Основы проектирования продукта и производственного процесса

Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики Производственный и операционный менеджмент Тема 5: «Основы проектирования продукта и производственного процесса»

Егорова Татьяна Владимировна МО-1−2011

Содержание Введение Процесс проектирования продукции Проектирование производственных (операционных) систем Проектирование производственных мощностей Процесс проектирования предприятия Фактор повышения производительности труда Список литературы Введение Производственная система с непрерывным процессом переработки ориентирована на выпуск значительных объемов однородной продукции, измеряемой в установленных единицах объема, длины, веса при непрерывном поточном поступлении перерабатываемых ресурсов. Например, производство проката, нефтепродуктов, химической и целлюлозно-бумажной продукции.

В рамках каждого типа производственной системы формируется строго определенная соответствующая данному типу структура управления. При этом каждая фирма создает применительно к своему типу производства свою структуру управления, строящуюся с учетом специфики деятельности фирмы. Каждый тип производственной системы характеризуется своей степенью определенности в планировании деятельности предприятий и определяет характер структуры управления.

Процесс проектирования продукции Процесс разработки новой продукции представляет собой сложнейший комплекс различных видов деятельности, теснейшим образом связанных с большинством других бизнес-функций.

На первых двух фазах:

Разработка концепции

Планирование продукции

Проводится комплексный анализ информации о возможностях рынка сбыта, условиях конкуренции, технических возможностях и требованиях к новому товару. На основе такого анализа определяется структура нового продукта. В структуре учитывается концептуальный замысел, емкость рынка, ожидаемый уровень совершенства продукта, инвестиционные требования и финансовые последствия вывода на рынок нового товара. Кроме того, прежде чем принять программу разработки новой продукции, компании обычно стараются получить подтверждение правильности новой концепции, прибегая к пробной продаже этой продукции на небольших рынках. Такое тестирование может предусматривать изготовление опытных моделей и обсуждение их качеств с потенциальными потребителями. После одобрения проект создания новой продукции вступает в фазу детальной инженерной разработки. Ее основной задачей является конструирование, проектирование и изготовление действующих опытных образцов, а также разработка инструментов и оборудования, которые будут использоваться для производства данной продукции в коммерческих масштабах. Основу детальной инженерной разработки составляет цикл «проектирование-модельтестирование». В этом цикле определенные раньше концепции продукции и технологического процесса воплощаются в рабочей модели (которая может быть либо компьютерной, либо в физической форме). Модель проходит тестирование, в котором имитируются реальные условия эксплуатации будущей продукции. Если модель не соответствует намеченным эксплуатационным характеристикам, инженеры изменяют конструкцию и устраняют недоработки, после чего цикл «проектирование-модель-тестирование» повторяется вновь. Фаза детальной инженерной разработки завершается «сдачей проекта», которая означает, что данная модель отвечает всем предъявляемым к ней требованиям.

После этого компания переходит от фазы инженерной разработки к фазе экспериментального производства. Вначале на производственном оборудовании изготавливаются и испытываются отдельные комплектующие, которые затем собираются в систему и тестируются в заводских условиях. На фазе экспериментального производства изготавливается опытная партия продукции и проверяется способность новых или модифицированных производственных процессов выпускать данную продукцию в коммерческом объеме. На этой стадии весь необходимый инструментарий и оборудование должны быть готовы к производству, а поставщики деталей и комплектующих — к их поставкам в нужных объемах. Именно на этой фазе разработки новой продукции происходит интеграция всех элементов производственной системы: проекта, результатов инженерного проектирования, модернизированных инструментов и оборудования, комплектующих, порядка сборки, производственного контроля, рабочих-операторов и техников.

Заключительной фазой создания нового продукта является наращивание производства и достижение проектной мощности. К этому времени производственный процесс модернизирован и отлажен, но необходимо еще обеспечить его стабильность при производстве больших партий продукции. На этой фазе производство начинается с выпуска незначительных объемов; затем, по мере того как компания убеждается в том, что может производить продукцию без сбоев (а поставщики — своевременно поставлять комплектующие), а также в том, что маркетинговые службы способны обеспечить ее сбыт, выпуск постепенно увеличивается.

Проекты по разработке новой продукции очень редко реализуются совершенно изолированно; они, как правило, взаимосвязаны. Кроме того, чтобы проект был эффективным, необходимо, чтобы он органично вписывался в общую производственную структуру предприятия. Следует помнить, что в разных проектах могут быть задействованы одни и те же важнейшие компоненты организационной структуры и над ними нередко работают одни и те же проектные группы. Необходимо также учитывать, что довольно часто от новой продукции требуется, чтобы она была как конструктивно, так и функционально совместима с уже освоенной продукцией фирмы.

В последнее время для ускорения процесса разработки новой продукции многие компании широко используют так называемый метод совместного проектирования (Concurrent Engineering — СЕ). В отличие от простого, последовательного, фаза за фазой, выполнения разработки, при СЕ делается упор на межфункциональной интеграции и одновременном, совместном проектировании различных видов продукции и предназначенных для их производства технологических процессов.

Совместное проектирование основывается на программной интеграции различных групп, участвующих в проекте. В последнее время появилось три типа групп: группы управления программой, технические группы и многочисленные проектно-производственные группы. Если проект характеризуется повышенной сложностью, понадобится сформировать еще интеграционную группу, объединяющую усилия различных проектно-производственных групп. Иногда создаются также специальные группы для изучения конкретных проблем, например исследования новых технологий.

Основным преимуществом метода СЕ является значительное сокращение сроков реализации проекта. Одновременность инженерных разработок означает параллельное выполнение разных фаз проекта, например, во время разработки рыночной концепции и структуры продукта выполняется проектирование как продукта, так и производственных процессов. Важнейшим условием эффективности данного метода является постоянный обмен информацией по электронной почте либо непосредственно на собраниях членов групп, а также использование всеми участниками проекта единых баз данных. Так, например, в компании Hewlett-Packard постоянно работает несколько четко сформированных групп технологического профиля, которые функционируют параллельно и являются частью стратегии этой компании. Каждая такая группа занимается разработками в одной из технологий, наиболее важных для освоения новых видов продукции компании Hewlett-Packard.

Проектирование производственных (операционных) систем Проектирование производственных (операционных) систем включает следующие этапы:

проектирование продукция и производственного процесса;

проектирование производственных мощностей;

проектирование работ и нормирование труда.

Проектирование продукции. Этот этап требует четкого определения критерии производственного процесса проектирования и отбора оптимальных альтернативных вариантов. Его цель — добиться минимального уровня затрат на единицу продукции, которые зависят от экономичности партии запуска изделий в производство; от производительности оборудования применительно к конкретной работе.

Проектирование продукции исходит из принципа удовлетворения потребностей покупателей. Для анализа конкретных требовании потребителя к продукту производится оценка изделия по следующим критериям:

стоимость;

экономичность эксплуатации;

качество;

элементы роскоши;

размер, мощность или прочность;

срок службы;

надежность в эксплуатации;

требования к обслуживанию, его простота;

универсальность использования;

безопасность эксплуатации.

При принятии решения о характеристике изделия, о ходе проектирования производится выбор вариантов по следующим критериям:

размеры и формы изделия;

материалы;

соотношение стандартных и уникальных элементов;

модульные компоненты;

избыточные компоненты для повышения надежности;

элементы безопасности.

Между оценкой изделия и его характеристикой существует непосредственная взаимозависимость: использование различных характеристик приводит к удорожанию или удешевлению' изделия. Например, установка кондиционера в автомашине сделает ее более роскошной, но повысит ее цену и объем послепродажного обслуживания. Другой пример: применение более толстых листов металла для корпуса автомашины увеличит срок ее службы и повысит безопасность, но приведет к удорожанию автомашины и увеличению потребления горючего, а следовательно, стоимости эксплуатации.

Проектирование (разработка) процесса производства осуществляется после завершения проектирования продукции и предполагает оценку проекта по следующим критериям:

производственная мощность;

экономическая эффективность;

гибкость;

производительность;

надежность;

ремонтопригодность;

стандартизация;

безопасность и экология;

удовлетворение жизненных потребностей работников.

Для обеспечения нужных характеристик производственного процесса производится выбор вариантов по следующим критериям:

тип перерабатывающей системы — единичное производство (проектная система), серийное или массовое производство, производство с непрерывным процессом, комбинация различных типов;

собственное производство комплектующих изделии или приобретение на стороне всех или некоторых комплектующих изделии;

выполнение отдельных видов работ своими силами или передача их субподрядчикам;

методы выполнения отдельных видов работ;

степень механизации и автоматизации;

уровень специализации работников.

При проектировании производственного процесса учитываются следующие расходы:

стоимость земельного участка;

стоимость аренды, затраты на приобретение или строительство;

расходы на перевозки сырья и горючего;

расходы на перевозки готовой продукции;

затраты на энергию и водоснабжение;

налоги и страхование;

оплата рабочей силы;

расходы на передислокацию, включая потери от остановки производства на необходимый срок.

При разработке технологического процесса определяются:

требуемые станки и прочее оборудование, инструменты, приспособления и т. п.;

применяемые методы;

необходимое количество рабочих;

планируемая или нормативная длительность производственного цикла.

Производственный процесс тесно связан с жизненным циклом продукта. Так, на начальной стадии жизненного цикла изделия, когда объемы продаж низки, конструкция изделия не вполне стабильна, производственный' процесс должен быть настолько гибким, чтобы его можно было быстро изменить в соответствии с изменениями в конструкции изделия. В этот период производственный процесс характеризуется трудоемкостью, мелкосеринностыо и отсутствием автоматизации.

По мере усовершенствования изделия его конструкция будет становиться все более стандартизованной, объемы реализации возрастут. Важнейшее значение на стадии зрелости продукта приобретут экономическая эффективность и стабильность выпуска продукции, а следовательно, и уровень цены, которая станет основным фактором конкурентоспособности изделия. Производственный процесс на этом этапе становится капиталоемким, высокоавтоматизированным, ориентированным на массовый выпуск продукции.

На данном этапе принимаются решения по размеpy производственных мощностей, их месторасположению, проектированию предприятия и его мощностей и т. п.

Проектирование производственных мощностей При проектировании производственных мощностей исходят из решения о том сколько предприятий, каких размеров и какой мощности надо создать и где расположить каждое предприятие.

Крупные предприятия создаются при наличии большой капиталоемкости перерабатывающей подсистемы, требующей дорогого специального оборудования, когда в одном месте целесообразно сосредоточить много работников и много различных изделий. Например, автосборочные предприятия.

Мелкие предприятия обычно создаются, когда клиенты сильно рассредоточены или для обслуживания крупного производства.

При принятии решения о месте расположения предприятия обычно рассматривается вопрос о выборе континента, страны, района, города и конкретной производственной площадки или здания для предприятия.

При выборе страны месторасположения предприятия учитываются следующие критерии:

демографические и экономические факторы, влияющие на состояние рынка сбыта;

источники и транспортные расходы по доставке материалов;

количество и качество трудовых ресурсов;

обеспеченность энергией и водой;

политическая стабильность;

налоговая политика и поощрение экономического развития;

экология;

стоимость земельного участка и строительства;

условия проживания (например, климат, система образования, медицинское обслуживание, культура, отдых, преступность).

При выборе производственной площадки или здания для предприятия оцениваются следующие факторы:

ограничительные нормы на развитие промышленной зоны, совместимость с соседствующими объектами;

размер, конфигурация и другие технические параметры площадки;

предпочтительные виды транспорта;

объем транспортных перевозок у клиентов, обеспечение подъездов к зданию;

наличие и стоимость энергоснабжения и других услуг, в том числе пожарной охраны и удаление отходов;

внешний вид площадки, его соответствие характеру предприятия;

расстояние от жилых массивов и объектов инфраструктуры;

месторасположение предприятий конкурирующих фирм,

особенности предприятий розничной торговли или по предоставлению услуг.

Проектирование предприятий предполагает определение конфигурации предприятия: размера и формы строения и расположения производственных ресурсов внутри него.

При принятии решений о планировке предприятия делается выбор об использовании следующих схем планировки:

" пооперационная (функциональная);

в поточная (линейная);

" позиционная (фиксированная).

Пооперационная планировка предполагает, что производственные ресурсы оборудование) группируются по признаку выполняемой работы или процесса. Например, в механическом цехе все токарные станки группируют на одном участке, сверлильные — на другом, фрезерные — на третьем и т. д. Такая планировка используется в мелкосерийном производстве,' когда отдельные изделия переходят с одного участка на другой в зависимости от конкретных требовании. При разработке такой планировки предприятия важное значение придается минимизации транспортных операций, требующихся для обработки партии изделий.

Поточная (линейная) планировка применяется в массовом производстве и в производстве с непрерывным процессом, когда каждое выпускаемое изделие фактически проходит одни и те же операции обработки. Производственные ресурсы оборудование располагаются в строгой последовательности рабочих мест в соответствии с теми операциями, которые требуются для выпуска готовой продукции. Например, сборочная линия на автомобильном заводе. Особое значение при такой планировке придается правильному распределению нагрузки на рабочие места.

Фиксированная по позиции планировка используется при выполнении проектов, когда изготовленное изделие фиксировано (неподвижно), а производственные ресурсы по' мере необходимости подаются к месту работы.

Процесс проектирования предприятия Процесс проектирования предприятия разбивается на следующие последовательно связанные между собой этапы:

1. Сбор исходных данных:

схема планировки производственного процесса, размещаемого на предприятии;

заданная производительность и ассортимент выпускаемой продукции;

сведения о площадке (размер, конфигурация);

сведения о всех зданиях, расположенных на площадке (поэтажные планы, высота перекрытий, несущая способность полов);

строительные нормы и любые другие нормативные акты, относящиеся к технике безопасности, экологии.

2.Определение количества и типов производственных ресурсов, требующихся ля обеспечения заданной производительности.

3.Определение площади пола, требующейся для каждого производственного участка с учетом установки оборудования, организации складов, ремонтных мастерских, комнат для управленческого персонала, комнат для отдыха работников.

4.Определение расположения отдельных участков с учетом характера производственного процесса.

5.Разработка генеральной схемы расположения каждого основного и вспомогательного участков с указанием их размеров и мест расположения.

6.Определение на генеральной схеме места расположения каждой единицы оборудования и других производственных ресурсов на каждом участке.

При решении вопросов планировки предприятия комплексно рассматриваются все факторы, влияющие на нее, и ставится задача сведения к минимуму перемещений материалов, обеспечения поточности в движении' продукции, эффективного использования всех производственных площадей, обеспечения безопасности условий труда, что особенно валено, обеспечения гибкости планировки, создания возможностей легкой перепланировки. Проблема гибкости является важнейшей проблемой технического прогресса в современной промышленности, и прежде всего в машиностроении. Она непосредственно связана с тенденциями к быстрой смене типов и моделей выпускаемых изделий, а также с преобладанием в современном машиностроении серийной и мелкосерийной продукции.

Проектирование работ. На этом этапе «сдаются спецификации, определяют нормирование труда определяют характер.работы. Проектирование работ включает:

определение содержания каждого вида работы на предприятии;

порядок распределения работы; .

разработку принципов экономической эффективности работы;

принципы поведения работников.

Предполагается, что характер работы должен соответствовать способностям и квалификации работника, возможностям оборудования, психологическим ожиданиям работника.

Фактор повышения производительности труда проектирование производственный производительность В современных условиях важным фактором повышения производительности труда является специализация производственных работников, позволяющая

сократить объем подготовки работников;

повысить профессиональный уровень на каждом специализированном рабочем месте;

выделить производственные задания, не требующие квалифицированного труда, и поручить их выполнение неквалифицированным работникам, получающим меньшую заработную плату;

расширить возможности использования специализированного оборудования.

Нормирование труда — это разработка норм времени, требующегося для выполнения конкретной операции или производственного задания:

Норма времени определяется: в виде времени, затрачиваемого на единицу продукции; в виде количества изделии, производимых за единицу времени (час).

Нормы времени используются при планировании и оценке загрузки оборудования, разработке календарных планов и оценке работы людей, занятых в производстве. В работах по нормированию труда широко используется электронно-вычислительная техника. Технически обоснованное нормирование трудовых затрат — это не только инструмент для определения норм выработки и расценок, но и важнейшее средство совершенствования организации производства и труда.

Техническое нормирование призвано на основе анализа технологических процессов производства, приемов и методов труда и всех организационно-производственных условий выявить действительную трудоемкость процессов труда и уровень использования рабочего времени рабочих; разработать все технические и организационные условия для снижения трудоемкости процессов труда.

На стадии проектирования производственного процесса решаются следующие вопросы.

Продукция свойства предполагаемой продукции, их уникальность;

обоснованность выбора именно этой продукции;

достоверность оценок, на основании которых был сделан выбор продукции;

организация сбыта продукции;

соответствие календарного плана выпуска продукции предполагаемому спросу; «меры и средства текущего регулирования производства; наличие патента на продукцию.

Ресурсы

потребность в рабочей силе;

потребность в замене рабочей силы машинами;

воздействие технологических факторов на соотношение между использованием рабочей силы и машин;

ожидаемая производительность и соответствующие ей расходы;

обоснованность выбора материалов;

воздействие технологических факторов на выбор материалов;

использование субпоставщиков;

альтернативные источники снабжения материалами; в политика в отношении запасов. Производственный процесс требуемое специальное оборудование и оснастка;

источники снабжения оборудованием;

стоимость машин;

мощность и габариты машин;

.размеры производственной площади;

принципы планировки завода;

тип используемого ремонта — профилактический пли восстановительный;

потребности в ремонте;

потребности в складских помещениях;

обоснованность запроектированного потока производства; возможность изменения поточных линий; в транспортное оборудование;

время настройки станков;

увязка местонахождения завода с источниками снабжения материалами и условиями спроса на продукцию;

стоимость планировки и перепланировки завода;

затраты на страхование и налоги в связи с выбором местонахождения завода;

сравнение различных вариантов размещения завода в отношении стоимости, наличия и предполагаемой квалификации рабочей силы;

увязка местонахождения завода с условиями транспорта и издержками по отправке продукции потребителям;

правительственные и муниципальные ограничения, касающиеся выбора местонахождения завода;

стоимость коммунальных услуг: канализация, водоснабжение, бензозаправочные станции, газ, отопление, электроэнергия;

затраты и процедуры, связанные с юридическим оформлением предприятия;

расходы на пуск и остановку завода;

стоимость земельных участков с учетом долгосрочной перспективы;

затраты на сооружение, покупку и аренду заводских зданий;

влияние климатических условий на местоположение завода;

оценка специфических особенностей строительной площадки, включая дренаж, метеорологические условия;

требуемые размеры участка и возможность его расширения в будущем;

возможность разделения территории участка;

наличие и необходимость в подъездном железнодорожном пути;

этажность заводского здания;

потребности в освещении;

наличие комнат отдыха для работников;

подача питьевой воды;

применяемые строительные материалы;

организация текущего руководства строительством;

влияние принимаемых решений на конкурентов.

Эффективность производственной системы определяется следующими основными показателями:

расходы на действующую систему;

качество выпускаемой продукции;

темп производства и производственная мощность;

гибкость системы в случае необходимости приспособить ее к изменившимся обстоятельствам.

Эти показатели между собой тесно взаимосвязаны. Например, снижение расходов зачастую можно достигнуть за счет ухудшения качества продукции. Увеличение производственной мощности и объема производства могут привести к снижению расходов, но уменьшить приспособляемость предприятия к изменяющимся условиям. Решение, которому отдается предпочтение, должно максимизировать эффективность производственной системы в целом. Так, если компания становится более специализированной, темп производства можно увеличить и в результате сократить сроки поставок товаров потребителям. Сосредоточив внимание на небольшом числе наименований продукции, обычно удается повысить ее качество и снизить эксплуатационные расходы.

Однако возрастающая специализация приводит к необходимости увеличения доли компании в сбыте на специализированном рынке. Это приведет к росту расходов на рекламу и организацию сбыта вследствие как роста конкуренции, так и насыщения рынка. Следовательно, можно ожидать снижения эффективности в организации сбыта. Постоянные расходы возрастут вследствие капиталовложений в более производительное специализированное оборудование. Приспособляемость компании к изменениям внешних условий снизится и общий объем продаж при тех же затратах на реализацию товаров уменьшится вследствие сокращения номенклатуры. Поэтому фирма должна принять решение, какой уровень специализации является для нее оптимальным исходя из соотношения между потерями и выгодами, которые определяются на основе расчетов по всем показателям системы. В этом реализуется идея системы, то есть (по определению) совокупности видов деятельности функций и' компонентов, поддающихся объединению. Правило объединения этих разновидностей деятельности, функций и составных частей заключается в следующем: все относящиеся к ним взаимозависимости, взаимодействия, взаимоотношения не должны выходить за рамки данной системы.

Высокий уровень экономической эффективности производственной системы достигается в том случае, если организация управления на уровне заводов, производственных отделений и фирмы в целом строится с учетом степени определенности в планировании хозяйственной деятельности, зависящей от числа внедряемых в производство новых моделей или типов продукции, от различия в уровне технического совершенствования каждой новой модели по сравнению с предшествующей моделью и от степени интенсивности связанной с этим' технической перестройки и переналадки производства.

Контрольные вопросы

1 Основные фазы проектирования продукта

2 Фактор повышения производительности труда

3 Типы схем планировки

4 Какие критерии учитываются при проектировании производства?

5 Какие критерии учитываются при проектировании продукции?

1. Александров Л. А., Стрыгин А. В. Анализ и проектирование организационных структур управления. — М.: Проспект. 2009. с.78−79

2. Страхова О. А. Организационное развитие как элемент управления предприятием. Спб., 2011. с.74

3. Баев И. А. Управление фирмой: моделирование, анализ, управление. Гриф УМО МО РФ, М.: Проспект, 2010. — 301 с.

4. Байделл Т. Как улучшить управление организацией. — М.: Инфра-М, 1995. — 122 с.

5. Веснин В. Р. Менеджмент: учеб. — 2-е изд., — М.:ТК Велби, Изд-во Проспект, 2010. — 225с.

6. 12. Виханский О. С., Наумов А. И. Менеджмент. — М.: Гардарика, 2009.

7. Дункан Дж.У. Основополагающие идеи в менеджменте: Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики: Пер. с англ. — М.: Дело, 2011. — 412 с.

8. Лафта Дж.К. Эффективность менеджмента организации. — М. Русская деловая литература, 2009.