Оперативно-производственное планирование дискретного производства

Курсовая работа

По дисциплине:

Производственный менеджмент

На тему:

Оперативно-производственное планирование дискретного производства

1. Теоретические основы оперативно-производственного планирования дискретного производства

1.1 Два вида систем операционного планирования

1.2 Выталкивающая система ОПП серийного производства

1.3 Организационные структуры массового производства с постоянным ритмом

1.4 Вытягивающие системы ОПП массового повторяющегося производства

1.5 Организационные структуры массового производства с переменным ритмом и изменяющейся численностью рабочих

1.6 Система ротации обслуживающего персонала

2. Практическая работа

2.1 Задача 1

2.2 Задача 2

Заключение

Список использованных источников Приложение, А Приложение Б Приложение В

Целью курсовой данной работы является изучение методов оперативно-производственного планирования в оперативном менеджменте на промышленных предприятиях и в сфере сервиса.

Рассматриваемые методы позволяют рассчитывать ведущие календарно-плановые нормативы, характерные для того или иного типа производства, организационно-технические параметры конвейерных линий и т. п., а также наглядно представлять происходящие процессы в виде разверток во времени. При этом первое направление можно отнести к построению аналитических моделей, второе — к построению графических моделей.

Дискретное производство характеризуется прерывностью производственного процесса на всем его протяжении. В таком производстве наблюдается прерывность в работе отдельных рабочих мест, в работе отдельных участков, цехов и отдельных процессов. Прерывность усложняет движение материального потока от входа системы до его выхода, что выражается в увеличении продолжительности производственного процесса, в возрастании величины запасов всех видов и в конечном итоге приводит к ухудшению производительности, т. е. к уменьшению отношения затрат, осуществляемых на входе, к величине результата, получаемого на выходе.

Такое производство требует от менеджера постоянного наблюдения за всем производственным процессом, с тем чтобы обеспечить его необходимую производительность и, по возможности, стремиться ее увеличить. Одним из инструментов, который помогает ему это сделать, является система оперативно-производственного планирования (ОПП), основного производства.

Под системой ОПП понимаются методика и техника плановой работы, определенные степенью централизации плановой работы, выбором планово-учетной единицы, дифференциацией плановых периодов, составом и точностью календарно-плановых нормативов (КПН), а также составом, порядком оформления и движения планово-учетной документации.

В курсовой работе представлена возможность практического использования некоторых специфических моделей и методов ОПП на примере управления машиностроительной фирмой. Здесь приведена система 0ПП, применяемая для цехового планирования в условиях серийного типа производства. Она в наибольшей степени структурирована и формализована для практического применения на предприятиях в различных типах экономики. Эта система представляет подход к построению системы ОПП, основанный на принципе «выталкивания» полуфабриката на всем пути движения материального потока.

Глава 1. Теоретические основы оперативно-производственного планирования дискретного производства

1.1 Два вида систем операционного планирования

При организации движения материального потока в процессе планирования можно выделить два подхода:

— системы планирования, движение материального потока в которых основано на принципе выталкивания полуфабриката на всем пути изготовления изделия;

— системы планирования, основанные на принципе вытягивания готового полуфабриката с предыдущей операции на последующую на всем протяжении изготовления.

При выталкивающей системе процессом централизованного планирования охвачен каждый цех: цех получает конкретные месячные задания и отчитывается о их выполнении перед центральными органами планирования заводоуправления. Готовую продукцию цех передает на межцеховой склад. При таком планировании цех и центральные органы планирования интересуют только выполнение сроков и объемов планового задания. Цех в этом случае не интересует, что будет с продукцией, которую он отправляет на промежуточный склад. Его также не интересует, есть ли там остатки продукции от предыдущего месяца или промежуточный склад пуст. В случае наличия остатков в системе возникает перенакопление. В случае задержки выполнения плановых заданий могут возникнуть перерывы, из-за отсутствия полуфабрикатов на питающих промежуточных складах.

В бывшем Советском Союзе этот вид планирования был единственным. В условиях рыночной экономики такой вид планирования используется на заготовительных предприятиях и предприятиях, производящих стандартную продукцию широкого назначения.

При вытягивающей системе планирования предполагается расчет и создание на его основе оборотных заделов на всех рабочих местах. Значение этих заделов определяется средней потребностью в конкретных изделиях, изготавливаемых данным предприятием, на короткий период времени — от месяца до трех. Процессом изготовления изделий управляет центральный плановый орган, который формирует график сборки конечных изделий и спускает его на главный сборочный конвейер. Главный сборочный конвейер отбирает необходимые полуфабрикаты (детали, узлы) в соответствии с графиком сборки с ближайших промежуточных складов. Изъятые с этих складов полуфабрикаты восполняются цехами, поставщиками полуфабрикатов. Для того чтобы восполнить изъятое, они должны будут забрать полуфабрикаты от предыдущих изготовителей и т. д.

Разница этих двух видов систем планирования заключается в том, что они имеют в своей основе различные ритмы, определяющие движение материального потока. Системы выталкивающего вида в основе всех плановых расчетов используют постоянное значение среднерасчетного ритма изготовления продукции. Возможность использования постоянного значения среднерасчетного ритма вытекает из того, что плановым периодом для этого вида является годовой период. Системы вытягивающего вида в качестве плановых периодов для определения величин средних оборотных заделов рассматривают периоды от месяца до трех, оперативное же управление в этих системах рассматривает значительно меньшие периоды, вплоть до смены, поэтому значения среднерасчетных ритмов в этих системах переменны.

1.2 Выталкивающая система ОПП серийного производства

Система ОПП серийного производства реализуется при централизованном планировании в планово-диспетчерских отделах (ПДО) или в планово-экономических отделах (ПЭО) заводоуправления, при децентрализованном планировании — в цехах или на участках. В зависимости от принятых плановоучетных единиц различают следующие системы планирования (по учетной единице деталь, комплект, заказ):

1) подетальную;

2) комплектную;

3) позаказную.

При комплектной системе в качестве учетной единицы выступает комплект деталей. Различают комплектно-узловую систему — комплект состоит из деталей, входящих в один узел или даже целое изделие; комплектно-групповую систему — в группу объединяются детали различных узлов, но имеющие одинаковые календарно-плановые нормативы (КПН) (опережение выпуска, ритмы партий). Дифференциация плановых периодов в дискретных видах производства предполагает планирование u1076 до одного часа, в единичном производстве — от смены до пяти дней.

ОПП состоит из двух этапов: первый включает разработку оперативных планов и графиков изготовления и выпуска продукции, он называется оперативно-календарным планированием (ОКП); второй связан с контролем и регулированием выполнения оперативных планов или хода производства и называется диспетчированием.

По охвату производственного процесса в пространстве ОПП делится на заводское (межцеховое) и цеховое планирование. Заводское планирование заключается в разработке, контроле и учете планов по заводу в целом и по отдельным цехам, а цеховое планирование — в составлении, учете и контроле выполнения планов по цеху в целом, отдельным участкам и бригадам вплоть до рабочих мест. Планирование осуществляется соответствующими службами заводоуправления и цехов. Этими же службами реализуются основные функции планирования, которые различаются лишь степенью детализации планов (для завода — цех, для цеха — участок, бригада, рабочее место).

В серийном производстве основной особенностью ОКП является необходимость обеспечения строгой повторяемости изготовления партий деталей, сборки узлов и изделий. Поэтому межцеховое планирование начинается с расчета КПН на основе использования постоянного значения среднерасчетного ритма r.

В серийном производстве к КПН относятся:

1. размеры партий (n) и ритмов ® запуска-выпуска партий изделий;

2. длительность производственных циклов обработки партий деталей, сборки узлов (Tц);

3. опережение запуска (Oз) и выпуска (Ов) партий деталей;

4. размеры заделов (Н).

Размер партии является основой расчета КПН, от которого зависят величины всех остальных параметров: величина нормативной длительности производственного цикла и календарных опережений; сроки запуска деталей в обработку, их выпуск и комплектация перед сборкой; величина нормативного среднего уровня незавершенного производства и величина заделов, переходящих на конец планового периода.

На практике существует большое количество (более ста) методов расчета размеров партии. Например, такой:

Q* = sqr (2DS/H).

Предлагаемый подход к определению размера партии n основан на учете составляющих затрат в денежной форме. В то же время для операционных менеджеров представляет интерес влияние временных факторов на величину размера партии. Это связано со стремлением работать с небольшими размерами партий. Однако уменьшение размера партии связано с возрастанием длительности производственного цикла изготовления изделий, так как возрастают затраты на переналадку Научно-технический прогресс позволил разработать оборудование (станки с ЧПУ) и создать производственные системы, которые обеспечивают уменьшение величины размера партии. Применение станков с ЧПУ приводит к возрастанию концентрации операций, а число переналадок и их суммарная продолжительность уменьшаются. Это создает возможность работать с меньшими размерами партий, но до определенного момента. Дальнейшее уменьшение размеров партии становится возможным с применением гибких производственных систем (ГПС), которые позволяют получать экономию затрат времени на переналадку не только в результате концентрации операций на отдельных видах оборудования, но и в результате возможности обрабатывать конструктивно-технологически сходные детали на оборудовании без переналадки.

Полученные расчетом размеры партии корректируются. После корректировки размер партии n должен отвечать следующим условиям:

1. n должно быть больше или меньше месячного выпуска деталей в целое число раз, что соответствует достижению большей ритмичности производства и упрощает ОПП. Обычно n = 1/12; 1/10; 1/8; 1/6; ¼; 1/3; ½; 1; 2; 3; месячного выпуска, что соответствует выпуску 12; 10; 6; 5; 8; 6; 4; 3; 2; одной партий в месяц и одной партии в два и три месяца. Менеджеру всегда следует стремиться к максимальному сокращению разнообразия размеров n, что упрощает ОПП;

2. n должно быть в целое число раз меньше или больше того количества штук деталей, которое определяется стойкостью технологического оснащения (режущего инструмента);

3. n должно быть таким, чтобы производственные и складские площади были достаточными для хранения деталей на рабочих местах и в кладовых, особенно для крупногабаритных деталей;

4. n должно быть кратным или равным размерам партии в смежных цехах, в которых производится обработка деталей данного наименования.

Такой подход способствует уменьшению запасов (оборотных заделов) и, следовательно, величины незавершенного производства.

Методикам расчета n на практике присущи следующие недостатки. Во-первых, n считается для всех наименований деталей во всех цехах по ходу технологического процесса. В результате для одной и той же детали и для всех деталей во всех цехах мы имеем различные размеры партий, что увеличивает незавершенное производство, сопровождающееся огромным количеством расчетов. Во-вторых, невозможно предопределить точно себестоимость детали, длительность производственных циклов обработки партий по цехам и по ходу технологического процесса и, как следствие, величину незавершенного производства (НЗП).

Знать величину Tц в серийном производстве необходимо для определения размеров незавершенного производства (НЗП), для расчета опережений и сроков запуска-выпуска партий деталей. Расчет Tц можно проводить аналитически, графически и графо-аналитически (для сборочных процессов).

Аналитический метод. За основу берется расчет, который соответствует последовательной обработке партий деталей на технологических операциях:

где n — размер партии; Коп — количество операций; tшкj — штучно-калькуляционное время на j — й операции, мин; Tcм — продолжительность смены, мин.; Kсм — коэффициент сменности; Pвыпj — процент выполнения норм времени; qрмj — число рабочих мест на операции; tмо — межоперационное время, мин.; te — время естественных процессов (сушка, старение и т. д.) мин.

Обычно Tcм и Kсм — величины постоянные, и количество мест qрм на каждой операции равно единице, тогда выражение примет вид:

В том случае, когда операция выполняется параллельно, с различной степенью перекрытия, в выражение добавляется коэффициент параллельности f, равный 0,3—0,9. Тогда расчетное выражение примет вид:

Из всех составляющих длительность производственного цикла наибольшую сложность имеет определение tмо Значение остальных составляющих определяется сравнительно легко.

Рассчитать tмо можно: аналитически, графически, статистически.

Аналитический способ расчета межоперационного времени основан на применении теории вероятности. Главной составляющей tмо., которая подлежит определению, является время пролеживания tпрол, поскольку его определение наиболее сложно. В терминах теории вероятности эту составляющую называют временем ожидания tож. Время ожидания tож обработки партии деталей на рабочих местах вызвано:

— неравенством длительности обработки различных партий деталей на рабочих местах наименований;

— различными технологическими маршрутами движения партии деталей по операциям и плохим согласованием этого движения, т. е. ошибкам в составлении расписаний работы оборудования.

В результате поиска пришли к следующему выражению для определения tож где Кдо — число детале-операций, выполняемых на одном рабочем месте;

tncр — средняя продолжительность обработки партии из n деталей на рабочем месте.

С увеличением Кдо на данном рабочем месте tож будет асимптотически приближаться к tncр, а при больших Кдо

tож = tncр Отсюда вытекает: для уменьшения tож детали необходимо обрабатывать небольшими партиями, если на рабочем месте выполняется несколько различных детале-операций.

Графический способ расчета tмо основан на изучении графиков загрузки оборудования или подетально-операционных графиков работы участков.

При статистическом способе tмо определяется путем обработки статистических данных, получаемых путем непосредственного наблюдения за работой рабочих мест или из документов (рабочих нарядов, маршрутных листов). В данном случае определяется время начала обработки на первой операции и окончания на последней. Отсюда получают значение фактической длительности производственного цикла обработки Тцф. Затем определяется суммарное время выполнения операций обработки партии деталей на основе норм времени выполнения операций с учетом процента перевыполнения этих норм Тосн. Тогда tмо можно определить следующим образом:

Обычно tмо в серийном производстве принимается в пределах 0.25…1 рабочего дня.

Графо-аналитический метод расчета Тц. На основе схем сборки изделия строятся цикловые графики изготовления изделий. В этом случае Тц определяется длительностью самой протяженной производственной цепочки, если двигаться от срока окончания сборки в направлении, обратном ходу технологического процесса. Продолжительность каждого отдельного сборочного процесса на единицу изделия определяется из соотношения:

где:

tсб — трудоемкость сборочного процесса;

scб — число рабочих, занятых в данном процессе.

Сокращение длительности производственного цикла достигается за счет:

— увеличения сменности работы оборудования К см;

— одновременного выполнения одной операции на нескольких рабочих местах (если tпз невелико);

— увеличения процента выполнения норм времени Р вып ;

— уменьшение времени ожидания tож в результате улучшения методов внутрицехового ОПП.

Под опережением запуска Оз понимается отрезок времени от момента запуска в обработку партии деталей в i-ом цехе до момента выпуска тех изделий, для которых были запущены в обработку партии деталей в i-ом цехе. Опережением выпуска Ов отличается от предыдущего определения на величину Тцc, которая представляет собой сумму длительностей цикла обработки партии деталей во всех цехах после i-го до последнего, т. е.:

Оз = Ов + Тцc

Опережения необходимы для определения и соблюдения сроков запуска и выпуска партий деталей по цехам, в которых производится их обработка. При этом О з и О в определяются для каждого цеха независимо При расчете опережений необходимо учитывать резервное опережение между выпуском деталей в предыдущем цехе и запуском в последующем, которое необходимо на случай задержки выпуска партии деталей из предыдущего цеха или в случае преждевременного запуска деталей в обработку в следующем цехе. В резервное время Трез включается также и межцеховое время, состоящее из времени оформления документов и транспортировки партии деталей в следующий цех. Обычно Трез принимается равным нескольким дням (двум — пяти).

Запасы, представляющие собой заготовки, детали, узлы и материалы, находящиеся на различных стадиях производственного процесса и не законченные обработкой, называются заделами. Эти запасы являются составной частью незавершенного производства.

Заделы являются овеществленными выражениями опережений запуска партий деталей, а внутри цеха, — овеществленными выражениями длительностей производственного цикла изготовления партий деталей. Без необходимых заделов не может быть обеспечена бесперебойная, высокопроизводительная и равномерная работа и равномерный выпуск продукции. Однако, излишние и некомплектные заделы приводят к увеличению потребности в оборотных средствах и к замедлению их оборачиваемости. В серийном производстве к внутрицеховым относятся цикловые заделы; к межцеховым — оборотные и резервные заделы. Последние называют также складскими, так как они должны находиться на складах (операционных, межцеховых).

Цикловые заделы — это количество деталей (узлов, изделий), которые находятся в производственном процессе цеха на тот или иной момент.

Оборотные заделы (запасы) — это заделы между двумя смежными цехами или любыми смежными звеньями дискретного производства.

Резервный задел образуется при соблюдении резервных опережений между двумя смежными цехами. В отличие от оборотных заделов (запасов), цикловых заделов, которые возникают сами, резервные заделы создаются специально.

Средняя суммарная величина всех видов заделов образуется путем суммирования величин цикловых, оборотных и резервных заделов.

Для облегчения планирования поступают следующим образом: опережения запуска унифицированных деталей определяются различными для изделий каждого наименования, а планирование выпуска данных унифицированных деталей осуществляется по максимальному Оз из всех рассмотренных. Все виды заделов (запасов) унифицированных деталей рассчитываются так же, как для оригинальных деталей, считая, что потребление их на сборке происходит ежедневно и равномерно.

Запасные детали изготавливаются в виде:

— обязательных комплектов к изделиям, выпускаемым предприятием;

— дополнительного задания для изделий, выпускаемых в предприятием данном плановом периоде времени;

— дополнительного задания для изделий, не выпускаемых предприятием в данном плановом периоде.

Для успешной работы участков необходимо составлять программы на более короткие сроки: декады (недели, пятидневки), сутки (смены).

Декадные задания в серийном производстве составляются в двух случаях:

— для технологических или предметных участков с установившейся и ограниченной номенклатурой деталей, узлов или изделий и со сравнительно постоянным и значительным их выпуском;

— для участков, являющихся «узким местом».

В первом случае планирование ведется по стандарт-планам, так как производственный процесс на участках является стабильным в течение длительного периода. Отрезок времени, на который составляется стандарт-план, называется периодом стандарт-плана. Он должен быть равен наименьшему кратному от ритма партий деталей (узлов или изделий), изготавливаемых на участке.

Различают два вида стандарт-планов в серийном производстве — подетальные и подетально-пооперационные. В подетально-пооперационном стандарт-плане объектами планирования являются не ПУЕ, а рабочие места, т. е. внимание уделяется в первую очередь загрузке рабочих мест, сами стандарт-планы напоминают загрузочные графики Гантта. Для участков, являющихся «узким местом», подетально-пооперационный план так же составляется на каждую декаду. Из всех возможных вариантов построения стандарт-плана необходимо выбирать тот, который дает наименьшую величину незавершенного производства.

Последним этапом календарного планирования является составление задачи на каждую рабочую смену суток. Этот процесс принято называть сменно-суточным планированием (ССП). При ССП окончательно устанавливаются:

— сроки запусков партий деталей в обработку;

— движения их по рабочим местам и операциям;

— сроки выпуска партий деталей из обработки.

Сменные задания составляются во всех случаях независимо от составления декадных заданий на каждую смену для каждого участка. Вместе со сменным заданием мастеру участка должны быть выданы все документы, необходимые для выполнения включенных в сменное задание работ (рабочие наряды или маршрутные карты, требования на материалы и полуфабрикаты, накладные на сдачу готовых деталей, технологические карты, чертежи и т. п.). По окончании смены мастер проставляет в сменном задании количество обработанных штук деталей, годных и бракованных, делает отметки о причинах невыполнения сменного задания или отступления от задания и передает экземпляр заполненного сменного задания в планово-диспетчерском бюро цеха или планировщику участка для ведения оперативного учета и корректировки сменных заданий на следующие сутки.

1.3 Организационные структуры массового производства с постоянным ритмом

Поточная линия — структурная единица поточного производства, т. е. такого, которое в наибольшей степени отвечает всем принципам рациональной организации производства. Для него характерны узкая специализация рабочих мест, прямоточность их расположения, непрерывность всех потоков, ритмичность работы, пропорциональность загрузки мощностей. Очевидно, что поточное производство соответствует наивысшей степени организации и эффективности. Однако оборотной стороной названных преимуществ является жесткая детерминированность подобных производственных структур, резко ограничивающая их гибкость. Следовательно, область их применения достаточно узка — это массовое, реже крупносерийное производство. В то же время детерминированность поточного производства открывает широкие возможности для использования и требует применения специальных методов ее организации.

Однопредметные непрерывные поточные линии (ОНПЛ) создаются для изготовления в течение длительного периода времени одних и тех же изделий с использованием параллельного вида их движения по операциям (рабочим местам). Общая производственная ситуация, а именно сочетание элементов производства, не усложняется. В данном случае задача производственного менеджера — максимально использовать преимущества и исключить недостатки параллельного вида движения применительно к конкретным производственным условиям: виду и характеристикам продукции, параметрам технологического процесса, оснащению рабочих мест.

Один из недостатков параллельного вида — поштучная передача (передача мелкими транспортными партиями) предметов производства одновременно между всеми рабочими местами. Обычно этот недостаток устраняется путем применения единого транспортного средства — конвейера. Такие линии чаще называют конвейерными. Второй недостаток — это наличие перерывов на рабочих местах который требует применения специальных методов синхронизации операции на линии. Условие синхронизации, т. е. выравнивания длительности операций, выражается следующим образом:

где tпер j — перерыв на операции j после обработки каждого изделия;

rЛ — ритм линии;

qj — количество рабочих мест на операции j;

Kоп — количество операций.

Ритм линии является основополагающей характеристикой при расчетах любых поточных линий. Он определяется режимом работы линии (количеством рабочих дней, смен, часов, размерами регламентированных перерывов) или фондом времени ее работы Ф и программой выпуска изделий за тот же период — Nв:

В записи условия синхронизации ритм является аналогом главного времени при параллельном виде движения. Методы расчета и анализ конвейерных линий различаются в зависимости от типа конвейера (см. рис. 1.1). Следует рассмотреть пять типов конвейеров.

Три главные характеристики рабочего непрерывного конвейера связаны соотношением:

Vк = lк / rл ,

где Vк — скорость ленты конвейера; lк — шаг конвейера, т. е. расстояние между осями смежных предметов на линии.

Рис. 1.1 Классификация видов конвейеров Если шаг конвейера показывает расстояние между осями смежных транспортных партий, то и в знаменателе формулы должен стоять временной интервал между соседними партиями Rтр — ритм транспортной партии, т. е.

Каждый рабочий на конвейере выполняет свою операцию в рабочей зоне, которая, если он не двигается вслед за лентой, а перемещает только руки, строго ограничена антропометрическими характеристиками (длина рук, наклон туловища и т. п.).

При полной синхронизации операций, когда перерывов в работе операторов нет и tj = rл, должно выполняться условие

lрз = lк, где lрз — протяженность рабочей зоны вдоль оси конвейера.

В рабочей зоне можно выделить три части: основную и две резервные в начале и конце зоны. Это является пространственным отражением того факта, что время выполнения операции есть величина случайная, колеблющаяся около своего среднего значения.

Затрачивая на выполнение операции среднее время, оператор может работать в основной наиболее удобной части зоны, а во время нахождения предмета производства в резервных зонах — может отдыхать. При отклонении времени в большую сторону он должен успеть выполнить операцию, используя для этого резервные части зоны.

Рабочие могут находиться у ленты конвейера на расстоянии друг от друга не меньшем, чем длина рабочей зоны. Расстояние между осями смежных рабочих мест называется шагом рабочих мест конвейера lрм. Тогда всегда справедливо соотношение

lрм? lк = lрз Выбор минимально возможного значения lрм, с одной стороны, рационален, так как уменьшает общую длину конвейера Lк = lрм Kоп., но, с другой стороны, может не обеспечивать удобства планировки рабочих мест и размещения всех предметов их оснащения.

Простейшее решение этой проблемы — вынос каждого второго рабочего места на противоположную сторону ленты, т. е. расположение их в шахматном порядке. Это не увеличивает шага рабочих мест, но в два раза расширяет возможности их устройства. Если этого не достаточно, шаг рабочих мест увеличивается за счет введения чисто транспортных зон между соседними рабочими зонами, т. е.

где lтр j, j+1 — протяженность транспортной зоны между рабочими местами, на которых выполняются j и j+1 операции технологического процесса (j =1,…, Kоп — 1). Тогда общая длина конвейера увеличится до

Однако такое увеличение может быть нежелательно, т.к. с ростом общей длины конвейера растет количество предметов, находящихся на его ленте:

Nk=(Lk / lк) + 1,

а с ним растут незавершенное производство, нагрузка на конструкции конвейера и их стоимость, расход энергии на транспортирование и пр.

Чтобы улучшить условия выполнения технологических операций, скорость ленты можно уменьшить за счет уменьшения шага конвейера. При этом уменьшится и длина рабочей зоны, но адекватного ей уменьшения шага рабочих мест ожидать трудно. Следовательно, это приводит к росту числа предметов на ленте и вытекающим отсюда отрицательным последствиям. Задача производственного менеджера — найти оптимальное сочетание противоречивых характеристик конвейерной линии, что решается путем составления схемы пространственной планировки линии и графической модели ее работы.

При сборке крупных изделий (автомобилей, холодильников и т. п.) рабочие обычно двигаются вслед за изделием по своей рабочей зоне. Это практически снимает ограничение на ее протяженность, но требует введения в расчет времени возврата рабочих в начало своей зоны tв. Конвейер за время, равное ритму, перемещает предметы на шаг, а рабочие за то же время должны выполнить операцию в своей рабочей зоне и вернуться обратно, т. е.

У рабочего пульсирующего конвейера лента во время выполнения рабочими технологических операций неподвижна. Затем происходит пульсация ленты на величину шага конвейера lk со скоростью Vдв за время tдв Три названных характеристики конвейера связаны уже известным соотношением

tдв = lк / Vдв.

Время пульсации входит в состав ритма линии

rл = t j + tдв, j = 1,…, Kоп В это время рабочие простаивают, поэтому его надо сводить к минимуму, для чего можно уменьшить шаг конвейера либо увеличить скорость пульсации. Увеличение скорости сопряжено с большими нагрузками на двигатели при разгоне и торможении, а также с возникающим ускорением, которое нежелательно для предметов производства, стоящих на конвейере. Уменьшение шага также нежелательно.

То, что лента во время выполнения технологических операций неподвижна, приводит к исключению понятия «рабочая зона», как она трактовалась ранее, и всех расчетов, связанных с ней. То, что лента продвигается строго на один шаг, приводит к появлению нового требования: шаги рабочих мест должны быть равны, либо в целое число раз превышать шаг конвейера.

На таком конвейере предметы производства для выполнения технологических операций снимаются с ленты. Это означает, во-первых, необходимость учета времени установки-снятия предмета tус в составе ритма рабочей линии:

rл = t j + t ус., j, j = 1,…Kоп.

Во-вторых, операции могут выполняться на нескольких рабочих местах, т. е. qj >1, j =1,…, Kоп, число которых определяется из условия синхронизации операций:

qj =[(tj + tус) /(rл)] + 1.

В-третьих, понятие «рабочая зона» в том смысле, в котором она трактовалась для рабочих непрерывных конвейеров, теряет смысл. Расчеты скорости конвейера, его общей длины, количества предметов на ленте выполняются теми же способами, что и для рабочих непрерывных, но с учетом qj >1. Дополнительно вводится параметр — количество предметов производства, находящихся на линии — Nл. Это важно для расчета незавершенного производства.

Nл = Nк + qj,

т.е. изделия, изготавливаемые на ОНПЛ, находятся частично на ленте конвейера, частично на рабочих местах.

Особый интерес представляет организация операций на нескольких рабочих местах. При этом рабочий, выполняющий длительную операцию, снимает предмет с ленты конвейера и работает с ним, в то время как следующие предметы лента конвейера транспортирует мимо него на следующие рабочие места, где выполняется та же самая операция.

Чтобы избежать ошибок в распределении предметов между рабочими, выполняющими одну операцию, вводится разметка линии (цифровая, буквенная, цветовая и т. п.). Если несколько рабочих мест организовано лишь на одной операции ОНПЛ, то количество символов разметки должно быть равно количеству рабочих мест на этой операции. Если таких операций несколько, то разметка должна удовлетворять всех, что возможно, только если число символов разметки равно числу рабочих мест на операциях (?qj). Это число называется числом периода конвейера и обозначается П.

Период конвейера Тк — это время, за которое через все операции линии проходит одинаковое количество предметов. Он рассчитывается следующим образом: Тк = rлП. Для всех рабочих мест составляется таблица закрепления за ними номеров периода (символов). Информация доводится до рабочих. На замкнутой ленте конвейера количество полных наборов символов разметки должно уложиться целое число раз. Тогда общая длина ленты где m — минимальное целое число, при котором справедливо рD + 2Lk < L

Здесь D — диаметр обводных барабанов ОППЛ создаются для изготовления в течение длительного времени одних и тех же изделий с использованием параллельно-последовательного вида их движения по операциям (рабочим местам). Для них характерны те же общие признаки, что и для других структурных единиц поточного производства: ОНПЛ и МНПЛ, рассмотренных ранее. Отличие заключаются в том, что невозможно (по технологическим причинам) синхронизация операций на линии. Из этого следует, что методы организации ОППЛ принципиально отличны от рассмотренных выше методов.

Отсутствие синхронизации означает наличие перерывов на рабочих местах после окончания работ с каждым предметом производства. Величина перерывов определяется по формуле:

tпер j = rл — t j /q j > 0, j = 1,…, Kоп.

Для рационального использования рабочего времени перерывы, возникающие при изготовлении некоторого числа изделий, концентрируются, рабочий и оборудование могут быть использованы в это время для других работ. Очевидно, что чем больше количество изделий, на которых происходит такая концентрация, тем проще использовать освободившееся время. С другой стороны, тем больше приходится сдвигать время изготовления изделий для его концентрации, а значит, нарушать непрерывность движения каждого изделия по операциям и увеличивать его пролеживание. С разрешением этой противоречивой ситуации в первую очередь сталкивается производственный менеджер при организации работы ОППЛ.

Количество изделий, на котором происходит концентрация перерывов и работы операции линии, — nоб. Умножим обе части приведенного выше равенства на эту величину:

tпер j nоб = r л nоб — t j nоб / qj .

Общее время концентрированного перерыва

t пер j n об = T пер j,

общее время концентрированной работы

t j nоб /q j = T j,

ритм оборотной партии или периода оборота линии

rл n об = R об.

Тогда T j = T пер — R об.

Период оборота линии — это интервал времени, по истечении которого линия полностью повторяет свое состояние, а на каждой ее операции изготавливается одинаковое количество изделий, называемое оборотной партией — nоб.

Пролеживающие между операциями изделия образуют межоперационный оборотный задел. Его величина изменяется во времени. График изменения, построенный на интервале, равном периоду оборота, называется эпюрой оборотного задела. Эпюры строятся для каждой пары смежных операций линии.

Правила построения эпюр оборотных заделов:

1. эпюра представляет собой кусочно-линейную непрерывную функцию;

2. величина оборотного задела изменяется от нуля до некоторого максимального значения Н об max ;

3. оборотный задел в начале периода оборота равен заделу в конце периода; это переходящий задел Н об пер.

Оборотный задел возникает из-за разницы производительностей или из-за сдвига начала работы смежных операций. Его величина пропорциональна значениям этих двух параметров, а также размеру оборотной партии. Менеджера представляет расчет максимального, среднего и переходящего заделов для всех пар смежных операций и на линии в целом. Построение эпюры и расчет параметров задела для произвольной пары смежных операций j и j+1 включает следующие шаги.

1. Период оборота линии разбивается на интервалы, в пределах которых состояния операций неизменны.

2. Для каждого интервала решается вопрос о характере изменения задела:

— он растет, если пополняющая задел операция более производительна, чем берущая из задела, с учетом числа работающих в интервале рабочих мест;

— он уменьшается, если она менее производительна;

— он изменен, если обе операции в паре равнопроизводительны (в том числе если обе не работают).

3. Линейные функции на всех интервалах связываются в единую эпюру на основании приведенных ранее правил построения эпюр.

4. Для каждого интервала рассчитывается изменение величины задела

(ДH j, j+1 f) по формуле:

ДH j, j+1 f = Т f [(qjf / tj) — (q j+1f /t j+1)],

где T f — продолжительность fго интервала;

q j f и q j+1 f — количество рабочих мест на j — й и (j +1) — й операциях, работающих на f — м интервале.

5. Полученных ранее, начиная с нулевой точки, цепным методом рассчитываются величины заделов во всех переломных точках эпюры (на границах интервалов) с использованием значений ДH j, j+1 f; при этом часть расчетов может оказаться избыточной, если искомые величины уже найдены.

6. Рассчитывается величина среднего задела Ноб ср как высота прямоугольника, равновеликого фигуре, образованной эпюрой задела.

Анализ возможных вариантов сочетания во времени выполнения двух смежных операций на ОППЛ, можно прийти к следующим выводам:

1. Величина принимает наименьшее значение в том случае, если время выполнения меньшей в паре операции полностью укладывается во время выполнения большей, независимо от сдвига их начал и порядка следования друг за другом.

2. При увеличении сдвига с нарушением указанного условия величина

3. растет и достигает наибольшего значения при максимальном сдвиге.

4. Если при некотором значении сдвига операции перестают перекрываться (не имеют общего времени работы), величина достигает своего максимума, равного n об, и при дальнейшем увеличении сдвига не возрастает.

Эти особенности должен учитывать операционный менеджер, определяя регламент работы линии, т. е. задавая время начала работы всех операций. Критерием при этом является минимизация величин оборотных заделов на всех парах смежных операций. Другим критерием является оптимизация использования рабочей силы на линии. На двух операциях можно использовать одного рабочего, только если операции не перекрываются во времени и задел между ними максимален. Рациональное использование рабочей силы достигается за счет организации u1087 последовательного многостаночного обслуживания.

Сложнее задача определения регламента работы линии решается для менеджера в том случае, когда для выполнения операции используется несколько рабочих мест. Для таких операций возможны два типовых варианта регламента работы:

— с равномерной загрузкой всех рабочих мест;

— с полной загрузкой всех рабочих мест, кроме последнего.

Первый вариант целесообразен, если на операции может быть организовано параллельное (во времени) многостаночное обслуживание всех рабочих мест. В противном случае лучше второй вариант, так как здесь все рабочие места, кроме последнего, загружены оптимально полностью, а на последнем может появиться возможность использовать частично свободного рабочего на других операциях. В конкретных случаях могут возникать и другие организационные варианты работы ОППЛ.

оперативный дискретный ротация персонал

1.4 Вытягивающие системы ОПП массового повторяющегося производства

Конечной практической целью системы управления любым производством является увеличение прибыли за счет сокращения издержек. Последнее становится возможным при устранении производственных потерь и, в первую очередь, потерь, связанных с излишними запасами всех видов. Эта цель достигается с помощью организации производства «точно вовремя».

Повторяющееся производство способно быстро приспосабливаться к изменениям спроса без излишних запасов всех видов.

Методы управления, с помощью которых повторяющееся производство приспосабливается к переменному спросу, обычно называют выравниванием производства по спросу. Поточные линии такого производства больше не привязаны к выпуску единственного вида продукции огромными партиями. Вместо этого на линиях должен производиться целый спектр модификаций продукции, отражающий капризы потребительского спроса. Поэтому такое производство будет отвечать потребностям сегодняшнего дня, а запасы в результате реализации модульного принципа конструирования и изготовления изделий могут быть сокращены до минимума. На рис. 1.2 дается анализ двух стадий выравнивания производства, представленных в правой и левой частях рисунка.

На первой стадии (см. левую часть рис. 1.2) показано приспосабливание к изменению месячного спроса на протяжении года. Приспосабливание достигается с помощью месячного планирования производства, на основе чего готовятся оперативные производственные планы, в которых указаны среднесуточные уровни выпуска на каждом производственном участке, являющиеся основой создания заделов всех видов. Расчеты, проводимые на первой стадии, основываются на трехмесячном и месячном прогнозах спроса на основании информации, поступающей от сбытовых организаций.

Рис. 1.2 Схема выравнивания объемов производства автомобильной компании На второй стадии (см. правую часть рис. 1.2) осуществляется приспосабливание к ежедневным изменениям спроса в течение месяца. Основой оперативной работы такой системы является график последовательности отгрузок, который составлен для сборки различных модификаций изделий на главном сборочном конвейере.

1.5 Организационные структуры массового производства с переменным ритмом и изменяющейся численностью

Реализация концепции выравнивания производства, основанного на использовании множества поточных линий, определяет работу этих линий с переменным ритмом, а значит, и с изменяющимся количеством рабочих на линиях. Условием реализации этих особенностей при организации производственного процесса является выполнение трех требований:

1. правильное размещение станочного оборудования;

2. наличие хорошо подготовленных рабочих-многостаночников, владеющих различными специальностями;

3. постоянная оценка и периодический пересмотр плановой последовательности выполнения технологических операций рабочими, что отражается в карте трудового процесса (на японских предприятиях).

Рассматривая способы правильного размещения станочного оборудования, следует отметить нерациональные способы его размещения, которых избегают на передовых фирмах: «птичья клетка», «изолированный островок» и линейное размещение (рис. 1.3).

Размещение оборудования «птичья клетка» является простейшей формой расположения оборудования, при которой один рабочий-многостаночник обслуживает несколько одинаковых станков. Станки обычно размещаются треугольником, прямоугольником или ромбом. Такой метод размещения является большим шагом вперед по сравнению с одностаночным обслуживанием, поскольку растет производительность одного рабочего, но при этом неминуемо возрастают запасы полуфабрикатов в виде межоперационного оборотного задела. Это приводит к тому, что становится трудно организовывать непрерывный производственный поток между различными участками производства. Нелегко добиться синхронизации работы различных участков. Затраты времени на изготовление продукции резко возрастают.

Избежать чрезмерных межоперационных оборотных заделов и сократить время транспортировки обрабатываемых предметов позволяет размещение оборудования по типу «изолированные островки», которые располагаются в соответствии с последовательностью выполнения операций при обработке деталей. Такой метод размещения предполагает наличие хорошо подготовленных рабочих-многостаночников и делает возможным организацию непрерывного производственного потока через различные операции. Но и этот метод имеет существенный недостаток: когда все оборудование на предприятии размещается подобным образом, рабочие обособляются друг от друга, в результате чего становится трудно поддерживать общую синхронность между различными производственными участками. Отсутствие же синхронности ведет, как и в предыдущем случае, к возникновению излишних межоперационных оборотных заделов. Кроме того, при таком расположении оборудования не может быть реализован принцип взаимопомощи рабочих.

Рис 1.3 Размещение оборудования а) по типу «птичья клетка», б) по типу «изолированный островок», в) линейное обслуживание оборудования одним рабочим многостаночником Чтобы преодолеть недостатки размещения оборудования способом «изолированных островков», различные станки могут быть расположены в одну линию. При таком их расположении рабочий должен переходить от одного станка к другому. Возникает возможность организовать непрерывный производственный поток на всем его протяжении. Однако при линейном расположении оборудования возникает первая неразрешимая проблема, состоящая в невозможности перераспределения операций между рабочими при изменении спроса. Другая проблема, связанная с таким способом размещения, заключается в независимости одной линии от других. В этой ситуации перераспределение операций между рабочими в соответствии со спросом на продукцию требует дробного числа рабочих, что сделать невозможно. Поэтому либо у рабочего появляется время простоя, либо он будет производить излишнюю продукцию.

Всех указанных трудностей и недостатков рассмотренных организационных структур можно избежать при U-образном расположении оборудования на поточных линиях. А объединение нескольких U-образных поточных линий позволяет решить проблему с дробным числом рабочих, рассматривая это объединение как одну общую линию (рис. 1.4).

Рис. 1.4 U-образное размещение оборудования на линии обслуживаемой тремя рабочими При U-образном расположении оборудования входная и выходная операции производственной линии (участка) расположены в одном месте или рядом друг с другом; U-образное расположение оборудования может иметь различные формы, например, вогнутую и круговую, и позволяет гибко регулировать численность рабочих путем увеличения или сокращения их числа во внутреннем пространстве U-образного участка при изменении ритма всей вытягивающей системы.

Вытягивающие производственные системы, работающие по принципу «точно вовремя», также могут быть организованы с размещением оборудования по U-образной схеме. Количество изделий в незавершенном производстве на этой линии можно всегда поддерживать постоянным. В то же время такая организационная структура позволяет легко визуально обнаруживать недостаточно синхронизированные операции, выполняемые отдельными рабочими, и принимать меры по совершенствованию производственного процесса, т. е. повышать его синхронизированность.

Как говорилось выше, система U-образных линий, условно объединенная в одну общую линию, позволяет решить проблему с дробным числом рабочих.

При использовании таких дробных линий можно проводить перераспределение операций между рабочими и в ответ на колебания объемов производства изделий путем изменения стандартной последовательности выполнения операций рабочими, т. е. используя на рабочем месте различные — в зависимости от объема производства — карты трудового процесса.

Таким образом, дробное число рабочих, которое могло бы возникнуть при линейном размещении различных отдельных участков, исключается благодаря объединению этих участков в единую комплексную производственную линию.

Сокращение объемов производства, связанное с падением спроса, уменьшает число рабочих, занятых на линии. В периоды непродолжительного сокращения объема производства можно осуществить следующие мероприятия, направленные на использование высвобожденных на данной лини рабочих:

— перевод рабочих на другие линии и участки;

— сокращение сверхурочных работ;

— проведение совещаний кружков качества;

— отработку операций по переналадке оборудования;

— профилактические и ремонтные работы;

— изготовление комплектующих изделий, которые раньше закупались у поставщиков.

Большинство из перечисленных процедур возможно только тогда, когда рабочие владеют несколькими специальностями или являются рабочими многостаночниками.

1.6 Система ротации обслуживающего персонала

Чтобы быстро приспосабливаться к изменяющимся условиям, например, на комплексных поточных линиях, рабочий должен быть универсально подготовленным, т. е. он должен уметь квалифицированно выполнять работы по любой специальности и на любой технологической операции. С этой целью фирмы мирового класса готовят свои рабочие кадры, используя принцип профессиональной ротации. В соответствии с принципом ротации каждый рабочий по очереди выполняет все виды работ в своем цехе. Через некоторое время рабочий достигает u1085 необходимого профессионализма во всех специальностях и таким образом становится универсалом.

Обучение по принципу профессиональной ротации состоит из трех основных этапов:

1. на первом этапе все начальники участков и мастера должны учиться работать на всех рабочих местах, чтобы подтвердить перед рабочими цеха свои способности выполнять их работу;

2. на втором этапе каждый рабочий поочередно обучается всем специальностям, имеющимся в цехе, и таким образом готовится для работы по любой из них;

3. на третьем этапе разрабатывается график прохождения рабочим всех операций с частотой чередования видов работ до нескольких раз в день.

Такая подготовка рабочих позволяет четко выявить преимущества принципа профессиональной ротации:

— внимание рабочего переключается, уменьшается утомляемость, в результате чего снижается производственный травматизм;

— устраняется чувство несправедливости по поводу того, что ветераны могут претендовать на выполнение более высокооплачиваемых работ, это улучшает взаимоотношения между рабочими и способствует развитию взаимопомощи;

— передача опытными рабочими и мастерами своего опыта и знаний более молодым рабочим и подчиненным способствует быстрому распространению рациональных приемов труда в цехах;

— поскольку каждый рабочий участвует во всех производственных процессах в цехе, он считает себя ответственным за все задачи, стоящие перед цехом: достижение необходимого уровня качества, снижение издержек производства, повышение безопасности труда;

— переходя работать в другой цех или на новый производственный участок, каждый работник, независимо от того, мастер он или рабочий, смотрит на новую работу свежим взглядом и может выделить проблемы или найти способы усовершенствования производства.

Главное достижение профессиональной ротации выражается простыми словами: «Она гуманизирует труд, демонстрирует уважение к человеку и повышает роль человеческого фактора в массовом производстве, ограждая его от превращения в придаток машины».

2. Практическая работа