Організаційні основи виробничих систем

ВИРОБНИЧІ СИСТЕМИ

ВИРОБНИЦТВО ЯК ВІДКРИТА СИСТЕМА

Виробнича функція. Виробництво — найважливіша сфера людської діяльності з перетворення предметів праці з метою задоволення потреб всіх суб’єктів суспільства. Таким чином, виробнича функція охоплює всі дії, що безпосередньо пов’язані з виготовленням товарів чи наданням послуг. Вона відіграє голов­ну роль у створенні товарів або послуг і є ядром будь-якого промислового підприємства. Ресурсні вкладення здійснюються для отримання готових виробів за допомогою одного або кількох процесів перетворення (збереження, транспортування, оброблення). Щоб гарантувати бажаний (замовлений) продукт, на різних етапах процесу перетворення здійснюються заміри (зворотний зв’язок), а потім порівнюють результати з установленими стандартами і в разі необхідності коригують дії (контроль). На рис. 2.1 схематично показана виробнича функція як процес перетворення вкладених ресурсів у кінцеву продукцію.

 

Рис. 2.1. Схема виробничої функції як процес перетворення
вкладених ресурсів у кінцевий продукт

Економічна сутність виробничої системи полягає у створенні (у процесі перетворення) доданої вартості як різниці між вартістю вкладень та вартістю або ціною кінцевого продукту. Аналіз складових процесу перетворень дає змогу усунути чи перепроектувати збиткові операції, збільшуючи тим самим додану вартість.

Досягнення мети виробництва з виготовлення продукції для задоволення потреб споживачів можливе тільки за умови тісної взаємодії виробничої функції насамперед з функціями маркетингу та фінансів, а також іншими допоміжними функціями. Такий взаємозв’язок трьох основних функцій відображений на рис. 2.2.

 

Рис. 2.2. Перетин і взаємозв’язок трьох основних функцій

Фінансова функція передбачає дії з забезпечення виробничої функції ресурсами за вигідною ціною і з розподілом цих ресурсів, у тому числі й за іншими функціями. Персонал, який виконує операції по кожній з функцій, працює спільно, обмінюючись інформацією та досвідом щодо:

· підготовки кошторисів, бюджетів для визначення фінансових потреб або наступного їх коригування у випадку змін умов функціонування. Оцінюється також робота підрозділів підприємства відносно прийнятого бюджету;

· економічного аналізу та оцінювання запропонованих інвестицій в устаткування, технологію виробництва;

· забезпечення необхідними фондами для своєчасного фінансування виробничого процесу. Ретельне планування набуває важ­ливого і навіть критичного значення в умовах обмеження фондів та сприяє подоланню проблем з потоком грошової готівки.

Маркетингова функція полягає: у продажу і просуванні на ринок товарів та послуг; у здійсненні заходів у сфері реклами та ціноутворення; в оцінці побажань і потреб споживачів; у доведенні до виробничників результатів короткострокових маркетингових досліджень і до дизайнерів та проектувальників — довгострокових.

Виробничники мають потребу в інформації про поточний попит, щоб спланувати виробництво (купувати необхідні матеріали і складати робочі графіки). Дизайнерам і проектувальникам необхідна маркетингова інформація для поліпшення та модернізації існуючих товарів і розроблення нових. Тому маркетинг, проектування та виробництво мають працювати разом у тісному контакті. При цьому маркетингова інформація характеризує запити споживачів і вимоги до конструкційних та функціональних особливостей нових видів товарів, що важливо для проектувальників.

Виробничники також зацікавлені в отриманні своєчасної інформації про потреби в нових виробах, щоб розробити технологічні процеси і придбати необхідне устаткування.

Фінансисти активно включаються в процес обміну інформацією і повідомляють про наявність фондів (при короткостроковому плануванні), а також, які фонди потрібні для виготовлення нових виробів (за умови довгострокового планування).

У свою чергу, важливі відомості про терміни виробничого процесу, що їх отримують маркетологи, дають змогу своєчасно інформувати споживачів про виконання замовлення.

Отже, у процесі активної взаємодії функцій маркетингу, вироб­ництва та фінансів розробляються вироби, прогнозуються і створюються реальні виробничі графіки, приймаються кількісні та якісні рішення, здійснюється обмін інформацією про стан діяльності. Залежно від виду діяльності підприємства на додаток до розглянутих функцій формуються інші функції, які забезпечують їх ефективне здійснення (наприклад, матеріально-технічного забезпечення, бухгалтерського обліку, технічного обслуговування, управ­ління персоналом, технічної підготовки виробництва, збуту тощо).

Система та її сутність. Дослідження взаємопов’язаних умов та чинників, що забезпечують успішне виконання виробничої функ­ції як важливої сфери діяльності людей, потребують розглядання її з позиції системного підходу, як своєрідну складну систему.

Поняття «система», її межі достатньо умовні і залежать від об’єкта та мети дослідження. Системою можна назвати будь-який об’єкт, що має у своєму складі сукупність взаємопов’язаних і взаємодіючих частин або елементів. Будь-яка система складається з не менш як чотирьох основних компонентів: входу, процесу, виходу та пристроїв зворотного зв’язку і контролю.

Той самий об’єкт, що входить в іншу систему, розглядається в ній уже як підсистема або елемент. Наприклад, верстат у цілому є технологічною системою, його окремі частини — агрегати, вузли, деталі являють собою підсистеми та елементи.

У разі дослідження системи, де головною підсистемою є людина, верстат виступає із зовсім іншими властивостями, ніж у системі «верстат». У свою чергу, система «верстатник — верстат» діє як підсистема, якщо предметом розгляду є система «виробнича дільниця», яка об’єднує кілька таких підсистем. Отже, будь-який об’єкт може бути одночасно як самостійною системою, так і елементом різних систем.

Водночас об’єкт, який вибирається для дослідження з позицій системного підходу, повинен мати низку ознак, що характеризують його як систему. Зокрема, серед ознак систем, які призначені для виконання виробничих функцій, мають бути такі: 1) основні вхідні компоненти; 2) сукупність елементів; 3) суттєві зв’язки між елементами; 4) інтегративні (об’єднувальні) властивості; 5) ціліс­ність; 6) внутрішня упорядкована структура й організація; 7) мета функціонування і критерії оцінювання функціонування системи; 8) керуючий або регулюючий пристрій; 9) межі з зовнішнім се­редовищем і здатність системи до взаємодії з ним; 10) особливі властивості елементів, з якими вони входять в дану систему.

Існування будь-якої системи, успішне виконання нею своїх завдань можливе за наявності зв’язків між елементами, що об’єд­нують їх в єдине ціле, завдяки чому здійснюється функціонування системи відповідно до поставленої мети. В окремій системі зв’язки між її елементами значно міцніші, ніж з іншими елементами інших систем. Такі зв’язки називаються системоутворювальними. Деяку кількість елементів, для яких характерні слабкі, непостійні зв’язки або повна їх відсутність, не можна назвати системою.

Внутрішні властивості системи та її взаємодія із зовнішнім середовищем визначається шляхом виділення і вивчення типів зв’язків. Серед них найважливішими є зв’язки функціонування, які підрозділяються на: матеріальні (потоки матеріалів, предметів праці, енергії), інформаційні (потоки інформації, зв’язки між людьми тощо). Зв’язки розрізняються також за напрямом: прямі і зворотні. Вони пов’язані між собою і є умовою управління процесом перетворення, особливо зворотного впливу результатів на його протікання.

Виділення системи з оточуючого середовища як цілісного об’єкта здійснюється завдяки системоутворювальним зв’язкам. Цілісність системи визначає, що її поведінка в цілому залежить передусім від взаємодії внутрішніх елементів, незалежно від впливів зовнішнього середовища. Цілісність системи вказує на її інтегратив­ність, спроможність об’єднувати елементи, що входять до неї.

Відомо, що результативність системи залежить від результатів функціонування її окремих елементів, але загалом про діяльність системи можна робити висновки за результатами роботи взаємопов’язаних елементів. Водночас поведінка системи в цілому не завжди визначається діяльністю окремих її елементів. Наприклад, на деяких робочих місцях якісно і своєчасно виконують завдання, але дільниця загалом функціонує незадовільно.

Виходячи з визначення системи, вона має внутрішню упорядковану структуру й організацію. Структура розглядається як кіль­кісний і якісний склад основних елементів системи та способів їх взаємозв’язку, які забезпечують сталий стан системи. Організація передбачає порядок розташування і взаємодію елементів системи. Структура й організація цілісної системи підвищують рівень визначеності, завдяки спрямованій поведінці її елементів. Структура й організація можуть бути формальними (що передбачені проектом) і неформальними (як результат випадкових зв’язків і відносин).

Бажаний, можливий та необхідний стан системи на «виході» визначається спроможністю задовольнити певні потреби, що є її загальною метою функціонування (наприклад, кількість і якість певного виду продукції як результат «процесу» виготовлення з ресурсів «входу»). Ступінь досягнення поставленої мети визначається за допомогою критеріїв оцінки зіставленням показників «виходу» з «входом», тобто результатів (обсягів і якості продукції) з затратами (всіх видів ресурсів на її виготовлення). Критерії оцінки функціонування системи дають змогу вибрати найбільш доцільний (оптимальний) варіант використання обмежених ресурсів.

Досягнення поставленої мети забезпечується контролем параметрів системи на «виході», порівнянням їх із заданими і впливом на «вхід» таким чином, щоб підтримувати систему в рівновазі, забезпечувати її функціонування в певному режимі роботи. Функції контролю, порівняння і впливів виконує пристрій управління або керуючий (регулюючий) пристрій, який є складовою системи.

Кожна система існує і функціонує в певних межах, що відокремлюють її від зовнішнього середовища, але водночас вона може функціонувати і розвиватися тільки за умови активної взаємодії з навколишнім середовищем. При цьому зовнішнє середовище охоплює сукупність зовнішніх для системи об’єктів, які або впливають на неї, або вона впливає на них. Таким чином, система під час свого функціонування змушена постійно адаптуватися до зовнішнього середовища на «вході» (до постачальників ресурсів) і на «виході» (до споживачів), узгоджуючи з його вимогами свої матеріальні, інформаційні й трудові зв’язки.

Суттєвою ознакою системи є особливі властивості, які має кожен з елементів і підсистем, що входять до неї. Властивості розглядаються як кількісна або якісна оцінка параметрів об’єктів, за якими здійснюється їх взаємозв’язок усередині системи та з елементами інших систем (вид продукції, що виготовляється, кількість і кваліфікація працівників тощо). Відокремлення об’єктів усе­редині системи з визначенням їх функцій та параметрів у певних одиницях виміру здійснюється завдяки властивостям її елементів.

Класифікація систем. Досліджуючи системи, їх класифікують за певними ознаками.

Залежно від умов створення всі системи належать або до природних (у тому числі живі системи), або до штучних, які створені людиною (зокрема, виробничі системи різних рівнів).

Ступінь взаємодії з зовнішнім середовищем поділяє системи на: відкриті, які на «вході» і «виході» здійснюють активний обмін (енергією, матеріалами, інформацією, продукцією, послугами), та закриті, що не взаємодіють із зовнішнім середовищем (наприклад, хімічна реакція в спеціальному посуді). Закриті системи, не отримуючи ресурсів, занепадають.

До фізичних систем належить сукупність природних або штуч­них об’єктів, що мають речову форму і реально взаємодіють між собою (наприклад, територія підприємства, споруди, будівлі, машини, устаткування, які забезпечують нормальний процес трансформації сировини, матеріалу).

Абстрактні системи являють собою символічне відображення зв’язків або процесів, які здійснюються у фізичних моделях, визначаючи їх поведінку, наприклад, моделі окремих об’єктів, явищ або процесів. Моделі також розподіляються на фізичні — моделі зовнішньої подібності (устаткування, робочих місць, підприємств, структура речовини і т. д.); абстрактно-схематичні (графіки, схеми, креслення тощо) і абстрактно-математичні, що відображають числові залежності або зв’язки в системі або в її окремій частині (система управління, функціональні, кореляційні залежності та ін.).

Системи належать до простих, якщо мають у своєму складі обмежену кількість взаємопов’язаних елементів, які забезпечують виконання нескладних функцій системи (наприклад, терморегулюючий пристрій у приміщенні). Складні системи складаються з великої кількості взаємодіючих частин (підсистем, елементів), які виконують складні різноманітні функції і вирішують великі завдання. Особливість складної системи полягає в можливості послідовного розподілу її на частини, підсистеми й елементи та дрібніші складові, але тільки до певної встановленої межі.

Системи з головним, провідним елементом, зміни в якому викликають зміни всіх вхідних елементів, їх поведінки і системи в цілому, називаються централізованими системами (наприклад, керуючий орган будь-якого об’єкта). Децентралізована система складається з рівнозначних елементів, зміна в одному з яких не веде до змін в інших, що з’єднані послідовно або паралельно (наприклад, групова робота).

Системи, у яких стан внутрішніх елементів і її поведінка в цілому змінюються з часом, відносять до динамічних систем. При цьому зміни можуть виникати під впливом як зовнішнього, так і внутрішнього середовища. У статичних системах стан окремих елементів і поведінка системи в цілому не змінюються в часі.

Природні і штучні системи, що змінюють поведінку в часі від випадкових впливів як зовнішнього середовища, так і внутрішніх процесів, належать до ймовірних систем. Детерміновані системи відрізняються поведінкою, яка визначається поперед­нім станом і характером входу системи. Для підтримки такої си­стеми в рівновазі необхідно мати додаткові регулюючі (керу­ючі) пристрої не тільки на вході, а й для обліку зовнішніх і внутрішніх впливів.

Системи зі зворотним зв’язком мають властивості впливу на «вхід» за результатами діяльності на «виході» на основі інформації, яка передається каналами зворотного зв’язку (наприклад, автоматичні регулятори, живі та виробничі системи).

До регульованих належать системи, поведінка яких утримується за допомогою керуючого пристрою в певних межах, що задані метою її функціонування. Такі системи відносять до категорії кібернетичних.

Система вважається стабільною, якщо показники її функціонування зберігаються на певному рівні (наприклад, автомобіль, верстат, підприємство).

Вимоги сполучення з зовнішнім середовищем або оптимізації характерні для штучних систем. Сполученою вважається система, яка відповідає зовнішньому середовищу, функціонує відповідно до його вимог або іншої взаємопов’язаної з ним системи (наприклад, якщо результат задовольняє споживачів, тоді система відповідає зов­нішньому середовищу і вона вважається оптимальною в даний час).

Системами, що складаються з комплексу взаємозалежних об’єктів, є: господарство країни, галузь промисловості, підприємство, цех, дільниця, робоче місце. Водночас складними системами є також комплекси функцій, види діяльності, що здійснюються на підприємствах. Як єдину складну систему можна розглядати всю діяльність підприємства, що складається з мережі підпорядкованих, менше складних систем.

Виробнича система та її структура. Виробничі системи (ВС) — це особливий клас систем, що об’єднують працюючих, знаряддя і предмети праці та інші елементи, які необхідні для функціонування системи, у процесі якого створюється продукція або послуги.

Елементами виробничої системи є люди і матеріальні об’єкти — праця, знаряддя, предмети, продукти праці, а також технологія, організація виробництва.

Виробнича система на первинному рівні може розглядатися як група механізмів (устаткування, апарати тощо), що обслуговуються робітником (оператор, машиніст). Кожний механізм і робіт­ник, що обслуговує його, являють собою два взаємодіючих та взаємозалежних елементи, які складають систему «людина — машина». Під елементом виробничої системи розуміється складова частина системи, яка не розчленовується на дрібніші складові. Елементами виробничої системи нижчого рівня (дільниці, цеху, відділу) є робочі місця (частина виробничої площі з розташованими на ній верстатами або агрегатами та робітниками, які їх обслуговують), які оснащені приладдям та інструментом, партією деталей (або інший вимір предметів праці) та ін.

Інтеграція первинних систем «людина — машина» створює ви­робничу дільницю — складну систему, яка охоплює основних і допоміжних робітників, основне і допоміжне устаткування, функціональні підсистеми зі складним комплексом взаємозв’язків, взаємовідносин та інтересів, що й зумовлює її складну структуру та організацію.

До систем вищого рівня належать цехи, підприємства, галузі і т. п. При цьому кожна ланка системи, підсистеми будь-якого
рівня відбиває найістотніші риси системи вищого рівня, частиною якого вони є.

У виробничій системі здійснюються виробничі процеси. Їх основою і визначальною частиною є технологічні процеси, під час яких робітник за допомогою знарядь праці впливає на предмети праці і перетворює їх у продукт праці — готову продукцію.

Усі матеріальні елементи і підсистеми виробничої системи характеризуються особливим складом, взаємним розташуванням і взаємозв’язками, які створюють технологічну, або виробничу структуру. Формальна, що передбачена проектом, структура виробничої системи формується за технологічним або функціональним принципом. Вона складається з основних та допоміжних елементів. До основних елементів належить технологічне устаткування та оснащення, яке призначене для безпосередньої обробки чи складання предметів праці (верстати, комплекси машин, конвеєри, інструмент, пристрої, приладдя тощо).

Нормальне функціонування основних елементів залежить від забезпечення їх енергією, інструментом, ремонтом, а також транспортуванням, складуванням предметів, контрольними і випробувальними стендами та приладами. Ці функції виконують відповідні допоміжні елементи виробничої системи, у яких на вході є як зовнішні, так і внутрішні зв’язки, а на виході тільки внутрішні. Тому необхідними для основних елементів виробничої системи можуть бути лише ті допоміжні елементи, продукція і послуги, які не є результатом діяльності інших самостійних си-
стем (виробництв, підприємств).

Виробнича система поряд з технологічними (матеріальними) містить соціальні елементи — робітників, які використовують засоби праці і керують ними при виготовленні продукції. Сукупність груп людей певного професійного складу, що узгоджено взаємодіють у процесі виконання заздалегідь передбачених функцій на технологічному устаткуванні для досягнення поставленої мети, становить соціальну структуру виробничої системи. Таким чином, соціальні та матерільні елементи формально діють як цілісна складова виробничої системи. Існування матеріальної і соціальної структур зумовлене поділом праці всередині виробничої системи. Тому структура елементів має відповідати її загальним цілям і постійно пристосовуватися до них, адже кожен елемент і підсистема як відносно відокремлені частини виконують чітко визначені завдання.

Виробнича система визначається поведінкою, еволюцією і набором структур. Структура виробничої системи — це сукупність елементів і стійких зв’язків між ними, що забезпечують цілісність системи і її тотожність самій собі, тобто збереження основних властивостей системи під час різноманітних зовнішніх і внутрішніх змін.

Структура виробничої системи визначається складом і взаємозв’язками її елементів і підсистем, а також зв’язками з зовнішнім середовищем. Розрізняють просторову (розташування елементів системи в просторі) і часову (послідовність змін у часі стану елементів і системи в цілому) структури виробничих систем. Вони тісно взаємопов’язані і взаємозалежні.

Структура ВС, зображена на рис. 2.3, — це інваріантна в часі фіксація елементів і зв’язків між ними. Функціонування ВС означає її дію в часі. Залежно від мети й аналізу ВС може бути подана різноманітними структурами, наприклад, структурою основних фондів, структурою кадрів, виробничою структурою і т. п.

 

Рис. 2.3. Структура виробничої системи

Цілісність виробничої структури є однією з основних властивостей. Усі елементи ВС функціонують з єдиною загальною метою — розроблення, проектування, виготовлення необхідної про­дукції. Будь-яка ВС має вхід, процес, вихід і зворотний зв’язок.

Через пристрій входу в систему надходять вихідні ресурси (сировина, матеріали, паливо, пальне, енергія, праця та інше), що забезпечують функціонування системи. Цей процес є центральним основним компонентом системи, завдяки якому ресурси входу перетворюються і набувають зовсім інших нових властивостей, які вони отримують на виході. Вихід системи є результатом функціонування системи, може бути окремо виробом, послугою, інформацією чи всім одночасно залежно від спеціалізації виробничої системи.

Споріднення елементів виробничої системи. Елементи, які входять до складу виробничої системи, відрізняються за своїми властивостями. Кожен з них, як структурно відокремлена частина системи, виконує тільки йому властиві функції. Водночас функції кожного елемента системи підпорядковані завданням і цілям системи (наприклад, на робочому місці виконуються операції відповідно до завдань, що випливають із закономірностей технологічного процесу, і тим самим підпорядковані основній меті забезпечення ефективного функціонування виробничих систем дільниці, цеху, підприємства в цілому).

Характерна особливість елемента виробничої системи — тісний взаємозв’язок та взаємодія з іншими частинами або елементами системи шляхом:

· або послідовного здійснення частини функцій над предметом праці, що виконуються системою в цілому до отримання готового продукту;

· або комплексного перероблення однорідної сировини і отримання з неї різноманітних продуктів;

· або паралельного виконання однорідних, але не однакових функцій з оброблення багатьох видів матеріалів і отримання з них частин готового продукту.

У першому випадку вхід кожного елемента за ходом процесу збігається з виходом попереднього, а вхід і вихід системи в цілому відповідно — з входом і виходом першого і останнього елемента. Таке розташування елементів дає змогу використовувати додаткові корисні властивості, що отримуються на виході попереднього елемента, надходять на вхід наступного у вигляді частини необхідних ресурсів, завдяки чому досягається багаторазове використання частини ресурсів, що витрачені на вході системи. Прикладом такої системи є металургійний завод, де тепло рідинного чавуну з доменної печі використовується як одне з джерел тепла в сталеплавильному виробництві, потім теп­ло злитків економить енергію для нагрівання їх під прокат у відповідному цеху. Вимоги економічності технології диктують всебічне скорочення перерв у процесі обробки предметів праці під час переходу від однієї стадії до іншої шляхом зосередження всіх елементів в одній системі.

Для систем другого виду характерною є наявність багатьох виходів при одному вході. Комплексні технології глибокого перероблення сировини потребують послідовно-паралельної побудови елементів виробничої системи агрегатно-сепаратного типу. Прикладом може бути хімічний комбінат.

Третій вид виробничих систем відрізняється одним виходом при багатьох входах. Так, на машинобудівному підприємстві використовується одночасно багато різноманітної сировини, матеріалів, способів їх перероблення для виготовлення кінцевого продукту (виробу). Характерною особливістю при цьому є існування трьох взаємопов’язаних послідовних підсистем: заготівельної, що забезпечує первісне змінювання форми матеріалу (металу); оброб­ної, яка пов’язана з отриманням готових деталей із заготовок; складальної, що зайнята з’єднанням окремих деталей у вузли і готовий виріб — машину. Наприклад, заготовки з металу можна отримати різними методами: литтям (відливки), тиском (поковки), штампуванням, механічним обробленням або зварюванням. Подальша обробка заготовок — механічна, термічна тощо здійснюється в різній послідовності і різними робочими інструментами та машинами. Крім того, окремі частини виробу — вузли, агрегати можуть збиратися в підсистемах-елементах (цехах, дільницях) виробничої системи таким чином, щоб бути готовими до початку складання виробу в цілому.

До важливих особливостей виробничої системи третього виду слід також віднести:

· існування кількох паралельних входів і виходів кожного з її елементів (наприклад, ливарний цех може одночасно подавати заготовки кільком механічним цехам, а кожний механічний цех отримати їх одночасно від низки однорідних і різнорідних цехів свого підприємства, а також зі сторони — безпосередньо з входу системи);

· надання певних заданих властивостей проміжним продуктам, але відсутність додаткових супутніх властивостей, які можна використовувати в наступних стадіях;

· можливість затримки проміжних продуктів на стадіях виготовлення у зв’язку з необхідністю впливу сил природи для виділення зайвої енергії (наприклад, охолодження, сушіння).

Остання обставина зумовлює переривчастий (дискретний) характер процесу, у якому вихід попереднього за ходом елемента не може бути суміщений за часом входом наступного. У свою чергу, дискретний характер процесу системи створює об’єктивні передумови для виділення з неї однорідних елементів у відокрем­лені спеціалізовані виробництва, що виготовляють проміжні продукти для багатьох виробничих систем, де вони споживаються у вигляді вхідних матеріальних ресурсів (заготовок, деталей, комплектуючих виробів) при виготовленні кінцевого продукту. У такий спосіб забезпечується висока концентрація однорідного виробництва, що є умовою технологічного прогресу і підвищення ефективності виробництва.

Виникненню матеріальних зв’язків у виробничій системі передують інформаційні зв’язки, під якими розуміють спілкування і взаємодію людей шляхом обміну усними, письмовими, графічними та іншими видами відомостей. Завдяки інформаційним зв’язкам забезпечується інтеграція елементів системи в єдине ціле, оскільки системоутворюючі елементи пов’язані з рухом інформації. Інформаційні зв’язки на відміну від матеріальних мають прямий і зворотний рух. Якщо прямі зв’язки визначають еталон поведінки системи та її елементів, то зворотні відображають відомості про результати виконання завдань і параметри функціонування елементів. При цьому інформація супроводжує матері-
альний потік, що відбиває рух реальних матеріальних ресурсів під час їх перетворення в готовий продукт. Таким чином здійснюються зв’язки внутрішнього стану системи. На «виході» системи виникають інформаційні зв’язки стосовно результатів функціо­нування, які відображають відомості про кількість, якість, споживчі властивості виробів (послуг), про економічні показники процесів та ін. На підставі отриманої інформації аналізуються, виробляються організаційно-управлінські рішення і здійснюються адміністративно-економічні впливи на систему та її елементи.

Матеріальні зв’язки виробничої системи починаються з моменту виконання замовлення на сировину, матеріали та завершуються відвантаженням готової продукції споживачам. Цикл руху матеріалів охоплює час їх виготовлення, упакування, відван­таження, транспортування від постачальника, складування та зберігання в продуцента кінцевої продукції. Далі ці матеріали у безпосереднього виробника підлягають обробці, складанню, упакуванню і відвантаженню готової продукції споживачам. Матеріальний потік, таким чином, є результатом взаємодії незалежних виробничих систем: постачальника, транспортувальника і продуцента готових виробів. Вони взаємодіють завдяки інформації, яка стає первісним вхідним ресурсом процесу виробництва системи.

ОРГАНІЗАЦІЙНІ ОСНОВИ ВИРОБНИЧИХ СИСТЕМ

У будь-яких системах кожен елемент (як частина) потрібен для підтримання і функціонування всієї системи і поза неї існувати не може. Це є проявом системної залежності й організації. Системи формуються і функціонують на основі загальних (універсальних) законів і окремих принципів. Усі закони і принципи організації діють взаємопов’язано, а не ізольовано.

Принципи організації — основні правила, що відображають загальні універсальні закони організації. Принципи розробляються на підставі аналізу повторюваності реальних процесів організації виробництва і перевіряються практикою. Вони об’єктивні й обов’язкові. Але знання принципів ще не гарантує успіху. З розвитком і удосконаленням самого виробництва, створенням нових законів можуть вироблятися нові принципи та уточнюватися існуючі.

Закони організації виробничих систем. Основний закон організації — закон синергії — полягає в тому, що сума властивостей (потенціалів, енергії, якості) організованого цілого перевищує «арифметичну» суму властивостей кожного з елементів системи. При цьому під властивістю елемента розуміють параметри, що його характеризують, їх взаємозалежність, зміни в часі, якості та ін. Ефект синергії виникає за рахунок взаємної участі, взаємодії елементів, що перебувають у межах цілого і мають різноманітні практичні застосування. У виробничих системах організаційний ефект має такі складові, як спеціалізація, синхронність, ритмічність. Джерелом додаткової енергії такої системи є взаємопосилення сукупності її елементів. Ефект посилення індивідуальних дій покладений в основу створення виробничих систем будь-якого рівня.

Закон єдності аналізу-синтезу визначає те, що процеси розподілу, спеціалізації, диференціації та інші необхідно доповнювати протилежними процесами: з’єднання, універсалізації, інтеграції і т. д. Використання цього закону передбачає вибір ознак або підстав спочатку для розподілу (класифікації), а потім для з’єднання (групування) у нові класи. Закон ставить вимогу розподілу діючих систем на підсистеми (елементи) з метою наступного перегрупування (трансформації) у нові системи для забезпечення їх ефективного функціонування.

Закон пропорційності означає потребу певного співвідношення між частинами цілого.

Вимога закону композиції полягає в тому, що мета діяльності підсистеми (елемента) одночасно є підціллю діяльності системи.

Згідно з законом самозбереження кожна реальна фізична
(матеріальна) система спрямована на збереження своєї цілісності та на економію витрат своїх ресурсів.

Важливий висновок випливає із закону організованості-інформованості, відповідно до якого в системі не може бути біль­ше порядку, ніж інформації.

Кожна виробнича система як організація, йдеться в законі онто­генезу, у своєму розвитку проходить фази життєвого циклу: народження, становлення, розквіту, згасання.

Під законом організації виробничих систем розуміються необхідні, суттєві, стійкі співвідношення між елементами виробничої системи, а також між цією системою і зовнішнім середовищем. Закони організації виробничих систем утворюють систему законів, які взаємозалежні і взаємообумовлені, а всі разом становлять ціле. Основні групи законів організації укладаються в такій послідовності: закони статики, закони розвитку.

Закони статики організації виробничих систем:

1. Закон відповідності виробничих систем цілям, що перед ними поставлені. Кожна система при формуванні цілеспрямована на задоволення певних потреб. Виходячи з вимог цього закону:

· цілевизначення системи, її підсистем і елементів передбачає розроблення системи цілей, підцелей і шляхів їх здійснення;

· функціонування системи, підсистем і елементів оцінюються виміром ступеня досягнення мети;

· безперервність функціонування системи зумовлена необхідністю постійного досягнення цілей, що змінюються, та підвищенням ефективності виробництва.

2. Закон відповідності організації виробничої системи зовнішньому середовищу. Зумовлений відкритістю цих систем та взаємодією їх з динамічним зовнішнім середовищем він потребує відповідності:

· економічним законам;

· державному устрою (правовим законам, нормам, інструкціям тощо);

· системі вищого рангу;

· рівня спеціалізації та кооперування зовнішньому середовищу;

· екологічним стандартам (допустимі викиди виробничої си-
стеми в навколишнє середовище).

3. Закон відповідності елементів виробничої системи один одному. У процесі створення і функціонування виробничої системи достатньо чітко формулюються вимоги до продукції (послуг), яку вона виготовляє, а також до параметрів сировини та матеріалів відповідно до обраної технології. Тому насамперед важливе значення має відповідність технологічного процесу сировині та продукції.

Матеріальні елементи системи інтегруються в підсистеми відповідно до спеціалізації, визначеної технологією обробки матеріалів чи складання виробів. Тому всі підсистеми мають відповідати одна одній і системі в цілому.

Виробнича система може ефективно функціонувати тільки за умови взаємопов’язаної результативності всіх її елементів. Відповідність елементів системи досягається описом виробничого процесу, що об’єднує характеристики матеріальних і енергетичних ресурсів на «вході» в систему, технологічного процесу, устаткування, що застосовується, вимог до персоналу. Усе це потребує відповідності устаткування технологічному процесов і.

Кожен елемент виробничої системи, виходячи з вимог результативності, має бути раціональним (з погляду параметрів спеціалізації, устаткування, форми організації праці — індивідуальна, колективна, багатоверстатна, а також планування й оснащення робочого місця, кваліфікації робітника, що його обслуговує). Таким чином, вимога раціональності елементів виробничої системи зумовлює необхідність відповідності кваліфікації робітників устаткуванню і технологічному процесові.

На стадії організаційного проектування можна достатньо точно сформулювати функції кожного елемента системи і досягти відповідності кожного елемента виробничої системи функції, що виконується. Остання визначається як похідна від мети системи, підцілей того або іншого рівня. Функція кожного елемента си-
стеми визначає спосіб досягнення її мети, що підкреслює визначальну роль технології відносно устаткування та кадрів в організації виробничої системи. Вимоги відповідності елемента системи функції, що виконується, поширюються на потоки вхідних у систему елементів: матеріалів, комплектуючих деталей, вузлів, інформації тощо, а також на потоки вихідних з неї елементів: продукції, послуг, інформації та ін.

Структура системи, її упорядкованість значною мірою визначаються прийнятою формою організації виробничої системи (одинична, серійна чи масова), яка залежить від виду продукції та розміру партії деталей (виробів), що випускаються. Звідси справедлива вимога відповідності форми організації виробничої систе­ми виду продукції, що випускається, та розміру партії виробів.

4. Закон відповідності зв’язків елементів виробничих систем їх властивостям і сутності системи.

У системах усі елементи об’єднані між собою зв’язками взаємо­дії (наприклад, верстат і робітник, що його обслуговує), матеріальними, енергетичними, інформаційними та іншими зв’язками. Крім формальної службової інформації, у виробничій системі циркулює також неформальна, особиста інформація, яка впливає на поведінку всіх категорій працюючих людей. Класифікують зв’язки елементів виробничої системи за такими ознаками:

1) За характером матеріальних взаємовідносин у просторі:

· жорсткі матеріальні зв’язки — предмети праці передаються для обробки з одного до певного іншого робочого місця (якщо обробляються різні предмети праці, тоді кожен предмет передається тільки одному робочому місцю, але таких місць може бути кілька);

· альтернативні матеріальні зв’язки — предмети праці переходять на одне з багатьох робочих місць;

· компенсаційні альтернативні зв’язки — предмети праці спочатку надходять на склад, а потім або на інший склад, або на робочі місця.

Жорсткі й альтернативні зв’язки використовуються в потоковому чи зміно-потоковому виробництвах, компенсаційні — у всіх організаційних типах виробництва. Матеріальні зв’язки передбачають визначення виду транспортних засобів, їх кількість, а також значною мірою обсяг вантажопотоку.

2) За характером взаємовідносин у часі:

· постійні — притаманні масовому виробництву;

· циклічно-повторювальні — поширені в серійному типі виробництва;

· випадкові (разові) — характерні одиничному виробництву.

3) За характером складності елементів:

· прості, які діють на робочому місці при одному «вході» і одному «виході» для матеріальних зв’язків;

· складні — зумовлені поліструктурністю виробничих систем з множиною зв’язків кожного елемента з підсистемами та іншими елементами системи. При цьому стохастичні зміни в системі і зовнішньому середовищі визначають використання не тільки постійних, а й альтернативних (ситуаційних) та компенсаційних зв’язків.

Унаслідок зростання кількості зв’язків, зменшення їх постійності та жорсткості організація виробничої системи значно усклад­нюється. У деяких випадках складність зв’язків визначається її довжиною, яка охоплює ієрархічний рівень елементів системи. Тому в практичній діяльності велика увага приділяється спрощенню зв’язків системи. Доцільність спрощення зв’язків зумовлюється перевагами предметної спеціалізації перед технологічною.

4) За характером впливу обставин на взаємовідносини:

· упорядковані, які являють собою намагання спростити зв’яз­ки, забезпечивши їх незмінність у часі;

· еластичні, що передбачають можливість заміни (на деякий час) зв’язків з одними елементами системи на зв’язки з іншими елементами. Таказдатність до зміни системи випливає з умови створення її структури на зв’язках елементів, що входять до складу системи.Еластичність зв’язків дає змогу обминути елементи виробничої системи, що виявилися непрацездатними, і відповідно підвищити надійність системи, а також локалізувати негативні впливи середовища.

Упорядкованість і еластичність зв’язків перебувають у діалек­тичній єдності. Для сучасних виробничих систем зв’язки мають бути водночас упорядкованими й еластичними, щоб одночасно забезпечувати адаптивність до вимог зовнішнього середовища і достатню результативність.

Розглянуті види зв’язків характерні для всіх інших елементів виробничого процесу. Якщо розчленувати виробничий процес на значну кількість простих операцій, то він буде складним, а за невеликої кількості складних операцій — простим.

За кожним робочим місцем можливе закріплення однієї або кількох однорідних операцій. Бажання спростити зв’язки призводить до укрупнення операцій, що відповідно ускладнює конструкцію вер­статів і агрегатів робочого місця. В такому випадку до уваги беруть їх експлуатаційні характеристики та економічну доцільність.

Зв’язки між елементами виробничої системи визначають їх просторове розташування та особливості формування організаційних підсистем. Тому необхідні відповідність просторової та організаційної структур, міцність зв’язків між елементами вироб­ничої системи.

Під впливом цієї вимоги, з одного боку, здійснюється раціоналізація внутрішньосистемних перевезень, а з другого — створюються передумови для організації і функціонування раціональної керуючої підсистеми. Складність управління виробничою системою зумовлена її поліструктурністю, великою кількістю працюючих, стохастичними та іншими явищами, тому потребує взаємної відповідності структур керованих і керуючих підсистем системі в цілому.

5) Закон резервів у виробничих системах відіграє важливу роль.

Він зумовлений необхідністю компенсації відхилень від параметрів функціонування системи. Таким, наприклад, як відхилення в рівні пропускної спроможності робочих місць та інших підрозділів, що виникають унаслідок змін попиту споживачів, відмов устаткування та інструменту, коливання термінів постачання ресурсів, з’явлення на роботу персоналу за спеціальностями та інших причин.

Резерви виробничої системи при їх різноманітності можна згрупувати таким чином:

· організаційні резерви створюють можливість перебудови структури системи (наприклад, просторової структури — шляхом зміни зв’язків елементів, їх функцій; часової структури — змінюючи послідовність робіт). Іноді вони сприяють передачі або отриманню деяких робіт даною виробничою системою в процесі перерозподілу завдань з іншими виробничим системами;

· інтенсивно-екстенсивні резерви, що забезпечують тимчасову зміну інтенсивності роботи устаткування та робітників (наприклад, зміни швидкості операції різання), збільшення тривалості роботи устаткування (наприклад, збільшення кількості змін) та елементів системи (понаднормовані години роботи робітників);

· ресурсні резерви об’єднують резерви устаткування, робітників, незавершеного виробництва, інструментів, матеріалів тощо. Наприклад, проблеми, пов’язані з відмовою верстата, можуть усуватися різними шляхами: використанням накопиченого незавершеного виробництва, введенням у роботу резервного верстата, передачею операції на інші верстати і т. д.

Для організації будь-якої виробничої системи важливо мати уявлення про конкретність резервів, відповідність розміщення резервів місцям виникнення потреби в них.

На відміну від ресурсів указані резерви взаємозамінні. Співвідношення в заміні резервів непостійні і залежать від рівня насиченості даним резервом. Резерви пов’язані з наявністю надлиш­кових ресурсів та інформації. Їх різноманітність та взаємозамінність визначає вибір ефективних видів резервів, який залежить від типу виробничої системи, виробничої ситуації, співвідношення видів ресурсів та інших чинників.

Для виробничих систем найефективнішими вважаються резерви часу та інформації. Резерви часу розглядаються як можливість зміни черговості робіт. Резерви інформації передбачають наявність варіантних технологій, дозвіл на заміну матеріалів, інструменту та ін. З погляду економічності найвагоміші резерви інструменту, незавершеного виробництва, на відміну від резервів устаткування та робочої сили. Для робочої сили економічно доцільним є суміщення професій, багатоверстатного обслуговування і колективних форм організації праці.

Умови економічності виробництва та управління ставлять зав­дання оптимізації видів та величини резервів. Під оптимизацією резервів розуміється встановлення оптимальної величини кожного конкретного виду ефективних резервів.

6)Закон усунення надлишковості означає, що кожна виробнича система має бути завершеною, тобто відмежованою мінімальними зв’язками від інших систем.

Завершеність виробничої системи та її підсистем полягає у створенні структури, яка б сприяла досягненню мети, що стоїть перед системою, мати чіткі й обмежені зв’язки з зовнішнім середо­вищем і не містити зайвих підсистем і елементів.

Необхідність постійного раціонального вибору елементів си-
стеми і зв’язків, форм організації системи і підсистем у процесі досягнення поставлених цілей потребує спрощення структури самої виробничої системи та її елементів.

Закони розвитку виробничих систем. Нормальний стан виробничої системи пов’язаний з безперервним її функціонуванням. При цьому, перебуваючи в динамічної рівновазі, виробнича система постійно розвивається під впливом:

· змін зовнішнього середовища (потреби в номенклатурі, кількості, якості продукції, зміни матеріалів і комплектуючих, соціаль­них вимог, інфраструктури та ін.);

· спрацювання матеріальних елементів системи;

· розвитку особистостей, що складають трудовий колектив, його оновлення та підвищення кваліфікації;

· технологічного прогресу, який в умовах конкуренції вимушує вдосконалювати існуючу технічну базу, ліпше використовувати устаткування.

Розвиток виробничої системи здійснюється з різною швидкістю і підпорядкований відповідним законам:

1. Закон інерції, який відбиває об’єктивну властивість си-
стеми зберігати свій стан, поки які-небудь впливи його не
змінять.

Цей закон наочно ілюструється станом і розташуванням устаткування, матеріальними зв’язками робочих місць, часовою струк­турою виробничого процесу, повільною зміною виробничого колективу, поділом робіт за робочими місцями відповідно до встановленого порядку, існуючих традицій, а також культури даної виробничої системи.

Управління системою можна уявити як засіб подолання внутрішніх суперечностей (зміна виробничої структури, господарського механізму, відносин у колективі тощо), прогнозування динаміки досягнення мети виробничої системи (поліпшення якості, структури асортименту й обсягу випуску продукції, зміни самої виробничої системи тощо). Зі зменшенням термінів прогнозу останній стає дедалі різноманітнішим і конкретнішим. Наявність прогнозу дає можливість своєчасно здійснювати організаційну перебудову виробничої системи.

2. Закон еластичності відбиває спроможність виробничих систем деформуватися, змінюватися з часом відповідно до умов, що змінилися. Проявляється він у різноманітних аспектах: кількісному (можливість зміни обсягів робіт, що виконуються); якісному (можливість зміни виробів, що істотно відрізняються за конфігурацією, розмірами деталей, точністю обробки та іншими характеристиками від тих, що раніше вироблялися); оперативному (можливість негайних змін під впливом ситуаційних вимог) та стратегічному (можливість пристосування до змін зовнішнього середовища через тривалі відрізки часу).

Оперативна еластичність системи забезпечується організаційними, інтенсивно-екстенсивними та матеріальними резервами. Стратегічна еластичність виробничої системи визначається еластичністю найдовготриваліших (що повільно оновлюються) елементів виробничої системи. Еластичність професійних здібностей робітників забезпечується системою їх навчання та підвищення кваліфікації, оновленням колективу, регулюванням його чисельності. Еластичність устаткування забезпечується резервуванням його технологічних можливостей виготовлення продук­ції, що змінюється в певних параметрах. Сприяють оптимізації рівня еластичності виробничої системи також резервні площі, потужності, предмети праці і т. д.

Необхідна еластичність виробничої системи визначається вимогами зовнішнього середовища. За інших рівних умов значні резерви зменшення впливу зовнішнього середовища на еластичність виробничої системи пов’язані з уніфікацією, яка може бути комплексною: одночасно охоплювати деталі, вузли, вироби, інструменти, пристосування, також технологію (використання групової технології), заготовки тощо.

3. Закон безперервності вдосконалення зумовлений змінами стану і вимог зовнішнього середовища (економічна ситуація, ринки збуту, умови постачання ресурсів) та цілями виробничоїсистеми (за обсягом, якістю, видом продукції, що випускається, її собівартістю). Усі необхідні зміни у виробничій системі здійснюються в межах її еластичності. Система вдосконалюється в процесі власного розвитку. Є два види розвитку виробничих систем:

· саморозвиток передбачає насамперед зміну параметрів, що визначають гнучкість виробничої системи: невикористані можливості усуваються, а замість цього збільшуються межі всіх її елементів в потрібному напрямі. Саморозвиток — процес, що планується та керується, і який здійснюєтьсяшляхом перепідготовки й заміни працюючих, модернізації устаткування, заміщення зношеного устаткування новим, удосконалювання технології, структурної перебудови системи та ін.;

· реконструкція являє собою суттєве перетворення відповідно до умов, що змінюються в зовнішньому і внутрішньому середовищах виробничої системи. При цьому усуваються виникаючі суперечності, передусім у більш інертних частинах виробничої системи (у технологічному процесі й устаткуванні). На практиці реконструкція означає майже повну заміну устаткування, введення нових або вдосконалення діючих технологічних процесів і т. д. Створюється нова виробнича система з використанням елементів існуючої (робітників, будівель, споруд, частини устаткування). При цьому система має відповідати вимогам всіх законів організації.

Особливості і властивості виробничих систем. Виробничі системи, незважаючи на їх значну різноманітність, залежно від виду діяльності, типу виробництва, галузевих особливостей, мають ряд загальних особливостей, що відрізняють їх від систем інших класів і визначають своєрідність законів, принципів функціонування та розвитку. Найістотніші з них:

· цілеспрямованість виробничих систем — пов’язана зі створенням їх для задоволення певних потреб і спроможністю виробляти необхідну продукцію або робити послуги;

· поліструктурність виробничих систем — характеризується одночасним існуванням у них підсистем, що перетинаються, де кожний елемент системи одночасно входить у кілька підсистем і функціонує відповідно до їх вимог та цілей;

· відкритість виробничих систем, що виявляється не тільки в матеріальному, енергетичному обміні, а й в обміні інформацією з зовнішнім середовищем;

· складність виробничих систем, яка зумовлена їх основними елементами: працівниками, знаряддям і предметами праці; ціле-
спрямованістю, поліструктурністю, відкритістю, альтернативністю зв’язків, великою кількістю процесів, що здійснюються в си-
стемі;

· різноманітність виробничих систем, яка характеризується такими поняттями, як: спеціалізація, концентрація, пропорційність окремих частин системи і підсистем, прямоточність виробничих процесів, ритмічність часткових виробничих процесів, вид продукції, серійність виробництва. Ці особливості у взаємозв’язку та взаємозумовленості визначають раціональність форм організації виробничих систем та їх підсистем, які відрізняються переважно характером зв’язків між елементами.

У процесі проектування та вдосконалювання виробничих си-
стем їм надаються такі певні властивості:

· результативність — характеризує спроможність виробничої системи створювати продукцію або надавати послуги, що необхідні споживачам. Вона забезпечується організацією виробничої системи;

· надійність — передбачає стійке функціонування, здатність до локалізації у порівняно невеликих частинах системи негативних наслідків стохастичних обурень, що відбуваються як усередині системи, так і в зовнішньому середовищі. Надійність системи забезпечується внутрішньосистемними резервами, системою управління і кооперацією з іншими виробничими системами;

· гнучкість — являє собою можливість пристосовувати виробничі системи до умов зовнішнього середовища, яке змінюється, насамперед через поліпшення продукції, що випускається. Забезпечується властивостями елементів системи і внутрішньо­системними резервами;

· керованість — відбиває допустимість тимчасової зміни процесу функціонування в бажаному напрямі внаслідок керуючих впливів. Забезпечується внутрішньосистемними резервами і розчленовуванням системи на підсистеми, що відносно незалежні, а також обмеженням розмірів системи. Ступінь керованості визначається співвідношенням керованих і некерованих процесів у системі управління;

· довготривалість — характеризує здатність виробничої си-
стеми протягом тривалого часу зберігати результативність;

· структура — визначає сукупність взаємопов’язаних ланок елементів, що створюють систему. Загалом структуру характеризують найбільш суттєві та стійкі властивості системи, відносини між її елементами;

· організація виробництва — відображає оптимизацію та координацію в часі та просторі всіх основних і допоміжних елементів системи та її підсистем, спрямованих на виготовлення необхідної споживачам продукції (послуг);

· рівень організації виробничої системи — відбиває ступінь наближення організації системи до ідеального стану.