборудования, электроремонтный и др.);
склады запасных частей; цеховые ремонтные службы; дежурный ремонт-
ный персонал; общезаводской и цеховой административно-технический
персонал, руководящий соответствующими подразделениями ремонтной
службы (отдел главного механика, механики и мастера ремонтной службы
цехов, а также часть аппарата отдела главного энергетика, занятая органи-
зацией обслуживания и ремонта электротехнического оборудования).
Все работы по поддержанию оборудования в работоспособном, тех-
нически исправном состоянии подразделяются на две основные груп-
пы: техническое обслуживание и ремонт оборудования.
Под техническим обслуживанием понимается система ежедневных
и периодических мероприятий, обеспечивающих бесперебойную работу
оборудования и предупреждающих его преждевременный износ без за-
мены отдельных частей и узлов. Сюда входит: надзор за оборудованием
во время работы (соблюдение режимов эксплуатации, т.е. нагрузок, подач,
скоростей, использование мощности, контроль поступления смазы-
вающей жидкости и т.д.); непосредственный уход во время технологи-
ческих пауз и кратких остановок для выполнения вспомогательных
операций (очистка, протирка, регулярная смазка, своевременная убор-
ка стружки или других отходов, ухудшающих условия эксплуатации
оборудования, и т.д.); устранение мелких неисправностей во время
специальных остановок (подтяжка подшипников, крепежных деталей,
тормозов, устранение причин перегрева, утечки смазочных материалов
и т.п.); проверка точности и производительности (геометрические замеры
23*
356
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
отдельных базовых узлов и деталей, измерение количества оборотов,
скоростей, нагрузок); регулировка (подач, тормозов, плавности вклю-
чения и перемещения клиньев, прижимных планок и т.д.).
Ремонт оборудования — это совокупность работ, связанных с заме-
ной или восстановлением деталей, узлов и агрегатов, в результате которых
обеспечивается восстановление его первоначальных эксплуатационных
параметров (скорости, точности, производительности, экономичности
в эксплуатации и др.), нарушенных в результате нормального (естест-
венного) износа. Сюда относятся все виды ремонтов орудий труда, вы-
полняемых как силами и средствами завода, эксплуатирующего обору-
дование, так и специализированными ремонтными предприятиями.
Выполнение операций по техническому обслуживанию и ремонту
машин и оборудования требует больших затрат труда и средств, намного
превышающих затраты на их изготовление. При этом труд, затрачиваемый
на сохранение орудий труда, связан не с возмещением труда, вложен-
ного в изготовление машины, а с ее непосредственным использовани-
ем. О размере затрат труда на выполнение операций по обслуживанию
и ремонту можно судить по следующим данным. Для поддержания
в работоспособном состоянии универсального металлорежущего станка
10-й категории ремонтной сложности, на изготовление которого затра-
чивается около 300 чел.-ч, в течение 20 лет его эксплуатации необходи-
мо по действующим нормативам затратить на непосредственный уход
станочником более 100 чел.-ч, на выполнение периодических операций
по межремонтному обслуживанию — около 900, проведение текущих
ремонтов — свыше 900, средних — 1200, капитальных — свыше 1000,
а всего — около 5000 чел.-ч, или в 15 раз больше, чем на изготовление
нового станка. Ежегодно на машиностроительных предприятиях теку-
щему ремонту подвергается от 90 до 100 % всего парка технологического
оборудования, среднему — до 25, капитальному — около 12 %. В усло-
виях крупных машиностроительных заводов затраты на выполнение
работ по обслуживанию и ремонту достигают значительных размеров
и занимают большой удельный вес в себестоимости выпускаемой про-
дукции (до 6~8, а в ряде случаев — и до 10 %).
Несмотря на большие затраты труда и средств, операции по уходу
и ремонту оборудования характеризуются высокой экономической эф-
фективностью, поскольку их выполнение на заводе обеспечивает:
1) протекание основного процесса в заданном темпе и с запланиро-
ванной производительностью, благодаря чему достигается определен-
ный уровень выпуска необходимой продукции, производительности
труда и эффективности деятельности предприятия;
2) сохранение оборудования в работоспособном состоянии в тече-
ние более или менее длительного времени (заданного срока службы),
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
357
благодаря чему снижается доля затрат по его возмещению в расчете на
единицу выпускаемой продукции.
Эффективность работы по техническому обслуживанию и ремонту
значительно возрастает при повышении качества ремонтных работ и сни-
жении их стоимости, что уменьшает долю затрат в общих издержках
предприятия на выполнение этих операций. По нашим расчетам, сни-
жение этой доли лишь на 1 % повышает прибыль предприятия в расче-
те на 1 станок примерно на 20 %. Это обстоятельство обусловливает
необходимость постоянного поиска путей рационализации ремонтного
хозяйства в масштабе как предприятия, так и отдельных отраслей про-
мышленности и народного хозяйства в целом.
Основным показателем эффективности ремонтных работ и деятель-
ности ремонтного хозяйства на заводе при обеспечении беслесребойной
работы оборудования является доля расходов на содержание и ремонт
оборудования в общей стоимости продукции завода. Чем она ниже, тем
выше эффективность ремонтного хозяйства.
Механизация и автоматизация производства, усложнение и удоро-
жание машин, а также осуществление многочисленных мероприятий
по снижению себестоимости продукции за счет совершенствования
технологии способствуют повышению доли затрат на выполнение опе-
раций по обслуживанию и ремонту оборудования. Тем не менее опыт
промышленно развитых стран показывает, что при постоянном совер-
шенствовании методов обслуживания и ремонта оборудования долю
этих расходов удается не только стабилизировать, т.е. поддерживать на
определенном уровне, но и значительно снизить.
Основными предпосылками повышения качества ремонтов и сни-
жения их стоимости являются: обеспечение потребности предприятий,
эксплуатирующих машины и оборудование, запасными частями для
ремонта; централизация выполнения ремонтных работ; совершенство-
вание организации ремонтного хозяйства на предприятии.
Высокая эффективность специализированного производства запас-
ных частей обеспечивается тем, что изготовление их в условиях завода,
эксплуатирующего оборудование, обходится в 3-5 раз дороже отпускной
цены на них, установленной на базе себестоимости завода — изготови-
теля оборудования. Кроме того, качество запасных частей собственного
изготовления нередко оказывается более низким, что влечет за собою
снижение их стойкости.
Централизация ремонтных работ создает предпосылки для внедре-
ния более совершенной технологии проведения ремонтно-монтажных
работ и механизации труда, что обеспечивает снижение трудоемкости
в 2-3 раза и повышение качества ремонта.
358
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
11.2. Система планово-предупредительного ремонта
оборудования
На машиностроительных заводах, как и на предприятиях других от-
раслей промышленности, работа по техническому обслуживанию и ре-
монту оборудования строится на основе системы планово-предупреди-
тельного ремонта (ППР). В основе системы лежат два принципа органи-
зации ремонтных работ — предупредительность и плановость. По этой
системе ремонтные работы являются прежде всего предупредительными
(профилактическими); они должны проводиться до того, как оборудова-
ние выйдет из строя, потеряет необходимую точность или производитель-
ность, т.е. предупреждается его внезапная (непредвиденная) остановка.
Это предполагает проведение ремонтов оборудования не от случая к слу-
чаю, а через определенные промежутки времени по специальному графи-
ку-расписанию. В этом смысле ремонт является не только предупреди-
тельным (профилактическим), но и плановым. Применение планово-пре-
дупредительного ремонта оборудования связано с дополнительными из-
держками, так как в этом случае не полностью используется ресурс
стойкости и долговечности отдельных деталей, подлежащих замене.
Однако при этом предупреждаются потери производства, связанные
с внезапным выходом оборудования из строя (срыв программы выпуска
необходимых деталей, простои других видов оборудования и рабочих,
увеличение длительности и стоимости ремонта и т.п.) Кроме того, пла-
ново-предупредительный ремонт обходится дешевле, поскольку можно
заранее подготовиться к нему, изготовить или затребовать со стороны
необходимые детали, запасные части и т.д.
Непосредственная организация ремонтных работ на заводе осущест-
вляется на основе нормативов, изложенных в справочнике «Типовая
система технического обслуживания и ремонта металло- и деревообра-
батывающего оборудования» под ред. В.И. Калягина и Ф.С. Сабирова
(М.: Машиностроение, 1988). Выдержки и некоторые нормативы из
этого справочника приводятся ниже.
Все работы по поддержанию оборудования в работоспособном со-
стоянии по системе ППР подразделяются на межремонтное обслужи-
вание и ремонтные работы.
К межремонтному обслуживанию относятся наблюдение за прави-
лами эксплуатации оборудования, его смазка, регулировка, промывка
и осмотры.
Плановые ремонты делятся на три основных вида: текущий, сред-
ний и капитальный.
Текущий ремонт (ТР) — это ремонт, при котором заменой или вос-
становлением изношенных деталей и регулировкой механизмов обес-
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства 359
печивается нормальная эксплуатация агрегата до очередного планового
ремонта.
Средний ремонт (СР) — это ремонт, при котором производится час-
тичная разборка агрегатов, капитальный ремонт отдельных узлов, замена
и восстановление значительного количества изношенных деталей, сборка,
регулировка и испытание под нагрузкой.
Капитальный ремонт (КР) — это ремонт, при котором производит-
ся полная разборка агрегатов, замена всех изношенных деталей и уз-
лов, ремонт базовых и других ответственных деталей и узлов, сборка,
регулировка и испытание агрегатов под нагрузкой.
При среднем и капитальном ремонтах точность, мощность и произ-
водительность оборудования восстанавливаются на срок до проведения
очередного ремонта.
Неплановый ремонт (HP) — это ремонт по потребности.
Аварийный ремонт (АР) — это неплановый ремонт, обусловленный
дефектами конструкции оборудования или нарушением правил его
эксплуатации.
Типовая система базируется на следующих основных показателях:
ремонтном цикле, межремонтном и межосмотровом периодах, структу-
ре ремонтного цикла, категории ремонтной сложности, условной ре-
монтной единице.
Под ремонтным циклом (Тцр) понимается период оперативного вре-
мени работы оборудования (основное время + вспомогательное) от мо-
мента ввода оборудования в эксплуатацию до первого капитального
ремонта (для действующего оборудования — между двумя очередными
капитальными ремонтами). Продолжительность ремонтного цикла опре-
деляется на основании срока службы (износостойкости) базовых деталей
и узлов оборудования, который, в свою очередь, зависит от технологиче-
ского назначения, конструктивных и размерных особенностей, интен-
сивности и условий эксплуатации, возраста оборудования. Для каждого
вида оборудования определенного технологического назначения уста-
навливается исходная величина продолжительности ремонтного цикла
(Л), которая затем корректируется в зависимости от указанных выше
факторов. Так, для легких токарных станков она принимается равной
16 800 ч, для фрезерных — 26 800 ч, для кузнечных прессов — 28 000 ч,
для основного литейного оборудования и легких формовочных ма-
шин — 8000 ч.
Другие факторы и условия учитываются поправочными коэффици-
ентами: вид обрабатываемого материала — коэффициентом ^.м, вид
материала применяемого инструмента — коэффициентом АГМ И, класс
точности — коэффициентом масса станка — коэффициентом Км с,
возраст станка — коэффициентом Къ с; год выпуска — коэффициентом
360
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
долговечности Кл. Таким образом, продолжительность ремонтного
цикла
Тцо ~ АК.О
ц«р U« М AI.rl 1>V Oi 4# д
Под межремонтным периодом (/мр) понимается период оперативно-
го времени работы оборудования между двумя смежными очередными
плановыми ремонтами (текущим и текущим, текущим и средним или
капитальным и т.д.).
Межосмотровый период (ZM0) — это время работы оборудования ме-
жду двумя очередными осмотрами или осмотром и следующим за ним
ремонтом, поскольку перед проведением любого ремонта производит-
ся осмотр оборудования.
Длительность межремонтного и межосмотрового периодов опреде-
ляется длительностью ремонтного цикла и его структурой.
Под структурой ремонтного цикла (Сцр) понимается состав и после-
довательность периодических работ по техническому обслуживанию и
ремонту оборудования в период его работы между двумя капитальными
ремонтами. Она зависит от технологического назначения оборудова-
ния, его сложности и условий эксплуатации. Чем сложнее и ответст-
веннее оборудование, тем больше в структуре межремонтного цикла
операций по техническому уходу и осмотру.
Так, по отдельным видам оборудования предусматривается следую-
щая структура ремонтного цикла (О — осмотр):
для легких металлорежущих станков (массой до Ют)
КР—О—ТР—О—ТР—О—СР—О—TP—О—ТР—О—КР (1КР, 1СР, 4ТР, 60);
для станков массой от 10 до 100 т — 1КР, 1СР, 4ТРД2О;
для станков массой свыше 100 т — 1КР, 1СР, 4ТР, 180.
Продолжительность межремонтного периода
4f.p = тр + Л ср + V-
Продолжительность межосмотрового периода
41, о s П.р /(fa с р + Лр р + лосм + 1),
где лср, /^р, иосм — количество соответственно средних и текущих ре-
монтов и осмотров в цикле.
Под категорией ремонтной сложности понимается степень сложно-
сти ремонта оборудования, которая зависит от его технологических
и конструктивных особенностей, размеров обрабатываемых деталей.
Она численно характеризует соотношение затрат труда, материалов
и других ресурсов на проведение ремонтных работ. Так, для металлоре-
жущих станков основными показателями, определяющими категорию
ремонтной сложности, являются: наибольший диаметр обрабатываемой
детали; длина (расстояние между центрами, длина расточки, наиболь-
11 Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства 361
ший ход суппорта и др.); сложность и количество силовых агрегатов,
привода.
Справочником определены категории ремонтной сложности всех
используемых моделей оборудования как по механической, так и по
электрической части. Категории ремонтной сложности изменяются
в весьма широких пределах. Если станок модели 1К62О имеет катего-
рию ремонтной сложности по механической части 12А, а по электро-
технической части 9R, то токарный станок 1682А массой 350 т по
механической части имеет категорию 143/?.
Для расчета плановой потребности в трудовых и материальных ре-
сурсах и определения времени простоя оборудования в ремонте систе-
ма ППР предусматривает использование условной ремонтной единицы,
которая численно характеризует нормативные затраты на ремонт обо-
рудования первой категории сложности.
Нормативы трудоемкости ремонтных работ по отдельным видам
оборудования приведены в табл. 11.1.
Таблица 11.1
Нормативы затрат времени на одну ремонтную единицу
Вид оборудования Вид работ Нормативы на выполнение отдельных ремонтных работ, ч
Осмотр Осмотр перед капремонтом Текущий ремонт Средний ремонт Капиталь- ный ремонт
Технологическое Слесарные 0,75 1,0 4 6 36
и подъемно- транспортное Станочные 0,1 2 3 14
Всего 0,75 М 6 9 50
В справочнике установлены нормативы затрат труда на межремонтное
обслуживание, осуществляемое специальным персоналом, в виде норм
обслуживания (количество ремонтных единиц) по видам оборудования
на одного рабочего соответствующей профессии в смену. В условиях
серийного и единичного производства для межремонтного обслужива-
ния легких металлорежущих станков предусматривается один станоч-
ник на 1650 единиц ремонтной сложности, дежурный слесарь — на
500, смазчик — на 1000.
Время простоя оборудования в ремонте также регламентируется
в виде нормативов простоя на одну ремонтную единицу в сутки.
В системе ППР предусмотрены нормы расхода основных и вспомога-
тельных материалов на все виды операций по техническому обслужива-
нию и ремонту в расчете на одну ремонтную или физическую единицу
обслуживания.
Общие затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудова-
ния состоят из затрат на зарплату, премии, на материалы и косвенных
расходов.
362
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Показатели и нормативы типовой системы рассчитаны так, что по
всем видам оборудования на предприятии, подвергаемого ремонту, должен
быть организован учет работы по количеству отработанных часов или
по какой-либо эквивалентной величине, характеризующей количество
циклов работы машины (количество изготовленных деталей). Это одно
из основных условий эффективного применения системы ППР, по-
скольку при отсутствии учета возможны либо аварийный выход обору-
дования из строя (из-за переработки сверх установленных норм), либо
проведение преждевременного ремонта, что влечет за собой дополни-
тельные потери в производстве.
На заводах используются различные установки непрерывного авто-
матизированного контроля и учета работы оборудования, которые учи-
тывают время работы и простоев, наименование деталей, время начала
и окончания их обработки. При этом в любой момент на индикаторной
панели устройства можно получить информацию о работе каждой еди-
ницы оборудования по следующим показателям: рабочее состояние
оборудования (работа или простой), наименование и количество обра-
ботанных деталей, начало запуска партии, общее количество отрабо-
танных часов, причины простоев и др.
Другим важным фактором, обеспечивающим эффективное исполь-
зование системы ППР, является научно обоснованная корректировка
ее нормативов и показателей применительно к условиям эксплуатации
конкретного оборудования и его роли в производственном процессе.
Поскольку предупредительный ремонт осуществляется еще до выхода
оборудования из строя в результате износа, а факторы, определяющие
износ в реальных условиях производства (помимо условий, учитывае-
мых коэффициентами), будут различными, то в большинстве случаев,
если строго придерживаться нормативов ППР по продолжительности
межремонтных циклов и периодов, будет выполняться преждевремен-
ный ремонт, что приведет к дополнительным затратам. В совершенно
одинаковых условиях использования оборудования время его износа
подвержено колебаниям и с достаточной степенью точности описыва-
ется законом нормального распределения. В случае предупредительно-
го ремонта замена или ремонт деталей производится раньше среднего
срока их износа на величину, равную Зег. Поскольку параметр о харак-
теризует величину среднеквадратичного отклонения от средних сроков,
то при изменении условий эксплуатации оборудования, особенно при
его недогрузке по времени и мощности, она будет увеличиваться. А это
значит, что в случае предупредительного ремонта недогруженного обо-
рудования не будет использоваться все больший и больший ресурс его
работы. Эти обстоятельства требуют анализа эффективности предупре-
дительного ремонта и выявления возможностей применения системы
ремонта по износу, т.е. условий, при которых эффективным окажется
ремонт по требованию.
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства 363
В случае предупредительного ремонта дополнительные потери из-за
внезапного выхода оборудования из строя будут отсутствовать и произ-
водство затратит только средства, равные стоимости планового ремон-
та (Рпл). При ремонте по требованию помимо затрат непосредственно
на ремонт производство понесет дополнительные потери (Ра), связан-
ные с аварийным (непредвиденным) выходом оборудования из строя
(потери в выпуске продукции, потери от простоев рабочих и оборудо-
вания других участков производства, штрафы и санкции из-за срыва
поставок, сверхурочные работы для проведения срочного ремонта и др.).
При предупредительном ремонте, исключающем аварийный выход обо-
рудования из строя, затраты на ремонт, приходящиеся на единицу вре-
мени эксплуатации оборудования,
^п.р ~ ^плДлр*
При ремонте по износу
^а.р “ (^а + ^пл)/0мр + ^4ф),
где Д/мр ~ среднее дополнительное время работы оборудования до вы-
хода из строя по износу, численно равное Зо.
Очевидно, что экономическим условием применения ремонта по
требованию должно быть неравенство Смр < СПф, или в преобразованном
виде Ра < Рдд ^2- либо Из этих формул видно, что основ-
4«р Рпл
ным фактором, определяющим эффективность той или иной системы
ремонта, является соотношение дополнительных затрат, связанных
с внезапным выходом оборудования из строя, и стоимости самого ре-
монта. Если первая величина по сравнению со второй очень мала или
равна нулю, то предупредительный ремонт оборудования невыгоден.
При определенной величине отношения PJPm эффективность ремон-
та по требованию зависит от ожидаемого среднего дополнительного
времени работы оборудования по сравнению с плановым межремонт-
ным циклом (Д/): чем оно выше, тем выгоднее практиковать данный
вид ремонта. Поскольку величина Д/ представляет собой расстояние от
точки Зег до математического ожидания среднего срока службы обору-
дования, она будет различной для разных условий эксплуатации и видов
оборудования. На рис. 11.2 показаны границы эффективности ремонта
при различных значениях Д/, /, PJP^. Как видно из рисунка, при не-
больших затратах на устранение последствий внепланового ремонта (до
10 % суммы планового) даже при незначительных колебаниях в сроках
износа оборудования выгодно практиковать ремонт по требованию,
в то время как при соотношении затрат более 1:1 такой ремонт невыгод-
364
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Рис. 11.2. Изменение эффективности разных видов ремонта при различных соотношениях
дополнительного времени работы оборудования и длительности ремонтного цикла
но применять даже при дополнительной работе оборудования с большей
длительностью ремонтного цикла.
Поскольку затраты на устранение последствий внепланового ре-
монта для оборудования одного и того же типоразмера будут различны
в зависимости от того, какую роль оно играет в производственном про-
цессе, то на одном и том же предприятии для ремонта станков одной
и той же модели на одних участках производства может практиковаться
предупредительный ремонт, а на других — ремонт по требованию. По-
этому для загруженного оборудования, являющегося «узким местом»
в производственном процессе, где затраты на устранение последствий
аварии особенно высоки, должна применяться только система ППР,
тогда как для малозагруженного может использоваться система ремон-
тов по требованию. Планирование последних должно осуществляться
на основании средних ожидаемых сроков износа, которые являются
вероятностной величиной. Для такой дифференциации соответствую-
щая служба предприятия должна осуществить технико-экономический
анализ, учитывая условия эксплуатации оборудования на конкретном
участке производства.
Система ППР, разработанная в СССР еще в довоенное время, полу-
чила широкое распространение во многих странах, в частности в США.
Ее применение позволило не только стабилизировать, но и снизить
долю затрат на ремонт и обслуживание оборудования.
11 Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
365
11.3. Организация технического обслуживания
оборудования
Первичное техническое обслуживание оборудования выполняет пре-
жде всего производственный персонал, работающий на нем (токари,
фрезеровщики, расточники, штамповщики, машинисты, формовщики,
вагранщики и т.д.). Рабочий должен вести наблюдение за работой обо-
рудования (показания контрольно-измерительных приборов, степень
нагрева узлов, состояние механизмов управления и т.п.) в течение рабо-
чей смены, предупреждать попадание абразивных материалов на трущие-
ся поверхности, следить за уровнем масла, характером шума в редукторах,
шестеренчатых передачах и т.д. Кроме того, он должен выполнять опе-
рации по уходу (очистка от грязи и стружки, уборка отходов, мешаю-
щих нормальной работе оборудования, ежедневная смазка, проверка
надежности крепления отдельных соединений, устранение мелких не-
исправностей, соблюдение режима эксплуатации в соответствии с техно-
логическим процессом и паспортными данными оборудования и т.д.).
Время на надзор и уход за оборудованием предусматривается в составе
штучного времени. Кроме того, для этих целей используются технологи-
ческие паузы и свободное время рабочего-станочника во время машин-
но-автоматической работы оборудования. К мероприятиям, обеспечи-
вающим высококачественный надзор и уход за оборудованием, следует
отнести: разработку и внедрение в жизнь правил регламентированного
ухода за оборудованием, закрепление его за определенными рабочими;
премирование за отличное состояние станка; контроль со стороны цехо-
вого линейного руководства за качеством ухода и эксплуатации обору-
дования. Кроме того, поддержанию оборудования в работоспособном
состоянии должно способствовать установление четкого порядка сдачи
и приемки оборудования рабочими из смены в смену. Рабочий преды-
дущей смены по ее окончании должен очистить, смазать оборудование,
устранить мелкие неисправности и сдать его сменщику на ходу.
Кроме рабочих-станочников повседневный надзор и уход за обору-
дованием осуществляет дежурный ремонтный персонал (дежурные сле-
сари, смазчики, шорники, электрики и др.). Контроль за качеством
надзора и ухода ведут руководители цехового и общезаводского ре-
монтного хозяйства (мастер, механик, инженер-электрик, а также ин-
спекторы отделов главного механика и энергетика).
Дежурный персонал осуществляет надзор за оборудованием в тече-
ние смены, а также выполняет ряд периодических операций по уходу
(замена и пополнение масел, регулировка, проверка точности, осмотры,
промывки).
Дежурные слесари должны в начале и конце смены осматривать за-
крепленные за ними станки и заносить результаты осмотра в журнал,
366
Раздел 111. Основы организации вспомогательного процесса
в котором отмечаются состояние оборудования и его неисправности.
Кроме того, в течение всей смены они должны периодически обходить
свой участок с целью проверки соблюдения станочниками правил ухода
за оборудованием, а также своевременного выявления и устранения не-
исправностей. Неустраненные неполадки фиксируются в журнале, данные
которого служат указанием для следующей смены. Записи в журнале
являются материалом для учета и анализа причин, вызывающих неисправ-
ности оборудования, для выявления дефектов в работе отдельных узлов
и агрегатов, определения межосмотровых и межремонтных периодов.'
Дежурный смазчик должен следить за исправностью маслопроводов
и смазочных систем, своевременной ежедневной смазкой оборудования
производственным персоналом и ее качеством, осуществлять периоди-
ческую смазку по графику, собирать и направлять на регенерацию от-
работанные масла.
Дежурный элекгрослесарь осуществляет работы по надзору и уходу
за электрической частью оборудования.
При наблюдении за оборудованием в течение смены дежурный пер-
сонал должен обратить внимание на то, чтобы при его работе не было
необычных шумов, интенсивного нагревания подшипников и других
трущихся поверхностей, чтобы смазочные устройства обеспечивали по-
ступление смазочного материала во все требующие ее узлы, была пре-
дупреждена утечка масла, были исправны ограждающие средства и кон-
трольные приборы.
Работа дежурного персонала имеет в основном профилактический
характер, поэтому наблюдать за исправностью оборудования и обхо-
дить участок с закрепленным оборудованием необходимо систематиче-
ски, по специальному графику и разработанному маршруту. Дежурный
персонал (слесарь, смазчик, электрослесарь и др.) должен своевремен-
но являться по вызову рабочего-станочника. Вызов может быть сделан
с помощью специальных технических средств, которые одновременно
автоматически фиксируют время простоя оборудования с указанием
его причин. Проверка качества дежурного обслуживания оборудования
возлагается на мастера или механика цеха и контролируется инжене-
ром отдела главного механика.
Основными показателями качества и эффективности дежурного об-
служивания являются: безаварийная работа оборудования, исключаю-
щая его неплановые простои; минимальные простои оборудования,
связанные с уходом за ним и устранением мелких неисправностей;
экономное расходование вспомогательных материалов; снижение пря-
мых и косвенных затрат на обслуживание.
К периодическим профилактическим операциям по уходу за обору-
дованием относятся: периодические осмотры, промывка, замена и по-
полнение масел, проверка на точность и жесткость, регулировка и др.
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
367
Для каждого вида оборудования устанавливается структура цикла
периодического обслуживания (Сц.о), которая показывает перечень и ко-
личество операций технического обслуживания в цикле. Например:
Г = о — АС -С — О - 2Р - О
'-'ц.о vynep ^ч-'поп '-'зам wnep.4 wnepj
где Опер — периодический осмотр; Споп — пополнение масел; Сзам — за-
мена смазки; Опер.ч — периодический частичный осмотр; Р — регули-
ровка механизмов.
Промывка заключается в удалении с узлов и деталей оборудования
грязи, металлической и абразивной пыли, отходов. При периодической
промывке выполняются следующие работы: промывка картеров, ванн
и отстойников; промывка и прочистка всех смазываемых отверстий
и масленок, предохранительных фильтров смазочной системы, масло-
проводов; заправка всех смазываемых отверстий, масленок и емкостей
свежей смазкой. Промывке подвергаются прежде всего агрегаты, рабо-
тающие в запыленной, загрязненной или абразивной среде. Перечень
агрегатов и отдельных узлов, подвергающихся промывке, а также ее пе-
риодичность устанавливаются отделом главного механика на основании
инструкций заводов-изготовителей и условий эксплуатации оборудова-
ния. Промывка осуществляется в нерабочие смены и выходные дни.
Периодичность промывки зависит от вида оборудования и условий его
эксплуатации. Например, литейное оборудование подвергается про-
мывке примерно через 50 ч работы, металлорежущие станки, работающие
с абразивными инструментами, — через 100, а с металлорежущими —
через 150 ч.
Замена и пополнение масел производится через определен-
ный период на всем оборудовании с централизованной и картерной
системами смазки по специальному графику, предусматривающему со-
вмещение этих работ с промывками, осмотрами и плановыми ремонта-
ми. При этом предусматривается ежесменное смазывание для создания
нормальных условий работы и предупреждения преждевременного из-
носа трущихся поверхностей, пополнение масел в редукторах и резер-
вуарах и замена смазочных материалов в редукторах и резервуарах
через определенное время работы по карте смазки.
Проверка геометрической точности устанавливает соответ-
ствие степени точности оборудования требованиям, предъявляемым
ГОСТами, или техническим условиям. Ей подвергается прецизионное
и финишное оборудование, а также некоторые виды оборудования,
встроенного в автоматические линии, по перечню, установленному
главным технологом завода, с периодичностью, предусмотренной главным
механиком. Проверка геометрической точности выполняется с привле-
чением ремонтных слесарей после плановых ремонтов с целью преду-
преждения брака и аварий.
368
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Проверка жесткости проводится после среднего или капиталь-
ного ремонта металлорежущих станков по нормам, указанным в ГОСТах.
Осмотры проводятся с целью проверки состояния оборудования,
устранения мелких неисправностей, выявления деталей, подлежащих
замене при очередном плановом ремонте. Если обнаружена неисправность
оборудования, исключающая возможность его дальнейшей эксплуатации,
выполняется очередной ремонт без соблюдения срока, предусмотрен-
ного межремонтным периодом.
Различают плановый осмотр, который выполняется по графику для
проверки состояния всех узлов и накопления информации об износе
деталей, ежесменный осмотр для фиксации изменения состояния ма-
лонадежных деталей и соблюдения правил эксплуатации, периодиче-
ский частичный осмотр через определенное количество часов работы
оборудования на основе карты технического обслуживания.
Осмотры проводят ремонтные слесари, в необходимых случаях при-
влекаются рабочие-станочники. Наряду с выявлением дефектов, подле-
жащих устранению при проведении предстоящего планового ремонта,
при осмотре устраняются мелкие неисправности и выполняются регули-
ровочные работы (затяжка подшипников, регулировка плавности пере-
мещения столов, суппортов, ползунов, мелкий ремонт систем охлажде-
ния и смазки, оградительных устройств, подтяжка тормозов и др.),
а также разборка и промывка узлов, указанных в операции «промывка».
Выполнение этих работ обеспечивает нормальную точность, производи-
тельность и устойчивость работы оборудования до очередного ремонта.
Поддержание чистоты оборудования необходимо для предупрежде-
ния преждевременного износа его открытых поверхностей и соблюде-
ния эстетики рабочего места.
Регулировка механизмов, устройств, элементов, включающая замену
быстроизнашивающихся деталей и подтяжку подшипников и крепеж-
ных деталей, выполняется с целью сохранения первоначальной произ-
водительности и точности оборудования, а также для облегчения труда.
Одним из важнейших элементов технического обслуживания обору-
дования является его смазка. Своевременная и качественная смазка
уменьшает износ деталей и узлов, снижает расход энергии на преодоле-
ние трения, способствуя продлению межремонтного периода и умень-
шению расходов на эксплуатацию оборудования. Это обстоятельство,
а также значительные затраты на смазочные материалы требуют разра-
ботки мероприятий по эффективной организации смазочного хо-
зяйства.
Правильная организация смазочного хозяйства предполагает реше-
ние следующих основных вопросов: установление режима смазки; вы-
бор смазочных материалов и методов выполнения операций по смазке
(регламентация обязанностей персонала, производящего смазку); хра-
нение и выдача смазочных материалов, а также сбор и регенерация их.
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
369
Режим смазки определяется видом смазочных материалов для каж-
дой точки смазки, периодичностью смазки или замены масла и норма-
ми расхода смазочных материалов. Он устанавливается на основании
инструкции завода — изготовителя оборудования и опыта эксплуата-
ции на самом предприятии.
Режим смазки фиксируется в специальной карте смазки, которая
представляет собой эскиз (схему) оборудования с указанием точек смазки.
Карта содержит подробную спецификацию, в которой указываются:
все узлы, включающие точки смазки (с указанием их количества); вид
и нормативы расхода применяемых смазочных материалов; периодич-
ность смазки; перечень инструментов и приспособлений, необходимых
для выполнения операций смазки. Кроме того, указывается цвет, в ко-
торый должны быть выкрашены точки смазки в соответствии с видом
применяемого материала. Карты смазки используются в качестве инст-
рукции для смазчиков при составлении цеховых графиков замены мате-
риалов в системах централизованной смазки, при определении потребно-
сти в смазочных материалах и организации работ по сбору и регенерации
отработанных масел.
Регламентация работ смазочного персонала заключается в установ-
лении на каждый день перечня оборудования и точек смазки, а также
в выборе маршрута перемещения в процессе выполнения работ, что
фиксируется в программе-наряде, выдаваемой каждому смазчику.
Сбор и регенерация отработанных масел — один из наиболее
эффективных путей экономии смазочных материалов. Отработанные
масла собирают по видам и маркам. Собранные масла отправляются
в специальной таре на регенерационную станцию, обеспечивающую
полное восстановление их физико-химических свойств.
Одним из важнейших условий, обеспечивающих высококачествен-
ное и экономичное техническое обслуживание оборудования, является
правильный выбор системы оплаты труда рабочих, осуществляю-
щих его. Наиболее эффективной признана нормативная система. Ее
суть заключается в том, что все виды технического обслуживания обо-
рудования закрепляются за определенной бригадой, которая должна
обеспечить гарантийный срок его работы от одного планового ремонта
до другого. За работу предусматривается заработная плата и премия,
которая полностью выплачивается бригаде только при условии обеспе-
чения бесперебойной работы оборудования и выполнения плана пе-
риодических работ в течение определенного времени. При нарушении
этих условий премия уменьшается. Фактический заработок распреде-
ляется между членами бригады по коэффициентам трудового участия.
Такая система оплаты обеспечивает повышение качества обслужива-
ния и стимулирует выполнение работ меньшим штатом, что способст-
вует снижению трудоемкости обслуживания.
24 Зак. 2150
370
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
11.4. Организация ремонта оборудования
Ремонт оборудования требует тщательной конструкторской, техно-
логической, материальной и организационной подготовки.
Конструкторская подготовка ремонтов состоит в определении
номенклатуры сменных деталей и узлов ремонтируемого оборудования,
составлении альбома чертежей, а также в установлении ремонтных раз-
меров изнашивающихся деталей, замена которых новыми невозможна
или экономически невыгодна.
К сменным деталям относят детали, заменяемые при ремонте новы-
ми или восстановленными. Необходимые данные о каждой сменной
детали заносятся в карточку-паспорт и поагрегатную спецификацию —
сводку сменных деталей.
Паспорт детали является основным документом, на базе которого
осуществляется планирование и организация изготовления деталей и ре-
монтов оборудования. Он должен содержать характеристику детали:
1) как конструкторской единицы (наименование, размеры, материал,
масса, свойства); 2) как части того или иного агрегата либо оборудова-
ния (наименование узла, агрегата или оборудования, количество дета-
лей в узле и агрегате, срок службы детали и т.д.); 3) как объекта
изготовления и учета (номер чертежа, нормы времени на изготовление
по операциям, стоимость детали, норма запаса, место хранения и др.).
Важнейшей характеристикой сменных деталей является срок служ-
бы (стойкость), который определяется временем их работы с момента
установки до естественного износа. Он измеряется в часах, месяцах
и зависит от конструкции оборудования и деталей, характера дейст-
вующих на них нагрузок, материала, точности и методов обработки,
условий и интенсивности эксплуатации и др. Как правило, срок служ-
бы определяется по опытно-статистическим данным на основании за-
писей о замененных деталях по каждому типу оборудования, а также
данных об общем расходе деталей на ремонт за определенный период.
Срок службы
= ^месЛа^д/ Р ?
где кмсс — количество месяцев в рассматриваемом периоде; ка — коли-
чество однотипных агрегатов, на которые поставлены детали данного
наименования; — количество однотипных деталей в агрегате; Р —
расход деталей в течение рассматриваемого периода.
В ряде случаев срок службы сменных деталей может устанавливать-
ся заводом—изготовителем оборудования по результатам специальных
испытаний (стендовых, эксплуатационных и др.).
11 Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства 371
Альбом чертежей сменных деталей содержит: перечень документов,
паспорта и схемы (кинематическая, электрическая, гидравлическая
и смазки); чертежи общего вида оборудования; сборочные чертежи ме-
ханизмов и узлов и рабочих сменных деталей; спецификацию стандарт-
ных и стандартизованных покупных деталей (подшипников, ремней,
цепей, крецежа, аппаратуры и др.). В альбоме чертежей указываются
инвентарные номера агрегатов, находящихся в эксплуатации на заводе.
Он используется при организации эксплуатации оборудования, при
разработке технологии ремонта и изготовления сменных деталей, уста-
новлении ремонтных размеров, проведении работы по стандартизации
и унификации деталей и модернизации оборудования. Кроме альбома
необходимо иметь некоторое количество светокопий рабочих чертежей
для выдачи заказов на изготовление сменных деталей. Стоимость аль-
бома чертежей сменных деталей на один станок весьма высока, поэто-
му создание таких альбомов лучше всего было бы поручить заводам —
изготовителям оборудования или специализированным конструктор-
ско-технологическим бюро по ремонту оборудования.
Технологическая подготовка ремонта заключается в разра-
ботке технологических процессов ремонтных работ, изготовления и вос-
становления сменных деталей, ремонта базовых деталей (включая раз-
работку чертежей заготовок, проектирование приспособлений и норм
расхода материалов), а также в разработке инструкций по техническо-
му обслуживанию и установлении норм времени на выполнение ре-
монтных операций и изготовление отдельных деталей.
Технологический процесс ремонта оборудования разрабатывается
на основе типового перечня работ, подлежащих выполнению при плано-
вом ремонте. Такой перечень содержится в нормативах типовой системы
для каждого вида оборудования (металлорежущего, деревообрабатываю-
щего, кузнечно-прессового и др.). Так, типовой перечень по капиталь-
ному ремонту металлорежущего оборудования предусматривает выпол-
нение восемнадцати основных операций.
Карты технологических процессов составляются как типовые для
всех случаев ремонта оборудования определенной модели и включают:
перечень и последовательность операций разборки и сборки агрегата
и его отдельных узлов; указания по наиболее рациональному выполнению
сложных и специфических операций, проверке на точность, регулиров-
ке и испытанию; перечень применяемых приспособлений, инструмен-
та; количественный и профессиональный состав ремонтной бригады;
нормы времени, нормы расхода запасных частей и материалов.
При разработке типовых процессов ремонта должна быть преду-
смотрена максимальная механизация основных и подъемно-транспорт-
ных операций (замена ручного шабрения, опиливания и других подобных
операций механической обработкой, применение переносных механи-
24*
372 Раздел HI. Основы организации вспомогательного процесса
ческих машин и инструмента, а также мостовых и консольных кранов,
погрузчиков и т.п.).
На основе типовых технологических процессов разрабатываются
типовые календарные графики выполнения отдельных операций по ре-
монту и загрузке каждого члена ремонтной бригады с указанием трудо-
емкости и длительности операций, категории ремонтной сложности.
Типовые графики привязываются к календарному времени планируе-
мого периода.
Материальная подготовка предусматривает заблаговременное
обеспечение предстоящего ремонта всем необходимым, и в первую
очередь сменными деталями. Часть сменных деталей относится к кате-
гории запасных частей.
Запасными частями называют сменные детали, которые заранее
приобретаются или изготавливаются для замены при ремонте станков
и хранятся на складе. К этой категории относятся детали, потребляе-
мые более или менее регулярно в значительном количестве. Это прежде
всего быстроизнашивающиеся детали с малым сроком службы, унифи-
цированные детали, стандартизованные детали и узлы (подшипники,
ремни, насосы, крепеж и др.), а также детали уникального оборудования,
направляемые заводом-изготовителем в качестве страхового резерва на
случай возможного выхода их из строя. Запасные части хранятся на
центральном складе запасных частей отдела главного механика; их
производство или приобретение, а также движение регулируют по сис-
теме максимум-минимум, рассмотренной в § 10.4. Для этого по каждому
наименованию деталей устанавливаются минимальный и максимальный
запасы и точка заказа.
Все остальные детали, имеющие большой срок службы (1,5-2 года
и более) и расходуемые в отдельных экземплярах, изготавливаются по
индивидуальным заказам с учетом длительности производственного
цикла их обработки и сроков начала ремонта, т.е. с учетом необходи-
мых опережений запуска их по отношению к началу ремонта.
При планировании производства запасных частей должны быть пре-
дусмотрены мероприятия по максимально возможному повторному ис-
пользованию некоторых деталей после их восстановления, что обеспе-
чивает снижение затрат на проведение ремонта, так как стоимость
восстановленных деталей значительно ниже, чем новых.
Организационная подготовка состоит в определении трудоем-
кости предстоящих ремонтов в планируемом периоде, подборе бригад
по составу и квалификации, обеспечении ритмичной загрузки ремонт-
ных рабочих в течение планового периода, а также в согласовании планов
ремонта с планом выпуска продукции, т.е. согласовании в пространстве
и во времени основного и вспомогательного процессов, которое осуще-
ствляется с помощью годового плана-графика ремонта оборудования
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
373
по цеху, а по особо уникальному оборудованию — согласованием ос-
новных и вспомогательных работ и по смежным цехам.
Годовой план-график ремонта оборудования разрабатывается отделом
главного механика по каждому цеху и утверждается главным инжене-
ром завода. В нем дается перечень всех инвентарных единиц оборудо-
вания и указывается характер ремонтных работ, которые должны быть
осуществлены в текущем году, с указанием календарного срока их вы-
полнения (табл. 11.2).
Предварительные сроки выполнения ремонтов определяются по нор-
мативам в соответствии с длительностью ремонтного цикла, межре-
монтного или межосмотрового периода. Кроме того, на графике указы-
вается трудоемкость ремонта по слесарным работам (по операциям),
а также длительность простоя оборудования в ремонте. Итоговые дан-
ные, приведенные в столбцах 19 и 20 табл. 11.3, служат исходными дан-
ными для расчета численности слесарей, станочников и рабочих других
профессий. Общее среднее количество рабочих данной профессии, не-
обходимое на год, определяется по формуле
где 2Н_Ч — общий объем ремонтных работ на год, нормо-ч; Ф — годовой
фонд работы одного работника, ч.
Для равномерной загрузки слесарей по ремонту оборудования в те-
чение года необходимо скорректировать график ремонта таким обра-
зом, чтобы объем работ в нормо-часах по месяцам был примерно
одинаковым (с учетом количества рабочих дней в каждом месяце). Для
этого следует часть ремонтных работ из месяца со значительным пре-
вышением объема в нормо-часах перенести на месяцы с недогрузкой
рабочих. Однако ремонт взаимосвязанного оборудования, например на
поточной линии, должен выполняться одновременно. По данным, при-
веденным в столбце 21 табл. 11.2, определяется среднее количество
единиц оборудования, постоянно находящегося в ремонте. Оно равно
частному от деления общего числа суток простоя на среднее номиналь-
ное количество рабочих дней в году. Отношение количества станков,
находящихся в ремонте, к общему их количеству в цехе характеризует
долю потерь номинального фонда времени работы оборудования из-за
простоя в ремонте.
На основе годового плана-графика ремонтов и фактического его
выполнения составляется месячный план-график ремонта оборудования,
который служит базой для разработки календарных планов ремонта ка-
ждого агрегата и организации труда ремонтных бригад. Месячный план
ремонта согласуется с планом выпуска основной продукции на данный
месяц.
374
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Годовой план-график ремонта оборудования
Наименование оборудования Инвентарный номер Категория ремонтной сложности Дата последнего капитального ремонта Последний ремонт
Вид Дата
1 2 3 4 5 6
Токарно-винторезный станок 1А62 571 10 Октябрь 2000 г. ТР Апрель 2005 г.
Токарно-винторезный станок 16К20 841 12 Июль 2005 г. КР Июль 2005 г.
Итого:
слесарных работ
суток простоя
Состав рабочих бригад по ремонту конкретного типа оборудования
зависит от трудоемкости и вида ремонта. Для каждого вида ремонта
и типа оборудования устанавливается определенное нормативное ко-
личество рабочих в бригаде исходя из оптимального фонда работ, обес-
печивающего полную загрузку ремонтников в течение рабочего дня.
При прочих равных условиях желательно (для более точного учета ре-
зультатов работы и стимулирования высокого качества ремонтов) иметь
меньшую численность бригады. Обычно создаются комплексные бри-
гады, обеспечивающие выполнение всего комплекса работ по ремонту.
Так, при проведении капитального ремонта металлорежущих станков
малой и средней сложности в состав бригады обычно входят три чело-
века. При выполнении большого объема ремонтных работ однотипного
оборудования (при наличии его на заводе не менее 50—70 единиц) мо-
жет оказаться целесообразным создание специализированных бригад
по выполнению отдельных ремонтных операций (разборка, дефекта-
ция, сборка, ремонт гидроаппаратуры, ремонт направляющих поверх-
ностей, испытания и др.). Такая специализация создает условия для
внедрения серийной технологии ремонта, обеспечивающей более вы-
сокую производительность труда, снижение себестоимости ремонта,
повышение его качества и уменьшение простоев оборудования.
При организации труда ремонтных рабочих большое значение имеет
правильный выбор системы оплаты. На практике применяются самые
различные системы, однако наиболее эффективной следует считать
нормативную оплату с выплатой премий за сокращение простоев обо-
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
375
Таблица 11.2
механического цеха № 2 на 2006 г.
Вид ремонта, его трудоемкость по слесарным работам, нормо-ч (числитель) и простой по месяцам года, сут. (знаменатель) Итого
I IV X XII слесар- ных работ, нормо-ч станочных работ, станко-ч суток простоя
7 10 16 18 19 20 21
ТР— 23 3100 220 ТР— V 3100 220 КР — 10 3100 220 3000 220 400 48 3 650 120 24 23 850 12,5 2,7 2 540
рудования и безотказную его работу в течение межремонтного периода
(см. §11.3).
Изношенные детали можно заменять двумя основными методами —
индивидуальным и узловым. При индивидуальном методе в узле,
подлежащем ремонту, заменяются отдельные изношенные детали, а ис-
правные остаются в эксплуатации до очередного ремонта. При узло-
вом методе дефектный узел или агрегат станка целиком заменяется
новым или отремонтированным. Снятые с агрегата дефектные узлы ре-
монтируются в специальных мастерских в условиях серийного произ-
водства. Это сокращает длительность простоя оборудования в ремонте,
обеспечивает снижение трудоемкости ремонта, хотя требует создания
оборотного фонда узлов и деталей.
Ремонтные работы могут осуществляться в трех формах: централи-
зованной, децентрализованной, смешанной.
При централизованной форме как изготовление запасных час-
тей, так и все работы по ремонту оборудования выполняются силами
ремонтного или ремонтно-механического цеха завода (подчиненного
главному механику), имеющего в своем составе специализированные
ремонтные бригады, а межремонтное обслуживание осуществляется
дежурными бригадами цеха, эксплуатирующего оборудование.
При децентрализованной форме все виды ремонтных работ
и изготовление части сменных деталей осуществляются силами цеховых
ремонтных служб, возглавляемых механиком цеха. Ремонтно-механи-
ческий цех завода изготавливает лишь наиболее широко применяемые
376
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
запасные части и выполняет работы по капитальному ремонту и модер-
низации сложного и крупного оборудования.
При смешанной форме ремонтные работы выполняются как
цеховой ремонтной службой, так и ремонтно-механическим цехом. За
последним закрепляется изготовление всех запасных частей и выпол-
нение капитальных ремонтов оборудования.
11.5.0 передовом зарубежном опыте эксплуатации
и ремонта оборудования
Система ППР как в нашей стране, так и в большинстве развитых
стран (например, в США) не предусматривает непосредственного участия
производственного персонала (станочников, операторов, машинистов
и др.) в выполнении периодических работ по техническому обслуживанию
и ремонту оборудования. Однако многие японские предприятия делают
небезуспешную попытку привлечь этот персонал к выполнению таких
операций. Используются две основные системы: система эксплуатации
оборудования (СЭО), при которой техническое обслуживание и ремонт
осуществляется только специальным ремонтным персоналом, и общая
эксплуатационная система (ОЭС), при которой к техническому обслу-
живанию привлекается и производственный персонал.
Передовые предприятия Японии используют ОЭС, которая базиру-
ется на так называемом принципе 5С: 1) сейри (организованность);
2) сейтон (опрятность); 3) сейсо (чистота); 4) сейкаду (чистоплотность);
5) ситсуке (дисциплина). В результате осуществления этого принципа
обеспечивается высокая культура технического обслуживания и чистота
рабочих мест.
Суть ОЭС состоит в том, что операторы, работающие на оборудова-
нии, осуществляют и его техническое обслуживание. Эта система направ-
лена на минимизацию неполадок в работе оборудования, что сводит
простои к минимуму, благодаря чему уменьшаются расходы на экс-
плуатацию оборудования, возрастает его производительность и улуч-
шается качество продукции.
Так, при использовании ОЭС на предприятиях «Тойоты» продол-
жительность предусмотренных остановок оборудования снизилась с 1000
до 20 ч в месяц, доля некачественных деталей — с 1 до 0,1 %, а издерж-
ки на обслуживание оборудования уменьшились на 30 %.
По мнению японских специалистов, применение ОЭС не только
обеспечивает максимальное использование оборудования, но и охва-
тывает весь его жизненный цикл, вовлекает в работу весь персонал, от
руководителя до рядовых рабочих, обеспечивает систему эксплуатации
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства 377
оборудования через деятельность так называемых мелких групп, на ко-
торые возлагается ответственность за использование и обслуживание
оборудования.
Внедрение и широкое использование ОЭС, обеспечивающей авто-
номное обслуживание оборудования, требует осуществления ряда круп-
ных организационных и воспитательных мероприятий, способствующих
повышению квалификации рабочих, совершенствованию оборудования
и повышению престижа фирмы (рис. 11.3). Как видно из рисунка, вне-
дрение ОЭС предполагает прежде всего обучение и воспитание рабочих,
эксплуатирующих оборудование. Обычно оно осуществляется в семь
основных этапов.
На первом этапе рабочие обучаются первоначальным навыкам
чистки оборудования (чистка, смазка, наладка, устранение мелких де-
фектов и т.п.).
На втором этапе они учатся предупреждать поломки и неполадки
оборудования (предотвращение загрязнения, сокращение времени на
чистку и смазку и т.д.).
На третьем этапе создаются нормативы по уходу за оборудовани-
ем (правила ухода, наладки, содержания в чистоте и др.).
На четвертом этапе осуществляется контроль за состоянием обо-
рудования со стороны службы механика (обучение методам контроля
за состоянием оборудования, соблюдению инструкций, выявлению и уст-
ранению дефектов и др.).
Пятый этап — это проверка самоконтроля за работой оборудова-
ния на основе карт автономного обслуживания и обучения.
Нашестом этапе обеспечивается организованность и опрятность
в использовании оборудования путем проверки на рабочем месте, вклю-
чая нормирование использования инструмента и оснастки, содержание
оборудования в исправности.
На седьмом этапе завершается освоение системы самостоятельного
обслуживания оборудования и соблюдения всех правил его использова-
ния, выявления поломок и дефектов, а также анализируются рацпредло-
жения рабочих по совершенствованию эксплуатации и обслуживания.
ОЭС, применяемая на передовых предприятиях, предполагает анализ
потерь при использовании оборудования. При этом выделяют шесть
видов потерь: 1) поломка оборудования; 2) установка и наладка инст-
румента и приспособлений; 3) работа вхолостую; 4) работа в неполном
режиме (пониженная скорость, подача и т.д.); 5) нарушение технологи-
ческого процесса (брак, дефекты изделий); 6) невыполнение норм вы-
работки. Схематически этот анализ показан на рис. 11.4. Как видно из
схемы, значительные потери происходят при наладке оборудования.
Так, на предприятиях «Тойоты» на смену и наладку штампов сначала
затрачивалось 3—4 ч, а сейчас — 3 мин благодаря разделению работы на
Рис. 11.3. Основное содержание ОЭС
Общая эффективность использования оборудобания
К* - • /С • Кк = 0.875- 0,476 0,98 = 40,8 %
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства
Рис, 11.4. Схема анализа потерь при использовании оборудования
со
380
Раздел III Основы организации вспомогательного процесса
две части: внешняя переналадка и внутренняя. Внешняя переналадка
осуществляется вне пресса. Заранее выполняются все работы по налад-
ке штампа, опробуется его работа. Затем тщательно подготавливаются
все зажимные приспособления, чтобы на рабочем месте, т.е. на прессе,
работа состояла только в снятии предыдущего штампа и установке но-
вого без подгонки и опробования.
Внутренняя переналадка состоит из установки нового штампа на
пресс (при остановленном прессе).
11.6. Заводские подразделения ремонтного хозяйства
Во главе ремонтного хозяйства машиностроительного завода стоит
главный механик, подчиненный непосредственно главному инженеру
или директору. На крупных заводах, потребляющих электрическую мощ-
ность более 2 тыс. кВт, может быть организован самостоятельный отдел
главного энергетика. В таком случае все функции по организации тех-
нического обслуживания и ремонта энергетического оборудования воз-
лагаются на этот отдел.
Структурная схема организации ремонтной службы на машино-
строительном заводе показана на рис. 11.5. Штатное количество работ-
ников ОГМ зависит от группы завода по суммарному числу ремонтных
единиц на заводе.
Рис. 11.5. Структурные подразделения ремонтного хозяйства машиностроительного завода
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного хозяйства 381
Главный механик руководит работой отдела и подчиненных ему цехов
(цех запчастей, ремонтно-механический и др.), а также осуществляет
функциональное руководство цеховыми ремонтными службами и ко-
ординирует всю работу по техническому обслуживанию и ремонту обо-
рудования на заводе.
На крупных заводах с большим парком оборудования и значительным
объемом ремонтных работ главный механик имеет в своем подчинении
двух заместителей (по эксплуатации и уходу за оборудованием и по ре-
монтным цехам), каждый из которых непосредственно руководит соот-
ветствующими подразделениями аппарата отдела главного механика (ОГМ).
Функции ОГМ при разных формах организации ремонтного хозяйства
несколько различаются. При децентрализованной форме ОГМ непо-
средственно не осуществляет ремонт оборудования, поэтому его функции
ограничиваются лишь подготовкой ремонтных работ (технической, ма-
териальной и организационной). При централизованной форме ОГМ
выполняет ремонт силами подчиненных ему цехов и ремонтных баз.
ОГМ состоит из ряда функциональных подразделений — бюро (пла-
ново-предупредительного ремонта, конструкторско-технологического,
планово-производственного).
Бюро планово-предупредительного ремонта (БППР) ор-
ганизует работу, связанную с подготовкой ремонтов, планирует все
виды ремонтных и профилактических работ по технологическому и подъ-
емно-транспортному оборудованию, руководит работами по эксплуата-
ции и ремонту оборудования, созданию парка запасных частей, учету
оборудования, разрабатывает мероприятия по механизации ремонтных
работ, составляет сводные графики ремонта оборудования. Свои функ-
ции БППР осуществляет через отдельных исполнителей или группы
специалистов. На крупных заводах в составе бюро организуются сле-
дующие группы: инспекторская, учета и хранения оборудования, по за-
пасным частям, смазочного хозяйства, кранового оборудования.
Конструкторско-технологическое бюро (КТБ) осуществ-
ляет весь комплекс работ, связанных с технической подготовкой ре-
монтных работ, в частности обеспечивает получение или разработку
альбомов чертежей, проектов модернизации оборудования, технологи-
ческих процессов на выполнение ремонтных операций и изготовление
сменных деталей, карт проверки точности оборудования, карт смазки,
проведение мероприятий по механизации ремонтных работ, организует
изучение, обобщение и передачу передового опыта в ремонтном деле.
Бюро состоит из следующих групп: конструкторской, технологической,
паспортизации, технического архива.
Планово-производственное бюро (ППБ) выполняет функции
по планированию, регулированию, анализу и контролю производст-
венной и экономической деятельности всех звеньев ремонтной службы
382
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
завода, в частности технико-экономическое и оперативное планирова-
ние работы цехов, непосредственно подчиненных О ГМ, в том числе
планирование производства запасных частей и ремонтов оборудова-
ния, оформляет заказы (включая срочные), составляет годовые, квар-
тальные и месячные планы, устанавливает лимиты на материалы по
цехам, уточняет нормы их расхода, составляет сводные отчеты по вы-
полнению планов работы, выявляет непроизводительные затраты и раз-
рабатывает меры по их устранению.
Ремонтное хозяйство в цехе возглавляет механик цеха, администра-
тивно подчиненный начальнику цеха. Двойное подчинение руководи-
теля цеховой ремонтной службы (административно — начальнику цеха,
функционально — главному механику завода) нельзя признать удач-
ным. Правильнее было бы, если бы всеми подразделениями ремонтной
службы завода руководил главный механик. Механик цеха имеет в сво-
ем подчинении мастеров и бригадиров (которые, в свою очередь, воз-
главляют бригады рабочих, выполняющих работы по обслуживанию
и ремонту оборудования), мастеров по смазке, крановому оборудова-
нию, энергетическим коммуникациям, а также сменных мастеров по
ремонтному обслуживанию оборудования. Последние возглавляют ра-
боты по надзору, уходу, эксплуатации оборудования, а при децентрали-
зованной форме — и его ремонт. Мастерам подчиняются дежурные
и ремонтные слесари, закрепленные за определенными участками.
12. Организация энергетического хозяйства
12.1. Характер энергетических процессов и энергоносители
на машиностроительном предприятии
Современное машиностроительное предприятие является крупным
потребителем энергии различных видов. Доля энергетических затрат
в общих издержках достигает 10 % и более. При этом уровень энерго-
вооруженности труда является одним из важнейших показателей тех-
нического прогресса в машиностроении.
Многообразие энергетических процессов, обеспечивающих проте-
кание основных и вспомогательных операций по производству машин
или их частей, можно подразделить на следующие группы:
1) энергосиловые — процессы, в которых энергия используется для
приведения в действие основных и вспомогательных орудий труда и их
рабочих частей;
2) энерготехнологические — процессы, в которых энергия применяется
для непосредственного воздействия на внутреннюю структуру и свойства
предметов труда для изменения их формы, размеров, внутренних и внеш-
них свойств;
3) энергопреобразующие —- процессы, в которых энергия одного вида
перед ее потреблением преобразуется в другой;
4) энергоотводящие ~ процессы, в которых энергия одного вида ис-
пользуется для отвода энергии другого вида от рабочих машин и инст-
рументов;
5) санитарно-гигиенические — процессы, в которых энергия исполь-
зуется для обеспечения комфортных условий для трудящихся предпри-
ятия.
Энергосиловые процессы являются основными, первичными для
осуществления на заводе как технологических, так и других энергетиче-
ских процессов. В этих процессах энергия используется для обеспечения
поступательного, вращательного и других видов механического движения
предметов и орудий труда в производственном процессе с помощью
энергопривода. Наиболее широко в машиностроительном производстве
применяются следующие основные виды энергоприводов: электрический,
паровой, пневматический и механический. Электропривод является основ-
ным видом силовых двигателей, используемых для механизации и авто-
матизации операций производственного процесса. Его преимущество —
бесконечное дробление и широкий диапазон мощности, автономность
384
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
работы, высокая экономичность, простота ухода и эксплуатации. На
машиностроительных заводах применяются в основном трехфазные асин-
хронные и синхронные двигатели, использующие ток промышленной
частоты различного напряжения (от ПО до 10 000 В).
Ряд рабочих машин и инструментов приводится в действие с помощью
парового или пневматического привода. Это относится главным образом
к паровоздушным молотам — наиболее распространенному оборудова-
нию штамповочных цехов. Возвратно-поступательное движение испол-
нительных органов такого оборудования для получения штамповок
и поковок осуществляется под действием пара или сжатого воздуха
давлением 6-“ 10 кгс/см2 от внешних источников — паровых котлов или
компрессоров — кузнечных цехах свободной ковки. Кроме паровоз-
душных широко применяются пневматические молоты, где сжатый
воздух как энергоноситель вырабатывается компрессором, являющимся
составной частью этого оборудования, оснащенного индивидуальным
электроприводом. Сжатый воздух как энергоноситель широко приме-
няется также для приведения в действие разнообразного пневматического
инструмента со встроенными пневматическими двигателями (ножницы,
дрели, зажимы, гайковерты, шлифовальные машины, молотки и др.).
Механический привод, основанный на использовании двигателей внут-
реннего сгорания, применяется в основном для межцеховой и завод-
ской транспортировки предметов труда. Основным энергоносителем
в нем является жидкое топливо.
Энерготехнологические процессы можно подразделить на две ос-
новные группы — энерготермические и энергохимические. К энерго-
термическим относятся процессы, в которых энергия используется для
нагревания предметов труда (исходных материалов) — полуфабрика-
тов, заготовок — в целях облегчения их обработки или соединения друг
с другом (нагрев под ковку, штамповку, термообработку, сварка и т.д.).
В качестве энергоносителей используется как электроэнергия (для ин-
дукционных нагревательных установок, электропечей сопротивления,
электросварочных агрегатов), так и твердое, жидкое и газообразное то-
пливо (для пламенных, камерных, шахтных и методических печей,
в газосварочных агрегатах и т.д.). Энергохимические процессы применя-
ются для обеспечения протекания физико-химических реакций (плав-
ка, электролиз, гальваническое покрытие металлов, изменение состава
жидких расплавленных металлов и т.д.). Для их осуществления исполь-
зуются как электроэнергия, так и особые виды топлива (например,
кокс для плавки металла в вагранке). В качестве электротехнологиче-
ского оборудования на машиностроительном заводе применяют дуговые
и индукционные электропечи, электролитические ванны, установки
для анодно-механической обработки металлов, установки для зарядки
аккумуляторов и т.д.
12. Организация энергетического хозяйства
385
Энергопреобразующие процессы применяются для преобразования
энергии, используемой отдельными рабочими машинами и установка-
ми (сжатый воздух, пар, вода, постоянный ток или ток высокой часто-
ты и т.д.)- Основным видом используемой при этом энергии является
электрическая энергия. Для получения пара в парокотельных установ-
ках завода применяется твердое, жидкое или газообразное топливо,
а иногда и вторичные энергоресурсы.
Энергоносителем в энергоотводящих процессах (охлаждение) явля-
ется вода и реже — сжатый воздух.
Санитарно-гигиенические энергопроцессы обеспечивают отопление,
освещение, вентиляцию и гигиену производственных, бытовых помеще-
ний и рабочих мест, а также личную гигиену работников предприятия.
В качестве энергоносителей используется горячая и холодная вода,
пар, твердое, жидкое и газообразное топливо, электрическая энергия.
12.2. Основные источники и схемы энергоснабжения
машиностроительных предприятий
Машиностроение характеризуется средней энергоемкостью по срав-
нению с другими отраслями промышленности (черной металлургией,
химической и нефтеперерабатывающей промышленностью и др.), поэто-
му машиностроительные предприятия снабжаются основными видами
энергии, как правило, централизованно от энергетических предпри-
ятий общего пользования или от поставщиков твердого, жидкого либо
газообразного топлива.
Электроэнергия. Наибольший удельный вес в энергопотребле-
нии занимает электрическая энергия (более 1/3 всей потребляемой
энергии). Электроснабжение машиностроительных предприятий осу-
ществляется в основном от районных энергетических систем, реже —
от собственных электростанций или электростанций смежных про-
мышленных предприятий. Питание предприятий происходит от линий
высокого напряжения (35, ПО, 220 кВ). Это напряжение преобразуется
на понизительных подстанциях завода до напряжения 6—10 кВ, а затем
с помощью системы индивидуальных и коллективных трансформато-
ров — до напряжения, необходимого для данного оборудования.
Тепловая энергия. Тепловая энергия в виде пара и горячей
воды поступает главным образом от тепловых сетей районной энерго-
системы или городской ТЭЦ и в редких случаях — от собственных ко-
тельных. На машиностроительных заводах для получения носителей
тепловой энергии широко используют вторичные энергоресурсы от
высокотемпературных энергопроцессов (тепло отходящих газов нагре-
25 Зак. 2150
386
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
вательных печей — для нагрева воды, горячая вода и пар, получаемые
при водяном и испарительном охлаждении, — для отопления и т.д., ис-
пользуется также отработанный, так называемый мятый, пар от куз-
нечно-штамповочного оборудования).
Воздухоснабжение. Воздухоснабжение машиностроительных пред-
приятий осуществляется децентрализованно, т.е. путем преобразования
электрической энергии в сжатый воздух с помощью общезаводских
или (в редких случаях) цеховых компрессорных установок. На заводе
потребляется сжатый воздух: низкого давления (4—5 кгс/см2) — для
вспомогательного пневматического оборудования и вспомогательных
операций (пневматические зажимы, подъемники, обдувка штампов,
резцов, изделий после промывки); среднего давления (6,6—7 кгс/см2) —
для формовочных и ковочных машин, пневматических гайковертов, свер-
лильных и шлифовальных машин; высокого давления (10-13 кгс/см2) —
для мощных паровоздушных молотов. Обычно для снабжения цехов
сжатым воздухом низкого и среднего давления на заводе создаются от-
дельные воздушные сети, питаемые от самостоятельных компрессор-
ных установок. Для снабжения сжатым воздухом высокого давления,
потребляемого в сравнительно небольшом объеме, устанавливают це-
ховые дожимающие воздушные компрессоры, использующие сжатый
воздух сети более низкого давления. Для выработки сжатого воздуха
применяются поршневые и турбинные компрессоры. Первые более
громоздки и менее производительны, но расходуют электроэнергии на
15—20 % меньше (на 1 м3 сжатого воздуха).
Водоснабжение. На предприятиях вода применяется для произ-
водственных и хозяйственно-бытовых нужд. Для технических целей
(охлаждение, промывка, передача теплоты при низкотемпературном
нагреве и т.д.) вода используется в большом количестве в литейных,
кузнечных и термических цехах. На 1 т отливок расходуется до 30 м3
воды, на 1 т поковок — 60—80 м3. Как правило, используется вода из
естественных источников (реки, водоемы, водохранилища и т.п.) и в виде
исключения питьевая вода, которая применяется для хозяйственно-бы-
товых нужд (для приготовления пищи, питья, для душевых). Источник
питьевой воды — городская водопроводная сеть. При организации водо-
снабжения особенно большое внимание необходимо уделять вторичному
использованию промышленной воды и ее очистке при водосбросе в ес-
тественные источники.
Топливо. На машиностроительных предприятиях применяют все
виды топлива — твердое, жидкое, газообразное. В качестве твердого то-
плива используют уголь и кокс. Последний является основным видом
топлива при плавке чугуна в вагранках. В качестве жидкого топлива
для нагревательных устройств применяется мазут, являющийся отхо-
дом нефтеперерабатывающего производства. Для средств механического
12. Организация энергетического хозяйства
387
транспорта используют дизельное топливо и бензин всех марок. В ка-
честве газообразного топлива применяется природный газ — самое де-
шевое и экономичное топливо. Его использование позволяет широко
автоматизировать нагревательные и плавильные устройства, значительно
улучшить качество и снизить себестоимость нагрева и плавки металла.
Газ поступает от магистральных газопроводов. На заводах устанавлива-
ют регуляторные подстанции для поддержания постоянного давления.
12.3. Нормирование и учет энергопотребления
Цель нормирования расхода энергии на предприятии —- обеспече-
ние экономного расходования всех видов энергии, что позволяет сни-
зить долю энергетических затрат на изготовление единицы продукции
и лучше использовать основные фонды энергохозяйства.
Потребность в энергоносителях определяется на основе производ-
ственной программы и удельных норм расхода их на единицу продук-
ции. Нормы расхода должны базироваться на достижениях в области
экономного расходования энергоресурсов при наивыгоднейших режи-
мах работы энергетического и технологического оборудования и высо-
ком уровне организации производства.
Для расчета потребности в энергоресурсах применяются укрупнен-
ные и дифференцированные нормы расхода. Укрупненными нор-
мами пользуются для определения потребности в энергии и топливе
по заводу в целом. Они устанавливаются в расчете на единицу выпус-
каемой продукции (на одну условную автомашину, трактор, станок, на
1000 руб. валовой продукции и т.п.). Дифференцированные (де-
тализированные) нормы используются при расчете потребности
в энергоресурсах по каждому цеху, агрегату и по отдельным видам обо-
рудования (по цехам — на 1 т поковок, отливок на один условный ком-
плект, по агрегатам — на 1 т нагрева или плавления металла, на 1 ч
работы оборудования и т.д.).
В табл. 12.1 приведены укрупненные нормы расхода электроэнергии.
Детализированные нормы предусматривают расход электроэнергии на
выполнение отдельных операций (на 1 кг наплавленного металла, на
машино-час работы станка и т.д.).
Для крупных энергетических агрегатов, отдельных цехов и завода
в целом составляются энергобалансы, в которых указывается характер
потребляемых ресурсов и их удельный вес в общем энергопотреблении
(табл. 12.2). При составлении баланса все виды расхода энергии приво-
дятся к единому измерителю по эквиваленту затрат топлива (например,
1 кВт ч — 0,4 кг, 1 Гкал — 175 кг, 1000 м3 сжатого воздуха — 60 кг топ-
лива (условного)).
25*
388
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Таблица 12,1
Укрупненные нормы расхода электроэнергии по видам производства
Вид работ Расход электроэнергии, кВт - ч
Производство стальных отливок:
плавка стали в дуговых печах (на 1 т жидкой стали) 650-750
плавка стали в индукционных печах (на 1 т жидкой стали) 720-770
Производство жидкого чугуна:
плавка чугуна (на 1 т жидкого чугуна) 640-660
двигательная энергия (на 1 т годных отливок) 160-170
Ковка, штамповка (на Г т поковок, штамповок):
высокочастотный нагрев 520—590
обжиг 140-155
силовая энергия 75-85
Таблица 12.2
Энергобаланс завода и расход топлива (условного), %
Цехи Электро- энергия Газ Пар Сжатый воздух Вода
Кузнечно-прессовый 14,7 63,4 63,6 34,5 27,3
Литейный 37,0 20,0 3,8 35,3 17,9
Термический 3,4 11,9 3,5 2,1 10
Механосборочный 17,7 2,5 16,8 14,2
Инструментальный 2,1 0,9 0,2 1,6 5,4
Арматурный 3,2 1,3 9,6 8,3 21,6
Штампово-механический 1,2 1,6 — 1,0 0,8
Деревообрабатывающий 1,3 — 15,3 —• —
Ремонтно-механический 0,8 0,7 — —
Энергетический 17,3 — —
Прочие 1,3 0,2 1,5 0,4 2,8
Всего 100 100 100 100 100
Учет расхода энергоносителей осуществляется, как правило, диф-
ференцированно по каждому агрегату или их группе. Цель учета ~
обеспечить постоянный контроль за расходом энергоресурсов и снаб-
дить соответствующие службы данными для анализа и разработки ме-
роприятий по снижению энергопотребления. Он необходим также для
12. Организация энергетического хозяйства
389
выявления возможных скрытых потерь энергоносителей. При этом должна
быть обеспечена максимальная точность и оперативность.
Учет расхода энергоресурсов базируется на данных дифференциро-
ванного первичного учета. Основа правильного учета — достаточная
оснащенность предприятия контрольно-измерительной аппаратурой,
обеспечивающей как дифференцированный, так и суммарный учет рас-
хода и возможных потерь.
Основные пути экономии энергии — совершенствование техники,
технологии и организации производства, в частности: интенсификация
технологических процессов и применение передовой технологии; исполь-
зование современного энергосберегающего оборудования, сокращение
норм расхода на производство продукции во всех подразделениях; умень-
шение потерь энергии в оборудовании и сетях; повышение коэффициента
использования оборудования; использование вторичных энергоресурсов.
Наиболее эффективным путем экономии является совершенствова-
ние технологии, обеспечивающее рост производительности оборудования
и уменьшение мощности и времени холостого хода оборудования в рас-
чете на единицу продукции (снижение времени обработки, уменьшение
брака, припусков на обработку заготовок и т.д.). Прямые потери энер-
гоносителей могут быть уменьшены прежде всего за счет снижения по-
терь при их передаче и использовании.
Работа по экономии энергии должна быть повседневной и массо-
вой.
12.4. Структура энергетического хозяйства
В состав энергетического хозяйства машиностроительного завода
входят функциональные и производственные подразделения и службы
завода и цехов, занятые приемом или выработкой энергоносителей, их
распределением, техническим обслуживанием и ремонтом энергетиче-
ских установок.
К энергетическому хозяйству относятся все энергетические цехи со
всем штатом и оборудованием, а также энергетические агрегаты, уста-
новки и сооружения, находящиеся в неэнергетических цехах (подстанции,
двигатели и др.). В его состав включается также персонал неэнергети-
ческих цехов, занятый эксплуатацией и ремонтом энергетических уста-
новок, энергетические лаборатории и общезаводской административ-
но-технических персонал.
Как видно из схемы, приведенной на рис. 12.1, энергетическое хо-
зяйство на машиностроительном предприятии возглавляет главный энер-
гетик (директор) энергохозяйства, подчиненный главному инженеру
(техническому директору) завода. Главный энергетик имеет в своем
Рис. 12,1. Схема энергетического хозяйства машиностроительного завода
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
12. Организация энергетического хозяйства
391
подчинении двух заместителей (по электрохозяйству и тепловому хозяй-
ству), которым, в свою очередь, подчиняются соответствующие цехи.
Энергетические цехи обычно организуются по отраслевому призна-
ку, т.е. по видам вырабатываемых или распределяемых энергоресурсов.
Поэтому в составе энергетического хозяйства крупных машинострои-
тельных заводов создаются цехи: электроснабжения, водоснабжения,
паросиловой, газовый, электроремонтный, электромеханический, сла-
боточный и контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИП).
В состав цеха электроснабжения входят понизительные подстанции,
трансформаторные установки в цехах, преобразовательные установки
(постоянного тока и получения тока высокой частоты).
Паросиловой цех включает заводские и контрольные установки, те-
пловую сеть завода, сеть водоснабжения, компрессорные и мазутопере-
качивающие установки, сеть сжатого воздуха.
Газовый цех имеет в своем составе газопроводную сеть и кислород-
ную станцию.
Электроремонтный цех, на который возлагается задача проведения
ремонта электрооборудования и электроаппаратуры, имеет в своем со-
ставе обмоточные, слесарно-механические и сборочные отделения.
Слаботочный цех и цех КИП осуществляют техническое обслужива-
ние АТС завода, коммутаторных установок, аккумуляторного хозяйства,
вычислительной техники, контрольных и измерительных приборов,
средств автоматики и телеуправления.
На крупных машиностроительных заводах энергетическое хозяйст-
во возглавляет главный энергетик завода, на небольших заводах оно
входит в состав отдела главного механика. Главный энергетик завода
подчинен главному инженеру завода. Он руководит работой отдела,
подчиненных ему энергетических цехов, осуществляет функциональ-
ное руководство цеховыми энергетическими службами, координирует
всю работу по снабжению энергоносителями, их распределение, техниче-
ское обслуживание и ремонт энергетического оборудования на заводе.
Аппарат отдела главного энергетика состоит из ряда функциональных
бюро (групп) и лабораторий (бюро энергоиспользования, энергообору-
дования, электротехническая и теплотехническая лаборатории и др.).
Лаборатории ведут исследовательскую работу по изысканию путей сни-
жения расхода энергоносителей, разрабатывают научно обоснованные
нормы расхода. Энергетическая лаборатория выполняет исследования,
связанные с экономией электроэнергии, занимается систематической
проверкой счетчиков, реле и других электроизмерительных приборов,
испытанием изоляции. Теплотехническая лаборатория выполняет ис-
следования, связанные с экономией всех видов топлива и других видов
энергии и энергоносителей. Бюро энергоиспользования ведает вопроса-
ми нормирования, планирования, расчета потребности и организации
392
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
экономного использования энергоресурсов на заводе и его подразделе-
ниях, разрабатывает организационные и технические мероприятия по
их рациональному использованию. Бюро энергетического оборудова-
ния организует технический уход и ремонт энергетического оборудова-
ния на заводе.
Цеховую энергетическую службу возглавляет энергетик цеха, подчи-
ненный начальнику или механику цеха. Он имеет в своем подчинении
мастеров и бригадиров, которые, свою очередь, возглавляют бригады
рабочих, выполняющих работы по обслуживанию и ремонту энергети-
ческого оборудования и энергокоммуникаций цеха: мастеров по элек-
трическим установкам и сетям, по тепловым установкам и вентиляции,
а также сменных мастеров или бригадиров по ремонту и обслуживанию
энергетического оборудования. Им непосредственно подчиняются де-
журные и ремонтные слесари и электрики, закрепленные за оборудова-
нием определенного вида, которые и выполняют работу по его ремонту
и обслуживанию.
Важнейшими технико-экономическими показателями энергохозяй-
ства на предприятии являются:
• удельный расход энергии и топлива на единицу продукции по за-
воду и цехам (например, на одну условную машину, на 1 т жидкого ме-
талла, на 1 т поковок и штамповок, на 1 т годных отливок, на один
условный комплект деталей);
• общий объем потребляемых энергоресурсов и структура энергоба-
ланса;
• доля затрат на энергоносители и эксплуатацию энергохозяйства
в стоимости продукции;
• коэффициент мощности и коэффициент спроса, показывающие
степень использования и качество эксплуатации электрооборудования;
• КПД энергопреобразующих процессов (например, при получении
сжатого воздуха, пара, тепла);
• энерговооруженность труда, т.е. расход электроэнергии на одного
рабочего. Этот показатель характеризует уровень механизации и авто-
матизации производства и внедрения передовой технологии. С ростом
энерговооруженности снижается трудоемкость продукции и растет про-
изводительность труда.
13. Организация транспортного хозяйства
13.1. Значение операций перемещения в производственном
процессе. Классификация транспортных средств
Протекание производственного процесса на предприятии требует
многократного перемещения предметов труда с одного рабочего места
на другое в пределах участков и цехов, а также между цехами. При этом
транспортные операции нередко определяют ритм производства.
Операции перемещения, протекающие в ходе технологического про-
цесса, выполняются внутренним транспортом. Внутренний транспорт
подразделяется на межцеховой и внутрицеховой. Межцеховой транс-
порт осуществляет перемещение предметов в пределах предприятия:
сырье, материалы, комплектующие изделия — между общезаводскими
и цеховыми складами; полуфабрикаты деталей и узлов — между цеха-
ми; готовую продукцию — со складов сборочных цехов на общезавод-
ские склады; отходы производства — на заводские отвалы или пункты
утилизации. Внутрицеховой транспорт перемещает обрабатываемые заго-
товки, детали, собираемые узлы между участками цеха и между отдель-
ными рабочими местами. Нередко внутрицеховой транспорт определяет
и подчиняет работу участков и отдельных рабочих мест принудительному
ритму производственного процесса, обеспечивая его непрерывность
и ритмичность.
Для бесперебойного протекания процесса производства на пред-
приятии необходима доставка сырья, материалов и других предметов
из сферы обращения (от поставщиков). Кроме того, после окончания
процесса, результатом которого является готовая продукция, она долж-
на быть перемещена в сферу обращения. Совокупность операций по
перемещению на склады предметов труда от поставщиков и вывозу го-
товой продукции с предприятия выполняется внешним транспортом.
Таким образом, внешний транспорт не связан непосредственно с тех-
нологическим процессом. Его функции начинаются и заканчиваются
перед началом или окончанием производственного процесса.
Совокупность внешних и внутренних перемещений предметов на
предприятии называют внутризаводским транспортом. Под внутриза-
водским транспортом понимается система сооружений, машин, обору-
дования, механизмов и устройств, обеспечивающих выполнение всех
операций по перемещению на территории предприятия. Все эти опера-
ции, выполняемые внутризаводским транспортом, неразрывно связаны
394
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Классификация транспортных средств, применяемых
Характер движения транспортного средства Направление перемещения грузов Вид транспорта
Прерывного (периодического) действия Горизонтальное Рельсовый (железнодорожный)
Безрельсовый
Водный
Горизонтальное и горизонтально- вертикальное Подъемно-транспортный
Непрерывного действия Горизонтальное Напольный
Горизонтальное и горизонтально- вертикальное Приводные средства Подвесные дороги и спуски
Конвейерные устройства
Бесприводные средства Г равитапионные
Прочие
с погрузочно-разгрузочными работами, которые обеспечивают разме-
щение груза на транспортном средстве перед его перемещением и сня-
тие и размещение на складах или на других транспортных средствах
после перемещения.
В ходе выполнения операций по перемещению на предприятии ис-
пользуются разные виды транспортных средств и средств выполнения
погрузочно-разгрузочных работ, которые могут быть классифицированы
по различным признакам: по специализации — технологический
транспорт, встроенный в технологический процесс для перемещения
данных предметов в данном направлении между операциями; транс-
порт общего пользования, предназначенный для перемещения различ-
ных грузов в любом направлении; по характеру движения —
прерывного, периодического и непрерывного действия; по направ-
13. Организация транспортного хозяйства
395
Таблица 13Л
на машиностроительном предприятии
Внешний Внутренний
межцеховой внутрицеховой
Тепловозы, электровозы, мотовозы, вагоны, плат- формы, специальные вагоны, цистерны и др. Вагонетки узкой колеи
Автомобили, автотягачи, тракторы, грузовые мотоциклы и мотороллеры, специальные автомобили Автокары, электрокары, троллейкары, механизированные тележки
Буксиры, катера, баржи — —
Подъемные лифты, железнодорожные, автомобильные и тракторные краны Краны стационарные и пере- движные (мостовые краны, пере- движные лебедки, домкраты, штабелеры и др.)
— Авто- и электропогрузчики
— Монорельсовые пути с тельферами, ручными и электрическими тележками
— Ленточные, пластинчатые, тележечные, шагающие конвейеры
— Канатные монорельсовые устройства —
— Скребковые подвесные винтовые конвейеры (шнеки)
— Междуэтажные спуски
— — Желоба, склизы, спуски, скаты, лотки
— — Рольганги
лению движения грузов — вертикального, горизонтального и верти-
кально-горизонтального движения; по виду выполняемых опера-
ций — транспортное, подъемно-транспортное, погрузочно-разгрузочное;
по характеру транспортных коммуникаций — рельсовый и
безрельсовый и др. В табл. 13.1. приведена примерная классификация
транспортных средств, применяемых на машиностроительном пред-
приятии.
Рельсовый (железнодорожный) транспорт применяется в основном
для внешних перевозок, и лишь на заводах тяжелого машиностроения,
где большие масса и габариты заготовок и деталей (например, много-
тонных заготовок, корпусов крупных машин и реакторов), его используют
для межцеховых перевозок. Преимущества рельсового транспорта —
универсальность, регулярность, высокие грузоподъемность и произво-
396
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
дительность. Рельсовые внутризаводские пути нормальной колеи смы-
каются с сетью магистральных железных дорог общего назначения.
Из безрельсовых видов внутризаводского транспорта наибольшее
значение для внешних и внутренних перевозок имеет автомобильный,
занимающий второе место (после железнодорожного) по внешним пе-
ревозкам. Его преимущества — большая маневренность, способность
преодолевать крутые подъемы, высокая скорость. В структуре промыш-
ленного транспорта увеличение доли внешних и межцеховых перевозок
автомобильным транспортом по сравнению с железнодорожным рас-
сматривается как весьма положительная тенденция с экономической
и социальной точки зрения.
Кроме автомобильного на машиностроительном предприятии ши-
роко используются и другие виды безрельсового транспорта: автотягачи,
авто- и электрокары, авто- и электропогрузчики, механизированные
тележки и др.
Из средств технологического транспорта для межцехового и внутри-
цехового перемещения в условиях массового производства наиболее
эффективными транспортными средствами являются приводные кон-
вейеры (ленточные, тележечные, подвесные, пластинчатые и др.). Они
не только обеспечивают высокий уровень производительности, высво-
бождая большое количество вспомогательных рабочих, но и регулиру-
ют ритм производства. Например, на Волжском автомобильном заводе
общая длина конвейеров всех видов достигает более 160 км (около 4 м
на одного рабочего), благодаря чему уровень механизации транспортных
операций — свыше 98 %, что позволило высвободить около 8 тыс. вспо-
могательных рабочих. При этом значительную долю составляют подвес-
ные конвейеры с автоматическим адресованием. Основное преимущество
этих конвейеров заключается в том, что они не занимают производствен-
ные площади, легко допускают «перелом» грузопотока в вертикальном
и горизонтальном направлениях, являются местом «хранения» значи-
тельного задела.
Из неприводных средств непрерывного транспорта на машинострои-
тельных предприятиях массового и крупносерийного производства для
межоперационного перемещения предметов значительное место зани-
мают гравитационные устройства (желоба, склизы, скаты, беспривод-
ные рольганги и др.), перемещение на которых осуществляется под
воздействием силы тяжести.
Среди подъемно-транспортного оборудования для межцехового и вну-
трицехового перемещения грузов большое значение для механизации
погрузочно-разгрузочных работ имеют различные краны, передвижные
лебедки, домкраты, штабелеры, авто- и электропогрузчики и т.д.
13. Организация транспортного хозяйства
397
13.2. Грузооборот и грузопотоки
Объем грузов, перемещаемых внутризаводским транспортом, изме-
ряется грузооборотом.
Грузооборотом предприятия называют все грузы, прибывшие на за-
вод, отправленные с завода и перемещенные внутри него за определен-
ный период (обычно за год). Он измеряется, как правило, в тоннах.
Различают внешний и внутренний грузооборот. Внешний грузообо-
рот — это прибывшие и отправленные грузы, внутренний — грузы, пе-
ремещенные в пределах предприятия.
Грузооборот определяется исходя из годовой производственной про-
граммы предприятия:
1) по грузам, прибывающим со стороны (внешний грузооборот), —
на основе норм расхода исходных материальных ресурсов (сырья, мате-
риалов, комплектующих изделий и др.);
2) по отправлению — на основании массы единицы продукции
и объема поставок по кооперации, запасных частей, отходов и т.д.;
3) по внутризаводским перевозкам — на основании шахматной ве-
домости внутреннего грузооборота.
Таким образом, общий грузооборот машиностроительного предпри-
ятия можно определить по формуле
«об «
Лбщ= знеш^" знутр^ 1риб"1“ ^ornp'^^j -^внутр/ = [т/год],
где Гвнеш — внешний грузооборот (в зависимости от вида выпускаемой
продукции и масштаба производства колеблется от нескольких тысяч до
4-5 млн т/год); Гвнутр — внутренний грузооборот (зависит от объема
производства, специализации цехов и их размера); Гприб — грузооборот
по прибытии (для машиностроительных предприятий обычно на пер-
вом месте стоит металлопродукция, включая шихтовые материалы
(30—40 %), далее —- формовочные материалы (до 25 %), твердое топливо
(10—15 %), жидкое топливо (8-14 %), лесоматериалы (5-8 %), поставки
по кооперации (10—15 %) и др.); Готпр — грузооборот по отправлению
(в нем 60-70 % занимает годовая продукция, 10—15 — металлоотходы,
20-25 % — прочие отходы); коб — количество объектов; Гвнугр / — грузо-
оборот между отдельными объектами предприятия.
Для определения каждого из элементов грузооборота составляется
соответствующая ведомость (табл. 13.2—13.4).
Из приведенных примеров видно, что общий грузооборот предприя-
тия — около 3 млн т в год. При этом основную долю составляет внут-
ренний, превышающий внешний почти в 1,5 раза. На каждую тонну
398
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
готовой продукции приходится около 8 т перемещаемых грузов (и это
без учета внутрицеховых перемещений). С учетом внутрицеховых переме-
щений на каждую тонну готовой продукции приходится около 40-50 т
перемещаемых грузов. Это требует поиска путей рационализации транс-
портного хозяйства предприятия и удешевления грузоперевозок.
Таблица 13.2
Ведомость расчета общего грузооборота предприятия по прибытию на год
Наименование груза Местоназначение Количество, тыс. т
Формовочные материалы Склад формовочных материалов 185
Шихтовые материалы Склад шихтовых материалов 175
Прокат черных металлов: Склад металла завода
сортовой 135
листовой 40
Поставки по кооперации Склад кооперированных изделий 15
Комплектующие изделия Склад комплектующих изделий 20
Вспомогательные материалы Центральный склад (главный магазин) 25
Твердое топливо Склад твердого топлива 24
Жидкое топливо и горюче-смазоч- ные материалы Склад горюче-смазочных материалов 30
Прочие Главный магазин 12
Итого 661
Таблица 13.3
Ведомость расчета грузооборота завода по отправлению на год
Наименование груза Отправитель Количество, тыс. т
Готовая продукция (машина) Склад готовой продукции 308,5
Металлоотходы Склад вторичных металлов завода 62,5
Прочие отходы Склад отходов 148,2
Итого 519,2
Грузопотоком называют объем грузов, перемещаемых за единицу
времени (за год, сутки, смену) в определенном направлении и между
определенными пунктами погрузки и разгрузки. Для изучения грузопо-
токов на предприятии строят их схему (диаграмму). На таких схемах
грузопотоки изображают полосами (лентами), соединяющими пункты
погрузки и разгрузки (ширина полосы соответствует величине грузопо-
тока в принятом масштабе), а направление перевозок — стрелками
(рис. 13.1).
13. Организация транспортного хозяйства
399
II1111111II - топлибо
-отходы
[ " ’| - готобая продукция
р<ЛУ<у/1" прочие грузы
р " -ее | - полуфабрикаты
Рис. 13.1. Схема грузопотоков завода: 1—заводская станция; 2—отвал; 3—склад топлива; 4—
ТЭЦ; 5—склад сырья; 6—механосборочный цех № 1; 7—заготовительный цех; 8—механосбо-
рочный цех № 2; 9—главный магазин; 10—склад готовой продукции
Анализ схемы грузопотоков позволяет выявить и исключить встреч-
ные перевозки одних и тех же грузов, уменьшить длину перемещений,
проверить грузонапряженность трассы, ее пропускную способность,
выявить наиболее напряженные участки грузооборота, наметить меро-
приятия по рационализации и уменьшению общего грузооборота.
Периодическая разработка схемы грузопотоков и ее анализ — одно
из важнейших условий совершенствования организации внутризавод-
ских перевозок. Исходными данными для составления схем грузопото-
ков являются ведомости грузооборота.
Величина грузопотоков является только частью объема работ по
выполнению операций перемещения, поскольку непосредственное пе-
ремещение — один из элементов подъемно-транспортного процесса,
состоящего из отдельных операций. Каждая такая операция включает
три основных элемента: погрузка, перемещение, разгрузка. При совер-
400
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Шахматная ведомость внутризаводских
Отправитель груза Получатель
Литейный цех Кузнечный цех Механиче- ский цех № 1 Механиче- ский цех №2
Склад формовочных материалов а®ЙЖ
Склад шихтовых материалов
Склад металла Ж* W * '.^<„70,2
Склад кооперированных изделий
Склад комплектующих изделий
Склад вспомогательных материа- лов (главный магазин) вйЙЙ Ив
Склад твердого топлива
Склад горюче-смазочных мате- риалов Ожв
Литейный цех ай®
Кузнечный цех
Механический цех № 1 i : М:'
Механический цех Ns 2
Сборочный цех
Прочие цехи и склады авам
Итого ЗЖКи ЖЙЙК
шенствовании организации работы транспортного хозяйства значитель-
ное внимание должно быть уделено рационализации (и особенно меха-
низации) погрузочно-разгрузочных работ и снижению числа грузопере-
валок.
13.3. Выбор транспортных средств для межцехового
перемещения. Определение потребности в них
Выбор наиболее эффективного вида транспортных средств для меж-
цеховых перевозок данного предприятия зависит от многих факторов:
масштаба и типа производства; компоновки генерального плана; площади
территории завода; расстояния перемещения; насыщенности и напря-
женности транспортных коммуникаций; габаритов и массы груза; вида
транспорта и его технических характеристик; вида подъемно-транс-
13. Организация транспортного хозяйства
401
перевозок на год
Таблица 13.4
груза Всего
Сборочный цех Склад готовой про- дукции Склад ме- талл оотхо- дов Склад про- чих отходов Отвал Угар
tO
W1
йМ1
жШвйй WOWS
ОВЖ
to
шшя
вШйЙИЯй
ООЙйВ
портных средств на смежных участках расположенных рядом цехов
и др. При этом должны учитываться:
1) мощности грузопотока, трассы, расстояния перемещения, габа-
риты и масса груза;
2) вид транспортных средств, применяемых в смежных цехах (на-
пример, в поточном производстве эффективно применение конвейе-
ров, работающих в одном ритме с технологическим оборудованием);
3) необходимость обеспечения максимальной производительности
труда на обслуживаемом участке;
4) согласование характеристик (грузоподъемность, скорость, произво-
дительность) транспортных средств, работающих на смежных участках,
чтобы обеспечить максимальный уровень механизации транспортных
и погрузочно-разгрузочных работ и уменьшить число грузоперевалок.
В массовом производстве при постоянстве грузопотоков наиболее
эффективно применение конвейеров при близком расположении смеж-
ных цехов, особенно при их блокировке.
26 Зак. 2150
402
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
На рис. 13.2 и 13.3 показаны сферы применения отдельных видов
транспортных средств в зависимости от массы груза, объема грузообо-
рота и расстояния перемещения.
/------
Рис. 13.2. Сферы применения различных видов транспортных средств для межцеховых перевозок
штучных грузов массой до 100 кг: /—конвейеры; II—авто- и электротягачи; ///—авто- и электро-
тягачи, электротележки; IV— авто- и электротягачи, автопогрузчики; У—автопогрузчики; V7—авто-
и электропогрузчики
Для определения наиболее эффективного вида транспорта необхо-
димо и достаточно знать единичную массу груза в таре, величину гру-
зопотока и дальность транспортировки тарно-штучных грузов.
Применение железнодорожного транспорта для межцеховых перево-
зок эффективно лишь на крупных предприятиях единичного производ-
ства с развитой железнодорожной сетью. Его использование на заводах
с небольшим грузооборотом обходится во много раз дороже по сравне-
нию с перемещением грузов безрельсовым транспортом.
Практическое значение приведенных графиков состоит в том, что
на их основе можно заранее определить эффективность каждого из рас-
сматриваемых вариантов. При выборе средств безрельсового транспорта
для межцеховых перевозок следует отдать предпочтение большегрузному
транспорту (автомобилям с полуприцепами, тракторам с отделяемыми
прицепами и др.), обеспечивающему минимум затрат на единицу пере-
возимых грузов. При этом использование транспорта с отделяемыми
13 Организация транспортного хозяйства
403
L------
Рис. 13.3. Сферы применения различных видов транспортных средств для межцеховых перевозок
штучных грузов массой до 250 кг: /— конвейеры; //—авто- и электротягачи; ///—авто- и электро-
тягачи, электротележки; IV—авто- и электротягачи, автопогрузчики; V—автопогрузчики; VI—авто-
и электропогрузчики
прицепами и полуприцепами более эффективно, так как исключаются
простои тягачей при выполнении погрузочно-разгрузочных работ.
Однако при окончательном выборе транспортных средств для дан-
ного предприятия следует учитывать размеры проездов в действующих
цехах, поскольку недостаточная их ширина не позволит доставлять грузы
непосредственно на производственные участки и придется устраивать
в цехах промежуточные склады, откуда предметы будут перевозиться
внутри цеха малогабаритным транспортом (механическими и электри-
ческими погрузчиками и электрокарами). Окончательный выбор вида
транспортных средств осуществляется после технико-экономического
сопоставления вариантов и выбора наиболее оптимального из них.
Количество транспортных средств определяется исходя из объема
грузоперевозок между пунктами (обычно среднесуточного), маршрута
перевозок, учета неравномерности грузопотока.
На машиностроительных предприятиях применяются маятнико-
вые и кольцевые маршруты (рис. 13.4), при этом маятниковые
маршруты могут быть одно- и двусторонними и веерными. При одно-
сторонних маршрутах транспортное средство перемещается в одном
направлении с грузом, в обратном — порожняком, при двусторон-
26*
13. Организация транспортного хозяйства
404
а б
— -с грузом
*- -безгруза
Рис. 13.4. Схемы маршрутов перевозок; а—маятникового одностороннего; б—маятникового дву-
стороннего; в — маятникового вейерного; г—кольцевого с затухающим грузопотоком
нем — в обоих направлениях с грузом. Вейерные маршруты использу-
ются для перемещения грузов из одного пункта во многие и наоборот.
При кольцевом маршруте груз перемещается в одном направлении.
Кольцевые маршруты могут быть затухающими, возрастающими или
с равномерным грузопотоком.
В ряде случаев применяются многокольцевые маршруты (рис. 13.5).
На крупных заводах с большим количеством цехов и служб более эффек-
тивна кольцевая система перевозок, на мелких — маятниковая. Исполь-
зование кольцевой системы (по сравнению с маятниковой) позволяет
обеспечить рост производительности и снижение себестоимости пере-
возок: на электрокарах с неподъемной платформой — соответственно
на 10 и 10 %; на электрокарах с подъемной платформой — 60 и 35; на
автокарах с подъемной платформой — 80 и 45 %.
Неравномерность грузоперевозок учитывается коэффициентом не-
равномерности Л'нрм, равным отношению максимально возможного су-
точного грузооборота к среднесуточному. Обычно большее значение
Кнрм характерно для прибывающих и отправляемых грузов (неравно-
мерное прибытие вагонов с грузом и задержка подачи порожняка для
отгрузки готовой продукции). На машиностроительных заводах этот
коэффициент для прибывающих грузов достигает 1,3—2,2, для отправ-
13. Организация транспортного хозяйства
405
Рис. 13.5. Схема многокольцевого маршрута
ляемых — 1,2—1,7. Неравномерность внутризаводских перевозок мень-
ше, и А'нрм обычно равен 1,1—1,4.
Количество транспортных средств определяют с учетом вида транс-
порта и характера маршрута.
Для транспортных средств периодического действия:
• при одностороннем маятниковом маршруте
_ ^нрм ЛутОпогр + 2//v + /разгр)
"*тр “
Q ЬКсмГСМ КИС
где /Игр — расчетная потребность в транспортных средствах данного
вида; JTHpM — коэффициент неравномерности грузооборота: Кнрм =1,1...1,4;
Луг — суточный грузооборот в одном направлении, т; /Погр> ^разгр — время
однократной погрузки и разгрузки транспортного средства, ч; /—длина
маршрута (расстояние между пунктом погрузки и пунктом разгрузки),
км; v — средняя расчетная скорость движения, км/ч; q — грузоподъем-
ность транспортного средства, т; h — коэффициент использования гру-
зоподъемности: h = 0,6...0,9; /ссм — количество смен работы транспорта;
Тсм — продолжительность смены, ч; — коэффициент использования
подвижного состава во времени (принимается в зависимости от вида и
сменности работы): для электропогрузчиков — от 0,35 при работе в три
смены до 0,55 при работе в одну смену; для автопогрузчиков — от 0,55
до 0,70 соответственно;
при маятниковом двустороннем маршруте
_ ^нрм ГсутОпогр + + ^разгр)
"*тр —
QhKz^T смКис
где Гсут — суточный грузооборот в обоих направлениях, т;
406
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
• при одностороннем веерном маршруте
_ V* ^нрм ^сутОпогр + 2//у + /разгр)
где п — количество лучей веера.
Для кольцевых маршрутов:
• с нарастающим грузопотоком
_ -^нрм ^сут(4.м Д’ + Kn-f/norp + ^разгр)
mtnp ~~
где /к.м “ Длина всего кольцевого маршрута, км; кп-р — количество по-
грузочно-разгрузочных пунктов по всей длине маршрутов;
• с затухающим грузопотоком
_ ^нрм Л;ут(4.м/У + 4гогр + ^п-р + ^разгр).
~ ^ксмТсм^ис
с равномерным грузопотоком
^нрм ^сут + Кп-р(/погр + ^разгр))
"*гр =
см /Гис
При организации перевозок внешним транспортом большое значе-
ние имеет уровень использования вагонного парка собственного и об-
щего пользования, который называют оборотом вагона.
Оборотом заводского вагона (вагона местного назначения) называют
время с момента подачи вагона под погрузку в данном пункте до сле-
дующей подачи того же вагона в любом другом месте, т.е. время, в те-
чение которого вагон совершает полный цикл операций, связанных
с одной перевозкой. Это следующие операции: погрузка вагона; вывоз
вагона с фронта погрузки и подача (при необходимости) на весы, а за-
тем к фронту разгрузки; разгрузка вагона; вывоз порожнего вагона
с фронта разгрузки и подача на фронт следующей погрузки.
Время на один полный оборот вагона определяется по формуле
Т’об = (Aiorp + ^разгр + 4p/vrp + 4гор/^пор) М»
где Zjp, /Пор — длина пробега вагона соответственно груженного и порож-
няком, км; ?гр, Vnop — соответствующие скорости. При этом потребное
количество вагонов местного парка определяется по формуле
ЯГрасч “ ^Нрм W об/(24^ЙЛГис).
Число оборотов вагона в сутки Оваг, равное 24/Тоб, называют скоро-
стью оборота, или оборачиваемостью.
13. Организация транспортного хозяйства 407
Оборотом вагона общего пользования называется время пребывания
этого вагона на путях предприятия. Часто его называют простоем ваго-
нов парка общего пользования. Он определяется в часах и исчисляется
с момента передачи вагона с железной дороги общего пользования
предприятию до момента передачи вагона железной дороге. Норматив
оборота устанавливается руководством железной дороги по согласова-
нию с предприятием и строго контролируется. Для этого используется
номерной (для предприятий с небольшим вагонооборотом) или безно-
мерной (для крупного вагонооборота) учет.
При номерном учете учитывается время простоя каждого ваго-
на. А средний оборот (Гоб) определяется как частное от деления суммы
простоя всех вагонов за сутки на число отправленных с завода вагонов
(^в.отпр)*
п
^j^npocr i
отпр
где /прост । ~ время простоя z-ro вагона.
При безномерном учете учитывается количество прибывших
и отправленных вагонов за каждый час, а средний оборот определяется
как частное от деления удвоенной суммы часового остатка вагонов на
предприятии за каждый час (тв>ост) на сумму вагонов, прибывших
(^в.приб) и отправленных (т^атр) за сутки:
24
^В. ОСТ
>И I ш
''тз.приб "*в.отпр
Ускорение оборачиваемости вагонов значительно уменьшает объем
капиталовложений в подвижной состав транспорта как на заводе, так и
на железной дороге.
13.4. Внутрицеховые грузопотоки и транспортные средства
К транспортным операциям в цехах машиностроительного завода
относятся перемещения как в пределах цеха, так и в пределах отдель-
ных пролетов, производственных участков и рабочих мест. В связи
с этим грузопотоки можно разделить на общецеховые, межпролетные
и межоперационные.
Каждый из цехов машиностроительного завода имеет свои особен-
ности в организации грузопотоков и выборе транспортных средств.
403
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Наибольший грузооборот (в расчете на единицу продукции) имеют ли-
тейные цехи. На 1 т годных отливок перемещается до 20 т различных
грузов (формовочных, шихтовых материалов, опок, готовых форм, жид-
кого металла, отходов, отливок для обрубки, отжига и т.д.). При этом
в грузообороте литейного цеха значительную долю занимают операции
по вертикальному перемещению грузов. Поэтому среди подъемно-транс-
портных средств большой удельный вес имеют мостовые и консольные
краны (для подачи и загрузки металлошихты, заливки металла и т.д.).
Для напольного перемещения используются рельсовые тележки, электро-
кары, рольганги (для подачи опок), ленточные конвейеры (для подачи
формовочных материалов). Тележечные конвейерные линии в услови-
ях крупносерийного и массового производства применяются для пере-
мещения форм при их сборке и заливке, а также охлаждении отливок.
В кузнечном производстве, где технологический процесс состоит из
трех основных операций (нагрев, ковка или штамповка и реже обрезка),
для межоперационного перемещения тяжелых уникальных поковок при-
меняются мостовые краны, для более мелких поковок и штамповок —
монорельсовые краны и подъемники, для мелких — пластинчатые кон-
вейеры.
В механических цехах выбор транспортных средств зависит от спо-
соба расстановки оборудования, который определяется типом произ-
водства. В единичном и мелкосерийном производстве, для которого
характерно формирование участков по технологическому признаку, ис-
пользуются преимущественно мостовые краны, механические и элек-
тропогрузчики, авто- и электрокары. В крупносерийном и массовом
производстве при расстановке оборудования по ходу технологического
процесса применяются бесприводные и приводные транспортные средст-
ва непрерывного действия (склизы, скаты, рольганги, бункеры с пита-
телями-распределителями, рабочие и распределительные конвейеры).
В сборочном производстве выбор транспортных средств зависит от
типа производства, габаритов и массы деталей, массы собираемых ма-
шин, метода сборки (стационарная или подвижная). Обычно для сборки
крупных изделий с перемещением от операции к операции используют
непрерывные и пульсирующие конвейеры.
В единичном и мелкосерийном производстве, где обычно собира-
ются на стационарных стендах массивные, крупногабаритные изделия,
основным видом погрузочно-транспортного оборудования являются мос-
товые, консольные и монорельсовые краны. Для перевозки небольших
и массовых изделий (например, крепежных) используются различные
виды безрельсового авто- и электротранспорта (погрузчики, авто- и мото-
кары и др.). В серийном производстве, где общая сборка осуществляется
на специальных сборочных тележках, а узловая — на специализированных
участках, для перемещения деталей и узлов применяются в основном
13. Организация транспортного хозяйства
409
различные виды напольного транспорта. В массовом и крупносерий-
ном производстве общая сборка осуществляется на главном тележечном
или подвесном сборочном конвейере, к которому примыкает конвейер
по сборке отдельных узлов, а также конвейеры по подаче агрегатов
и комплектующих изделий. Для этого используются различные виды
напольных и подвесных конвейеров (ленточные, цепные, конвейеры
с автоматическим адресованием и др.)
Потребность в подъемно-транспортном оборудовании для цеха, как
и для межцеховых перевозок, определяется исходя из объема грузообо-
рота и производительности транспортных средств.
Потребное количество электро- и автокаров
__ ^нрм ^сут(^п.п + ООпогр + + ^разгр)
= ЙЛА
где кп.п + 1 — среднее количество передач партий деталей между опера-
циями, на склад и со склада.
Потребное количество кранов
ТЯрасч = Лгуг^оп^ц Д^см^см^ис),
где кОп — количество крановых операций на единицу подъемно-транс-
портных операций (на 1 т, одну деталь и т.д.); Гц — длительность цикла
обработки груза:
р _ 2Д ^п(о) у ( 4 h \
*п(о) 1*1 *2>
Яп(о) — средняя высота подъема (опускания) груза, м; уП(0) — скорость
подъема (опускания) груза, м/мин; /ь vj — средняя длина пути движе-
ния тележки, каретки крана, м, и соответствующая скорость, м/мин; /2,
*2 средний путь перемещения крана, м, и соответствующая скорость,
м/мин.
Расчетное количество конвейеров для перемещения грузов
расч = ^часА?час9
где Гчас — часовой грузооборот, т/ч; #час — часовая производительность
конвейера, т/ч.
Часовая производительность определяется следующим образом:
• при перемещении сыпучих грузов (в литейных цехах)
(7час = Дб #метр*кон>
где <7метр — нагрузка на 1 погонный метр, кгс; укон — скорость конвейе-
ра, м/с;
410 Раздел HI. Основы организации вспомогательного процесса
• при перемещении штучных грузов на подвесном круговом конвейере
Ячас = Д6Мгкон/7 [т/ч],
где М — масса груза, т; /— расстояние (шаг) между двумя контейнерами;
• при перемещении штучных грузов в специальной таре по п штук
на поточной линии
<7час = Д6Л/т\0Н// [т/ч].
Основным направлением улучшения использования внутрицеховых
транспортных средств является сокращение расстояний перемещения
и более полное использование их производительности и грузоподъем-
ности.
13.5. Организация работы внутризаводского транспорта.
Основные направления совершенствования грузопотоков
и удешевления перевозок
Правильная организация работы внутризаводского транспорта соз-
дает условия как для рационального использования всех транспортных
средств и подъемно-транспортного оборудования, уменьшения времени
выполнения операций по погрузке, разгрузке и перемещению грузов,
так и для сокращения длительности производственного цикла и обес-
печения ритмичности работы отдельных цехов и завода в целом.
Работа железнодорожного транспорта должна быть согласована со
станцией примыкания дороги общего пользования и заводской сорти-
ровочной станцией. Это согласование достигается путем составления
единого графика работы заводского транспорта, его сортировочной
станции и станции примыкания. При этом необходимо учитывать по-
рядок и количество вагонов, подаваемых на подъездные пути предпри-
ятия, время простоя вагонов на путях предприятия, сроки возврата
вагонов на пути общего пользования, порядок оформления передачи
и сдачи вагонов и т.д., а также согласовывать сроки обработки вагонов
с графиком движения поездов на дороге общего пользования с заво-
дскими перевозками.
Рациональная организация внешних перевозок автомобильным
транспортом достигается при централизованных перевозках автотранс-
портными компаниями или автопарком поставщика (грузоотправите-
ля). В этом случае ответственность перед автотранспортной компанией
за погрузку, разгрузку, ожидание, простои несет грузоотправитель. По-
грузка осуществляется средствами и силами поставщика, разгрузка —
13 Организация транспортного хозяйства
411
силами и средствами получателя. При этой системе перевозок умень-
шается время работы грузчиков и их количество, так как отпадает не-
обходимость их перевозки при порожнем пробеге автомобилей, повыша-
ется заинтересованность грузоотправителя в механизации погрузочных
работ. В целом централизованные перевозки обеспечивают повышение
производительности труда при погрузке и перемещении в 3—4 раза, по-
вышается уровень использования транспорта в 2—3 раза, снижаются
затраты на перемещение грузов примерно на 30 %.
Работа межцехового транспорта согласуется с работой производст-
венных цехов. При стабильных грузопотоках, характерных для массового
и крупносерийного производства, разрабатываются стандартные графики
межцеховых перевозок с указанием маршрута и времени на погрузку,
перемещение, разгрузку. Эти графики отражают последовательность
выполнения транспортных операций, а также количество транспортных
средств или вагонов, подаваемых и убираемых за каждый цикл работы.
На крупных заводах с развитой железнодорожной сетью организация
перевозок требует разделения сети на районы, каждый из которых об-
служивается поездом, движущимся по кольцевому маршруту. За каж-
дым маршрутом закреплены локомотивы и вагоны, предназначенные
для перемещения грузов между цехами данного района.
Централизованные маршрутные перевозки между цехами автомо-
бильным транспортом также согласуются с технологическим процес-
сом основных производственных цехов и осуществляются по заранее
составленному графику. Этот график предусматривает подачу грузов
в цех в строго определенное время во избежание простоев транспорта
и срыва запуска в производство очередной партии заготовок либо дета-
лей или подачи готовых деталей и узлов на сборку.
В единичном и мелкосерийном производстве в условиях перемен-
ного грузопотока графики движения транспорта должны отражать те-
кущую потребность завода. Они составляются на основании суточных
заявок, поступающих от цехов и складов. При такой организации работы
транспорта, когда предусматривается только конечная операция подачи
вагона или автомобиля к месту назначения, уровень использования
транспорта будет значительно ниже, так как заранее не удается согла-
совать работу всех элементов транспорта друг с другом, с движением
других составов, временем погрузки-разгрузки, подборкой необходи-
мого количества вагонов, их использованием и т.д.
Организация внутрицеховых перевозок зависит также от типа про-
изводства. В цехах крупносерийного и массового производства для
межоперационного перемещения применяется в основном непрерывный
транспорт. Работа транспорта вспомогательных отделений и участков
строго согласуется с ритмом основных операций. Так, в литейном цехе
подача шихтовых, формовочных материалов, перемещение опок, годных
412
Раздел IIL Основы организации вспомогательного процесса
отливок и брака строго согласуется с работой формовочно-заливочного
конвейера и осуществляется по графику работы общецехового транс-
порта на смену.
В кузнечных цехах, где в большинстве случаев используется транс-
порт с периодическим движением (краны, авто- и электропогрузчики,
манипуляторы и др.), этот транспорт становится составной частью ос-
новного процесса получения поковок и штамповок, поэтому его работа
регламентируется ходом основного процесса. Периодическая доставка
металла в заготовительное отделение, перевозка штампов, готовых за-
готовок на склад, а также перемещение в термическое отделение осу-
ществляет общецеховой транспорт.
В механических цехах наряду со штучной передачей деталей с помо-
щью средств непрерывного транспорта (склизы, скаты, конвейеры) не-
редко применяется передача деталей партиями, для чего используются
различного рода тележки.
В сборочных цехах массового производства не только межопераци-
онную передачу собираемых машин, но и перемещение готовых узлов
осуществляют с помощью конвейеров.
В единичном и мелкосерийном производстве вся работа по межопе-
рационному перемещению в основном процессе и выполнению вспо-
могательных операций возлагается на общецеховой транспорт. Он осу-
ществляет доставку полуфабрикатов, заготовок, инструмента, смазочных
и других материалов со складов на рабочие места, вывоз готовой про-
дукции, отходов, а также межпролетные перевозки уникальных загото-
вок и деталей, а в некоторых случаях выполняет функции межцехового
транспорта. При этом в случае группового размещения станков в единич-
ном и мелкосерийном производстве детали передаются на участок для
выполнения только одной операции, после чего направляются на другой
участок для выполнения следующей операции. В этом случае переме-
щения между станками на участках, как правило, отсутствуют, поэтому
межоперационные перемещения превращаются в межучастковые, осу-
ществляемые общецеховым транспортом по маршрутным картам.
При формировании участков по предметному признаку, когда детали
полностью обрабатываются на данном участке, транспортные средства
выполняют только межоперационные перемещения, поэтому закреплен-
ный транспорт в этом случае подчиняется общему ритму технологическо-
го процесса, а также графику передачи предметов на другие участки.
Итак, важным элементом процесса преобразования исходных ре-
сурсов (материалов) в готовую продукцию на предприятии является пе-
ремещение их как от стадии к стадии процесса, так и от операции
к операции.
Анализ грузопотоков в производственном процессе позволяет наме-
тить пути совершенствования технологических и транспортных операций,
13 Организация.транспортного хозяйства 413
составить оптимальные маршруты обработки и перемещения, обеспе-
чивающие значительную экономию затрат на изготовление продукции
и отдельных ее частей. При этом использование мало- и безотходной
технологи и не только уменьшает объем обработки, но и обеспечивает
большую экономию материалов и средств на транспортировку.
Схема 13.1
Основные направления рационализации потоков предметов труда
в производственном процессе
। Пуги рационализации движения материалов и снижения 1 транспортных издержек в производственном процессе
। Уменьшение
] объема । перемещаемых ! материалов объема погрузки и разгрузки расстояний перемещения количества транспортных операций .Удешевление транспорте- ровки
< Использование мало- । и безотходной технологии 1
| Максимальное удаление отходов [на начальных операциях процесса 1 § 0) § в
Концентрация технологических операций за счет применения многопозиционного оборудования для обработки предметов —
— Размещение начальных опера- ций ближе к скла- дам материалов — — о S о К ев №
। Поддержание грузопотока на удобной высоте
| Транспортировка крупными партиями или в стандартной таре g.
- Применение подвесных транспортных средств
1 — — Размещение оборудования в порядке после- довательности выполнения операций — — I I Л 1
t — Размещение грузов на спе- циальных поддонах — — __ 1
I Исключение излишних перевалок и перегрузов материалов
। — — — — Механизация транспортных операций
| Применение многооперационного оборудования для обработки
414
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Использование новейших достижений в выполнении технологиче-
ских операций нередко обеспечивает и более рациональное построение
транспортных операций. Так, применение многопозиционных и мно-
гооперационных металлорежущих станков типа обрабатывающего центра
с программным управлением, на которых могут выполняться практиче-
ски все операции механической обработки деталей, полностью исключает
межоперационные перемещения и значительно упрощает движение дета-
лей в совокупном процессе, а следовательно, и пространственно-времен-
н>до организацию производственного процесса. Схема совершенствова-
ния грузопотоков в производственном процессе на предприятии приведе-
на на схеме 13.1.
13.6. Подразделения заводского транспортного хозяйства
На крупных машиностроительных предприятиях руководство транс-
портным хозяйством возлагается на транспортный отдел, возглавляемый
начальником отдела или директором транспортного хозяйства, который
подчиняется заместителю директора (генерального директора) по коммер-
ческой части (рис. 13.6). Транспортный отдел состоит из функциональных
подразделений, занятых организацией и планированием перевозок, ор-
ганизацией труда и его оплаты, нормированием, кадрами и др.
Транспортному отделу подчинены железнодорожный цех и цех ав-
томобильного транспорта (автохозяйство), каждый из которых имеет
оперативно-производственный аппарат, именуемый в железнодорож-
ном цехе службами, а в цехе автомобильного транспорта — отделами
и производственными подразделениями.
Железнодорожный цех состоит из следующих служб: тяги, вагонной,
пути, движения; связи, сигнализации, централизации и блокировки
(СЦБ); погрузки и разгрузки. Название службы говорит о выполняемых
ею функциях. Служба тяги ведает содержанием и ремонтом локомотивов
и железнодорожных кранов. Вагонная служба выполняет работы по со-
держанию и ремонту вагонов собственного парка, а также по приемке
и сдаче вагонов общего пользования на передаточных пунктах. Служба
пути занята поддержанием и ремонтом железнодорожных путей пред-
приятия. Служба движения организует все перевозки железнодорожным
транспортом, руководствуясь планом перевозок, графиками движения,
и оперативно регулирует перевозки при помощи своего диспетчерского
аппарата. Эта же служба ведет учет оборота вагонов местного парка
и вагонов общего пользования. Служба связи и СЦБ наблюдает за экс-
плуатацией всех средств связи, централизации и блокировки и осуще-
ствляет их ремонт. Служба погрузки и разгрузки выполняет все погру-
зочно-разгрузочные работы на железнодорожном транспорте.
Рис. 13.6. Структурная схема транспортного хозяйства машиностроительного завода
416 Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Автомобильное хозяйство имеет в своем составе подразделения, ко-
торые осуществляют эксплуатацию, ремонт и техническое обслуживание
всего парка машин. В частности, на автогараж возлагаются функции по
приему автомобилей, их хранению, выпуску на линию, на автомастер-
ские — техническое обслуживание и ремонт машин, на отдел эксплуа-
тации — планирование и диспетчирование работы подвижного состава.
Дорожная служба следит за состоянием, содержанием и ремонтом ав-
томобильных дорог и подъездных путей.
Основные показатели работы транспортного хозяйства — объем пе-
ревозок, производительность труда, себестоимость перемещения 1 т или
1 т-км, себестоимость работы 1 машино-часа, затраты на содержание
транспортного хозяйства, доля затрат на транспорт в себестоимости
продукции. Показателями использования отдельных видов транспортных
средств являются коэффициенты использования по времени, грузо-
подъемности, пробегу, средняя техническая скорость и др.
14. Материально-техническое снабжение
производства и организация складского
хозяйства
14.1. Движение материальных ресурсов на предприятии.
Регулирование запасов материалов
С позиций системного подхода предприятие можно рассматривать
как систему, помещаемую на пути движения материальных потоков от
источников ресурсов до потребителей для преобразования их в удоб-
ную для потребителей форму.
Материальные ресурсы принимают на предприятии форму предме-
тов труда. Предметы труда, используемые в производстве, подразделя-
ются на две принципиально отличные друг от друга группы: основные
и вспомогательные материалы. По степени изменения свойств и сфере
приложения к ним труда основные предметы труда подразделяют на
пять групп: 1) сырье; 2) прочие материалы; 3) полуфабрикаты; 4) покуп-
ные детали; 5) комплектующие изделия. Это разделение имеет принци-
пиальное значение. Чем выше группа (считая от первой), тем меньше
материальные и трудовые затраты на предприятии, выпускающем про-
дукцию, и тем ниже ее стоимость. Это связано не только с тем, что на
предприятии исключаются отдельные стадии и операции по превраще-
нию предметов труда в продукт, но главным образом с тем, что первичная
и последующая переработка исходных материалов в готовые элементы
продукции на специализированных предприятиях, осуществляемая в мас-
совом масштабе, обеспечивает экономию материальных и трудовых ресур-
сов. Так, при использовании готовых материалов исключаются операции
по первичной переработке сырья, при получении заготовок отпадает
необходимость в заготовительных процессах, при использовании готовых
деталей исключается механообработка, при получении комплектующих
изделий — процессы узловой сборки.
Вспомогательные материалы — это материальные ресурсы, исполь-
зование которых в производстве прямо или косвенно способствует
протеканию основного процесса, т.е. преобразованию основных пред-
метов труда в готовый продукт. По назначению их можно разделить на
три группы: 1) используемые для непосредственного превращения ос-
новных материалов в готовый продукт; 2) для поддержания в работо-
27 Зак. 2150
418
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
способном состоянии средств труда; 3) для обслуживания работающего
персонала предприятия.
Характерная особенность материалов первой и третьей групп состо-
ит в том, что они, присоединяясь к стоимости продукции, безвозврат-
но уходят с предприятия, тогда как часть материалов второй группы
может утилизироваться или повторно использоваться на предприятии
после восстановления (использование тепла отходящих газов, регене-
рация формовочной земли, масла, оборотное водоснабжение и т.д.).
Несмотря на многообразие и различие предметов труда, применяе-
мых на предприятии, все они обладают системными свойствами, т.е.
находятся в количественной и качественной зависимости друг от друга,
определяемой их ролью в процессе производства. Причем они вступа-
ют в процесс лишь качествами, определяемыми их ролью по отноше-
нию к основной субстанции продукта, поэтому одно и то же вещество
выступает в качестве как основного, так и вспомогательного материала.
Так, если данные материалы используются для изготовления деталей
выпускаемых заводом машин, то они выступают в качестве основных
материалов, а если для ремонта оборудования, зданий, сооружений —
в качестве вспомогательных. Системные свойства потребляемых мате-
риалов заключаются и в том, что их номенклатура и расход находятся
в прямой зависимости друг от друга и от степени их готовности как
элемента продукции. Например, при получении заготовок со стороны
на данном предприятии исключается крупный передел — заготовитель-
ное производство с разнообразным набором основных и вспомогатель-
ных материалов (черные и цветные металлы, легирующие добавки,
энергия, формовочные материалы и др.).
Нормы расхода материальных ресурсов также взаимозависимы и обу-
словлены уровнем использования научно-технических достижений как
при получении самих материалов, так и в технологии их обработки,
конструкции самого продукта и отдельных его элементов. Получение
более прочных материалов, применение новейших методов их обработ-
ки, замена металлов пластмассами уменьшают их расход и вместе с тем
снижают потребность во вспомогательных материалах.
Чем глубже переработка материала на начальных стадиях процесса
превращения его в продукт, тем меньше расходуется для его получения
материальных и трудовых ресурсов. В табл. 14.1 указаны примерные за-
траты ресурсов при различных вариантах изготовления ступенчатых валов.
Очевидны неоспоримые экономические преимущества более глубокой
переработки исходных материалов на начальных стадиях: обеспечивается
значительная экономия трудовых и материальных ресурсов, уменьша-
ются безвозвратные их потери. Кроме того, уменьшается объем прямых
и обратных перемещений ресурсов. Так, если в первом варианте необ-
ходимо в прямом направлении перевести на 1 т готовых деталей 2,6 т
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства 419
и 1,55 т в обратном, а всего более 4 т, то в последнем — около 1,4 т, или
в 3 раза меньше.
Еще большую экономию материалов и средств дает получение дета-
лей из металлического порошка. Каждая тысяча тонн этого металла за-
меняет 2,5 тыс. т металлопроката, высвобождает 80 металлорежущих
станков и 190 станочников, причем долговечность деталей из порошка
почти в 2 раза выше.
Таблица 14.1
Расход ресурсов на изготовление 1 т ступенчатых валов
из сортовой конструкционной стали
Номер варианта Метод изготовления Общий расход ресурсов по всем стадиям
Прокат, т Труд, чел.-ч Денежные средства, %
1 Точение из сортового проката на заводе 2,6 240 100
2 Ковка заготовок с последующим точением на заводе 2,0 89 82,7
3 Точение заготовок, полученных от специализированных кузнеч- но-прессовых заводов 1,7 60 58,6
4 Механообработка из катаных ка- либрованных заготовок, получен- ных на металлургическом заводе 1,25 25 40,8
Использование 1 т пластмасс при производстве деталей машин по-
зволяет сэкономить 3—5 т стали, благодаря чему уменьшается их масса
и намного снижается расход топливно-энергетических и трудовых ре-
сурсов при их производстве и эксплуатации.
Ресурсосбережение на предприятии обеспечивается за счет более
рациональных конструкторских, технологических и организационных
решений.
Общая сводка путей и методов экономии материалов представлена
на схеме 14.1.
Движение материальных ресурсов внутри предприятия начинается
с их складирования. Необходимость последнего возникает в связи с из-
менением скорости движения ресурсов в транспортной и производст-
венной системах. Общая схема материальных потоков на предприятии
приведена на рис. 14.1.
Анализ движения материальных ресурсов от поступления их в виде
исходного сырья до получения готового элемента изделия позволяет
наметить пути совершенствования технологических и транспортных
операций, обеспечивающие рациональные маршруты и экономию средств
27*
420
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
на обработку и перемещение. Применение малоотходной или безот-
ходной технологии не только уменьшает объем обработки, но и обеспе-
чивает большую экономию материалов и затрат на транспортировку.
Схема 14.1
Пуги и методы экономии материалов при изготовлении и эксплуатации изделий
Основные пути экономии материалов
Уменьшение расхода материалов в производстве изделий Уменьшение материалоемкости изделий Удлинение срока службы изделий Основные методы, обеспечивающие экономию материалов
Повышение рабочих параметров изделий (производительность, скорость и Т.Д.) —
— Использование высокопрочных и антикоррозийных материалов
Использование новых видов эффективных материалов
— Конструирование изделий с долговечными и равнопрочными элементами
Использование мало- и безотходных технологий —
— Использование новейших методов упрочнения материалов и защиты их от коррозии
Тщательные испытания и доводка изделий
— Повышение уровня ремонтопригодности изделий
Несовпадение скорости и времени производства и потребления ма-
териалов неизбежно ведет к образованию производственных запасов.
Наличие производственных запасов материальных ресурсов является
непременным условием обеспечения непрерывности процесса преоб-
разования их в готовый продукт. Производственный запас состоит из
двух элементов — текущего и страхового.
Текущий запас предназначается для обеспечения непрерывности про-
изводства в период между двумя поставками материалов. Он неизбежно
возникает при периодической транспортировке материала от постав-
щика потребителю дискретным транспортом (железнодорожным, водным,
автомобильным и воздушным) партиями, превышающими дневной рас-
ход. При непрерывной транспортировке (передача жидких материалов
по трубам или сыпучих по непрерывным транспортерам) текущий за-
пас материалов на предприятии не образуется. Величина текущего за-
паса материалов меняется от максимальной в день их поступления до
нуля перед днем прибытия новой партии.
□ - операции хранения;
- операции перемещения.
. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
Рис. 14.1. Схема движения материальных ресурсов на предприятии
422
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Страховой (резервный) запас создается специально для обеспечения
непрерывного хода производства на случай задержки поступления оче-
редной партии материалов или перерывов в работе непрерывного транс-
порта. Этот запас при отсутствии отклонений в сроках поставки не рас-
ходуется, его величина остается постоянной.
Потребителю (при прочих равных условиях) целесообразно иметь
как можно меныпий текущий запас материалов: меньше площади складов
и затраты на хранение. Однако если этот запас будет ниже определенной
минимальной величины, то потребитель может понести значительные
дополнительные издержки. Поскольку стоимость транспортировки ма-
териалов рассчитана на полное использование грузоподъемности еди-
ничного транспортного средства, то всякое уменьшение партии поставки
по сравнению с минимальной партией транспортировки (по вместимости
транспортного средства) приведет к значительному удорожанию материа-
ла вследствие транспортных издержек (как прямых, так и за счет штрафов
за недоиспользование грузоподъемности транспортных средств). Кроме
того, потребитель несет постоянные расходы, связанные с оформлением
каждой новой партии заказа материала. Эти расходы не зависят от раз-
мера партии поставки, поэтому чем она больше, тем меньше их доля на
единицу материала.
На размер партии поставки влияют вид материалов и способы их
хранения. Если материал данного вида хранится на общем складе, то
вместимость склада и соответственно затраты на хранение рассчитыва-
ются на половину партии заказа, тогда как при хранении материала на
специальном складе или в отделении, предназначенном только для
него, вместимость склада рассчитывается на всю партию.
С учетом этих обстоятельств экономически оптимальный размер
ип.п партии поставки определится следующим образом:
• при хранении на универсальном складе
Пп.п = >/2Л/5п.п/(рСм);
• при хранении на специальном складе
^п.п —
где М — годовой объем потребляемых материалов; 5ап — постоянные
затраты, связанные с поставкой одной партии (включая затраты на
оформление и плату за повагонную поставку); р — затраты на хранение
единицы материала в долях от его стоимости; — стоимость материала.
Расчетная величина лп,п должна быть скорректирована с учетом тре-
бований производства и транспортировки материалов, т.е. она должна
быть не меньше размера транспортной партии или больше ее в целое
число раз.
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства 423
Как указано выше, страховой запас должен всегда храниться у потре-
бителя и обеспечивать бесперебойный ход производства в случае задерж-
ки поступления очередной партии поставки по различным причинам.
Не существует точных методов его определения, хотя имеется много
методов и формул для приближенного расчета этой величины. Слож-
ность заключается в том, что трудно определить с большой степенью
вероятности возможное время задержки, а еще труднее подсчитать по-
тери, связанные с возможным срывом хода производства.
Одним из наиболее научно обоснованных является метод статисти-
ческого анализа. В частности, если нарушения в сроках поставки под-
чиняются закону нормального распределения, то среднеквадратичное
отклонение о в сроках поставки определяется по формуле
Eos--*)2а
V Ха ’
где л; — фактический срок поставки в z-м периоде; х — средняя (или
плановая) длительность периода поставки; — количество наблю-
даемых периодов поставки.
Затем по таблице вероятностей функции нормального распределе-
ния находится гарантийный процент бесперебойной работы предпри-
ятия при различной величине страхового запаса. При этом страховой
запас в натуральном выражении ZCTp определится по формуле
Zcrp (2,.3)odCp,
где dcp— среднедневной расход материала.
Движение текущих и страховых запасов показано на рис. 14.2:
Итак, минимизация издержек, связанных с движением материалов
на предприятии, достигается в том случае, если материалы транспорти-
руются мелкими партиями в размерах, определяемых скоростью потреб-
ления. В этом случае как вместимость складов, так и объем погрузоч-
но-разгрузочных работ у потребителя будут минимальными. Например,
объем грузовых работ при разгрузке сырья для производства чугуна из
вагонов не на склады, а в бункера доменных печей уменьшится в 4 раза.
Но этого можно добиться только в том случае, если предприятие будет
снабжаться материалами «с колес», что, в свою очередь, требует достав-
ки в нужном количестве к тому моменту, когда потребуется очередная
их партия. Этот метод доставки принято называть системой «точно во-
время» («just in time»). В японской промышленности ее усовершенство-
ванную разновидность называют системой «Канбан». Она используется
при организации как внутренних, так и внешних перемещений пред-
метов труда.
424
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Рис. 14.2. Схема движения запасов материалов на складе потребителя: \ — текущий запас;
—страховой запас; лп п—нормативный размер партии поставки; ГПОст—нормативный пе-
риод поставки; ^ст.факт—фактический период поставки; 4—время задержки поставки очередной
партии; fC0Kp — сокращенный (компенсационный) срок поставки, равный /лост-t3
Логистическая система «Канбан», обеспечивающая предприятие ма-
териалами «с колес», относится к вытягивающей разновидности систе-
мы «точно вовремя», при которой размер партии поставки, скорость
и сроки поставки определяет не поставщик, а потребитель. Так, фирма
«Тойота» снабжает производство материалами «с колес» по схеме, при-
веденной на рис. 14.3. Для перемещения материалов от поставщика
используют три грузовых автомобиля с контейнерами. Один из них на-
ходится в движении, другой — у поставщика под погрузкой, третий —
у заказчика под разгрузкой. Ежедневно к 8 часам утра водитель автома-
шины доставляет поставщику порожние контейнеры вместе с карточ-
ками «Канбан», в которых содержится заказ на очередную партию
заготовок в размере полусуточной потребности. Этот автомобиль вместе
с контейнерами и карточки остаются у поставщика, а водитель переса-
живается на другой автомобиль, на который уже погружены контейне-
ры с заготовками, изготовленными по заказам карточек, доставленных
поставщику вместе с порожняком в конце предыдущего дня (к 22 часам).
Далее цикл изготовления материала (заготовок) и движение автомобиля
и карточек «Канбан» повторяется. Таким образом производство, от-
грузка, транспортировка и потребление материалов осуществляются
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
425
Склад
постабщика
Карточки «Канбан»,
достабляемые
постабщику б 800
Порожние
'контейнеры
Отпрабка б 8.00
6 800
Порожние
контейнеры,
достабленные
постабщику
к 800
Водитель пересажибается
б ожидающий его
загруженный
абтомобиль
Карточки «Канбан»,
достабленные
6 8.00
Фирма-заказчик
(«Тойота»!
Корточки «Канбан»,
достабленные постабщику
б 22.00 предыдущего дня
Карточки «Канбан»,
достабленные постабщику
б 22.00 предыдущего дня
Погрузка 6 800
Детали,
изготобленные
к 800
Рис. 14.3. Схема снабжения материалами «с колес» по системе «Канбан»
непрерывно, с постоянной скоростью, что обусловливает ничтожно
малые запасы.
Внешняя система «Канбан» внутри «Тойоты» дополняется внутрен-
ней, при которой каждый из последующих технологических переделов
предприятия (цехов, участков, поточных линии) «вытягивает» у преды-
дущего в строго определенное время вместе с карточками «Канбан»
только те детали и в том количестве, которые необходимы ему в данный
момент для обработки, что также обеспечивает минимальный межопе-
рационный уровень заделов и материальных запасов.
Снабжение предприятия материалами и их переработка по системе
«Канбан» обеспечивает колоссальный эффект за счет снижения мате-
риальных запасов в производстве продукции. Например, при выпуске
10 млн автомобилей в год стоимость запасов материалов, полуфабрикатов,
426
Раздел 111. Основы организации вспомогательного процесса
деталей на японских предприятиях была примерно в 10 раз меньше,
чем в США.
Для своевременного обеспечения производства материальными ре-
сурсами в США при минимальных запасах их используются согласо-
ванные с планом производства конечной продукции системы MRP1
и MRP2. Первая переводится на русский язык как «планирование по-
требности материалов» (ППМ), вторая — как «планирование произ-
водственных ресурсов» (ППР).
Система ППМ используется для управления поставками материа-
лов и комплектующих изделий в условиях так называемого зависимого
спроса, т.е. спроса на материальные ресурсы, определенного сроками
изготовления отдельных частей и деталей изделия и сборки конечной
продукции. Для разработки такого плана осуществляется разузлование
каждого изделия во времени по длительности цикла изготовления раз-
личных деталей и срокам подач на сборочные работы. На основании
такого разузлования устанавливаются точки (время) заказа, сроки и гра-
фики поставок материалов и сроки изготовления отдельных деталей,
сборки узлов, агрегатов и изделия в целом (рис. 14.4).
Цикловой график определяет сроки поставок и количество необхо-
димых материалов по каждому виду (табл. 14.2).
Таблица 14.2
портфеля заказов, на основании которого устанавливаются сроки изго-
товления конечной продукции и разрабатывается цикловой график,
который используется для расчета объема и сроков обеспечения всеми
видами материальных ресурсов. Рассчитанная потребность в материа-
лах согласуется с производственной мощностью предприятия, и если
мощность окажется недостаточной, то операции производства коррек-
тируются в соответствии с ней, а затем корректируется и потребность
в материалах. Схема согласования объема заказов, производственной
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
427
▲ - точка заказа (дата заяЬки) постадки мотериалод, деталей, комплектующих изделий
~*****-~ - Ьремя постаЬки материалов деталей, комплектующих изделий
--------Ьремя изготовления деталей
-- — - Ьремя сдорки у злой
Р -I - Ьремя сдорки агрегатоЬ
KSS3 - Ьремя окончательной сдорки и испытания изделий
Рис. 14.4. Цикловой график изготовления изделий с указанием сроков заказов и поставок материа-
лов, необходимых для выпуска готовой продукции в количестве 50 ед.: А,..., И—наименование уз-
лов и деталей; 50—300 — их количество
мощности, планов материального обеспечения и плана-графика вы-
пуска конечной продукции показана на рис. 14.5.
При использовании системы ППР, как и в предыдущем случае, по-
требность во всех видах материалов, деталей, комплектующих изделий
планируется на базе основного графика производства, но при этом
учитываются и другие области деятельности предприятия (бизнес-пла-
нирование, финансовое планирование, маркетинговые исследования,
условия производства, обеспеченность рабочей силой, техническая до-
кументация). Она является как бы дальнейшим развитием системы
ППМ (рис. 14.6).
Таким образом, системы ППМ и ППР устанавливают взаимосвязь
сроков выполнения заказов на отгрузку изделий и сроков начала и окон-
чания обработки деталей со сроками поставки всех видов материалов
на основе опережений, определяемых по структуре производственного
428
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
цикла изготовления изделий, благодаря чему уменьшаются общие за-
пасы материалов при полной материальной обеспеченности производ-
ства.
Итак, использование систем ППМ и ППР позволяет поддерживать
на предприятии низкий уровень запасов материалов, контролировать
в реальном времени ход материально-технического обеспечения произ-
водства, оценивать результаты работы органов материального снабжения
на основании хода производства по плану-графику производственного
процесса.
Рис. 14.5. Схема взаимосвязи работ по планированию производства,
материальному обеспечению и производственной мощности по системе ППМ
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства 429
Рис. 14.6. Схема взаимосвязи функций по планированию производственных ресурсов, планированию
производства и его материального обеспечения по системе ПНР
430
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
14.2. Приемка и размещение материалов.
Виды складов и типы складских помещений.
Производственный процесс на предприятии неизбежно включает
и операции складирования, которые выполняются заводским складским
хозяйством. Складское хозяйство предназначено для обеспечения йро-
изводства всеми видами сырья, материалов, полуфабрикатов, инстру-
мента, запасных частей, различного рода вспомогательными материалами.
На заводских складах хранится и готовая продукция предприятия пе-
ред отправкой потребителям.
Стадию промежуточного складского хранения проходит огромное
количество заготовок, деталей собственного производства. Кроме того,
следует учитывать, что на складах помимо хранения материалов и по-
луфабрикатов в ряде случаев выполняются операции подготовительно-за-
ключительного характера, в частности комплектация деталей и узлов
перед дальнейшей сборкой, а также технический осмотр, упаковка и др.
Таким образом, складское хозяйство предприятия является важной ча-
стью совокупного процесса производства и вследствие огромного гру-
зооборота становится масштабным по объему.
Основные операции складирования — приемка материалов, хране-
ние, отпуск и учет их движения.
Приемка материалов по количеству и качеству осуществляется по
прибытии их на основании планов поступления и сопроводительных
документов. Она начинается с определения состояния вагона, целости
замков и пломб, тары, укладки грузов с целью обнаружения возмож-
ных недостач и повреждений. При этом все недостачи и отклонения
оформляются актом, составленным с участием представителя транс-
портной организации.
Качественная приемка осуществляется с целью установления фак-
тического соответствия качества поступивших материалов стандартам
и техническим условиям, предусмотренным договорами или условиями
поставки.
При хранении материалов необходимо обеспечивать их сохранность
и минимальные затраты труда и средств на хранение и доставку мате-
риалов в цехи й на рабочие места. Это достигается прежде всего их ра-
циональным размещением на складе на стеллажах. Наиболее ходовые
материалы размещают на средних стеллажах, мелкие малоходовые — на
верхних, тяжелые — на нижних. Это уменьшает объем погрузочно-разгру-
зочных работ, улучшает использование транспортных средств, облегчает
труд складских работников и повышает его производительность. Мате-
риалы размещаются по сортовому, партионному или комплектному
признаку. В первом случае предусматривается постоянное место для
14 Материально-техническое снабжение производства и.организация складского хозяйства
431
хранения материала определенного сорта и размера. Во втором случае
отдельно хранится каждая поступившая партия материала, если требу-
ется учитывать определенные характеристики материалов именно этой
партии (например, номер плавки металла и его составляя стали, чугуна
и отливок из них). При комплектном размещении материалы хранятся
не по видам, а по комплектам, отпускаемым в производство. Все места
хранения должны быть пронумерованы.
Материалы отпускаются по требованиям в пределах лимита, опре-
деленного на основании норм расхода материалов. Для лучшего обеспе-
чения потребителей необходимо осуществлять подготовку материалов
к производственному потреблению путем расфасовки, раскроя, нарез-
ки, правки металла и т.д. Такая подготовка не только снижает затраты
на эти работы в производственных цехах, но и обеспечивает уменьше-
ние отходов, снижает общий объем погрузочно-разгрузочных и транс-
портных работ. Кроме того, она позволяет отпускать материалы не по
массе, а по количеству заготовок, что улучшает контроль за расходом
их в цехах.
При доставке материалов наиболее эффективным является актив-
ный метод, при котором используется централизованный порядок пе-
ремещения материалов в цехи транспортом складов. В этом случае
целесообразно использование маршрутных, прежде всего кольцевых,
перевозок. Применение централизованной доставки материалов пред-
полагает: согласование сроков запуска в производство и сроков достав-
ки; закрепление за складами соответствующих транспортных средств;
наличие разгрузочных площадок в цеховых кладовых или на рабочих
местах и т.д.
Учет материалов осуществляется как на складе (количественно-сор-
товой), так и в главной бухгалтерии (количественно-суммарный).
Заводские склады обычно классифицируют по роли в производстве,
виду хранимых материалов, типу складских помещений.
По роли в производстве различают снабженческие, производ-
ственные и сбытовые склады.
К снабженческим относят склады, на которых хранятся производст-
венные запасы сырья, материалов, топлива и других материальных ресур-
сов до передачи их в производственные подразделения. Они подчинены
органам материально-технического снабжения предприятия. К снаб-
женческим относятся центральный материальный склад (главный ма-
газин), склады металлов, топлива, формовочных и других материалов.
К производственным относятся те склады, на которых хранятся мате-
риальные ресурсы, находящиеся на разных стадиях производственного
процесса. Это межцеховые, цеховые и межоперационные (промежуточные)
склады и кладовые материалов, полуфабрикатов, заготовок, деталей, узлов,
а также кладовые инструмента и деталей для ремонта оборудования.
432
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
Сбытовые склады — это склады готовой продукции, запасных час-
тей, отходов и полуфабрикатов, предназначенных для поставки по коо-
перации.
По виду хранимых материалов склады подразделяются на
универсальные и специализированные.
К универсальным относятся те склады, на которых хранятся различ-
ные материалы. Примером может служить центральный материальный
склад, на котором хранятся самые различные материалы, необходимые
для всех производственных и вспомогательных цехов предприятия.
На специализированных складах хранятся отдельные виды однород-
ных по своим физико-химическим свойствам материалов, для которых
должны быть созданы одинаковые условия хранения (склады чугуна,
проката, горючих и смазочных материалов и др.). На специализирован-
ных складах отдельно хранятся также материалы, потребляемые тем
или иным производством (например, склады формовочных материалов
для литейного производства).
По типу помещений склады подразделяются на открытые, по-
лузакрытые и закрытые.
Открытые склады представляют собой открытые площадки на за-
водской территории, специально спланированные и забетонированные
или покрытые металлическими плитами и оснащенные подъездными
путями и устройствами для складирования и подъемно-транспортным
оборудованием, обеспечивающим механизацию погрузочно-разгрузоч-
ных операций (мостовыми и козловыми кранами и др.). На открытых
складах хранятся только те материалы, которые не портятся под воз-
действием атмосферных явлений (чугун, лом, крупный сортовой про-
кат и др.).
Полузакрытые склады (навесы) представляют собой установленную
на опорах крышу над открытой со всех сторон площадкой. Такие склады
защищают материалы от атмосферных осадков. На них хранятся неко-
торые виды оборудования в упаковке, огнеупоры, кирпичи, запасные
части к крупным машинам и оборудованию и т.п.
Закрытые склады — это одно- и многоэтажные помещения, подвалы
и специальные хранилища, защищающие хранимые материалы от возмож-
ных атмосферных воздействий, а также от хищений и порчи. На них
хранятся самые разнообразные и наиболее ценные материалы и изделия.
Расположение складов на территории завода должно быть увязано
с генеральным планом предприятия и соответствовать следующим тре-
бованиям:
• путь от заводских ворот до складов и от складов до цехов-потреби-
телёй должен быть прямолинейным и коротким;
• склады не должны заливаться водой, их устройство не должно требо-
вать больших затрат на проведение планировочных и земляных работ;
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства 433
• к крупным складам должны быть подведены железнодорожные пути;
• склады огнеопасных и взрывчатых веществ должны быть располо-
жены на изолированных участках вдали от других складов и цехов.
В зависимости от масштаба и сферы обслуживания различают об-
щезаводские, участковые (районные) и цеховые склады и кладовые.
Общезаводские склады снабжают всех заводских потребителей. К та-
ким складам относятся главный магазин, центральный инструменталь-
ный склад, склад запасных частей и склады других материалов.
Участковые склады обслуживают несколько близко расположенных
друг от друга цехов (например, обеспечение прокатом нескольких куз-
нечных цехов).
Цеховые склады и кладовые обслуживают только один цех. Это скла-
ды шихтовых и формовочных материалов литейного цеха, склады сор-
тового проката кузнечного цеха, склады тонколистового металла цеха
холодной штамповки и др. Склады полуфабрикатов, занимающие про-
межуточное положение между группами рабочих мест по выполнению
операций технологического процесса, осуществляемого в данном цехе,
обычно называют промежуточными складами, а цеховые склады вспо-
могательных материалов, инструмента — кладовыми.
О правильности размещения складов судят по потоку движения ма-
териалов и рабочих, поэтому склады сырья размещают поблизости от
цехов-потребителей, межоперационные — около места выполнения оче-
редной операции.
14.3. Снабженческие склады
Среди снабженческих складов важнейшее место занимает центральный
материальный склад (главный магазин). В нем хранится обширная но-
менклатура материалов, требующих различных условий хранения и раз-
ного устройства помещений. Все хранимые на этом складе материалы
можно разбить на следующие группы:
1) электротехнические материалы, изделия и приборы;
2) кожевенно-резиновые и асбестовые материалы и изделия (коже-
венные, резиновые и резинотехнические, асбестовая бумага и картон,
асбестовые кольца и др.);
3) инструмент (в том случае, если на заводе нет центрального инст-
рументального склада);
4) специальная одежда и обувь;
5) арматура, фитинги, сантехника, противопожарный инвентарь;
6) канцелярские товары и принадлежности;
7) комплектующие изделия и кооперированные поставки (в том слу-
чае, если на заводе нет складов отдела кооперирования);
28 Зак. 2150
434
Раздел HI. Основы организации вспомогательного процесса
8) запасные части (когда отсутствует склад отдела главного механика);
9) различные металлические изделия (подшипники, гвозди, винты,
шурупы, болты, гайки, шплинты и др.);
10) цветные металлы.
Главный магазин представляет собой, как правило, многоэтажное
здание с подъездными железнодорожными и автомобильными путями,
погрузочно-разгрузочными рампами, подвальными помещениями и с при-
мыкающими к нему площадками и навесами. Здание разделяется на от-
дельные помещения (секции) по видам хранимых материалов, где под-
держивается определенная температура и влажность.
В отапливаемых сухих помещениях с вентиляцией хранятся текстиль-
ные материалы, канцелярские товары и принадлежности, спецодежда.
Различные металлические изделия также хранятся в отапливаемых
помещениях (обычно на первом этаже из-за больших удельных нагру-
зок) при температуре до 10 °C и невысокой влажности (до 40 %).
Арматура, фитинги, сантехника хранятся в неотапливаемых поме-
щениях или под навесом в упаковке поставщика.
Основной способ хранения материалов на складе — стеллажное
хранение, при котором хранимые материалы и изделия размещаются
на отдельных стеллажах с укладкой материалов каждого вида в отдельной
ячейке, клетке, ящике, на отдельной полке. Стеллажное оборудование
позволяет хранить материалы с наилучшим использованием кубатуры
помещения склада. Обычно применяется универсальное стеллажное
оборудование трех типов: полочно-клеточные, клеточно-ящичные и по-
лочно-ящичные стеллажи. Высота их колеблется от 0,1 до 3 м при частич-
ной механизации и до 6 м при полной механизации с помощью электро-
штабелеров и электропогрузчиков. Ширина стеллажей в зависимости
от хранимых материалов колеблется от 0,3 до 1,2 м, а глубина — от 0,3
до 0,6 м.
Общее требование к хранению материалов в многоэтажных здани-
ях: тяжелые и громоздкие материалы хранятся на первом этаже, легкие
материалы и те, которые могут переместиться под силой тяжести, — на
втором, инструмент — в подвальных помещениях.
Среди специализированных складов наибольший грузооборот (по
массе) имеют склады формовочных и шихтовых материалов. Они рас-
полагаются в непосредственной близости от литейного цеха или группы
цехов при их блокировке. Как правило, эти склады являются закрытыми
и не отапливаются.
На крупных заводах обычно организуются отдельно склады шихтовых
и склады формовочных материалов. На складах шихтовых материалов
хранятся металлическая шихта, ферросплавы, огнеупорные материалы,
флюсы, топливо. Чугун одной марки и одной плавки хранится в закро-
мах повагонно, поскольку и отгружается повагонно, ферросплавы —
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства 435
в ящиках и бочках в упаковке поставщика, лом — навалом в закромах,
топливо (кокс) и флюсы (известковый камень) — также в закромах. На
склад возлагается подготовка шихтовых материалов к загрузке в плавиль-
ные печи (вагранки и электропечи). Подготовка заключается в сортиров-
ке, разделке и дроблении чугуна, лома, известкового камня, пакетирова-
нии металлической стружки и других металлоотходов, отсеве коксовой
мелочи. Подготовленная шихта передается в закрома литейного цеха,
которые располагаются поблизости от плавильных агрегатов.
На складах формовочных материалов хранятся пески, глины, крепите-
ли, смазки и др. (обычно навалом в закромах с распределением по сортам
и маркам). Весьма трудоемки операции подготовки формовочных ма-
териалов — сушка в барабанных сушилках, размол, просеивание.
Склады проката черных металлов располагаются, как правило, ря-
дом с кузнечными цехами, а иногда и между пролетами зданий цеха
(открытый склад). Они могут быть открытыми, полузакрытыми и за-
крытыми. На открытых хранят крупносортный прокат, слитки, под на-
весами — среднесортный и толстолистовой прокат, на закрытых —
тонколистовой, мелкосортный прокат, поволоку. Металл в зависимо-
сти от профиля хранится в штабелях, пачках или на стеллажах при
средней нагрузке от 2 до 6 т/м2 при коэффициенте использования
складской площади 0,3-0,6. Основной операцией подготовки металлов
к использованию в кузнечных цехах является резка его на мерные заго-
товки, что исключает проведение этой операции в цехах и обеспечива-
ет экономию металла.
На машиностроительных предприятиях особое место в складском
хозяйстве занимают склады огнеопасных жидкостей, т.е. легковоспламе-
няющихся и горючих (бензин, керосин, спирт и спиртовые лаки, эфиры
и т.п.). В зависимости от объема хранимых жидкостей склады огне-
опасных материалов могут быть наземными и подземными. При назем-
ном хранении используются круглые вертикальные резервуары, при под-
земном — горизонтальные цилиндрические. Хранить жидкости целесо-
образно под небольшим давлением углекислого газа или азота, которые
препятствуют возгоранию и испарению жидкостей. Для хранения сма-
зочных масел, охлаждающих жидкостей, химикатов, лаков, красок, при-
бывающих в таре, организуют закрытые склады с раздельными секциями,
отделенными друг от друга несгораемыми перегородками. На складе
обязательно должно быть организовано отделение по сбору и регенера-
ции масел. Склады огнеопасных жидкостей размещают вдали от основных
цехов в специально отводимой для этого зоне.
На снабженческих складах используются самые разнообразные сред-
ства механизации и автоматизации складских операций, при этом на
разных складах применяются различные средства: в главном магазине —
мостовые краны, краны-штабелеры, самоходные тележки, конвейеры,
28*
436
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
элеваторы; на складах шихтовых и формовочных материалов — мосто-
вые грейферные краны, ленточные транспортеры, элеваторы, ковшовые
погрузчики; на складах проката черных металлов — мостовые и козловые
краны с грузозахватными приспособлениями, краны-штабелеры, само-
ходные тележки; на складах огнеопасных жидкостей — самоходные те-
лежки, автопогрузчики, электроштабелеры.
Планировка склада должна обеспечивать: удобство приема и выда-
чи материалов (для этого основные проходы и проезды должны иметь
ширину до 2,5 м, вспомогательные — до 0,8 м); достаточную вмести-
мость, что упрощает поиск и перемещение материалов, проведение ра-
бот по упаковке, подсортировке и др.; сохранность материалов (от
порчи, повреждения и расхищения); четкую индексацию и рациональ-
ный порядок размещения хранящихся материалов.
Расчет площадей складов выполняется либо укрупненно, либо по
уточненным объемным измерителям. При расчете различают три вида
площадей складов: общую площадь полезную площадь Fn0Jl, на
которой непосредственно хранятся материалы; оперативную, или об-
служивающую, площадь Fonep, занятую приемочными и отпускными
площадками, проездами, проходами, заготовительными отделениями
и станками, сортировочными площадками, лестничными клетками, лиф-
тами и т.д. Таким образом,
^общ “ ^*пол 4* /*опер •
Отношение полезной площади склада к общей площади называют
коэффициентом использования полезной площади (а). Для различных ви-
дов складов значение а колеблется в широких пределах (табл. 14.3).
Таблица 14.3
Значения расчетной полезной нагрузки q
и коэффициента использования полезной площади а
Складские помещения Значения q, т/м2 Значения а
Главные магазины 0,5’0,8 0,30-0,40
Склады:
изделий смежных производств 0,6—1,0 0,35-0,40
металла 2,0-5,0 0,25-0,55
масел и химикатов 0,4-0,8 0,30-0,40
стройматериалов 1,0-1,5 0,45-0,60
отливок и поковок 1,2-2,5 0,40-0,50
шихтовых материалов 1,5-3,5 0,40-0,65
формовочных материалов 1,0-6,0 0,60-0,75
готовой продукции 1,0-1,5 0,35-0,60
газов 0,40-0,75 0,30-0,45
металлоотходов 1,0-1,5 0,40-0,60
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства 437
При укрупненном расчете общая площадь склада определяется по
формуле Гобщ - /'пол/01 [м2], а полезная площадь — по формуле
/пол = QIq [м2], где Q — масса грузов размещаемых на складе, т; q — до-
пустимая нагрузка на 1 м2 полезной площади, т/м2 (принимается по
табл. 14.3).
Величина Q определяется как норма запаса: Q -^/2+ при
хранении на универсальном складе и по формуле Q=nn.n + ZCTp при
хранении на специализированном складе (см. § 14.1). Эти нормы запа-
са можно соблюсти только при так называемой складской форме снаб-
жения, при которой предприятие получает материалы от местных баз
снабжения.
При транзитной форме снабжения, при которой отправка материалов
потребителю осуществляется непосредственно заводом-поставщиком,
значительно снижаются затраты на транспортировку и погрузочно-раз-
грузочные работы, так как исключается одна или несколько перевалок
грузов. Но зато поставщик отгружает материалы в определенной мини-
мальной, так называемой транзитной, норме, которая, как правило, не
меньше грузоподъемности вагона. При этом период поставки согласу-
ется с поставщиком.
В советское время укрупненные нормы запаса материалов на скла-
дах машиностроительных предприятий определялись в сутках в зависи-
мости от их вида.
При расчете площадей складов по объемным измерителям полезная
площадь определяется по формуле
/пол ~ /стел ^стел [м2],
где /стел — площадь, занимаемая одним стеллажом, м; кстел — потребное
количество стеллажей:
„ __ ^зтах
Ияч — полный объем ячеек, м3; у — объемная масса материала, т/м3;
«зап ~ коэффициент заполнения ячейки; — количество ячеек в одном
стеллаже.
К расчетной площади 7^^ добавляются вспомогательные площади:
для проходов между стеллажами 0,6-0,9 м (а при пользовании тележками
1,1-1,2 м); для продольных проездов 2,5-3,0 м; для сквозных проездов —
через 20—30 м устанавливаются проезды по ширине ворот. Кроме того,
предусматриваются площади для приемки, комплектации и т.д.
Важным условием обеспечения необходимой пропускной способ-
ности склада является наличие достаточных фронтов погрузки и раз-
грузки. Именно они определяют длину и конфигурацию склада.
438
Раздел III, Основы организации вспомогательного процесса
Под фронтом погрузки (разгрузки) понимается длина линии, на ко-
торой одновременно устанавливаются транспортные средства (вагоны,
автомашины, тележки, авто- и мотокары и др.) для погрузки материа-
лов со склада или разгрузки на склад. Для расчета этих фронтов необ-
ходимо прежде всего определить количество транспортных средств (/и^,),
прибывающих на склад в сутки:
Wljp = Г^нрм/(^.д^)?
где Г— масса грузов, прибывающих (для разгрузки) или отправляемых
(для погрузки) за данный период, например в год, т; — коэффици-
ент неравномерности; кр.д — количество рабочих дней склада в данном
периоде (при перевозке железнодорожным транспортом принимается
календарное время (в год 365 дней), а при погрузке — по режиму работы
завода); q — грузоподъемность транспортного средства, т.
Все суточное количество транспортных средств подается на склад в
несколько приемов-подач (Кцод), число которых определяется по формуле
^тгод = -^/(^(в) + А)) [ВГГ. ],
где Т — продолжительность работы склада в сутки, ч; гп(в) — продолжи-
тельность погрузки (выгрузки) всех транспортных средств, подаваемых
в одну подачу, ч; г0 — время на уборку порожняка и подачу новой пар-
тии транспортных средств, ч.
Следовательно, количество транспортных средств в одной подаче
(mjp) определится по формуле
TKjp = Wlpp IКлод .
Таким образом, фронт погрузки (выгрузки) определится по формуле
Z = т^1+(т^ -1)/' [м],
где / — длина (для вагонов) или ширина (для автомобилей) транспорт-
ного средства, м; Г — расстояние между ними, м.
14.4. Производственные склады
Необходимость операций складирования в ходе производственного
процесса вытекает из несовпадения моментов окончания предыдущей
операции и начала последующей в пределах участка цеха и между цеха-
ми или из несовпадения скорости, продолжительности обработки, за-
готовки, сборки на смежных операциях, участках, цехах. В первом
случае образуется транспортный запас, который находится в процессе
перемещения или складируется на транспортных средствах (конвейе-
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
439
рах, тележках, рольгангах, склизах, скатах, поддонах и т.д.). Во втором
случае возникает так называемый оборотный (цикловой) запас, который
хранится на промежуточных или межоперационных складах. Такой же
оборотный запас образуется и между цехами; его принято называть
межцеховым. Все виды запасов заготовок, деталей, узлов и собираемых
изделий, находящихся в производственном процессе, принято называть
заделами, которые рассчитываются производственным отделом завода
и тщательно контролируются. Кроме заделов на производственных скла-
дах хранятся полуфабрикаты и комплектующие изделия, которые получа-
ют со стороны и «включают» в производство на той операции совокуп-
ного производственного процесса, на которой они необходимы. Так, если
полуфабрикатами являются отливки, поковки или штамповки, то со
склада они направляются для обработки в механические цехи, а если
готовые детали и комплектующие изделия — то в сборочный цех.
В отличие от снабженческих складов, которые являются, как правило,
стационарными наземными, производственные склады могут быть и под-
весными. В этом случае хранимые предметы транспортируются и хра-
нятся на подвесных конвейерах-накопителях с автоматическим или
вызывным адресованием подачи на ту операцию и то место, где они
необходимы в данный момент. Например, на крупных автомобильных
заводах массового производства на таких подвесных складах-накопите-
лях хранятся заделы кузовов, двигателей, мостов, трансмиссий, колес
и других узлов той или иной комплектации, которые подаются автома-
тически или по вызову рабочего к тому моменту, когда они должны ус-
танавливаться на главном конвейере, и именно той комплектации,
которая необходима для сборки машины данной марки, вида или даже
окраски. Преимущество таких складов состоит в том, что они не зани-
мают производственных площадей.
Главная задача производственных складов — бесперебойное снабже-
ние всех цехов, участков и рабочих мест заготовками, деталями, узлами
и другими предметами, обусловливающими ритмичный ход производ-
ства. Именно поэтому производственные склады объективно становятся
весьма важным фактором контроля и регулирования производственного
процесса, т.е. они превращены из хранилища в регулятор материальных
потоков в производстве. Их контролирующее значение неизбежно про-
является при выполнении их прямых функций, а именно:
• контроль за своевременной подачей заготовок и деталей на склад
и передачей их из цеха в цех или с участка на участок в соответствии
с планом-графиком;
• контроль уровня заделов по сравнению с нормативными;
• контроль комплектности заделов деталей перед подачей их на сборку;
• контроль сроков подачи заготовок деталей, узлов в соответствую-
щие цехи.
440
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
В различных типах производства производственные склады выпол-
няют эти функции по-разному. В условиях единичного и мелкосерий-
ного производства они обеспечивают взаимоувязку работы цехов на
основе длительности производственных циклов изготовления ведущих
деталей и цикловых графиков сборки изделий, с помощью которых
устанавливаются календарные сроки межцеховых передач. Склады орга-
низуют также комплектную приемку заготовок и деталей от цехов-из-
готовителей и передачу их цехам-потребителям.
В серийном производстве контролирующее и регулирующее значе-
ние производственных складов повышается, так как от них поступает
в органы оперативного управления производством вся информация
о наличии заделов, об отклонениях в сроках поступления и размерах
партии поступивших заготовок и деталей, что позволяет принимать
меры по предупреждению срывов в производственном процессе на по-
следующих операциях обработки и сборки.
В массовом производстве на складах детали комплектуются и гото-
вые комплекты подаются на рабочие места сборки по установленному
графику. Особенно четко синхронизируется работа складов с ходом
производственного процесса при конвейерной сборке и транспорти-
ровке узлов и деталей, когда операции складирования стыкуются с тех-
нологическими операциями.
Межцеховые склады заготовок и готовых деталей, как правило, нахо-
дятся в подчинении производственного отдела завода, что обеспечивает
более равномерное питание цехов-потребителей заготовками и деталями.
Цеховые склады находятся в подчинении цеховых органов оперативного
управления производством. При этом цеховые промежуточные склады
(кладовые) создаются в обрабатывающих цехах, организованных по
технологическому признаку. В механосборочных цехах, построенных
по предметному признаку, где сборочные отделения потребляют детали
своего цеха, создаются склады готовых деталей.
Организация производственных складов оказывает значительное
влияние на производственную структуру, объем и направление грузо-
потоков. При создании (или ликвидации) складов удается в ряде случаев
упростить поток движения предметов в производстве и тем повысить
ритмичность производства.
Расчет площадей производственных складов производится по тем
же методам, что и снабженческих. При этом грузонапряженность на
1 м2 площади склада допускается для заготовок, крупных отливок и по-
ковок в пределах 1,5-2,5 т, для мелких отливок, поковок, штамповок
0,8—1,8 т. На складах готовых деталей при хранении крупных деталей
этот показатель принимается в пределах 1—2 т, а для мелких деталей
0,75-1,2 т. При хранении деталей на втором этаже грузонапряженность
уменьшается в 1,5-2 раза. При расчете площадей промежуточных
14 Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
441
складов допускается грузонапряженность 0,5 т/м2 для мелких деталей
и 0,75 т/м2 для крупных.
Проходы, проезды определяются в соответствии с габаритами транс-
портных средств с таким расчетом, чтобы колонны не создавали помех
перемещению грузов на складе. Например, ширина проезда должна
быть для электрокара до 2,3 м в одном направлении, для ручных теле-
жек 1,3—1,5 м, для проходов — до 0,9 м.
Максимальная масса хранящихся на складе деталей для расчета
площадей складов определяется по формуле
Мшах = ^стр + 1Т1 ’
где ZCTp — страховой запас, принимаемый в зависимости от величины
так называемого резервного опережения: ZCTp = dTpoq [дн.]; d —- средний
дневной темп потребления деталей на сборке; Гро резервное опере-
жение между цехами в днях потребления деталей на сборке; обычно Тро
принимается в пределах (0,5...1)Тцпр (Тцлтр — длительность цикла изго-
товления партии деталей в предыдущем цехе); п — размер партии заго-
товок, деталей, поступающих на склад, шт.; q — масса одной заготовки
(детали), т.
Таким образом, максимальный запас
Afmax = q(d (Q5 - 1)ТЦ Пр + п) [т].
Для каждого наименования заготовок, деталей, хранящихся на складе,
устанавливается точка заказа, определяемая по формуле
Т’зак = (1,5...2)Т’ц.прг/ [шт.].
Когда запас на складе с максимального снижается до точки заказа,
склад информирует об этом производственный отдел завода для приня-
тия мер к своевременному пополнению запаса или сам делает заказ
цеху-поставщику на изготовление очередной партии заготовок либо
деталей.
Таким образом, с помощью центральных и межцеховых складов за-
готовок и деталей производственный отдел контролирует и регулирует
выполнение производственных заданий заготовительными и обрабаты-
вающими цехами, что обеспечивает бесперебойное снабжение ими об-
рабатывающих и сборочных цехов. При этом основными документами,
определяющими работу складов, являются графики межцеховых пере-
дач и размеров складских запасов (заделов). Для хранения запасов на
подвесных складах не требуется производственных площадей, а вели-
чина их определяется длиной пути конвейерного склада и шагом кон-
вейера, т.е. расстоянием, занимаемым одним изделием.
Приемка заготовок и готовых деталей складами осуществляется на
основе производственных программ цехов соответствующего типа произ-
442
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
водства: в единичном и мелкосерийном производстве — в комплектах
деталей на машину, в узловых комплектах и подетально для ведущих
деталей, в серийном — в групповых комплектах или подетально, в мас-
совом производстве — только подетально. Для этого складам вместе
с программами цехов передаются спецификации деталей, узлов, по кото-
рым на складе расшифровывается состав и количество деталей в каждом
комплекте. Так, если планирование осуществляется по комплектовоч-
ным номерам, то в программах указывается, на машины с какого по
какой номер должны быть поданы заготовки либо детали на ту или
иную дату. Приемка деталей комплекта сверх количества, указанного
в программе, складу без специального разрешения производственного
отдела запрещается, чтобы не создавать лишние заделы.
Наиболее ответственные заготовки и детали поступают на склад
в сопровождении дополнительных документов (паспортов, данных ана-
лиза, сертификатов), устанавливающих их физико-химические свойства.
На складе, обслуживающем несколько цехов, детали хранятся отдельно
по цехам-потребителям, по изделиям, узлам и наименованиям, что упро-
щает учет и работу склада. Отдельно хранятся также детали и изделия,
получаемые по кооперации, а также стандартизованные и стандартные
детали.
Важной работой производственных складов является комплектование
деталей перед сборкой и подача комплектов на рабочие места сборки.
В единичном производстве эта работа осуществляется на основе поде-
тальной спецификации и готовые комплекты подаются на рабочие
места в соответствии с циклограммами сборки по комплектовочным
ведомостям, в которых указываются номера комплектов, количество,
необходимое на одно изделие, цех-поставщик, участок-потребитель,
план на месяц. В серийном производстве комплектование осуществля-
ется партиями с учетом того, чтобы участки — потребители заготовок
и деталей получали их в строго установленные сроки запуска-выпуска,
а количество подач соответствовало количеству партий деталей, выпус-
каемых в месяц.
В массовом производстве детали подаются непосредственно на ра-
бочие места в пределах установленного количества. При этом часто для
подачи деталей на рабочие места сборщиков на конвейере, как отмеча-
лось, используются подвесные конвейеры, с помощью которых детали
поштучно или комплектами в соответствующей таре подаются на рабо-
чие места.
Таким образом, производственные склады не только обеспечивают
хранение заготовок, деталей, узлов, комплектующих изделий, но и ак-
тивно участвуют в управлении производственным процессом с помощью
обратной связи с производственным отделом, своевременно сигнали-
зируя ему обо всех отклонениях в ходе производственного процесса по
проходящим через склад хранимым предметам.
14. Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
443
14.4 . Нормирование и определение потребности
в материальных ресурсах. Заводские органы
материально-технического снабжения
Машиностроительное производство характеризуется высокой мате-
риалоемкостью. Доля материальных затрат в себестоимости готовой
продукции достигает 60-70 %. Поэтому они строго нормируются и кон-
тролируются. Для изготовления изделий, отдельных заготовок и деталей
разрабатываются нормы расхода.
Под нормой расхода понимается максимально допустимая величина
затрат материалов на изготовление единицы продукции, узла, детали,
заготовки при использовании передовых технологических процессов.
Нормы расхода материальных ресурсов используются для определения
потребности в них, организации закупок материалов, организации снаб-
жения цехов и рабочих мест предметами труда, организации работы по
их экономии, учета и контроля за правильным их использованием, для
калькулирования себестоимости и др.
Исходные данные для разработки норм расхода содержатся в техно-
логической документации (чертежах, технологических картах, картах
раскроя и др.). В нормах обычно указывают массу заготовки, чистую
массу готовой детали, возвратные и безвозвратные отходы, а также ко-
эффициент использования материала (1?и.м). Последний определяется
отношением чистой массы детали, т.е. полезного расхода (#д), к норме
расхода материала на ее изготовление (Ярм):
^ГИ.М= <7д/ЯР.М .
В заготовительных цехах степень использования исходных материалов
характеризуется отношением массы заготовки (Л/заг) к массе расходуе-
мых материалов (Мм), которое называют коэффициентом выхода годного:
^годн=ЛГзаг/Л/м. Чем выше коэффициенты ^и>м и кгодн, тем лучше исполь-
зуются исходные материалы и меньше их расход на единицу продукции.
Различают подетальные, сводные и специализированные нормы рас-
хода материалов.
Подетальные нормы разрабатываются на отдельные детали на осно-
ве технических документов и карт раскроя материалов. Структура по-
детальной нормы показана на рис. 14.7. Эти нормы используются для
расчета потребности в материалах и лимитирования их отпуска со
складов.
Сводные нормы содержат укрупненные данные по расходу материа-
лов на одно изделие и служат для расчета общей потребности предпри-
ятия в материалах и организации снабжения ими.
444
Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
Рис. 14.7. Схема образования подетальной нормы расхода материалов
Специализированные нормы в отличие от сводных содержат сведения
о материалах с указанием их марок, сортов, типоразмеров. Они исполь-
зуются для составления уточненных заявок на конкретные материалы.
Как видно из рис. 14.7, при изготовлении детали неизбежно возни-
кают технические потери материалов (на допуски, летники, прибыли
и др.), а также их угар. При этом часть потерь возвращается в виде ис-
пользуемых отходов, другая часть (например, угар) — безвозвратные
потери. Кроме того, возникают потери из-за неизбежного брака, а также
из-за условий поставки материалов (например, из-за плюсовых допус-
ков, из-за некратности длин поставляемых прутков сортового проката
длине заготовок или некратности ширины и длины листового проката
размерам вырезаемых из него заготовок и т.д.).
Разработанные нормы расхода фиксируются в картах подетальных
норм расхода, картах раскроя материалов, в ведомостях сводных норм
расхода на изделие. Последние и служат основой для расчета потребности
предприятия в материалах, планирования материально-технического
обеспечения предприятия и заключения договоров с поставщиками.
Основные функции по материальному обеспечению предприятия
выполняет отдел материально-технического снабжения (ОМТС), на кото-
рый возлагается задача бесперебойного обеспечения производства всем
необходимым с минимально возможными затратами средств на охра-
нение и доставку материалов на рабочие места при обеспечении мини-
мальных запасов товарно-материальных ценностей и соблюдении норм
расхода. Поэтому ОМТС выполняет не только снабженческие функ-
ции, но и контроль за расходом материалов. Отделу подчинены все
снабженческие общезаводские и межцеховые склады. Производствен-
ные склады подчинены производственному отделу, хотя на предпри-
ятии кроме ОМТС может быть организован отдел кооперированных
поставок полуфабрикатов и комплектующих изделий.
14, Материально-техническое снабжение производства и организация складского хозяйства
445
Центральный аппарат ОМТС включает подразделения (группы), вы-
полняющие функции планирования и контроля обеспечения опреде-
ленными видами материалов с подчинением им определенных складов,
а также группу сводного контроля и планирования, группу технического
надзора за условиями хранения и эксплуатацией складских помещений.
Укрупненная схема структуры управления материально-техническим
снабжением приведена на рис. 14.8. Как видно из схемы, непосредствен-
ное обеспечение рабочих мест материалами, полуфабрикатами, комплек-
тующими изделиями осуществляется цеховыми складами (кладовыми).
В ряде случаев цеховые кладовые не подчиняются начальнику цеха,
а являются филиалами общезаводских складов, находящихся в подчи-
нении ОМТС.
Рис. 14.8. Схема органов материально-технического снабжения предприятия
На крупных предприятиях, имеющих в своем составе несколько об-
рабатывающих цехов и потребляющих одинаковые материалы в боль-
шом количестве, целесообразно создавать при общезаводских складах
заготовительные отделения по порезке металла и выдавать его цехам
в виде заготовок. Благодаря этому снижается расход металла, уменьша-
ется грузооборот и лучше утилизируются отходы.
Отделы кооперирования создаются лишь при крупных заводах с боль-
шим удельным весом полуфабрикатов и комплектующих изделий в соста-
ве готовой продукции. Они выполняют те же функции, что и ОМТС.
446 Раздел III. Основы организации вспомогательного процесса
На небольших предприятиях функции этого отдела выполняет группа
(бюро) производственного отдела.
Снабжение рабочих мест цехов материальными ресурсами органи-
зуется по активному или пассивному методу. В первом случае материалы
заранее подготавливаются, комплектуются и подаются на рабочие места
работниками цеховой кладовой транспортом склада по специально уста-
новленному графику, что характерно для массового и крупносерийного
производства. При пассивной форме, что характерно для единичного
и мелкосерийного производства, потребители сами получают материа-
лы на складе и доставляют их своими транспортными средствами.
Основные показатели, характеризующие эффективность системы
материально-технического снабжения, — выполнение планов снабже-
ния без перебоев, соблюдение норм материальных запасов, снижение
норм расхода материалов и расходов на их хранение; сокращение доли
транспортно-заготовительных расходов в себестоимости продукции и др.
Раздел
IV
ОПЕРАТИВНОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВОМ
15. Оперативное управление
производством как особый контур
и важнейшая функция руководства
предприятием
□
□
□
□
16. Оперативно-календарное
планирование серийного
производства
17. Оперативно-календарное
планирование массового
производства
18. Оперативно-календарное
планирование единичного
и мелкосерийного производства
19. Текущий контроль и регули-
рование производственного
процесса
15. Оперативное управление производством
как особый контур и важнейшая функция
руководства предприятием
15.1. Понятие об оперативном управлении производством
Как отмечалось в гл. 2, управление производством представляет собой
четко очерченный контур, действующий внутри контура руководства
предприятием в целом. Это связано с тем, что все информационные,
материальные, трудовые ресурсы, их качество и решения людей по
всем другим функциям интегрируются и проявляются своей положи-
тельной или отрицательной стороной исключительно в ходе и результа-
тах производственного процесса — главного компонента предприятия.
Протекание и состояние производственного процесса отражает резуль-
таты функционирования всех без исключения подсистем управления
предприятием: технической подготовки, планирования, ресурсного обес-
печения, технического обслуживания, обеспечения кадрами, отношения
людей к труду и др. Подобное различие в контурах и функциях управ-
ления и их интеграции в механизме управления имеют и технические
системы. Так, например, бесперебойная и высокопроизводительная рабо-
та машины определяется многими факторами: исправностью отдельных
ее узлов, смазкой, подачей топлива или энергии и др. Но непосредственно
машиной управляет регулятор оборотов двигателя, который обеспечи-
вает заданную производительность машины путем регулирования, под-
держания на определенном уровне количества энергии или топлива,
поступающих в единицу времени, обеспечивая тем самым выполнение
определенной работы. Но если они поступают в недостаточном коли-
честве или машина неисправна, т.е. не выполняются другие функции
по обеспечению ее устойчивой работы, то регулятор не в состоянии заста-
вить машину работать в заданном темпе. Она либо работает с перебоями,
либо дает некачественную продукцию, либо вовсе останавливается.
Любая управляющая система, работающая в реальном времени, долж-
на иметь: эталон, или план поведения, на основе которого проводится
сравнение показателей ее функционирования; регулирующее устройст-
во, работающее в реальном времени и основанное на плане и обратной
связи; корректирующее устройство, позволяющее вносить некоторые
изменения в шаблон поведения на короткое время.
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием 449
Для предприятия эталоном поведения системы является модель про-
текания производственного процесса во времени. Необходимость раз-
работки такой модели диктуется тем, что вещественные и трудовые
элементы предприятия (машины, оборудование, материалы и люди)
представляют собой набор ресурсов, которые можно объединить и при-
вести в динамическое равновесие лишь на основе согласования их дей-
ствий во времени по определенному плану. Модель производственного
процесса — это его абстрактное отображение, устанавливающее поря-
док и сроки взаимодействия всех видов ресурсов в пространстве и во
времени в ходе производственного процесса, т.е. эталон поведения
производственной системы в целом и отдельных ее элементов в тече-
ние определенного календарного промежутка.
Предписанные планом действия реализуются множеством произ-
водственных ячеек; каждая из них представляет собой вероятностную
систему, на результаты работы которой влияют многие факторы, в том
числе и отрицательные. Это требует непрерывного наблюдения за хо-
дом производственного процесса и регулирования его с тем, чтобы
предупредить отклонения или свести к минимуму потери от этих от-
клонений (рис. 15.1).
Рис. 15.1. Схема оперативного управления производством
29 Зак. 2150
450
Раздел IV. Оперативное управление производством
Наконец, при значительных объективных и субъективных отклоне-
ниях в ходе производственного процесса требуется вносить коррективы
в поведение системы в целом и отдельных ее элементов (подразделе-
ний). В этом случае необходима коррекция плана.
Итак, под оперативным управлением производством (ОУП) следует
понимать совокупность работ и действий по разработке модели проте-
кания процесса во времени, наблюдению за его ходом в реальном мас-
штабе времени, принятию и осуществлению решений по предупреждению
возможных отклонений и корректировке эталона поведения системы
на основе данных обратной связи и внешней информации, обеспечи-
вающих бесперебойный ход производства. Его задача — обеспечить
поддержание показателей и параметров функционирования предприя-
тия по выпуску продукции в заданных планом пределах, т.е. поддержа-
ние системы в динамическом равновесии с помощью средств текущего
(оперативного) воздействия на входы и выходы отдельных его подраз-
делений в реальном времени. Однако поддержание этого равновесия
может быть достигнуто лишь при обеспечении тесной взаимосвязи всех
подсистем, начиная от маркетинга и технической подготовки произ-
водства и заканчивая отгрузкой готовой продукции, каждая из которых
может служить источником возмущения. Так, задержка отгрузки продук-
ции может быть следствием срыва сроков обработки отдельных деталей
или сборки узлов (из-за несвоевременной подачи чертежей, отсутствия
материалов, инструмента, приспособлений и тд.). Для выявления и пре-
дупреждения отклонений подсистема оперативного управления должна
располагать сведениями о степени и сроках выполнения функций всеми
подразделениями предприятия. Это неизбежно требует интеграции всех
внутренних потоков информации с системой ОУП. Подробная схема
взаимодействия этой системы со всеми основными функциями пред-
приятия с помощью прямой и обратной связей показана на рис. 15.2.
Первой стадией ОУП, как видно из его определения, является раз-
работка модели протекания процесса производства в пространстве и во
времени.
Создать модель процесса — значит спроектировать перемещение и
преобразование ресурсов в продукцию с определенной скоростью.
Для моделирования пространственно-временнйх процессов, в ко-
торых время прохождения расстояния зависит от скорости движения,
наиболее подходящей является модель типа «расписание».
Расписание — это совокупность сведений о последовательности и
времени свершения событий многих процессов в данном месте или об
отдельных частях данного процесса в разных местах. Так, можно говорить
о расписании процесса изготовления единицы продукции с момента
начала первой операции до окончания последней, которое определяет
длительность производительного цикла. Вместе с тем расписанием
29*
- прямая информационная сбязь,
- обратная информационная связь
Рис. 152. Интеграция подсистем информационных потоков предприятия в системе ОУП с помощью внутренних связей
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием
452
Раздел IV. Оперативное управление производством
является и перечень работ, выполняемых в конкретный период по всем
объектам производства в данном подразделении, т.е. по изготовлению
всех экземпляров продукции в течение этого времени. Расписание состав-
ляют обычно в табличной и графической форме; последняя предпочти-
тельнее, так как более наглядно отражает процесс и его элементы,
условно показывая на чертеже-графике и время, и расстояние.
Основой для разработки модели работы любого подразделения пред-
приятия служит согласованный в пространстве и во времени цикл изго-
товления единицы продукции или ее части. Составленную в табличной
или графической форме модель принято называть планом-графиком.
Составить план-график — значит заранее разработать модель функ-
ционирования предприятия, цеха, участка, рабочего места во времени,
предусматривающую выполнение в данный момент именно той работы
(и в том объеме), которая необходима для организации бесперебойного
хода совокупного производственного процесса предприятия, обеспечи-
вающего выпуск конкретного экземпляра готового изделия в заранее
обусловленный срок.
План-график работы предприятия и любого его подразделения, раз-
работанный на основе научно обоснованных временных параметров,
обладает системными свойствами, которые проявляются прежде всего
в том, что, предписывая движение реальных, вещественных предметов
во времени, он устанавливает строгую взаимосвязь, взаимодействие
и целенаправленность работы всех подразделений предприятия, подчи-
ненной единой цели — изготовить продукт к определенному моменту.
Всякое отступление от предписаний этого графика на любом участке,
рабочем месте приведет к срыву сроков изготовления изделия или до-
полнительной затрате ресурсов.
Системные свойства планов-графиков работы предприятия непосред-
ственно связаны во времени с внешней средой, т.е. с другими системами.
Задержка поставки конкретного экземпляра изделия потребителю, являю-
щаяся следствием нарушения внутренних временных связей на предпри-
ятии, неизбежно отрицательно сказывается на пространственно-вре-
менных связях с другими предприятиями и влечет за собой крупные
экономические потери.
Нарушение временных связей всегда удлиняет время производства,
а это, в свою очередь, приводит к увеличению запасов, поскольку вели-
чина их пропорциональна длительности цикла. Так, если на предприя-
тии в третьей декаде месяца изготавливается 2/3 объема продукции
вместо 1/3, это значит, что длительность цикла, а следовательно, и за-
пасы увеличиваются на 1/3 по цепочке событий. Но чтобы за 1/3 времени
выпустить 2/3 продукции, предприятию необходимо иметь повышенные
запасы средств труда (машин, оборудования) и значительные резервы
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием
453
рабочей силы, что снижает уровень производительности труда и ведет
к снижению фондоотдачи и удорожанию продукции.
План-график должен предусматривать: равномерный выпуск продук-
ции; равномерную загрузку оборудования и рабочих; движение материа-
лов, заготовок, деталей и узлов в соответствии с принятыми нормативами,
а также наличие резервов мощностей и производственных ресурсов,
необходимых для ликвидации отклонений от нормального хода произ-
водства.
Разработка плана-графика осуществляется в два основных этапа:
проверочных объемных расчетов производства и непосредственной раз-
работки календарных планов (оперативно-календарное планирование).
На этапе проверочных объемных расчетов уточняется общий объем
и содержание работ (выпуск продукции), которые должны быть выпол-
нены в предстоящем плановом периоде каждым производственным
подразделением. Осуществляется подробный расчет необходимых про-
изводственных и трудовых ресурсов (оборудования, рабочих, производ-
ственных площадей, материалов, заготовок и др.), и полученные резуль-
таты сопоставляются с наличными ресурсами.
Оперативно-календарное планирование (ОКП) заключается в разра-
ботке для каждого производственного подразделения календарных пла-
нов-графиков. Обычно на заводе составляются текущие планы-графики,
определяющие программу работ производственных подразделений на
месяц с разбивкой по дням. Однако в течение месяца производственные
условия могут меняться (изменяется техническое состояние оборудова-
ния, вносятся изменения в технологию производства, недовыполняются
или перевыполняются плановые задания, отсутствуют необходимые ма-
териалы, инструмент, оснастка или другие предметы материального
обеспечения). Поэтому необходимо разрабатывать графики на более
короткие промежутки времени, которые бы учитывали конкретные усло-
вия работы и ход фактического выполнения месячного графика. Таким
наиболее удобным промежутком является рабочая неделя. В недельном
графике не только устанавливается программа работ на ближайшую
неделю, но и корректируются задания месячного графика.
Календарные планы составляются по каждому наименованию изде-
лий, по каждому цеху, участку, рабочему месту, по каждой операции.
Основное содержание работ на этапе календарного планирования:
• разработка календарно-плановых нормативов движения производ-
ства;
• установление очередности (календарной последовательности) вы-
полнения работ по каждому производственному подразделению на осно-
вании фактического хода производства, календарно-плановых норма-
тивов, имеющихся ресурсов и согласованности работы подразделений
по всему производственному циклу;
454
Раздел IV. Оперативное управление производством
• составление графика-расписания, указывающего сроки начала и
окончания сборки изделий или узлов, обработки деталей и выполнения
отдельных операций;
• учет выполнения оперативных планов.
Завершающей стадией оперативного управления является оперативное
регулирование производства, которое состоит в непрерывном наблюдении
за ходом производственного процесса — оперативном учете и контроле,
корректировке и поддержании его параметров. Эту стадию принято на-
зывать диспетчированием. На стадии диспетчирования осуществляется
окончательное уточнение задания на самые короткие промежутки вре-
мени (смену, час) с учетом спроса и сложившейся производственной
ситуации, намечаются пути достижения поставленных задач и органи-
зуется их выполнение путем бесперебойной подачи заготовок, деталей,
инструмента, ограничения переналадок и перестроек рабочих мест,
поддержания установленного ритма, контроля за сроком запуска пред-
метов труда в обработку и т.д.
Таким образом, кроме планов-графиков, составляемых на месяц,
неделю, необходимо разрабатывать их и на ближайшие сутки, смены,
что принято называть сменно-суточным планированием. При разработке
сменно-суточных заданий, которые назовем реальными, учитывают как
реальный ход производства, так и идеальную модель процесса.
При разработке реальных временных связей процесса (сменно-су-
точных заданий) предусматривается выполнение в первую очередь тех
операций, которые имеют наибольшее отставание от идеального гра-
фика, т.е. обладают наибольшим приоритетом и полностью обеспечены
всеми видами ресурсов на ближайшее время (материалами, заготовками,
рабочей силой, документацией и др.). Таким образом, в реальных моде-
лях происходит непосредственная стыковка реальных событий и фактов
процесса с абстрактными представлениями о нем (рис. 15.3).
Оперативное управление на стадии ОКП заключается в следующем:
расчет календарно-плановых нормативов организации производствен-
ного процесса во времени и в пространстве и доведение их до исполни-
телей; разработка месячных, недельных, суточных планов-графиков
и учет их выполнения.
Оперативное управление на стадии диспетчирования включает: уточ-
нение сменных заданий на ближайшие сутки и непрерывное наблюде-
ние за ходом их выполнения; контроль за бесперебойным материальным
и трудовым обеспечением, за запуском, обработкой и выпуском пред-
метов труда (заготовок, деталей, узлов); выявление отклонений в ходе
производственного процесса и текущее оперативное распорядительство
по их предупреждению или ликвидации. Подробно вопросы календар-
ного планирования в серийном, массовом и единичном производстве
рассматриваются в гл. 16-18, а вопросы оперативного регулирования —
в гл. 19.
Рис. 15.3. Схема разработки уточненных сменно-суточных заданий или реальных моделей процесса
456
Раздел IV. Оперативное управление производством
Оперативное планирование и управление машиностроительным про-
изводством осуществляется как по заводу в целом, так и по цехам, уча-
сткам и рабочим местам.
При межцеховом планировании осуществляется разработка кален-
дарных планов-графиков производства завода с разбивкой по отдельным
цехам и самостоятельным взаимосвязанным подразделениям и контроль
за ходом их выполнения. Основное содержание межцехового планиро-
вания — разработка сводного календарного плана производства по всему
заводу, разработка цеховых планов-графиков, расчет календарно-пла-
новых нормативов, согласование сроков поставки материалов, загото-
вок, деталей, узлов из цеха в цех, оперативный учет и контроль за
ходом выполнения графика работы завода и цехов.
При внутрицеховом планировании осуществляется разработка, дета-
лизация и уточнение календарных заданий, полученных цехом от заво-
доуправления, и доведение их до каждого рабочего места. Основное
содержание внутрицехового планирования — разработка детализиро-
ванного плана-графика цеха, разработка и выдача участкам месячных,
недельных и суточных календарных заданий, разработка и выдача смен-
но-суточных заданий и доведение их до рабочих мест, оперативная
подготовка производства, текущий контроль хода выполнения заданий.
15.2. Календарно-плановые нормативы и проверочные
объемные расчеты производства
Вся оперативная работа по организации производственного процесса
и его элементов осуществляется на основе календарно-плановых нор-
мативов и проверочных объемных расчетов производства.
Календарно-плановые нормативы — это совокупность расчетных по-
казателей, определяющих организацию производственного процесса в про-
странстве и во времени и степень реализации основных принципов его
идеального построения по отношению как к изделию в целом, так и к
каждой его части при обеспечении максимальной общей ритмичности
производства.
Таким образом, календарно-плановые нормативы отвечают на во-
просы, как будет согласовано изготовление отдельных элементов изделия
и в каком соотношении будут находиться показатели, определяющие сте-
пень реализации основных принципов организации идеального произ-
водственного процесса с целью обеспечения максимальной эффектив-
ности производства исходя из конкретных условий данного предприятия.
Основными календарно-плановыми нормативами являются: размеры
серии выпускаемых машин; размеры партии обрабатываемых заготовок,
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием
457
деталей, сборки узлов; периодичность их запуска-выпуска; длитель-
ность производственных циклов; величины опережений и заделов; такты
и темпы выпуска продукции поточных линий; нормативные планы-гра-
фики (цикловые и стандарт-планы и др.). Методика их определения
рассмотрена в гл. 16—18.
Состав календарно-плановых нормативов и их размерность зависят
от типа производства. Чем выше массовость производства, тем выше
должна быть степень согласования отдельных элементов процесса и мельче
размерность нормативов, определяющих движение предметов труда во
времени (от недели в единичном производстве до часа в массовом).
Тип производства определяет также точность нормативов: чем выше
массовость, тем больше должна быть степень их точности.
В основе расчета всех календарно-плановых нормативов лежат: про-
изводственные программы выпуска изделий и деталей; технологические
маршруты по операциям; нормы затрат времени, труда, материалов и де-
нежных средств; режимы работы отдельных производственных подразде-
лений завода и цехов. При этом определяющими исходными данными
являются нормы времени. Уточнение затрат времени на выполнение
отдельных операций и выявление его резервов — важная задача кален-
дарного планирования, от успешного решения которой во многом за-
висит качество календарно-плановых нормативов и в конечном счете
эффективность производства.
Нормы времени для расчета некоторых календарно-плановых нор-
мативов (например, партии деталей, заготовок, ритмов и т.д.) прини-
маются на основании технологических разработок. Однако часто эти
нормы, рассчитанные на определенные условия производства, отлича-
ются от фактических; к тому же при разработке технологии не всегда
учитывается степень загрузки оборудования данного типа. Все это приво-
дит к тому, что на заводе существуют как технологические, так и платеж-
ные нормы времени, учитывающие степень несоответствия проектных
и фактических условий производства и рассчитанные на определенный
заработок рабочего, или делающие скидку на недостатки в организации
производства, или предусматривающие скрытые простои оборудования
и рабочей силы. Органы оперативного планирования производства долж-
ны выявлять эти несоответствия и учитывать их при разработке календар-
но-плановых нормативов и оперативных графиков, предусматривая по-
степенное достижение передовых норм или во всяком случае четко
выделять в них резервы, крайне необходимые для оперативного регу-
лирования производства.
Для составления оперативных планов-графиков на определенный
плановый период необходимо провести предварительные проверочные
объемные расчеты пропускной способности отдельных участков произ-
водства и отдельных групп оборудования, о которых говорилось в § 15.1.
Кроме данных, используемых при определении календарно-плановых
458
Раздел IV, Оперативное управление производством
нормативов, для выполнения расчетов необходимо знать состав, коли-
чество, режим работы и технологическую взаимозаменяемость обору-
дования и площадей.
Проверочные объемные расчеты производства ведутся по группам
однородного оборудования и площадей. Оборудование объединяется
в однородные группы прежде всего по видам технологических опера-
ций (токарные, фрезерные и др.). Затем каждая группа в зависимости
от конкретных условий производства, состава и состояния оборудова-
ния может быть подразделена на подгруппы:
1) по размеру или мощности оборудования (по длине и диаметру де-
талей, обрабатываемых на токарном станке, размерам стола фрезерно-
го станка, массе падающих частей молота и др.);
2) по точности обработки с учетом фактического состояния обору-
дования и сроков его эксплуатации;
3) по допустимым усилиям резания или скоростям обработки;
4) по стоимости оборудования или стоимости его эксплуатации в еди-
ницу времени;
5) по степени механизации вспомогательных операций и работ (на-
личию быстродействующих зажимов, отжимов, загрузочных и разгрузоч-
ных приспособлений и др., что имеет важное значение при закреплении
за этим оборудованием деталей, для обработки которых требуется до-
полнительное время);
6) по степени приспособленности выполнять специальные операции
(оснащенность специальными приспособлениями, инструментом и т.д.).
Каждой группе и подгруппе оборудования необходимо присваивать
определенный код, которым следует пользоваться при разработке тех-
нологического процесса и при всех расчетах.
Проверочные расчеты представляют собой сопоставление потреб-
ных Л/расч и располагаемых Мприн ресурсов (орудий труда, оборудования
и площадей) на определенный период времени.
Сопоставляя величины Л/расч и Л/прИН и полагая, что для нормально-
го хода производства необходимо выполнение условия Л/расч < Л/Прин,
можно определить:
• потребное количество оборудования:
ЛГд
1м?
/Ирасч == 77 ~ \ ’ (15.1)
Л факт** см. прин^ном V об/
• потребный размер производственной площади:
«д
^расч = к—-------------? (15-2)
^*см.прин^ном V ^пл/
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием 459
• необходимую сменность работы оборудования или площадей:
*жсм.расч F' /1 \
^прин^факг^номК* аоб/
«л
Бад
ИЛИ ^см.расч” р У тт Г* (15.3)
*прин^*номЦ “ апл)
В формулах (15.1)-(15.3) приняты следующие обозначения: кд —
количество наименований деталей или изделий, обрабатываемых на обо-
рудовании данной группы или собираемых (формуемых) на данной пло-
щади; Nj— количество заготовок, деталей, изделий /-го наименования,
подлежащих выпуску за плановый период; г, — норма штучно-кальку-
ляционного времени на обработку одной детали z-ro наименования, ч;
^Факг “ коэффициент, учитывающий фактический уровень выполнения
норм; Лсмлрин — принятый режим (сменность) работы участка (в одну,
две или три смены); Фном — номинальный фонд времени использования
оборудования или площадей в планируемом периоде при работе в одну
смену (при 40-часовой рабочей неделе), ч; аоб — планируемый коэф-
фициент потерь рабочего времени оборудования на ремонт, наладку и др.;
гц / — общая длительная цикла сборки изделия z-ro наименования или
получения отливки, включая время естественных процессов (сушка
форм, остывание и др.), ч; f — производственная площадь, необходи-
мая для сборки изделия или получения отливки, м2; — коэффици-
ент, учитывающий использованные части производственной площади
на вспомогательные нужды (проходы, места хранения заделов, приспо-
соблений и т.п.); Шприц — фактическое количество единиц оборудова-
ния группы; ГПрин — располагаемая производственная площадь, м2.
Сопоставляя расчетные величины шрасч и Fpac4 с располагаемыми
Шприн и Гприн, выявляют излишек или дефицит оборудования и площадей.
Наличие дефицита производственных ресурсов по определенному
виду оборудования или участку производства свидетельствует о том,
что запланированный на предстоящий период объем работ не может
быть полностью выполнен, если не будут приняты меры по ликвида-
ции «узких мест».
Излишек ресурсов показывает, что при нормальном ходе производ-
ства в заданных параметрах программа может быть выполнена в пол-
ном объеме досрочно. Вместе с тем он дает органам оперативного
распорядительства (диспетчерской службе) свободу для маневрирова-
ния ресурсами и позволяет выполнять запланированный объем работ
даже при некоторых нарушениях в ходе производства. Эти резервы
460
Раздел IV. Оператианое управление производством
должны быть учтены и зафиксированы в календарных планах; их мож-
но использовать только по специальному указанию руководства завода,
цеха или органов оперативного распорядительства.
Расширение производственных возможностей оборудования и пло-
щадей для ликвидации «узких мест», а также создание резервов мощно-
стей может быть достигнуто следующим образом:
1) по оборудованию — уточнение фактических затрат времени
на непосредственную обработку заготовок деталей; уменьшение потерь
времени на переналадку и ремонт оборудования, осуществляемые в ра-
бочее время; пересмотр номенклатуры деталей, закрепленных за пере-
груженной группой оборудования, и передача части ее недогруженным
группам; пересмотр технологического маршрута, способов обработки
и организации производства деталей данного наименования с целью
снижения трудоемкости; модернизация оборудования и его специали-
зация;
2) по производственным площадям — уменьшение трудо-
емкости и цикла сборки или получения отливок за счет параллельного
выполнения работ и совершенствования технологии; повышение сте-
пени производственной нагрузки на площадь (увеличение числа одно-
временно собираемых машин на ней, увеличение количества деталей в
опоке и т.д.); уменьшение размера площади, занятой сборкой единицы
продукции, или размера опоки; уменьшение потерь площади на прохо-
ды, проезды и другие вспомогательные нужды.
Более полное использование трудовых резервов может быть достиг-
нуто: подготовкой специального подменного штата рабочих, способных
заменить не вышедших на работу; обучением некоторой части рабочих,
занятых на вспомогательных работах, основным рабочим профессиям;
обучением основных рабочих смежным профессиям и организацией их
работы на смежных рабочих местах; разработкой эффективной системы
заработной платы и премирования.
15.3. Системы оперативно-календарного
планирования производства
Ход производственного процесса во всех подразделениях предпри-
ятия должен быть подчинен единому ритму — ритму выпуска готовых
изделий сборочным цехом. Работа сборочного цеха планируется в со-
ответствии со сроками отгрузки готовой продукции, определяемыми
договорами или другими документами, учитывающими спрос на нее.
Но каждый экземпляр готового изделия состоит из множества раз-
личных элементов (деталей, узлов), которые изготавливаются в разных
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием 461
цехах и должны быть поданы на сборку в обусловленный срок. В связи
с этим возникает необходимость согласования работы всех подразделе-
ний между собою и со сборочным цехом во времени так, чтобы все эти
элементы были обработаны и поданы в тот момент, когда они необхо-
димы на сборке.
Разработать и выполнить сквозной график-расписание движения
в производстве каждого элемента машины не представляется возможным
как из-за большого их количества, так и из-за множества причин,
влияющих на работу каждого подразделения, которые невозможно
предвидеть.
Для согласования работы подразделений предприятия и стыковки
ее с конечным переделом — сборочным цехом — используются различ-
ные методы, которые принято называть системами оперативно-кален-
дарного планирования.
Под системой оперативно-календарного планирования (ОКП) понима-
ется метод комплектования календарных заданий цехам и согласования
их работы во времени. Эти системы различаются степенью централиза-
ции и выбранной планово-учетной единицей. По степени централиза-
ции различают централизованную и децентрализованную системы ОКП,
а по методу передачи обрабатываемых предметов из цеха в цех, с участка
на участок — выталкивающие (принудительные) и вытягивающие (по
требованию) системы ОКП (последние рассматриваются в § 15.4) и ре-
гулирования производства.
При централизованной системе весь объем межцехового планирова-
ния и основная часть внутрицехового осуществляются заводоуправлением.
Эта система широко применяется в массовом производстве и при предмет-
ной специализации цехов в производстве других типов. Децентрализован-
ная система межцехового планирования осуществляется по укрупненным
показателям, а детализация программы цеха и отдельных его участков
возлагается на цеховые органы оперативного планирования. Эта система
применяется с меньшей или большей степенью децентрализации в се-
рийном и единичном производстве со сложной производственной струк-
турой цехов.
В зависимости от принятых в календарном плане планово-учетных
единиц различают подетальную и комплектные системы.
При подетальной системе основным методом комплектования кален-
дарных заданий является набор конкретных заготовок деталей, сборочных
единиц для каждого отрезка времени планового периода (неделя, смена,
сутки, час). Применение этой системы требует разработки сложного
календарного плана, предусматривающего программу выпуска и движе-
ния деталей каждого наименования по всем основным технологическим
стадиям в соответствии с календарно-плановыми нормативами и стро-
гое согласование работы основных производственных подразделений
462 Раздел IV. Оперативное управление производством
завода по срокам запуска, выпуска и передачи из цеха в цех по каждой
позиции.
Разработка подетальных календарных планов требует выполнения
централизованных расчетов, объем которых резко увеличивается с ростом
разнообразия выпускаемой продукции и ее сложности. Поэтому поде-
тальное планирование может применятся лишь при ограниченной устой-
чивой номенклатуре выпускаемой продукции со сравнительно небольшим
разнообразием применяемых деталей, т.е. в массовом производстве.
При комплектных системах разработка календарных заданий цехам
и согласование их работы ведется не по деталям каждого наименования,
а по укрупненным показателям ~ комплектам деталей на узел, машину,
заказ или на определенный объем работы, выраженный в нормо-часах,
рублях либо других объемных единицах. Календарные задания участкам
по конкретным деталям и срокам их запуска и выпуска разрабатываются
цеховыми органами ОКП, т.е. децентрализованно. Комплектные системы
резко уменьшают число позиций в межцеховых календарных планах,
упрощают контроль и учет в масштабах завода. Они применяются в се-
рийном и единичном производстве, где номенклатура выпускаемых из-
делий весьма широка и использование подетальной системы привело
бы к резкому увеличению трудоемкости работ ОКП и снижению его
оперативности.
Различают комплектно-узловую, комплектно-цикловую, или группо-
вую, машинокомплектную, условно-машинокомплектную, суточно-ком-
плектную и комплектно-позаказную системы ОКП.
При комплектно-узловой системе разработка календарных заданий
цехам и согласование их работы во времени осуществляются по конст-
руктивным узлам. В каждый такой узел входит комплект конкретных
заготовок и готовых деталей, необходимых для его сборки, которые
должны быть поданы к определенному сроку. При этом сроки запуска
и выпуска комплекта деталей по цехам определяются исходя из длитель-
ности производственного цикла ведущей детали. Система отличается
простотой общезаводских расчетов и малым числом позиций календар-
ного плана. Основной ее недостаток заключается в том, что она не учи-
тывает календарно-плановые нормативы, которые для разных деталей
узла, как правило, различны. А это, в свою очередь, нарушает принципы
эффективной организации производственных процессов и приводит
к определенным потерям вследствие снижения партионности, увеличе-
ния незавершенного производства, нарушения ритмичности и пропор-
циональности. Поэтому комплектно-узловая система применяется, как
правило, в мелкосерийном и единичном производстве, где требуется
обеспечить комплектное поступление деталей на сборку каждого узла
к определенному сроку, несмотря на некоторые потери.
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием
463
При комплектно-цикловой (групповой) системе разработка календар-
ных заданий цехам и согласование их работы во времени выполняется
по укрупненным группам (комплектам) разных деталей машин, но
имеющих часть одинаковых календарно-плановых нормативов. В каж-
дую такую группу входит комплект конкретных деталей разных конст-
руктивных узлов, имеющих одинаковый или схожий технологический
маршрут и одинаковую длительность производственного цикла (или
опережения) и периода запуска-выпуска партий деталей. Преимущест-
во этой системы заключается в том, что движение предметов труда
в производстве организуется в соответствии с календарно-плановыми
нормативами. Однако для ее полного внедрения требуется проведение
подготовительных работ, связанных с классификацией всей номенкла-
туры деталей по технологической однородности (по группам опереже-
ний, по периоду запуска-выпуска). Кроме того, необходимо выполнить
большой объем вычислений, связанных с разработкой графика-распи-
сания запуска-выпуска отдельных групповых комплектов во времени.
Поэтому применение комплектно-цикловой системы эффективно в се-
рийном производстве с устойчивой в течение более или менее длитель-
ного периода номенклатурой выпускаемой продукции.
При машинокомплектной системе разработка календарных заданий
цехам и согласование их работы во времени осуществляется по укруп-
ненным комплектам (группам) деталей, идущих на данную конкретную
машину. В каждую такую группу по каждому цеху объединяется пол-
ный комплект (набор) конкретных заготовок, деталей или узлов на ма-
шину данного порядкового номера (например, комплект штамповок по
кузнечному цеху, комплект отливок по литейному и т.д.). Система от-
личается крайней простотой межцеховых оперативных программ. Зада-
ние и учет выпуска продукции цехами в заводском масштабе ведется по
комплектовочным номерам машин. Цеху сообщается номер машины
и дата выпуска комплекта деталей на нее. Иногда для упрощения пла-
нирования указывается порядковый номер только последней машины,
подлежащей укомплектованию в предстоящем месяце. Это исключает
необходимость корректировки заданий цехам в зависимости от хода
выполнения плана за предыдущий месяц, поскольку его недовыполне-
ние автоматически увеличивает задание цеху на последующий месяц.
Основной недостаток системы — то, что она, как и комплектно-узловая
система, не учитывает календарно-плановые нормативы конкретных
деталей, а это приводит к работе невыгодными партиями, увеличению
задела по деталям с небольшим циклом изготовления и в конечном
счете — к определенным потерям в производстве. Применяется маши-
нокомплектная система в производстве всех типов (кроме массового)
для контроля за ходом комплектования деталями узловой и общей
464
Раздел IV. Оперативное управление производством
сборки изделий, а в серийном и крупносерийном производстве служит
кроме того основой для разработки в каждом цехе календарных опера-
тивных программ при децентрализованной форме ОКП.
При условно-машинокомплектной системе (УМК), разработанной
и впервые примененной на Новочеркасском электровозостроительном
заводе (НЭВЗ), календарные задания цехам и согласование их работы
устанавливаются по комплектам деталей, идущих на условную мащину,
за которую обычно принимается ведущее изделие, имеющее наи-
больший удельный вес по трудоемкости в основной программе завода.
В условный машинокомплект по каждому цеху включаются детали всех
изделий, предусмотренных программой завода, в расчете на одну базо-
вую машину. Кроме того, при этой системе по каждой детали и каждо-
му цеху создается нормальный неснижаемый задел в штуках, который
снимается с учета, что дает возможность устанавливать календарные
задания всем цехам завода по единым комплектовочным номерам.
Подетальные календарные задания участкам на отдельные детали уста-
навливаются цеховыми органами ОКП исходя из задачи постоянного
поддержания заделов на определенном уровне. Применение услов-
но-машинокомплектной системы эффективно при устойчивой номенк-
латуре и структуре производственной программы продукции, выпускае-
мой в серийном производстве. В противном случае приходится часто
пересчитывать состав условного комплекта, менять состав и уровень
заделов и календарные задания, что крайне усложняет согласование
работы смежных цехов и участков.
При суточно-комплектной системе календарные задания цехам на
каждые сутки устанавливаются в виде условного комплекта деталей для
всех предусмотренных программой изделий в объеме среднесуточной
потребности в них. Применение этой системы эффективно в мелкосе-
рийном и серийном производстве с меняющейся номенклатурой выпуска
и при отсутствии в производственной программе ведущего изделия,
имеющего наибольший удельный вес.
При комплектно-позаказной системе календарное задание и согла-
сование работы цехов устанавливаются по комплектам деталей и узлов,
идущих на изготовление изделий по заказу и подлежащих выпуску
в плановом периоде. Состав позаказного комплекта по цеху меняется
из месяца в месяц и зависит от вида изготавливаемых машин, длитель-
ности цикла изготовления отдельных деталей, узлов и машины в целом
и положения (порядкового номера) календарного периода в общей
длительности выполнения заказа. Система применяется в единичном
и мелкосерийном производстве с длительным циклом подготовки про-
изводства и непосредственного изготовления изделия.
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием 465
15.4. Выталкивающая и вытягивающая системы
оперативно-календарного планирования
Мировая наука и практика за многие десятилетия выработала систему
согласования во времени работы цехов и участков между собой и со
сборочным производством, основанную на тщательно рассчитанных
календарно-плановых нормативах — размерах партий, периодах запус-
ка-выпуска, опережениях, цикловых и оборотных заделах. Последние
два представляют собой овеществленное выражение первых. Поэтому,
контролируя заделы, можно контролировать весь ход производства.
По этой системе заранее разрабатывается план-график работы заво-
да и всех его подразделений с учетом опережений в работе цехов, в ко-
тором указывается точно по срокам движение заготовок, деталей, узлов
и согласование работы цехов друг с другом и со сборочным цехом.
Каждый цех предприятия (а в цехе — участки) получает задание, ос-
нованное на программе завода и конкретизированное по неделям, сут-
кам, а иногда и сменам. Цех организует работу по выполнению этого
задания и сдает свою продукцию на склад следующего цеха (или про-
межуточный склад участка) независимо от потребности в ней в данный
момент. Перед запуском на следующую операцию выполняется предва-
рительный контроль качества. При стабильном выпуске продукции это
обеспечивает ритмичную работу всех цехов и предприятия в целом. Та-
кой метод планирования работы подразделений предприятия принято
называть выталкивающей системой ОКП (рис. 15.4, а).
Однако в случае использования выталкивающей системы ОКП ме-
жду цехами и участками неизбежно образуются значительные произ-
водственные запасы (заделы), что требует дополнительных затрат на
хранение. Кроме того, при изменении спроса на конечную продукцию
заделы могут быть вообще не востребованы. Таким образом возникает
значительное превышение запасов по одним деталям, в то время как по
другим наблюдается дефицит. В том и другом случае предприятие несет
убытки, обусловленные дополнительными затратами на хранение в связи
с перерывами в работе по выпуску необходимой продукции.
Термин «выталкивающая система» появился сравнительно недав-
но — 25—30 лет назад, когда некоторые передовые японские фирмы,
и в первую очередь автомобильный гигант «Тойота», стали применять
другую систему, которая была названа вытягивающей. Суть этой систе-
мы заключается в том, что работа смежных цехов и участков согласуется
во времени на основании не календарно-плановых нормативов движе-
ния предметов в производстве, а заказов последующего цеха (участка)
предыдущему, т.е. по ходу, противоположному ходу технологического
процесса. При этом конкретизированный по суткам, сменам и часам
30 Зак. 2150
466
Раздел IV, Оперативное управление производством
а
- произдодстбенные подразделения (цехи участки)
- предварительный (дходной) контроль
- межцеходые или промежуточные (межоперационные склады)
—- движение деталей
--- ддижение заказоб на детали
Рис. 15.4. Упрощенные схемы выталкивающей (а) и вытягивающей (б) систем ОКП
план-график выпуска данных изделий разрабатывается только для ко-
нечного передела — сборочного цеха, а обрабатывающим и заготови-
тельным цехам устанавливается план выпуска заготовок и деталей в
объеме среднесуточной потребности, без указания сроков передачи их
на следующую стадию процесса. Конкретные же заготовки, детали
и узлы в предыдущем подразделении отбираются в нужном количестве
в тот момент, когда будут необходимы на последующей операции, а на
предыдущем участке запускаются в обработку заготовки изъятых дета-
лей в соответствующем количестве (рис. 15.4, б).
Таким образом, каждое подразделение последующей стадии про-
цесса каждый раз дает заказ на изготовление небольшой партии деталей,
узлов (в зависимости от вместимости транспортного средства), который
должен быть выполнен к указанному сроку, т.е. к следующему отбору.
Поэтому для любой предшествующей операции нет необходимости со-
ставлять конкретизированный во времени план-график, поскольку зака-
зы поступают от подразделений, выполняющих последующую операцию.
В этих условиях оборотные заделы отсутствуют.
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием 467
В основе данной системы лежат три основных принципа: работа
небольшими партиями; обработка деталей «точно вовремя»; высокое
качество обработки, исключающее необходимость предварительного
и промежуточного контроля и предупреждающее поступление брако-
ванных деталей на следующую операцию.
Работа малыми партиями возможна только при сведении затрат
времени и средств на переналадку к минимуму, обработка деталей
«точно вовремя» — при обеспечении высокой ритмичности производ-
ства по графику, а высокое качество — при системе бездефектного тру-
да и самоконтроле.
Документами, с помощью которых организуется вытягивающая си-
стема ОКП, являются карточки «Канбан».
15.5. Закрепление деталей за оборудованием.
Выравнивание объемов производства по спросу
Конечной целью составления календарных планов является разра-
ботка таких планов-графиков, которые устанавливали бы оптимальное
закрепление номенклатуры обрабатываемых деталей или работ за каж-
дым рабочим местом либо группой их, обеспечивающее минимальные
затраты времени на обработку всех деталей, что особенно важно при
дефиците ресурсов мощностей. Эта задача возникает в том случае, если
для обработки одних и тех же деталей разрабатывается несколько вари-
антов технологического процесса, различающихся структурой опера-
ций и затратами времени на их выполнение. Разработка и фиксация
в технологических документах нескольких вариантов обработки одной
и той же детали или выполнения части операций открывает возможно-
сти для более или менее широкого маневрирования ресурсами мощно-
стей путем передачи обработки с перегруженных групп однородного
оборудования на недогруженные. Однако какие детали или операции
и в каком объеме выгодно передать с одного рабочего места на другое,
чтобы суммарные затраты времени были минимальными, решить без
применения математических методов сложно.
В терминах линейного программирования задача закрепления дета-
лей за отдельными видами оборудования при наличии нескольких ва-
риантов технологического процесса формулируется нижеследующим
образом.
Пусть, например, известно количество деталей различных наименова-
ний, которые должны быть обработаны в течение определенного периода
(квартал, год) по нескольким вариантам технологического процесса.
Требуется определить, какое количество деталей необходимо обработать
зо*
468
Раздел IV. Оперативное управление производством
по каждому варианту, чтобы суммарные затраты станко-часов по всем
группам оборудования были минимальными.
Введем следующие обозначения: — количество станко-часов по
z-й группе оборудования, затрачиваемых на обработку одной детали
у-го наименования по £-му варианту технологического процесса; т, п,
s — количество соответственно групп оборудования, наименований де-
талей и вариантов технологического процесса; Xjk— количество деталей
у-го наименования, обрабатываемых по £-му варианту технологическо-
го процесса; Ф, — располагаемый фонд работы z-й группы оборудова-
ния в данном дробном плановом периоде; L —- суммарные затраты
станко-часов по всем труппам оборудования.
Задача заключается в нахождении таких значений Xjk, которые обес-
печили бы минимум линейной функции:
Z = min
1=17=1
при следующих условиях:
£ Ф/ (i = 1, я 3,w);
у-1
XxJk =Nj(J = I Я
к=1
где Nj ~ программа выпуска у-х деталей.
xJk >0(£ = l,2V., Д
При постановке задачи следует из располагаемого фонда времени
по каждой группе оборудования исключить количество станко-часов,
необходимых для изготовления деталей по технологии, не допускающей
вариантов, т.е. по деталям, заранее закрепленным за оборудованием.
В рассмотренные выше математические модели можно ввести дру-
гие условия, например изготовить изделий М не более, а изделий N2 не
менее какого-либо количества и др.
В реальных условиях производства, особенно в тех случаях, когда
предусматривается выпуск нескольких наименований изделий или их
модификаций в разном количестве, возникает задача обеспечения рав-
номерной и более полной загрузки оборудования и рабочих мест всех
цехов. При прочих равных условиях, т.е. при устойчивом производстве,
эта задача наилучшим образом решается тогда, когда готовые изделия
и их модификации будут выпускаться определенными партиями (серия-
ми) с чередованием во времени. В этом случае работа обрабатывающих,
заготовительных и сборочных цехов согласуется на основе календар-
но-плановых нормативов, предусматривающих равномерную их работу
15, Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием 469
и соответствующее опережение, что характерно для выталкивающей
системы ОКП.
Однако в рыночных условиях спрос на отдельные виды продукции
или ее модификации подвержен колебаниям, а следовательно, подвер-
жена колебаниям и загрузка рабочих мест. Чтобы свести к минимуму
потери от этих колебаний, выравнивают объемы производства по дням,
месяцам, предусматривают ежедневный усредненный выпуск всех мо-
дификаций машин поочередно либо небольшими партиями (сериями).
Это обеспечивает лучшее удовлетворение спроса потребителей, мини-
мальные запасы готовой продукции на складе. По сути в этом случае
производство и поставка продукции осуществляются по системе «точ-
но вовремя», т.е. используется вытягивающая система ОКП.
Для обрабатывающих и заготовительных цехов такой график соста-
вить не представляется возможным, так как они должны работать со
значительным опережением по сравнению со сборочным цехом. Вырав-
нивание объема производства достигается в этом случае путем состав-
ления месячных планов работы на основе определения среднесуточных
объемов производства для каждой модификации продукции и для каж-
дого цеха. В таких планах указываются среднесуточные объемы выпус-
ка на каждом производственном участке соответствующего цеха. Эти
планы базируются на трехмесячном и месячном прогнозах спроса. На
основании таких планов определяется потребность в оборудовании, ра-
бочих, материалах, заготовках, инструменте и в др.
Запуск-выпуск конкретных деталей, заготовок осуществляется по
вытягивающей системе со стороны сборочного цеха. Тем самым произ-
водство адаптируется к месячным изменениям спроса в течение года.
15.6. Заводские органы оперативного планирования
производства
Всей работой по оперативному управлению производством руководит
производственно-диспетчерский отдел (ПДО). На небольших предпри-
ятиях все функции по планированию, включая и ОКП, осуществляются
единым планово-производственным отделом (ППО). Производствен-
но-диспетчерский отдел обычно подчиняется директору (генеральному
директору) предприятия. На крупных предприятиях, где имеется долж-
ность начальника (директора) производства с правом заместителя гене-
рального директора, ПДО подчиняется ему, а начальник ПДО является
по положению первым заместителем начальника (директора) произ-
водства.
На ПДО возлагается оперативное руководство ходом производствен-
ного процесса, согласованного с помощью оперативных календарных
470
Раздел IV. Оперативное управление производством
планов в пространстве и во времени. Отдел осуществляет непрерывный
контроль за материальной и технической подготовкой производства,
своевременной подачей заготовок, деталей, узлов, комплектованием
заделов, выявляя возможные отклонения в ходе производства и принимая
меры по их предупреждению. Кроме того, на него возлагается методо-
логическое руководство производственно-диспетчерскими бюро цехов.
Структура ПДО зависит от типа производства, объема выпуска,
вида продукции и степени централизации функций ОУП (рис. 15.5).
Рис. 15.5. Организационная структура службы оперативного управления производством
Отдел обычно состоит из двух основных подразделений (групп): опе-
ративно-календарного планирования и диспетчирования. Руководство
первой группой осуществляет заместитель начальника отдела по кален-
дарному планированию, второй — главный диспетчер предприятия.
Непосредственно выполнение отдельных функций по календарному
планированию осуществляют специальные бюро заказов, календарно-пла-
новых нормативов, календарного планирования, оперативной подготов-
ки производства. На крупных предприятиях (объединениях) в составе
производственно-диспетчерского отдела (управления) организуются бюро
(отделы) по оперативному планированию отраслевых и территориальных
15. Особый контур и важнейшая функция руководства предприятием
471
производств, входящих в него (металлургического, прессового, механо-
сборочного и др.).
Бюро заказов, функции которого наиболее обширны в мелкосерий-
ном и единичном производстве, получает заказы на продукцию завода,
совместно с цехами и отделами устанавливает сроки выполнения кон-
кретных работ по ним и срок выполнения заказа в целом, следит за хо-
дом комплектования и отгрузки продукции.
Бюро календарно-плановых нормативов непосредственно или через
информационно-вычислительный центр выполняет объемные расчеты
производства, на основе которых выявляется соответствие наличных
и потребных ресурсов мощностей, сообщает отделу главного технолога
результаты этих расчетов и вместе с его подразделениями намечает
пути ликвидации возникающих диспропорций, изыскивает резервы для
непрерывного наращивания производственных мощностей. Бюро выпол-
няет также расчеты календарно-плановых нормативов (ритмов производ-
ства, периодов запуска-выпуска, длительности циклов, опережений,
заделов), на основе которых согласовываются в пространстве и во вре-
мени элементы производственного процесса и разрабатываются кален-
дарные планы-графики.
Бюро календарного планирования разрабатывает планы-графики заво-
да, его отдельных подразделений, ведет оперативный учет выполнения
этих планов и вносит в них коррективы.
Бюро оперативной подготовки производства разрабатывает графики
и мероприятия по обеспечению всех условий и ресурсов, необходимых
для бесперебойной работы по выполнению календарных планов завода,
основных цехов и участков, в том числе графики комплектования и по-
дачи всей необходимой документации и обеспечения инструментом,
приспособлениями, заготовками, материалами и другими видами ре-
сурсов.
16. Оперативно-календарное планирование
серийного производства
16.1. Особенности календарного планирования
серийного производства
В машиностроении преобладают предприятия серийного производ-
ства, на которых выпускается более 80 % продукции. Кроме того, се-
рийное производство имеет место на заводах массового и единичного
производства. В целом около 90 % деталей машин обрабатывается по
методу серийного производства.
Первая особенность этого типа производства — использование раз-
личных систем ОКП. Номенклатура выпуска готовых машин стабильна,
и в сборочных цехах применяется подетальная (предметная) система,
при которой планируется сборка каждой машины. В то же время про-
грамма выпуска отдельных деталей недостаточна для полной и постоян-
ной загрузки оборудования. Поэтому на каждом рабочем месте обрабаты-
ваются детали разных наименований, вследствие чего в обрабатывающих
и заготовительных цехах приходится применять различные системы
ОКП.
Вторая особенность вытекает из первой. Поскольку на каждом ра-
бочем месте обрабатываются детали нескольких наименований, для
повышения производительности процесса их обрабатывают партиями.
Обработка деталей партиями неизбежно влечет за собой нарушение
других принципов эффективной организации производственного про-
цесса, и прежде всего принципов параллельности и непрерывности,
поскольку партия проходит обработку по рабочим местам последова-
тельно и каждая деталь пролеживает значительное время. Кроме того,
обработка партиями увеличивает период времени, в течение которого
изготовление одних и тех же деталей повторяется. Это обстоятельство
обусловливает необходимость согласования работы взаимосвязанных
рабочих мест и производственных подразделений, а также распределе-
ния номенклатуры обрабатываемых деталей во времени не только на
короткий, но и на значительный промежуток, равный периоду повто-
рения производства всей номенклатуры.
Нарушение принципов непрерывности и параллельности при обра-
ботке деталей одного наименования в серийном производстве влечет за
собой увеличение длительности производственного цикла их изготов-
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
473
ления и ведет к тому, что в каждый данный момент времени непосред-
ственно обрабатывается лишь ничтожная часть деталей, а остальные
находятся в заделе. Если в среднем на одно рабочее место приходится
20 наименований деталей, то при размере партии в 50 шт. и при том,
что в среднем одна деталь проходит обработку на пяти операциях,
в данный момент обрабатывается лишь 5 из 1000 деталей, а остальные
в виде заготовок или частично обработанных деталей находятся на
складах либо между рабочими местами, ожидая обработки или переда-
чи на последующие операции, В этих условиях составление расписания
их движения в производстве представляет большую трудность.
Сложность календарного планирования в серийном производстве
обусловливается и тем, что технологические маршруты партии деталей
до и после операции, как правило, не совпадают. Это требует согласова-
ния в пространстве и во времени движения партии деталей по рабочим
местам, участвующим в их изготовлении по данному технологическому
маршруту, с движением партий многих других деталей и по иным мар-
шрутам. В противном случае неизбежно нарушение принципов эффек-
тивной организации производства, в частности принципа пропорцио-
нальности.
Календарное планирование серийного производства усложняется
тем, что даже при одинаковом технологическом маршруте трудоем-
кость партий разных деталей по различным рабочим местам неодина-
кова и при несогласованности очередности запуска отдельных партий
могут возникнуть диспропорции в производстве.
Равномерная загрузка рабочих мест и ритмичный выпуск продукции
в серийном производстве достигаются не только согласованием сроков
запуска-выпуска партий отдельных деталей, но и созданием заделов
в необходимых размерах, движение которых также должно быть подчи-
нено строгому режиму и согласовано со сроками запуска-выпуска.
Особенности и сложности календарного планирования серийного
производства обусловливают необходимость строгой регламентации про-
изводственного процесса и отдельных его частей во времени с помо-
щью календарно-плановых нормативов.
Основным объектом календарного планирования серийного произ-
водства по заводу в целом является машина (изделие), для межцехового
планирования — комплект деталей с учетом нормативного опереже-
ния, а в цехах — партия одноименных деталей, производственные уча-
стки и рабочие места, участвующие в их изготовлении.
В календарных планах серийного производства должно быть преду-
смотрено решение нижеследующих основных задач.
1. Обеспечение повторяемости обработки партий деталей и сборки
узлов и изделий в определенные плановые периоды в соответствии
с календарно-плановыми нормативами. Это обусловливает ритмичность
474
Раздел IV. Оперативное управление производством
производства за счет стандартизации элементов процесса, упрощает
само планирование, контроль и регулирование производства и оказы-
вает благоприятное психологическое воздействие на всех членов про-
изводственного коллектива.
2. Выявление резервов производственных ресурсов и использование
их для обработки партий деталей, необходимых для пополнения задела,
партий, не повторяющихся ежемесячно, и для ликвидации отклонений
в ходе производства.
3. Соблюдение очередности запуска-выпуска партий деталей, исклю-
чающей простои оборудования из-за несогласованности во времени, и
максимальное уменьшение длительности производственного цикла.
4. Обеспечение работы участков только нормативными оптималь-
ными партиями и минимизация затрат времени на перестройку и пере-
наладку оборудования.
5. Максимальное снижение трудоемкости и сокращение сроков раз-
работки календарных планов.
16.2. Определение нормативных размеров партий деталей
и периода их запуска-выпуска
Важнейшим элементом календарного планирования в серийном произ-
водстве является разработка календарно-плановых нормативов, опре-
деляющих параметры его организации в пространстве и во времени.
Основным календарно-плановым нормативом является размер партии
обрабатываемых деталей, который определяет и все другие показатели
(рис 16.1).
Под партией понимается количество одинаковых деталей, обраба-
тываемых непрерывно на данном рабочем месте с одной настройки
оборудования, т.е. с однократной затратой подготовительно-заключи-
тельного времени.
Размер партии оказывает большое влияние на эффективность произ-
водства деталей. При увеличении размера партии удается в большей мере
реализовать принцип партионности, что обеспечивает: 1) возможность
применения более производительного процесса, снижающего затраты
на изготовление детали; 2) уменьшение доли затрат подготовитель-
но-заключительного времени на наладку оборудования в расчете на
одну деталь, благодаря чему снижаются расходы на ее изготовление (за
счет экономии по зарплате наладчиков и уменьшения времени простоя
оборудования под наладкой); 3) уменьшение потерь времени рабочих
на освоение приемов работы; 4) упрощение календарного планирова-
ния производства, благодаря чему повышается его оперативность. Все
это способствует снижению себестоимости детали.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
475
Рис. 16,1. Схема взаимосвязи временных параметров производственного
процесса и задела при изготовлении деталей партиями
Однако в серийном производстве, где за каждым рабочим местом
закреплена обработка деталей многих наименований и преобладает по-
следовательный вид движения предметов труда, с ростом размера партий
повышается степень нарушения принципа непрерывности, поскольку
увеличивается время пролеживания каждой детали на рабочем месте,
между ними и в местах хранения, т.е. увеличивается длительность про-
изводственного цикла изготовления партии деталей и количество деталей,
находящихся в заделе и на хранении. А это вызывает необходимость
дополнительных расходов на хранение деталей, а также расходов, свя-
занных с увеличением объема незавершенного производства.
Эти противоположные обстоятельства, связанные с реализацией од-
ного из принципов эффективной организации производства (партион-
ности) и нарушением другого (непрерывности), требуют определения
такого размера партии, при котором сочетание экономии от реализа-
ции первого принципа и потерь от нарушения второго было бы наиболее
рациональным с экономической точки зрения. Такой размер партии
принято называть экономически оптимальным.
Существует много разных способов и формул для определения эко-
номически оптимальных размеров партий деталей. Они основаны на
476
Раздел IV. Оперативное управление производством
сопоставлении экономии и потерь, связанных с изменением размера
партии. Такое разнообразие объясняется главным образом степенью
охвата факторов и точностью определения отдельных элементов эконо-
мии и затрат, определяющих оптимальный размер партии. Как прави-
ло, более сложные формулы учитывают большее количество факторов.
Однако для практических целей не требуется слишком высокая точ-
ность, поскольку в реальных условиях производства приходится так
или иначе корректировать полученные расчетным путем размеры пар-
тии без существенного ущерба для экономики производства.
Все способы расчета нормативного размера партии можно свести
к двум основным: основанному на экономическом принципе и бази-
рующемуся на принципе обеспечения наиболее полной загрузки обо-
рудования.
При первом способе определяются: 1) затраты, связанные с запус-
ком партии деталей в производство; 2) дополнительные расходы, свя-
занные с хранением деталей, и потери от роста объема незавершенного
производства. Оптимальной будет партия, при которой сумма затрат,
дополнительных расходов и потерь, приходящихся на одну деталь, бу-
дет минимальной.
В издержки первой группы включаются затраты на наладку
оборудования и дополнительные расходы, связанные с адаптацией (ос-
воением приемов работы) рабочего при переходе к обработке партии
новых деталей. Затраты на наладку складываются из двух основных
частей: заработной платы наладчиков (с надбавками и начислениями)
и стоимости простоя налаживаемого оборудования. Дополнительные
расходы возникают в связи с тем, что при переходе к изготовлению
партии других деталей время, затрачиваемое на обработку первых экзем-
пляров этой партии, будет значительно больше, чем последующих. По
данным некоторых авторов, время при механической обработке сотой
детали снижается на 40-50 % по сравнению с временем, затрачиваемым
на первую деталь. При штамповке, где при небольшой величине штучного
времени удельный вес вспомогательного времени велик, для приноровле-
ния к новой работе требуется гораздо больше деталей — несколько сот
штук. Эти дополнительные затраты времени при нормировании учиты-
ваются с помощью поправочных коэффициентов к расчетному времени
при различных размерах партии. Таким образом, если при механиче-
ской обработке партии деталей в 100 шт. поправочный коэффициент
к штучному времени составит 1,20—1,25, то общие дополнительные за-
траты времени на приноровление к работе на всю партию составят
(2О...25)/шт. Кроме того, при приноровлении происходит скрытый про-
стой оборудования, поскольку оно не используется в это время на пол-
ную мощность.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
477
В издержки второй группы входят затраты на хранение деталей
(на складах и в заделе) и затраты, связанные с ростом объема незавер-
шенного производства. Затраты на хранение складываются из расходов
на содержание производственных площадей и складов и заработной
платы работников, занимающихся организацией хранения (кладовщиков,
экспедиторов, учетчиков и др.). Они могут быть определены прямым
подсчетом, но вследствие громоздкости и сложности таких вычислений
принимаются, как правило, в долях стоимости готовых деталей или де-
талей, находящихся в заделе; так же определяются и затраты, связан-
ные с увеличением объема незавершенного производства.
Влияние размера партии на величину затрат, приходящихся на одну
деталь, показано на рис. 16.2.
Аналитическое решение задачи в конечном счете приводит к фор-
мулам типа
I2NB р
)|рСд 2p-d’
(16.1)
если партия деталей находится в обработке и хранится на складе, и
I2NB р
^|pCfl p — d
(16.2)
если партия деталей находится только в обработке.
Рис. 16.2. Влияние размера партии на величину общих расходов, приходящихся на одну деталь
(50бщ/л): 1 — затраты, связанные с наладкой и приноровлением рабочих; 2—затраты на хранение
запасов; 3—общая сумма расходов
478
Раздел IV. Оперативное управление производством
В формулах (16.1) и (16.2) приняты следующие обозначения: N —
годовая программа выпуска деталей; В — затраты на наладку и прино-
ровление рабочих в расчете на одну партию деталей (стоимость наладки);
р — коэффициент, учитывающий затраты, связанные с созданием задела
и хранением готовых деталей на складе (в долях себестоимости детали);
Р ~ среднедневное количество данных деталей, обрабатываемых на
участке:
фд/ S ^прин i
.•1
Фд (— дневной фонд времени работы станков (при двухсменной работе
*6п
он равен 960 мин); £ /«прин/ — количество станков на всех операциях, на
/=1
*6п
которых обрабатываются детали партии; — суммарное время обра-
ботки одной детали на всех операциях, мин; d — среднедневной темп
потребления деталей.
Отношение p/d численно характеризует коэффициент закрепления
деталеопераций за оборудованием участка Поэтому второй сомно-
житель подкоренного выражения в формулах (16.1), (16.2) может быть
выражен через данный коэффициент; тогда эти формулы примут соот-
ветственно следующий вид:
урсд 21Г3.О-Г
I 2NB *3.0
урСд А"зо“1
(16.3)
(16.4)
Из формулы (16.2) видно, что если величина d приближается к р
(т.е. А'з.о -> 1, п -> оо), то оборудование должно постоянно обрабатывать
одни и те же детали, что характерно для массового производства. Если
за оборудованием закреплено несколько наименований деталей, т.е.
Г3.о -4 max, то п -> min.
Данные графика и анализ формул (16.1)—(16.4) позволяют сделать
следующие выводы:
1) оптимальный размер партии зависит (при прочих равных услови-
ях) от величины программы выпуска деталей: чем она больше, тем
большё размер партии;
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
479
2) на размер партии большое влияние оказывает отношение расхо-
дов, связанных с наладкой оборудования, к стоимости детали. Это от-
ношение выше в заготовительных цехах, ниже в обрабатывающих и еще
ниже в сборочных; поэтому размер партии деталей должен уменьшаться
по мере прохождения их по цехам по ходу технологического процесса;
3) поскольку отношение стоимости наладки к стоимости детали выше
для мелких и ниже для крупных деталей, то оптимальный размер партии
должен быть значительно больше для первых, чем для вторых;
4) отношение стоимости наладки к стоимости деталей в большой
степени зависит от стоимости материалов: чем выше стоимость исходных
материалов, тем больше должен быть размер партии. Поэтому партия
деталей, изготавливаемых из цветных металлов или других дорогостоящих
материалов, должна быть меньше партии деталей из черных металлов
или дешевых материалов;
5) затраты на одну деталь при обработке их партиями, близкими
к оптимальным, незначительно отличаются от минимальных, особенно
при увеличении размера партии. Это позволяет корректировать расчет-
ные размеры партий в соответствии с реальными условиями производст-
ва, особенно в ббльшую сторону (в значительных пределах), без заметного
ущерба для экономичности обработки;
6) поскольку показатели, определяющие размер партии, влияют на
него не прямо, а через степенную функцию с показателем степени,
равным 1/2, то оптимальный размер партии меняется в меньших пре-
делах, чем каждый из показателей. Отклонение показателя в 2 раза из-
меняет размер партии лишь в 1,4 раза, т.е. на величину возможной
корректировки.
Все эти обстоятельства подчеркивают, что подробный расчет размера
партии по всей номенклатуре изготавливаемых на заводе деталей нера-
ционален. Поэтому правильнее было бы разбить все детали на группы
и подгруппы по каждому цеху по следующим признакам:
• объем годового выпуска деталей в штуках;
• размер затрат, связанных с наладкой оборудования;
• стоимость или нормы расхода материалов (например, подгруппы
крупных, средних и мелкогабаритных деталей из стали, цветных метал-
лов и др.);
• величина потерь времени на наладку и приноровление к работе;
• трудоемкость;
• соотношение стоимости наладки и стоимости детали;
• величина ^3>0.
При определении размеров партии по второму способу, основанному
на принципе обеспечения наиболее полной загрузки оборудования, исхо-
дят из следующей задачи: либо обеспечить такую загрузку оборудования,
чтобы затраты времени на его переналадку не превышали определенной
480
Раздел tV. Оперативное управление производством
нормативной величины (обычно закладываемой в плановом расчете за-
грузки), либо добиться минимально возможного числа переналадок
оборудования в течение короткого планового периода (смена, сутки,
месяц).
В первом случае размер партии определяется по формуле
ц — ^нал)(^п«з ~^~^пр4пт) (16 5)
^нал4ит
где анал — коэффициент допустимых потерь времени на наладку по веду-
щему оборудованию или на ведущей операции с наибольшим отношени-
ем Ат-з/Ахтг, т.е. подготовительно-заключительного времени к штучному;
А^пр — коэффициент, учитывающий добавки времени на приноровление
на всю партию.
Коэффициент допустимых потерь времени на наладку оборудова-
ния обычно устанавливается в зависимости от типа производства, т.е.
от числа деталеопераций, закрепленных за одним рабочим местом, и от
стоимости детали (от 0,02 для массового производства дешевых деталей
до 0,12 при мелкосерийном производстве сложных, дорогих деталей).
Установление коэффициента потерь времени в зависимости от стоимости
детали в известной мере учитывает и экономический фактор при опреде-
лении размера партии по этому способу. Поскольку основной критерий,
определяющий размер партии в этом случае, дан в качестве предельной
величины, то рассчитанный по формуле (16.5) размер партии следует
рассматривать как минимальный, при уменьшении которого будут на-
рушены пропорции в производительности оборудования. Поэтому раз-
мер партии должен корректироваться лишь в большую сторону.
При решении задачи обеспечения минимального количества пере-
наладок наиболее производительного оборудования, занятого обработ-
кой данных деталей в течение одной или половины смены, размер
партии определяется по формуле
п Z (Q5...1)7VCM, (16.6)
где NCM — сменная выработка наиболее производительного оборудова-
ния, т.е. с наименьшей величиной /шт.
Как видно, формулы (16.5) и (16.6) непосредственно не учитывают
экономические факторы и устанавливают размер партии в зависимости
от типа производства и трудоемкости детали.
Определенные тем или иным способом расчетные размеры партий
деталей должны быть скорректированы в соответствии с реальными усло-
виями производства с учетом следующих основных требований:
1) размеры партий детали данного наименования на различных ста-
диях технологического процесса и в разных цехах должны быть равны
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
481
или кратны друг другу и должны уменьшаться по ходу процесса в крат-
ное число раз; это обеспечивает снижение длительности производст-
венного цикла и оборотных заделов;
2) размер партии должен быть равен или кратен: а) стойкости инстру-
мента, штампов, приспособлений, вместимости печей, что обеспечивает
уменьшение затрат времени на установку и наладку и лучшее их исполь-
зование; б) вместимости стандартной тары и транспортных средств,
что упрощает и удешевляет учет, хранение и перемещение деталей;
в) серии машин либо годовому, квартальному, месячному, недельному
заданию, что позволяет обеспечить их регулярный запуск по разу в год,
полгода, квартал, месяц, неделю; это упрощает планирование, повы-
шает его оперативность, обеспечивает стандартность процесса и рит-
мичность производства.
После корректировки размер партии будет наивыгоднейшим для
условий производства и должен быть утвержден в качестве нормативной
величины, изменение которой допускается в исключительных случаях.
Изложенные методы определения размеров партий деталей харак-
терны для выталкивающей системы ОКП, для которой свойственны
сравнительно крупные затраты, связанные с переналадкой оборудова-
ния. Если же эти затраты свести к минимуму, т.е. применить систему
«точно вовремя», как это удалось концерну «Тойота», то оптимальный
размер партии будет минимальным (рис. 16.3).
Из рис. 16.3 видно, что обработка небольшими партиями не только
не наносит ущерба, но и обеспечивает значительную экономию средств
(в размере Д5 на одну деталь). При этом рассчитанный минимальный
размер партии фиксируется в двух специальных карточках «Канбан»
(карточках отбора и заказа). Партия готовых деталей, заказанная ранее,
размещается в мерной таре, контейнерах на погрузчиках и отбирается
последующим участком по карточке отбора в точно указанное время.
Одновременно этот участок делает заказ (оставляет карточку заказа) на
следующую партию, которая должна быть обработана к указанному
сроку с учетом длительности цикла.
На предыдущем участке детали обрабатываются в той же последова-
тельности, в какой они потребляются на последующем. Передача хотя
бы одной бракованной детали на следующую операцию категорически
запрещается, поскольку это разрушает всю систему «точно вовремя».
Периодом запуска-выпуска или ритмом (А) партии деталей называют
количество рабочих либо календарных дней, через которые партия из п
деталей запускается в производство или выпускается готовой:
R^njd. (16.7)
Как видно из формулы, величина R при данном темпе потребления
деталей d определяется размером партии. Поскольку в серийном про-
31 Зак. 2150
Рис, 16.3. Влияние размера партии на расходы на обработку детали при традиционной системе ОКП
и при системе «точно вовремя» (т.в): 1 — затраты на хранение запасов; 2 — затраты на наладку
и приноровление при традиционной системе ОКП; 3—то же при системе «точно вовремя»; 4,5—
общие затраты при соответствующих системах; п0ПТ, п0ПТ(ТВ)—оптимальные размеры партий соот-
ветственно при традиционной системе и системе «точно вовремя»
изводстве необходимо обеспечить строгую повторяемость изготовления
одних и тех же деталей в определенный плановый период, то равенство
размера партии размеру потребления деталей за этот период означает,
что периодичность запуска-выпуска партии будет равна длительности
этого планового периода (т.е. неделе, полумесяцу, месяцу, кварталу,
полугоду, году). Это обстоятельство требует применения унифициро-
ванных величин периодичности запуска-выпуска, равных определен-
ным плановым периодам. Эти величины условно обозначаются так:
12М (12 мес.), 6М (6 мес.), ЗМ (3 мес.), 1М или М (1 мес.), М2 (2 неде-
ли — 10 рабочих дней), М4 (одна неделя — 5 рабочих дней), М8 (2,5 ра-
бочих дня). В случае применения системы «точно вовремя» период
запуска-выпуска может быть уменьшен до одной смены или суток, т.е.
до величины М20 или М40.
При использовании унифицированных величин создаются предпо-
сылки для составления стандартных планов-графиков работы произ-
водственных участков (недельных, двухнедельных, месячных).
16, Оперативно-календарное планирование серийного производства 483
16.3. Определение длительности производственного цикла
и опережения запуска-выпуска
В условиях серийного производства, где обработка деталей ведется
партиями, под производственным циклом понимается промежуток времени
между запуском партии на первую операцию и выпуском ее с последней
(измеряется в сменах, в рабочих или календарных днях). Длительность
производственного цикла — один из важнейших нормативов календар-
ного планирования. На его основе согласуется работа цехов и участков
по изготовлению партий деталей во времени и устанавливается величина
заделов. На рис. 16.4 схематически показаны основные элементы, состав-
ляющие длительность производственного цикла изготовления партии
деталей.
Длительность цикла определяется временем выполнения техноло-
гических, транспортных, контрольных операций и естественных про-
цессов и временем пролеживания и перерывов (межоперационных,
междусменных, на выходные дни и др.). Поскольку время выполнения
вспомогательных операций (контрольных, транспортных и др.) незна-
чительно по сравнению с временем межоперационного пролеживания,
то в практике при расчете длительности производственного цикла Тц
учитывают три основные его составляющие: длительность технологи-
ческого цикла (Тт), длительность естественных процессов (7^) и время
межоперационного пролеживания (Тмо), т.е.
Тц ==Тт+ Те+ТМ0. (16.8)
Перерывы, связанные со сменностью работы, учитываются соответ-
ствующими коэффициентами сменности обработки партий деталей.
Длительность технологического цикла (операционное время) зави-
сит от характера движения предметов труда в производстве (см. § 4.5).
В общем виде по всем операциям кОп эта величина может быть опреде-
лена по формуле
1 ^ОП / «ОП
Л = — -----Н------+ [смен], (16.9)
см /=4 ^пар.р.мгКрасч/ /XI
где Гсм — длительность смены; jfnap — коэффициент параллельности;
^пар.р.м/ “ количество параллельных рабочих мест на z-й операции;
/шт i — штучное время для выполнения z-й операции; кпар.р.м — количе-
ство параллельных рабочих мест, на которых одновременно обрабаты-
ваются детали данной партии; красч # — коэффициент, учитывающий
перевыполнение расчетных норм времени; /п_3подготовительно-за-
ключительное время z-й операции.
31*
484
Раздел IV. Оперативное управление производством
Структура цикла и длительность его отдельных элементов ч
Наименование
элементов цикла ? 4 5 8 1 о ? 5 4 1 6 1 8 20
Пролеживание перед 1-й операцией
Обработка на 1-й операции
Контроль деталей я
Перемещение на 2-ю операцию П
Пролеживание перед 2-й операцией
Обработка на 2-й операции
Контроль деталей । ]|
Перемещение на 3-ю операцию
Пролеживание перед 3-й операцией —
Обработка на 3-й операции !окраска) —
Сушка £
Контроль I
Перемещение на склад
г., Т„г т.г т.> Та3 Т'
i ;,1 т. ; В
Рис. 16.4. График движения партии деталей в производстве и структура производственного цикла
(без учета перерывов)
Как видно из формулы (16.9), длительность цикла обработки значи-
тельно уменьшается не только за счет сокращения размера партии, но
и за счет уменьшения времени переналадки (?п-з)» что расширяет воз-
можности применения системы «точно вовремя».
Время естественных процессов (остывания, сушки, старения и др.)
определяется нормативами соответствующих технологических режимов.
Время межоперационных перерывов расчетным путем определить
трудно. Для этого необходимо расписать во времени и в пространстве
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
485
перемещение всей массы деталей в самые короткие промежутки времени
(вплоть до минуты) и согласовать очередность и порядок прохождения
их при обработке по всем операциям и рабочим местам, что практиче-
ски невозможно сделать (даже при условии применения ЭВМ). Кроме
того, пролеживание деталей в ожидании обработки в условиях серий-
ного производства далеко не всегда является отрицательным фактором.
Оно нередко является условием обеспечения более полной загрузки рабо-
чих мест, т.е. условием лучшего использования оборудования и рабочей
силы. Однако в этом случае рабочие места загружаются полностью и ра-
ботают без перерыва. Поскольку стоимость минуты пролеживания партии
деталей обходится в среднем в 10-30 раз дешевле минуты простоя рабо-
чего места, эффективность обеспечения более полной загрузки оборудо-
вания и рабочих за счет пролеживания партий не вызывает сомнений.
Необходимо отметить, что межоперационное время в любом случае
приводит к потерям, хотя и значительно меньшим, чем время простоя
оборудования. Вытягивающая система ОКП «точно вовремя» позволя-
ет свести это время к минимуму (но не исключить полностью).
Время межоперационного пролеживания зависит в основном от
степени загрузки рабочих мест, средней продолжительности изготовле-
ния партии и количества закрепленных за рабочим местом операций.
В практике машиностроительных заводов это время определяется, как
правило, опытным путем. Обычно при переходе от одной операции к
другой среднее время пролеживания партии предусматривается равным
от половины до целой смены:
С = (Q5...1) Тсм [ч]. (16.10)
Исследования проф. К.Г. Татевосова показали, что наибольшее влия-
ние на величину межоперационного времени оказывает количество
операций, закрепленных за одним рабочим местом (Аз.о). Он предло-
жил следующую эмпирическую формулу для определения средней ве-
личины межоперационного времени между смежными операциями:
L =-2,95 + Q564AT3O [ч]. (16.11)
При малых значениях Аз.о величина to будет отрицательной. Это
указывает на параллельное выполнение операций, что имеет место
в массовом и крупносерийном производстве.
Таким образом, общая длительность производственного цикла об-
работки партии деталей
та=~ nKmt>2
* см i
*6п f
Z---------------------+ 4ю(кОп -1) [смен],
^пар.р.м i -**расч. i
(16.12)
где / — штучно-калькуляционное время.
486
Раздел IV. Оперативное управление производством
Для определения длительности цикла в рабочих днях необходимо
его значение, полученное по формуле (16.12) в рабочих сменах, разде-
лить на количество смен в сутках. Например, если длительность цикла
изготовления партии деталей составляет 12 смен, то при обработке их
в одну смену длительность цикла составит 12 рабочих дней, в две — 6
и в три — 4 рабочих дня.
Для укрупненных приближенных расчетов можно пользоваться
упрощенной формулой
Та =и£4гг-кi Кц [рабочих дней], (16.13)
где Кыо - коэффициент, учитываю-
щий долю межоперационных перерывов в общей длительности цикла.
В частности, при двухсменной обработке деталей (А^м = 2) и Тсм = 8 ч,
^пар.р.м i 2, #расч — 1,25, А^ар ~~ 1, Кмо 0,5
Приближенно средняя длительность производственного цикла из-
готовления партии деталей может быть определена по суммарному
фактическому наличию остатков деталей в заделе и их расходу за опре-
деленный период (например, за месяц). В этом случае средняя длитель-
ность цикла
Т’ц = — [рабочих дней],
где кр.д — количество рабочих дней в месяце; О, — остаток деталей на
начало (конец) каждого рабочего дня; d — среднедневной расход деталей.
Как видно из рис. 16.4 и формул (16.8)—(16.13), основные пути сокра-
щения длительности производственного цикла — уменьшение размера
партии обработки, сокращение времени переналадки, сокращение меж-
операционных перерывов за счет согласования времени работы оборудо-
вания на смежных операциях и передачи деталей с операции на операцию
передаточными партиями, позволяющими организовать параллельно-по-
следовательную обработку деталей на смежных операциях.
Под опережением понимается время начала или окончания преды-
дущих операций или частей производственного процесса по отноше-
нию к последующим; оно характеризует отрезок времени, на который
необходимо заранее осуществить запуск или выпуск деталей в преды-
дущих по ходу технологического процесса производственных подразде-
лениях по отношению к данному.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства 487
Различают общее и частное опережение запуска-выпуска. Под об-
щим опережением понимается время с дня запуска в производство пар-
тии деталей в первом по ходу технологического процесса цехе до дня
(момента) окончания сборки первой готовой машины с деталями этой
партии. Опережение выпуска меньше опережения запуска на величину
длительности производственного цикла в данном цехе.
Под частным опережением понимается опережение запуска-выпуска
партии в предыдущем цехе (цехах) по сравнению с временем (момен-
том) запуска-выпуска первой партии этих деталей в последующем цехе
(цехах).
Опережение состоит из двух элементов — времени технологическо-
го опережения и резервного (страхового).
Технологическое опережение (Тто) определяется длительностью про-
изводственного цикла обработки партии деталей в данном цехе и при
равенстве или уменьшении по ходу технологического процесса партий
в кратное число раз численно равно суммарной длительности произ-
водственного цикла всех цехов:
Яцех
Л.о = 2Х,-,
где КцеХ — число цехов, в которых обрабатывается партия данных деталей.
При некратном уменьшении размеров партий или их увеличении по
цехам по ходу технологического процесса неизбежно возникают пере-
рывы Тсд, увеличивающие время опережения и значительно усложняю-
щие согласование запуска-выпуска партии деталей в смежных цехах,
а следовательно, и календарное планирование (рис. 16.5). Поэтому необ-
ходимо обеспечить равенство или уменьшение размера партии в кратное
число раз по ходу технологического процесса (см. § 16.2). Это не только
уменьшает затраты труда и времени при переходе обработки от одной
партии к другой, но и обеспечивает уменьшение заделов и упрощает
календарное планирование производства.
Резервное опережение (Тро) — промежуток времени между выпуском
партии данных деталей в предыдущем цехе и запуском ее в последую-
щем. Оно предусматривается на случай возможной задержки выпуска
очередной партии в предыдущем цехе или преждевременного запуска
в последующем цехе по различным причинам (отсутствие материалов,
инструмента, брак, повышенная потребность в деталях и др.). Величи-
на такого опережения может быть установлена путем исследования
причин возможных задержек в реальных условиях производства. По-
скольку детали запускаются и выпускаются в серийном производстве
не поштучно, а только партиями, то для обеспечения производственного
ритма в следующем по ходу технологического процесса цехе в резерве
488
Раздел IV. Оперативное управление производством
R,* 10
~Та^~200~^\__________WO
П1 = 2°° Л*4 W
t 600
300 400
1 500
—I к-
800
600
200 ___________400 __________600
Тц2'зво !>°9 ' I80.
л,» 80
800
тса
Д?
200
400 ।__
Т^8
пг-4ОО
600
—।
400
$•20
800
Ta = Rg - Дц
h
Tm*ZK+T^%ra + (Rs-£/
10 20 30 35
Дни
Рис. 16.5. Графики опережений при запуске-выпуске партий неодинаковых размеров в смежных
цехах: а — при уменьшении размеров партий в кратное число раз; б—при уменьшении размеров
партий в некратное число раз; в—при увеличении размеров партий в кратное число раз; Ям, Яб—соот-
ветственно меньшая и большая величина R; Да—наибольший делитель величин Я в смежных цехах
должно быть количество деталей не менее партии запуска, чтобы мож-
но было запустить очередную партию, не дожидаясь поступления из
предыдущего цеха. Для обеспечения этого условия, без которого невоз-
можен ритмичный ход серийного производства, резервное опережение
должно быть не меньше определенной величины, которая при равенст-
ве или уменьшении партий деталей в кратное число раз зависит от со-
отношения величин длительности цикла в предыдущем цехе (Тцпр)
и ритма партии в последующем (АПОСл)-
При Тц пр > Апосл резервное опережение принимается равным Апосл-
Гр.о ““ ^посл*
В этом случае представляется возможным обеспечить бесперебой-
ный ход производства в последующем цехе, если поступление партии
деталей из предыдущего цеха будет задержано на величину /?посл.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства 489
При ТЦЛ1р < Лпосл резервное опережение принимается равным Тшпр:
Т = Т
1 р.о •* ц.пр-
Это обеспечивает ритмичный ход производства в последующем цехе
даже в том случае, если выпуск очередной партии в предыдущем цехе
будет задержан на величину TUJTp.
Таким образом, с учетом резервного опережения при равенстве или
уменьшении партий деталей по ходу технологического процесса в крат-
ное число раз общее время опережения
^цех Кцех/? ^цех -1
^общ = Х^цех/ +
/=1 /=1 Кцех д
где кцех R — количество цехов, в которых длительность производствен-
ного цикла превышает ритм партии в следующем цехе.
Полученные значения общего опережения в днях округляются до
величин, кратных пяти, что упрощает календарное планирование, по-
скольку опережения будут планироваться не в днях, а в неделях.
16.4. Определение величины производственных заделов
Под производственным заделом понимается количество заготовок,
деталей, сборочных единиц (в штуках), находящихся в данный момент
на разных стадиях производственного процесса (не оконченных обра-
боткой, сборкой, испытанием и др.). Денежные затраты на задел (его
стоимость) называют незавершенным производством.
Производственный задел представляет собою овеществленное вы-
ражение календарно-плановых нормативов по предметам труда, запу-
щенным в производство (величины партии, периода запуска-выпуска
ее, длительности производственного цикла и опережений). Именно по-
этому в заделах время в буквальном смысле превращается в деньги.
Контролируя величину заделов и поддерживая ее на запланирован-
ном уровне, можно обеспечить соблюдение и других календарно-пла-
новых нормативов.
Наличие определенного количества деталей в заделе — главное усло-
вие обеспечения ритмичной работы завода и его отдельных производ-
ственных подразделений, поскольку оно гарантирует возможность
своевременного запуска-выпуска партий на любой стадии производства.
Однако чрезмерная величина заделов приводит к излишнему омертвле-
нию средств в производственных запасах, ухудшает оборачиваемость
оборотных средств, требует дополнительных затрат труда и денежных
средств на хранение, учет, перемещение и т.д. Поэтому правильное
490
Раздел IV. Оперативное управление производством
определение нормативных заделов, обеспечивающих бесперебойный
ритмичный ход производства с минимальными затратами средств явля-
ется одной из важных задач календарного планирования.
Производственные заделы образуются как внутри цеха, так и между
цехами. В серийном производстве первые называют цикловыми или
технологическими, вторые — складскими.
Цикловой (технологический) задел — это количество деталей, находя-
щихся в производственном процессе цеха в данный момент. В серийном
производстве он определяется размером партии, периодом ее запус-
ка-выпуска и длительностью цикла изготовления.
Величина циклового задела зависит от размера партии, длительно-
сти цикла ее изготовления и периода запуска-выпуска. Количество
партий, находящихся в заделе, определяется отношением длительности
цикла к периоду запуска-выпуска:
Z^TJR,
где Zn — величина заделов в партиях деталей.
Изменение величины заделов при различных соотношениях вели-
чин Гц и Я показано на рис. 16.6.
Для определения объема незавершенного производства необходимо
знать среднюю величину циклового задела Zu, выраженную в штуках:
гц=п^=т^. (16.14)
Л
Межцеховые (складские) заделы состоят из оборотных и страховых
(резервных).
Оборотные заделы в серийном производстве возникают лишь при
различных величинах размеров партий или периодичности запуска-вы-
пуска в смежных цехах. Если в предыдущем цехе размер партии мень-
ше, чем в потребляющем, то в последнем накапливаются детали до
количества, равного размеру партии обработки. Если же в первом цехе
размер партии больше, а во втором меньше, то в потребляющий цех
поступают детали в большем количестве, чем требуется для одного за-
пуска; это количество уменьшается с каждым очередным запуском до
минимального значения (до нуля) после запуска последней партии до
поступления очередной партии из предыдущего цеха.
Как видно из графика, приведенного на рис. 16.6, характер движе-
ния оборотных заделов при кратных размерах партий в смежных цехах
одинаков. При этом средняя величина оборотного задела Zo6 между
смежными цехами определяется выражением
Лб = («б -«м)/2,
где лб, лм “ соответственно больший и меньший размеры партии.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
491
Рис. 16.6. График движения цикловых заделов во времени: а—при Гц < Я; 6t в—при Гц > Я; л и нии Л и В
показывают формирование заделов; цифры — номера партий
492 Раздел IV, Оперативное управление производством
Суммарный средний оборотный задел между всеми цехами при
кратности партий
zo6 = (16.15)
1 2
где итах, лтш — соответственно максимальный и минимальный размеры
партий в цехах, где осуществляется обработка данных деталей.
Как видно из формулы (16.15), выравнивание размеров партий за
счет увеличения минимальной обеспечивает снижение заделов между
цехами. Однако увеличение минимального размера партии неизбежно
приводит (как это видно из формулы (16.14)) к росту цикловых заделов,
а уменьшение максимальной величины может вызывать дополнительные
потери из-за частых переналадок оборудования. Поэтому основным
путем сведения к минимуму или вовсе исключения оборотных заделов
является уменьшение размеров партий в заготовительных цехах до раз-
меров их в обрабатывающих цехах за счет сокращения времени перена-
ладки оборудования.
Страховые (резервные) заделы представляют собою постоянный за-
пас деталей между цехами, предназначенный для обеспечения беспере-
бойной работы потребляющего цеха при возможных задержках подачи
очередной партии. Этот задел является материальным выражением ре-
зервных опережений. Его величина между смежными цехами Zcr? =
= T^d. Соответственно суммарная величина страхового задела по де-
тали данного наименования определится так:
^цех ^цех
/=1 /=1
Суммарные межцеховые заделы (страховые и оборотные) по состоя-
нию на первое число месяца называют переходящими, величина их служит
исходной базой для разработки месячных планов-графиков участков
и цехов. Наличие заделов на начало месяца является предпосылкой для
организации ритмичной работы в планируемом месяце, поэтому их
правильное определение представляет собою важную задачу оператив-
ного планирования производства.
Величина страхового задела должна оставаться постоянной, а вели-
чина оборотной части межцехового задела по состоянию на первое
число зависит от сроков подачи деталей из цеха в цех. Он будет макси-
мальным в том случае, если партия из предыдущего цеха подается в по-
следующий цех в последний день данного месяца, и минимальным
(нулевым), если она подается перед запуском первой очередной в этом
месяце партии в последующем цехе.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства 493
16.5. Составление календарных планов-графиков цехов
(межцеховое планирование)
Межцеховое календарное планирование серийного производства
сводится к выбору планово-учетных единиц и определению количества
и календарных сроков их запуска и выпуска из данного цеха. Плано-
во-учетными единицами сборочных производств всегда являются изде-
лия (машины) для общей сборки и сборочные единицы для узловой
сборки. Для каждой сборочной единицы устанавливаются сроки ее вы-
пуска или количество собираемых единиц на каждый день.
Согласование во времени работы цехов предприятия при любой
системе, выталкивающей или вытягивающей, может быть осуществле-
но только путем межцехового планирования. Оно позволяет заранее
состыковать во времени и в пространстве все элементы производствен-
ного процесса, чтобы к заданному сроку обеспечить выпуск готовой
машины.
Планы работы всех цехов на месяц всегда должны быть подчинены
работе сборочного цеха. Но поскольку при изготовлении машин неиз-
бежно возникает опережение в изготовлении ее элементов, то и работа
цехов должна быть организована с учетом этого опережения. А это озна-
чает, что в любом случае соответствующие цехи, как заготовительные,
так и обрабатывающие, должны заранее предусмотреть выпуск тех де-
талей, которые будут потреблены сборочным цехом значительно позже.
Использование компьютеров в управлении производством расши-
ряет область применения подетальной системы ОКП. Однако в устойчи-
вом серийном производстве сложных машин при большой номенклатуре
изготавливаемых деталей она оказывается весьма громоздкой. Это не по-
зволяет централизованно разрабатывать и своевременно выдавать цехам
подетальные оперативные планы по всей номенклатуре даже при ис-
пользовании самой современной вычислительной техники.
В этих условиях оказывается целесообразным применение для заго-
товительных и обрабатывающих цехов комплектно-цикловой системы
ОКП. При этой системе движение предметов труда по цехам и заводу,
а также согласование отдельных элементов производственного процесса
в пространстве и во времени организуется на основании научно обосно-
ванных календарно-плановых нормативов. Это дает возможность разра-
ботать план работы предприятия в целом и его отдельных подразделений
на определенный промежуток времени и заранее предусмотреть резервы
для ликвидации возможных отклонений в ходе производственного
процесса.
В случае применения комплектно-цикловой системы в плане-графике
каждого цеха указываются сроки запуска-выпуска комплектов деталей,
494
Раздел IV. Оперативное управление производством
сгруппированных по одинаковым или близким календарно-плановым
нормативам. Поскольку в конечном счете задача межцехового плани-
рования заготовительных и обрабатывающих цехов сводится к обеспе-
чению своевременной подачи деталей на сборку, а время начала и
окончания их обработки по отношению к сборке зависит от размера
опережения, то по каждому цеху всю номенклатуру выпускаемых заго-
товок и деталей необходимо прежде всего разделить по величине опе-
режений.
Однако группировка деталей по этому признаку оказывается недос-
таточной, так как в один комплект могут попасть детали, имеющие
различный технологический маршрут по цехам и разную периодич-
ность запуска-выпуска. Чтобы состав комплекта по цехам не менялся,
необходимо группировку деталей по величинам опережения дополнить
группировкой их по технологическим маршрутам и периодичности за-
пуска-выпуска.
Группировка деталей по указанным признакам может быть осущест-
влена по схеме, приведенной в табл. 16.1. Каждому цикловому комплекту
присваивается условный индекс. С помощью условных обозначений
можно выразить все пространственно-временные нормативы движения
в производстве любого комплекта деталей. При этом буквенные символы
означают технологический маршрут по цехам, первая цифра — опереже-
ние в неделях, последний символ (М2...М20) — период запуска-выпуска
в данном цехе.
Таблица 16.1
Схема классификации деталей для подбора в групповые (цикловые) комплекты
для межцехового планирования
___________________________Признаки классификации_________________________
По цехам (маршрутам) Условные обозначения По группам опережения На период запуска-выпуска
в рабочих днях в неделях Величина периода запуска- выпуска, дн Условное обозначение
Заготовительный 3 60 12 120 6М
55 11 60 зм
Кузнечный к 50 10
45 9 20 м
Штамповочный Ш 40 8 10 М2
35 7
Литейный Л 30 6 5 М4
25 5
Механический М 20 4 2,5 М8
Термический Т 15 3 1,0 М20
Узловой сборки Су 10 2
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства 495
Например, для группы штампованных деталей, имеющих опереже-
ние запуска 40 дней и периодичность, равную двум неделям, и прохо-
дящих последовательно по цехам: заготовительному, штамповочному,
термическому (после штамповки), механическому, термическому (по-
сле механообработки), механическому (после второй термообработки),
узловой сборки, условное обозначение комплекта по заготовительному
цеху будет следующим: ЗШТМТМСу-8М2. Этот же комплект деталей
в механическом цехе при обработке после штамповки и термообработ-
ки с опережением в 20 дней и при периодичности 5 дней будет иметь
условное обозначение МТМСу-4М4. В комплект с этим же индексом
могут быть включены детали, поступившие из любого цеха в механиче-
ский, но имеющие одинаковое продолжение маршрута с такими же ка-
лендарно-плановыми нормативами. Схема формирования групповых
комплектов и «подключения» к ним деталей по мере прохождения их
по цехам показана на рис. 16.7. В скобках указано количество наиме-
нований деталей в комплекте. Из схемы видно, что по мере прохожде-
ния комплекта по цехам состав его и условное обозначение меняются.
В исходном комплекте ЗШТМТМСу-8М2 по заготовительному цеху
Рис. 16.7. Схема формирования групповых комплектов
при прохождении их по цехам
496
Раздел IV. Оперативное управление производством
было всего 10 деталей, а при окончательной механической обработке
перед передачей в цех узловой сборки их стало уже 39. Работа по клас-
сификации и индексации деталей и условных (цикловых) комплектов
очень трудоемкая, но она окупается упрощением разработки календар-
ных планов-графиков. Кроме того, она легко автоматизируется с помо-
щью компьютера.
Помимо пространственно-временных нормативов при разработке
планов-трафиков цехов необходимо знать количество и номера плановых
отрезков времени, т.е. календарное время, в котором должны осущест-
вляется предусматриваемые этим графиком работы по изготовлению
комплектов деталей.
При запуске в производство изделия впервые или при сквозном
счете недель с первого года его запуска порядковый номер комплекта
Нк I, который должен быть запущен в первом цехе на плановой кален-
дарной неделе с порядковым номером Ян, определится по формуле
HKi= ('Ня + 1, (16.16)
Л
где ЯК|- — порядковый номер комплекта, который должен быть запущен
в /-м цехе на данной календарной неделе с порядковым номером Ян;
Н\ — порядковый номер недели года, в которой запущен первый ком-
плект в первом цехе; Тобщ — общее опережение выпуска комплекта
в первом по ходу технологического процесса цехе, недель; Топ / — опере-
жение запуска в Лм цехе, недель; — периодичность запуска-выпуска
или ритма комплекта в z-м цехе, недель.
Формула (16.16) может быть проиллюстрирована следующим при-
мером. Пусть необходимо определить порядковые номера цикловых
комплектов, которые должны быть запущены на 23-й неделе года в ме-
ханическом цехе по комплектам МТМСу-4М4 и МСу-2М4 (см. рис. 16.7),
если запуск 1-го комплекта в заготовительном цехе осуществлен на 1-й
неделе января.
Решение. По комплекту МТМСу-4М4
(23-1)Ч8-^ + 1 = 1
к 1
по комплекту МСу-2М4
Як=^-1)-(8-_^. + 1 = 17.
Таким образом, на 23-й неделе года, т.е. 1 июня, должен быть запущен
один 19-й комплект МТМСу-4М4, состоящий из деталей 22 наименований,
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
497
и один 17-й комплект МСу-2М4, состоящий из деталей 39 наименований
(см. рис. 16.7).
Используя формулу (16.16), можно решить и обратную задачу —
определить календарную неделю (Ян), в которой по данному цеху должен
быть запущен тот или иной комплект. Она определится по формуле
Ян = (Як i - 1)Я,. + (Тобщ - Топ /) + Я,.
Подставив данные интересующих нас комплектов, получим, что за-
пуск 19-го комплекта МТМСу-4М4 и 17-го комплекта МСу-2М4 дол-
жен быть осуществлен на 23-й неделе:
ЯН1 = (19 ~ 1) ’ 1 + (8 - 4) + 1 = 23;
Ян2 = (17 - 1) • 1 + (8 - 2) 4- 1 = 23.
Кратность нормативов опережений и периодичности запуска-вы-
пуска цикловых комплектов деталей позволяет упростить разработку
стандартных планов-графиков как на данный месяц, так и на любой
календарно-плановый период. В табл. 16.2 приведен пример разработ-
ки графика по механическому цеху на июнь, который состоит из четы-
рех полных (с 1 по 28 июня) и одной неполной (29 и 30 июня) недели.
Основное преимущество календарного планирования по номерам
цикловых комплектов — возможность обеспечить строгую повторяе-
мость деталей определенного наименования, а также исключить необхо-
димость корректировки заданий цехам по комплектам, поскольку при
всякой задержке в выполнении графика обработки комплекта с данным
порядковым номером в данном месяце он автоматически включается
в задание следующего месяца.
При машинокомплектной системе, которую нередко называют пла-
нированием по комплектовочным номерам, разработка плана-графика
для цеха при межцеховом планировании еще более упрощается. В нем
указываются лишь порядковые номера изделий (машин), которые долж-
ны быть укомплектованы деталями, обработанными в данном цехе, на
определенное число. При этом для упрощения планирования по цеху
указывается порядковый номер только последнего изделия, которое
должно быть укомплектовано в конце планируемого месяца. Для сбороч-
ного цеха это будет последний номер собранной машины, для остальных
цехов номера комплектов определяются с учетом нормативных опере-
жений. Расчет комплектовочных номеров ведется в порядке, обратном
ходу технологического процесса (табл. 16.3, с. 500). Номер последнего
машинокомплекта (Ямк) по данному цеху определяется по формуле
Ямк = Ясобр + 7'о.ш ^маш»
где Ясобр “ номер последней собранной машины в планируемом перио-
де; Г0.в / “ опережение выпуска в z-м цехе в рабочих днях; JManj — сред-
недневное количество собираемых машин.
32 Зак. 2150
498
Раздел IV. Оперативное управление производством
План-график работы механического цеха на июнь
Код группового комплекта Календарно-плановые нормативы
Количество наименований деталей в комплекте Опережение запуска, недель Длительность цикла, дн. Периодичность запуска- выпуска, нед.
МТМСу-4М4 22 4 5 1
МСу-2М4 39 2 5 1
МСу-бМ 42 6 9 2
МСу-4М2 13 4 6 2
При машинокомплектной системе централизованно учитывается и
контролируется лишь один календарно-плановый норматив — макси-
мальное по данному цеху опережение выпуска комплекта деталей на
машину. Запуск-выпуск конкретных деталей планируется цехом исходя
из степени укомплектованности деталями очередного комплекта. В этом
случае возможны: нарушение оптимальных календарно-плановых норма-
тивов (размеров партий, длительности цикла и периодов запуска-выпус-
ка) и неувязка календарно-плановых нормативов данного цеха с норма-
тивами других, что неизбежно приводит к неритмичности, простоям
оборудования, излишним заделам одних деталей при нехватке других.
Перечисленные недостатки в значительной мере устраняются при
использовании условно-машинокомплекгной (УМК) системы, при ко-
торой по всем деталям рассчитывают задел, исходя из их нормативных
опережений, включая резервные. Этот задел создается в натуре и сни-
мается с учета в производстве, в связи с чем отпадает необходимость
в планировании машинокомплектов по цехам и учете опережений. По-
этому, как указывалось в § 15.3, всем цехам завода устанавливается гра-
фик выпуска изделий по одним и тем же комплектовочным номерам
машин, которые должны быть выпущены в сборочном цехе. Другими
словами, в день, когда машина данного порядкового номера должна
быть выпущена из сборочного цеха, этот же порядковый номер должен
быть укомплектован в любом другом цехе завода (заготовительном,
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
499
(при комплектно-цикловой системе ОКП)
Таблица 16.2
Запуск/выпуск комплектов по неделям Всего за месяц
За предыдущий месяц За плановый месяц (по неделям) Номера комплектов Количество
(21) (22) I (23) II (24) III (25) IV (26) V (27)
17 18 19 20 21 22 23 19-23 5
16 17 18 19 20 21 22 18-22 5
15 16 17 18 19 20 21 17-21 5
14 15 16 17 18 19 20 16-20 5
9 10 П 12 10-12 3
9 Ю Й 10-11 2
9 10 То н 12 11 — 12 2
П 12 10-12 3
механическом, кузнечном, литейном и т.д.). Пример такого графика
приведен в табл. 16.4.
Планирование выпуска конкретных заготовок, деталей, сроков их
запуска-выпуска, как и в случае машинокомплектной системы, возла-
гается на цех. При этом необходимо учитывать количество деталей,
идущих на одну машину. Если на заводе выпускается одновременно
несколько изделий, то рассчитывается количество деталей данного на-
именования Русл; в расчете на одну условную машину по формуле
Руслу —
^кдУ(1+у//юо)^
м_____________
N6
где кИ— количество наименований выпускаемых изделий; — количе-
ство деталей, идущих на одно изделие j-го наименования; у, — плани-
руемый процент выпуска запасных частей к основной программе; Nj —
программа выпускаемого изделия в данном плановом периоде (год,
квартал); — программа выпуска базовых изделий за этот же период.
Пример расчета приведен в табл. 16.5 (#б = 150).
Контроль за выпуском деталей в цехе осуществляется по так назы-
ваемой картотеке пропорциональности. Она представляет собой ящик,
32*
Таблица 16.3
Пример расчета календарных заданий цехам завода на июнь (22 раб. дня) при машинокомплектной системе ОКП
(среднедневной выпуск машин 2 шт.)
Шифр из- делия (машины) Цех
сборочный механический кузнечный литейный заготовительн ый
Номер последней машины на 01.06 Среднее количест- во соби- раемых машин Номер последней собран- ной ма- шины на 01.07 Опере- жение выпуска, дн. Номер последне- го маши- ноком- плекта на 01.07 Опереже- ние вы- пуска, дн. Номер последне- го маши- ноком- плекта на 01.07 Опереже- ние вы- пуска, дн. Номер последне- го маши- ноком- плекта на 01.07 Опереже- ние вы- пуска, дн. Номер последне- го маши- ноком- плекта на 01.07
А 56 2 100 10 120 30 160 25 150 35 170
Таблица 16.4
Единый сквозной график работы цехов завода ио выпуску и комплектации машин на июнь (22 раб. дня)
при среднедневном выпуске машин 2 шт. (номер последней машины, выпущенной в мае, — 56)
Рабочие дни 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Номер машины 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
Раздел IV. Оперативное управление производством
Таблица 16.5
Расчет количества деталей, идущих на одно основное (базовое) изделие А по цеху пластмасс
Наименование или чертеж детали Наименование изделия, на которое идут детали Программы выпуска изделий на квартал Ц Количество деталей на одно изделие Запчасти % Общий выпуск деталей, шт. Условное количество деталей, идущих на основное (базовое) изделие
1. Втулка Электровоз А 150 4 25 750 ™ = 8
Электровоз Б 25 8 50 300 150
Электровоз В 10 10 50 150
Итого — — — 1200 8
40. Ручка I Утюг
5000 . | 1 | 10
5500
36,7
502
Раздел IV. Оперативное управление производством
разделенный по горизонтали на три части (на 3 месяца) и по вертикали
на 22—24 ячейки (по максимально возможному числу рабочих дней
в месяце). Сверху каждой части, соответствующей данному месяцу, на-
клеивается единый сквозной график (рис. 16.8). Таким образом, каж-
дой ячейке соответствует дата и номер машины, которая должна быть
укомплектована на этот рабочий день. В ячейку, соответствующую но-
меру укомплектованного базового изделия, помещается карточка учета
детали. По мере выпуска новых деталей, количество которых фиксиру-
ется в этой карточке, она перемещается в другую ячейку в соответствии
с номером машины, укомплектованной по этой детали. Например, если
фактически была укомплектована машина № 66 и карточка находилась
в ячейке за 5-е число, то при выпуске дополнительно 20 деталей, идущих
на машину по 2 шт., карточка учета после соответствующей отметки
перемещается из 5-й в 10-ю ячейку. Таким образом, картотека представ-
ляет собой своеобразный конвейер, по которому перемещаются карточ-
ки, отражающие движение реальных деталей в заделе. Если карточки
помещены в ячейке левее даты, на которую осуществляется контроль,
то имеет место отставание выпуска деталей и задел ниже нормативного,
правее — опережение и задел выше нормативного. Превышение или
понижение задела по сравнению с нормами численно равно произведе-
нию количества деталей, потребляемых на сборке в сутки, на количество
Рис. 16.8. Картотека пропорциональности
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства 503
дней опережения или отставания. По сути, картотека выполняет такие
же функции, как и карточки «Канбан» при использовании вытягивающей
системы ОКП.
Контроль за ходом производства в заводском масштабе осуществля-
ется производственным отделом завода и отмечается в графике про-
порциональности, в котором по каждому цеху (отдельной строкой)
отражается фактический ход комплектования деталей по цеху в целом.
Этот график, как бы моделирующий движение заготовок, деталей, сбо-
рочных единиц на условном главном конвейере, выполняется в виде
доски с закрепленным сверху единым графиком на текущий и следую-
щий месяцы и расположенными слева названиями цехов. Напротив каж-
дого цеха устанавливают стрелку под номером того условного изделия,
которое цехом полностью укомплектовано, т.е. по наиболее отстающей
детали.
Общее отставание на дату контроля (начало суток, недели, декады)
в сутко-позициях Ос_п определяется на основе цеховых картотек про-
порциональности по формуле
Ос.п= Ki + 2к2 + Зк3 + ... + пкП9
где К2, кз> ..., кп — количество карточек учета деталей (по числу на-
именований), находящихся в первой, второй, третьей, ..., л-й ячейках
цеховой картотеки пропорциональности левее даты текущего дня.
С помощью графика пропорциональности контролируется ритмич-
ность производства в цехах. Применение системы УМК дает наиболь-
ший эффект в крупносерийном малономенклатурном производстве,
когда выпускается одна машина и ее модификации, на изготовление
которых идут в большинстве случаев одни и те же детали.
Следует отметить, что планирование производства цехов по укруп-
ненным комплектам упрощает разработку программ в заводском масштабе
по сравнению с комплектно-групповой, но увеличивает объем плановой
работы в цехе, не позволяет осуществлять контроль за соблюдением
календарно-плановых нормативов, поскольку основным параметром,
контролируемым заводоуправлением, является степень обеспеченности
деталями на сборке. Это нередко ведет к тому, что основное внимание
цехового персонала направлено на комплектование задела или ликвида-
цию дефицита любой ценой (нарушения оптимальных размеров партии,
периодов запуска-выпуска, что вызывает более частые перестройки
оборудования; нарушения ритмичности, партионности, специализации).
При строгом же соблюдении оптимальных календарно-плановых норма-
тивов в случае применения таких систем требуется значительно больший
задел, чем при комплектно-цикловой системе.
504
Раздел IV. Оперативное управление производством
16.6. Разработка планов-графиков производственных
участков (внутрицеховое планирование)
Работа цехов, как видно из предыдущего параграфа, планируется по
укрупненным показателям. Однако работа первичных элементов про-
изводства — участков и рабочих мест — осуществляется лишь на основе
подетального плана-графика, предусматривающего обработку (изготовле-
ние) в данный момент времени конкретных предметов. Поэтому про-
странственно-временные связи участков внутри цеха при изготовлении
укрупненного объекта (комплекта деталей на узел, машину и др.) должны
быть детализированным, т.е. должны быть построены модели процесса
конкретных деталей по рабочим местам.
Внутрицеховые календарные планы разрабатываются планово-дис-
петчерскими бюро цеха на месяц, неделю и сутки. Основой для их со-
ставления служат месячные календарные планы цехов и ведомости
расшифровки групповых или машинных комплектов, т.е. перечень всех
деталей, входящих в каждый комплект.
Планово-учетными единицами для участков цеха служат, как правило,
детали отдельных наименований. Поскольку состав и очередность опера-
ций и технологических маршрутов обработки партий отдельных деталей,
входящих в комплект, могут не совпадать, то для разработки подетальных
планов участков необходимо все детали комплекта сгруппировать по
однородности внутрицеховых технологических маршрутов и очередно-
сти их прохождения по участкам цеха. При группировке необходимо
также указывать длительность цикла обработки партии деталей на дан-
ном участке, что дает возможность увязать цикл прохождения отдельных
групп деталей с общим циклом прохождения группового комплекта
в цехе. Пример группировки приведен в табл. 16.6. На основе такой
разбивки можно построить стандартный график прохождения и обра-
ботки по участкам отдельных партий деталей группового комплекта на
всю длительность производственного цикла. Пример трафика для деталей
циклового комплекта МСу-4М2 приведен на рис. 16.9. Наличие графиков
упрощает разработку месячных календарных заданий участкам цеха
и позволяет строго согласовывать во времени движение отдельных пар-
тий деталей цикловых комплектов по участкам в соответствии с месячным
планом-графиком цеха (см. табл. 16.2). Если временные параметры
этого графика привязать к календарному времени конкретного месяца,
то получится план-график обработки деталей на каждом участке. При
этом для любого наименования детали, входящей в комплект, должно
быть соблюдено условие
Дв/ “ Дз / ~ ^ц.к>
где Дв /, Дздаты соответственно выпуска и запуска z-й детали; Гц к —
длительность цикла изготовления комплекта в данном цехе.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
505
Таблица 16.6
Группировка партий деталей отдельных цикловых комплектов
по однородности технологического маршрута
Шифр группового циклового комплекта Количество наименований деталей в комплекте Номера деталей, имеющих одинаковый технологический маршрут Маршрут обработки деталей по участкам цеха (Т — токарный, Ф — фрезерный, С — сверлильный, Р — расточный, Ш — шлифовальный, К — контрольный), в скобках указан цикл обработки в сменах
МСу-4М2 13 1,5,7 Т(3)-Ф(4)-С(3)-К(2)
(см. табл. 16.2) 2,3,8,10 С(2)-(6)-Ш(3)-К(1)
4,9,13 Р(4)-Ф(2)-Т(3)-Ш(1)-К(2)
6,11,12 Ф(4)-Ш(6)-К(2)
Для этого необходимо с графика, изображенного на рис. 16.9, пере-
нести на месячные планы-графики соответствующих участков сроки
начала и окончания обработки партий деталей комплекта. Сроки за-
пуска деталей на первый участок и выпуска с последнего должны сов-
падать со сроками запуска-выпуска комплекта по цеху в целом. Так,
согласно месячному плану-графику работы механического цеха запуск
комплекта МСу-4М2 № 10 должен быть осуществлен в начале 22-й неде-
ли (последней недели предыдущего месяца, см. табл. 16.2), а выпуск —
в начале 23-й недели (первой недели планируемого месяца). Так как
цикл обработки деталей комплекта равен 6 дням, а обработка деталей
комплекта уже длилась 5 дней, то на первый день июня должны быть
запланированы работы по окончанию обработки детали, предусмот-
ренные графиком (рис. 16.9) на 6-й день. Согласно этому графику по
Наименобание участка Рабочие дни
1 2 3 4 5 6
Токарный ГПТТТТГ11 i i рПП 1.5,1 —
Сберлильный Фрезерный 6,1112 218.10 ттттг
Расточный ШШП 4,9.73
Шлифобальный
ОТК и экспедиция
* 6 дней 1см табл. 162)
л
Рис. 16.9. График обработки и прохождения по участкам партий деталей группового комплекта МСу-4М2
(1..... 13 — номера наименований деталей комплекта)
506
Раздел IV. Оперативное управление производством
узлу МСу-4М2 № 10 на 6-й день предусматривается окончание обра-
ботки деталей 2, 3, 8, 10 на шлифовальном участке в течение смены и
сдача, контроль, экспедиция всех деталей. Поэтому в месячном плане
шлифовального участка на первый день июня в первую смену должно
быть запланировано окончание обработки деталей 2, 3, 8, 10. Посколь-
ку ритм партии равен двум неделям (10 дням), на вторую неделю июня
по участку должен быть запланирован запуск, а на третью — выпуск
этих деталей. Так как по графику (рис. 16.9) эти детали подаются на
шлифовку на 5-й день, то по плану участка запуск их должен быть за-
планирован в первую смену 10-го рабочего дня июня. Подобным обра-
зом планируется работа участка и по другим комплектам.
При разработке планов-графиков предметно-замкнутых участков в ка-
честве планово-учетной единицы также принимается деталь. Но посколь-
ку на участке установлены все виды оборудования, на котором она об-
рабатывается, сроки запуска-выпуска деталей по участку принимаются
по цеховой программе, а прохождение партии деталей по отдельным
группам оборудования — по графику, изображенному на рис. 16.10, кото-
рый привязывается к месячному плану-графику предметно-замкнутого
участка в соответствии с датами запуска-выпуска по цеховому плану.
При машинокомплектной системе ОКП планово-диспетчерским от-
делом завода контролируется лишь уровень задела. Поэтому даты за-
пуска-выпуска партий и их периодичность определяются цеховыми
работниками по степени обеспечения заделом. При этом дата запуска
первой очередной партии в данном месяце определится по формуле
^факг.н/^ ц,
НаименоЬание станка РаВочие дни и смены
1 2 3 4 5
1 2 1 2 1 2 2 1 2
Горизонтально-фрезерный 7Ь2 1 2 J " 4 S 1 Q/fi 2 3 4 5
7////Z
"ZZZZt I ZJ
Расточный 1322 у
' xxxxxx Збооо ооа ггп ГГГТТТ 5 555666^ 3 /WUJJJ 4 J 144
etc ТТ t Н г wvrrB т n m
Токарный 1591 1 3 4 5 1 4 5
rzzz/i НЛП
'ZZZZJi МВ МММ Iff ЯГ Я.
Вертикально-фрезерный 1730 г 2 2 3 2
добос - v ... . w Wwvv
XX ЛААЛЛЛ
4
Вертикально-фрезерный 1732 итд. 2 г 4 2 1 z
Рис. 16.10. Подетально-пооперационный стандарт-план загрузки оборудования предметно-замкну-
того участка (цифры обозначают номера операций обработки соответствующих деталей)
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
507
а последующей
Дз2“ (-^факт.н + Яфакт) — Т’ц,
где 7фа1СГ н — фактический задел на начало месяца; лфакт — фактический
размер запускаемой партии.
Например, если по графику (табл. 16.4) в механическом цехе на
1 июня должна быть укомплектована деталями машина № 76 (56 + 20),
а фактически выпущено деталей на 90 машин, то при их среднеднев-
ном расходе (2 шт.) выпуск первой очередной партии должен быть за-
« „ (90-76 3 ~
планирован на 7-й рабочий день июня I—-— = 71. При длительности
цикла изготовления партии, например, 5 дней, запуск ее должен быть
запланирован на 3-й день. Даты запуска-выпуска последующих партий
будут определяться количеством деталей в предыдущей партии. Так,
в нашем примере при партии в 20 деталей запуск следующей должен
быть запланирован на 13-й день, а выпуск — на 17-й. Если же 7-го чис-
ла будет выпущено не 20, а 12 деталей, то сроки запуска-выпуска пере-
двигаются соответственно на 8-й и 13-й дни.
В случае применения системы УМК даты запуска-выпуска очеред-
ной партии также зависят от количества фактически выпущенных дета-
лей в предыдущей партии и определяются по точке заказа (запуска).
При этом количество деталей, при котором должен быть осуществлен
запуск очередной партии, или точка заказа 7^, определяется по фор-
муле Гздк = Tnd. Если же запуск деталей производится малыми партиями,
величина которых меньше произведения длительности цикла изготов-
ления и среднедневного его расхода, то неизбежно начинается работа
цеха по так называемому дефициту, т.е. с систематическим отставани-
ем по комплектованию задела и более частому запуску в производство
очередных партий до выхода из производства предыдущей (рис. 16.11).
Конечной целью согласования в пространстве и во времени элементов
производственного процесса является составление расписания работы
рабочего места с указанием очередности, даты и времени обработки де-
тали.
Каждое рабочее место обладает потенциальной возможностью вы-
полнить в течение рабочего дня определенный объем целенаправлен-
ных работ. В то же время заказы, т.е. задания на обработку предметов
на каждый день, поступают на участок обезличенно как относительно
наименования рабочего места, так и очередности, времени начала
и окончания обработки на каждом рабочем месте.
Задача состоит в том, чтобы согласовать во времени обработку всех
предметов, закрепленных за участком и рабочими местами с учетом их
508
Раздел IV. Оперативное управление производством
80(60)
92?72)
112(92)
Линия запуска
(заказа)
Линия
Нор
чатидный задел, снимаемый с учета по системе УМК, равный TJ
Тыпуска
9 Ю 11 Ь~)Г К К Ь &
Радочие дни
$9 20 21 22 23
Рис. 16,11. Определение дат запуска партий деталей при машинокомплектной системе ОКП и систе-
ме УМК при различных размерах партий (2,8 и 18-го числа). Цифрами обозначены номера машин,
при которых производится заказ (в скобках—по системе УМК). Штриховой линией показана работа
по дефициту при размерах партий соответственно 6,8 и 10 деталей
мощности, и вместе с тем выдержать сроки запуска-выпуска по участку.
Другими словами, необходимо все детали, подлежащие обработке на
участке за неделю, сутки, закрепить за рабочими местами и установить
очередность их обработки, т.е. согласовать ее во времени в пределах
как данного рабочего места, так и других, находящихся на этом участке.
Закрепление операций за рабочими местами осуществляется на осно-
вании маршрутной технологической карты, где указан вид оборудования,
на котором должна выполняться операция. При этом по каждому рабо-
чему месту взаимосвязь времени как измерителя затрат ресурсов и ка-
лендарного промежутка устанавливается соотношением
где кд — количество наименований деталей, закрепляемых за рабочим
местом; ni9/ — размер партии и время обработки z-й детали соответ-
ственно; Фдейстдействительный фонд рабочего времени, определяемый
календарным временем обработки закрепленных деталей и режимом
работы рабочего места.
Другими словами,
Фдейст — (г1^(В. К ^1)^^СМ'^^СМ^
где Д\, Дв к —• даты соответственно запуска первой и выпуска последней
детали (по календарному рабочему времени); Тсм — длительность рабо-
чей смены; — коэффициент сменности работы оборудования (рабо-
чего места).
Чтобы составить расписание работы рабочего места во времени, т.е.
установить календарное время начала и окончания обработки конкретных
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства 509
предметов, на данном рабочем месте необходимо установить очеред-
ность их запуска в производство. Очередность устанавливается на осно-
вании приоритета (Р,). Под приоритетом условимся понимать календар-
ное время, приходящееся на выполнение одной остающейся операции
(в среднем). Он может быть определен по формуле
П (Дь1~Д)ТсмКсм-Ti г , 1 /1А 17\
Pi ------------------[ч/оперJ, (16.17)
^общ i “ i
где Дв j — предусмотренная дата выпуска партии деталей из цеха (участка);
Д —дата в момент определения очередности при разработке расписания
рабочего места; 7} — время обработки партии z-x деталей на данном рабо-
чем месте, включая время наладки, ч; «общ / — общее количество операций
по обработке партии z-x деталей по технологическому процессу в цехе;
«в / — количество выполненных операций до подачи на рабочее место.
Чем меньше Д тем меньше запас календарного времени на выпол-
нение операций и тем раньше должна быть запущена в производство
партия деталей.
Из формулы (16.17) видно, что при прочих равных условиях при-
оритет тем выше (т.е. меньше его число), чем больше операций остает-
ся до завершения полной обработки партии предметов. Поэтому такие
предметы должны запускаться в обработку в первую очередь, тогда как
детали, по которым обработка на данном рабочем месте является ко-
нечной операцией, запускаются последними. Располагая всей необхо-
димой информацией, можно составить расписание работы каждого
рабочего места на неделю, сутки, смену, час.
16.7. Особенности календарного планирования в литейных,
кузнечных и сборочных цехах
В заготовительных цехах (литейных, кузнечных) серийный тип про-
изводства является преобладающим, поэтому даже на заводах массового
производства календарное планирование в этих цехах осуществляется
по календарно-плановым нормативам серийного типа.
Для составления месячного календарного плана литейного цеха
исходными данными являются: производственная программа завода,
подетальная расшифровка машинокомплекта, нормативная величина
опережения или задела и фактические остатки на складе потребляю-
щего цеха, а при составлении недельного и суточного планов, кроме
того, — фактическая обеспеченность сборки деталями при работе по
дефициту или по вытягивающей системе.
510
Раздел IV. Оперативное управление производством
Литейное производство в отличие от механической обработки яв-
ляется более гибким, лучше приспособленным к изменению спроса,
поскольку при небольшом цикле производства (менее суток) самые
различные отливки в пределах одной и той же весовой категории про-
изводятся на одном и том же конвейере, с помощью одних и тех же
формовочных машин, в одних и тех же опоках. Поэтому даже при вы-
талкивающей системе ОКП суточный выпуск конкретных отливок со-
гласуется с потребностью в них на последующих операциях в механи-
ческих и сборочных цехах.
При использовании же вытягивающей системы согласование рабо-
ты цехов полностью определяется сроками подачи отливок по заявкам
соответствующих цехов.
Однако в любом случае, получив месячный план-задание по цеху,
ПДБ литейного цеха производит расчет производственных возможно-
стей оборудования цеха главным образом по формовочному отделению
на основании месячной программы завода и расшифровки машино-
комплекта по всем деталям по форме, приведенной в табл. 16.7.
Суточное задание составляют, начиная с задания конечному обруб-
ному отделению, график работы которого увязывается с графиком по-
ступления деталей в механический цех или с его заказами по срокам и
объему, после чего составляется задание формовочному отделению.
Оно должно предусматривать:
• равномерный по суткам и сменам выпуск деталей по материалоем-
кости, что обеспечивает равномерную работу плавильного отделения;
• равномерную по суткам и сменам общую трудоемкость, что обес-
печивает равномерную загрузку оборудования и рабочих;
• равномерное потребление стали в сталелитейных цехах по отдель-
ным видам в течение смены, что обеспечивает устойчивую работу элек-
тропечей и уменьшение потерь времени при переходе от выплавки
одной марки к другой;
• закрепление определенных деталей за конкретными бригадами
формовщиков, что обеспечивает высокую производительность и сни-
жение брака.
Задание формовочному отделению выдается по форме (табл. 16.8),
на которой отмечается его фактическое выполнение.
После составления задания формовочному отделению рассчитывает-
ся потребность в жидком металле, которая служит основой для составле-
ния суточного задания плавильному отделению. Для чугуноплавильных
участков, где, как правило, выплавляется металл одной марки, опера-
тивные задания более или менее постоянные и могут не выдаваться по-
суточно. В сталеплавильных отделениях, где на разных электропечах
одновременно выплавляется сталь различных марок, необходимо опре-
делять потребность в жидкой стали по сменам и маркам на каждую сме-
ну, общее количество и среднюю массу плавки.
Таблица 16.7
Расчет производственной возможности формовочного отделения литейного цеха на месяц
Наименование участка Общее количество Располагае- мый фонд станко-смен Результат
смено- бригад позиций деталей на месяц деталей в одной опоке опок съемов опок в смену на одну бригаду станко- смен Недогруз- ка Перегруз- ка
I конвейер 4 1—20 24 000 2,4 Трактор Л 10 000 125 80 88 8 —
И конвейер 4 21-46 16 000 1 16 000 160 100 88 — 12
Плац № 1
Плац№ 2
►-календарное планирование серийного производства
512
Раздел IV. Оперативное управление производством
Таблица 16.8
Суточный план-отчет формовочного отделения (в опоках)
Участок формовки I смена II смена
Номер детали Задано Выполне- но Номер детали Задано Выполне- но
I конвейер 1043 (верх) 250 260 1017 (верх) 250 240
1043 (низ) 250 260 1017 (низ) 250 240
II конвейер .
При разработке календарных планов кузнечно-штамповочных цехов
и участков проверка (расчет) производственных возможностей обору-
дования производится так же, как и для механических цехов. При этом
следует учитывать возможные потери рабочего времени не только на
текущие ремонты и наладку, но и на выполнение ряда внеплановых
кузнечных работ: на протяжку металла (если на складе отсутствует ма-
териал необходимого сечения), изготовление поковок на ремонтные
нужды завода, заготовок для инструмента (если в инструментальном
цехе отсутствует кузнечное оборудование) и др.
Планирование работы кузнечно-штамповочных цехов ведется, как
правило, по подетальной программе. Основным объектом планирова-
ния является непосредственно ковка или штамповка, поскольку опера-
ции нагрева и обрезки готовых поковок или штамповок не являются
лимитирующими и не требуют значительных затрат времени на пере-
наладку процесса при переходе с одной работы на другую.
Основной особенностью календарного планирования кузнечно-штам-
повочных цехов является то, что из-за высокой производительности
оборудования и больших затрат времени на наладку планируется их ра-
бота крупными партиями. Однако японская корпорация «Тойота» доби-
лась сокращения времени на замену штампов в 20-30 раз по сравнению
с крупнейшими фирмами мира (табл. 16.9).
Таких успехов «Тойота» добилась за счет: унификации внешних габа-
ритов разных штампов (по высоте и другим параметрам), что исключает
необходимость регулировки хода пресса; разделения переналадки на
внутреннюю (требующую остановки оборудования) и внешнюю (выпол-
няемую до или после замены штампа); включения во внешнюю перена-
ладку максимального числа операций внутренней переналадки; исклю-
чения процесса регулировки, занимающей 50-70 % времени внутренней
переналадки; использования приемов быстрого крепления оснастки
(в частности, прорезных U-образных шайб, подкладываемых под ослаб-
ленные гайки и исключающих необходимость полного их отвертывания);
использования быстродействующих пневматических и гидравлических
зажимов.
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
513
Таблица 16.9
Продолжительность наладки штампов для штамповки капота
и крыла легковых автомобилей и размер партии штамповки
Показатель Япония («Тойота») США Швеция ФРГ
Время наладки штампа, ч 0,2 6 4 4
Число переналадок в день 3 1 0,5
Размер партии в днях по- требности Однодневная Двухнедельная (10-дневная) Месячная (20-дневная) Двухнедельная (10-дневная)
Среднее число деталей, закрепленных за одним прессом 3 10 20 20
Количество ходов пресса в час 500-550 300 Нет св. Нет св.
Однако при малом времени внутренней переналадки все же затрачи-
ваются значительные средства и время на проведение внешней перена-
ладки, которая, по оценке японских специалистов, достигает значитель-
ной величины — до часа и более. Кроме того, необходимо иметь резерв-
ное оборудование для опробования штампов, что ограничивает снижение
размеров партий до минимума. Поэтому даже на «Тойоте» при высокой
специализации пресса, за которым закреплены всего лишь три детали,
размер партии достигает не менее суточной потребности, как это видно
из табл. 16.9.
Высокая производительность оборудования кузнечно-штамповоч-
ных цехов при больших затратах времени на наладку обусловливает не-
обходимость работы в этих цехах большими партиями. Минимальный
размер партии определяется по формуле (16.5) и округляется до вели-
чины, равной или кратной стойкости штампа. Периодичность запус-
ка-выпуска определяется по формуле (16.7).
При прочих равных условиях потери времени на наладку оборудо-
вания будут тем больше, чем больше закреплено за ним наименований
деталей. В кузнечных цехах даже крупносерийного производства коли-
чество наименований поковок, приходящихся на единицу оборудова-
ния, составляет от нескольких штук до нескольких десятков штук.
Поэтому для снижения потерь времени на наладку оборудования не-
редко размер партии поковок и периодичность запуска-выпуска опре-
деляются по укрупненным нормативам в зависимости от количества
закрепленных за оборудованием наименований деталей и времени на
одну наладку (табл. 16.9).
Принятие нормативных величин партий и периодов запуска-выпуска
создает предпосылки для разработки стандартных планов-графиков и ор-
33 Зак. 2150
514
Раздел IV. Оперативное управление производством
ганизации ритмичной работы цеха. При этом на производительность
оборудования, уровень выполнения плановых заданий и ритмичность
производства большое влияние оказывает правильное закрепление работ
за отдельными видами оборудования и рабочими бригадами. Закрепление
за оборудованием и бригадами работ (наименований выпускаемых поко-
вок или штамповок) производится раз в квартал или год и отмечается
в специальной карточке, заводимой для каждой единицы оборудования.
В ней указываются номера деталей, количество и периодичность их
запуска, характеристика операции, величина подготовительно-заключи-
тельного и штучного времени. На основании таких карточек составляют
стандарт-графики загрузки отдельных единиц оборудования (рис. 16.12).
Их строят прежде всего для оборудования с небольшой номенклатурой
выпуска и сравнительно длительной загрузкой по штамповке деталей
одного наименования. На базе графиков штамповки разрабатываются
графики работы других основных и вспомогательных отделений (заго-
товительного, термического, штамповой мастерской и др.). Привязка
стандартного графика к месячному графику осуществляется по методу,
изложенному в предыдущем параграфе. Так, например, если в данном
месяце первый рабочий день совпадает с первым днем стандарт-плана,
то на 11-й рабочий день планируется штамповка деталей 2402017, пре-
дусмотренных на 1-й день графика.
При сменно-суточном планировании в кузнечно-штамповочных цехах
уточняют запуск-выпуск деталей и их движение в производственном
процессе по всем операциям цикла, обеспечивая комплектность сдачи
поковок на межцеховые склады. В первую очередь включаются вне-
очередные и срочные работы и детали, не оконченные обработкой
в предыдущих сменах, а также работы, переходящие на последующие
операции в цехе, т.е. работы с наиболее длительным производствен-
ным циклом.
Успешность выполнения календарных планов-графиков зависит от
степени обеспеченности отделений цеха заготовками, оснасткой и др.
Поэтому при разработке графиков, особенно сменно-суточных, необхо-
димо проверять материально-техническую обеспеченность плана (на-
личие заготовок, проката, штампов, инструмента). Результаты такой
проверки служат основанием для своевременного принятия мер по
обеспечению бесперебойной работы.
В отличие от заготовительных и обрабатывающих цехов, где детали
обрабатываются партиями, в сборочных цехах серийного производства
сборка машин осуществляется поштучно, т.е. по типу массового произ-
водства. Поэтому как месячный, так и суточный план-график должен
предусматривать сроки запуска-выпуска по каждому экземпляру гото-
вого изделия (машины). Для разработки таких графиков необходимо
привести подготовительную работу по анализу технологического про-
Наименование и номер оборудования Шифр детали План на 2 недели, шт. Норма на смену, шт. Количество смен на программу Размер партии, шт чшзоньпдопдд[] График штампобки по неделям, рабочим дням и сменам
1-я неделя 2-я неделя
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ю
/ II 1 II 1 0 1 8 / 8 / 8 / 8 1 // 1 8 1 8
2402017 2660 1350 2 2700 М2 к 7/7/, я Ml
в 240502213 5320 1350 4 2700 М4 к мм к ///Л М я ^мв
<500 2403056 10000 2500 4 5000 М4 В5 мм я к ZZZ4 ММ я
1 2403060 2660 1800 1.5 2700 М2 № 30
i 2405035 14 000 2800 5 7000 М4 || ШШ а м ООО Г
2403050 5380 1800 3 2700 М4 о ь >700
2405048 1400 2800 0,5 1400 М2 J
Рис. 16.12. Стандарт-график загрузки штамповочного оборудования на 2 недели
516
Раздел IV, Оперативное управление производством
цесса сборки с целью выявления возможности выполнения сборочных
работ независимо друг от друга, т.е. параллельно. Следует установить
оптимальный фронт работ (количество рабочих, одновременно заня-
тых на выполнении определенной сборочной операции), а также наи-
более целесообразное закрепление работ за отдельными бригадами,
степень их загрузки.
Результаты анализа и закрепление работ за отдельными бригадами
фиксируется в специальных картах (табл. 16.10), на основании которых
разрабатываются стандартные планы-графики сборки изделия ком-
плексной бригадой на всю длительность цикла (рис. 16.13). Они привя-
зываются к календарному времени соответствующего месяца и дня с уче-
том количества машин, подлежащих сдаче в сутки. При этом общее ко-
личество параллельных комплексных бригад для сборки запланирован-
ного количества машин определится по формуле
маш
*«р —у—>
Лсм
где — период времени между началом (окончанием) сборки очеред-
ной машины данной комплексной бригадой, смен (рис. 16.13); е/маш —
суточное задание цеху по сборке данных машин; КсМ — коэффициент
сменности работы цеха.
Таблица 16Л0
Подбор и закрепление сборочных работ за отдельными бригадами
по сборке машины А
Наименование узлов и операций Норма времени на 1 машину, ч Процент выпал* нения норм Общая трудоем- кость, ч Количество сбор- щиков в бригаде Трудоемкость сборки по номерам бригад, ч
I II Ш IV V
Сборка узла 1 104 120 96 5 96 —• — —
Сборка узла 2 173 120 144 5 144 — — — —
Сборка узла 3 86 120 72 3 — 72 — — —
Общая сборка 230 140 192 9 — — 192 —
Испытания и сдача 20 125 28 2 — — — 28 —
Всего трудоемкость по бригадам 240 72 432 96 —
Потребное число рабочих смен 6 3 6 1 —
Рис. 16.13. График сборки машины и организации работы бригад сборщиков
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства
518
Раздел IV. Оперативное управление производством
Так, при Асб ® 6 смен (рис. 16.13), ^маш == 2 и ® 2 потребуется
шесть комплексных бригад (к^ = 6- 2/2 « ф. При этом для выполнения
отдельных операций по сборке каждый машины количество специаль-
ных бригад определится по формуле
Ke6pl = uv
где коп — количество операций, выполняемых данной бригадой; —
трудоемкость операции с учетом коэффициента выполнения норм, ч;
кр/ — количество рабочих-сборщиков в бригаде по выполнению т-й
операции.
17. Оперативно-календарное планирование
массового производства
17.1. Особенности оперативно-календарного планирования
В массовом производстве основной формой движения предметов
труда является параллельный поток. Заготовки, детали, сборочные еди-
ницы или собираемые машины передаются с операции на операцию,
а иногда с одной поточной линии на другую поштучно, что требует
строгой увязки рабочих мест и линий во времени не по партиям пред-
метов труда, как это имеет место в серийном производстве, а по каждо-
му экземпляру. Поэтому движение отдельной детали по всему циклу ее
производства должно быть регламентировано во времени, а ее переме-
щение от операции к операции на линии — строго определяться тактом
(ритмом) потока.
Так как за линией закреплено изготовление одной детали, в случае
отсутствия заготовок оборудование линии невозможно загрузить изго-
товлением других деталей, как это имеет место в других типах произ-
водства.
Поскольку производительность оборудования на смежных рабочих
местах, линиях и в цехах при изготовлении определенной детали часто
не совпадает, на заводах массового производства наряду с параллель-
ным движением предметов труда создаются линии с параллельно-по-
следовательным движением, как с переменным, так и со стационарным
объектом производства, а также участки серийного производства в за-
готовительных цехах.
При наличии на заводе массового производства поточных линий
разных типов и участков, а также цехов и участков серийного произ-
водства неизбежно создаются межлинейные и межцеховые заделы.
Особенности массового производства требуют разработки мер по
согласованию работы смежных участков путем применения разных форм
календарного планирования различных стадий и подразделений произ-
водства, чтобы обеспечить ритмичный выпуск конечной продукции.
Основными календарно-плановыми нормативами массового произ-
водства являются: такт поточной линии, стандарт-планы ее работы,
нормативы линейных и межлинейных заделов, графики чередования
объектов производства на линиях и перемещения предметов труда по
рабочим местам.
520
Раздел IV. Оперативное управление производством
Календарно-плановые нормативы непосредственно регламентиру-
ют во времени работу отдельных участков производства и подчиняют
их единому нормативу — такту выпуска конечной продукции. Эти нор-
мативы связаны с мероприятиями по организации ритмичного процесса
производства на всех его операциях и нередко становятся составными
частями календарных планов-графиков работы отдельных производст-
венных подразделений (участков и линий).
Календарно-плановые нормативы базируются на документах конст-
рукторских и технологических разработок (спецификациях, технологи-
ческих и нормировочных картах и др.). Ошибки в нормативах могут
повторяться много раз при изготовлении деталей или выполнении от-
дельной операции. Поэтому качество технических документов и разра-
ботанных в них нормативов, их корректировка в соответствии с факти-
ческими условиями производства являются предпосылками высокого
уровня организации производства и оперативного планирования.
Строгая регламентация работы отдельных производственных подраз-
делений завода во времени, необходимость обеспечения стандартности
в организации производственных процессов, ритмичной повторяемости
работ на основе централизации планирования диктуют необходимость
получения информации о фактическом ходе производства в любой мо-
мент и от любого подразделения. Особое внимание должно быть уделено
организации оперативного учета, позволяющего в любое время получать
информацию (по возможности бездокументационную) с мест благодаря
использованию современной организационной и вычислительной техники.
Основной планово-учетной единицей по заводу является изделие
(машина), а по цехам — каждая отдельная деталь. Поскольку наруше-
ние такта работы хотя бы одним подразделением при параллельном из-
готовлении деталей неизбежно приводит к нарушению такта выпуска
изделий, основным звеном планирования является поточная линия,
работающая по определенному графику, обеспечивающему непрерыв-
ный производственный процесс выпуска конечной продукции в соот-
ветствии с заданным ритмом.
17.2. Календарно-плановые нормативы и календарные
планы однопредметных линий
Основными календарно-плановыми нормативами однопредметных
линий являются такт потока (методика расчета которого приведена
в гл. 5), заделы и стандарт-планы работы.
Некоторые предприятия и фирмы используют величину такта пото-
ка не только для определения основных параметров поточных линий,
но и для нормирования затрат труда. Так, «Тойота» рассчитанный такт
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 521
потока принимает в качестве технической нормы операционного вре-
мени. На основании такта для каждого рабочего составляются карты
трудового процесса, в которых по каждой операции тщательно норми-
руются затраты вспомогательного и основного времени. На такой карте,
представляющей собой циклограмму многостаночного обслуживания,
показывается порядок перехода рабочего от станка к станку и время
выполнения на каждом из них ручных операций.
На основе карты трудового процесса разрабатывают планировку ра-
бочих мест таким образом, чтобы расстояние и время передвижения
оператора в ходе обслуживания закрепленных за ним станков были ми-
нимальными (рис. 17.1).
Заделы по месту нахождения подразделяются на линейные и меж-
линейные. Линейные заделы — это количество деталей, находящихся
непосредственно на линии на разных стадиях обработки. Межлинейные
заделы — это детали, обработка которых закончена на предыдущей ли-
нии, но не начата на последующей.
Линейные заделы состоят их технологического, транспортного, обо-
ротного и резервного, межлинейные — из транспортного, оборотного
и резервного.
Технологический задел —• это определенное количество деталей, на-
ходящихся в обработке непосредственно на рабочих местах линии.
Транспортный задел — это детали, находящиеся в процессе перемеще-
ния от одной операции или линии к другой, т.е. детали, находящиеся
на конвейерах, в тележках и других транспортных средствах. Оборотный
задел возникает между операциями или линиями с разной производи-
тельностью и представляет собой детали, накопленные за определен-
ный период работы. Оборотные заделы не возникают на линиях со
строго регламентированным тактом потока и между линиями, рабо-
тающими с одинаковым ритмом. Страховой (резервный) задел создается
на случай непредвиденных задержек в выполнении операций, возник-
новения неисправности оборудования или линии (внеплановые налад-
ки, аварийный выход оборудования из строя и т.п.). Величина его
восполняется во внерабочие смены на внепоточных участках или во
время регламентированных перерывов линии.
Состав и величина заделов на линии зависят от ее характеристики
(одно- или двухрядная, с последовательным или параллельным распо-
ложением рабочих мест на операции или в рабочей зоне, вид и ско-
рость конвейера и т.д.). Поэтому для расчета нормативов, а также для
увязки работы линии во времени необходимо прежде всего построить
стандарт-план ее работы, который служит предпосылкой для после-
дующей разработки планов-графиков работы участков и цехов. В этом
состоит одно из отличий оперативного планирования массового произ-
водства от серийного, где графики движения деталей по рабочим мес-
там составляются только на основе календарно-плановых нормативов.
522
Раздел IV. Оперативное управление производством.
Стандарт-план — это график работы поточной линии на опреде-
ленный промежуток времени, не привязанный к календарному времени
планируемого периода (на час, на период оборота прерывной линии,
на цикл обработки детали и т.д.). На рис. 17.2 показан стандарт-план
Карта трудного процесса № 1
(1-й рабочий)
Номер Операционное бремя 2 мин
операции (такт потока)
Карта трудобого процесса № 3
(3-й рабочий)
Дбижение изделия
б
------бремя занятости рабочего ручными работами на операции
- бремя и напрабление перехода
□ - рабочие места
Рис. 17.1. Распределение работ (а) и планировка оборудования (б) на производственном участке
(машинное время на рисунке не показано)
КН - бремя обработки и ожидания на рабочем месте; \ - бремя перемещения; 1, 2. 3... - номера деталей, | - передача детали с линии
Рис. 17.2. Стандарт-план работы однорядной непрерывно-поточной линии (такт потока г=2,5 мин)
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
524
Раздел IV. Оперативное управление производством
работы однорядной непрерывно-поточной линии, оборудованной рас-
пределительным конвейером с последовательным расположением ра-
бочих мест на операциях и с длительностью операций, большей такта
в кратное число раз. Движение деталей на линии организовано так, что
они перемещаются конвейером с постоянной скоростью, проходя за
такт потока путь, равный расстоянию между рабочими местами. Таким
образом, если на 2-й операции три рабочих места, то время перемещения
деталей мимо этих рабочих мест составит Зг. В нижней части графика
показана величина задела, при этом вертикальная линия АВ показыва-
ет схему его формирования. Кружками отмечены детали, находящиеся
в технологическом заделе (на рабочих местах), а ромбиками — в транс-
портном (детали, находящиеся в процессе перемещения).
Количество деталей, находящихся в технологическом заделе, можно
определять по следующим формулам:
при поштучной передаче
#6п
Л = ^прин i >
/=1
при передаче передаточным партиям р^
*6п
Ъ ~ Ар^^прин/?
где коп ~ количество операций, выполняемых на линии; /Идрин / коли-
чество рабочих мест на /-й операции.
Если на длине шага конвейера размещается одна деталь, величина
транспортного задела (2^) определяется так:
при поштучной передаче
*оп
^гр — ^прин i ~~ 1 ИЛИ = L/l — 1,
/=1
при передаче партиями
f *bn А
Др = Др Ё^прин»--1 и™ Др=(^-’)Ар>
J
(17Л)
где L — длина рабочей части конвейера, м; Z — расстояние между смеж-
ными рабочими местами (шаг конвейера), м.
На двухрядной линии оборудование устанавливается по обеим сто-
ронам конвейера в шахматном порядке так, что расстояние Г между
станками по конвейеру составляет половину расстояния I между ними
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 525
на одной стороне конвейера, т.е. Г = //2 (см. рис. 5.6, в). В этом случае
скорость конвейера снижается в 2 раза. Поэтому стандарт-план и заде-
лы рассчитываются так же, как и для однорядной поточной линии.
На распределительных непрерывных и пульсирующих конвейерах,
где по длине I шага конвейера размещается несколько предметов труда
на расстоянии Г друг от друга, величина транспортного задела опреде-
ляется следующим образом:
при поштучной передаче:
-1 - или ж
Z-Z,
Г ’
при партионной передаче — по этим же формулам, но с учетом ко-
личества деталей в партии (см. формулу (17.1)).
На распределительных пульсирующих конвейерах с промежутком
пульсирования ббльшим такта потока, транспортный задел
*Ъп А
ИН Г 1 I*
1^1 )
На непрерывных или пульсирующих через величину такта потока
конвейерах при перемещении каждого экземпляра или партии предме-
тов труда с одной операции на другую за такт потока или цикл пульси-
рования транспортный задел отсутствует (рис. 17.3).
На сборочных непрерывных или пульсирующих конвейерах, где ор-
ганизуется параллельное выполнение некоторых операций (схема тако-
го конвейера показана на рис. 5.27), величина технологического задела
будет равна общему количеству рабочих мест на линии без рабочих
мест на операциях, которые могут быть выполнены параллельно с дру-
гими, т.е.
где кОп — общее количество сборочных операций; /пПрин » — количество
рабочих мест на Z-й операции; хоп.пар ~~ количество операций, которые
выполняются параллельно с другими.
На регламентированных линиях поточной стационарной (стендо-
вой) сборки, стандарт-план работы которой обычно составляется на
период оборота стендов, задел состоит из изделий, находящихся в дан-
ный момент в работе (на сборке), и изделий, устанавливаемых на стенд
или снимаемых с него (рис. 17.4).
Номер операции Время, мин Количество рабочих
обработки и сборки ill jg-U g
5 Ю 15
1 4 1 1 1 _ 2 з
2 74 1 3 / —X —//— -ч
3 9 1 2
Задел технологический
транспортный
Время, мин
20 25 30 35 40 45 50
- 5. 7 ... J2«.
—ю— —/ — — ff— —Iff —Iff—
И Д' % III Д-А
/ А / II 1 Ц
“/—Л —7-\ =7zS\
/ \ 1 57% =4=Ь
1 2 3 >5 4 5
6 6 6 6 6
0 0 0 0 0
11III - номера рабочих, выполняющих операцию
rr—i - время выполнения операции
\ - бремя перемещения предметов труда с операции на операцию или с одного рабочего места данной операции на другое
IXJ- бремя ожидания рабочих или возвращения на исходное место
tzzi - бремя выполнения технологических операций бо бремя движения
Рис. 17.3. Схема движения предметов труда и выполнения операций на поточных линиях, оборудованных пульсирующими рабочими конвейерами
Раздел IV. Оперативное управление производством
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 527
Суммарный задел будет равен общему числу рабочих стендов. При
этом технологический задел
Zr=Z«ep< ИЛИ 2г=ГцД.
ы
где Кбр j — число бригад, занятых на выполнении z-й сборочной опера-
ции; Гц — длительность технологического цикла сборки.
Транспортный задел, т.е. число изделий, устанавливаемых или сни-
маемых со стенда в данный момент, Z^ = t^/r, где 7уст — время на уста-
новку изделия на стенд перед сборкой и на снятие после нее.
Величина резервного задела зависит от степени колебания штучного
времени при обработке отдельных деталей на данной операции, длитель-
ности наладки оборудования и длительности возможного внепланового
ремонта оборудования.
Согласно исследованиям проф. А. И. Неймарка рассеивание величи-
ны штучного времени на операции подчиняется закону нормального
распределения и колеблется в пределах ±30 % средней величины такта.
При таких условиях средняя величина этой части страхового задела
Z^p =QO452VCM, где NCM — сменный выпуск деталей, шт.
Величина страхового задела на случай внеплановой наладки обору-
дования на данной операции где /нал,- — время наладки
оборудования на z-й операции.
Этот вид задела не создается на операциях, имеющих резервное или
незагруженное оборудование.
Страховой задел на случай внепланового (аварийного) ремонта обо-
рудования создается после обработки деталей на специальном уникаль-
ном оборудовании, выполняющем операции, которые не могут быть
выполнены на другом станке. Величину заделов точно определить не-
возможно, поскольку не могут быть заранее определены вероятность
выхода оборудования из строя, вид и продолжительность ремонтов. На
некоторых заводах задел принимается в размере не менее сменной по-
требности в деталях на последующих операциях. На ЗИЛе, например,
его принимают в размере от одно- до трехсменной потребности на по-
следующих операциях, т.е. Z^ = (1..3)#CM. В этом случае другие виды
резервных заделов не предусматриваются.
Стандарт-план прерывно-поточной линии составляется на период ее
обслуживания (оборота). Он предусматривает порядок обслуживания
станков рабочими и порядок их перехода с одного рабочего места на
другое. На таких линиях применяется параллельно-последовательное
движение обрабатываемых деталей между операциями. Методы определе-
ния периода обслуживания линии изложены в гл. 5. Период обслуживания
должен обеспечить наиболее оптимальную реализацию принципов парти-
онности и непрерывности, которые находятся в некотором противоречии
Яо^глелй? Время мин !г = X мин)
X 60 90 Л 1Х 150 180
/ L— 4
———<
4 . Г , - - и.
II
а —*—J 1 1
IV удлиаи^ 1 <
V 1 < L л ,Л 1 А I
; <
V! г- "7 1 Ц -.1-4
Задел технологический 4 4 4 в 4 4
транспортный 2 2 2 2 2 2
общий 6 6 6 6 6 6
****** - бремя установки и снятия изделия
г~~1 - 1-я операция (I* = г, 1-я бригада/
v&zza - 2-я операция It* = 2г, 2-я бригада)
resssa - 2-я операция It* = 2г, 3-я бригада/
।----• - 3-я операция It* = г, Ь-я бригада)
12,3,4 - номера сборочных бригад
S - бремя и порядок перехода бригад
Рис. 17.4. Стандарт-план работы потока стационарной сборки и порядок перемещения бригад по стендам
Раздел IV. Оперативное управление производством
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 529
друг с другом. С увеличением периода увеличивается производитель-
ность, но вместе с тем увеличиваются и заделы в производстве.
На практике при выборе периода приходится учитывать и ряд допол-
нительных условий: наличие площадей для хранения задела; характер
выполняемых операций; расстояние между станками, обслуживаемыми
многостаночником; вид межоперационного транспорта и др. Все эти
факторы должны способствовать уменьшению периода обслуживания,
поскольку дополнительные затраты труда, связанные, например, с пе-
рекладыванием деталей задела или перемещением деталей вручную
и их хранением в заделе, могут свести на нет выигрыш в росте произво-
дительности труда на основных операциях. Кроме того, небольшой пе-
риод обслуживания имеет преимущество в организации контроля за
ритмичностью работы линии, так как неудовлетворительная ее работа
выявляется только после окончания оборота.
Величина межоперационных заделов на линии зависит от степени
параллельности выполнения операций внутри периода. При последо-
вательной работе станков (что создает благоприятные возможности для
внедрения последовательного многостаночного обслуживания) задел
будет большим, чем при одновременной работе станков, выполняющих
смежные операции.
Не зависящая друг от друга работа оборудования на смежных опера-
циях обеспечивается наличием задела, который к концу периода обслу-
живания будет минимальным. Поэтому при разработке стандарт-плана
работы линии желательно стремиться к такому сочетанию смежных
операций по всему циклу, которое обеспечило бы минимальные оборот-
ные заделы к началу (концу) периода оборота линии. Стандарт-план
работы прерывно-поточной линии приведен на рис. 17.5.
На прерывно-поточных линиях создаются технологический, оборот-
ный, транспортный и резервный заделы. Величины первого и последнего
определяются так же, как и в непрерывно-поточном производстве.
Движение оборотного задела (2^б), образующегося между смежны-
ми операциями, определяется на основании стандарт-плана работы ли-
нии и рассчитывается для каждой пары смежных операций по формуле
4б — 4р I
Апт i Ain M ;
(17.2)
где rcp i — промежуток времени, за который определяется изменение за-
дела между операциями; mb — количество работающих станков со-
ответственно на предыдущей и последующих операциях в данный
период времени; — штучное время на соответствующих опе-
рациях. Знак «-» указывает на то, что в данный промежуток времени
задел расходуется (уменьшается), а знак «+» — что он создается (увели-
чивается) до рассчитанной величины.
34 Зак. 2150
Номер операщм | Наименование операции Штучное бремя tm мин Количество рабочих мест т^, Номер рабочего места Загрузка рабочих мест Количество рабочих на операции | огоьоуод демоу | Порядок обслуживания рабочих мест График загрузки рабочих мест и перехода рабочих за период оборота, мин 8ыпуск деталей за период Тод
мин % ю 20 30 50 60 70 80 90 юо 1Ю 120
1 Токарная ОЛ5 1 1 36 30 1 1 1 затек 2иЗ параллельно >80
!YW 'YW fWY" wy
2 Токарная 2.0 2 2 3 80 80 66 66 1 1 2иЗ параллельно, затем 1 ► 45 ► 45
3 Фрезерная 22 2 4 5 120 57 т 45 2 2 3 4. S. затем Ю 54 ► 26
rroi
J*"*
Ь Зубофрезерная 54 4 6 7 8 9 108 108 108 108 90 90 90 90 1 4 6.7.8.9 параллельно - "“k, ИГГИ fVYY| <20 >20 >20 >20
— ,,JT
—Г*
5 Сверлильная 0.6 1 10 45 45 1 3 Щ затем 5 — 80
6 Шлифобальная 28 2 11 12 112 712 93 93 1 5 11 и 12 параллельно — Jvwl ► 45 ►45
— Jwv,
। - > - бремя обработки
|| - переход рабочих
'****» - бремя простоя оборудования
Ряс. 17.5. Стандарт-план работы прерывно-поточной линии (продолжительность смены 480 мин, средний такт потока 1,5 мин)
Раздел IV, Оперативное управление производством
17, Оперативно-календарное планирование массового производства
531
4гг 1 ^шт л
Для облегчения расчета оборотного задела строят график изменения
заделов между операциями на период обслуживания линии (рис. 17.6).
Изменение суммарного внутрилинейного оборотного задела по пе-
риодам зависит от сочетания операций во времени и производительно-
сти первой и последней операций на линии. Поэтому его величина на
любой момент определится как суммарный задел по всем операциям
на начало периода (2^б н) плюс его изменение, вытекающее из сочета-
ния времени этих операций:
2об = ^об.н + 4р /
где тиь тп — количество работающих станков соответственно на первой
и последней операции в период rcp /шт ь 7ШТ п — соответствующее штуч-
ное время обработки, мин.
Средняя величина заделов между каждой парой смежных операций
может быть определена по формуле
i + 2jc /)4р i
, (17.3)
2Гоб
где п — количество периодов, за которые определяется задел; 2J, /, 2^/ —
величина межоперационных заделов соответственно на начало и конец
7-го периода изменения заделов; /ср г- — то же значение, что и в формуле
(17.2); при этом = Гоб-
Величина среднего технологического задела на линии
Е/пгг i
,
Г
где Коп — количество операций в технологическом процессе.
Транспортный межоперационныи задел на прерывно-поточных ли-
ниях образуется лишь при периодическом партионном перемещении
предметов труда. Если линия оборудована для перемещения деталей
с операции на операцию бесприводными транспортными средствами,
основанными на гравитационном принципе (наклонные скаты, жело-
ба, склизы, рольганги, спуски и др.), передача деталей производится
поштучно и транспортный задел практически отсутствует. В этом слу-
чае он совмещается с оборотным, который может находиться непо-
средственно на транспортных средствах.
34*
532
Раздел IV. Оперативное управление производством
Рис. 17.6. График изменения оборотных заделов на прерывно-поточной линии
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 533
Однако в раде случаев, особенно при обработке мелких деталей или
деталей, которые могут быть повреждены при передаче поштучно по
склизам, скатам и на другом подобном транспорте, перемещение их от
операции к операции производится партиями в специальных приспо-
соблениях (поддонах, тележках, подставках, контейнерах, лотках, «елочках»
и т.п.). Такие приспособления не только предотвращают повреждение
деталей, но и уменьшают затраты вспомогательного времени на после-
дующей операции, так как детали находятся в удобном положении для
снятия. Обычно эти приспособления являются одновременно и местом
хранения задела перед последующей операцией. Станочник снимает
очередную деталь перед обработкой с одного транспортного средства и
после обработки помещает ее на другое для передачи на следующую
операцию.
Характер движения заделов между операциями при партионной
транспортировке меняется. На каждой операции в заделе находятся
как детали перед обработкой, так и детали после нее в ожидании ком-
плектования транспортной партии. На рис. 17.7 приведен график дви-
жения межоперационных заделов при размере транспортной партии
в 40 деталей. Как видно из графика, максимальная и средняя величины
заделов при партионной транспортировке как между операциями, так
и в целом на линии значительно возрастают.
Аналитический расчет заделов несколько усложняется: необходимо
определять величину заделов не только по периодам работы смежных
рабочих мест, но и по периодам транспортировки.
Удобнее всего начать определение общего задела между операциями
с момента передачи первой транспортной партии, когда он равен вели-
чине этой партии Ргр. В следующий период задел определится по формуле
(П.4)
\ПИТ / ЧПТ 1+1J
В любой последующий период
= + (17.5)
где — общая величина задела на начало рассматриваемого периода
л
Средняя величина задела между операциями определяется по фор-
муле (17.3).
Межлинейные (межучастковые или межцеховые) заделы состоят из
трех элементов — оборотных, транспортных, страховых.
534
Раздел IV. Оперативное управление производством
%
80
80
120
56
108
Ю8
108
Ю8
Ь8
Величина График загрузки стопкой
Место задела и движение заделай
айразойания
заделай
Ни /пранспортнон средстве
после Кооперации
218
Средний задел на линии
Рис. 17.7. График изменения межоперационных заделов на прерывно-поточной линии при переме-
щении предметов транспортными партиями (сплошными линиями показано изменение заделов
до и после обработки деталей, штриховыми — динамика движения общего задела (оборотный +
+ транспортный)
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 535
Оборотные межлинейные заделы между однопредметными линия-
ми создаются:
1) при различной производительности, а следовательно, и сменности
работы смежных линий (участков). Этот задел возникает после более
производительной линии перед менее производительной, если первая
является предыдущей по ходу технологического процесса, или, наоборот,
создается перед такой линией к началу ее работы, если предыдущей ли-
нией является менее производительная. В этом случае величина задела
46,мл = (17.6)
I Гб J
где Л^сут — дневное (суточное) задание по выпуску деталей; гм, — такты
соответственно менее и более производительной линий.
2) при несовпадении ритмов выпуска на последней операции пре-
дыдущей линии и запуска на первой операции последующей, при оди-
наковом среднем такте сменных прерывно-поточных линий (гл). В этом
случае максимальная величина оборотного задела между линиями
7' - Т I **6 ~**м I
^об. МЛ “ 1 об I 9
I Гл )
где Тоб — период оборота (обслуживания) линий.
Транспортный задел включает все детали определенного наимено-
вания, находящиеся в процессе перемещения между линиями, участками
и цехами. Его величина при непрерывной транспортировке определяется
по формуле (17.6).
При периодической транспортировке величина задела
= Др А,
где Яф — периодичность транспортировки, мин. Этот задел может быть
совмещен с оборотным, и тогда движение межлинейных заделов будет
аналогично движению внугрилинейных, межоперационных (см. рис. 17.7).
Общая величина их определится по формулам (17.4) и (17.5).
Страховой (резервный) задел создается для обеспечения беспере-
бойной работы потребляющей линии (участка) на случай возможных
отклонений в подаче деталей (заготовок) с предыдущей линии из-за
различных причин (поломок, внеплановых наладок оборудования, об-
наружения брака и др.). Его величина может быть установлена на осно-
ве обработки статистических данных вероятностными методами исходя
из достигнутой степени ритмичности, сложности наладки и ремонта
оборудования, цикла изготовления деталей и т.д. Чем меньше первый
536
Раздел IV. Оперативное управление производством
показатель и выше остальные, тем больше заделы, и наоборот. Кроме
того, большое влияние на размер страхового задела оказывает стоимость
детали. Чем она выше, тем при прочих равных условиях меньше задел.
По опыту ряда заводов этот задел устанавливается в размере от одно-
до четырехсменной потребности потребляющей линии, а после автомати-
ческих линий (принимая во внимание сложность их наладки и ремон-
та) — от трех- до пятидневной потребности в деталях на потребляющей
линии. При высокой надежности оборудования или уменьшении вре-
мени наладки до минимума и при работе по методу «точно вовремя»
страховые заделы могут отсутствовать или снижаются до минимума.
17.3. Календарно-плановые нормативы
многопредметных линий
Многопредметные поточные линии с последовательным чередованием
объектов производства на время обработки предметов (деталей) опре-
деленного наименования являются однопредметными (непрерывными
или прерывными). Календарно-плановые нормативы и стандарт-планы
их работы по обработке деталей каждого наименования разрабатываются
по методам, изложенным в § 17.2.
Для организации работы таких линий по графику необходимо пре-
жде всего решить следующие задачи:
1) определить оптимальные размеры партий обработки закрепленных
деталей, чтобы обеспечить бесперебойную подачу их на сборку или на
последующие операции с минимальными суммарными затратами на
изготовление и хранение;
2) установить период полного оборота линии, т.е. период, в течение
которого должно полностью повторяться изготовление всех закреплен-
ных деталей на линии;
3) определить оптимальную последовательность чередования объек-
тов производства, т.е. порядок переналадки линии с детали на деталь,
чтобы обеспечить минимальные суммарные потери времени на наладки;
4) разработать стандартный план-график работы линии на весь пе-
риод ее оборота и график движения межлинейных заделов.
Первые два параметра (показателя) работы линии взаимосвязаны,
поскольку размер партии обработки
л = (17.7)
где Тоб — период полного оборота линии, в течение которого изготавли-
вается вся номенклатура закрепленных деталей, дн., Тоб = n/d; d — сред-
недневной расход деталей на сборке или на последующих операциях.
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
537
Поэтому для определения периода оборота необходимо прежде все-
го определить оптимальные размеры партии обработки деталей каждо-
го наименования.
В отличие от серийного производства, где движение партий различных
деталей в производственном процессе их изготовления осуществляется
независимо друг от друга, на переменно-поточных линиях они обраба-
тываются поочередно, т.е. в данный момент обрабатываются детали
только одного наименования, а за весь период оборота будут последова-
тельно обработаны детали всех закрепленных за линией наименований.
Поэтому за период полного оборота линии по каждой детали должна
быть осуществлена одна ее перестройка, а общее количество переналадок
должно соответствовать количеству закрепленных наименований дета-
лей. Только при таком условии будут обеспечены минимальные затраты
времени и средств, связанные с переналадкой, поскольку всякая допол-
нительная перестройка требует удвоенных расходов. Из этого условия
логически вытекает, что период изготовления каждой из закрепленных
деталей/} = Т2 - ... = 7} = ... = ТК^ =Т0$, аиз формулы (17.7) следует, что
= = ± = .= Пк\
Отсюдац- -nidi/d^ Введя обозначение djdi = ah получим
ni = cii «ь (17.8)
Общие затраты на переналадки оборудования линии за год
ДГ кд
(17.9)
«1 /=1
где кд — общее количество закрепленных за линией деталей; 5нал f — за-
траты на переналадку линии при переходе к обработке z-й детали, вклю-
чая стоимость простоя линии и рабочих.
Затраты, связанные с наличием и хранением задела, приближенно
определяются по формуле
3 = Р
лД fpi -д? ?
. 2 I * J
^2-^2^
| п2^2
+ ... +
Пк£п (рп -dn
2 V Рп
(17.10)
где р — коэффициент, учитывающий расходы, связанные с нахождени-
ем и хранением детали в оборотном заделе, в долях от ее себестоимости;
С,- — себестоимость z-й детали; pt — дневная производительность линии
при обработке z-x деталей; dj — среднедневной темп потребления z-x де-
талей на сборке или на последующих операциях (z = 1, ..., «).
538
Раздел IV. Оперативное управление производством
Подставив значения л, по формуле (17.8), получим
кд
P«i^a,C,v
о ,-1 [Pi-dj
2 I Д
Складывая выражения (17.9) и (17.10) и дифференцируя по ль имеем
«1
кд ( п \
/=1 V Pi djj
(17.11)
Размер партии любых других деталей получим из выражения (17.8).
Разделив обе части выражения (17.11) на получим
Т’об =
(17.12)
Но поскольку Ni/di — это количество рабочих дней в году (при 8-часо-
вом рабочем дне — около 250), формулу (17.12) можно представить
в упрощенном виде:
Гоб = 225
yf A "I
mU -dj
(17.13)
Полученный по формулам (17.12) и (17.13) период полного оборота
линии должен быть скорректирован так, чтобы он был кратен плановому
периоду времени, принятому в оперативном планировании.
Исходным плановым периодом в ОКП является месяц, поэтому, ка-
залось бы, в качестве нормативного периода оборота переменно-поточ-
ной линии должна приниматься величина, равная или кратная месяцу.
Однако колебание числа рабочих дней в месяце от 20 до 23 и некрат-
ность его основному организационному периоду времени, в течение
которого осуществляется трудовой цикл рабочей недели, не позволяет
составить стандартный график на месяц. В этом случае смену объектов
пришлось бы осуществлять по индивидуальному графику, составляе-
мому на каждый месяц, в результате чего неизбежно увеличится число
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
539
перестроек и переналадок, приходящихся на рабочее время. Учитывая
это обстоятельство, в качестве стандартного периода полного оборота
линии принимают четырех- или двухнедельный промежуток времени.
Такой плановый период позволяет:
• обеспечить стандартное чередование объектов производства, так
как каждый новый период будет начинаться изготовлением одних и тех
же деталей;
• использовать два выходных дня хотя бы для одной из наиболее
трудоемких перестроек линии и тем самым увеличить фонд времени ее
работы;
• максимально использовать эффект приноровления и психологиче-
ский эффект ритмичности труда, поскольку начинать изготовление де-
талей данного наименования после каждой перестройки линии всегда
будут одни и те же бригады;
• увязать организацию и планирование работы линии с недельным
планированием.
Скорректированный таким образом период полного оборота пере-
менно-поточной линии должен быть принят и утвержден в качестве
стандартного, изменение которого допускается в исключительных слу-
чаях. На основании утвержденного периода оборота линии окончатель-
но уточняются размеры партии по формуле (17.7).
Оптимальная последовательность чередования объектов производ-
ства, т.е. порядок перестройки линии с одной детали на другую, долж-
на обеспечить минимальные общие потери рабочего времени на ее
переналадки.
Если время наладки при перестройке линии с одной детали на лю-
бую другую одинаково, т.е. остается постоянным, очередность запуска
не влияет на общие затраты времени и поэтому не имеет значения. Од-
нако в ряде случаев при переходе линии на обработку деталей, схожих
по конструкции и габаритам, может потребоваться различное время
наладки оборудования и приспособлений. В этом случае время наладки
станков линии на деталь определенного наименования будет зависеть
от того, какая деталь обрабатывалась на линии непосредственно перед
ее перестройкой, В табл. 17.1 в качестве примера приведены данные,
характеризующие отмеченную ситуацию.
Если запускать детали в производство в порядке их номеров, то общее
время на наладку за весь период оборота составит
12+4+10 + 6 = 32 ч.
Если перебрать все варианты очередности запуска, а их будет кд!,
т.е. 1 • 2 • 3 • 4 = 24, можно выбрать более эффективную очередность
смены объектов, а именно: 3—2—4—1, при которой общее время на на-
ладку составит 4 + 5 + 6 + 7 = 22ч, т.е. на 10 ч меньше.
540
Раздел IV. Оперативное управление производством
Таблица 17.1
Затраты времени на наладку переменно-поточной линии
при переходе к обработке разных деталей, ч
Номер предыдущей детали Номер последующей детали
1 2 3 4
1 X 12 7 б
2 12 X 4 5
3 7 4 X 10
4 6 5 10 X
Решая задачу при небольшом числе закрепленных деталей (а их число
редко превышает 3-5), можно обойтись и без применения специальных
математических методов. Из табл. 17.1 видно, что минимальные затраты
времени на перестройки обеспечивает очередность изготовления деталей
2 и 3 или 3 и 2. Поскольку далее минимальное время дает сочетание
2—4 или 4—2, а не 3—4, то выбираем последовательность 3—2—4—1.
При большом числе закрепленных деталей на линии количество ва-
риантов запуска резко увеличивается (например, при кд == 10 число ва-
риантов равно 10! = 3 628 800). Для решения в общем виде требуется
применение специальных математических методов. Наиболее подходя-
щим методом решения является алгоритм «задачи коммивояжера».
При разработке стандарт-плана переменно-поточной линии на пе-
риод ее оборота необходимо запланировать наиболее сложную и дли-
тельную по времени наладку на выходные дни (в нашем примере это
наладка линии на обработку третьей детали), что сокращает потери ра-
бочего времени на эти цели.
Разработка графика движения межлинейных оборотных заделов
требует учета того обстоятельства, что готовые детали после выполне-
ния последней операции используются более или менее равномерно
в размере среднедневной потребности, поэтому общая (суммарная) ве-
личина задела ежесуточно увеличивается в меньшей степени, чем изго-
товление деталей на линии (рис. 17.8).
Для большей наглядности, упрощения графика и контроля жела-
тельно величину задела указывать не в количестве деталей, а в днях
обеспеченности ими. Тогда задел по всем деталям будет иметь один из-
меритель. Пример стандарт-плана работы линии за период полного
оборота и графика движения заделов приведен на рис. 17.9.
В случае, когда фактический переходящий задел (начало периода
оборота линии) ниже нормативного, очередность переналадок опреде-
ляется исходя из задачи обеспечения бесперебойной подачи деталей на
сборку, поэтому в первую очередь запускаются детали, имеющие наи-
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
541
Рис. 17.8. Схема изменения величины оборотного задела по детали при обработке на переменно-по-
точной линии и равномерном потреблении деталей: 1—изменение количества деталей, обработан-
ных за время 2 — изменение количества деталей, потребленных за период полного оборота
линии Гос; 3—изменение количества деталей в оборотном заделе; п — размер партии
меньшую величину задела. Количество переналадок и потери рабочего
времени на их выполнение значительно увеличиваются. При этом не-
достаточная величина (по сравнению с нормативной) переходящего за-
дела отрицательно отражается на организации работы линии.
Максимальный межлинейный оборотный задел по детали /-го на-
именования при равномерном потреблении составит
^тах 53 ^/(^об "~4бр/)» (17.14)
где df — среднедневное потребление /-й детали на сборке или на после-
дующих операциях; /обр / ~ длительность обработки партии.
Соответственно средний задел
(17.15)
Общий средний суммарный оборотный задел по всем деталям со-
ставит:
Кд 1 Кд
2Х, =^2Жоб-46р,). (17.16)
542
Раздел IV. Оперативное управление производством
Рис. 17.9. Стандарт-план работы (а) и график движения суммарных оборотных заделов (б) на линии
с последовательным чередованием объектов при наличии переходящих заделов в пределах нормати-
вов (цифры в скобках — нормативный переходящий задел деталей в днях потребления)
Формулы (17.15), (17.16) можно использовать и для определения ве-
личины оборотных заделов перед переменно-поточной линией.
Как видно из рис. 17.9 и формул (17.14)-(17.16), в случае больших
затрат времени на переналадку оборудования многопредметной линии
заделы достигают значительной величины. При снижении этих затрат
до минимума заделы также снижаются до минимальной величины.
При этом при одинаковом времени переналадки с детали на деталь
очередность их обработки не имеет значения. И при снижении затрат
времени на переналадки до минимума создается возможность органи-
зовывать работу линии по принципу «точно вовремя», а переналадку
линии производить по методу «в одно касание», как это делают на
«Тойоте». Суть этого метода заключается в том, что переналадку осу-
ществляют последовательно в течение такта потока, не останавливая
станки на других операциях (рис. 17.10).
Как видно из рис. 17.10, четыре станка (1, 2, 3, 4) на линии обслу-
живает один рабочий, который обрабатывает в настоящий момент из-
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
543
Операции и станки линии
Гибочный
станок 1
Пресс 2
Сборочная
установка
3
Расточный
станок 4
Рис. 17.10. Схема переналадки линии «в одно касание»
делие А, а затем должен начать обработку изделия В. Рабочий в этой
ситуации не будет проводить переналадку всех станков после заверше-
ния операций по изготовлению изделия А. Такой подход требует до-
полнительных затрат времени. Вместо этого рабочий должен начать
процесс изготовления изделия Б в то время, когда еще продолжается
работа над деталью А. За время такта потока рабочий успевает на каж-
дом станке совершить операции только с одним изделием. Поэтому,
когда на первом станке заканчивается обработка последнего изделия А,
он останавливается и сразу производит переналадку станка на изготов-
ление изделия В. При этом переналадка производится в интервале так-
та потока, благодаря чему за время переналадки «в одно касание» будет
дополнительно обработано 12 деталей (по сравнению с обычной пере-
наладкой).
Преимущество такого метода переналадки состоит в сокращении
времени простоя оборудования и увеличении выпуска продукции.
544
Раздел IV. Оперативное управление производством
Стандарт-план многопредметной непрерывной групповой непере-
налаживаемой поточной линии составляют так же, как и д ля однопред-
метной (рис. 17.11).
Величина задела по определенной детали может быть рассчитана по
соответствующим формулам (см. § 17.2). При этом в задел включаются
все детали группы, подаваемые на рабочее место, хотя не обрабатывае-
мые на нем.
Суммарный технологический задел по всем деталям и операциям
Кд Кд Кд
P/ltLi ^прин Ь
М /=1 /«1
где Кд — количество наименований деталей в группе; — количество
деталей данного наименования в группе; ™Прин t — количество станков
на Z-й операции.
Величина суммарного транспортного задела при передаче деталей
группами на непрерывном распределительном конвейере
Кд Кд
= (Z//- 1)Xpj
;=i
«д
ИЛИ j = ^прин / — 1 Pj'
Ка
При разработке стандарт-планов многопредметных групповых пре-
рывных поточных линий с партионным чередованием объектов произ-
водства необходимо прежде всего округлить рассчитанные размеры
партий деталей, закрепленных за линией, до величин, равных или
кратных сменному либо дневному заданию. Только в этом случае мож-
но обеспечить стандартность и ритмичность процесса и строгую повто-
ряемость выпуска деталей. Пример такой корректировки (округления)
партии приведен в табл. 17.2.
Для обеспечения непрерывной обработки деталей на каждом рабо-
чем месте необходимо строго согласовать время начала и окончания
обработки деталей определенного наименования, что достигается пра-
вильным определением очередности запуска партий деталей и согласо-
ванием загрузки взаимосвязанных рабочих мест. При небольшом числе
деталей, закрепленных за линией, это можно сделать без применения
специальных математических методов, графически. Для решения зада-
чи необходимо в первую очередь запускать в производство партию де-
талей, длительность обработки которых на последующих операциях
увеличивается или по крайней мере остается постоянной. Это не по-
требует смещения начала обработки на последующих операциях по
сравнению с началом на предыдущей (для упрощения задачи предпо-
лагается, что при равенстве штучных времен на смежных рабочих мес-
тах обработка партии деталей на них может быть начата и окончена
35 Зак. 2150
•= - бремя обработки детали ли операции
------бремя пролежибания
L13 - порядковые номера групп деталей
Рис. 17.11 Стандарт-план работы многопредметной групповой непрерывной поточной линии (г=5 мин)
546
Раздел IV. Оперативное управление производством
Расчет загрузки оборудования групповой поточной
(расчетная партия деталей 160 шт.,
Номер операции Штучное время, обработки по деталям, мин Суммарное время на обработку одного комплекта деталей, мин
А Б В Г
1 1,2 4,8 3,6 — 9,6
2 2,3 4,8 4,5 7,3 18,9
3 1,3 1,2 — 2,2 4,7
4 3,6 —- 2,5 3,3 9,4
5 — 2,1 1,2 1,1 4,4
одновременно). Так, партия деталей А может обрабатываться на 1, 2, 3,
4-й операциях без смещения начала обработки на последующих опера-
циях.
Если длительность обработки на 1-й операции больше, чем на по-
следующей, то начало обработки на ней сдвигается на величину
^"сд = ^4фед “ ^/4госл>
где Z/пред, S^iocn — время обработки партии соответственно на преды-
дущей и последующих операциях.
Так, начало обработки партии деталей Г, т.е. 7СД на 3-й операции,
по сравнению со второй должно быть сдвинуто на 510 мин (730 — 220),
чтобы обработка ее была закончена на обоих рабочих местах одновре-
менно.
Поскольку на каждом рабочем месте предусматривается непрерыв-
ная обработка партии, необходимо время начала и окончания обработки
данной детали увязать со всеми другими. Поэтому следует учитывать
смещение не только данной, но и других деталей. Так, в связи с тем,
что партия деталей А должна обрабатываться на 3-й операции без пере-
рыва перед обработкой деталей других партий (Ги Б), смещение начала
ее обработки после начала 2-й операции должно составить 610 мин:
Т’сд а = 1Ja + Тсд г = 230 + 510 -130 = 610.
Стандарт-план работы групповой поточной линии по обработке
партий деталей, данные которой приведены в табл. 17.2, показан на
рис. 17.12 (см. с. 548). Период оборота линии по запуску принят равным
двум сменам, или 960 мин.
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
547
Таблица 17.2
линии с партионным чередованием объектов
длительность рабочей смены 480 мин)
Принятое количество станков Загрузка, % Загрузка оборудования при обработке партий
расчетных, 160 шт. скорректированных, 200 шт.
мин станко-смен мин станко-смен
1 100 1536 3,2 960 2
2 97,0 3120 3,2 1890 1,97
1 49,0 752 1,56 470 0,98
1 98,4 1504 3,2 940 1,96
1 45,8 704 1,47 440 0,93
Величина линейных (цикловых) заделов определяется так же, как
и в серийном производстве. В частности, среднее количество деталей
партии Г, находящихся в заделе, составит:
Аг=«^ = ЮО-^ = 138 шт.
Общее же среднее количество деталей, находящихся в заделе на ли-
нии, определится выражением
-2ц.0бщ “ X 1 ~ "п 1*
У=1
При закреплении за групповой линией большого количества наиме-
нований деталей и при большом числе рабочих мест разработка стан-
дарт-плана ее работы и определение очередности запуска обычным
методом затруднительны, поскольку число вариантов увеличивается
в большой степени. Поэтому необходимо применять специальные методы
математического моделирования. Такой метод применительно к группо-
вым переналаживаемым поточным линиям разработан проф. сХ Со-
колицыным в 1950 г.
17.4. Система «только по заказу»
В предыдущих главах говорилось о системе, при которой текущий
контроль и регулирование производства между смежными цехами
и участками осуществляются непосредственно снизу по принципу вы-
тягивания. Эту систему в американской литературе принято называть
35*
Номер операции Номер Номер рабочего График обработки по сменам 1480 мин)
рабочего места 1-я смена 2-я смена 3-я смена 4-я смена
1 2 3 4 5 6 7 8
1 1 1 А В Б А в Б
2 3 2 3 тттХтт
2 у£с/б£А Б ~п В Б в Б
_J -
3 4 i Л [1 1 t 1 I [1 1 I I
4 5 г ~~F Г А 1 В А
J
5 6 /
¥ & - Б _ Jr -Т~-
Гм = 970 мин
Т^=1120мин
1^ = 960 мин
Ц =1320 мин
У//////Л I : -J t 1 ffi-B.iffl - ф?мя обработки партии деталей соотбетстбенно А В. Б, Г;
। t - бремя простоя оборудования
Рис. 17.12. Стандарт-план работы групповой поточной линии с партионным чередованием объектов производства
17, Оперативно-календарное планирование массового производства
549
«точно вовремя». Наиболее глубоко подобная система разработана и
широко внедрена в производство на предприятиях автомобильного кон-
церна "Тойота", где она получила название «Канбан».
Эта система подробно описана в книге Я. Мондена «"Тойота": Ме-
тоды эффективного управления» (М., 1988), а также в периодических
русскоязычных изданиях (см., например, статью «Секреты логистиче-
ской системы "Канбан"» в журнале «Подъемно-транспортная техника и
склады», 1990, № 3).
Ни американское, ни японское название для русскоязычной лите-
ратуры не подходит: американское неточно отражает суть системы, так
как даже теоретически невозможно изготовить детали к определенному
сроку, т.е. «точно вовремя», без предварительного заказа, который яв-
ляется центральным элементом этой системы, к тому же в карточках
даже не указывается время; японское название нельзя принять хотя бы
потому, что в переводе на русский «канбан» означает просто «карточ-
ка», а это ничего не говорит о содержании системы. Кстати, в Японии
термин «канбан» используется в основном в корпорации «Тойота». На-
пример, фирма «Ниссан», применяя такую же систему, называет ее
«метод табличек действий АРМ» (от англ. Action plate method). Поэтому
данную систему по-русски следует называть «только по заказу» (ТПЗ),
что наиболее точно отражает ее суть (это видно из последующей харак-
теристики).
Суть системы ТПЗ в том понимании, в каком она применяется на
«Тойоте», состоит в том, что оперативное планирование, контроль и ре-
гулирование производства в предыдущем цехе и на предыдущем участке
осуществляются по заказам на изготовление деталей со стороны потреби-
телей, т.е. со стороны последующих цехов и участков. При этом основ-
ными информационными документами системы являются карточки двух
типов: карточка заказа и карточка отбора. Первая выдается заказчиком
на предшествующий участок производства и находится там как основа-
ние для обработки затребованного количества деталей. В ней указыва-
ется наименование и номер детали, участок, который ее обрабатывает,
и место хранения готовой детали на складе предшествующего участка.
Она прикрепляется к контейнеру, в котором хранятся детали.
Вторая карточка постоянно находится у заказчика, т.е. на после-
дующем участке, и служит основанием для получения у изготовителя
заказанного ранее количества деталей. Она содержит те же реквизиты,
что и первая, но дополнительно указаны наименование предшествую-
щего и последующего участков, тип тары и ее вместимость.
Эти карточки постоянно сопровождают движение деталей на пре-
дыдущем участке по всем операциям обработки вплоть до сдачи гото-
вых деталей на склад и на последующем вплоть до их передачи на
дальнейшую обработку (рис. 17.13).
Пункт сбора карточек
производственного заказа
Карточки
произбодстбенного Изделия
Рис. 17.13. Движение карточек заказа и отбора
Раздел IV. Оперативное управление производством
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 551
Такое движение карточек должно быть непрерывным на всех стадиях
производственного процесса изготовления машины (рис 17.14). В ре-
зультате каждый производственный участок получает все необходимые
детали в нужное время в заказанном количестве, и таким образом будет
воплощен в жизнь идеальный вариант системы ТПЗ (рис. 17.15). Из
рис. 17.15 видно, что водитель погрузчика с последующего участка
с пустыми контейнерами и карточками отбора направляется на склад
предыдущего участка к месту хранения необходимых деталей. Забирая
их, он снимает карточки заказа, прикрепленные к каждому контейнеру
с готовыми деталями, и оставляет на пункте сбора карточек заказа.
А вместо снятых карточек заказа к каждому контейнеру прикрепляет
привезенные карточки отбора, которые затем снимаются с контейне-
ров по мере передачи привезенных деталей на дальнейшую обработку
и собираются в пунктах сбора на предшествующем участке.
Карточки заказа передаются на рабочие места в порядке поступле-
ния и сопровождают детали до места складирования, будучи прикреп-
ленными к контейнеру.
На «Тойоте» разработаны четкие правила движения карточек как
документов, с помощью которых организуется процесс обработки сле-
дующей партии деталей. Важнейшими из этих правил являются сле-
дующие:
• любое перемещение заготовок и деталей без карточек запрещается;
• количество карточек не должно превышать количества заказанных
партий;
• изготовление продукции на предшествующих участках сверх зака-
занного запрещается;
• поступление бракованной продукции на последующий участок за-
прещается;
Рис. 17.14. Кругооборот карточек заказа и отбора изделий
552
Раздел IV, Оперативное управление производством
Пункт карточек заказа
Номер изделия__________
Код изделия____________
Наименование детали
Максимально допустимое
количество карточек
Место складирования
Время когда забирают
карточки_______________
831-Ю25
102_____
ХХХХ
10
Линия механической
обработки М3
Восстановление
запасов
М-З-С
10.00
15.00
продукции
заготовок
Карточки
отбора
Номер Код "S; "S
изделия изделия
Линия
Отдор
831-1025
102
хххх
М-З-С
Стандартная
величина
запаса
2 контейнера
Рис. 17.15. Пример использования карточек в работе двух смежных участков производства
• количество карточек должно быть минимальным, так как оно от-
ражает максимальный запас;
• карточки должны использоваться для адаптации производства к не-
большим изменениям спроса.
При использовании карточек «Канбан» отпадает необходимость
в централизованной разработке подетально-почасового плана-графика
и наблюдения за его выполнением. Такой план-график разрабатывает-
ся только для сборочного конвейера, и его выполнение контролируется
производственным отделом в реальном времени.
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
553
Все это несомненно упрощает оперативное управление производством
и повышает его действенность, однако внедрение системы ТПЗ требует
предварительного осуществления ряда мероприятий и соблюдения про-
изводственной дисциплины, без чего система не сможет начать действо-
вать. В частности, необходимо: заранее рассчитать все календарно-пла-
новые нормативы для каждого цеха и участка и согласовать во времени
их работу; по методу выталкивания изготовить минимально необходи-
мое количество заготовок, деталей, узлов, т.е. «материализовать» эти
нормативы в виде заделов, запасов и др., чтобы на межцеховых и про-
межуточных складах их было достаточно для того, чтобы выдать на по-
следующий участок по первому требованию (заказу).
Другими словами, необходимо заранее заполнить все каналы произ-
водства овеществленными календарно-плановыми нормативами, т.е.
заделами, и снять их с учета, как это делается в случае применения
системы УМК, что свидетельствует об определенной взаимосвязи этих
систем. Иначе заказ последнего (сборочного) цеха на детали будет вы-
полнен не сразу, а через длительное время (от получения заготовок в
первом по ходу процесса цехе до окончания сборки узлов на предшест-
вующих участках), определяемое величиной общего опережения. Об
эффективности организации производства на предприятиях «Тойоты»
по системе ТПЗ свидетельствуют данные, приведенные в табл. 17.3.
Таблица 17.3
Трудоемкость сборки автомобилей на главных сборочных конвейерах
Показатель Страна
Япония («Тойота») США Швеция ФРГ
Количество рабочих 4300 3800 4700 9200
Суточный выпуск автомобилей, шт. 2700 1000 1000 3400
Затраты на сборку одного автомоби- ля, чел.-ч 1.6 3,8 4,7 2,7
Как видно из таблицы, работа по системе ТПЗ обеспечивает не толь-
ко уменьшение заделов, но и значительное сокращение трудоемкости.
17.5. Разработка месячных календарных планов
цехов и участков
Независимо от того, применяется на предприятии выталкивающая
или вытягивающая система, необходимо разрабатывать месячный план
работы для каждого цеха и его участков, определяющий номенклатуру
554
Раздел IV. Оперативное управление производством
и объем выпускаемой ими продукции. Такой план должен предусмат-
ривать решение следующих задач:
1) обеспечение выпуска машин в объеме программы текущего месяца;
2) выполнение плана поставок деталей и полуфабрикатов по коопе-
рации и по запасным частям;
3) восполнение всех видов заделов заготовок, деталей и сборочных
единиц до установленных норм;
4) обеспечение равномерной загрузки рабочих мест и ритмичного
выпуска продукции в течение месяца, недели;
5) привязка стандарт-планов работы отдельных участков к кален-
дарному времени (неделе, суткам).
Основой для разработки месячных заданий всем цехам и участкам
является программа выпуска машин, устанавливаемая по годовому тех-
промфинплану или скорректированному заданию на месяц. Поэтому
расчет программ цехов ведется по цепному методу в порядке, обратном
ходу технологического процесса, начиная с последнего звена производ-
ственной цепи — сборочного цеха. Программа выпуска определенных
деталей первого по ходу технологического процесса цеха является след-
ствием программ всех последующих цехов.
Поскольку в массовом производстве номенклатура деталей невелика
и устойчива в течение длительного времени, основной планово-учет-
ной единицей в заготовительных и обрабатывающих цехах является де-
таль, а в сборочных цехах — сборочные единицы и машины.
Месячный объем выпуска деталей /-го наименования /-го по ходу
технологического процесса цеха
м
NsV = кд j + - 2&t) +
Кцех
Ы *4
+ 2ЖГ - 4?) +^ап j + ^кооп j + 2Х J,
Яцех ^цех
а объем их запуска по тому же цеху
^&=^есКду+Е(С^-^) +
Кдех
+ £(47 - 47) +дгзапУ + nk j + £>6рУ.
Лщех ”1 К-цех
Здесь NMec — месячная программа выпуска готовых машин, шт.; кду- —
количество деталей, идущих на одну машину (применяемость), шт./изд.;
i = ^цех» Кцех “ b ^цех - 2,1 — порядковый номер цеха по ходу техноло-
17. Оперативно-календарное планирование массового производства
555
гического процесса изготовления и потребления деталей (заканчивается
последним сборочным цехомКцСХ); 2^, — соответственно норма-
тивный и фактический внутрицеховой (внутрилинейный) задел по де-
талям у-го наименования; 2£к°^м, — соответственно нормативный и
фактический складской задел между цехами i и i + 1; N3an j, NKOonj —
месячный план поставки деталей соответственно по запасным частям и
по кооперации; — планируемое количество бракованных деталей.
Для предупреждения резких колебаний спроса на отдельные детали
и узлы по дням месяца необходимо количество машин (Л^маш) данной
модификации, подлежащих выпуску в суточном разрезе, распределить
так, чтобы каждый рабочий день с главного конвейера равномерно вы-
пускались все модификации в одинаковом соотношении исходя из ме-
сячной программы. Так, если в месячной программе машины А занимают
40 %, Б — 30, В — 20 и Г— 10 %, то выпуск конкретных машин с глав-
ного конвейера за время цикла сборки всех машин должен осуществ-
ляться в такой последовательности, чтобы выдержать это соотношение,
т.е. 4:3:2:1. Если, например, за цикл изготовления десяти машин должно
быть выпущено с конвейера четыре машины А, три машины Б, две маши-
ны В и одна машина Г, это можно осуществить в последовательности
А—А—Л—А—Б— Б~Б—В— В— Гили в любой другой последовательности
с этим же соотношением цифр, например А—Б—В—А—Б—А—Г—А—
Б—В.
Выравнивание выпуска машин с главного конвейера обеспечивает
резкое уменьшение незавершенного производства за счет сведения
к минимуму заделов комплектующих деталей и узлов. Так, при выпуске
2 тыс. машин в день при выравненном производстве заделы практиче-
ски отсутствуют (от одного до четырех комплектов), тогда как при оче-
редном изготовлении этого количества машин потребуются следующие
заделы деталей: для машины А — на 800 изделий, Б — на 600, В — на
400 и Г — на 100 изделий.
Закладка той или иной модели машины во времени на первой опе-
рации сборки осуществляется в соответствии с указанной последова-
тельностью, на основании которой разрабатываются и графики подачи
на конвейер в реальном масштабе времени комплектующих изделий
с примыкающих линий сборки узлов и агрегатов (двигателей, шасси,
сидений, передних и задних мостов и др.).
В свою очередь, подача конкретных деталей на эти промежуточные
линии организуется по вытягивающей (ТПЗ) или выталкивающей сис-
теме. В последнем случае стандарт-планы изготовления конкретных
деталей необходимо привязать к календарному времени соответствую-
щих месяца, суток и часа.
556
Раздел IV. Оперативное управление производством
Необходимость привязки стандарт-планов работы линий к календар-
ному времени месяца вытекает из некратности его неделе — основному
плановому промежутку времени стандарт-планов линии.
Стандарт-планы работы однопредметных или групповых неперенала-
живаемых поточных линий не нуждаются в привязке к данному месяцу,
поскольку плановый промежуток их стандарт-планов не превышает
смены, а потому вписывается в любой рабочий день и любую смену.
Не нуждаются в привязке по времени и планы участков, работающих
по системе ТПЗ, поскольку время запуска-выпуска регулируется кар-
точками отбора и заказа.
Стандарт-план переменно-поточной линии, который составляется
на две-четыре недели, должен быть привязан к первому дню месяца по
дню недели. Например, если первый рабочий день второй недели пол-
ного оборота переменно-поточной линии, то на 1-е число месяца на
основании стандарт-плана, приведенного на рис. 17.9, а, следует запла-
нировать обработку деталей № 2, а через два рабочих дня — переналадку
линии на деталь № 4. Если размеры заделов не позволяют обеспечить
работу линии указанному стандарт-плану, то на данный месяц состав-
ляют индивидуальный план переналадок и работы линии, чтобы вы-
полнить текущую программу и восполнить заделы до установленных
норм и тем создать предпосылки для работы линии в следующем месяце
по стандарт-плану. Привязка стандарт-планов групповых поточных ли-
ний с партионным чередованием объектов производства осуществляется
по такому же методу.
После привязки стандарт-планов к календарному времени данного
месяца или после разработки индивидуальных планов поточных линий
составляется план-график работы соответствующего цеха на месяц.
В этом плане-графике программа выпуска деталей, сборки узлов и из-
Почасовой план-график
Номер операции Инвентарный номер Время обработки детали, мин Станочник Остаток деталей на начало смены
Табельный номер Фамилия
1 6210 0,45 3215 Кропачев 0
2 6216 2,0 3215 Кропачев 0
6217
3 6244 2,2 3416 Андреев 16
6275 3514 Петров 16
17. Оперативно-календарное планирование массового производства 557
делий на непереналаживаемых линиях по рабочим дням распределяется
равномерно в соответствии с заданным тактом потока, а по перенала-
живаемым линиям — в соответствии со стандартными или индивиду-
альными планами их работы и переналадок по дням.
Цеховая подетальная программа служит основой для составления
календарных планов-графиков работы участков и отдельных поточных
линий. Поскольку в массовом производстве участки специализированы
по предметному признаку, то месячное задание цеха по выпуску тех
или иных деталей либо сборке узлов одновременно является месячным
заданием данного участка, а в пределах участка — и заданием конкрет-
ной поточной линии.
Подробная детализация программы по каждому наименованию де-
тали и каждому рабочему дню месяца исключает необходимость разра-
ботки дополнительных (параллельных) сменно-суточных заданий. Такая
необходимость возникает, когда составляются сменно-суточные задания
по отстающим деталям и операциям, а также по выпуску особо дефи-
цитных деталей.
Для обеспечения заданного ритма потока, периода запуска-выпус-
ка, а также для восполнения заделов по отдельным операциям и рабо-
чим местам целесообразно разрабатывать часовые задания-графики по
каждой операции и каждому рабочему месту. Пример такого задания
при обработке деталей на прерывно-поточной линии (см. рис. 17.5)
приведен в табл. 17.4, в которой отмечается также фактический ход вы-
полнения задания и движение заделов.
Доведение до каждого исполнителя часового графика (особенно на
прерывно-поточных линиях) и контроль его выполнения позволяют
заранее выявить и предупредить неполадки, более правильно организо-
вать труд, его оплату и дисциплинируют исполнителей. Например, для
Таблица 17.4
по участку на смену
План-график обработки деталей по часам смены Всего за смену Остаток деталей на конец смены
1 2 3 4 5 6 7 8
80 — 80 — 80 — 80 — 320 0
24 56 24 56 24 56 24 56 320 0
27 27 27 27 27 27 27 27 216 16
5 21 5 21 5 21 5 21 104 16
558 Раздел IV. Оперативное управление производством
линии, работающей по стандарт-плану, приведенному на рис 17.5, наи-
более удобным таким периодом будет 1 ч при обработке за это время
40 деталей. Эта партия указывается в карточке заказа.
В случае применения вытягивающей системы ТПЗ необходимость
в составлении таких графиков отпадает, так как каждый участок изго-
товления конкретной детали работает по заказам последующего участ-
ка и фактически им контролируется через определенные промежутки
времени.
18. Оперативно-календарное планирование
единичного и мелкосерийного производства
18.1. Особенности календарного планирования единичного
производства. Порядок прохождения и оформления заказа
Особенности календарного планирования единичного производства
обусловлены его характерными признаками и состоят в нижеследующем.
1. В связи с неповторяемостью выпускаемой продукции в программе
завода для каждого экземпляра выпускаемого изделия или мелкой серии
их необходимо осуществлять весь комплекс технической подготовки
производства, выполнение которой включается в календарный план
изготовления машины и которая составляет от 50 до 70 % общей дли-
тельности цикла выполнения заказа. Поскольку на выполнение заказа
(особенно сложного) требуется значительный период времени (нередко
ряд лет), оперативные календарные планы в этом случае приобретают
перспективный характер; в них производственный процесс (включая
его подготовку) должен быть увязан от ряда лет до конкретного кален-
дарного дня.
2. Сложность выпускаемых машин и одновременное изготовление
деталей и сборочных единиц для машин различных наименований обу-
словливает большое разнообразие и частую смену объектов производства
в программе каждого цеха и участка даже в течение самого короткого
планового периода — дня, смены. В связи с этим не представляется
возможным разработать календарно-плановые нормативы движения ка-
ждого предмета труда, поэтому при решении вопросов организации
производства конкретных деталей и сборочных единиц на отдельных
участках приходится полагаться в большей мере на опыт и эрудицию
линейного персонала и даже на отдельных высококвалифицированных
рабочих, что неизбежно приводит к децентрализации функций ОКП
и не позволяет заранее строго согласовать в пространстве и во времени
отдельные элементы процесса.
3. Частая смена объектов производства по заводу в целом и по каж-
дому цеху не позволяет разработать более детальную и устойчивую техно-
логию, рассчитанную на применение производительной техники, наи-
более рациональных видов материалов и т.д. Поэтому в ряде случаев
отдельные элементы технологического процесса изготовления деталей
уточняются на рабочих местах по усмотрению мастера или рабочего
560
Раздел IV. Оперативное управление производством
исходя из сложившихся условий производства (наличия необходимого
оборудования, инструмента, оснастки, материалов и др.). Это нередко
вызывает дополнительные потери труда, материалов, затраты фонда
времени работы оборудования и внесение нежелательных коррективов
в приближенные и укрупненные календарно-плановые расчеты, услож-
няя ОКП.
4. Частая смена выпускаемой продукции не позволяет обеспечить
стабильный производственный процесс в отдельных цехах, поскольку
имеют место большие колебания в течение планового периода загрузки
мощностей не только по определенному изделию, но и по отдельным
его частям и деталям. Поэтому в календарных планах необходимо пре-
дусматривать меры по своевременному запуску новых деталей, новый
объем работ по цехам взамен оконченных и обеспечение материалами,
инструментом, оснасткой и т.д.
5. Несмотря на разнообразие выпускаемой продукции, на некоторых
заводах единичного и мелкосерийного производства при изготовлении
однородных машин, имеющих разные характеристики (турбин, генера-
торов, тяжелых станков и др.) используется значительное количество
унифицированных и стандартизованных деталей, которые можно про-
изводить (обрабатывать) по методам серийного или крупносерийного
производства, что позволяет удешевить их изготовление и тем снизить
стоимость машин.
6. В связи с ограниченной потребностью и точным адресованием
продукция в единичном и мелкосерийном производстве изготавливает-
ся только по отдельным заказам, которые открываются на каждый эк-
земпляр машины или на небольшую серию их. Поэтому основной
планово-учетной единицей по заводу и по сборочным цехам служит
индивидуальный производственный заказ, а для обрабатывающих и за-
готовительных цехов — заказ на комплекты деталей и отдельные веду-
щие детали по машине.
Поскольку основной планово-учетной единицей и объектом планиро-
вания в единичном и мелкосерийном производстве является производ-
ственный заказ, требуется правильная организация его прохождения
и определение сроков выполнения и оформления.
Работа по выполнению заказа на изготовление машины (малой серии
их) состоит из следующих основных стадий: 1) оформление; 2) подго-
товка производства; 3) непосредственное выполнение заказа, т.е. изго-
товление изделия.
Стадия оформления заказа требует анализа технических документов
и фактических условий производства квалифицированными специали-
стами, от эффективной работы которых в большой мере будут зависеть
технико-экономические показатели производства и эксплуатации выпус-
каемых машин. На этой стадии устанавливаются основные параметры
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
561
будущей уникальной машины, технические условия ее изготовления
и эксплуатации, сроки и стоимость производства, сроки освоения в экс-
плуатации.
Главным содержанием заказа, выдаваемого заказчиком изготовите-
лю, является техническое задание, в котором указываются требования,
предъявляемые к будущей машине, ее основные характеристики (про-
изводительность, мощность, габариты, точность и др.), сроки поставки
и стоимость изделия, а также требования, предъявляемые к продукции,
выпускаемой с помощью данной машины.
Полученный заводом заказ тщательно изучается, анализируется всеми
техническими и производственными подразделениями завода: отделами
главного конструктора, главного технолога, главного металлурга, инстру-
ментальным и др., а также производственными цехами, чтобы определить
возможности его выполнения и изготовления машины в соответствии
с требованиями, изложенными в техническом задании, уточнить сроки
и стоимость. После этого техническое задание окончательно уточняется
с заказчиком и оформляется совместным протоколом. На основании
согласованного технического задания и сроков выполнения заказа за-
вод-изготовитель приступает к осуществлению других стадий техниче-
ской подготовки производства — технического предложения, техниче-
ского проекта и рабочих чертежей, а также к организации производства
по изготовлению машины.
Вся работа по технической подготовке производства и изготовлению
машин и оборудования по индивидуальным заказам осуществляется по
единому комплексному плану-графику выполнения заказа. При этом
сроки выполнения отдельных частей и этапов работ устанавливаются
в порядке, обратном ходу выполнения работ, на основании срока сдачи
готового изделия заказчику. Пример такого графика приведен на
рис. 18.1 (см. с. 563).
Такой график является основой для разработки всей технической
и планово-производственной документации на предприятии, в частно-
сти для проведения календарно-плановых расчетов и планирования ра-
боты всех подразделений.
18.2. Основные календарно-плановые расчеты движения
производства
Поскольку в единичном производстве нормы, на основании кото-
рых осуществляется календарное планирование, носят разовый харак-
тер и к тому же непосредственно связаны с объемными расчетами на
определенный календарный период, более правильным будет называть
их не календарно-плановыми нормативами, а календарно-плановыми
36 Зак. 2150
562
Раздел IV. Оперативное управление производством
расчетами. Эти расчеты должны определить параметры, на основании
которых организуется выполнение заказа и увязывается работа всех
подразделений завода по выпуску продукции по всей номенклатуре.
Для организации выпуска изделий по каждому заказу должны быть
выполнены следующие календарно-плановые расчеты:
1) расчет длительности производственного цикла отдельных частей
выполнения заказа и построение цикловых графиков изготовления от-
дельных изделий;
2) определение величины опережения в работе цехов и привязка
расчетной длительности цикла и опережений к календарному времени
планируемого периода;
3) составление календарного плана выполнения всех заказов завода
и увязка его с производственной возможностью цехов на основании
согласования календарных и объемных расчетов по всем изделиям,
включенным в программу завода.
Календарно-плановые расчеты выполняются в порядке, обратном
ходу технологического процесса, начиная с утвержденной даты оконча-
тельной сборки и отгрузки и заканчивая запуском ведущих деталей
в заготовительных цехах.
Расчет длительности производственного цикла изготовления маши-
ны начинается с разработки графика производственного цикла сборки
изделия (узловой, агрегатной и общей).
Длительность технологического цикла, т.е. время непосредственной
сборки изделия,
*оп
4ит-к i
Т*‘с6 = к^ГсмКнКси9
где кОп — количество сборочных операций; кр — количество рабочих,
одновременно занятых на сборке; Кп — коэффициент, учитывающий
перевыполнение норм.
Как видно, цикл сборки в конечном счете определяется ее трудоем-
костью и количеством одновременно занятых ею рабочих: чем их больше,
тем меньше длительность. Однако количество рабочих не может быть
чрезмерно большим, оно может увеличиваться только до определенного
предела, после которого из-за недостаточного фронта работ возникают
простои и длительность цикла сборки не снижается. Таким образом,
при сборке каждого изделия существует оптимальный фронт работ,
при котором достигается полная загрузка рабочих. Он равен количест-
ву рабочих-сборщиков, занятых на операции с наименьшим фронтом
работ.
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
564
Раздел IV, Оперативное управление производством
Если весь сборочный процесс разделить на ряд отдельных операций
и выполнение каждой из них поручить специальной сборочной бригаде
оптимального состава, то как общая трудоемкость сборки, так и общее
количество рабочих изменятся. Закрепление бригад за определенными
операциями обеспечивает их специализацию и способствует снижению
трудоемкости, а увеличение количества рабочих на выполнении от-
дельных операций по сравнению с операцией, имеющей минимальный
фронт работ, позволяет выполнять их в более короткий срок, что обес-
печивает снижение общей длительности цикла сборки изделия.
С учетом организации бригадной сборки по отдельным операциям
длительность технологического цикла
’ 1
ц.сб гр у у J
1 см /=1 /Лсм /
(18-1)
где кбр — количество бригад, выполняющих операции по сборке изделий.
Предположим, что трудоемкость узловой и общей сборки станка со-
ставляет 768 ч. Оптимальный фронт работ (состав бригады) на наибо-
лее простой операции кр = 2 чел. Сборка осуществляется в две смены
(Л^.м == 2) продолжительностью по 8 ч (Тсм = 8), нормы выполняются на
120 % (Кк = 1,2). В этом случае длительность технологического цикла
сборки
768
Т’ц.сб = = 20 Рабочих «ней-
2 • о 1,2 * 2
Анализ сборочного процесса показывает, что его можно подразде-
лить на пять укрупненных операций (I—V), выполнение которых целе-
сообразно поручить специализированным бригадам, благодаря чему
трудоемкость работ снизится на 12,5 %. При этом оптимальный состав
бригад и трудоемкость сборки в часах по операциям составили соответ-
ственно: I - 2 и 77; II - 4 и 154; III - 3 и 173; IV - 4 и 154;
V — 3 и 115. При этих условиях общая длительность цикла сборки
т =lf 77 154 173 154 115
асб 8 ^2-2-1,2 + 4-2-1,2 + 3-2-1,2 + 4-2-1,2 + 3-2-
88
8
= 11 рабочих дней.
Другими словами, расчленение сборочного процесса, специализа-
ция бригад и подбор их оптимального состава позволили сократить
цикл сборки с 20 до 11 рабочих дней.
18, Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
565
Длительность цикла сборки может быть значительно сокращена при
организации параллельного выполнения сборочных операций. В этом
случае общая длительность цикла сборки
крбщ "^пар
^ц.сб = ГПахТпар + ^Т'послЬ
1
где max Тпар — максимальная длительность цикла сборки, состоящей из
операций, выполняемых параллельно; — общее количество опера-
ций сборки; кпар — количество операций, выполняемых параллельно;
Тпосл 1“ длительность цикла z-й операции, выполняемой последовательно.
Предположим, что в нашем примере можно параллельно выполнять
первые три операции сборки, т.е. осуществлять сборку трех основных
узлов машины одновременно, а последние две операции общей сборки
осуществлять последовательно. Тогда для условий рассматриваемого
примера (наиболее длительная операция — третья)
т 1Г 173 154 115 А 56 - .
Тп сб = — -----+--------+-------- = — = 7 рабочих дней.
цс6 8 U-2-1,2 4-2-1,2 3-2- 1.2J 8 Р
Таким образом, за счет расчленения процесса, специализации и парал-
лельной сборки длительность цикла сборки сокращается почти в 3 раза.
Возможность выполнения сборочных работ параллельно выясняется
при разработке технологической схемы сборки, устанавливающей поря-
док включения узлов в последующие сборочные соединения. Сборочная
схема, разрабатываемая на стадии технической подготовки производства,
является первичным документом, необходимым для выполнения ка-
лендарно-плановых расчетов в единичном производстве. На рис. 18.2
показана технологическая схема узловой и общей сборки автоматиче-
ской линии ЛМ 356. Из схемы видно, что большую часть сборочных
операций (27 из 37) можно выполнять параллельно.
Технологическая схема может быть представлена и в виде сетевой
модели (рис. 18.3), которая наглядно показывает взаимосвязь работ
и параллельность операций. На сетевой модели начальное (исходное)
событие «детали на сборку поданы» обозначено нулем, а завершающее
событие «укомплектовка и упаковка линии закончена» — 37а.
Сборочная схема служит основой для составления ленточного или
сетевого графика сборки машины. По этим графикам определяют дли-
тельность производственного цикла и опережения. Ленточный график,
выполненный в масштабе, более нагляден и легче привязывается к ка-
лендарному времени конкретного планового периода.
Для составления графиков необходимо установить продолжитель-
ность работ по каждой операции. Поскольку трудоемкость операций
заранее нормируется, задача состоит в определении оптимального
1
Сборка приспособлений
ЛМ356-00Ю
2
Сборка приспособлений
ЛМ356-0Ы1
Сборка промежуточных
приспособлении
Отладка
транспортера
4
Сборка подъемника
5
Сборка механизма абтомо-
тической быдти деталей
24 Окончо/пельный монтаж станкоб
28
6
7
Сборка моечных
устанобок
Сборка шпиндельных
коробок
Испытание
и отладка
системы
гидроприбода
8
Сборка силобых столоб
16 Монтаж шпиндель- ных коробок на силобые столы
25 Общий монтаж абтоматн- ческой линии
27
Испытание
и отладка
злектро-
прибода
-- 31
Испытание
и отладка линии
на холостом
ходу
Испытание
3? и отладка
линии
под нагрузкой
9
Сборка прибода штанг
Ю
механизма
т штанг
17 Расстанобка станкоб по шагу
Испытание
и отладка
° системы
смазки
11
Сборка штанг
12
Сборка ставши
упрабления
13
Сборка гидростанции
13а
Испытание
гидростанции
г-30
Отладка
системы
охлаждения
74
Сборка стружкоотбода
15
Предбарительный
монтаж станкоб
18 Монтаж транспортера
И
Разбодкотруб
злектрооборудобания
Монтаж трубопробода
системы смазки
Монтаж аборийного
стола
Монтаж трубопробода
гидраблши
Сдана
\_33линии
забоду-
закозчику
Л
Устранение
замечаний
забодан
заказчика
-35
Демонтаж _
линии
36
Окраска
Укомплектобка
37 иупакобка
линии
Рис, 18.2. Технологическая схема сборки автоматической линии ЛМ 356
Раздел IV. Оперативное управление производством
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
567
Рис. 18.3. Сетевая модель технологической схемы сборки линии ЛМ 356
состава бригад по количеству, установлении коэффициентов выполне-
ния норм и сменности работы этих бригад.
В ряде случаев состав бригад диктуется непосредственно характером
операции, технологическим процессом ее выполнения (когда требуется
одновременно несколько рабочих), но нередко определяется исходя из
необходимости полной загрузки рабочих внутри бригады, поскольку
увеличение их численности на операции может привести к простоям
из-за малого фронта работ.
Коэффициент выполнения норм принимается по данным цеха и кор-
ректируется с учетом квалификации исполнителей, возможности механи-
зации некоторых операций и других условий конкретного производства.
Обычно предусматривается двухсменная работа, но на малотрудоемких
операциях, которые могут выполняться параллельно с другими и не
влияют на общую длительность цикла, можно предусматривать работу
в одну смену. Продолжительность работ по каждой сборочной опера-
ции определяется по формуле (18.1). Пример циклового ленточного
графика сборки линии ЛМ 356 приведен на рис. 18.4. Если поступающие
568
Раздел IV. Оперативное управление производством
№ п/п Наименование укрупненных сборочных операций Трудоем- кость, нормо-час Выполнение норм. % Факти- ческая трудоем- кость, нормо-ч Количество рабочих Продолжи- тельность работ, дн
1 Сборка приспособлений /Ю6-0040 1320 3554 80.5 2 257
2 Сборка приспособлений /М356-0041 186.0 164 113.4 2 3.62
7 Сборка шпиндельных коробок 158.0 164 96.3 2 3.1
8 Сборка силовых столоб 624 164 38.1 2 122
% Сборка стружкоатбода 53.8 164 328 2 ITS
15 Предварительный монтаж стрнкоб 59,0 164 326 4 0.51
12 Сборка станции управления 49.0 164 33.6 2 107
3 Сборка промежуточных приспособлений 450.7 164 274.8 5 344
4 Сборка подъемника 186.0 164 И9.4 2 3.62
9 Сборки привода штанг 47.0 164 28,6 2 0.91
10 Сборка механизма подъема штанг 60,0 164 36.5 2 117
11 Сборка штанг то 164 120,0 2 3,83
5 Сборка мехашзма автоматической выдачи деталей 980 164 59.7 2 191
6 Сборка моечных установок 85.0 164 518 2 165
13 Сборка гидростанции 313.0 164 190,9 4 3.05
16 Монтаж шпиндельных коробок на силовые столы 5.1 JK4 3.1 1 0.19
17 Расстановка станков по шагу 820 764 50,0 4 0.80
13а Испьшше гидростанции 13.7 164 8.4 2 0.30
19 Монтаж магистрального трубопровода то «54 720 4 Iff
18 Монтаж транспортера 185,0 164 113,0 4 18
20 Монтаж трубопровода гидравлики 614.0 164 374,4 4 6.0
22 Монтаж трубопровода системы смазки 2620 164 160.0 4 26
23 Разводка труб электрооборудования 73,0 146 50,0 3 11
21 Монтаж аварийного стола 220 164 С3,7 1 0.9
24 Окончательный монтаж станков 293,0 164 178.5 4 285
30 Отладка системы охлаждения 27.5 164 17.0 2 0.54
25 Общий монтаж автоматической линии 818.0 164 500.0 4 80
26 Испытание и отладка системны смазки Ю3.0 164 628 2 20
23 Испытание и отладка системы гидропривода 350.0 164 213.0 2 6.8
27 Испытание и отладка электропривода 150.2 146 Ю30.0 2 24
29 Отладка транспортера 1120 164 68.3 2 218
31 Испытание и отладка линии на холостом ходу 74,0 - 74.0 - 4.7
32 Испытание и отладка линии под нагрузкой 83.0 - 83,0 - 5.3
33 Сдача линии заводу-заказчику 170.0 - 170.0 - 10.9
34 Устранение замечаний завода-заказчика 105.0 164 64.0 2 204
35 демонтаж линии 185.0 «54 1128 6 12
36 Окраска 295.0 135 218.5 8 174
37 Укомплектовка и упаковка линии 390.0 167 233.5 8 187
График опережения
Рис. 18.4. Ленточный цикловой график сборки
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
569
Продолжительность цикла сборки, дн
1 г 3 4 5 6 7 3 9 Г 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 39 40 41 45 46 я? 51 52 61 62 63 64 65 66 67 68
— — — - — ... — — . — - -• --
63 67 66 6S 64 63 62 61 60 59 54 S3 52 51 50 49 48 47 46 45 30 29 28 24 23 19 18 17 8 7 6 5 4 3 2 1
Опережение Тт,дн
автоматической линии ЛМ 356
570
Раздел IV. Оперативное управление производством
на сборку узлы состоят из сложных соединений, то по каждому из них
составляется отдельный график, календарно увязываемый с цикло-
граммой общей сборки. В случае сетевого графика частный график
сборки узлов увязывается с основным.
Опережение начала или окончания сборки отдельных сборочных еди-
ниц по отношению к операциям, агрегатной и общей сборке или отдель-
ным ее этапам определяется по цикловому трафику (рис. 18.4). При состав-
лении сетевого графика опережение начала сборочной операции опре-
деляется по срокам свершения ее начального и конечного событий.
Опережения служат основой для установления предварительного
срока подачи деталей, сборочных единиц и комплектующих изделий на
сборку, а затем сроков изготовления деталей и заготовок для них.
Окончательные сроки подачи уточняются после согласования кален-
дарно-плановых расчетов с объемными.
В единичном производстве наиболее простым и удобным является
такой порядок подачи деталей на сборку, при котором они заранее
комплектуются и подаются на сборочные стенды одновременно. В рас-
смотренном примере в случае составления сетевого графика это исход-
ное нулевое событие «детали на сборку поданы».
В мелкосерийном производстве, когда ряд одинаковых машин со-
бирается последовательно, или в том случае, если при большой дли-
тельности сборки индивидуальной машины предусматривается подача
ряда узлов на более поздней стадии сборки, планируется многократная
подача деталей по заказу, что соответствует комплектно-узловой систе-
ме оперативного планирования.
Кроме технологических перед началом сборки предусматриваются
оборотные и страховые опережения — время, в течение которого детали
поступают на склад сборочного цеха, подбираются и комплектуются
перед подачей на сборку. Сюда же входит и резервное время на случай
возможных задержек в обработке и подаче деталей из предыдущих це-
хов. Поскольку основным организационным временным промежутком
является рабочая неделя, такие опережения целесообразно (в зависимо-
сти от сложности сборочной единицы и длительности цикла изготовле-
ния ведущих деталей) устанавливать в пределах одной-двух недель, т.е.
в 5—10 рабочих дней.
На сроки запуска-выпуска деталей в обрабатывающих и заготови-
тельных цехах влияет длительность цикла их обработки. В единичном
и мелкосерийном производстве длительность производственного цикла
определяется не по всем наименованиям деталей, а только по ведущим
деталям изделия (при позаказном планировании) или узлового ком-
плекта (при комплектно-узловом планировании).
Ведущие детали по механическому цеху выбираются из числа деталей,
подаваемых на сборку на первых ее этапах. К ним относятся наиболее
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства 571
трудоемкие детали, которые кроме механической обработки подверга-
ются другим операциям (например, химико-термическим). Так, шпиндель
прецизионного станка в ходе механической обработки при общей ее дли-
тельности около 100 ч несколько раз направляется в термический цех.
В число ведущих включаются детали с небольшой длительностью
обработки в механическом цехе, но для получения заготовок для них
требуется значительный период времени (например, сложные корпус-
ные детали). В это число следует включить также детали, заготовки ко-
торых должны быть получены по кооперации.
Исходными данными для расчета длительности производственного
цикла обработки ведущих деталей служат карты технологического про-
цесса, в которых указываются маршрут и время обработки по операциям.
Поскольку основным видом движения деталей в производственном про-
цессе единичного производства является последовательный, то длитель-
ность цикла обработки (Тцо) определяется по методам, применимым
для этого вида движения. Она может быть определена как графически,
так и аналитически:
*bn f . j
Т’ц.о + +
М -“н /•''см Р см CM**CM
где Изак — число деталей определенного наименования в сборочной еди-
нице (заказе); /щт-к/ — штучно-калькуляционное время обработки z-й
детали; /мо — средняя длительность пролеживания детали между смеж-
ными операциями, ч; ХГЦ.Д — общее время нахождения деталей в других
обрабатывающих цехах (термических и т.д.) в процессе механической
обработки, рабочих дней.
Из формулы следует, что наибольшую длительность цикла может
определять и менее трудоемкая по механической обработке деталь,
если она идет на машину в нескольких экземплярах и подвергается
промежуточной обработке в других цехах.
Длительность межоперационного пролеживания зависит в первую
очередь от коэффициента закрепления операций. Поскольку его значение
в единичном производстве максимальное, нередко общая длительность
межоперационного пролеживания достигает 70—80 % длительности всего
производственного цикла, определяя, таким образом, его продолжи-
тельность.
При данном значении коэффициента закрепления операций продол-
жительность межоперационного пролеживания при обработке конкрет-
ных деталей зависит в большей мере от общей трудоемкости обработки
(чем она выше, тем меньше относительная длительность пролеживания)
и средней занятости рабочего места одной деталеоперацией. Укрупненно
общая величина межоперационного пролеживания в условиях мелко-
572 Раздел IV. Оперативное управление производством
серийного производства может быть определена по эмпирической фор-
муле
у =-Q317x+Д163^[ч],
где х — общая трудоемкость обработки детали, ч; z — количество пар
смежных операций в технологическом процессе: z = коп - 1.
Количество и длительность промежуточных операций обработки
в других цехах определяют на основании карт технологического про-
цесса. Полученное дробное значение цикла в рабочих днях округляется
до ближайшего большего числа. На некоторых заводах длительность
цикла этих операций определяется укрупненно независимо от наиме-
нования деталей, но в зависимости от вида операций обработки. Так,
например, на азотирование детали отводится до 5 дней, цементацию — 4,
хромирование — 3, полирование — 2 дня и т.д.
Для определения общего опережения обработки ведущих деталей
необходимо к длительности цикла прибавить резервное (страховое)
опережение, которое представляет собой время между выпуском заго-
товки в предыдущем цехе и запуском ее в обработку в последующем.
Такое опережение целесообразно предусматривать в пределах одной
рабочей недели.
Длительность производственного цикла получения заготовок (отли-
вок или поковок) определяется укрупненно с помощью нормативов,
учитывающих время выполнения отдельных основных и вспомогатель-
ных операций, включая время на изготовление моделей и оснастки.
Так, при получении сложных тяжелых отливок наибольший удельный
вес в составе производственного цикла занимает время изготовления
моделей. Например, на заводе тяжелого машиностроения длительность
цикла изготовления модели возрастает от 4 рабочих дней для отливки
массой до 100 кг до 24 дней для отливки массой более 35 т. Кроме того,
в цикл входят такие трудоемкие операции, как формовка, сушка форм
(нередко занимающие для сложных деталей несколько дней), сборка
форм, заливка, остывание, выбивка, очистка, обрубка, устранение де-
фектов отливок (заварка раковин, зачистка), грунтовка и др.
После определения длительности цикла получения заготовок рассчи-
тывают опережения по каждому цеху и общее опережение по изделию.
На рис. 18.5 схематически показана структура и величина опережений
по цехам и по изделию в целом. Как видно из графика, общая длитель-
ность цикла изготовления изделий и общее опережение составляют
140 рабочих дней. При этом ведущей деталью по заказу оказалась стани-
на, цикл получения заготовки которой 45 дней, хотя длительность цикла
механической обработки в 2 раза меньше, чем длительность обработки
комплекта шпинделей — ведущей детали по механическому цеху.
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства 573
Наименобание цехоб и операций Опережение б рабочих днях
КО 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Модельный (изготовление модели)
7SSSA 7////.
Литейный’ резервное опережение получение отливки
2^1
Кузнечный (получение поковки)
Механический резервное опережение механическая обработка 2
Сборочный- опережение комплектации узловая сборка общая сборка
—
с
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 КО
Длительность цикла б рабочих днях
\шл - изготобление отлибки и механическая обработка станины
I -4 - получение заготовок и обработка комплекта шпинделей
1 ""П - узлобая и общая сборка
Рис. 18.5. Цикловой график получения заготовок, обработки ведущих деталей
и изготовления изделия в целом
На основании такого графика выполняется предварительная при-
вязка сроков запуска отдельных деталей к календарному времени теку-
щего периода. Так, если в рассмотренном примере срок выполнения
заказа по договору установлен 31 августа, то изготовление модели должно
быть начато на 28 недель раньше, т.е. 16 февраля, получение поковок —
на 25 недель (9 марта) и т.д. Однако окончательные сроки запуска веду-
щих деталей и начала выполнения отдельных операций устанавливаются
после проведения объемных расчетов производства и согласования их
с календарными.
18.3. Объемные расчеты производства
В единичном и мелкосерийном производстве объемные расчеты
являются составной частью ОКП. Это связано с тем, что располагае-
мые ресурсы производственных мощностей в течение определенного
периода времени более или менее постоянны, тогда как потребные
мощности по каждому изделию существенно изменяются во времени,
чего нет в серийном, а тем более в массовом производстве. Это обстоя-
574
Раздел IV. Оперативное управление производством
тельство обусловливает необходимость суммировать за более или менее
короткие промежутки времени потребные фонды площадей и стан-
ко-часов по всем изделиям и заказам, выполняемым в данный момент,
и сопоставлять их с располагаемыми, чтобы принять меры для ликвида-
ции как перегрузки, так и недогрузки, изменяя сроки выполнения работ
по тем или иным заказам и корректируя расчетные сроки запуска-вы-
пуска. На основании такой корректировки осуществляется окончательная
привязка плановых расчетов к календарному времени определенного
планового периода.
Для согласования объемных и календарно-плановых расчетов необ-
ходимо расчеты, выполненные по каждому из заказов, свести в единый
график выполнения; всех заказов по заводу в соответствии со сроками
поставки готовых изделий и расчетными календарными датами начала
и окончания работ. Такой график представлен на рис. 18.6. Он служит
основой для определения и сопоставления потребных и располагаемых
ресурсов на короткие промежутки времени. В единичном производст-
ве, где график составляется по укрупненным нормативам, чрезмерное
дробление плановых промежутков нерационально, поскольку увеличи-
вается объем плановых работ и усложняется планирование. Поэтому
сопоставительные расчеты желательно осуществлять за одно-двухне-
дельный промежуток времени.
Объемные расчеты и их сопоставление с календарными планами
начинают со сборочных цехов, так как срок выпуска изделий не подле-
жит изменению. Объемные расчеты выполняются по методу, изложен-
ному в гл. 15.
Площадь, необходимая для сборки изделий по всем заказам в кон-
кретный промежуток времени,
К-зак
^\кМ1-ат)’
где /сзак — количество заказов, по которым выполняются сборочные ра-
боты в этот промежуток времени.
Потребный фонд площадей сопоставляется с фактическим. Если он
больше, то начало или окончание сборки некоторых изделий перено-
сится на более ранние сроки, что нередко достигается уплотнением ра-
бот на более ранних стадиях сборочного процесса.
Наглядность сопоставительных расчетов дает их графическое изобра-
жение. Занимаемая под сборку изделия площадь может быть изображе-
на в виде прямоугольника, ширина которого характеризует потребный
ее размер, а длина — продолжительность цикла сборки. На рис. 18.7
показан графический способ сопоставления и согласования площадей
сборочного цеха по неделям на два месяца.
Месяцы
11 Янбарь [фебраль] Март | Апрель j Мой | /to | /to | Абгуст ] Сентябрь] Октябрь | Ноябрь | Декабрь
И Недели
£ 2 4 | б| 8 Ю 12 18 20 22 24 | 26 28 30132 134 J6 158 140 | 42| 44 46 48 501 52
__ I
I 1 1
ЛМ356
/Г £==у
1 № 1 & 1 1
ЛИ 357 Чя Е==5===^ fa? CS V////%W//Z^7A 1 к Н 1 Г t 1 7 Е===1
ЛМ360 L № 1 Чя
1 /Г U=: 4 Afc? Е г J
ЛМ362 С '.Л. 1 *
| 6т E^=±za7frf = 1 Т Е==
~ЯГ | чл " 1
ЛИ 359
1 (я Е=^’ J Нх2 Е ч===^==1 । 1 J 1 L_
] 1 - заготобительные процессы
И - обработыбающие процессы
- сборочные процессы
Рис. 18.6. Сводный график выполнения заказов по заводу на год по расчетным срокам запуска-выпуска: Мд—модельный цех; Сл—сталелитей-
ный; Чл — чугунолитейный; К—кузнечный; Мх—механический; Т—термический
a
Заказы Потребная площадь, м2 Июль Август Июль Август
27 28 29 30 31 32 33 34 X 27 28 29 30 31 32 34 35
ЛМ356 ЗОО ВВ
/№1357 ** изделие\ *ии 2-е изделие^
ДМ 360 300
/пп 1-е изделие 2-е изделие Располагаемая JIL ...
ДМ 362 птшцдьВОО^
800
Загрузка площади
заказами м2
600
400
- /№1356
/№1357
/№1362
/1М356
------
тзб2
/№1357
200 - лет збо
/М360
Рис. 18.7. График сборки изделий и загрузки площадей на июль—август: а—по расчетным срокам запуска-выпуска; б—по скорректированным срокам
Раздел IV. Оперативное управление производством
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
577
Графическое изображение можно использовать и при сопоставлении
и согласовании объемных и календарных расчетов по обрабатывающим
цехам. Сопоставление ресурсов осуществляется либо по фондам (потреб-
ным и располагаемым) в станко-часах, либо по станкам. В последнем
случае потребное количество станков по дробным плановым периодам
Лзак
Ju Л7Дгг /
= Ф^м?сМ(1-а0б)'
Однако при этом следует учесть, что в связи с большими колебаниями
объема работ по заказу ширина прямоугольников, характеризующих
потребный фонд станков или станко-часов по периодам, будет менять-
ся. Она минимальна в неделю запуска в производство ведущих деталей,
доходит до максимума в период полного развертывания работ и снова
минимальна в конце обработки деталей (рис. 18.8).
Заказы Май Июнь Май Июнь
18\19~]20\21\22\23\24\25\26 18\19\20\21\22\23\2Ь\ 25\26
ЛМ357
ЛМ360 = ' "И
ЛИ 362 Г
ЛМ359 ЦЙ
В наличии __ 90 стопкой 1111111111 1 1 ЛМ359 ЛМ359
« 80^ 9,.
| 60- ЛМ360 ЛМ360
g & | и —I 20- ЛМ362 ЛМ362
“М357 ЛМ357
|^gj| - недогрузка стопкой
lllllllllllllll- перегрузка стопкой
Рис. 18.8. График обработки деталей и загрузки оборудования механического цеха № 1
на май—июнь: а — по расчетным срокам запуска-выпуска; б—по скорректированным срокам
37 Зак. 2150
578
Раздел IV. Оперативное управление производством
Выравнивание загрузки площадей и оборудования по неделям, пока-
занное на рис. 18.7, би 18.8, б, нередко требует увеличения опережения
по некоторым заказам, что, в свою очередь, диктует необходимость
смещения дат запуска на более ранние сроки по всему технологическо-
му циклу. Это должно быть учтено при планировании запуска-выпуска
в заготовительных цехах.
Порядок проведения сопоставительных объемных расчетов произ-
водства и корректировка сроков запуска в заготовительных цехах такие
же, как и в обрабатывающих, но обычно ведутся более укрупненно, не
в станко-часах, а в объеме выпуска отливок, поковок, штамповок в ко-
роткие календарные промежутки по весовым категориям заготовок.
В результате таких расчетов может оказаться, что запуск в производст-
во даже мелких заготовок должен быть перенесен на более ранние сро-
ки в результате перегрузки более мелкого оборудования в последних
плановых промежутках времени.
При изготовлении уникальных отливок с большой длительностью
цикла формовки и остывания объемные и календарные сопоставитель-
ные расчеты выполняются отдельно, на основании сопоставления потреб-
ной и фактической формовочной площади отделений крупных отливок,
по календарным периодам.
По результатам сопоставительных объемных и календарных расче-
тов уточняются сроки запуска-выпуска ведущих деталей по заготови-
тельным цехам и сроки запуска по отдельным заказам, после чего
производится окончательная привязка календарно-плановых сроков по
отдельным заказам к календарному времени рассматриваемого плано-
вого периода и утверждаются индивидуальные и сводные графики, на
основании которых и ведется вся работа по организации и оперативно-
му планированию производства.
Трудоемкость работ по согласованию объемных и календарных рас-
четов требует использования современной вычислительной техники.
Эти работы могут быть в значительной степени автоматизированы. Ис-
ходной информацией для расчетов служат массивы располагаемых фон-
дов производственных мощностей (в квадратных метрах, станко-часах,
станках, тоннах и др.) по коротким периодам времени (одна-две недели),
а также массивы потребного их количества по ведущим деталям и узловым
комплектам и срокам их запуска-выпуска или сборки.
По выбранному для сопоставительных расчетов z-му короткому про-
межутку времени отбираются все ведущие детали и узловые комплекты
по всем заказам, которые должны изготавливаться в это время. По ним
подсчитывается общая потребность в ресурсах Л/расч (площадей, станков,
станко-часов, тонн поковок или отливок и др.), которая сравнивается
с располагаемыми. Размер располагаемых ресурсов в этот период (AfnpI1H)
определяется исходя из фонда использования оборудования и площадей,
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства 579
скорректированного на плановый коэффициент загрузки (А"загр). Если
при этом оказывается, что потребные ресурсы в рассматриваемом периоде
совпадают с располагаемыми, т.е. фактический коэффициент загрузки
равен плановому, то переходят к подобному сравнению по предыдущему
(по календарному времени) короткому плановому периоду (z - 1).
Если загрузка оборудования ниже плановой, то предусматривается
его дозагрузка работами последующего короткого планового периода
(z + 1), для чего из массива трудоемкости подбираются детали и узлы,
которые можно запустить в производство раньше и которые обеспечат
полную (плановую) загрузку оборудования и площадей.
Если же располагаемый фонд времени работы оборудования ниже
потребного, то отбираются детали и узлы, которые могут быть запущены
в обработку в предыдущих периодах. При этом в первую очередь пере-
носится обработка или получение заготовок стандартизованных и уни-
фицированных деталей, изготовление которых планируется на склад,
затем предусматривается перенос ведущих деталей, имеющих наиболее
длительный цикл производства, после них — групповых партий и в по-
следнюю очередь — узловых комплектов. Данный порядок запуска
обеспечивает более равномерную загрузку оборудования при мини-
мальных дополнительных затратах, связанных с наличием и хранением
сверхнормативного задела.
Такое сравнение проводится до тех пор, пока не будут рассмотрены
все короткие плановые промежутки сводного графика выполнения за-
казов на крупный плановый период (полгода, год и более). При этом
расчеты выполняются по цехам в порядке, обратном ходу технологиче-
ского процесса.
Укрупненная схема алгоритма сопоставительных расчетов на ЭВМ
для коротких периодов с их порядковой нумерацией от К до Р приведе-
на на рис. 18.9 (см. с. 580).
В результате расчетов на печать выдается табуляграмма, в которой
для каждого цеха указывается начало, окончание и объем работ по ка-
ждому заказу по дробным плановым периодам.
18.4. Разработка месячных оперативных программ цехов
(межцеховое планирование)
При разработке в единичном и мелкосерийном производстве цехо-
вых программ в них необходимо выделить:
1) оригинальные детали или их комплекты, идущие только на опре-
деленное изделие или заказ;
2) переходящие детали и комплекты;
37*
580
Раздел IV. Оперативное управление производством
Рис. 18,9. Схема алгоритма сопоставительных расчетов
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
581
3) унифицированные и стандартизованные детали, идущие на ма-
шины разного назначения в больших количествах;
4) конструктивно и технологически сходные детали, которые имеют
одинаковый или сходный технологический маршрут обработки и могут
быть обработаны по групповому маршруту.
Планирование производства каждой из групп деталей имеет свои
особенности. Оно различается прежде всего планово-учетными едини-
цами, календарно-плановыми нормативами и методом их отражения
в плане.
Для сборочных цехов узловой и общей сборки планово-учетными
единицами являются соответственно сборочные единицы и изделия.
Объем и сроки выполнения работ на месяц определяются по уточнен-
ным цикловым графикам, привязанным к календарному времени пла-
нового периода и согласованным с объемными расчетами (см. § 18.3).
Для обрабатывающих и заготовительных цехов в качестве плано-
во-учетной единицы при планировании выпуска оригинальных деталей
принимается заказ или узловой комплект.
Выбор планово-учетной единицы зависит от вида выпускаемой про-
дукции и длительности цикла ее изготовления. Позаказную систему
планирования целесообразно применять в том случае, когда длитель-
ность цикла обработки комплекта деталей по заказу сравнительно не-
велика и обработка может быть осуществлена в течение месяца. Тогда
месячная программа будет состоять из комплектов деталей, изготавли-
ваемых для различных изделий. В том случае, когда длительность цикла
составляет несколько месяцев, месячный состав комплекта по заказу
будет меняться, поэтому характер и объем работ по цеху и заказу будет
различен в каждом месяце. Это потребует выдачи цехам на каждый месяц
громоздких расшифровок содержания заказа. Поэтому при большой
длительности цикла в условиях единичного производства комплект-
но-позаказная система планирования дополняется комплектно-узловой
и частично подетальной.
По каждому заказу в программе каждого месяца по цеху выделяются
ведущие детали в подетальном разрезе и отдельно узловые комплекты.
Опережение запуска-выпуска узлового комплекта принимается по мак-
симальному опережению ведущей детали сборочной единицы. Однако
и в узловой комплект могут входить детали, которые имеют сложный
перекрещивающийся маршрут прохождения по цехам, тогда как основ-
ная масса их будет иметь простой маршрут. Поэтому в ряде случаев це-
лесообразно выделить из узлового комплекта группу деталей, имеющих
длительный цикл получения заготовки или обработки, что позволяет
сократить объем незавершенного производства и обеспечить более рав-
номерную загрузку оборудования.
582
Раздел IV. Оперативное управление производством
Сроки запуска-выпуска ведущих деталей и деталей, входящих в уз-
ловой комплект, определяются путем вычитания опережения и дли-
тельности цикла изготовления их в данном цехе из сроков выпуска
готового изделия или сроков подачи на комплектацию в сборочный
цех. Так, если в примере, рассмотренном в § 18.3 (см. рис. 18.6), дли-
тельность цикла механической обработки комплекта в механическом
цехе № 2 по заказу ЛМ 357 составляет 6 недель, то, поскольку срок вы-
пуска запланирован на 35-ю неделю при цикле сборки 15 недель, запуск
комплекта должен быть запланирован на конец 14-й недели (35 - 15 — 6),
а выпуск — на конец 20-й (35 — 15 или 14 + 6).
Для уточнения реальности цеховых месячных программ и проверки
соответствия располагаемых ресурсов мощностей потребным необхо-
димо производить проверочные расчеты производственной возможно-
сти оборудования и площадей по методу, изложенному в § 18.3.
В программу планируемого месяца в первую очередь включаются
так называемые переходящие работы, т.е. работы, начатые, но не закон-
ченные в предыдущем месяце, и ведущие детали. Необходимо правиль-
но определить остаточную нормативную трудоемкость переходящих
работ, которая характеризует объем работ, подлежащий выполнению
в последующих плановых периодах. Эта трудоемкость определяется как
разность между общей нормативной трудоемкостью и фактическим
объемом работ, выполненных на начало планируемого периода. Объем
в нормо-часах на день составления плана-графика можно определить
с помощью табуляграмм, полученных при механизированной обработ-
ке рабочих нарядов или маршрутных листов, либо укрупненно в виде
процента готовности на начало месяца. К этому объему прибавляется
плановый объем работ, который должен быть выполнен до окончания
текущего месяца. Он устанавливается ориентировочно на основании
плана выполнения последней операции или оценки хода выполнения
работ по заказу по ведущей детали или комплекту.
При разработке месячного плана следует учитывать, что ряд работ
на конец месяца не будет выполнен, т.е. они попадут в категорию пере-
ходящих на последующие месяцы. В этом случае объем работ устанав-
ливается путем определения последней операции, которая должна быть
выполнена по данной позиции плана или укрупненно в виде процента
готовности на конец месяца.
При планировании производства унифицированных и стандартизо-
ванных деталей, идущих на разные машины, планово-учетной единицей
является деталь конкретного наименования. Планированию их изго-
товления должна предшествовать работа по выявлению таких деталей,
определению их потребности на год и по месяцам и расчету календар-
но-плановых нормативов. Исходным документом для проведения рас-
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства 583
четов является сводная конструкторская специализация, на основании
которой составляются ведомости применяемости унифицированных и
стандартизованных деталей в различных изделиях и маршрутные карты
технологического процесса. Вся эта информация заносится в картотеки
справочных данных на машинные носители информации. После обра-
ботки массивов применяемости и технологических маршрутов составля-
ют табуляграммы применяемости, потребности в деталях и технологи-
ческих маршрутов (табл. 18.1).
Табуляграммы потребности на год дают возможность составить их
по месяцам. Обычно унифицированные и стандартизованные детали
изготавливаются обезличенно по календарно-плановым нормативам се-
рийного производства (оптимальными партиями) и сдаются на склад.
Срок запуска очередной партии определяется по точке заказа, являю-
щейся одним из главных параметров системы максимум-минимум. Точка
заказа — это количество деталей, находящихся на хранении, при котором
должен быть сделан заказ на изготовление очередной партии деталей.
Она определяется по формуле
где — минимальный страховой запас деталей (устанавливается
лишь для деталей, потребляемых в большом количестве более или ме-
нее равномерно в течение ряда лет); d — среднедневной расход дета-
лей; Тц — длительность цикла изготовления партии деталей, рабочих
дней.
Поскольку технологический процесс изготовления стандартизованных
и унифицированных деталей несложен и более или менее отработан,
длительность цикла их изготовления сравнительно невелика и опреде-
ляется укрупненно для однотипных групп деталей в зависимости от ко-
личества операций технологического процесса и трудоемкости партии
(см. § 16.3).
Одним из эффективных методов укрупнения планово-учетной еди-
ницы в условиях мелкосерийного и единичного производства является
применение системы группового запуска в обработку оригинальных
деталей разного наименования, но обладающих конструктивным и тех-
нологическим сходством. Это позволяет планировать изготовление не
отдельно взятой детали, а партии их, поскольку в своем движении
в процессе обработки детали подчиняются одним и тем же правилам
организации производства.
Группировка деталей изделия или заказа для подбора их в партии
осуществляется на основании классификации. Для каждой групповой
партии составляется карта нормативов, характеризующих прохождение
Таблица 18.1
Табуляграмма применяемости и потребности в унифицированных и стандартизованных деталях на год
Номер детали Номер заказа Количество изделий по заказу Месяц выпуска Материалы Количество деталей Технологический маршрут по цехам
на одно из- делие на заказ I II Ш IV V
АБВГ-144990-184 14 386 4 4 С45 8 32
Итого по детали
Таблица 18.2
Нормативная карта групповой партии обработки оригинальных шестерен изделия ЛМ 266 в механическом цехе № I
№ п/п Наименование детали Номер детали Номер узла Вид заготовки Количество деталей на заказ Технологический маршрут и нормы времени по группам оборудования, ч
I 11 Ill IV V
1 Червячное колесо 1 1 Бронзовая отливка 7 10,5 — 13,5 9,0 7,2
2 То же 2 1 То же 4 3,2 — 3,2 6,3 4Д
| Шестерня коническая | 1 42 1 1 22 1 Поковка стальная 1 3 1 1 4,4 1 1 3,7 1 1 6,4 1 | 3,8 | —
42 I Шестерня с внутренним запе- |плением А36 и Поковка стальная 5 6,5 4,8 3,8 6,4 7,2
Итого на групповую партию 136 248,5 87,5 196,4 179,2 148,4
Раздел IV. Оперативное управление производством
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства 585
и трудоемкость ее по группам оборудования (табл. 18.2). Такие карты
используются для объемных и календарных расчетов производства
и привязки их к календарному времени планового периода, в котором
предусматривается изготовление деталей данной партии.
Месячная оперативная производственная программа цеха помимо
перечня работ, включенных в план данного месяца, должна содержать
данные о их трудоемкости, запуске-выпуске отдельных ведущих дета-
лей, узловых комплектов партий по неделям и общий объем работ по
цеху в нормо-часах. Учет выполнения работ может отражаться в той же
форме (табл. 18.3; см. с 586-587).
18.5. Внутрицеховое календарное планирование
На основании полученного от заводоуправления цехового кален-
дарного плана на месяц ПДБ цеха разрабатывает задания отдельным
производственным участкам, осуществляет месячное и сменно-суточ-
ное внутрицеховое календарное планирование. Основная задача цехо-
вого планирования — довести в подетальном, а в некоторых случаях
(при разработке трудоемких, сложных ведущих и дефицитных дета-
лей) — в пооперационном разрезе задания цехового плана до каждого
участка и рабочего места и обеспечить их равномерную загрузку.
Исходными материалами для разработки подетальных планов явля-
ются позаказные спецификации, ведомости расшифровки узловых ком-
плектов, карты технологических процессов и карты расшифровки группо-
вых партий, сроки начала и окончания работ, сроки запуска-выпуска
партий и др.
При разработке месячных заданий производственным участкам не-
обходимо: осуществить деталировку месячного плана цеха на основа-
нии конструкторских спецификаций; распределить задание цеха между
участками; выполнить проверочный расчет производственной возмож-
ности оборудования и площадей участков; установить время запус-
ка-выпуска.
Месячные задания производственным участкам разрабатываются
таким же методом, как и для серийного производства.
Помимо технологических участков в единичном производстве в обра-
батывающих и сборочных цехах имеются предметные участки (по изго-
товлению общемашиностроительных, унифицированных и стандарти-
зованных деталей и по узловой сборке).
Для предметных участков и участков, построенных по технологиче-
скому признаку, при обработке несложных нетрудоемких деталей кален-
дарные планы целесообразно составлять в подетальном разрезе. В планах
586
Раздел IV. Оперативное управление производством
Производственная программа
Номер заказа (в числителе) и порядковый номер изделия (в знаменателе) или партии по заказу Индекс детали, узла (комплекта), партии Наименование ведущих деталей или комплектов Трудоемкость, нормо-ч на комплект
Ведущие детали
356 1 308 756 Станина 1400
Узловые комплекты
352 344 342 Силовая 1600
1 головка
СТ1972
4
440
Унифицированные и стандартизованные детали
748 326 Валик I
354
1
Групповые партии оригинальных деталей
649 846 Шестерни
860
Итого в нормо-часах
перечисляются все детали, подлежащие изготовлению в планируемом
месяце, с указанием срока сдачи и общего объема работ (табл. 18.4).
Общий объем работ не должен превышать располагаемого фонда рабо-
ты оборудования или рабочих. Для возможности включения в план
срочных работ желательно предусматривать некоторый резерв мощно-
стей в объеме, не превышающем 5 % фонда.
Для производственных технологических участков, оснащенных уни-
кальным оборудованием, на которых, как правило, обрабатывается не-
большое количество трудоемких и сложных деталей (часто ведущих),
составляется подетально-пооперационный план в виде плана-графика
загрузки оборудования по обработке отдельных деталей (рис. 18.10).
Такой же план-график целесообразно разрабатывать и для сборочных
участков. Он составляется на основании детализированной циклограм-
мы сборки узлов и изделия, привязанной к календарному времени дан-
ного периода.
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства
587
механического цеха на месяц
Таблица 18.3
Процент готовности Выпуск на месяц (в числителе — в штуках, в знаменателе — в нормо-часах) Выполнено за месяц
на начало месяца на конец месяца всего в том числе по неделям штук нор- мо-ч
I II III IV
20 80 I Ведущие де | 840 | 210 >тали 210 210 J 210 — 900
50
100
Узловые комплекты
1 ________ 1
800 400 400
800
Унифицированные и стандартизованные детали
° 100 I 200 I 1 400 | I 399 1 440 200 I 1 440
25 1 100 Труп повые па} 136 645 нпии ориг 220 инальных 220 деталей 136 205 — 136 I 675
1 14 200 I 3 500 | 3 500 1 3 600 1 I 3 600 1 1
При разработке календарных планов-графиков сроки запуска-вы-
пуска деталей определяются путем вычитания длительности цикла или
опережения сроков подачи на комплектацию или передачи на другие
участки. Если сроки обработки нескольких деталей на данной единице
оборудования накладываются друг на друга, т.е. совпадают, необходимо
предусматривать в графиках сдвиг обработки деталей на более ранние
сроки. При этом в первую очередь переносятся сроки обработки менее
крупных, несложных и менее трудоемких деталей, тогда как сроки об-
работки крупных, сложных и трудоемких деталей следует оставлять не-
изменными.
В заготовительных цехах подетально-пооперационные графики стро-
ятся лишь для наиболее крупных и трудоемких отливок и поковок
с большим циклом изготовления, включая время на изготовление ос-
настки (моделей, штампов), а также время на выполнение промежуточ-
ных операций обработки (например, отжига, отпуска и др.).
Таблица 18А
Подетальный план-задание участку механического цеха на год (фонд работы 3400 нормо-ч)
Номер заказа Номер узла или комплекта Номер детали Наименование детали Норма времени на штуку, нормо-ч Задание на месяц Выпуск деталей по неделям
шт. нормо-ч I II III IV
СТ1972 Резервный фонд 4 748 326 Валик 2,2 200 440 170 200
Итого... 3400
Наименобание станка Инвентарный номер Недели
И23) I 1 2/24/ I I 3125) I I 4/26/ | I 5/27/
Рабочие дни и смены
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 22
/ // / и / // / // / // / // / // / / / // / // / II / // / // / И
Расточный Карусельный 1251 1311 309 356/2 307 386 /3 31ЫЗ/1
'SSSS7SSS7y/V////S/SSS///S//7//SS iiiimiiiniHiiiiiiHiiiiiii
'311316/1 1 342Л9/2 344274/2
'W'
Рис. 18.10. Подетально-пооперационный план-график загрузки оборудования участка уникальных станков на июнь
Раздел IV. Оперативное управление производством
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного производства 589
Непосредственная организация на участках осуществляется с помощью
системы сменно-суточного планирования и оперативной подготовки
производства. Сменно-суточный план составляется на основании месяч-
ного плана-графика работы участка и хода его выполнения. Его цель —
довести до каждого рабочего места задание по обработке конкретных
деталей в ближайшие сутки, смену. Поэтому в него включаются только
те работы, по которым подготовлена вся техническая документация,
изготовлена оснастка, инструмент, имеются полуфабрикаты или мате-
риалы и т.д.
Поскольку номенклатура обрабатываемых деталей в единичном про-
изводстве по суткам и сменам изменчива, а также имеется возможность
неоднократной перекомпоновки плана, то выдача письменных заданий
на каждую смену и сутки каждому рабочему месту — трудоемкая и мало-
эффективная работа. Поэтому для распределения работ между рабочими
местами в смену и сутки применяются различные приспособления, по-
зволяющие оперативно корректировать задания месячного плана и выда-
вать их каждому рабочему без документационного оформления. Наиболее
удобными и распространенными являются различного рода календар-
но-распределительные контрольные картотеки и доски, в ячейки которых
помещают соответствующую техническую и оперативную документацию,
отражающую план и фактическое состояние работ на участке.
Обычно в таких картотеках для каждой единицы оборудования или
рабочего места на каждую дату отводятся две ячейки (по числу смен).
В ячейку помещается документация (обычно рабочие наряды) на те де-
тали, которые должны быть обработаны за данную смену, что опреде-
ляется очередностью выполнения работ. Нормативная трудоемкость
работ, которые планируется выполнить за смену, должна обеспечить
полную загрузку рабочего места и соответствовать продолжительности
рабочего дня с учетом планируемого процента перевыполнения норм
времени. Каждая ячейка может быть разделена на ряд секций, в кото-
рые помещается документация, отражающая состояние движения дета-
лей в обработке. Рабочие наряды по деталям, для которых данная
операция является предшествующей, могут быть помещены в верхнюю
секцию, где находится документация по деталям, подлежащим запуску
в первую очередь. В нижнюю секцию помещается документация дета-
лей, для которых данная операция является последующей.
Подобные приспособления могут использоваться и для текущего кон-
троля производства, документационной и материальной обеспеченности
работ. Ячейка данной единицы оборудования по определенной дате и
смене может быть разделена на секции «В работе» и «Ожидают освобо-
ждения станка», куда помещаются наряды на соответствующие детали.
В картотеке можно выделить ячейки для нарядов на детали, для ко-
торых отсутствуют заготовки, документация, инструмент и др. Могут
быть выделены специальные ячейки для каждого номера заказа, куда
590
Раздел IV. Оперативное управление производством
помещается документация по деталям и работам, выполненным по
данному заказу (рис. 18.11).
Таким образом, календарно-распределительные приспособления
позволяют оперативно осуществлять сменно-суточное планирование,
видеть общую картину производства на участке, занятость каждого ра-
бочего места, помогают регулировать последовательность движения де-
талей по операциям, выявлять степень материальной обеспеченности,
наличие документации и т.п.
Сменно-суточные задания выдаются не только основным участкам
цеха, но и вспомогательным хозяйствам, отделениям и службам (мате-
риальным и инструментальным кладовым, службе механика, транс-
портным бригадам, технологическому бюро цеха и др.).
Оперативный учет выполнения сменно-суточных заданий осущест-
вляется на основании пооперационных рабочих нарядов или поопера-
ционных перфокарт. В эти документы, которые обычно тиражируются
в процессе подготовки заказа к производству, постоянная информация
заносится заранее, а переменная (табельный номер и фамилия рабоче-
го, количество фактически обработанных деталей, брак и др.) — после
окончания работы.
Нет заготовок Нет инструмента Нет документации Срочные работы
Наименобание оборудобания Инбен- торный номер 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11
12 13 /4 15 17 19 2Q 21 22
/
//
/ _
/
и
/
//
/ _
//
//
/
//
/
//
Готовые детали и узлы по заказам
№ № № № № № № №
Рис. 18.11. Схема календарно-распределительной картотеки
для сменно-суточного планирования работы участков
19. Текущий контроль и регулирование
производственного процесса
19.1. Необходимость и эффективность текущего контроля
и регулирования производства. Понятие о диспетчировании
Как отмечалось в главе 15, на ход производственного процесса ока-
зывает влияние множество факторов, в том числе и таких, которые
обусловливают негативные последствия. Если заранее не выявить эти
факторы и не принять меры по предупреждению их отрицательного
влияния на ход производства, они неизбежно приведут к отклонениям
от запроектированных параметров, а следовательно, и к нарушению хода
совокупного производственного процесса. Это обстоятельство требует
непрерывного наблюдения за ходом производства, сравнения его фак-
тических параметров с запроектированными, т.е. обеспечения текущего
контроля, выявления факторов, оказывающих на него отрицательное
воздействие как по количеству, так и по качеству и принятия оператив-
ных мер по их своевременному предупреждению и тем самым устране-
нию или сведению к минимуму потерь от возможных отклонений.
В ходе производства отклонения его параметров от показателей, за-
фиксированных в календарных планах, могут быть вызваны причинами
как внутреннего, так и внешнего порядка, т.е. зависящими и не завися-
щими от работы предприятия.
Для поддержания производства в заданных параметрах текущий кон-
троль должен дополняться мерами непосредственного регулирования,
что достигается текущим оперативным распорядительством и маневри-
рованием резервами.
Эффективность текущего контроля и регулирования производства
состоит в ликвидации или сведении к минимуму производственных
потерь, являющихся следствием нарушения его нормального хода, пре-
дусмотренного календарными планами (потери в выпуске продукции,
перерасход сырья и материалов, простой рабочей силы, оборудования,
потери от возможных аварий, излишних переналадок, применения сверх-
урочных работ и др.), которые могут возникать из-за несвоевременного
выявления возможных отклонений и непринятия соответствующих мер
оперативного воздействия на ход производственного процесса.
Таким образом, протекание производственного процесса в заранее
заданных календарными планами параметрах невозможно без постоянного
592
Раздел IV. Оперативное управление производством
наблюдения за его ходом и принятия мер по ликвидации возможных
отклонений. Метод непрерывного централизованного наблюдения, кон-
троля и регулирования производственного процесса, основанный на ка-
лендарных планах его организации и использующий технические средства
для сбора и анализа информации и дачи текущих оперативных распо-
ряжений, называют производственным диспетчированием.
В связи с внедрением на заводах АСУ и применением терминов ки-
бернетики, рассматривающей любую сторону деятельности предприятия
как управляемую систему, в научной литературе термин «производствен-
ное диспетчирование» все больше вытесняется термином «оперативное
управление производством», который охватывает также разработку кален-
дарных планов и дачу оперативных указаний не только диспетчерским
аппаратом, но и лилейными и функциональными руководителями.
Условия для нормального хода производственного процесса создаются
системой мер и мероприятий, связанных с подготовкой производства,
которые должны быть осуществлены заранее, что обеспечивается текущей
деятельностью линейных руководителей производства. Чем больше вни-
мания уделяет линейный персонал вопросам подготовки производства,
тем больше уверенности в его успешном протекании. Это требует созда-
ния специального функционального аппарата, занятого текущим наблю-
дением и регулированием производственного процесса. Таким аппаратом
является диспетчерская служба, которая должна освободить линейных
руководителей производства от мелких повседневных вопросов, отвле-
кающих от решения перспективных задач, и заменить их при решении
вопросов текущего оперативного порядка, т.е. вопросов, связанных
с согласованием и увязкой работы всех производственных и непроиз-
водственных подразделений.
Основным методом диспетчирования является профилактика, т.е.
предупреждение отклонений. Чем раньше будут выявлены причины,
которые могут вызвать отклонения хода производственного процесса,
тем выше уровень диспетчерской работы на заводе, больше уверенно-
сти в выполнении планов-графиков.
Для успешного решения задач, стоящих перед производственным
диспетчированием, необходимы следующие основные объективные ус-
ловия:
1) наличие научно обоснованных и взаимоувязанных календарных
планов-графиков работы всех производственных и непроизводственных
подразделений (включая транспорт, снабжение, складское хозяйство и т.д.),
на основании которых фактический ход производственного процесса
сравнивается с нормативным и выявляются отклонения;
2) обеспечение производственных подразделений всем необходимым
(документацией, оборудованием, материалами, заготовками, деталями,
инструментом и др.) по всей номенклатуре продукции, включенной
в план;
19, Текущий контроль и регулирование производственного процесса 593
3) возможность быстрого получения точных данных с любого уча-
стка о фактическом ходе производства и о том, что происходит на нем
в данный момент; возможность вызвать любое должностное лицо без
оставления работником диспетчерской службы своего рабочего места,
что требует применения специальных технических средств;
4) возможность маневрирования резервами производства (материа-
лами, оборудованием, транспортом, инструментом, людьми) с тем, чтобы
использовать эти резервы для предупреждения намечающихся откло-
нений или быстрой ликвидации негативных последствий, если их не
удалось предупредить;
5) возможность изменения оперативных заданий и планов на ходу
с целью загрузки мощностей и рабочих изготовлением деталей или вы-
полнением работ, которые не включены в план текущих суток, но кото-
рые обеспечены всем необходимым, за счет исключения из программы
деталей или работ, по которым отсутствуют и не могут быть созданы
в течение смены или суток условия для их выполнения (нет документа-
ции, материалов, инструмента, оснастки и др.);
6) наделение ответственных работников диспетчерской службы не-
обходимыми правами в области оперативного текущего распорядитель-
ства, в том числе правом дачи указаний линейному персоналу низших
ступеней управления по всем вопросам, касающимся обеспечения нор-
мального хода производственного процесса, предусмотренного кален-
дарно-плановыми нормативами и графиками (уточнения заданий, сроков
запуска-выпуска, материального обеспечения, перемещения работни-
ков и т.д.).
Ликвидация неполадок и отклонений хода производственного про-
цесса от предусмотренных календарными планами параметров осущест-
вляется диспетчерским аппаратом путем оперативного распорядительства.
При любом отклонении перед диспетчерским аппаратом возникает аль-
тернатива: обеспечить изготовление данной заготовки, детали, узла в срок
(иначе будет нарушен нормальный ход производства на других участ-
ках) или загрузить рабочих и оборудование данного участка другими
работами, когда выпуск запланированных деталей обеспечить либо во-
все невозможно либо возможно с большими дополнительными произ-
водственными потерями.
В любом случае при принятии конкретных решений и указаний
диспетчерский аппарат должен опираться на выделенные в его распо-
ряжение резервы, которые можно подразделить на три группы: 1) ре-
зервы сроков; 2) материальные резервы; 3) моральные резервы.
Резервы сроков — это прежде всего резервные опережения, т.е. разрыв
во времени между окончанием обработки детали на данной операции
и началом ее обработки на следующей (соответственно на предыдущем
участке или цехе и последующих). Сюда следует отнести также резервы
досрочного выполнения работ. При наличии резервных опережений
38 Зак. 2150
594
Раздел IV. Оперативное управление производством
или досрочном выполнении операций на данном участке диспетчер
может принять решение о задержке выпуска детали, не обеспеченной
всем необходимым, на определенный срок, а вместо нее запустить
в производство другую, чтобы предупредить простой рабочих и обору-
дования. Этот резерв может быть использован и при решении вопроса
о срочном запуске в производство остродефицитных деталей, если из-
готовление деталей, включенных в план, приостанавливается. К данно-
му резерву следует прибегать в крайнем случае, когда исчерпаны все
другие резервы, поскольку это решение наносит производству невос-
полнимые материальные и денежные потери. Каждый такой случай не-
обходимо разбирать на производственных и диспетчерских совещаниях
и выявлять виновников.
Материальные резервы — это резервы средств производства. Кроме
резервов, перечисленных в § 15.2, к ним относятся страховые (резерв-
ные) заделы полуфабрикатов, деталей, материалов, инструмента, осна-
стки, наличие которых позволяет при перебоях в работе на данном
участке обеспечить временное питание последующих участков и опера-
ций. При их использовании должны быть приняты меры для немедлен-
ного восполнения резервов до нормальной величины.
Моральные резервы — осознание работниками ответственности за
порученное дело и его важности для производства. Обращение к этим
резервам состоит в разъяснении или напоминании работнику о послед-
ствиях, к которым может привести невыполнение задания. Благодаря
этому может быть повышена интенсивность его работы, способствую-
щей скорейшей ликвидации отклонений. Моральные резервы должны
дополняться материальным поощрением за интенсивную работу по ли-
квидации отклонений.
По месту образования и порядку распорядительства различают ре-
зервы, которыми распоряжается диспетчерский аппарат соответствую-
щего подразделения.
К заводским резервам помимо находящихся в общезаводских службах
и хозяйствах (транспортном, энергетическом, ремонтном, складском и др.)
относятся резервы цехов в виде свободных средств производства, спе-
циально выделенных для общезаводских нужд. Они могут быть исполь-
зованы лишь по указанию общезаводского руководящего персонала
или общезаводской диспетчерской службы.
Успешное выполнение заданий предполагает установление опреде-
ленных правил пользования резервами.
1. Обращаться к резервам можно только в исключительных случаях,
когда нельзя предупредить отклонения путем обычного текущего рас-
порядительства по ходу выполнения плана. Частое и необоснованное
обращение к резервам свидетельствует о невысоком уровне линейного
и оперативного руководства.
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 595
2. Сначала используются местные резервы (участка) и только в край-
нем случае — резервы более высокого уровня (цеха, завода). Обращение
к резервам более высокого уровня отвлекает руководителей высшего
звена от выполнения их функций и свидетельствует о неумении ликви-
дировать отклонения за счет внутренних резервов.
3. В первую очередь используются материальные резервы и только
в крайнем случае — резервы рабочей силы (переброска рабочих с одного
участка на другой, применение сверхурочных работ, материальное по-
ощрение за ликвидацию отклонений и др.).
4. При обращении к резервам должно быть обеспечено минималь-
ное вмешательство линейных руководителей высшего звена предприятия
(директора и его заместителей) в текущую деятельность производствен-
ных подразделений.
Основными объектами контроля и регулирования производства яв-
ляются обеспеченность подразделений завода всем необходимым для их
работы и соблюдение календарно-плановых нормативов и предписа-
ний планов-графиков. Кроме того, диспетчерский аппарат осуществляет
контроль за выполнением текущих распоряжений, отданных линейным
руководством завода и отдельных цехов.
В связи с тем, что содержание календарно-плановых нормативов
в производствах разного типа различно, состав объектов контроля и ре-
гулирования конкретизируется.
В серийном производстве в первую очередь контролируются сроки
запуска-выпуска партий заготовок, деталей, узлов, состояние цикловых
и складских заделов, в массовом — установленный ритм работы поточ-
ных линий, период их оборота, очередность и сроки смены объектов
производства, состояние линейных и межлинейных заделов, в единич-
ном — запуск-выпуск ведущих деталей, сроки выполнения работ по уз-
ловой сборке, ход технической и оперативной подготовки производства
по отдельным заказам.
В производстве всех типов объектом текущего контроля и регулиро-
вания является материальная обеспеченность цехов и участков, свое-
временность перемещения предметов труда с операции на операцию,
с участка на участок и из цеха в цех, в первую очередь по отстающим
дефектным деталям.
19.2. Особенности контроля и регулирования количества
и качества в процессах разных видов
Как количество, так и качество продукции создается в ходе осуще-
ствления процесса, т.е. при функционировании динамической произ-
водственной системы. По степени влияния на конечные результаты
38*
596
Раздел IV. Оперативное управление производством
(по выпуску продукции) процессы можно подразделить на следующие
группы: непрерывно-естественные, непрерывно-искусственные, пре-
рывные периодические (многоразовые), прерывные одноразовые.
К непрерывно-естественным можно отнести все аппаратурные про-
цессы, где превращение исходного сырья в продукт осуществляется
внутри замкнутых аппаратов в результате физико-химических реакций,
протекающих без непосредственного воздействия орудий труда и вме-
шательства человека, с помощью которых начато осуществление этой
реакции (задувка доменной печи, пуск ядерного реактора и др.) Харак-
терная особенность таких процессов состоит в том, что бесперебойное
протекание и их конечные результаты, т.е. количество и качество про-
дукта, определяются не столько воздействием орудий труда и самого
труда, сколько количеством и качеством вводимых в процесс матери-
альных и энергетических ресурсов. Другими словами, скорость реакции,
т.е. преобразования ресурсов в продукцию, определяется параметрами
входа. Так, количество и качество чугуна, выплавляемого доменной пе-
чью определенной вместимости, зависит от количества и качества за-
гружаемой руды, кокса, флюсов, давления и температуры дутья и т.д.
Следовательно, основным методом поддержания такой системы в рав-
новесии, т.е. поддержания заданного количества и качества продукта
в заданных пределах, является регулирование поступления материалов
на входе. Поэтому методом регулирования показателей и параметров
процесса является компенсация помех (возмущений) его протеканию.
Суть этого метода — установление количественной зависимости между
возмущением и конечным результатом на выходе — величиной, регу-
лируемой как по количеству, так и по качеству (например, количеством
подаваемого топлива и температурой в доменной печи, количеством
и качеством подаваемого кокса и содержанием углерода и вредных при-
месей в чугуне). Их соотношение определяет величину управляющего
воздействия (рис. 19.1). Таким образом, контроль количества задавае-
мого сырья на входе обеспечивает одновременно и контроль количества
и качества продукции на выходе.
Основная часть информации, необходимой для регулирования та-
кого процесса, — это сведения о количестве и качестве поданых в него
сырья, материалов, топлива, энергии, а также о состоянии основного
и резервного оборудования, обеспечивающего их ввод в процесс (в до-
менную печь, установку и др.), агрегатов, регулирующих объем подачи
(положение клапанов, задвижек, регуляторов и др.), и внутреннем со-
стоянии аппарата (температура, давление и др.).
Управляющее воздействие принимает форму команд, передаваемых
на исполнительные механизмы, которые обеспечивают увеличение (умень-
шение) подачи ресурсов в процесс. В ряде случаев (при ручном регулиро-
вании) это воздействие может осуществляться в виде устных и пись-
менных команд персоналу, приводящему в действие машины.
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
597
Рис. 19.1. Схема регулирования непрерывно-естественного процесса: Y—регулируемая величина
(количество, качество); X—возмущающее воздействие; U—управляющее (регулирующее) воздей-
ствие
Непрерывно-искусственные процессы — это процессы, созданные че-
ловеком из совокупности прерывных частичных процессов, каждый из
которых выполняет функции либо по изготовлению отдельной части
продукта, либо по выполнению отдельной операции и может быть отде-
лен в пространстве и во времени от других элементов. Примером такого
процесса может служить непрерывно-поточное производство машин
и их частей (автомобилей, электродвигателей и др.). Соединенные вместе
(в пространстве) и согласованные во времени (в порядке последователь-
ности операций) прерывные элементы в этом случае составляют единый
непрерывный процесс, т.е. систему жестко связанных рабочих мест.
По характеру преобразования ресурсов в продукцию эти процессы
можно подразделить на процессы, где исходный материал подвергается
непосредственному воздействию орудий труда для изменения его исход-
ных свойств и получения новых (по форме, размерам, структуре и др.),
и процессы, где предмет труда изменяет только свое пространственное
расположение, соединяясь с другими входящими в процесс элемента-
ми. Первый — это получение заготовок деталей или их обработка, вто-
рой — сборка в готовое изделие.
Для процесса обработки характерно наличие на входе одного пред-
мета труда. Контроль и регулирование количества в этом случае осуще-
ствляется на входе, т.е. ведется наблюдение за подачей предметов труда
на первую операцию. Поскольку задержка подачи предмета труда на
первую операцию означает прекращение протекания процесса в целом,
то для обеспечения его непрерывности необходимо перед первой опе-
рацией иметь устройство компенсации — резервное (запасное) количе-
ство предметов, которые запускаются на первую операцию каждый раз,
когда происходит задержка поступления их со стороны, т.е. с предыду-
щих операций. Таким образом, на первой операции контроль и регули-
рование количества осуществляется по комбинированному методу: по
отклонениям и возмущениям одновременно. Контроль и регулирование
598
Раздел IV. Оперативное управление производством
качества проводится на каждой операции, по каждому элементу про-
цесса на основании обратной связи, т.е. по отклонениям. При этом
управляющее воздействие на качество принимает форму команд работ-
никам или исполнительным механизмам, которые обеспечивают обра-
ботку предметов по формам, размерам, внутренним свойствам в преде-
лах, заданных техническими документами.
Поскольку при контроле качества на любой операции может быть
выявлен брак, что вызывает отклонения и в количестве, необходимо,
чтобы информация о качестве передавалась в цепь обратной связи ко-
личества (рис. 19.2).
В непрерывных сборочных процессах число входов предметов равно
числу операций, а выход один, причем на каждую операцию может за-
даваться несколько предметов труда. В процессе такого вида возмуще-
ния на количество действуют на вход каждой операции. При этом
задержка подачи материальных ресурсов (готовых деталей, узлов) на
любой из них влечет за собой остановку (перерыв) совокупного про-
цесса в целом. Поэтому основным методом поддержания процесса
Рис. 19.2. Схема контроля и регулирования количества и качества в непрерывно-искусственном про-
цессе обрабатывающего типа: 1,2, ...,п—операции процесса; Х2..Хп—возмущающие воздей-
ствия на качество; И/—то же на количество на первой операции; I— возмущающие воздействия
внешней среды на количество; PI, Р2.Рп — пооперационные регуляторы качества; РК—регу-
лятор количества; УК—устройство компенсации; 0, ® —устройства сравнения; Ub U2—управ-
ляющие воздействия: Щ = /(ИО. U2 = /(2); XOi> ^ог- %оп и — заданные состояния (эталоны)
соответственно качества и количества
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 599
в равновесии, т.е. обеспечения его непрерывности, является компенса-
ция помех (возмущений), что достигается устройством перед входом
каждой операции накопителей заделов, играющих роль буферных ем-
костей. Резервные предметы труда, находящиеся в запасе, подаются на
вход соответствующей операции с каждой задержкой на выходе преды-
дущих стадий (заготовительных, обрабатывающих) совокупного про-
цесса или в снабжении комплектующими изделиями извне. Поэтому
устройство компенсации необходимо иметь на входе каждой операции.
Качество готового продукта может быть проверено лишь после выпол-
нения всех операций процесса, поэтому его контроль и регулирование
осуществляются после последней операции (рис. 19.3).
Прерывные периодические процессы имеют место в серийном произ-
водстве, где предметы труда на данной операции обрабатываются пар-
тиями, после чего передаются на следующую, а в это время на этой же
операции приступают к обработке партии других деталей. При этом
процесс обработки конкретной детали прерывается как на операции
(в ожидании окончания изготовления партии), так и между операциями
(на время передачи партии и ожидания начала обработки). Характерным
для таких процессов является чередование обработки одних и тех же
предметов в заданной последовательности через определенный более
Рис. 19.3. Схема контроля и регулирования количества и качества в непрерывно-искусственном про-
цессе сборочного типа: , Х2. • • •. — возмущающие воздействия и устройства компенсации по
операциям УК1, УК2....УКл; РК, Р—регуляторы соответственно количества и качества по откло-
нениям; Х0) Wo— заданные состояния качества и количества
600
Раздел IV. Оперативное управление производством
или менее длительный период времени. Совокупный процесс оказыва-
ется как бы слепленным из отдельных осколков таким образом, что его
заключительные операции (сборочные) могут осуществляться непре-
рывно. Эта непрерывность достигается только в том случае, если строго
выдерживаются сроки и последовательность чередования предшест-
вующих операций.
Контроль количества и качества таких процессов усложняется. От-
рицательные воздействия на них могут иметь место на каждой опера-
ции. По количеству — это задержка в подаче предметов на входе, по
качеству — индивидуальные воздействия орудий труда и работника на
предмет труда. Циклический характер производства повторяющихся
работ позволяет разработать стандартный эталон (план-график) проте-
кания операций процесса во времени. Поэтому контроль за началом
и окончанием операций на каждом рабочем месте одновременно явля-
ется и контролем количества. Однако строгое соблюдение периодично-
сти процесса обеспечит выпуск продукции в заданном объеме только
в том случае, если в производство каждый раз запускаются предметы
в заранее обусловленном, стандартном количестве, т.е. в объеме нор-
мативной партии. Поэтому контроль количества в прерывном перио-
дическом процессе сводится в первую очередь к контролю соблюдения
размеров партий и периодичности их запуска-выпуска.
Так как одинаковые детали в процессе обрабатываются партиями,
то контроль размера партий осуществляется лишь на первой операции,
т.е. однократно. При дальнейшем прохождении партии деталей в про-
цессе контроль количества превращается в наблюдение за сроками запус-
ка-выпуска по каждой операции, т.е. становится пространственно-вре-
менным фактором, причем выравнивание отклонений по количеству,
т.е. по времени, осуществляется с помощью обратной связи, а для уст-
ранения возмущений на входе и выходе процесса (т.е. при нарушении
размера партии) создаются компенсаторы в виде запасов (заделов) —
заготовок перед первой операцией и готовых деталей после последней.
Поскольку для каждой операции устанавливается особый эталон
(показатель) качества и отклонения возможны на каждой стадии про-
цесса, контроль и регулирование качества организуются пооперацион-
но. Общая схема контроля и регулирования количества и качества
в прерывных периодических процессах приведена на рис. 19.4.
Как видно из рисунка, продолжительность протекания операции,
т.е. временые связи, в таких процессах становится важнейшим элемен-
том контроля и регулирования количества. Поэтому главная задача —
обеспечить выполнение операций в заданный срок.
Прерывные одноразовые процессы имеют место при выпуске продук-
ции в единичных экземплярах. В этом случае изготовление отдельных
ее частей в пространстве и во времени не повторяется. Из-за множества
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
601
Рис. 19.4. Схема контроля и регулирования количества и качества в прерывном периодическом про-
цессе за время цикла обработки: 1 (S^, 2(S2),..., m (Sm)—номера операций и соответствующие им
участки; л0—эталон количества (нормативный размер партии); пь. ..,пт—возмущающие воздей-
ствия на количество (на размер партии) при запуске и выпуске; УК1,..., УКт—устройства компен-
сации на первой и последней операциях; f01l tQ2, .... tQm — заданный эталон или план-график
моментов начала и окончания обработки на соответствующей операции: fi, U—возмущающие
воздействия на количество (продолжительность соответствующих операций); S — подразделение
(пространство), в котором осуществляется обработка деталей; РК1, РК2,..., РКт и Р1, Р2,..., Pm—
пооперационные регуляторы соответственно количества и качества по отклонениям во времени; ос-
тальные обозначения — см. рис. 19.2
различных элементов (изделия различаются по своим формам и разме-
рам, а главное — по трудоемкости) установить наблюдение за обработкой
каждого из них не представляется возможным. Поэтому выделяются
так называемые ведущие элементы (детали, узлы), которые и являются
602
Раздел IV. Оперативное управление производством
предметом контроля сроков и качества их изготовления. К ним привя-
зывается прохождение по подразделениям предприятия и более мел-
ких, второстепенных деталей.
В условиях прерывного одноразового производства из-за большого
разнообразия предметов труда и нерегулярности их изготовления наря-
ду с наблюдением за прохождением ведущих деталей важное значение
имеет обеспечение равномерного использования средств труда. Это,
в свою очередь, предполагает подбор и комплектование работ на каж-
дый дробный плановый период (неделю, сутки, смену) на каждую еди-
ницу оборудования в более или менее одинаковом размере. Поэтому
контроль и регулирование количества в этом случае дополняется на-
блюдением за загрузкой оборудования, в первую очередь ведущего,
уникального и дефицитного. Контроль и регулирование качества здесь
включает проверку предмета не только после каждой операции, но и по
переходам, т.е. по элементам операции.
19.3. Внешние возмущающие воздействия
на производственный процесс по количеству
и их влияние на его устойчивость
Внешняя среда влияет на состояние совокупного процесса как на
его входе, так и на выходе. Главным возмущающим воздействием на
процесс на входе является нарушение сроков или условий поставки ре-
сурсов (материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий и др.)
как по количеству, так и по качеству. На выходе — это требования по-
требителя изменить количество продукции (увеличить или уменьшить
количество поставляемой продукции, перераспределить во времени по-
ставки продукции, изменить конструкцию отдельных деталей и узлов
и др.). В условиях рынка предприятие должно знать и оценивать эко-
номические последствия воздействий на него внешней среды и адапти-
роваться к ним с минимальными потерями. Именно поэтому большой
интерес представляет изучение реакций производственной системы и ее
элементов на внешние возмущения. Это необходимо для переналадки
производства и его подразделений таким образом, чтобы свести к ми-
нимуму потери или обеспечить максимальную выгоду за счет быстрой
реакции на внешние воздействия.
Сначала рассмотрим задачу в общем виде. Поскольку предприятие
является динамической системой с обратной связью, с помощью кото-
рой обеспечивается динамическое равновесие, то всякая задержка по-
ставок материалов на входе, повышенный или пониженный спрос на
продукцию на выходе действует на него подобно приложению допол-
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 603
нительной силы к динамической механической системе. Эта сила вы-
зывает в ней отклонения от заданного состояния.
Величина отклонения в любой момент t в регулируемых систе-
мах с обратной связью определяется по формуле
Г(0=(5/ОТ(0), (19.1)
где SR — оператор обратной связи; 5— мощность регулируемой систе-
мы; R ~ мощность регулятора; У(0) — отклонение (возмущение) от за-
данного состояния в начальный (исходный) момент /о*
Если А и 5 имеют одинаковые знаки, в системе регулирования су-
ществует положительная обратная связь, если разные, — отрицательная.
Отрицательная обратная связь способствует стабилизации процесса в пре-
делах заданного состояния. При этом система будет устойчивой, если
SR< 0.
Из формулы (19.1) видно, что отрицательная обратная связь при
57? < 0 вызывает затухающие колебательные отклонения от заданного
состояния. Так, если в исходный момент (при t = 0) отклонения от за-
данного состояния составят 20 ед. (У(о> = 20), то при SR = -1 /2 через
интервалы t — 1 отклонения составят:
У(1) = (-1/2)1 • 20 =-10;
К(2) = Н/2)2 • 20 = 5;
У(3)=(-1/2)3-20 = -2,5;
У(4) = (-1/2)4 • 20 = 1,25; ...,
т.е. система стремится к равновесию (рис. 19.5).
Показанное на рис. 19.5 затухание отклонений достигается путем
корректирующего воздействия на систему в момент возникновения от-
клонения (в момент / = 0). Однако при регулировании процесса имеет
место задержка во времени между моментом возникновения отклонения
на выходе системы и моментом введения корректирующего воздействия
на входе. При этом наиболее неблагоприятной для обеспечения устой-
чивости системы является величина задержки, равная точно половине
периода колебания (в нашем примере период колебания равен двум).
В этом случае корректирующее воздействие не уменьшает, а, наоборот,
усиливает колебания, т.е. величину отклонений.
Основными мероприятиями, обеспечивающими сведение к мини-
муму потерь от нарушения равновесия системы, являются: 1) макси-
мальное уменьшение периода запаздывания; 2) прогнозирование про-
изводственной ситуации с тем, чтобы заранее предвидеть отклонения
и принимать решения с упреждением; 3) непрерывное наблюдение за
604
Раздел IV. Оперативное управление производством
Рис. 19.5. Затухание колебаний (отклонений) в системе под воздействием регулятора обратной связи
ходом производства, что позволяет свести к минимуму отклонения
системы от заданного состояния.
Поскольку предприятие в отличие от простой динамической системы
состоит из многочисленных подразделений (подсистем и элементов),
каждое из которых имеет свой вход, выход и величину запаздывания,
то отклонение, вызванное воздействием внешней среды, в свою очередь,
вызывает цепь отклонений в протекании процессов ее внутренних эле-
ментов.
Сначала рассмотрим реакцию внутренних элементов и предприятия
в целом на возмущения на входе системы. Наиболее частым внешним
возмущающим воздействием на входе является либо задержка в полу-
чении очередной партии материалов, либо поставка их в уменьшенном
по сравнению с нормой количестве. Эти возмущения влияют прежде
всего на работу первого по ходу производственного процесса техноло-
гического передела (цеха). В таком случае этот цех (например, кузнеч-
ный, литейный и др.) будет некоторое время осуществлять процесс
в прежнем темпе за счет имеющихся страховых (резервных) запасов
материалов, по исчерпании которых производство прекратится до мо-
мента очередной поставки (рис. 19.6).
Если эти возмущения будут носить систематический (постоянный)
характер, то либо первое по ходу технологического процесса подразделе-
ние, а за ним последовательно другие должны перестроиться на более
низкий темп производства, либо необходимо предусмотреть регулярные
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
605
а
п
Рис. 19.6. Схема движения запасов материалов и среднедневного производства заготовок при воз-
мущениях на входе процесса: а — при систематической задержке (увеличенном интервале) поставки;
б—при уменьшении партии поставки; —текущий запас; страховой запас; п, Мост—
нормативные партия и период поставки; п\ — соответственно фактические величины; с/'—
фактический среднедневной выпуск заготовки; ?прост — простой цеха из-за отсутствия материалов;
f3an — время запаздывания поставки
перерывы (простои) в работе. Новый темп (d^ при этом определится по
формуле
d'=—d или d’-~^-d,
И пост
где п, п' — соответственно исходная и фактическая партии поставки;
d ~ исходный темп выпуска изделий (шт/день); /пост, йост — соответст-
вующие интервалы поставки.
606
Раздел IV. Оперативное управление производством
Так, если в нашем примере исходный интервал поставки составлял
40 дней, а нормативная партия поставки при d = 300 шт/день составля-
ла 12 тыс., то при увеличении интервала до 50 дней при прежней пар-
тии поставки или снижении ее до 9600 единиц новый темп выпуска
продукции должен составить
d' = — • 300 = 240шт/день или d' = . 300 = 240шт/день,
50 12000
что на 20 % ниже исходного.
Если уменьшение срока или партии поставки носит случайный,
временный характер, то недополученное количество материалов долж-
но быть компенсировано в последующих поступлениях или путем со-
кращения интервала поставки на величину А/ при прежнем размере
партии либо при ее увеличении на Ди при неизменном интервале по-
ставки. При этом величины Д/ и Ди определятся по следующими выра-
жениям:
At — Аап/^пост И ДИ — /^tioct j
где /зап — общее время запаздывания, дн.; кпост — количество последую-
щих поставок, в которых предусматривается возмещение запасов.
Сказанное проиллюстрируем примером. Предположим, что в ре-
зультате задержки четырех поставок каждой на 10 дней (а всего на 40
дней) недополучено материалов на 12 тыс. комплектов изделий. При
уровне страхового запаса в 6 тыс. ед. заготовительный цех простоит
Г12000 -6000А тт -
дважды по 10 дней, т.е. 20 дней ---------- . Чтобы не прерывать
I 300 )
в дальнейшем процесс получения заготовок и восполнить страховой
запас материалов до установленной нормы в четырех последующих по-
ставках, необходимо или сократить их сроки по сравнению с норма-
тивными на 10 дней (40/4), т.е. с 40 до 30 дней при прежнем размере
партии, или же временно (на четыре поставки) увеличить партию от-
„ <40-ЗООЛ
грузки на 3 тыс. комплектов I—-—I т.е. с 12 до 15 тыс. (рис. 19.7).
Выясним, какое влияние оказывают задержки поставок материалов
с последующей компенсацией на работу отдельных подразделений пред-
приятия. Во время первых двух задержек поставки материалов на 10 дней
производственный процесс заготовительного цеха не прерывался за
счет использования страхового запаса. В течение двух последующих за-
держек это подразделение простояло по 10 дней. В связи с учащением
поставок или увеличением партии отгрузки для компенсации недодан-
ного количества заготовок цех должен временно повысить темп работы,
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
607
- страховой запас
Рис. 19.7. Движение запасов материалов при компенсации недогрузки в последующих четырех по-
ставках (нормативный запас 18 тыс. шт.): а—при уменьшенном интервале поставки; б—при увели-
ченной партии поставки
по крайней мере до уровня, обеспечивающего потребление всей партии
материалов до следующей поставки.
В нашем примере при сокращении интервала поставки с 40 до 30 дней
/ 40
временный темп выпуска заготовок d' = -^d = — • 300 = 400 комплек-
ЧПОСТ
тов в день, или на 33 % выше исходного; а при увеличении партии по-
ставки с 12 до 15 тыс. комплектов d' = 300- = 375 комплектов
12000
в день, т.е. на 25 % выше исходного. Этот темп должен быть сохранен
на время между двумя последующими поставками (не считая первой),
т.е. в первом случае на 60 дней, во втором на 80. Однако процесс увели-
чения выпуска не может быть мгновенным. В какой-то период времени
он увеличивается на определенную величину, затем стабилизируется
и снова уменьшается до исходной величины. Если предположить, что
уменьшение или увеличение осуществляется равномерно в течение
608
Раздел IV. Оперативное управление производством
1/3 периода, а в течение 1/3 периода выпуск остается стабильным, то
максимальный темп производства определится по формуле
(
где /прост"” время перерыва (простоя) в работе соответствующего подраз-
деления из-за отсутствия материалов; t — время, в течение которого
предусматривается восполнение потерь продукции.
В рассматриваемом примере для заготовительного цеха /прост = 20 дней,
/ = 60 дней, тогда
( 3 20А
dmax = 300 1 + = 450 ед/день,
К 2 60J
или на 50 % выше нормы.
Другими словами, для восполнения недоданного количества загото-
вок (6 тыс. комплектов) в течение 60 дней производительность загото-
вительного цеха временно должна возрасти на 50 %. Это означает, что
он должен иметь резервы мощностей и трудовых ресурсов. Обычно та-
кие резервы кроются в увеличении сменности работы оборудования,
в применении явных или скрытых сверхурочных работ, а чаще всего —
в наличии излишнего оборудования, площадей, повышенной (по срав-
нению с действительной потребностью) численности рабочих.
Перебои в работе цеха, первого по ходу технологического процесса
окажут влияние на работу последующих цехов в том случае, если стра-
ховых запасов заготовок и деталей будет недостаточно, чтобы обеспечить
работу при прекращении поступления заготовок и деталей. В нашем
примере механический цех, поскольку страховой запас заготовок в нем
составляет 3 тыс. шт., после первого перерыва в работе заготовительного
цеха не будет простаивать, но после второго перерыва простой составит
. Г6000- ЗООСЛ 4ПЛП
10 дней I---—-----1, где 6000 — число недопоставленных комплектов
заготовок.
Если недоданное количество комплектов готовых деталей сбороч-
ному цеху (3 тыс. ед.) предусматривается восполнить в течение 60 дней,
то временная максимальная производительность механического цеха
( 3 Ш
rfmax=300 1 + ~ = 375 ед/день,
V 2 оОу
или на 25 % выше исходной. Таким образом, и следующий по ходу тех-
нологического процесса цех должен иметь резервы мощностей, чтобы
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
609
восполнить недоданную продукцию и тем привести систему в динами-
ческое равновесие.
Между механическим и сборочным цехами имеется страховой запас
деталей в количестве 3 тыс. комплектов, обеспечивающий работу сбо-
рочного цеха в течение 10 дней после прекращения поступления их из
механического цеха. Поскольку перерывы в поступлении составили
только 10 дней, простой в работе сборочного цеха будет отсутствовать.
Таким образом, колебания в темпах выпуска будут постепенно затухать
Время, дн.
Рис. 19.8. Схема изменения темпа производства при компенсации потерь от простоя из-за задержек
в поставках материалов: 1 — заготовительный цех; 2—механический цех
Итак, возмущающие воздействия внешней среды на входе производ-
ственной системы вызывают наибольшие отклонения в первых по ходу
технологического процесса элементах, обусловливая в них наибольшую
амплитуду колебаний, которые постепенно затухают в последующих
элементах. Для компенсации отклонений и поддержания системы в ди-
намическом равновесии на выходе должны иметься резервы средств
производства (подобно живому организму, способному на воздействие
внешней среды отреагировать учащением дыхания, пульса, напряжени-
ем мускул и тд.), величина которых должна быть больше на начальных
стадиях производства и постепенно снижаться к конечным стадиям.
39 Зак. 2150
610
Раздел IV. Оперативное управление производством
В рыночных условиях на уровень дохода предприятия, его финансо-
вое положение большое влияние оказывает быстрота реагирования на
требования потребителя к количеству и качеству продукции, т.е. на
возмущения на выходе системы. Только предприятие, которое сможет
быстро удовлетворить требования потребителя, получит максимальную
экономическую выгоду. В связи с этим представляет большой интерес
выявление реакции предприятия в целом и отдельных его подразделе-
ний в том случае, если потребность в его продукции увеличивается.
Для этого рассмотрим упрощенный пример. Предположим, что спрос
на изделия машиностроительного предприятия увеличивается на 10 %.
Какова будет реакция предприятия как системы и его внутренних эле-
ментов на это внешнее воздействие и какие потребуются дополнитель-
ные ресурсы для удовлетворения этого требования? Если бы реакция
была мгновенной, то все подразделения были бы одновременно пере-
строены на новый уровень производства, обеспечивающий увеличение
выпуска, например с 300 до 330 машин в день, и, таким образом, пред-
приятие в целом и его многочисленные цехи и участки перешли бы на
новый уровень работы без каких-либо колебаний производительности.
На самом же деле имеет место длинная цепь запаздываний как во
времени разработки нового эталона поведения каждого элемента сис-
темы, так и в сроках перехода их на новый уровень производства. Зака-
зы на дополнительные 30 машин поступают в отдел сбыта завода,
который передает распоряжение складу готовой продукции об их от-
грузке из имеющегося запаса. В свою очередь, склад готовой продук-
ции передает сборочному цеху заказ на сборку дополнительных машин
для отгрузки и восполнения запаса. Сборочный цех, получив заказ,
принимает решение о закладке дополнительного количества машин (из
имеющегося на складе запаса деталей), которые будут собраны через
время, обусловленное длительностью цикла сборки, например через
10 дней. Склад деталей сборочного цеха выдает заказ на дополнительное
количество деталей, которые, например, будут изготовлены механическим
цехом только через 20 дней, а их заготовки в заготовительном цехе —
еще через 10 дней. Данные о запаздывании приведены в табл. 19.1,
а схема движения информационных и материальных ресурсов — на
рис. 19.9.
Как видно из таблицы и схемы, машины, заказанные отделом сбыта
в данный момент, будут изготовлены и поступят на склад готовой про-
дукции через 44 дня. И если бы все элементы системы (в нашем приме-
ре — цехи и склады) были соединены жесткой связью, переход системы
на новый уровень выпуска на выходе был бы осуществлен также через
44 дня, т.е. только через 44 дня завод смог бы отгрузить потребителям
330 машин вместо 300.
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
611
- движение информации (оформление заказов)
- дЬижение материальных ресурсов и продукции (выполнение заказов}
- частные и общие (в скобках} запаздывания, дн
Рис. 19.9. Схема движения информационных и материальных ресурсов во времени при воздействии
внешней среды (изменение уровня заказов)
Таблица 19.1
Время запаздываний по отношению к моменту получения требования о переходе
предприятия на новый уровень производства, дн.
Наименование подразделения Характер функций Запаздывание к исходной дате
частное общее (нарастающим итогом)
Отдел сбыта Выдача заказа складу готовой про- дукции 0 0
Склад готовой Отгрузка машин 1 I
продукции Оформление заказа сборочному цеху 1 2
Сборочный цех Сборка машин 10 12
Оформление заказа на дополнитель- ные детали 1 13
Механический цех Изготовление деталей 20 33
Оформление заказа на дополнитель- ные заготовки 1 34
Заготовительный цех Изготовление заготовок 10 44
На самом деле между каждым элементом системы имеются аморти-
заторы, буферные устройства, играющие роль компенсаторов, в виде скла-
дов, на которых имеется определенный запас предметов труда и готовой
продукции, позволяющий каждому элементу реагировать на возмущения
39*
612
Раздел IV. Оперативное управление производством
самостоятельно. Склад готовой продукции, не дожидаясь сборки до-
полнительного количества машин, может отгрузить их из имеющихся
у него запасов. Сборочный цех может начать сборку машин за счет
имеющегося запаса деталей, механический — за счет запаса заготовок
и т.д. В табл. 19.2 приведены данные о нормативных запасах предметов
на складах.
Таблица 19.2
Исходная (нормативная) величина запасов продукции и предметов труда
Наименование запасов Место хранения Объем запасов
в днях в машинах
исходный новый
Готовые машины С£лад готовой продукции 10 3000 3300
Готовые детали Склад деталей сборочного цеха 10 3000 3300
Заготовки деталей Склад заготовок механического цеха 10 3000 3300
Передаваемые отделом сбыта складу готовой продукции требования
внешней среды (потребителей) об увеличении ее отгрузки ежедневно
на 10 % (30 машин) приведут к следующим изменениям (возмущени-
ям) в установившемся равновесии динамической системы, какой явля-
ется предприятие. Склад, начиная со второго дня, начнет выдавать
заказы на сборку в увеличенном размере для обеспечения возросшего
темпа отгрузки и восполнения текущего запаса до прежней нормы
(3 тыс. машин) и для выхода на новый уровень запасов готовых машин
в размере 10-дневной потребности, т.е. до 3300 машин. Следовательно,
объем выданных заказов на сборку будет зависеть прежде всего от
уровня запасов изделий на складе Z„*. В любой j-й момент времени он
определится по формуле
Z^ = Z„-+Т(Л^-ЯСД (19.2)
где Т — интервал, через который производится расчет уровня запаса,
дн.; чем он короче, тем точнее отражается фактическая динамика дви-
жения запаса; если принять для наших условий Г= 0,1 дня, то в течение
первого дня запас будет через интервал 0,1 дня снижаться на 3 машины;
Пгу — количество изделий, получаемых складом готовой продукции из
сборочного цеха, шт/дн.; ПСц— количество изделий, отгруженных в этот
же день.
В нашем примере расчет по формуле (19.2) показывает, что запас
готовых машин будет постепенно снижаться через интервал 0,1 дня на
3 машины, к концу первого дня снизится на 30, а к концу десятого, т.е.
к тому моменту, когда начнет поступать из сборочного цеха дополни-
тельное количество машин из числа заказанных, он снизится на 300 из-
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 613
делий. При этом количество заказанных складом машин у в k-й день для
обеспечения отгрузки 3^ и восполнения прежнего запаса (в 3 тыс. шт.)
определится по формуле
Srfk “ ПСу + — (^норм ~ 2^),
ц.сб
где Гц.сб — время, в течение которого осуществляется пополнение запа-
са (цикл сборки); ZHopM — нормативный исходный запас на складе, шт.
Заказы склада постепенно начнут возрастать с 300 машин в первый
день до 360 в одиннадцатый, когда запас на складе будет минимален,
после чего он должен был бы стабилизироваться на уровне 330 машин.
Но для увеличения запаса на складе до нового норматива в 3300 изде-
лий необходимо по крайней мере еще в течение 10 дней дополнительно
заказать 300 машин.
Таким образом, если считать, что заказы постепенно увеличиваются
по мере уменьшения запасов, а затем уменьшаются по мере увеличения
их, то окажется, что они в течение 10 дней увеличиваются с 300 до
360 изделий в день, 10 дней остаются на уровне 360 и затем уменьша-
ются до 330. Всего за 30 дней сборочному цеху будет заказано дополни-
тельно 1200 машин, из них 900 для компенсации повышенной отгрузки
со склада и 300 для увеличения запаса до нового норматива в 3300 шт.
Вследствие повышенного спроса сборочный цех будет развертывать
дополнительный выпуск машин. Поскольку процесс расширения про-
изводства не может быть мгновенным, то количество собранных машин
с 300 в день будет в первые дни медленно увеличиваться, а затем воз-
растать ускоренными темпами для компенсации увеличенной отгрузки
и восполнения запасов. Если принять, что производство возрастает по
экспоненциальному закону, то примерно через 20 дней перехода на новый
темп оно достигает максимума, составляющего около 390 машин в день,
т.е. на 30 % выше исходного, после чего постепенно снижается до исход-
ного в 300 и затем возрастает до нового уровня в 330 машин в день.
Амплитуда колебаний производства в механическом цехе будет боль-
ше, чем в сборочном, как за счет запаздывания реакции на возмущения,
так и в связи с тем, что ему необходимо в те же 30 дней дополнительно
изготовить детали уже не на 1200, а на 1500 машин, 300 из которых не-
обходимы для создания повышенного нормативного запаса их в сбо-
рочном цехе. Таким образом, максимальное отклонение производства
от исходного уровня составит уже не 30, а 50 %.
Еще большее отклонение будет наблюдаться в заготовительном цехе,
который примерно за тот же период должен изготовить дополнительно
1800 комплектов заготовок деталей, половина из которых предназначе-
на для заполнения увеличенных каналов запасов. Максимальное уве-
личение темпа производства составит примерно 70 % (рис. 19.10).
614
Раздел IV. Оперативное управление производством
Рис. 19.10. Схема колебаний (отклонений) в работе подразделений производственной системы при
воздействии внешней среды на выходе (при требовании увеличить поставку продукции на 10 %):
1 — сборка машин; 2—обработка деталей в механическом цехе; 3—получение заготовок; 01 —
исходный уровень (эталон) поведения системы (поставка 300 машин в день); 02 — новый уровень
(эталон) (поставка 330 машин в день)
Таким образом, всякое воздействие на предприятие как систему на
ее выходе вызывает цепь колебаний в процессе производства, амплиту-
да которых увеличивается в подсистемах (подразделениях), располо-
женных в порядке, обратном ходу технологического процесса. При
этом для удовлетворения требований внешней среды об увеличении
поставки продукта немедленно, т.е. без разрыва во времени, отдельные
элементы производственной системы должны располагать резервами
мощностей и трудовых ресурсов в гораздо больших масштабах, чем
увеличивается размер требований на продукт. Так, в нашем примере
при увеличении общей отгрузки готовой продукции на 10 % сборочный
цех должен располагать резервами, позволяющими увеличить число
собираемых машин в отдельные дни на 30 %, механический цех — уве-
личить обработку деталей на 50, а заготовительный — на 70 %.
Таким образом, всякая ликвидация отклонений, связанных с внеш-
ними возмущениями на выходе, требует наличия внутри предприятия
резервов (временных компенсаторов) технических, материальных и тру-
довых ресурсов. Поскольку такая же закономерность имеет место и при
воздействии внешней среды на входе системы (см. рис. 19.8), следует
считать, что наличие в подразделениях производственных резервов,
уменьшающихся по ходу процесса, является объективной необходимо-
стью. Оно обеспечивает динамическое равновесие системы при воздей-
ствии на нее внешней среды.
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
615
19.4. Контроль и регулирование количества
при возмущающих воздействиях внутренних элементов
Помимо внешних воздействий на устойчивость системы большое
влияние оказывают внутренние воздействия. Возмущающие воздейст-
вия внутренних элементов на поведение производственной системы,
нарушающие нормальный ход процесса в данном подразделении, воз-
никают по следующим причинам:
1) отсутствие предметов труда (заготовок, деталей и т.д.) на после-
дующих переделах из-за несвоевременного запуска или выпуска их на
предыдущих;
2) несвоевременная доставка материалов, инструмента, оснастки
и других средств производства со складов на рабочие места;
3) задержка в перемещении предметов труда из цеха в цех, с участка
на участок, с операции на операцию;
4) аварийный выход оборудования из строя или задержка из-за его
планового ремонта;
5) перебои в энергоснабжении;
6) нарушение трудовой и производственной дисциплины (неявка на
работу, невыполнение норм выработки, самовольный уход с работы,
брак и др.);
7) невыходы на работу по уважительным причинам;
8) ошибки в технических и организационно-плановых документах;
9) нарушение календарно-плановых нормативов и параметров, опре-
деляющих движение предметов труда в ходе производственного процесса;
10) помехи и искажения в каналах обратной связи;
11) изменения в программе выпуска.
Перечисленные выше возмущения на каждый элемент системы дей-
ствуют по каналам как прямой связи, так и обратной. Они являются
результатом отклонений от эталона на выходе предыдущих элементов
системы (производственных и обслуживающих цехов, отделов, участ-
ков, складов, рабочих мест и т.д.). В конечном счете они представляют
собой задержку в поступлении всех видов ресурсов. То, что любое от-
клонение в поступлении ресурсов сводится к задержке поступления их
во времени, видно из формулы
s = у£
где s — масса ресурсов, поступивших за период г; у — скорость их посту-
пления.
Из формулы видно, что t = s/y. Если ресурсов поступает в единицу
времени меньше, т.е. у' < у, это равносильно задержке их поступления
с прежней скоростью на величину АЛ
616
Раздел IV. Оперативное управление производством
Например, при работе предприятия в две смены (в течение 16 ч)
нормативный суточный объем поступления ресурсов предусмотрен
в количестве 320 комплектов со скоростью поступления 20 ед/ч. Фак-
тически же в течение суток скорость поступления составила 15 ед/ч.
Снижение скорости поставок привело к задержке поступления на 4 ч
(дг= 16.20214
V 20 )
Всякое нарушение в поступлении ресурсов всех видов (материалов,
полуфабрикатов, энергии, оборудования, инструмента, рабочей силы)
для осуществления процесса в данном элементе системы вызывает от-
клонения в протекании процесса в любом связанном с ним элементе
системы (цех, участок, рабочее место) и соответствующие колебания,
величина которых тем больше, чем больше исходное время задержки.
Возмущения на выходе являются результатом изменившихся требо-
ваний последующих элементов относительно сроков и количества по-
ставляемых для них предметов труда. Эти требования передаются по
каналам обратной связи и вызывают отклонения в устойчивости эле-
мента (аналогично воздействию внешней среды на выходе системы).
Устранение отрицательного воздействия как на элемент, так и на
производственную систему в целом и поддержание их в динамическом
равновесии (обеспечение бесперебойного хода процесса, или, другими
словами, поддержание средней скорости преобразования ресурсов в про-
дукцию), а также переход на новую (повышенную) скорость требует на-
личия резервов как на входе, так и на выходе.
Учет и выделение резервов в явном виде позволяют эффективно ре-
шать не только производственные, но и социальные проблемы, прежде
всего проблемы производительного ритмичного использования трудо-
вых ресурсов, укрепления трудовой дисциплины, оплаты по труду и др.
Все виды резервов как компенсаторов отклонений в конечном счете
связаны с временем. Следовательно, как материальные, так и трудовые
резервы можно свести к производственному времени, исходя из того,
что страховой запас ресурсов является произведением скорости их
потребления и времени, в течение которого они потребляются, т.е.
Zcrp = у/, откуда t - Z^/v. Так, если запас готовых деталей перед сбор-
кой составляет 3000 комплектов, то при ежедневной сборке 300 машин
его будет достаточно для работы сборочного цеха в течение 10 дней.
Следовательно, располагая резервным запасом деталей в 3000 комплек-
тов, сборочный цех имеет резервное время 10 дней, в течение которых
он может обеспечить бесперебойную работу независимо от цехов, по-
ставляющих ему детали. И наоборот, наличие резервных сроков (вре-
мени) свидетельствует о том, что имеются резервные ресурсы в объеме,
равном произведению этих сроков и скорости их потребления.
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
617
Таким образом, если динамическая система, какой является пред-
приятие, настроена на определенную скорость преобразования ресурсов
в продукцию, то контроль за их использованием является одновременно
и контролем количества, т.е. объема выпускаемой продукции. Эту же
задачу можно решить, если обеспечить контроль и регулирование ско-
рости и поддержание ее в заданных пределах. Для контроля и регулиро-
вания скорости (производительности) и пути (объема выпуска продукции)
широко используются графические модели процесса, изображающие его
ход с помощью сетевых и ленточных графиков.
Ленточные графики позволяют наглядно изобразить ход производ-
ства, т.е. его основные параметры (скорость v и пройденный путь 5), во
времени в одномерном (либо v, либо 5) или в двухмерном (одновремен-
но v и з) измерении. Примером одномерной модели процесса может
служить график часового выпуска продукции в непрерывном произ-
водстве, на котором плановая скорость преобразования ресурсов, т.е.
плановая часовая производительность процесса, показывается в виде
прямой линии во времени, а фактическая производительность за каж-
дый час — в виде диаграммы или ломаной линии (рис. 19.11).
Контроль скорости (производительности) позволяет определять со-
стояние системы на выходе, однако не дает представления о количестве
----------планоЬая часоЬая произЬодительность
----------фактическая часоЬая произЬодительность
Рис. 19.11. Графическая модель контроля количества выпускаемой продукции (состояние системы
на выходе) по скорости (производительности) процесса
618
Раздел IV, Оперативное управление производством
продукции, выпущенной за определенный период (сутки, неделю и т.д.),
т.е. не позволяет определить пройденный путь. Поэтому одномерные
графики чаще применяются для изображения количества выпущенной
продукции во времени нарастающим итогом.
Недостатком одномерных ленточных графиков является то, что с их
помощью контролируется только один параметр, т.е. либо производи-
тельность, либо выпущенное количество продукции. По двухмерному
ленточному (линейному) графику можно контролировать одновремен-
но два параметра: производительность и количество выпущенной про-
дукции. Пример двухмерного графика приведен на рис. 19.12. На нем,
как и на предыдущих графиках, на оси абсцисс откладывается время,
а на оси ординат — количество выпущенной продукции. Наклонные
линии отображают скорость (производительность). Чем больше угол
наклона, тем выше скорость. При нулевом наклоне выпуск продукции
приостанавливается, и тогда линия идет параллельно оси абсцисс.
На таком графике хорошо видно состояние процесса в любой момент.
Если v' > v, т.е. фактическая скорость выше проектной, выпуск продук-
ции идет с опережением, если v' < v, — то с отставанием, поэтому ко-
личество выпущенной продукции будет ниже планового. Если же у’ = О,
------ плановая произЬодительность
-----_ фактическая производительность
Рис. 19.12. Двухмерный график контроля количества
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 619
то имеет место перерыв (простой) в работе. Другими словами, двухмер-
ные графики дают значительно больше контрольной информации, чем
одномерные. Из нашего примера видно, что из-за пониженной произ-
водительности в течение четырех дней имело место отставание в вы-
пуске продукции на величину Asb которое затем возросло до As2 из-за
простоя в последующие два дня (v' = 0). Увеличение производительно-
сти в последующие смены до v'= v, а затем до v' > у позволило умень-
шить отставание и к концу месяца выполнить программу.
Контроль по конечным результатам (по выпуску) дает наибольший
эффект, если одновременно контролируются промежуточные результаты
(ход производства по предыдущим стадиям процесса, т.е. по предыдущим
входам и выходам отдельных операций процесса). Такими промежуточ-
ными результатами могут быть поставка двигателей, сборка важнейших
агрегатов, поставка комплектующих изделий для сборки отдельных уз-
лов и агрегатов, изготовление ведущих деталей, получение заготовок,
поставка материалов и др. На рис. 19.13, а показан упрощенный гра-
фик изготовления изделия во времени, где кружками обозначено окон-
чание операций (изготовления деталей и сборки), выполняемых на
заводе, треугольниками (1, 2, 3) — получение исходных материалов,
ромбиками (4, 6, 8) — получение комплектующих изделий по коопера-
ции, квадратом (13) — получение двигателя. При этом операции 1—5
и 2—5 означают изготовление деталей узла 1, 5-9 — его сборку, а опера-
ции 3—7 и 9—10 — соответственно изготовление деталей и сборку узла 2.
Операция 6-12 — сборка узла 3, а 14, 15 — установка двигателя и ис-
пытание машины.
Из рисунка видно, что промежуточные результаты должны значи-
тельно опережать во времени конечный. Так, двигатели должны быть
поставлены за 2 дня до выпуска, сборка узлов должна быть закончена
за 5 дней, изготовление деталей для узла 2 — за 8, а узла 1 — за 10 дней,
поставка материалов — за 9—15 дней и т.д. Если перевести время опе-
режения в объем работ, то, например, при дневной производительно-
сти в 200 машин к тому моменту, когда будет собрана первая машина,
двигателей должно быть получено 400 шт. (2-200), собрано узлов 2 и 3
по 1000 шт. (5-200), получено материалов для изготовления деталей
узла 1 на 3000 шт. (15-200) (рис. 19.13, 6). Следовательно, нормальный
ход производства будет обеспечен, если своевременно будут выполне-
ны соответствующие предыдущие операции. Для контроля за ходом
производства как по конечному, так и по промежуточным результатам
можно использовать графики, приведенные на рис. 19.13, в, г. В левой
части графика изображен ход производства на выходе, т.е. по выпуску
продукции, справа диаграммами показан объем выполнения работ по
отдельным частям процесса на входе и выходе соответствующего под-
разделения.
620
Раздел IV. Оперативное управление производством
-------— - план на день отметки
------_ фактический выпуск продукции но день отметки
Рис. 19.13. Схема контроля и регулирования количества по конечным и промежуточным результа-
там: а—график сборки изделия; б—нормативный задел; в—фактическое выполнение по опера-
циям; г— сборка изделия
При отметке контроля на 10-е число имеет место опережение в вы-
пуске готовых изделий на 100 шт., т.е. на 0,5 дня. Однако из диаграммы
справа видно, что по сравнению с планом недопоставлено на эту дату
300 двигателей (операция 13). Следовательно, через 0,5 суток возникает
простой рабочих мест по установке двигателей, который продлится
1,5 дня. В то же время склады перегружены комплектующими изделия-
ми для сборки узла 3 (операция 6), которых поставлено сверх потреб-
ности на эту дату на 10 дней, т.е. на 2000 машин.
19, Текущий контроль и регулирование производственного процесса
621
Таким образом, графический контроль за ходом производства (ко-
личеством) по изложенному методу позволяет не только следить за ко-
нечным результатом, но и прогнозировать производственные ситуации
по входу и выходу отдельных производственных и обслуживающих
подразделений предприятия.
Устойчивость работы предприятия как динамической системы за-
висит от времени обнаружения намечающихся отклонений: чем рань-
ше они будут обнаружены, тем меньше будет их величина. Так, если бы
для примера, рассмотренного в § 19.2, повышенная потребность в вы-
пуске продукции (на 10 %) была выявлена на 44 дня раньше, то никакого
колебания отдельных элементов в системе не было бы. Все подразделения
предприятия постепенно перешли бы на новый уровень производства,
т.е. на 330 машин в день, с соответствующим пополнением заделов
и запасов. Аналогично и по отклонениям на входе системы (задержка
или уменьшение количества при поставке ресурсов). Этого можно дос-
тичь, если будет обеспечен контроль работы (количества) в реальном
масштабе времени, что невозможно без применения современных тех-
нических средств, в первую очередь электронно-вычислительной тех-
ники, позволяющей немедленно получать и обрабатывать информацию
о ходе производства. Первичный учет хода производства в любой про-
изводственной ячейке с помощью ЭВМ организуется на основе маке-
тированных карт-нарядов, которые передаются для исполнения рабочему.
Технические средства должны обеспечивать получение и обработку
необходимых сведений в любой момент и в то же время информиро-
вать руководителя о тех ситуациях, которые требуют его немедленного
вмешательства (рис. 19.14).
Рис. 19.14. Схема контроля и регулирования количества в реальном времени: 1,2,3—сведения, по-
лучаемые ЭВМ; 4—сообщение руководителю о чрезвычайных ситуациях; 5—канал обратной свя-
зи; 6,7,8 —выдаваемые ЭВМ решения, не требующие вмешательства оперативного руководителя;
9—запросы руководителя о состоянии дел; 10—указания оперативного руководителя
622
Раздел IV. Оперативное управление производством
Контроль и регулирование количества и поддержание производст-
венной системы (предприятия) в равновесии в реальном масштабе вре-
мени требуют учета влияния внешней среды как на входе, так и на
выходе системы. Для этого необходимо обеспечить сбор и обработку
информации не только о ходе производства, но и о поступлении ресур-
сов, отгрузке продукции и анализе требований потребителей. В этом
случае память ЭВМ дополняется блоками, содержащими информацию
о ресурсах и требованиях потребителей на выходе. Все сведения о по-
Рис. 19.15. Схема контроля и регулирования производства в реальном масштабе времени
с учетом внешней среды
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 623
ступлении ресурсов (материальных, технических, трудовых) поступают
во внешнее запоминающее устройство. Обработка этих сведений по-
зволяет своевременно выявить отклонения и принять меры для их лик-
видации по каналам обратной связи еще до того, как они окажут
влияние на производство. При этом решения, вырабатываемые ЭВМ
при совместной обработке проектной и учетной информации, поступа-
ют тому производственному обслуживающему подразделению, где они
используются (рис. 19.15).
Аналогично осуществляется сбор и обработка информации о фак-
тическом ходе производства и требованиях потребителя. На основании
полученной информации ЭВМ вырабатывает и передает проект реше-
ния соответствующему подразделению предприятия, которое реализует
его. Одновременно сведения об отклонениях и решениях, вырабатывае-
мых ЭВМ, сообщаются в блок управления, контроля и регулирования.
19.5. Организация диспетчирования на предприятии
Общезаводскую диспетчерскую службу возглавляет главный диспет-
чер завода, являющийся первым заместителем начальника производства
предприятия. Работу по непосредственному диспетчированию произ-
водства по заводу осуществляют сменные дежурные диспетчеры.
Основными документами, на основании которых работает сменный
диспетчер завода, являются: сменно-суточные задания по выпуску про-
дукции цехами; графики межцеховых подач материалов, инструмента,
заготовок, деталей, узлов, выхода оборудования из ремонта; ведомость
дефицитных деталей; диспетчерский журнал; картотека контрольных
сроков. Диспетчер решает все оперативные вопросы по регулированию
производства и маневрированию ресурсами в масштабе завода и между
отдельными цехами, которые не могут ими решаться самостоятельно
(ускорение подачи инструмента, материалов, заготовок, деталей, пере-
броска рабочей силы из цеха в цех для устранения прорыва или послед-
ствий аварии и др.).
Таким образом, не вмешиваясь в руководство ходом технологиче-
ского процесса отдельных цехов, диспетчер завода своей деятельно-
стью обеспечивает их согласованную работу в рамках сменно-суточных
заданий и способствует скорейшему изготовлению деталей, находя-
щихся в списке дефицитных.
Оперативность и эффективность диспетчирования в большой сте-
пени повышается проведением ежедневных диспетчерских совещаний,
на которых подводятся итоги работы завода за истекшие сутки и выяв-
ляются причины, которые могут вызвать отклонения от нормального
хода производства в текущие сутки. Оперативные совещания (ими, как
624
Раздел IV. Оперативное управление производством
правило, руководит начальник производства или главный диспетчер)
проводятся по общезаводскому диспетчерскому коммутатору. Его участ-
никами являются все линейные и функциональные руководители завод-
ских подразделений (начальники цехов, отделов, лабораторий, служб).
На совещании, которое обычно проводится в начале утренней сме-
ны, диспетчер завода на основании сведений оперативного учета сооб-
щает по коммутатору данные о ходе выполнения сменно-суточного
задания по цехам и заводу в целом и отмечает неполадки и причины,
обусловившие срыв отдельных заданий. Он обращает внимание руко-
водителей цехов и служб на основные мероприятия, обеспечивающие
выполнение заданий на текущие сутки. Затем следуют сообщения, пре-
тензии и запросы руководителей подразделений в порядке, обратном
ходу технологического процесса (начиная со склада готовой продукции
или сборочного цеха и заканчивая заготовительными цехами и матери-
альными складами). При этом претензии и запросы, которые можно
немедленно удовлетворить по взаимной договоренности руководителей
или по устному распоряжению начальника производства, устраняются
сразу и поэтому не фиксируются и не контролируются диспетчерской
службой. Запросы и распоряжения, которые требуют дополнительной
информации или рассмотрения и согласования с руководителями не-
скольких заинтересованных подразделений, заносятся в диспетчерский
журнал и в картотеку контрольных сроков и поступают под непосред-
ственное наблюдение диспетчерского аппарата.
Кроме отдельных сведений и запросов о неполадках, отклонениях
диспетчерская служба получает регулярную информацию, необходи-
мую для текущего оперативного учета и контроля хода производства по
заводу в целом и по отдельным цехам. Кроме того, такая информация
необходима для уточнения сменно-суточных заданий в соответствии
с ходом выполнения месячных и недельных календарных планов и ре-
шений диспетчерских совещаний (ежедневных и недельных).
На основании полученной информации диспетчерская служба (со-
стоящая обычно из сменного диспетчера и одного-двух операторов)
осуществляет контроль за движением заготовок, деталей и сборочных
единиц между цехами, за состоянием межцеховых заделов и ведет гра-
фики выполнения плановых заданий.
Работу по производственному диспетчированию в цехе возглавляет
старший диспетчер, являющийся заместителем начальника ПДБ. Опе-
ративный контроль и регулирование производства в смене осуществляет
сменный диспетчер, являющийся оперативным руководителем своей
смены. В оперативном отношении в дневную смену диспетчер подчинен
начальнику цеха, в ночную — начальнику смены. В части оперативного
регулирования производства и продвижения заготовок, деталей и уз-
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 625
лов, находящихся под общезаводским наблюдением, он одновременно
подчинен и диспетчеру завода.
Контроль и регулирование производственного процесса на произ-
водственных участках осуществляют распределители (диспетчеры) уча-
стка, а при их отсутствии — мастера.
Основным содержанием работы цехового диспетчерского аппарата
является:
• контроль выполнения графика выпуска продукции цехом и прохож-
дения ведущих и дефицитных деталей;
• контроль за своевременным запуском в производство заготовок
и деталей;
• контроль оперативной подготовки производства и обеспечения
всем необходимым;
• принятие мер по предупреждению и ликвидации различного рода
неполадок в производстве (простоев оборудования, рабочих, задержек
в подаче материалов, заготовок и т.п.);
• принятие мер по быстрой доставке на рабочие места и участки ма-
териалов, заготовок, инструмента, приспособлений, технической доку-
ментации и др.;
• руководство работой внутрицехового транспорта;
• ведение диспетчерского журнала, картотек, контрольных графиков
работы цеха и отделений и составление текущей оперативной отчетно-
сти (рапорта о выполнении задания за смену, сутки);
• уточнение сменно-суточных заданий на следующие смену и сутки.
При использовании вытягивающей системы ТПЗ диспетчирование
в большой степени передается на смежные участки производства, меж-
ду которыми осуществляется непрерывный контроль и регулирование
производственного процесса со стороны последующего участка-потре-
бителя по карточкам заказа и отбора (рис. 19.16).
В том случае, если какая-либо деталь становится дефицитной и во-
дитель погрузчика с предыдущего участка не обнаруживает ее на скла-
де, он сразу же на месте выписывает на нее карточку заказа «срочно»
и передает ее на диспетчерский пункт предыдущего участка, помещая
ее в «красную картотеку». Одновременно он нажатием кнопки подает
красный сигнал на тот участок, где изготавливается эта деталь. Уча-
сток, на котором изготавливается дефицитная деталь, немедленно при-
ступает к ее обработке и сразу после окончания обработки своими
силами направляет на последующий участок с «извинениями»; после
этого карточка заказа «срочно» изымается из оборота.
Организация на машиностроительных заводах автоматизированных
систем управления производством вносит новое содержание в функции
производственного диспетчирования и значительно повышает его эффек-
тивность. Она обеспечивается автоматическим или автоматизированным
40 Зак. 2150
626
Раздел IV. Оперативное управление производством
Карточка заказа «срочно»
оставляется на «красном посту»,
когда не хватает детали В
«Красный
пост»
Обычный пункт сбора
карточек заказа
Пункт сбора карточек заказа
(диспетчерский пост)
«Красная
картотека»
Нажимается кнопка,
соответствующая
участку обработки^
детали В
Участок! О
Участок И О
Участок И! О
Участок IV О
Склады
шшш
Участок S
(изделие В!
СВетоВое табло
рядом с постом
Линия
механической
обработки
Табло
Линии
сборки
| Изделие 0 \ Карточка
отбора
Участок '""77
(изделие 0! у
I Изделие В
деталь В
доставлена
на линию
с «извинениями»
Горит красный едет
Рис. 19.16. Схема использования карточек заказа «срочно» для изготовления
дефицитных деталей
получением и обработкой соответствующей первичной информации
о ходе производства и ее предварительным анализом, что способствует
выработке наиболее оптимальных вариантов для устранения неполадок
и отклонений в создавшейся производственной ситуации, позволяет
диспетчеру или другому оперативному руководителю производства
принять наиболее правильное решение. Большая скорость получения
и обработки первичной информации позволяет передать машине выпол-
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса 627
нение ряда вспомогательных операций по диспетчированию, и прежде
всего различные учетные и расчетные работы, проектные логические
операции, которые без применения средств электронно-вычислитель-
ной техники выполнялись весьма приближенно или интуитивно, и к
тому же с большим запозданием. Вместе с тем с внедрением АСУ и пе-
редачей ей части вспомогательных работ по контролю и регулирова-
нию производства у диспетчерской службы появились возможности
более тщательно анализировать информацию о фактическом ходе процес-
са, с большей степенью достоверности прогнозировать производственную
ситуацию, предвидеть ход производственного процесса в ближайшем
будущем. Это, в свою очередь, позволяет выявлять на самой ранней
стадии намечающиеся отклонения и заранее принимать меры к их устра-
нению, т.е. предупреждать срывы, простои, аварии и другие неполадки.
Таким образом, с внедрением АСУ производственное диспетчиро-
вание все больше и больше имеет профилактический, предупредитель-
ный характер.
Диспетчирование в условиях АСУ может быть представлено в виде
отдельных блоков, отражающих его операции и функции в соответст-
вующем подразделении завода и связанных между собой потоком нор-
мативной, оперативной и управляющей информации, передаваемой
с помощью современных технических средств. При этом управляющая
информация в виде уточненных графиков, указаний, распоряжений,
исходит только от диспетчера, под которым понимается лицо, зани-
мающее должность, хотя и не называемую диспетчером, но фактически
предполагающую исполнение его функций по непрерывному наблюде-
нию за ходом производства и его оперативному регулированию (на-
чальник смены, мастер-распорядитель и др.). Выработку управляющей
информации диспетчер цеха осуществляет на базе: нормативно-плано-
вой информации, поступающей к нему в виде письменных документов
от ПДО и начальника цеха; текущих указаний и распоряжений диспетче-
ра завода; оперативной информации, поступающей к нему на инфор-
мационную панель или по каналам оперативной связи; выделенных
резервов завода и наличных резервов цеха.
Источником оперативной информации являются сигналы и сооб-
щения с производственных участков о движении годных деталей, браке,
а также об отклонениях и неполадках. Эта информация через соответ-
ствующие каналы поступает диспетчеру цеха и одновременно на ИВЦ
завода, а через него — в обработанном виде диспетчеру завода. Одно-
временно сигналы и сообщения о неполадках и простоях оборудования
по причинам неудовлетворительного обеспечения и обслуживания по-
ступают диспетчеру соответствующего вспомогательного или обслужи-
вающего отделения, который по собственной инициативе или по указа-
нию диспетчера цеха принимает меры для их устранения.
40*
Группы
\ Технические средства производственного диспетчирования |
Подгруппы
1
«
получения
информации
передачи
информации
фиксации и наглядного обработки хранения
изображения
информации
и анализа
информации
информа-
ции
производственной
сигнализации
1
S!
I
54
I
I
1
S!
£
I
8
I
в
е
I
1
§
I
I
Виды
| Датчики технологических параметроб | | Датчики считывающих устройств | t 1 1 <3 | Датчики звуковых сигналоб ( | Датчики сбетобых сигналоб | | Датчики комбиниробанных сигналоб | Датчики телевизионных сигналоб [телепередающая аппаратура) Телефонные устройстба (диспетчерские коммутаторы) 1 1 1 1 1 i I «е Телеграфные устройстба (телетайпная аппаратура) | Фототелеграфные устройстба | | Цифровые электронные индикаторы | Механические и электромеханические счетчики 1 I I Телеприемная аппаратура (телевизионные приемники) | Световые табло и макеты | | Мнемосхемы | | Информационные панели | i 1 3i 3 1 1 1 | Визуальные устройстба | | Звуковые устройстба | | Комбинированные устройства | | Релейные устройства | | Акустические (звуковые) устройстба |
Рис. 19.17. Классификация технических средств производственного диспетчирования
Раздел IV. Оперативное управление производством
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса
629
Фактический ход производственного процесса в условиях АСУ осу-
ществляется на основе учета движения деталей в производстве по первич-
ным документам с помощью технических средств и вычислительной
техники.
Оперативность и эффективность диспетчирования зависит в большой
мере от степени технической оснащенности подразделений диспетчер-
ской службы. Непрерывное наблюдение, контроль и регулирование
производства требуют, чтобы диспетчер в каждый момент знал, что
происходит на любом подконтрольном ему участке производства (не
оставляя своего рабочего места), а это возможно только при условии
применения самых современных средств сбора, получения, обработки
и передачи информации, а также указаний, распоряжений и команд.
В современной практике диспетчирования широко используются
достижения в области связи, электроники, автоматики, телемеханики
и вычислительной техники.
Все многообразие применяемых при производственном диспетчи-
ровании технологических устройств можно объединить в следующие
основные группы:
1) средства получения информации;
2) средства передачи информации;
3) средства фиксации и наглядного изображения информации;
4) средства обработки и анализа информации;
5) средства хранения информации;
6) средства производственной сигнализации.
Каждая группа подразделяется на подгруппы, а те, в свою очередь, —
на отдельные виды технических средств (рис. 19.17).
Для обеспечения высокой оперативности диспетчирования все сред-
ства получения, обработки и передачи информации монтируются на
диспетчерском пульте, чтобы диспетчер мог получить, передать инфор-
мацию и решить все вопросы контроля и регулирования производства,
не оставляя своего рабочего места.
Таким образом, все вышеизложенное позволяет добиться устойчи-
вого ритмичного хода производственного процесса, обеспечивающего
высокие технико-экономические показатели работы предприятия.
Литература
Бухалков, М.И. Внутрифирменное планирование / М.И. Бухалков. М., 2000.
Вейе, Г. Введение в общую экономику и организацию производства / Г, Вейе, У. Гёринг.
Красноярск, 1995.
Грейсон, Д. Американский менеджмент на пороге XXI века / Д. Грейсон, К. О’Делл.
М., 1991.
Дракер, П. Управление, нацеленное на результаты / П. Драйкер. М., 1994.
Исикава, К, Японские методы управления качеством / К. Исикава. М., 1988.
Климов, А.Н Организация и планирование производства на машиностроительном за-
воде / А.Н. Климов, И.Д. Оленев, С.А. Соколицын. Л., 1979.
Козловский, В.А. Производственный и операционный менеджмент / В.А. Козловский,
Т.В. Маркина, В.М. Макаров. СПб., 1998.
Котлер, Ф. Основы маркетинга / Ф. Котлер. Новосибирск, 1992.
Летенко, В.А. Организация машиностроительного производства: теория и практика /
В.А. Летенко, О.Г. Туройец. М., 1982.
Мескон, М. Основы менеджмента / М. Мескон, М. Альберт, Ф. Хедуори. М,, 1992.
Митрофанов, С.П. Групповая технология машиностроительного производства / С.П. Ми-
трофанов. В 2 т. Т. 1. Организация группового производства. Л., 1983.
Монден, Я. «Тойота»: Методы эффективного управления / Я. Монден. М., 1989.
Организация производства и управление предприятием / О.Г. Туровец [и др.]; под
ред. О.Г. Туровца. М., 2002.
Оуни, У. Методы организации производства: японский и американский подходы /
У. Оучи. М., 1984.
Петров, В.А. Планирование гибких производственных систем / ВА. Петров, А.Н. Мас-
ленников, Л.А. Осипов. Л., 1985.
Сачко, НС. Организация и планирование машиностроительного производства: кур-
совое проектирование / Н.С. Сачко, И.М. Бабук. Мн., 2001.
Сачко, НС. Теоретические основы организации производства / Н.С. Сачко. Мн.,
1997.
Сачко, НС. Экономическая и социальная эффективность гибких производственных
систем в машиностроении / Н.С. Сачко, А.И. Кочергин. Мн., 1990.
Соколицын, С.А. Организация и оперативное управление машиностроительным про-
изводством / С.А. Соколицын, Б.И. Кузин. Л., 1988.
Стивенсон, ВД. Управление производством / В.Д. Стивенсон. М., 1999.
Татевосов, К.Г Основы оперативно-производственного планирования на машино-
строительном предприятии / К.Г. Татевосов. Л., 1985.
Управление — это наука и искусство / А. Файоль [и др.]. М., 1992.
Фалько, С.Г. История науки об организации производства / С.Г. Фалько. М., 1988.
Фишер, С. Экономика / С. Фишер, Р. Дорнбуш, Р. Шмалензи. М., 2001.
Хилл, П. Наука и искусство проектирования / П. Хилл. М., 1973.
Шмален, Г. Основы и проблемы экономики предприятий / Г. Шмален. М., 1996.
Шонбергер, Р. Японские методы управления производством: девять простых уроков /
Р. Шонбергер. М., 1988.
Chase, R. Production and operations management: manufacturing and services / R. Chase,
N. Aquilano. Chicago, 1995.
Dilworth, I. Production and operations management: manufacturing and services /1. Dilwor-
th. New York, 1993.
Noori, H Production and operations management: total quality and responsweness / H. Noori.
New York, 1995.
Оглавление
Предисловие.....................................................3
РАЗДЕЛ I. ОРГАНИЗАЦИЯ ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВА
1. Предмет и метод организации производства. Развитие науки и практики ... 6
1.1. Основные понятия ..........................................6
1.2. Развитие науки и практики организации производства.
Зарубежный и отечественный опыт................................8
2. Промышленное предприятие и его организация ................20
2.1. Промышленное предприятие как система .....................20
2.2. Основные элементы и структура производственных систем.....23
2.3. Внешняя среда промышленного предприятия.
Планирование и управление производством ......................28
2.4. Основные принципы организации промышленного предприятия.
Особенности машиностроительного предприятия ..................31
3. Производственный процесс и типы производства ..............35
3.1. Основные понятия. Системные связи в процессе..............35
3.2. Понятие об идеальном производственном процессе.
Принципы его организации .....................................41
3.3. Взаимосвязь технических, экономических и социальных проблем
в организации производственных процессов......................47
3.4. Типы производства и их технико-экономическая характеристика .... 52
4. Организация производственного процесса в пространстве и во времени .... 62
4.1. Пространственные связи в производственном процессе .......62
4.2. Состав цехов и промышленных хозяйств.
Генеральный план завода.......................................68
4.3. Принципы построения производственной структуры
подразделений предприятия ....................................77
4.4. Особенности производственной структуры отдельных цехов
основного производства........................................85
4.5. Организация производственного процесса во времени ........93
4.6. Особенности организации процессов во времени в литейных,
кузнечных и сборочных цехах ................................ 103
5. Организация поточного и автоматизированного производства .114
5.1. Понятие о поточном производстве. Разновидности
поточных линий.............................................. 114
5.2. Однопредметные непрерывно-поточные линии ................118
5.3. Методы устранения монотонности труда и утомляемости рабочих
в поточном производстве .................................... 131
5.4. Прерывные, переменные и групповые поточные линии ....... 137
5.5. Автоматические поточные линии............................145
5.6. Гибкие автоматизированные производственные системы
и робототехника ............................................ 152
5.7. Поток в литейном, кузнечном и сборочном производстве ....159
632 Оглавление
РАЗДЕЛ II. ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
(ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ)
6. Значение и содержание подготовки производства .............172
6.1. Понятие о подготовке производства........................ 172
6.2. Жизненный цикл новой продукции и его влияние на показатели
ее производства и использования ............................. 178
6.3. Планирование работ по подготовке производства новых изделий .... 183
6.4. Автоматизация проектирования продукции................... 193
6.5. Программно-целевой метод управления подготовкой производства 197
7. Организация конструкторской подготовки производства .......203
7.1. Содержание, основные стадии и этапы
конструкторской подготовки производства ......................203
7.2. Основные требования, предъявляемые к конструкции новой машины 208
7.3. Организация работ по конструктивной стандартизации.
Ее эффективность...........................................217
7.4. Экономическая оценка и доводка конструкции новой машины.
Пути повышения эффективности опытно-конструкторских работ ... 228
7.5. Заводские органы конструкторской подготовки производства .237
8. Организация технологической подготовки производства .......239
8.1. Содержание и основные этапы технологической подготовки
производства..................................................239
8.2. Состав и содержание технологических документов. Порядок
разработки карт технологического процесса.....................247
8.3. Технологическая типизация и стандартизация
и их эффективность............................................254
8.4. Экономическая оценка и выбор технологических вариантов ...266
8.5. Заводские органы технологической подготовки производства .272
9. Управление качеством продукции ............................278
9.1. Понятие качества продукции и определяющие его факторы.....278
9.2. Стандарты качества. Сертификация продукции ...............284
9.3. Основные виды и методы контроля. Учет и анализ брака .....287
9.4. Основы организации статистического регулирования
технологических процессов и контроля качества ................296
9.5. Основы организации системы бездефектного труда
и самоконтроль ...............................................312
9.6. Комплексное управление качеством. Заводские органы
технического контроля ........................................315
РАЗДЕЛ III. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
10. Обеспечение технологической оснасткой и организация
инструментального хозяйства ..................................322
10.1. Значение и эффективность технологической оснастки.
Классификация и источники покрытия потребности в ней......322
Оглавление 633
10.2. Организация производства инструмента ....................326
10.3. Организация эксплуатации инструмента.....................334
10.4. Организация хранения, учета и выдачи инструмента ........342
10.5. Заводские подразделения инструментального хозяйства .....350
11. Техническое обслуживание орудий труда и организация ремонтного
хозяйства ....................................................353
11.1. Значение операций по техническому обслуживанию и ремонту
орудий труда в производственном процессе. Их трудоемкость,
стоимость и эффективность .....................................353
11.2. Система планово-предупредительного ремонта оборудования .358
11.3. Организация технического обслуживания оборудования ......365
11.4. Организация ремонта оборудования ........................370
11.5. О передовом зарубежном опыте эксплуатации и ремонта
оборудования ..................................................376
11.6. Заводские подразделения ремонтного хозяйства ............380
12. Организация энергетического хозяйства......................383
12.1. Характер энергетических процессов и энергоносители на
машиностроительном предприятии.................................383
12.2. Основные источники и схемы энергоснабжения
машиностроительных предприятий.................................385
12.3. Нормирование и учет энергопотребления ...................387
12.4. Структура энергетического хозяйства .....................389
13. Организация транспортного хозяйства........................393
13.1. Значение операций перемещения в производственном процессе.
Классификация транспортных средств ........................393
13.2, Грузооборот и грузопотоки ...............................397
13.3. Выбор транспортных средств для межцехового перемещения.
Определение потребности в них..................................400
13.4. Внутрицеховые грузопотоки и транспортные средства........407
13.5. Организация работы внутризаводского транспорта. Основные
направления совершенствования грузопотоков и удешевления
перевозок .....................................................410
13.6. Подразделения заводского транспортного хозяйства ........414
14. Материально-техническое снабжение производства и организация
складского хозяйства .........................................417
14.1. Движение материальных ресурсов на предприятии.
Регулирование запасов материалов ..............................417
14.2. Приемка и размещение материалов. Виды складов и типы
складских помещений............................................430
14.3. Снабженческие склады.....................................433
14.4. Производственные склады .................................438
14.4. Нормирование и определение потребности в материальных
ресурсах. Заводские органы материально-технического
снабжения .................................................443
634
Оглавление
РАЗДЕЛ IV. ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ
15. Оперативное управление производством как особый контур
и важнейшая функция руководства предприятием ..................448
15.1. Понятие об оперативном управлении производством ..........448
15.2. Календарно-плановые нормативы и проверочные объемные
расчеты производства ........................................ 456
15.3. Системы оперативно-календарного планирования производства .... 460
15.4. Выталкивающая и вытягивающая системы
оперативно-календарного планирования...........................465
15.5. Закрепление деталей за оборудованием. Выравнивание объемов
производства по спросу.........................................467
15.6. Заводские органы оперативного планирования производства .469
16. Оперативно-календарное планирование серийного производства.472
16.1. Особенности календарного планирования
серийного производства ........................................472
16.2. Определение нормативных размеров партий деталей и периода
их запуска-выпуска ............................................474
16.3. Определение длительности производственного цикла
и опережения запуска-выпуска...................................483
16.4. Определение величины производственных заделов ............489
16.5. Составление календарных планов-графиков цехов
(межцеховое планирование)......................................493
16.6. Разработка планов-графиков производственных участков
(внутрицеховое планирование) ..................................504
16.7. Особенности календарного планирования в литейных,
кузнечных и сборочных цехах....................................509
17. Оперативно-календарное планирование массового производства.519
17.1. Особенности оперативно-календарного планирования .........519
17.2. Календарно-плановые нормативы и календарные планы
однопредметных линий ..........................................520
17.3. Календарно-плановые нормативы многопредметных линий ......536
17.4. Система «только по заказу» ...............................547
17.5. Разработка месячных календарных планов цехов и участков..553
18. Оперативно-календарное планирование единичного и мелкосерийного
производства...................................................559
18.1. Особенности календарного планирования единичного
производства. Порядок прохождения и оформления заказа ....559
18.2. Основные календарно-плановые расчеты движения производства 561
18.3. Объемные расчеты производства.............................573
18.4. Разработка месячных оперативных программ цехов (межцеховое
планирование) .................................................579
18.5. Внутрицеховое календарное планирование ...................585
Оглавление 635
19. Текущий контроль и регулирование производственного процесса.591
19.1. Необходимость и эффективность текущего контроля
и регулирования производства. Понятие о диспетчировании ..591
19.2. Особенности контроля и регулирования количества и качества
в процессах разных видов .....................................595
19.3. Внешние возмущающие воздействия на производственный
процесс по количеству и их влияние на его устойчивость .......602
19.4. Контроль и регулирование количества при возмущающих
воздействиях внутренних элементов ............................615
19.5. Организация диспетчирования на предприятии...............623
Литература ....................................................630
Учебное издание
Техническое образование
Сачко Николай Сидорович
Организация и оперативное управление
машиностроительным производством
Учебник
Ведущий редактор ЛА. Крупич
Редактор О.В. Литвинова
Художник обложки С В. Ковалевский
Компьютерная верстка С. И. Лученок
Корректор Е.И. Бондаренко
Подписано в печать с готовых диапозитивов 02,08.2005.
Формат 60x84 71б. Бумага газетная. Гарнитура Ньютон.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 37,2. Уч.-изд. л. 39,4-
Тираж 1010 экз. Заказ № 2150.
Общество с ограниченной ответственностью «Новое знание».
ЛИ № 02330/0133439 от 30.04.2004. Минск, пр. Пушкина, д. 15, ком. 16
Почтовый адрес: 220050, Минск, а/я 79.
Телефон/факс: (10-375-17) 211-50-38. E-mail: nk@wnk.biz
В Москве:
Москва, Колодезный пер., д. 2а.
Телефон (095) 234-58-53. E-mail: ru@wnk.biz
http://wnk.biz
Республиканское унитарное полиграфическое предприятие
«Барановичская укрупненная типография».
225409, г. Барановичи, ул. Советская, 80.
ЗНАНИЕ”
Серия "Техническое образование" ("ТО")
* Технология конструкционных материалов
Под общ. ред. О.С. Комарова. Учебник
• Прикладная механика
В.М. Сурин. Учебное пособие
• Проектирование технологических процессов
сборки машин
Под общ. ред. А.А. Жолобова. Учебник
• Организация и оперативное управление
машиностроительным производством
Н.С. Сачко. Учебник
• Обработка деталей на станках с ЧПУ
Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. Учебное пособие
• Теория резания
П.И. Яшерииын, Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. Учебник
• Строительные материалы
Ю.Й. Киреева. Учебное пособие
• Технология строительного производства.
Лабораторный практикум
С.Н. Леонович, Й.Н. Громов, И.В. Коваль, Л.М. Парфенов.
Учебное пособие
Наши координаты:
в Москве: (095) 234-58-53, e-mail: ru@wnk.biz
в Минске: (+375-17) 211 -50-38, e-mail: nk@wnk.biz
ьство^в
НОВИНКИ 2005 года
Высшая математика для инженеров.
Экспресс-курс. I семестр
И.В. Белько, К.К. Кузьмич, Р.М. Жевняк
Учебное пособие. 164 с.
ISBN 5-94735-086-6
Экспресс-курс разбит на две части соответственно
семестрам и содержит необходимый минимум да
сдачи экзамена. Наглядность в организации материала,
удачно подобранные примеры позволяют эффективно
и в сжатые сроки самостоятельно усвоить и повторить
программу курса.
Первая часть курса включает разделы "Линейная алгебра",
"Аналитическая геометрия", "Дифференциальное
исчисление", "Функции многих переменных".
Для студентов инженерно-технических специальностей
вузов.
экспресс-курс
ВЫСШАЯ
МАТЕМАТИКА
для инженеров
Высшая математика для инженеров.
Экспресс-курс. II семестр.
И.В. Белько, К.К. Кузьмич, Р.М. Жевняк
Учебное пособие. 190 с.
ISBN 5-94735-087-4
Вторая часть курса включает разделы "Интегральное
исчисление", "Дифференциальные уравнения", "Ряды",
"Функции комплексной переменной" и "Операционное
исчисление".
Для студентов инженерно-технических специальностей
вузов.
экспресс-курс
ВЫСШАЯ
МАТЕМАТИКА
для инженеров
и
семестр
Наши координаты:
в Москве: (095) 234-58-53, e-mail: ru@wnk.biz
в Минске: (+375-17) 211 -50-38, e-mail: nk@wnk.biz
Физика
И.И. Наркевич, Э.И. Волмянский, С.И. Лобко
Учебник. 672 с., с ил. ISBN
985-475-033-7
В доступной форме изложено содержание курса
физики для технических вузов.
Особенностью пособия является включение сведений
о важнейших достижениях за последние годы, а также
научно-биографической информации об ученых,
внесших определяющий вклад в становление физики.
Книга предназначена для студентов, аспирантов
и преподавателей вузов, а также может быть
использована для самообразования.
Физическая и коллоидная химия
Методы физико-химического анализа
А.А. Шершавина
Учебное пособие. 800 с., с ил.
ISBN 5-94735-056-4
Подробно и полно изложен материал учебных курсов
"Физическая химия”, "‘Коллоидная химия"
и "Аналитическая химия и методы физико-химического
анализа". Достоинством пособия является единый
подход к изложению различных разделов программы,
что облегчает изучение и позволяет систематизировать
знания. Приведены основные сведения из квантовой
механики, электродинамики, термодинамики и других
разделов физики.
Для студентов химических специальностей вузов,
преподавателей.
Наши координаты:
в Москве: (095) 234-58-53, e-mail: ru@wnk.biz
в Минске: (+375-17) 211-50-38, e-mail: nk@wnk.biz
Наши партнеры
Волгоград Учебная и деловая книга (8442) 760-606,734-837
Киев МАУП (044) 490-95-17, факс 490-95-18
Москва Вагант-П (095) 200-47-93,200-19-06
Москва КноРус (095) 280-02-07,280-11-02,280-55-65
Москва Омега-Л (095) 258-08-38,253-15-11,253-46-82
Москва ЦУПЛ (095) 788-50-30, 504-14-44
Москва Юрист-Гардарика (095) 363-06-34, 363-06-35
Москва Юрайт (095) 744-00-12,165-46-62
Новосибирск Топ-книга (3832) 361-026,61-027
Новосибирск Береста (3832) 102-495, факс 238-698
Пермь ИП Сергеев А.В. (3422) 459-655, факс 428-116
Салехард Ямалкнига (34922) 462-17,462-71
Санкт-Петербург Техинформ (812) 567-70-26,567-70-25
Санкт-Петербург Лань-Трейд (812) 567-14-45, 567-85-82,567-85-91
Уфа (М7Ч
Якутск Книжный маркет (4112) 428-960,426-629
Книжные магазины
Москва БукБери
Москва Библио-Глобус ул. Мясницкая, 6/3, стр. 5
Москва Библиосфера ул.Марксистская, 9
Москва Дом мед. книги Комсомольский просп., 25
Москва Дом тех. книги Ленинский просп., 40
Москва МДК ул. Новый Арбат, 8
Москва Молодая гвардия ул. Большая Полянка, 28, стр. 1
Москва Москва ул. Тверская, 8. стр. 1
Москва Пресбург ул. Ладожская, 8, стр. 1
Екатеринбург ТДК Дом книги
Санкт-Петербург Буквоед
Воронеж Книжный мир семьи
Владивосток Книжный червь
Киев Абзац ул. Стрелецкая, 13
Киев Библион
789-65-02
925-24-57
270-54-20.270-54-21
245-39-33
137-60-38
291-78-32
238-00-32
229-73-55
261-07-02. 261-03-02
(343) 358-12-00, 358-18-98
(812) 346-53-27 (+208)
(0732) 21-60-54
(4232) 36-08-74,35-15-73
(044) 238-82-65
(044) 490-95-17
Наши координаты:
в Москве: (095) 234-58-53, e-mail: ru@wnk.biz
в Минске: (10-375-17) 211 -50-38, e-mail: nk@wnk.biz