1.5 Типы производства и методы его организации

По объемному признаку различают три организационных типа производства: единичное, серийное и массовое.

Под организационным типом производства понимается совокупность признаков, которые отражают широту номенклатуры выпускаемой продукции, а также уровень специализации и технической оснащенности рабочих мест. В табл. 1.4. приведены основные характеристики различных типов производства.

Таблица 1.4. Характеристики различных типов производства

Основные характеристики	Тип производства
	Единичный	Серийный	Массовый
Номенклатура продукции	Неограниченная	Ограниченная сериями	Одно, редко несколько изделий
Повторяемость выпуска изделий	Не повторяются	Периодически повторяются	Повторяются постоянно
Тип оборудования и инструмента	Универсальное оборудование	Универсальное и специализированное оборудование	Специальное оборудование
Технология	Укрупненная	Подетальная	Пооперационная
Расположение оборудования	Групповое	Групповое и цепное	Цепное
Движение деталей	Последовательное	Любое	Параллельное
Уровень квалификации рабочих	Высокий	Средний	Низкий
Себестоимость единицы продукции	Высокая	Средняя	Низкая
Производительность труда	Низкая	Средняя	Высокая
Коэффициент серийности	kc > 40	40 > kc > 1	kc = 1

Приведенный в таблице коэффициент серийности рассчитывается по формуле:

k_c = А_до / C_рм

где: A_до – число типов деталеопераций, выполняемых в данном цехе, участке;

С_рм – число единиц оборудования там же.

Единичный тип производства рассчитан на выпуск обширной, непостоянной номенклатуры изделий, потребность в которой исчисляется единицами и определяется заключенными договорами. Рабочие места имеют технологическую специализацию, загружаются различными операциями через непостоянные промежутки времени без соблюдения определенного чередования.

Серийный тип производства отличается специализацией предприятия на более узкой номенклатуре изделий, требующихся постоянно, но в строго определенном количестве. Изделия выпускаются сериями. Серия – это количество конструктивно-одинаковых изделий, запускаемых в производство одновременно или последовательно, но без перерыва. В зависимости от масштабов и повторяемости номенклатуры продукции, уровня специализации рабочих мест различают мелкосерийное (k_с>20), среднесерийное6 (k_с>10) и крупносерийное (k_с>1) производство.

Массовый тип производства характеризуется непрерывными производственными процессами по изготовлению изделий ограниченной номенклатуры, но в значительных объемах. На каждом рабочем месте выполняется одна деталеоперация. Уровень специализации рабочих мест высокий.

Для организации производства используют следующие методы:

1. Единичный. Соответствует единичному типу производства. Оборудование располагается по группам станков. Часто изделия в процессе производства поступают с одной операции на другую через промежуточные кладовые, что ведет к увеличению продолжительности цикла производства.

Длительность производственного цикла (Т_ц) определяется по формуле:

Т_общ

Т_ц = – + t_рп + t_тр

R * t_см * S *K_вн

где: Т_общ – общая трудоемкость выполнения заказа, нормо‑ч;

R – число рабочих, одновременно занятых на выполнении заказа, чел.;

t_см - продолжительность смены, ч;

S – сменность работы, смен;

К_вн – коэффициент выполнения норм рабочими;

t_рп – время регламентированных перерывов, ч;

t_тр – время транспортировки, ч.

При заданном (принятом) сроке выполнения заказа (договора) определяется необходимое число рабочих или рабочих мест (станков).

2. Партионный (групповой). Соответствует мелкосерийному и среднесерийному типу производства. Изделия запускаются в производство париями (группами) в соответствии с графиком производства.

В практике отечественного производства пользуются упрощенным вариантом определения минимального размера партии деталей. Для отдельно взятой операции соответствующая формула имеет вид:

t_пзi

n_i^min = –

k_пер * t_штi

где: t_пзi – подготовительно-заключительное время по i‑ой операции, мин;

t_штi – штучная норма времени на i‑ю операцию, мин;

k_пер – коэффициент переналадки оборудования, учитывающий размер потерь рабочего времени на переналадку оборудования.

Для нескольких операций формула расчета минимального размера партии деталей имеет вид:

m

 t_пзi

i=1

n^min = –

m

k_пер *  t_штi

i=1

где: m – число операций.

Иногда при наличии нескольких операций проводят расчеты лишь для одной операции, имеющей наименьшее значение t_штi (критическая операция). Это возможно в случае, когда значения t_пзi для рассматриваемых операций достаточно близки друг к другу. Все операции как бы подстраиваются под критическую операцию, которая определяет минимальный размер партии деталей.

В практике американского менеджмента для расчета оптимального размера партии деталей (n) широко используется формула Гарриса:

n = √ 200* P * З_под

С * И_xр

где: P – планируемый объем продаж, шт.;

З_под – затраты на подготовку (переналадку) оборудования, руб.;

С – издержки на изготовление одной детали, руб.;

И_xр – процент издержек на хранение готовой продукции от стоимости изготовления одной детали, %.

Затраты на подготовку производства меняются в зависимости от сложности изделий и используемого оборудования.

Издержки на хранение запасов готовой продукции, как показало обследование ряда американских фирм, составляют от 10 до 30 % стоимости.

После определения размера партии деталей (изделий) устанавливается периодичность запуска партий в производство. Для этого производится расчет целого числа партий в годовой программе:

q = P / n

а затем периодичность запуска:

t_зап = T / q

где Т – продолжительность планового периода или установленный срок выполнения заказа по договору, сут.

Учитывая, что при изготовлении изделий могут быть отклонения от запланированных сроков выпуска, при передаче партий между цехами создают резервные (страховые) запасы, называемые опережениями. Опережения могут быть выражены в днях часах) или комплектах. Временем опережения называют период, который отделяет ранние сроки начала или окончания работы заготовительных и обрабатывающих цехов от окончательного срока выпуска изделий. Расчеты опережений нужны для своевременного и комплектного обеспечения цехов (участков) заготовками, деталями, узлами и т. п. для бесперебойного выпуска изделий.

Бесперебойный ход производства может быть обеспечен и опережениями в виде комплектов изделий, который на практике называют заделами. Нормальный уровень заделов (Z) в машиностроении может быть рассчитан по формуле:

Z = N_сут * t

где N_сут - суточный выпуск изделий (деталей, узлов шт.;

t – время опережения в днях.

Заделы делятся на внутрилинейные и межлинейные. Внутрилинейные заделы обеспечивают бесперебойную работу рабочих мест цеха (участка) и являются предметом оперативно-календарного планирования. Межлинейные заделы обеспечивают своевременное выполнение начальных операций смежных производств и по своему назначению делятся на транспортные, оборотные и страховые. При связи цехов (участков) транспортом периодического действия транспортный задел (Z_т) рассчитывается по формуле:

T_тр * Q_т

Z_т = – > n

t_зап

где Т_тр – периодичность транспортных рейсов между цехами (участками), ч;

Q_т - грузоподъемность транспортного средства, шт.;

t_зап – затем периодичность запуска изделий, ч;

n – размер запускаемой партии изделий, шт.

Оборотный (складской) задел (Z_об) необходим при различной сменности смежных цехов (участков) и при подаче деталей на поточную линию с серийного участка. В первом случае оборотный задел определяется как:

Z_об= n_см * (S_б – S_м)

где: n_см – сменная потребность в деталях цеха, работающего большее число смен, шт.;

S_б - сменность работы цеха, куда передаются изделия (детали, узлы), смен;

S_м - сменность работы цеха, с которого передаются изделия, смен.

Во втором случае оборотный задел рассчитывается по формуле:

Z_об = T_с * n_см

где: Т_с – период времени между подачей двух партий с серийного участка в сменах, ч.

Страховой (резервный) задел создается между цехами (участками) на случай увеличения их производительности или при срыве подачи изделий (деталей, узлов). На практике величина этого задела берется в размере до n_см.

3. Поточный. Соответствует крупносерийному и массовому типу производства. Поточное производство характеризуется расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и специализацией рабочих мест.

Параметры поточной линии:

1. Такт выпуска – интервал времени между выпуском двух смежных изделий:

t_л = F_д / N

где: F_д - действительный фонд полезного времени работы оборудования, ч;

N – количество изделий, выпускаемых за период F_д, шт.

Для прерывных процессов F_д рассчитывается:

F_д=(Д_к-Д_в-Д_п) * S * h – Р = (Д_к-Д_в-Д_п) * S * h (1‑a/100)

где: Д_к, Д_в, Д_п – количество календарных, выходных и праздничных дней;

S – сменность работы (1,2,3 смены);

h – продолжительность смены (в часах);

Р – потери производственного времени, связанные с ремонтом оборудования.

a – процент потерь, связанных с ремонтом и обслуживанием оборудования.

Для непрерывных процессов F_д:

F_д = 24 Д_к – Р = 24 Д_к (1- a / 100)

2. Ритм линии – это величина, обратная такту, т. е. количество изделий, выпущенных в единицу времени:

r_л = n / F_д=1 / t_л

Понятие ритма целесообразно в случае двух и более поточных линий, занятых выпуском одинаковой продукции. Суммарный ритм нескольких линий можно определить как r = r₁ + r_2.

Применительно к одной операции можно рассчитать рабочий такт:

t_i = t_штi / n_рмi

где t_шт – штучное (штучно-калькуляционное) время по операции, ч;

n_рм – число рабочих мест.

Введение понятия рабочего такта позволило произвести математическую запись процесса синхронизации работы группы оборудования:

t₁=t₂ =…=t_л = const

При этом можно рассчитать коэффициент синхронизации как частное от деления суммарного штучного времени по всем операциям на произведение максимального рабочего такта и суммы рабочих мест по всем операциям.

3. Число рабочих мест:

n_рмi= t_i / t_л

4. Длина поточной линии:

m

L =  l_i * n_рмi

i=1

где: m – число операций;

l_i – шаг конвейера по i‑той операции (расстояние между центрами двух рабочих мест по i‑той операции.)

5. Скорость поточной линии:

V= l_ср / t_л

где: l_ср – средний шаг поточной линии.

Основные направления рациональной организации производства можно классифицировать по трем признакам: функциональному, территориальному и объемному.

По функциональному признаку можно выделить следующие эффективные направления организации производства: концентрация, специализация, кооперирование и комбинирование.

Концентрация производства бывает абсолютной и относительной. В каждой конкретной отрасли имеются оптимальные размеры предприятий, обусловленные механизмом образования экономического эффекта концентрации от сочетания оптимальных производств с условиями и факторами организации и размещения производства в данной отрасли.

Под специализацией производства понимается сосредоточение однородного производства, которое по своему типу обычно является массовым или крупносерийным.

Под кооперированием производства понимают прямые производственные связи между предприятиями, участвующими в совместном изготовлении определенной продукции. Процессы кооперирования – это поставки комплектующих полуфабрикатов и выполнение работ для потребностей определенного производства.

Комбинирование – объединение в рамках одного предприятия (комбината) технологически разнородных, но взаимосвязанных производств.

По территориальному признаку осуществляется выделение и размещение территориально-производственных комплексов, объединений, предприятий и их производственной инфраструктуры. При выборе эффективного варианта территориального размещения и размеров предприятий за критерий оптимальности принимают максимальный чистый доход (Д), максимальную рентабельность инвестиций (вложенного капитала Р), минимальный срок окупаемости инвестиций (Т_ок).

Условия оптимальности i‑го варианта имеют следующий вид:

• по критерию доходности:

Д_i = Д_si – (И_si + Т_si + К_si) = max

• по критерию рентабельности:

Р_i = П_si / И_si = max

• по критерию окупаемости:

Т_ок = И_si / П_годi = min

где: Д_si - суммарные доходы i‑го варианта, руб.;

И_si – суммарные инвестиции i‑го варианта, руб.;

Т_si – суммарные транспортные издержки по i‑му варианту, руб.;

К_si – суммарные издержки на подготовку и привлечение персонала по

i‑му варианту, руб.;

П_si - суммарная прибыль по i‑му варианту, руб.;

П_{год i} - сумма годовой прибыли по i‑му варианту, руб.