Тема 3 Производственный процесс и организационные типы производства

3.1. Состав и структура производственного процесса

3.2. Основные принципы организации производственного процесса

3.3. Организационные типы производства

3.1. Состав и структура производственного процесса

Основу всей деятельности каждого промышленного предприятия составляет производственный процесс.

Производственный процесс – это совокупность взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов, в результате которых исходное сырье и материалы превращаются в готовую продукцию.

Основными элементами, определяющими процесс труда, а следовательно, и производственный процесс, являются целесообразная деятельность (иди сам труд), предметы труда и средства труда [6].

1. Целесообразная деятельность (или сам труд) осуществляется человеком (персоналом предприятия), который затрачивает энергию и прилагает определенные усилия для выполнения различных механических движений, наблюдения и контроля за воздействием орудий труда на предметы труда.

2. Предметы труда определяются спецификой выпускаемой продукции. Основной продукцией промышленности являются различного рода изделия. В зависимости от назначения различают изделия основного и вспомогательного производства. Изделия, которые не изготавливают на данном предприятии, а получают в готовом виде, называют комплектующими покупными изделиями.

3. К средствам труда относятся орудия производства, земля, здания, сооружения, транспортные средства. В составе средств труда определяющая роль принадлежит оборудованию, в первую очередь - рабочим машинам.

Естественные процессы в предметах труда протекают под воздействием сил природы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Например, остывание заготовок, изготовленных литьем или ковкой, остывание деталей после термической обработки, брожение, сушка окрашенных предметов и т.п.

Состав производственного процесса

Производственный процесс в условиях современного промышленного производства отличается большой сложностью и состоит из основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.

1. Основные процессы — это процессы, которые выполняются непосредственно для изготовления изделий основного производства. При их выполнении изменяются формы и размеры предметов труда, их внутренняя структура, вид и качественная характеристика исходных материалов. К ним относятся и естественные процессы.

Основной процесс подразделяется на отдельные стадии, к которым относятся:

• в машиностроении: заготовительная, обрабатывающая, сборочная;

• в текстильной промышленности: прядение, ткачество, отделка;

• в металлургии: доменное, мартеновское и прокатное производство.

На заготовительной стадии создаются поковки, отливки и заготовки, подвергающиеся, как правило, дальнейшем обработке, а затем сборке.

На обрабатывающей стадии заготовки или материалы подвергаются обработке и превращаются в готовые детали.

Сборочная стадия – это процесс получения сборочных единиц или готовых изделий в результате изменения взаимного расположения предметов труда, включая процессы регулировки, доводки, обкатки.

В настоящее время наблюдается значительное сближение всех стадий, как в пространстве, так и во времени. Достигается это использованием современных, более совершенных методов получения заготовок (точного литья, специальных методов прокатки др.), полностью или частично исключающих дальнейшую (механическую) обработку.

Каждая отдельная стадия производственного процесса подразделяется на частичные процессы, представляющие собой совокупность операций определенного вида по завершенной обработке предмета труда – механической, тепловой, химической, биохимической, микробиологической, по расфасовке и упаковке готовой продукции. Так, на машиностроительном заводе обрабатывающая стадия, как правило, объединяет такие частичные процессы, как механическую обработку, изготовление сварных конструкций, термическую обработку и т.п. Сборочная стадия основного производства может включать частичные процессы по осуществлению узловой и общей сборки.

2. Вспомогательные процессы – это процессы по изготовлению (или восстановлению) продукции, используемой на самом предприятии. Вспомогательные процессы способствуют бесперебойному протеканию основных производственных процессов. Полученная посредством их продукция используется на предприятии для обслуживания основного производства. В машиностроении к ним относятся: ремонт и модернизация оборудования, изготовление инструмента и оснастки, производство и передача энергии всех видов.

Некоторые вспомогательные процессы (например, изготовление технологической оснастки) также могут состоять из заготовительной, обрабатывающей и сборочной стадий.

3. Обслуживающие процессы осуществляются с целью обеспечения необходимых условий для нормального протекания основных и вспомогательных процессов. К ним относятся складские, транспортные и контрольные процессы. На практике обслуживающие процессы часто называют вспомогательными. Однако их нельзя смешивать со вспомогательными процессами, так как их результатом является производство услуг, а не продукции для собственных нужд предприятия.

Определяющая роль на предприятии принадлежит основным процессам. Вместе с тем, их нормальное функционирование возможно только при четкой организации всех вспомогательных и обслуживающих процессов.

Понятие и виды операций

Основной структурной единицей производственного процесса на предприятии является производственная операция.

Операция – это часть производственного процесса, выполняемая на одном рабочем месте непрерывно без переналадок оборудования над одним и тем же предметом труда. Операция – это первичный объект нормирования затрат времени, организации и планирования производства.

В зависимости от роли и характера участия в производственном процессе операции подразделяются на [5]:

- основные;

- вспомогательные.

Определяющая роль принадлежит основным или технологическим операциям, в результате которых изменяются форма размеры, свойства обрабатываемых предметов, а также изменяется их взаимное расположение.

Вспомогательные операции связаны с перемещением предметов труда с одного рабочего места на другое, складированием и контролем качества.

В зависимости от уровня технической оснащенности все операции делятся на:

• ручные;

• машинно-ручные;

• машинные;

• автоматические;

• аппаратурные.

К ручным относятся операции, которые выполняются вручную с применением простого инструмента без механического привода. При этом основным энергетическим источником являются усилия рабочего.

Машинно-ручные операции выполняются при помощи машин или механизированного инструмента, рабочий орган которых приводится в действие двигателем. При этом необходимо постоянное присутствие рабочего, который перемещает механизм или предмет обработки.

При машинных операциях основная работа выполняется машиной. Участие же рабочего ограничивается выполнением вспомогательных операций и управлением машиной.

Автоматические операции осуществляются машинами-автоматами без непосредственного участия рабочего. Последний выполняет только функции контроля за работой машины и ходом производственного процесса.

Аппаратурные операции выполняются в специальных аппаратах, камерах, где предмет труда подвергается воздействию тепловой и электрической энергии, и не требуют непосредственного участия человека. Аппаратурные операции связаны с изменением химического состава материала или его общего состояния. К аппаратурным относятся операции в термических и плавильных печах, гальванических ваннах большая часть технологических процессов в химической промышленности. На консервных предприятиях к аппаратурным относятся операции по стерилизации консервов в автоклавах, варке сиропа и др.

Производственный процесс всецело определяет состав технологического оборудования и рабочих кадров промышленного предприятия, а также оказывает определяющее влияние на особенности построения его производственной структуры.

3.2. Основные принципы организации производственного процесса

Все производственные процессы должны рационально сочетаться во времени и в пространстве. Для каждого предприятия характерны свои особенности такого сочетания. Вместе с тем, можно выделить общие принципы рациональной организации производственного процесса, к которым относятся: специализация, дифференциация, параллельность, пропорциональность, непрерывность, ритмичность, прямоточность, автоматичность, гибкость [3].

Дифференциация предполагает разделение производственного процесса на отдельные технологические процессы, операции, переходы, приемы.

Необходимо иметь в виду, что ручные операции нельзя подвергать чрезмерной дифференциации, так как это повышает утомляемость рабочих за счет монотонности и высокой интенсивности их труда. Кроме того, большое количество операций приводит к излишним затратам на установку, закрепление деталей, снятие их с рабочего места, перемещение орудий труда и т.п.

При использовании современного высокопроизводительного оборудования (станков с ЧГIУ, обрабатывающих центров и др.) операции становятся сложными. В едином комплексе решаются задачи обработки, сборки, транспортировки деталей, удаления отходов. Таким образом, здесь принцип дифференциации переходит в принцип концентрации операций и интеграции производственных процессов. Существуют гибкие производственные системы полного технологического цикла, на которых детали или изделия обрабатываются без участия человека со 100%-ной готовностью для сборки. Дифференциация производственного процесса является обязательным и важнейшим условием специализации.

Специализация предполагает ограничение разнообразия элементов производственного процесса, осуществляемых в каждом производственном подразделении, а также сокращение номенклатуры производимой в них продукции.

В результате специализации за каждым производственным подразделением (цехом, участком, рабочим местом) закрепляется ограниченная номенклатура продукции или выполнение технологически однородных операций.

Для оценки уровня специализации предприятия используют следующие показатели:

- широта номенклатуры (число наименований, видов, типоразмеров) выпускаемых предприятием изделий;

- коэффициенты предметной, подетальной и технологической специализации;

- интегральный коэффициент специализации;

- удельный вес профилирующей продукции в общем объеме производимой продукции (коэффициент специализации предприятия).

Каждый из указанных показателей характеризует различные стороны этого сложного процесса, но ни один из них не отражает в достаточной степени его результаты. Развитие отраслевой, заводской и внутризаводской специализации в конечном счете проявляется (как результат) в сокращении числа наименований различных операций, выполняемых на одном рабочем месте. В результате создаются предпосылки для механизации и автоматизации технологических операций, использования высокопроизводительного специализированного оборудования, внедрения поточных методов организации производства.

Отсюда для оценки уровня развития внутризаводской специализации как принципа рациональной организации производственного процесса следует использовать коэффициент закрепления операций (Кзо), отражающий среднее количество детале-операций, выполняемых на одном рабочем месте. Он рассчитывается по формуле:

Кзо=∑Noi/РМ, (1.1)

где Noi – количество детале-операций, выполняемых на i-ом рабочем месте; РМ - количество рабочих мест в производственном подразделении (цехе, участке), для которого рассчитывается Кзо.

Повышению уровня внутрипроизводственной специализации способствует стандартизация и унификация деталей и узлов, а также типизация технологических процессов. Это позволяет уменьшить номенклатуру деталей и узлов, сократить разнообразие технологических методов их изготовления, увеличить масштабы выпуска одноименной продукции, повысить эффективность производства.

Параллельность предусматривает совмещение во времени выполнения различных стадий (операций) производственного процесса по изготовлению одного и того же изделия.

Увеличение параллельности приводит к сокращению длительности производственного цикла производства продукции. Данный принцип имеет важное значение при изготовлении сложных изделий, собираемых из многих деталей и узлов, последовательное изготовление которых заняло бы слишком много времени. Уровень параллельности производственного процесса определяется коэффициентом параллельности (Кп), который рассчитывается по формуле:

Кп = Тп/Тц (1.2)

где Тп – затраты времени на изготовление продукции при параллельном сочетании операций; Тц – фактические затраты времени на тот же процесс.

Пропорциональность заключается в достижении равной пропускной способности всех производственных подразделений, технологически связанных между собой.

Например, заготовительное и обрабатывающее производства должны иметь равную производственную мощность; мощности вспомогательных и обслуживающих цехов и хозяйств должны соответствовать мощности основного производства. Соблюдение данного принципа обеспечивает бесперебойный ход производства, наиболее полное использование производственной мощности, исключает возникновение «узких» мест в производстве. Для оценки уровня пропорциональности между двумя технологически сопряженными производственными подразделениями используется коэффициент сопряженности (Кс):

Кс = М1/М2*Р1 (1.3.)

где М1, М2 – мощности подразделений, между которыми определяется сопряженность в принятых единицах измерения; Р – удельный расход продукции первого подразделения на единицу продукции второго подразделения.

Принцип непрерывности предполагает сокращение до возможного минимума перерывов в процессе производства продукции.

Полностью этот принцип реализуется на предприятиях химической, пищевой, металлургической промышленности, на непрерывных поточных линиях, роторно-конвейерных линиях.

Непрерывность является одним из важнейших условий сокращения сроков изготовления продукции и повышения уровня использования производственной мощности. Степень непрерывности измеряется коэффициентом непрерывности (Кн), который рассчитывается по формуле:

Кн = 1 – П/Тц (1.4)

где П – время перерывов; Тц – длительность производственного цикла изготовления продукции.

Ритмичность, заключается в обеспечении выпуска в равные промежутки времени равного или равномерно нарастающего объема продукции на всех стадиях и операциях.

Ритмичность обеспечивается высокой технологической дисциплиной, рациональной организацией и обслуживанием рабочих мест, надежной работой оборудования, применением прогрессивных систем оперативно-производственного планирования и регулирования производства.

Ритмичность производства позволяет наиболее полно использовать производственную мощность предприятия, обеспечить заданный уровень качества продукции и снижать ее себестоимость. Для оценки степени ритмичности используют одноименный коэффициент (Кр):

Кр = ∑Вф(пл)і / ∑Вплі (1.5)

где Вф(пл)і – фактический объем выпуска продукции за i-й отрезок времени (квартал, декаду, день), не превышающий запланированный; Вплі – плановый объем выпуска продукции за i-й отрезок времени.

Прямоточность заключается в обеспечении кратчайшего пути

движения деталей и сборочных единиц в процессе производства

продукции.

При этом должны быть исключены возвратные движения предметов труда. Прямоточность достигается рациональным расположением зданий и сооружений на территории предприятия, а также расположением оборудования и рабочих мест по ходу технологического процесса. Наиболее полно прямоточность достигается при организации поточного производства.

Прямоточное движение предметов труда обеспечивает сокращение длительности производственного цикла, снижение потребности в оборотных средствах и, как следствие, улучшение большинства технико-экономических показателей деятельности предприятия.

Автоматичность предполагает максимально возможную автоматизацию всех операций, частичных процессов и производственного процесса в целом.

Степень автоматизации определяется соотношением трудоемкости работ, выполняемых автоматизированным способом, к общей трудоемкости работ. Данный коэффициент может рассчитываться как по всему предприятию, так и по каждому его подразделению отдельно.

Гибкость заключается в мобильности производства, т.е. в возможности его быстрой перестройки на выпуск новой продукции.

Возможность реализации данного принципа организации производства приобретает важнейшее значение в связи с бурным развитием НТП. Наиболее полное развитие этот принцип получил в условиях автоматизированного производства, где используются обрабатывающие центры, автоматические линии, робототехнические комплексы и гибкие производственные системы.

3.3. Организационные типы производства

Особенности организации производственного процесса в пространстве и во времени во многом определяются типом производства.

Организационный тип производства – это комплексная характеристика технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленная его специализацией, широтой и стабильностью номенклатуры изделий, объемом выпуска продукции и рядом других признаков [5].

Понятие «тип производства» характеризует степень однородности и повторяемости изготовления продукции. Существуют три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Тип производства определяется в первую очередь уровнем специализации рабочих мест, который измеряется с помощью рассмотренного выше коэффициента закрепления операций, называемого также коэффициентом серийности (Кс). Уровень данного показателя формируется под воздействием ряда факторов, определяющих степень стабильности производственных условий на рабочих местах, в силу чего коэффициент серийности в полной мере характеризует организационные и экономические особенности, соответствующие конкретному типу производства.

По степени специализации, величине и стабильности номенклатуры изготовляемых на них изделий все рабочие места подразделяются на следующие группы:

• рабочие места единичного производства, на которых выполняется большое количество различных операций (детале-операций);

• рабочие места серийного производства, на которых выполняется несколько различных операций, повторяющихся через определенные промежутки времени;

• рабочие места массового производства, специализированные на вы полнении одной непрерывно повторяющейся операции.

Для рабочих мест единичного производства Кс > 40, а для массового производства Кс = 1. В зависимости от масштабов, номенклатуры продукции и уровня специализации рабочие места серийного производства подразделяются на мелко - крупно - и среднесерийные. При 21≤Кс≤40 рабочие места относятся к мелкосерийному производству, при 11≤Кс≤20 – к среднесерийному, при 2≤Кс≤10 – к крупносерийному производству.

Коэффициент серийности показывает среднюю по подразделению (участку, цеху) частоту смены технологических операций, следовательно, он связан с размером партии изделий, которая изготавливается непрерывно на каждом рабочем месте. В свою очередь, изменение размера партии оказывает неоднозначное влияние на размеры незавершенного производства и величину затрат на подготовительно-заключительные работы, что свидетельствует о необходимости поиска оптимального значения коэффициента серийности.

Тип производства участка определяется по преобладающему типу производства на рабочих местах, тип производства цеха – по типу производства ведущего участка, тип производства предприятии – по типу производства ведущего цеха.

Характеристика единичного типа производства

Единичный тип производства характеризуется широкой номенклатурой изготовляемой продукции; выпуск каждого ее вида и типоразмера осуществляется по разовым заказам (одно или несколько изделий). Номенклатура входящих в производственную программу предприятия изделий неустойчива: производство продукции каждого вида повторяется через неопределенные промежутки времени, или не повторяется вовсе.

Рабочие места, как правило, не имеют предметной специализации, на них выполняется большое количество различных детале-операций без определенного чередования (значение коэффициента серийности для единичного типа производства превышает 40). По этой причине в условиях единичного производства используется сугубо универсальное оборудование, размещаемое по технологически однородным группам.