Обеспечение соответствия системы оперативного управления производством (ОУП) типу и характеру конкретного производства

Разработаны типовые системы ОУП. Каждая соответствует типу и характеру производства, но сложность их использования состоит в том, что на предприятии, как правило, функционируют производства разных типов. Даже в отдельных цехах можно выделить продукцию массового, единичного и серийного характера.

С другой стороны, одновременное использование на одном предприятии нескольких типовых систем ОУП невозможно ввиду их несовместимости хотя бы, например, по планово-учетным единицам и методам согласования работы цехов.

Задачу создания единой системы оперативного управления предприятием с различными типами производства можно решить, если за основу взять не тип производства, а форму организации производства, например, маршрутную или поточную.

В условиях рынка ускорение роста эффективности производства обязательно требует повышения научного уровня управления, автоматизации его функций, применения современного математического аппарата, средств вычислительной и организационной техники, создания интегрированных систем управления предприятиями (ИСУП). Организация и управление материальными потоками должно совершенствоваться в рамках подсистемы оперативного управления основным производством (ОУОП).

5.3. Законы организации производственных процессов и возможности оптимизации организации материальных потоков в пространстве и во времени

5.3.1. Законы организации производства и конкурентоспособность

Любая наука последовательно проходит три этапа развития: накопление материала, его систематизация, установление закономерностей. Логистика как наука в настоящее время находится на рубеже второго этапа. Систематизация имеющегося материала еще не закончена, а параллельно уже предпринимаются попытки определить принципы и выявить закономерности оптимизации потоковых процессов.

Как наука и практика логистика имеет своей целью повышение организованности производственных систем, и поэтому она тесно взаимодействует с организацией производства как наукой о проектировании, создании и развитии производственных систем. Законы и закономерности организации производства являются базой для решения логистических проблем.

В настоящее время в теории организации производства можно выделить две группы закономерностей: закономерности организации производственных систем и закономерности организации производственных процессов.

Закономерности организации производственных систем, например, нашли свое отражение в работах Е.Г. Гинзбурга и В.А. Петрова.

Большим достижением в современной теории.организации производства можно считать выявление и описание того, как проявляются законы организации высокоэффективных, ритмичных производственных процессов. Речь идет о:

— законе упорядоченности движения предметов труда в производстве;

— законе календарной синхронизации продолжительностей технологических операций;

— законе эмерджентности основных и вспомогательных производственных процессов;

— законе резервирования ресурсов в производстве;

— законе ритма производственного цикла выполнения заказа.

Природа воздействия этих законов на организацию производственных процессов, на организацию производства описана в работах Ю.Ю. Наймарка.

Использование вышеназванных законов организации производственных процессов позволяет спланировать и поддерживать ритмичную работу производственных подразделений предприятия, т. е. работу в форме рациональной организации производственных процессов, при которой процессы изготовления отдельных деталей, комплектов деталей и выполнения отдельных заказов программы сочетаются по заранее определенному плану. Это сочетание и обеспечивает ритмичную работу как непрерывное возобновление всего производственного процесса одновременно (параллельно) во всех производственных подразделениях и на каждом рабочем месте в строгом соответствии с плановой пропорциональностью, технологической прямоточностью и экономически обоснованной надежностью выпуска изделий в установленные сроки и надлежащего качества.

Организация и поддержание ритмичной работы каждого предприятия и его производственных подразделений позволяет устранить традиционные потери ресурсов рабочего времени рабочих и оборудования (а они составляют не менее 40% первоначальной величины ресурсов) по организационно-техническим причинам. Организация и поддержание ритмичной работы каждого предприятия предполагает целенаправленное резервирование ресурсов в плане до 5—8% их первоначальной величины.

И наконец, организация и поддержание ритмичной работы каждого предприятия обеспечивает ему конкурентные преимущества: лидерство по минимуму затрат, гарантированное время доставки заказов, индивидуализацию изделий по требованиям заказчиков, гибкое регулирование объемов производства, расширение сервисных услуг и ряд других преимуществ.

5.3.2. Закон упорядоченности движения предметов труда в производстве

Традиционное отсутствие стандартизации и типизации индивидуальных технологических маршрутов изготовления разных наименований предметов труда (деталей) вызывает неупорядоченное, почти хаотическое их движение в производстве.

В этом нетрудно убедиться, если маршруты движения деталей наложить на планировки предприятия и его производственных подразделений, которые участвуют в их изготовлении. При хаотическом движении деталей время завершения той или иной операции или изготовления изделия в целом может определяться только в порядке прогноза по той или иной вероятностной модели.

Эта особенность организации производственного процесса в пространстве и во времени позволяет сформулировать закон упорядоченности движения предметов труда в производстве: без предварительной организации движения предметов труда по типовым межцеховым и внутрицеховым технологическим маршрутам вообще невозможно планирование хода производства.

В самом деле, если известны направление движения и средняя его скорость, то, очевидно, можно установить предельные сроки достижения заданного пункта на трасее движения. Это очень важно при планировании хода производства по отдельным заказам.

Традиционно считается, что обработка партии деталей на технологической операции есть движение этой партии, а время ее межоперационного пролеживания в ожидании освобождения последующего рабочего места или простой рабочего места в ожидании завершения обработки этой партии деталей на предыдущей операции — это время перерывов в ходе производственного процесса. Длительность перерывов имеет средневероятностный характер, поэтому надежное планирование сроков хода производства возможно лишь при использовании предельно вероятностных сроков выполнения работ.

Упорядоченное движение деталей в производстве может достигаться двумя способами:

1) стандартизацией и типизацией межцеховых и внутрицеховых технологических маршрутов;

2) проектированием типовой схемы движения предметов труда в производстве (ТСД ПТ).

Стандартизация и типизация техмаршрутов не позволяет учесть все возможности в формировании однонаправленных материальных потоков, тогда как проектирование и использование ТСД ПТ на основе конструкторско-технологического классификатора предметов труда на всю производственную программу обеспечивает использование всех потенциальных возможностей организации однонаправленных материальных потоков.

ТСД ПТ делает возможным более чем десятикратное сокращение количества различных межцеховых технологических маршрутов (рас-цеховок).

Использование ТСД ПТ также ведет к резкому сокращению количества внутрипроизводственных связей между участками, многократно уменьшает сложность и трудоемкость планирования и управления производством и, кроме того, создает необходимую организационную основу согласования сроков выполнения работ с полной загрузкой плановых рабочих мест и производственных подразделе-

ний при минимально необходимом и комплектном незавершенном производстве.

Повышению упорядоченности движения предметов труда в производстве способствует рациональная очередность запуска деталей в производство. Упорядочение запуска деталей в производство по разным критериям может обеспечивать либо сокращение длительности совокупного цикла изготовления рассматриваемых деталей, либо уменьшение внутрисменных простоев рабочих мест, либо повышение устойчивости осуществления производственного процесса по плану-графику. Использование этих возможностей также способствует повышению эффективности производства.

5.3.3. Проявление закона непрерывности хода производственного процесса

Производственный процесс протекает во времени и пространстве. Время протекания производственного процесса характеризуется длительностью производственного цикла, временем простоя рабочих мест и временем пролеживания предметов труда в производстве. Все три характеристики, особенно две последние, сильно зависят от значения максимальной продолжительности одной из операций, от средней продолжительности всех операций и от степени асинхрон-ности продолжительностей операций.

Пространственное протекание производственного процесса характеризуется (а) производственной структурой, (б) структурой располагаемых ресурсов, (в) последовательностью и структурой трудовых затрат, необходимых для изготовления выпускаемой продукции при выполнении производственной программы предприятия.

Изменение организации движения предметов труда во времени постоянно приводит к одним и тем же результатам: изменяется длительность производственного цикла, изменяется суммарное время простоя рабочих мест и изменяется суммарное время межоперационного пролеживания предметов труда. Фактическая длительность производственного цикла по сравнению с расчетной является итоговой оценкой, характеризующей уровень достоверности и качества календарно-плановых расчетов хода производства.

Минимизация потерь производства от суммарного времени простоев рабочих мест и от суммарного времени межоперационного пролеживания предметов труда характеризует уровень организованности и эффективности хода производства.

Любые изменения организации движения предметов труда в пространстве, в соответствии с законом упорядоченности движения, не должны нарушать однонаправленности материальных потоков. В противном случае будут потеряны достоверность календарно-пла-новых расчетов и надежность своевременного выполнения обязательств по поставкам продукции.

Межоперационное пролеживание предметов труда и простои рабочих мест в процессе изготовления изделий служат своеобразными календарными компенсаторами, выравнивающими календарные длительности смежных технологических операций на производственных участках.

Эффективность процесса изготовления зависит оттого, какой из календарных компенсаторов используется в большем или меньшем объеме.

В процессе производства время межоперационного пролеживания предметов труда и время простоев рабочих мест противопоставляются друг другу как различные календарные компенсаторы, исключающие из производственного процесса различные элементы производства: либо рабочего и средства труда, либо предметы труда.

Уже при ближайшем рассмотрении очевидно, что в условиях непоточного производства предпочтительнее непрерывная загрузка рабочих мест. Это подтверждается и при более глубоком анализе потерь производства от часа простоя рабочего места и часа пролеживания партии предметов труда. В условиях же поточного производства, напротив, предпочтительнее простои рабочих мест, так как задержка движения одного предмета труда на час равноценна остановке каждого рабочего места поточной линии на один час.

Сопоставление потерь производства от часа простоя рабочего места и от часа пролеживания партии предметов труда позволяет сформулировать некоторые правила выбора рациональных (эффективных) методов календарной организации производственного процесса:

а) во всех типах производства час простоя рабочего места и час
пролеживания партии предмета труда противопоставляются друг
другу не только как различные компенсаторы, выравнивающие дли
тельности операций, но и как разные по величине потери производ
ства;

б) в непоточном производстве производственный процесс дол
жен организовываться по принципу непрерывной загрузки рабочих
мест в противоположность принципу непрерывного движения пред
метов труда в поточном производстве;

в) выбор принципа организации производственного процесса (непрерывная загрузка рабочих или непрерывное движение предметов труда) в конкретных условиях определяется соотношением потерь производства от простоя рабочих мест и от пролеживания предметов труда.

5.3.4. Проявление закона ритма производственного цикла изготовления изделия

Закон ритма производственного цикла изготовления изделия проявляется каждый раз, когда в процессе изготовления отдельного изделия или его частей формируется или фиксируется относительно их производственных циклов (времени их производства) неравномерность потребления ресурсов рабочего времени рабочих и оборудования.

Закон ритма производственного цикла изготовления изделия — это объективно существующая совокупность существенных причинно-следственных связей между параметрами производственной программы предприятия (т.е. составом, сроками, приоритетами, пропорциями объектов производства и их структурной трудоемкости), с одной стороны, и структурой элементов производства (например, структурой ресурсов рабочего времени различных рабочих мест основного производства), потребляемых в производстве, — с другой.

Закон ритма производственного цикла изготовления изделия — это существенные связи, которые (а) проявляются при согласовании и гармонизации количественных организационно-технологических пропорций сопрягаемых элементов процесса производства (предметов труда, рабочих и рабочих мест) в пространстве и во времени и (б) зависят от параметров производственной программы и от особенностей организации производства на предприятии и на каждом участке производства.

Общеизвестно, что согласование работ только по срокам — недостаточная гарантия своевременного исполнения заказа. Работы должны быть взаимосвязаны как по срокам, так и по объемам и структуре используемых ресурсов во времени и пространстве.

Неравномерность потребления материальных и трудовых ресурсов в течение производственного цикла изготовления изделия была подмечена уже давно. Так, еще в 1933 г. Непорент О.И. предлагал путем календарного перераспределения процессов изготовления деталей изделия организовать равномерное распределение всей «производственной работы» по изделию на протяжении его производст-

венного цикла. Однако он тут же оговаривался, что практически, даже при тщательной проработке календарных графиков изготовления изделий, невозможно получить равномерную по величине «производственную мощность процесса».

Неравномерность трудовых затрат по величине и структуре в течение производственного цикла изготовления изделия обусловливается технологией производства (определенной последовательностью технологических операций), которые вызывают, например, резкие изменения величины и структуры трудовых затрат в моменты завершения технологических операций над комплектом деталей изделия.

Так, в момент запуска ведущих деталей количество рабочих мест, на которых выполняются первые операции над деталями комплекта рассматриваемого изделия, сильно ограничено по сравнению с количеством деталей комплекта.

С одной стороны, число рабочих мест, на которых выполняются первые операции технологического процесса, намного меньше общего числа рабочих мест, участвующих в производстве; с другой стороны, не все рабочие места, на которых выполняются первые операции, могут быть заняты изготовлением деталей комплекта рассматриваемого изделия, так как одновременно с деталями данного изделия запускаются детали других изделий.

Поэтому в момент запуска ведущих деталей на механообрабаты-вающем участке фронт рабочих мест, одновременно участвующих в изготовлении деталей рассматриваемого комплекта, незначителен и намного меньше среднего расчетного числа рабочих мест, которые непрерывно на протяжении производственного цикла изготовления изделия должны участвовать в изготовлении деталей комплекта данного изделия.

После прохождения ведущими деталями комплекта первых технологических операций в работу постепенно запускаются все остальные детали комплекта. С момента запуска первой детали комплекта на первую операцию процесса и до момента запуска первой детали комплекта на последнюю операцию процесса развертывается процесс изготовления комплекта деталей.

Фронт рабочих мест, одновременно занятых изготовлением деталей данного комплекта, с момента запуска начинает возрастать и достигает своего максимума в момент завершения первой операции процесса (в момент завершения обработки деталей комплекта на первой операции типового тихнологического маршрута).

Если достигнута наилучшая организованность производственного процесса во времени и пространстве, то действует правило «золотого

сечения»: в момент, соответствующий точке «золотого сечения», производственный цикл изготовления рассматриваемого комплекта деталей делится на две части; причем производственный цикл изготовления комплекта так относится к своей большей части, как эта большая часть цикла относится к меньшей.

В точке «золотого сечения» количество рабочих мест, привлеченных к изготовлению деталей комплекта, как правило, в два раза превышает среднее количество рабочих мест, выделяемых в плане для изготовления рассматриваемого комплекта деталей.

Для оптимального процесса изготовления комплекта деталей точка «золотого сечения» должна находиться между 2/3 и 3/4 длительности цикла механообработки рассматриваемого комплекта деталей. В этот момент в изготовлении деталей данного комплекта одновременно участвуют рабочие места, на которых выполняются промежуточные и финишные операции технологического маршрута изготовления комплекта деталей.

С момента завершения обработки комплекта деталей на первой операции процесс изготовления рассматриваемого комплекта деталей начинает свертываться. Фронт рабочих мест постепенно сокращается.

По мере завершения изготовления все большей части деталей рассматриваемого комплекта число одновременно работающих промежуточных рабочих мест сильно сокращается. В конце цикла изготовления рассматриваемого комплекта деталей работают только финишные рабочие места.

Из вышеизложенного можно сделать следующий вывод: на протяжении цикла механообработки комплекта деталей изделия в одном подразделении фронт рабочих мест сильно изменяется по числу и по составу.

Ритм производственного цикла изготовления изделия представляет собой закономерное сочетание процессов развертывания и свертывания изготовления комплектов заготовок, деталей, сборочных единиц изделия по стадиям производства и производственным участкам, а в каждом производственном подразделении — закономерное изменение объема и состава выполняемых работ над каждым комплектом предметов труда данного изделия относительно производственного цикла изготовления комплекта деталей в данном подразделении.

При этом изменение длительности цикла выполнения работ над комплектом предметов труда данного изделия в любом производственном подразделении не меняет внутренних пропорций распределения объема и состава этих работ относительно одних и тех же долей производственного цикла рассматриваемого комплекта предметов

труда. Удлинение производственного цикла изготовления комплекта предметов труда, как правило, связано с уменьшением количества рабочих мест, выделяемых для изготовления этого комплекта.

Существуют три возможных метода моделирования ритма производственного цикла изготовления изделия: статистический, статический и динамический.

В качестве статистического метода используется статистическое моделирование процесса изготовления изделия и на этой основе разрабатывается норматив календарного распределения трудоемкости изделия относительно его производственного цикла.

Методика статистического моделирования ритма производственного цикла изготовления изделия относительно проста. Выбираются все пооперационные наряды, по которым оплачивалось изготовление уже выпущенного изделия. Наряды сортируются по цехам, по группам взаимозаменяемого и специального оборудования. Затем проводится дополнительная сортировка нарядов каждой группы по календарным интервалам в соответствии со сроками исполнения. В качестве таких интервалов могут использоваться дни, недели и месяцы, например, для производственных циклов большей длительности.

Трудоемкости работ в пооперационных нарядах, попавших в данный интервал календарного времени, суммируются, и получаются вариационные ряды (абсолютного) распределения трудовых затрат каждого вида в течение фактической длительности производственного цикла изделия.

Если на график точками нанести каждое значение отдельного вариационного ряда и последовательно соединить эти точки, то получится ломаная линия, отражающая фактическое календарное распределение трудоемкости выполнения работ определенного вида относительно длительности производственного цикла изготовления изделия.

Фактическая длина производственного цикла изготовления изделия делится обычно на десять равных частей. Каждому отрезку длины цикла соответствует своя площадь, ограниченная ломаной линией фактического распределения трудоемкости. Таких участков получается также десять. Затем определяется удельный вес каждого участка в общей площади. Получается вариационный ряд, отражающий удельное распределение трудовых затрат данного вида работы относительно каждой десятой доли фактического производственного цикла изделия.

Так делается по каждому виду работы, и получается статистическая модель распределения трудовых затрат, или статистическая модель ритма производственного цикла изготовления изделия.

Статический метод моделирования ритма производственного цикла изготовления изделия предполагает предварительное построение статичной модели процесса производства. В качестве такой модели рекомендуется пооперационная схема вхождения (разузлования) в изделие сборочных единиц, деталей, заготовок, полуфабрикатов и т.д. За календарную продолжительность каждой операции в этой схеме обычно принимают одну смену.

Пооперационная схема вхождения напоминает собой «дерево», в котором в качестве «ствола» выступают операции главной сборки, в качестве крупных «ветвей», отходящих от ствола, — операции сборки сборочных единиц, а «ветки» — это операции по изготовлению деталей и заготовок. Если за начало отсчета принять момент завершения последней операции генеральной, сборки и присвоить ей первый номер, то, присваивая номера каждой операции «ствола», «ветки» в последовательности, обратной ходу технологического процесса, получим привязку каждой технологической операции изготовления изделия к определенному номеру смены, которая принимается за такт планирования.

Операция, имеющая наибольший номер, по существу определяет длительность производственного цикла изготовления изделия. Если теперь в каждом такте планирования просуммировать трудоемкости операций по видам работ, то получим распределение трудоемкости изготовления изделия по видам работ относительно каждой доли его производственного цикла, т. е. будет сформулирован статичный ритм производственного цикла изготовления изделия.

Статистическая модель отражения ритма производственного цикла изготовления изделия с ошибкой в 40%, а статичная с ошибкой в 30% прогнозируют (улавливают) характер изменения мощности процесса изготовления изделия по фазам производственного процесса. Эти неточности в определении календарного распределения структуры трудоемкости изготовления изделия приводят в планировании к ошибкам относительно назначения договорных сроков поставки, к непредсказуемому движению «узких» и «широких» мест в производстве, к большим потерям рабочего времени, рабочих мест и оборудования. При использовании статистического метода теряется примерно 40%, а при использовании статического метода примерно 30% рабочего времени рабочих и оборудования.

В отличие от статистической и статичной модели динамическая модель ритма производственного цикла изготовления изделия позволяет с большей достоверностью устанавливать предельно вероятностные (самые поздние) сроки выполнения работ. При этом процессы изготовления каждого изделия увязываются с процессами

изготовления всех остальных изделий, входящих в производственную программу; учитываются пространственная структура производственного цикла, динамика структуры трудоемкости изготовления каждого изделия, непрерывная загрузка производственных подразделений производственной программой.

Динамическая модель формирования ритма производственного цикла изготовления изделия строится на основе повышения организованности протекания производственного процесса и в целом способствует надежному определению длительности производственного цикла изготовления каждого изделия, обеспечивая рациональное использование производственных ресурсов (сокращение потерь рабочего времени до 5-10%, устранение сверхурочных работ, увеличение загрузки оборудования, сокращение оборотных средств в незавершенном производстве).

5.3.5. Проявления закона календарной синхронизации циклов процессов изготовления изделий и их частей

Синхронизация циклов процессов изготовления изделий и их частей имеет место в любом производственном процессе, но ее, как правило, не замечали, т. е. ее как бы вовсе не было. Если процессом синхронизации циклов процессов не управлять, то продолжительности циклов увеличатся раза в три, так как при этом календарное выравнивание каждой части процесса превысит величину наибольшего цикла соответствующей ч'асти процесса. Это справедливо для каждого уровня разбиения процесса изготовления изделия на части: операция, деталь, комплектооперация, комплект деталей, стадия изготовления изделия (заготовительная, механообрабатывающая, сборочная).

Неуправляемая синхронизация приводит к многократному превышению рационального уровня незавершенного производства и большим потерям рабочего времени рабочих и оборудования (в настоящее время в непоточном производстве эти потери рабочего времени достигают 50%).

Знания о проявлениях закона синхронизации циклов процессов изготовления изделий и их частей необходимы как основа искусства управления производственным процессом с целью минимизации затрат на производство. Для обеспечения конкурентоспособности предприятия возможность минимизации затрат на производство играет, как правило, первостепенное значение.