Лекция 8 - Основы организации производственного процесса

1
Глава 3. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА
3.1. Производственный процесс: понятие и классификация
Одной из наиболее важных идей управления производством является концепция
процесса как совокупности всех действий людей и орудий труда, предназначенных для
достижения определенного результата (такого как материальный продукт, услуга или информация) для потребителя.
Процесс создания товаров (выполнения работы, оказания услуги) представляет собой рабочий процесс. Рабочий процесс – это целенаправленная деятельность (совокупность действий, работ) по созданию потребительной стоимости, удовлетворяющей личные, коллективные (корпоративные) или общественные потребности.
Для сферы материального производства характерны рабочие процессы, связанные
с производством конкретных видов продукции; их обычно называют производственными
процессами. Для сферы сервиса характерны рабочие процессы, связанные с оказанием
услуг; их обычно называют сервисными процессами. Сервисные процессы, в отличие от
производственных процессов, не производят осязаемого продукта, они скорее формируют
удовлетворенность в ответ на нужды потребителей (внутренних или внешних).
Совокупность всех действий людей и орудий труда, осуществляемых на предприятии для изготовления конкретных видов продукции, называется производственным процессом.
Основной частью производственного процесса является технологический процесс, который содержит целенаправленные действия по изменению и определению состояния предметов труда. В ходе реализации технологического процесса происходит изменение форм, размеров и физико-химических свойств предметов труда, проверка их качества.
Наряду с технологическими производственный процесс включает также и нетехнологические процессы, которые не имеют своей целью изменение геометрических
форм, размеров, физико-химических свойств предметов труда или проверку их качества.
Процесс труда – это рабочий процесс, требующий приложения живого и/или овеществленного труда.
Автоматические процессы – процессы, которые полностью высвобождают человека от выполнения операций, оставляя за ним функции наблюдения за ходом производства,
загрузки заготовок и выгрузки готовых деталей.
Естественный процесс – это рабочий процесс, не требующий приложения ни живого, ни овеществленного труда, когда изменение предметов труда происходит под влиянием сил природы без участия работника.
Таблица 3.1. Классификация производственных процессов
Признак классификации
Назначение и роль в производстве
Характер технологических операций
Характер объекта производства
Степень охвата работ
Вид производственных процессов
Основные, вспомогательные, обслуживающие
Заготовительные, обрабатывающие, сборочные
Простые, сложные
Полные, частичные
Основные процессы предназначены для изменения формы или состояния материала продукции, являющейся в соответствии со специализацией предприятия товаром (товарной продукций);
вспомогательные процессы - процессы, результаты которых используются либо
непосредственно в основных процессах, либо для обеспечения их бесперебойного и эффективного осуществления;
обслуживающие процессы – процессы по оказанию материальных услуг, необходимых для осуществления основных и вспомогательных производственных процессов.
Стадия – это обособленная часть производственного процесса (основного или
вспомогательного), когда предмет труда переходит в другое качественное состояние.
2
Например, материал переходит в заготовку, заготовка – в деталь и т.д. Основные производственные процессы протекают в следующих стадиях: заготовительная, обрабатывающая, сборочная (сборочно-монтажная) и регулировочно-настроечная стадия.
Простым называется процесс, в котором предметы труда подвергаются последовательному ряду связанных между собой операций, в результате чего получается готовый или
частично готовый (или частичный) продукт труда (заготовки, детали, т.е. неразъемные части изделия).
Сложным называется процесс, в котором готовый или частично готовый продукт
труда получается путем соединения нескольких частичных продуктов (полуфабрикатов),
т.е. получается сложное изделие (станок, машина, прибор и т.д.). Сложный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных простых процессов, как правило, выполняемых параллельно-последовательно.
Полный процесс – это рабочий процесс, охватывающий полный комплекс работ,
необходимых для получения конечного результата данного процесса. Частичный процесс – это незаконченная часть полного процесса, охватывающая лишь часть работ, необходимых для получения конечного результата данного процесса.
3.2. Принципы рациональной организации производственного процесса
Основные принципы организации производственных процессов представляют собой исходные положения, отражающие закономерности организации производства, на основе которых осуществляется рационализации (оптимизация) построения, функционирования и развития производственных систем.
Общие принципы
1) Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные элементы (частичные процессы, технологические процессы, операции,
переходы, приемы, движения) и их закрепление за соответствующими подразделениями
предприятия и исполнителями.
2) Принцип интеграции производственных процессов – объединение всех или
части разнохарактерных процессов по изготовлению определенных видов продукции в
пределах участка, цеха или производства (например, заготовительного).
3) Принцип концентрации операций – сосредоточение операций по изготовлению технологически однородной продукции или выполнение функционально однородных
работ на отдельных рабочих местах, в цехах или производствах.
Конкретные, специфические принципы
Принцип специализации основан на ограничении разнообразия элементов производственных процессов и рабочих центров на основе стандартизации, нормализации,
унификации конструкций изделий, нормализации и типизации технологических процессов и средств технологического оснащения. При этом ограничивается разнообразие выполняемых рабочими центрами технологических функций (технологическая специализация) или обрабатываемых рабочими центрами предметов труда (предметная специализация).
Рабочий центр – это часть производственного пространства, на которой соответствующим образом организованы производственные ресурсы и труд.
Применительно к рабочему месту уровень специализации измеряется коэффициентом закрепления операций, т.е. количеством детале-операций, выполняемых на рабочем
месте за определенный период:
kзо = nто / cр,
где nто - число наименований технологических операций, выполняемых за плановый период (например, месяц); cр - расчетное число загруженных рабочих мест цеха (участка).
По kзо различают: (1) рабочие места массового производства (kзо = 1), специализированные на выполнении одной непрерывно повторяющейся операции; (2) рабочие места се-
3
рийного производства (kзо = 2 ÷ 40), на которых выполняется несколько различных операций, повторяющихся через определенные промежутки времени; (3) рабочие места единичного производства (kзо > 40), на которых выполняется разнообразные операции, повторяющиеся через неопределенные промежутки времени или не повторяющиеся.
Принцип пропорциональности предполагает сбалансированность пропускной
способности всех производственных подразделений, выполняющих основные, вспомогательные и обслуживающие процессы. Каждая часть рабочего процесса должна иметь пропускную способность (производительность), соответствующую потребностям полного
процесса.
Коэффициент пропорциональности может быть подсчитан как:
kпр = 1 – nуч.уз / nобщ (→ 1),
где nобщ – общее число участков (или групп оборудования) в цехе или цехов; nуч.уз – число
участков (или групп оборудования), являющихся «узким местом», чьи производственные
возможности ниже возможностей других участков цеха, т.е. их фактический коэффициент
загрузки:
kз.ф = Q /(Fд с) > kз.пл ,
где Q – загрузка участка по трудоемкости работ, ч; Fд – эффективный (действительный)
фонд времени за плановый период, ч; с - число рабочих мест; kз.пл – плановая загрузка
участка (1, 2 или 3 смены).
Принцип прямоточности (прямолинейности) заключается в обеспечении кратчайшего (в пространстве и времени) пути движения каждого предмета труда в процессе его производства. Не должно быть возвратных и встречных перемещений, излишних пересечений с маршрутами других предметов.
Прямоточность процессов можно оценить, например, коэффициентом рациональности перемещения предметов труда:
kпрям = Lmin· tmin / Lф· tф,
где Lmin и Lф – соответственно минимально возможный и фактический пути движения предметов труда; tmin и tф – соответственно минимально возможное и фактическое время пролеживания
предметов труда в процессе транспортировки.
Принцип параллельности. Предполагает максимально возможное совмещение во
времени, т.е. одновременность выполнения различных частичных или полных производственных процессов.
Для оценки параллельности процессов применяют коэффициент:
m
kпар = 1 – Тц.общ / ΣТцi (→ 1),
i=1
m
где Тц.общ – общий производственный цикл изделия, ч; ΣТцi – сумма циклов узлов, деталей,
входящих в данное изделие, ч.
i=1
Принцип непрерывности. Предполагает сокращение времени перерывов в ходе
производственного процесса вплоть до их полного устранения, а также отсутствие разрывов в пространственной цепи взаимодействующих рабочих центров. Непрерывность производственного процесса имеет две противоречивые стороны: непрерывность (без пролеживания) движения предмета труда и непрерывность (без простоев) работы оборудования
и персонала на рабочих местах.
Степень непрерывности можно оценить коэффициентом:
m
kн = Σ ti /Тц ,
i=1
где ti – трудоемкость последовательно выполняемых операций, ч; Тц – производственный
цикл, ч.
4
Принцип ритмичности. Предполагает повторяемость выпуска определенного количества продукции и выполнения определенного объема работ по всей технологической
цепочке через определенные интервалы времени. Работа с установленным ритмом предполагает выполнение на каждом рабочем месте строго определенного по составу и объему
комплекса работ и его полное повторение в каждом последующем цикле на интервалах
времени, равных ритму.
Коэффициент ритмичности производства:
р
р
kрп = 1 – (Σ |Qпл i – Qф i| / Σ Qпл i) (→ 1),
i=1
i=1
где Qпл i – плановый выпуск продукции за расчетный период i (н-ч, шт., руб. и т.д.); Qф i –
фактический выпуск продукции за тот же период в тех же единицах; р - число периодов,
за которое рассчитывается ритмичность.
Принцип автоматичности. Выполнение операций или процессов без участия рабочего. Уровень автоматизации определяется коэффициентом:
kа = nа / nобщ или kа = tа / tобщ,
где nа – количество автоматических и автоматизированных процессов в данном производстве; nобщ - общее количество процессов в данном производстве; tа – трудоемкость работ,
выполняемых автоматическим или автоматизированным способом; tобщ – общая трудоемкость работ на предприятии за определенный период.
Принцип гибкости. Свойство производственной системы переходить в пределах своих
технических возможностей из одного работоспособного состояния в другое с целью выполнении
очередного производственного задания или новой функции. Степень гибкости ПС характеризуют два компонента:
(1) число функциональных состояний, которые система может принимать в пределах
своих технических возможностей (качественная гибкость);
(2) время перехода из одного функционального состояния (i) в другое (j) tij (количественная/внутренняя гибкость).
3.3. Типы производственных процессов и типы производства
Типы процессов и стратегии управления процессами
Стратегия процесса предполагает:
(1) идентификацию типа процесса;
(2) выбор соответствующей стратегии управления процессом;
(3) принятие долгосрочных решений по организации процесса во времени и пространстве;
(4) принятие долгосрочных решений по обеспечению всеми видами ресурсов.
В отечественной теории и практике организации производства выделяют три типа
производственных процессов – массовые, серийные и единичные (табл.3.2).
Таблица 3.2. Типы производственных процессов
Факторы
1. Номенклатура продукции
2.Постоянство номенклатуры
3. Количество переналадок
рабочих мест за месяц
Тип производственного процесса
серийный
Определенное количество типоразмеров
Только при смене моделей Периодически меняется
3
4  40
массовый
Узкая
единичный
Широкая
Постоянно меняется
 40
Рабочий процесс можно представить как процесс преобразования некоего входа в
некий выход с заданным качеством процесса. В зарубежной теории и практике операционного менеджмента в зависимости от характера такого преобразования и выхода выделяют пять базовых типов процессов: (1) непрерывный; (2) постоянный; (3) повторяющийся; (4) переменный (изменяющийся); (5) проектный.
5
Непрерывный процесс – процесс непрерывного изготовления одинакового по характеристикам, высоко стандартизированного продукта в очень больших объемах. Такие
процессы обычно характеризуются высоким уровнем автоматизации и, образно говоря,
представляют собой одну «интегрированную машину», которая во избежание дорогостоящих остановок и запусков должна работать 24 часа в сутки. Поэтому применяется автоматизированное оборудование, которое работает круглосуточно; этому типу присущ высокий уровень автоматизации контроля над процессом.
Процессы производства большого объема однородной по номенклатуре дискретной
продукции отличаются большим постоянством и малым разнообразием, а потому известны под названием постоянных процессов.
При малом и диверсифицированном объеме производства производственные процессы, наоборот, отличаются неповторимостью и большим разнообразием. Процессы
производства такого типа известны под названием переменных (изменяющихся) процессов.
Разнообразные, но повторяемые и схожие в отдельных частях процессы производства разнообразной продукции сериями разного размера через определенные или неопределенные интервалы времени известны под названием повторяющихся (серийных, модульных) процессов. Они строятся на производстве модулей. Модули – это части или компоненты конечного изделия, предварительно изготавливаемые с использованием постоянных процессов, из которых осуществляется общая сборка конечного изделия по заказу
конкретного потребителя с использованием переменных процессов.
Проектный тип процесса - последовательность взаимосвязанных операций,
направленных на достижение конкретного значительного результата и требующих продолжительного времени на выполнение. Каждая единица конечной продукции уникальна
по своей конструкции, габаритам, выполняемым задачам/функциям, местоположению или
по каким-либо другим важным признакам. Процесс производства при этом имеет единичный, неповторяющийся характер.
В зарубежной теории и практике производственного (операционного) менеджмента
выделяются стратегии управления процессами трех типов:
1) стратегии, сфокусированные на продукте;
2) стратегии, сфокусированные на процессе;
3) стратегии управления повторяющимися процессами.
Для непрерывных и постоянных процессов характерны стратегии, сфокусированные на продукте. Они позволяют применять специальные высокопроизводительные средства технологического оснащения и поточные методы организации производства, создавать предметные рабочие центры. Им свойственны высокая стандартизация и статистический контроль качества.
Для переменных (изменяющихся) процессов характерна стратегия, сфокусированная на процессе. Она требует применения универсальных средств технологического
оснащения, создания технологических рабочих центров. Данная стратегия обеспечивает
необходимый уровень гибкости производства и загрузки производственных мощностей в
условиях частого изменения номенклатуры выпускаемой продукции или производства «на
заказ» (индивидуальный, штучный, разовый).
Типы производства и их технико-экономическая характеристика
Под типом производства понимается его классификационная категория, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска
изделий.
Выделяют три типа производства:
(1) серийный – изготовление ограниченной номенклатуры изделий партиями (сериями) с широкой специализацией рабочих мест. Стало традиционным делить серийное
производство на три типа: мелкосерийное (kзо = 21÷40), среднесерийное (kзо = 11÷20) и крупносерийное (kзо = 2÷10);
6
2) массовый – непрерывное изготовление ограниченной номенклатуры изделий на
узкоспециализированных рабочих местах;
3) единичный – изготовление широкой номенклатуры изделий в единичных количествах, повторяющихся через неопределенные промежутки времени или вовсе неповторяющихся, на рабочих местах без четкой специализации.
Таблица 3.3. Сравнительная технико-экономическая характеристика типов производства
Признаки сравнения
1. Номенклатура
продукции
2. Объем выпуска однородной продукции
Массовое производство
Ограниченность,
постоянство
Большой, постоянный
3. Специализация рабочих мест
Узкая, за каждым рабочим местом закреплены
1-2 постоянных деталеоперации
4. Тип процессов
5. Стратегия процесса
6. Технология
7. Технологическое оборудование и оснастка
8. Форма организации рабочих мест
9. Элементы производственной структуры
10. Средства автоматизации
11. Вид движения предметов труда по операциям
12. Скорость продвижения материального потока
13. Запасы материалов
14. Незавершенное производство
Серийное производство
Ограниченное разнообразие, повторяемость
Повторяющимися или неповторяющимися сериями (партиями) переменного или постоянного
размера
Широкая, за каждым рабочим местом закреплены 3-40 периодически
повторяющихся деталеопераций
Повторяющиеся
Сфокусированная
на повторяющихся процессах
Пооперационная
Единичное производство
Большое разнообразие,
отсутствие повторяемости
Малый или в единичных
экземплярах
Специализированное,
переналаживаемое
Универсальное
Предметно-замкнутая
Предметно-групповая
Технологическая
Однопредметные непрерывно-поточные и
прерывно-поточные линии, предметнозамкнутые участки
Средства жесткой автоматизации производства:
автоматические поточные линии, в том числе
роторные и роторноконвейерные, на базе агрегатных станков и т.д.
Параллельный
Многопредметные поточные линии без переналадки и с подналадкой
оборудования, предметно-групповые участки
Средства гибкой автоматизации производства:
обрабатывающие центры
с компьютерным управлением, промышленная робототехника, ГПС
(CAD/CAM, FMS, CIM, AMT)
Последовательно- параллельный
Технологические
участки
Быстрое движение предметов обработки
Движение, синхронизированное с последующим
звеном
Величина переменная,
поддерживаемая на оптимальном уровне регулированием объема производства на основе системы JIT
Величина переменная,
поддерживаемая на оптимальном уровне регулированием объема производства на основе системы JIT
Постоянные
Сфокусированная
на продукте
Маршрутная (расцеховка)
Специальное
Постоянно низкие по отношению к объему производства
Постоянно низкий уровень по отношению к выходу
Отсутствует закрепление определенных детале-операций за рабочим
местом
Переменные
Сфокусированная
на процессе
Попереходная
Группы станков с ЧПУ,
связанных АСУ ТП
Последовательный
Медленное движение
предметов обработки
Постоянно высокие по
отношению к объему
производства
Постоянно высокий уровень по отношению к выходу
7
15. Обслуживание рабочих мест (обеспечение
инструментом, материалами, контроль, техническое обслуживание и ремонт)
16. Нормативная база,
регламенты выполнения
работ
17. Подготовка персонала
для работы на рабочих
местах
18. Внутрипроизводственная транспортировка
19. Внутрипроизводственное хранение
20. Выпуск конечной
продукции
Строго регламентировано, стабильно, используется централизованное
обслуживание рабочих
мест силами специализированных (по видам
обслуживания) подразделений
Полная и точная; рабочих инструкций мало,
они стандартны
Устойчиво, но сложно в
организации, используется
смешанная форма обслуживания рабочих мест,
достаточно высокий уровень разделения труда по
функциям обслуживания
Слабо регламентировано, нестабильно, используется децентрализованное обслуживание рабочих мест силами персонала, занятого на данных рабочих местах
Менее полная и точная,
разнообразная; наличие
повторяющихся работ
сокращает разнообразие
рабочих инструкций
Рабочие должны быть
обучены высокопроизводительному выполнению ограниченного числа повторяющихся
работ, уровень их квалификации невысокий
Материалами перемещаются транспортными
средствами непрерывного
или циклического действия
(конвейерами, материалопроводами и т.д.)
Хранение без зон складирования, ориентированное на пропускную
способность оборудования и мощность продуктовых потоков
Конечная продукция
производится на основе
прогнозов и хранится
Рабочие должны быть
обучены комплексу работ, чтобы при необходимости менять работы и
рабочие места в пределах
своего подразделения
Слаборазвитая; рабочих
инструкций много, они
разнообразны, но носят
универсальный характер
(без привязки к конкретной работе)
Рабочие должны быть
обучены выполнению
разнообразных работ в
рамках своей специальности, должны быть универсалами, уровень их
квалификации высокий
Материалами перемещаются транспортными
средствами, поддерживающими свободный режим транспортировки
21. Производственное
расписание
Ориентировано на временные характеристики,
устанавливающие простые и преобладающие
связи с выпуском, достаточным для обеспечения
прогнозируемых продаж
22. Цена продукции и
изменений
Фиксированные цены с
возможной тенденцией к
уменьшению, высокая
цена любых изменений
Цена определяется исходя из возможности продажи товара
70-80%
23. Ценообразование
24. Использование оборудования
Материалами перемещаются транспортными средствами дискретного действия (роботыштабелеры, электрокары
и т.д.) и конвейерами
Хранение с использованием малых и средних
зон складирования
Конечная продукция производится на основе частых
краткосрочных прогнозов,
объем выпуска постоянно
уточняется путем запросов, что сводит к минимуму запасы продукции
Ориентировано на выбор
вариантов модулей, порядка следования операций и использования
оборудования в соответствии с прогнозом спроса
и объема производства
Фиксированные цены,
зависящие от производственной мощности и изменений
Цена определяется на
основе опытных данных
20-75%
Хранение с использованием больших зон складирования
Конечная продукция
производится по заказам
и не хранится
Ориентировано на порядок запуска, является
комплексным и преимущественно связано с
соотношением объема
продаж и запасов, производственной мощностью и обслуживанием
заказчиков
Фиксированные цены с
возможной тенденцией к
увеличению, низкая цена любых изменений
Цена окончательно
определяется по факту выполнения работ
5-25%