Методи організації виробничих процесів.

Тема 5. Виробничий процес та принципи його раціональної організації.

План лекції:

1. Організація основного виробництва.

2. Виробничий цикл та його тривалість.

3. Принципи раціональної організації виробничого процесу

 

Рекомендована література:

1. Економіка промисловості України: 36. наук. пр. - К.: РВПС України НАН України, 2006. - 196 с.

2. Єрохін С.А. Структурна трансформація національної економіки (теоретико-методологічний аспект). Наук. Монографія. - К.: «Світ знань», 2002. – (с. 167-242).

3. Заблоцький Б.Ф., Кокошко М.Ф., Смовженко Т.С. Економіка України. – Львів, ЛБК НБУ, 1997. – 580 с.

Методи організації виробничих процесів.

Залежно від особливостей виробничого процесу і типу виробництва застосовується певний метод організації вироб­ництва.

Метод організації виробництва — це певний спосіб вико­нання виробничого процесу, що передбачає сукупність відповід­них заходів та прийомів. У характеристиці методу організації виробництва особливо важливими є взаємозв'язок послідовності виконання операцій технологічного процесу з порядком розмі­щення обладнання і ступінь неперервності виробничого процесу.

Технологічний процес для кожного виробу чи деталі має індивідуальний характер і виконується, як правило, за індивіду­альними замовленнями.

Розрізняють три методи організації виробництва:

• непотоковий;

• потоковий;

• автоматизований.

Непотокове виробництво з організаційного погляду є досить складним. Воно застосовується, як правило, в одиничному та експериментальному виробництві.

Непотокове виробництво характеризується такими озна­ками:

• на кожному робочому місці виготовляються та оброб­люються різні за конструкцією та технологією вироби, бо їх кількість невелика;

• усі робочі місця розташовані групами, без певного зв'язку з послідовністю виконання виробничих операцій (немає зв'язку типу "потокова лінія");

• існують перерви у виробничому циклі, оскільки предмети праці переміщуються складними маршрутами (після оброб­лення надходять на склад та чекають закінчення оброблення всієї партії);

• обладнання, яке застосовується, є універсальним.

Залежно від широти номенклатури виробів потокове вироб­ництво може існувати у двох формах:

• виробництво партіями;

• одинично-технологічне.

Метод виробництва партіями характеризується такими ознаками: розміром партії, періодичністю повторення її у виробництві, тривалістю виробничого циклу та порядком запуску деталей у виробництво.

Цей метод застосовується переважно у серійному виробниц­тві. При цьому досить важливо визначити оптимальний розмір партії, оскільки, з одного боку, збільшення величини партії веде до зменшення потреби у переналагодженні обладнання, до поліпшення його використання та економії робочого часу, а з іншого — оброблення деталей великими партіями потребує великих складських приміщень, сприяє збільшенню обсягу незавершеного виробництва. Тому визначають оптимальну партію, за якої загальні витрати на виготовлення продукції будуть мінімальними.

Одинично-технологічний метод застосовується, як правило, в одиничному виробництві, коли предмети праці оброблюються одиницями або окремими партіями, які не повторюються.

Для усунення недоліків цих двох методів застосовується груповий метод. Його суть полягає в тому, що всі деталі, що оброблюються, поділяються на технічно однорідні групи. Такий поділ сприяє економії часу оброблення предметів праці, оскіль­ки обладнання не потребує переналагодження. Це, у свою чергу, дає змогу автоматизувати виробництво, що є основою переходу до потокового виробництва.

Потокове виробництво — найбільш досконалий метод організації виробництва. Цей метод передбачає оброблення предметів праці за встановленим найкоротшим маршрутом з фіксованим часом.

Головною ознакою потокового виробництва є стійка номен­клатура випуску однорідної продукції. У потоковому вироб­ництві найповніше виражені основні принципи високоефек­тивної організації виробничого процесу, і передусім принципи прямоточності, неперервності. Потокові методи застосовуються в умовах виготовлення значних обсягів продукції протягом тривалого часу. Тому застосовується цей метод переважно у

масовому та великосерійному виробництві; при одиничному виробництві використовуються лише елементи потокового виробництва (при виготовленні уніфікованих деталей). Потоковому виробництву властиві такі ознаки:

• поділ виробничого процесу на окремі операції і закріп­лення їх за певним робочим місцем на тривалий термін;

• за групою робочих місць закріплюється оброблення одного виду продукції або конструктивно подібних предметів;

• робочі місця розміщуються послідовно, відповідно до технологічного процесу;

• узгодження та ритмічне виконання всіх операцій на основі єдиного розрахункового ритму потокової лінії;

• технологічний процес строго диференційований — на кожному робочому місці виконується лише одна або кілька однорідних операцій;

• передання оброблюваних деталей з операції на операцію відбувається з мінімальною перервою і за допомогою спеці­альних транспортних засобів (конвеєр);

• предмети праці передаються з однієї на іншу операцію поштучно або невеликими партіями.

Основною структурною ланкою потокового виробництва є потокова лінія. Потокова лінія — це технологічно або організа­ційно відокремлена група робітників, яка спеціалізується на виготовленні одного або подібних виробів згідно з наведеними вище ознаками потокового виробництва.

Для потокових ліній характерне застосування спеціальних транспортних засобів, які виконують функцію переміщення предметів праці з одного робочого місця на інше та підтримання такту роботи потокової лінії.

 

 

Рис. 1. Схема потокової лінії.

На підприємствах, залежно від обсягу виробництва, обсягу продукції, застосовуваної техніки виділяють кілька видів потокових ліній.

1. За номенклатурою виробів, які обробляються:

• однопредметні постійно-потокові лінії. За ними закріплю­ється оброблення та складання одного найменування продукції протягом тривалого часу (застосовується в умовах масового виробництва). Для переходу на виготовлення іншого виду про­дукції необхідно переналагоджувати обладнання;

• багатопредметні постійно-потокові лінії, на яких одно­часно або послідовно оброблюються деталі кількох видів, але технологічно подібні. Застосовуються вони у серійному вироб­ництві та не потребують переналагодження.

2. За методом оброблення виробів:

• змінно-потокові лінії, які застосовуються при обробленні кількох найменувань деталей по черзі. При переході від виготов­лення однієї деталі до іншої потокова лінія потребує переналаго­дження;

• групові потокові лінії, на яких без переналагодження обладнання оброблюється значна частина предметів праці.

3. За ступенем безперервності:

• безперервні потокові лінії, на яких предмети праці перемі­щуються за операціями безперервно (відсутні перерви чекання);

• перервні потокові лінії, які не мають чіткої синхронізації всіх операцій. Тобто між операціями з різною продуктивністю предмети праці чекають своєї черги на оброблення.

4. За способом підтримання ритму:

• лінії з регламентованим ритмом — предмети праці переда­ються з операції на операцію через точно фіксований термін;

• потокові лінії з вільним ритмом — деталі передаються з відхиленням від ритму.

5. За охопленням виробництва:

• потокові;

• цехові;

• міжцехові;

• наскрізні.

Впровадження потокового виробництва потребує виконання певних умов. Головними з них є: великий та тривалий випуск продукції, можливість раціонального розташування робочих місць, автоматизація виробничих процесів та застосування найпрогресивнішої технології.

При проектуванні потокової лінії роблять розрахунок низки показників її роботи. Вихідним показником є такт (год.) потоко­вої лінії — інтервал часу, через який періодично відбувається випуск певної продукції.

де Ф_п — плановий фонд часу роботи лінії за розрахунковий період (зміна, місяць, рік);

А — обсяги випуску продукції за той самий період.

При розрахунку такту для неперервно-потокових ліній з регламентованим ритмом роботи враховуються встановлені для таких ліній регламентовані перерви для відпочинку робітників та організації технічного обслуговування. Звідси формулу такту можна подати у такому вигляді:

де к — коефіцієнт використання робочого часу.

Приклад. За зміну (8 год) для відпочинку робітників перед­бачено дві перерви по 10 хв. План випуску — 120 штук. Знайти величину такту. к = 460 / 480 = 0,96, г = 0,96 -480/ 120 = 3,84 хв.

Обернена величина до такту називається темпом потокової лінії (Т) і обчислюється за формулою

Темп виражає кількість продукції, яка зійде з потокової лінії (конвеєра) за одну годину її роботи.

Важливим показником роботи потокової лінії є кількість деталей, які одночасно перебувають на конвеєрі:

де К — кількість деталей, які одночасно перебувають на конвеє­рі;

Д — тривалість циклу;

r — величина такту.

Робоча довжина конвеєра визначається на основі відстані між центрами суміжних робочих місць (кроку конвеєра) та загальної кількості робочих місць на лінії. У загальному вигляді її можна подати так:

де L — крок конвеєра;

V — швидкість руху конвеєра, м/хв.

На практиці швидкість руху дорівнює:

• при роботі без зняття деталей з конвеєра — від 0,2 до 0,8 м/хв;

• при знятті предметів з конвеєра — до 2,5 м/хв.

Число робочих місць (п) на і-й операції визначається відно­шенням довжини операції (t_i) до такту (r):

Потокове виробництво внаслідок автоматизації та меха­нізації виробничого процесу є досить ефективним. Ефективність роботи потокових ліній значною мірою залежить від рівня організації роботи. Тісна взаємозалежність робочих місць на потоковій лінії потребує високої технологічної та трудової дисципліни, чіткої організації обслуговування і забезпечення робочих місць. Ефективність потокового виробництва вияв­ляється також у скороченні виробничого циклу, зростанні продуктивності праці. Однак разом з цим воно має певні недоліки.

Найсуттєвішими з них є зведення праці робітників лише до виконання елементарних механічних операцій, що є наслідком високої диференціації виробничого процесу. Така праця не вимагає високої кваліфікації робітників і не створює умов для реалізації індивідуальних здібностей.

Другим недоліком є те, що вузька спеціалізація робочих місць та їх розміщення за ходом виробничого процесу усклад­нюють перехід на виробництво нової продукції. Цей перехід потребує заміни та перестановки обладнання, що викликає простої. Зазначений недолік усувається застосуванням автома­тизованих систем.

Разом з тим потокове виробництво має істотні переваги. Упровадження досягнень НТП при організації потокового виробництва дає змогу значно розширити його застосування.

Використання високопродуктивного спеціального облад­нання, інструменту, прогресивної технології, спеціалізація робочих місць знижують трудомісткість продукції, що випус­кається. Відсутність простоїв унаслідок раціональної організації робочих місць веде до зростання продуктивності праці та найповнішого використання робочого часу.

Усі ці фактори сприяють зниженню собівартості продукції, зростанню прибутку та рентабельності виробництва.

Важливими передумовами ефективності потокової органі­зації виробництва є стабільність номенклатури упродовж тривалого періоду і значні масштаби випуску продукції, спеціалізація робочих місць і розташування їх відповідно до технологічного процесу.

Таким чином, розвиток нових форм потокового виробництва дає змогу ефективно застосовувати його з урахуванням сучасних вимог НТП.

Автоматизація виробництва — процес, за якого всі або переважна частина операцій, що потребують фізичних зусиль робітника, передаються машинам і відбуваються без безпосе­редньої його участі. За робітником залишається лише функція налагодження, нагляду та контролю.

Автоматизація виробничого процесу досягається шляхом використання систем машин-автоматів, які є комбінацією різнотипного обладнання та інших технічних засобів, що розташовані в технологічній послідовності та об'єднані засобами транспортування, контролю і управління для виконання часткових процесів виготовлення виробу (продукції).

Особливу роль при цьому відіграє комплексна автоматизація виробництва, за якої без безпосередньої участі людини, але під її контролем машинами-автоматами здійснюються всі процеси виробництва — від надходження сировини до виходу готової продукції.

Розрізняють чотири напрямки автоматизації.

1. Упровадження напівавтоматичних та автоматичних вер­статів. Найвище досягнення цього напрямку — верстати з чис­ловим програмним управлінням, які підвищують продуктив­ність на кожному місці у 3—4 рази. Вони працюють без безпосе­редньої участі людини у виробничому процесі та виготовляють різноманітні деталі.

2. Створення комплексних систем-машин з автоматизацією всіх ланцюгів (частин) виробничого процесу, зокрема автома­тичних ліній. Автоматичні лінії — об'єднання в єдине виробниче ціле системи машин-автоматів з автоматичними механізмами і засобами для транспортування, контролю, управління. Нижче зображено схему автоматичної лінії (рис. 2).

Рис. 2. Схема автоматичної лінії

Найбільша ефективність досягається при застосуванні автоматичних роторних ліній. Вони є різновидом автоматичних ліній та оснащені спеціальним обладнанням. Наприклад, у роторному циліндрі деталь виготовляється до її повного виготов­лення. Суттєвими перевагами роторних ліній є те, що вони повністю виключають транспортні операції та не потребують переналагодження обладнання. Крім того, на кожній з роторних ліній може одночасно оброблюватися кілька деталей.

Можливості застосування автоматичних ліній розширю­ються завдяки створенню на їх основі гнучких автоматизованих систем. Гнучкі автоматизовані системи — це стратегічний напрямок розвитку техніки та організації виробництва.

3. Конструювання та виробництво промислових роботів, які виконують у виробничому процесі функції, що подібні до руки людини, і завдяки цьому замінюють людину. Їх упровадження дає змогу продовжити експлуатацію неавтоматизованої техніки, котра при переході до освоєння нової продукції може бути непридатною.

Використання роботів на виробництві має істотні переваги:

• зручність в експлуатації — наявність постійної інформації на кожному етапі виробничого процесу;

• висока якість продукції;

• гнучкість — не потребує переналагодження та перерв;

• надійність та безпека — під час експлуатації робота його робоча зона контролюється фотоелементами, кількість електро­проводів зведена до мінімуму, робоче місце відповідає всім ергономічним вимогам;

• ефективність — економія часу на монтаж та встановлення обладнання, оснащення пультом управління, швидке перена­лагодження.

З уведенням робототехніки усуваються такі чинники, як утомлюваність робітника, зниження уваги, водночас змен­шується питома вага ручних операцій. При застосуванні роботів підвищується якість та продуктивність праці.

4. Розвиток комп'ютеризації та гнучкості виробництв і технологій.

Потреба у розвитку гнучкої автоматизації визначається посиленням міжнародної конкуренції, яка потребує швидкого оновлення та освоєння виробу, тенденції роботи та конкретного споживача зі зменшенням серійного випуску продукції.

Гнучкість виробництва — здатність швидко при міні­мальних витратах на тому самому обладнанні переходити на випуск нової продукції.

Основою гнучких виробничих систем є гнучкий виробничий модуль. Він являє собою окремо функціонуючу одиницю облад­нання з числовим програмним управлінням. Завантаження та оброблення деталей здійснюється за допомогою роботів.

Гнучкі виробничі системи (ГВС) є найефективнішими, і дають змогу підвищити продуктивність праці у 2,5 рази. ГВС є найвищою формою автоматизації. Ці системи доцільно застосовувати, коли протягом року кожної з 5—10 найменувань деталей необхідно випустити у кількості від 50 до 2000 штук.