Характеристика виробничого процесу та його організація.

Виробничий процес здійснюється в часі і просторі. Про­сторова організація виробничого процесу передбачає розміщення робочих місць і їхніх груп (дільниць, цехів) на території підприємства та забезпечення пересування предметів праці по операціях за найкоротшими маршрутами. Поєднання цих двох аспектів побудови виробничого процесу здійснюється застосуванням відповідного методу організації виробництва. Є два методи організації виробництва: непотоковий і потоковий.

Непотоковому виробництву властиві такі ознаки: на робочих місцях обробляються різні за конструкцією і технологією виготовлення предмети праці, бо кількість кожного з таких є невеликою й недостатньою для нормального завантаження устаткування; робочі місця розміщуються за однотипними технологічними групами без певного зв'язку з послідовністю виконання операцій, наприклад, групи токарних, фрезерних, свердлильних та інших верстатів; предмети праці переміщуються в процесі обробки за складними маршрутами, унаслідок чого є великі перерви між операціями. Після окремих операцій предмети праці часто поступають на проміжні склади і чекають звільнення робочого місця для виконання наступної операції. Непотоковий метод застосовується переважно в одиничному і серійному виробництвах. Залежно від номенклатури виробів і їхньої кількості він може мати різні модифікації. За умов одиничного виробництва непотоковий метод здійснюється переважно у формі одинично-технологічного, коли окремі предмети праці одиницями або невеликими партіями, які не повторюються, проходять обробку згідно з наведеним вище порядком. У серійному виробництві цей метод набирає форми партіонно-технологічного або предметно-групового.

Партіонно-технологічний метод відрізняється від одинично-технологічного тим, що предмети праці проходять обробку партіями, які періодично повторюються. Партія предметів праці є важливим календарно-плановим нормативом організації партіонного виробництва і її величина істотно впливає на його ефективність, причому цей вплив не однозначний. З одного боку, збільшення величини партії забезпечує зменшення кількості переналагоджувань устаткування, унаслідок чого поліпшується його використання, зменшуються витрати на підготовчо-завершальні роботи (переналагоджування, одержання і здача роботи, ознайомлення з техніч­ною документацією і т. п.). Крім цього, спрощується оперативне планування й облік виробництва. З іншого боку, обробка предметів великими партіями збільшує обсяг незавершеного виробництва, потребує більших складських приміщень, а це призводить до додаткових витрат.

Зменшення величини партії предметів справляє на ефективність виробництва протилежний вплив. Відтак дуже важливо визначити величину оптимальної партії. Оптимальною є така партія предметів, коли загальні витрати на її виготовлення будуть мінімальними. Вона обчислюється у процесі оперативного управління виробництвом.

Одиничне- і партіонно-технологічні методи виробництва організаційно є досить складними, їхні недоліки трохи послаблюються застосуванням предметно-групового методу. Суть останнього полягає в тім, що вся сукупність предметів праці розподіляється на технологічно подібні групи. Обробка предметів кожної групи здійснюється за приблизно однаковою технологією і потребує однакового устаткування. Це дає змогу створювати для обробки предметів групи предметно спеціалізовані дільниці, підвищувати рівень механізації та автоматизації виробництва. Предметно-групові методи створюють передумови для переходу до потокового виробництва.

Кількість устаткування в непотоковому виробництві обчислюється окремо для кожної групи однотипних, технологічно взаємозамінних верстатів:

 

Де М –кількість верстатів (машин), у технологічній групі;

n – кількість найменувань предметів, які обробляються на даному устаткуванні;

N_i – кількість предметів і – го найменування, які обробляються за розрахунковий період (звичайно рік):

t_i – норма часу на обробку і – го предмета, год;

Т_р – плановий фонд часу роботи одиниці устаткування за розрахунковий період, год;

k_н – коефіцієнт виконання норм часу.

Устаткування в непотоковому виробництві є переважно універсальним, а робітники — універсалами високої кваліфікації. Вищий рівень спеціалізації устаткування, як зазначалося, використовується в разі застосування предметно-групових методів, оскільки за певною предметне спеціалізованою дільницею закріплюється менша кількість предмето-операцій.

Для непотокових методів характерне послідовне (рідко — послідовно-паралельне) поєднання операцій, що поряд зі складними маршрутами обробки збільшує тривалість виробничого циклу. Проте непотокове виробництво має свою сферу застосування, воно широко використовується в промислових дискретних процесах. За невеликих обсягів виготовлення окремих виробів непотоковий метод забезпечує ліпше використання устаткування, більш повне його завантаження в часі та за потужністю, оскільки обробку предметів можна розподіляти між верстатами групи з урахуванням їхніх параметрів.

Потокове виробництво — високоефективний метод організації виробничого процесу. За умов потоку виробничий процес здійснюється в максимальній відповідності до принципів його раціональної організації. Потокове виробництво має такі ознаки:

- за групою робочих місць закріплюється обробка або складання предмета одного найменування або обмеженої кількості найменувань конструктивно та технологічно подібних предметів;

- робочі місця розміщуються послідовно за ходом технологічного процесу;

- технологічний процес має високу поопераційну диференціацію, на кожному робочому місці виконується одна або кілька схожих операцій;

- предмети праці передаються з операції на операцію поштучно або невеликими транспортними партіями згідно з ритмом роботи, що забезпечує високий ступінь паралельності та безперервності процесу. Широко застосовується спеціальний міжопераційний транспорт (конвеєри), який виконує не тільки функції переміщення предметів, а й задає ритм роботи.

Потокові методи застосовуються для виготовлення продукції в значних обсягах і протягом тривалого часу, тобто в масовому й великосерійному виробництві.

Основною структурною ланкою потокового виробництва є потокова лінія — технологічно та організаційно виокремлена група робочих місць, яка виготовляє один або кілька подібних типорозмірів виробів. Потокові лінії бувають різними, тому їх класи­фікують за певними ознаками.

За номенклатурою виробів потокові лінії поділяють на одно - і багатопредметні. Однопредметною називається лінія, на якій обробляється або складається виріб одного типорозміру протягом тривалого часу. Для переходу на виготовлення виробу іншого типорозміру потрібна перебудова лінії (перестановка устаткування, його заміна тощо). Застосовуються ці лінії в масовому виробництві. Багатопредметною є потокова лінія, на якій одночасно або послідовно виготовляється кілька типорозмірів виробів, схожих за конструкцією й технологією виробництва. Сфера застосування — серійне виробництво.

За ступенем безперервності процесу потокові лінії поділяються на безперервні та переривані. Безперервною є лінія, на якій предмети праці переміщуються по операціях безперервно, тобто без міжопераційного чекання (паралельне поєднання операцій). Перериваною, або прямоточною, вважається лінія, що не може забезпечити безперервної обробки предметів через несинхронність операцій. Між операціями з різною продуктивністю предмети праці чекають своєї черги на обробку, утворюючи періодично оборотні запаси.

За способом підтримування ритму відрізняють лінії з регламентованим і вільним ритмом. На лінії з регламентованим ритмом предмети праці передаються з операції на операцію через точно фіксований час, тобто за заданим ритмом, який підтримується за допомогою спеціальних засобів (переважно конвеєра). Регламентований ритм застосовується на безперервних лініях. На лініях з вільним ритмом предмети з операції на операцію можуть передаватися з відхиленням від розрахункового ритму. Загальний ритм у цьому разі забезпечується стабільною продуктивністю робітника на першій операції лінії або ритмічною сигналізацією (звуковою, світловою).

Залежно від місця виконання операцій лінії поділяють на лінії з робочим конвеєром і конвеєром зі зняттям предметів для їхньої обробки. Робочий конвеєр, крім транспортування й підтримування ритму є безпосереднім місцем виконання операцій. Це передусім складальні конвеєри. Конвеєри зі зняттям предметів характерні для процесів, операції яких виконуються на технологічному устаткуванні.

За способом переміщення виокремлюють конвеєри з безперер­вним та пульсуючим рухом. Конвеєр з безперервним рухом має по­стійну швидкість і під час роботи не зупиняється. Конвеєр з пуль­суючим рухом під час виконання операцій стоїть нерухомо. Він приводиться в дію періодично через проміжок часу, що дорівнює такту лінії. Такі конвеєри застосовуються тоді, коли за технологічними умовами виконання операції потребує нерухомого стану предмета праці.

Переміщувати самі предмети не завжди можливо й доцільно (наприклад за складання великогабаритних машин). У цьому разі організується так званий стаціонарний потік, коли вироби встановлюються нерухомо на складальних стендах, а переміщуються спеціалізовані групи (бригади) робітників, які виконують певні операції. Кількість груп (бригад) робітників дорівнює кількості стендів.

Запровадження потокового виробництва потребує певних умов. Основні з них такі:

- остатній за обсягом і тривалістю випуск продукції;

- висока стабільність І технологічність конструкції виробу;

- можливість раціонального розміщення робочих місць і чітка організація їхнього обслуговування;

- застосування прогресивної технології, механізація та автоматизація процесів.

На підставі аналізу продукції, її обсягу, стану технологічного процесу, можливостей його вдосконалення, маси і габаритів виробу вибирається певний різновид потокової лінії та обчислюються основні її параметри: такт, ритм, кількість робочих місць, довжина робочих зон, швидкість руху конвеєра.

Такт потокової лінії — це інтервал часу, за який сходять з лінії вироби, що пересуваються один за одним:

де r — такт потокової лінії, хв;

Т_p — плановий фонд часу роботи лінії за розрахунковий період, хв;

N — обсяг виробництва продукції за той самий період у натуральному вимірі.

Обчислюючи час роботи безперервних потокових ліній, треба передбачати періодичні короткочасні перерви в роботі конвеєра для відпочинку робітників.

Якщо предмети праці передаються не поштучно, а транспортними партіями (n_m), то вони сходять з лінії за інтервал часу, що називається ритмом лінії:

де R — ритм лінії, хв.

У разі, коли організується безперервна потокова лінія, після обчислення такту проводять синхронізацію операцій. Операції вважають синхронізованими, коли тривалість кожної з них дорівнює або є кратною такту лінії. Синхронізація операцій досягається вживанням низки технологічних і організаційних заходів: диференціацією, концентрацією операцій, скороченням їхньої тривалості за рахунок певних удосконалень тощо.

Кількість робочих місць обчислюється для кожної операції за формулою:

де М_pi — розрахункова кількість робочих місць на і-й операції.

Вона заокруглюється до більшого цілого числа М, після чого обчислюється коефіцієнт завантаження робочих місць (k_з) для кожної операції:

k_зі = M_pi/M_i

Швидкість руху конвеєра залежить від його такту й відстані між виробами:

де V — швидкість руху конвеєра, м/хв;

l —відстань між центрами двох суміжних виробів на конвеєрі, м.

 

Швидкість конвеєра, що рухається безперервно, обмежується раціональним режимом праці. На пульсуючому конвеєрі, який включається періодично, вона встановлюється максимальною з урахуванням правил безпеки праці.

На робочому конвеєрі з безперервним рухом за виконання операції робітник пересувається за ходом конвеєра в межах відведеної йому робочої зони. Після закінчення операції робітник повертається до початку зони і виконує операцію над наступним виробом, який на цей момент має підійти до неї. Довжина робочої зони обчислюється за формулою:

де α— довжина робочої зони на i-й операції, м.

За обробки або складання невеликих виробів і малої швидкості руху конвеєра робітник може перебувати (сидіти) на одному місці. Наприклад, складання годинників, монтаж радіоапаратури та ін.

Просторове розміщення потокових ліній може бути різним залежно від кількості робочих місць, типу транспортних засобів, площі дільниці (цеху). Найпростішим і найпоширенішим є прямолінійне розміщення робочих місць за ходом технологічного проце­су. Але це не завжди можливо, тому буває дворядне, кільцеве, зигзагоподібне їхнє розміщення. Суміжні потокові лінії треба розмі­щувати так, щоб було зручно транспортувати предмети праці між ними. За організації потокової обробки і складання виробів допоміжні лінії, що забезпечують складальний конвеєр, розміщують перпендикулярно до нього.

Потокове виробництво внаслідок високої спеціалізації, механізації та чіткої організації виробничого процесу є високоефективним. Його ефективність виявляється у високій продуктивності праці, скороченні виробничого циклу і незавершеного виробництва, ліпшому ви­користанні основних фондів. Усе це забезпечує зменшення витрат на виробництво. Водночас потокове виробництво має й помітні недоліки.

Найбільшим недоліком потокового виробництва є примітивізація праці робітників, обмеження її виконанням елементарних механічних операцій, що є наслідком високої диференціації технологічного процесу. Це робить працю на потоковій лінії малозмістовною, суперечить загальній тенденції підвищення освітнього і кваліфікаційного рівня працівників. Крім того, є непривабливими для людини жорсткий ритм роботи на потокових лініях, брак будь-яких творчих елементів у праці.

Цей недолік потокового виробництва усувається його автоматизацією і створенням автоматичних потокових ліній, коли всі технологічні операції і транспортування предметів праці здійснюються автоматично. Автоматичні лінії широко застосовуються в масовому виробництві.

Істотним недоліком потокового виробництва в його традиційній вузькоспеціалізованій формі є суперечність між його тяжінням до конструктивно-технологічної стабільності (тобто між його консервативністю) і вимогою динамічності виробництва, постійного оновлення продукції відповідно до науково-технічного прогресу та по­треб ринку. Вузька спеціалізація робочих місць, їхня жорстка прив'язка до ходу технологічного процесу створюють труднощі для переходу на випуск нової продукції. Виникає необхідність у заміні устаткування, його переміщенні, створенні нового оснащення, пе­рекваліфікації робітників, що зв'язано з великими витратами часу й коштів.

Ця негативна сторона потокового виробництва поступово нейтралізується підвищенням гнучкості технологічних систем, засто­суванням машин із числовим програмним керуванням (ЧПК), запровадженням автоматичних багатофункціональних маніпуляторів-роботів.

Вони швидко і без великих витрат часу й коштів переналагоджуються на випуск іншої продукції (у межах технічних можливостей). Для цього потрібно змінити програму виробничого процесу, записану на машинному носії. Гнучкі автоматизовані системи — це стратегічний напрямок розвитку техніки та організації виробництва.