Основной норматив поточного производства

Применительно к поточному производству одним из важнейших механизмов реализации принципа соответствия является установление нормальной напряженности труда рабочих-операторов. Это достигается путем разработки и применения научно обоснованных норм труда.

Напряженность труда в поточном производстве регламентируется, как известно, тактом (ритмом) поточной линии. На стадии проектирования первоочередной задачей является определение такта, как основного норматива поточного производства.

В теории организации производства принято рассматривать такт запускаи такт выпуска.Соответственно в определенных производственных условиях имеют место программа запуска и программа выпуска. С точки зрения организации производственных процессов целесообразно оперировать понятиями такт запуска и программа выпуска.

Такт запуска – интервал времени, через который периодически осуществляется запуск изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения.

Применительно к поточному производству представляется необходимым различать: расчетный такт,нормативный рабочий такт и принятыйрабочий тактпоточной линии.

Традиционно в качестве основного календарно-планового норматива поточного производства применяется расчетный такт.

Расчетный такт определяется как отношение эффективного фонда времени работы линии за определенный плановый период к производственной программе в натуральном выражении за тот же период.

В общем виде расчетный такт принято выражать формулой:

, (1.7)

где: r – расчетный такт поточной линии, мин.,

F_эф – эффективный фонд времени линии за определенный период, мин.,

N_зап – программа запуска за тот же период, шт.

Расчетный такт является функцией заданной программы запуска, и его правомерно применять на стадии разработки технологических процессов с целью обеспечения выполнения условия синхронности операций, сопоставляя его с нормами штучного времени. Если удалось обеспечить синхронность операций, то правомерно применять расчетный такт для регламентации работы непрерывно-поточной линии.

Применительно к прерывно-поточным линиям расчетный такт является величиной условной, т.к. он изначально не согласуется с нормами труда. Кроме того, определение организационно-технических параметров, а также экономических показателей по расчетному такту приводит к искажению потенциала поточной линии, что будет показано ниже на примере. Поэтому расчетный такт не может быть принят в качестве норматива, определяющего регламент работы ни на стадии проектирования, ни на стадии эксплуатации поточных линий.

Принципиальным является применение в качестве основного норматива не расчетного, а нормативного рабочего такта.

Нормативный рабочий такт определяется по максимальному отношению норм штучного времени к количеству единиц оборудования на операциях поточной линии.

Нормативный рабочий такт предлагается рассчитывать по формуле:

, (1. 8)

где: r_раб – нормативный рабочий такт поточной линии, мин.,

– максимальное отношение нормы штучного времени к принятому числу единиц оборудования из всех операций поточной линии.

Нормативный рабочий такт определяет регламент функционирования поточной линии исходя из научно обоснованных норм времени, и не зависит ни от производственной программы, ни от фонда времени работы, а только от соотношения норм штучного времени и количества единиц оборудования на операциях. Поэтому такт поточной линии следует определять после формирования ее производственной структуры. При сложившейся производственной структуре и научно обоснованных нормах труда такт поточной линии является величиной постоянной. Изменение производственной ситуации (колебание объема производства) не должно приводить к корректировке такта поточной линии. Однако, как показывает опыт, в реальном производстве такт поточной линии устанавливается исходя из сложившейся производственной ситуации. На конвейерных поточных линиях он регламентируется скоростью конвейера, которая при необходимости может быть изменена в определенном интервале. На прямоточных линиях такт определяется работой на самой непроизводительной операции и может быть изменен за счет интенсификации труда, что также имеет место в реальном производстве. Такая практика является неприемлемой, т.к. она приводит к нарушению научно обоснованных режимов труда и отдыха.

Таким образом, не такт определяется по соотношению эффективного фонда времени работы поточной линии и производственной программы, а наоборот, это соотношение определяется по такту. Если, например, установлен нормативный рабочий такт, а производственная программа или режим работы по каким-либо причинам меняется, то они могут быть рассчитаны по формулам:

– фонд времени работы, необходимый для выполнения, например, сменного задания:

F_н.=N_см. ּ r_раб.(мин.) (1.9)

– количество деталей, которое может быть выполнено за смену:

N_см.=F_см./r_раб.(шт.) (1.10)

Установление нормативного рабочего такта как константы для определенных организационно-технических условий имеет важное практическое значение. Если фонд времени необходимый для выполнения заданной программы превышает установленную продолжительность рабочей смены, то частично задание необходимо перенести в другую смену, а не менять установленный темп работы путем уменьшения такта. Если же наоборот, необходимый фонд времени меньше продолжительности рабочей смены, то работу необходимо закончить раньше, не дожидаясь звонка. Кроме того, продолжительность рабочей смены не обязательно должна быть равной восьми часам. Это зависит от производственной ситуации, о чем свидетельствует опыт отечественных и зарубежных предприятий.

Применение нормативного рабочего такта приводит к новому алгоритму расчета основных организационно-технических параметров поточных линий. Проиллюстрируем примером два алгоритма: общепринятый (определение параметров по расчетному такту) и альтернативный (определение параметров по нормативному рабочему такту).

Пример.

Исходные данные: Сменная программа запуска 200 деталей, продолжительность рабочей смены 8 час. Нормы штучного времени на операциях соответственно: 3,0мин.; 3,2мин.; 2,8мин.; 1,8мин.

Определение организационно-технических параметров поточной линии по расчетному такту:

1. Определение расчетного такта: r=F_эф:N_зап = 480 : 200 = 2,4мин.

2. Определение расчетного числа единиц оборудования на операциях

Ср_i = t_i : r;

соответственно: Ср₁ = 3,0:2,4=1,25;

Ср₂ =3,2 :2,4=1,33;

Ср₃=2,8:2,4=1,17;

Ср₄=1,8:2,4=0,75.

3. Определение принятого числа единиц оборудования:

Сп₁=2; Сп₂=2; Сп₃=2; Сп₄=1.

4. Определение коэффициентов загрузки оборудования на операциях:

Кз_i=Ср_i:Сп_i;

Кз₁=1,25:2=0,63;

Кз₂=1,33:2=0,67;

Кз₃=1,17:2=0,59;

Кз₄=0,75:1=0,75.

5. Средний коэффициент загрузки линии определяется как отношение суммы расчетных чисел к сумме принятых чисел единиц оборудования:

Кз.ср.=(1,25+1,33+1,17+0,75):(2+2+2+1)=0,64.

Определение параметров поточной линии по нормативному рабочему такту:

1. Определение расчетного числа единиц оборудования на операциях по формуле:

, (1.11)

где: N - производственная программа запуска, шт.;

- норма времени на i-й операции, мин.;

- эффективный фонд времени работы, ч.

Ср₁ = 200ּ3,0 : (60ּ8) = 1,25;

Ср₂ = 200ּ3,2 : (60ּ8) = 1,33;

Ср₃ = 200ּ2,8 : (60ּ8) = 1,17;

Ср₄ = 200ּ1,8 : (60ּ8) = 0,75.

2. Определение принятого числа единиц оборудования:

Сп1=2; Сп2=2; Сп3=2; Сп4=1.

3. Расчет отношений норм штучного времени к числу единиц оборудования на соответствующих операциях.

; ; … ; … . (1.12)

3:2=1,5; 3,2:2=1,6; 2,8:2=1,4; 1,8:1=1,8.

4. Определение нормативного рабочего такта по максимальному отношению из всех операций процесса. В нашем примере rраб.=1,8мин.

5.Определение коэффициентов загрузки оборудования на операциях:

Кз_i=t_i/С_iּr_раб. Кз₁=3,0 : (2ּ1,8)=0,83; Кз₂=3,2 : (2ּ1,8)=0,90;

Кз₃=2,8 : (2ּ1,8)=0,78; Кз₄=1,8 : (1ּ1,8)=1,00.

6. Определение среднего коэффициента загрузки линии:

Кз.ср.=(3,0+3,2+2,8+1,8) : [1,8ּ(2+2+2+1)]=0,86.

При определении параметров по расчетному такту средний коэффициент загрузки линии оказался равным 0,64, а по нормативному рабочему такту – 0,86. Такая разница объясняется тем, что при расчетном такте предполагается изготовление 200 деталей с использованием полной рабочей смены. При эффективном же использовании потенциала линии корректируется либо фонд времени работы, либо производственная программа:

– фонд времени работы, необходимый для выполнения сменного задания 200 деталей

F_н.=N_см.ּr_раб.=200ּ1,8=360 мин.

– сменное задание, которое может быть выполнено за смену 8 час.:

N_см.=F_см. / r_раб.=480:1,8=266 деталей.

Пример убедительно показывает правомерность применения нормативного рабочего такта для расчета организационно-технических параметров и регламентации работы прямоточной линии.

Принятый рабочий такт - это такт, с которым фактически работает поточная линия в определенной производственной ситуации.

Альтернативные варианты организации производственных процессов

На базе одного и того же технологического процесса (или процессов) можно организовать (спроектировать) различные производственные процессы. Так, например, изменяя производственную программу и (или) фонд времени работы производственного подразделения, теоретически можно получить неограниченное число вариантов построения производственного процесса с различными организационно-техническими параметрами (число единиц оборудования, степень его загрузки и др.) Однако не все из возможных вариантов следует принимать к рассмотрению. Возникает задача нахождения альтернативных вариантов построения производственных процессов, которые затем подлежат анализу с целью выбора из них оптимального по принятому критерию с учетом ограничивающих условий.[9].

Коэффициент загрузки технологического оборудования свидетельствует об эффективности его использования. Зависимость коэффициента загрузки в однооперационном процессе от производственной программы и количества единиц оборудования показана на рис.1.1.

Лучами, исходящими из точки О, показаны границы применения числа единиц оборудования на операции, Количество единиц оборудования в диапазоне значений производственной программы обозначено соответствующими цифрами в кружках. На отрезках О₁М₁; О₂М₂ и т. д. лежат расчетные значения коэффициентов загрузки операций при соответствующих значениях производственной программы и фиксированном фонде времени работы. При граничных значениях программы N_гр1; N_гр2 и т. д. операция загружена на 100%, если установлено n единиц оборудования. Если же при этих значениях программы на операции установлено n +1 единиц оборудования, то минимально допустимый коэффициент загрузки при этом определяется по формуле:

. (1. 13)

При увеличении производственной программы коэффициент загрузки увеличивается и достигает максимального значения равного единице. Таким образом, для любого числа единиц оборудования, установленных на операции, можно определить диапазон нормальных значений коэффициента загрузки (см. табл.1.1).

Таблица 1.1 Диапазон нормальных значений коэффициента загрузки операции

Если коэффициент загрузки находится в диапазоне нормальных значений, то это свидетельствует о том, что на операции установлено минимально необходимое количество единиц оборудования.

При любых значениях производственной программы, например N_k, нормальное значение коэффициента загрузки определяется в точке, находящейся на характерном отрезке. В нашем примере это точка К_н и соответствующий ей коэффициент загрузки.

Другие точки, соответствующие программе N_k, характеризуют следующее: К₁ и К₂ – определяют «узкие места» при применении как одной, так и двух единиц оборудования. Точкам К₃, К₄ и К₅ соответствуют коэффициенты ниже минимально допустимого предела, что говорит о наличии на операции излишнего оборудования.

Рис.1.2 Зависимость коэффициентов загрузки операций в многооперационном процессе от производственной программы

В многооперационном процессе граничные значения программы имеются для каждой операции, и при этих значениях одна или в частном случае несколько операций загружены на 100%. На рисунке 1.2 показан пример зависимости коэффициентов загрузки операций от производственной программы при определенных значениях норм времени на трех операциях и фиксированном времени работы поточной линии.

В многооперационном процессе при определенном значении производственной программы и фонде времени имеется вариант, в котором на всех операциях установлено число единиц оборудования минимально необходимое и достаточное для выполнения заданной производственной программы. Такая структура производственного подразделения называется нормальной. Загрузка оборудования при этом находится в диапазоне нормальных значений коэффициента загрузки операций.

Альтернативным вариантом организации многооперационного производственного процесса называется вариант, в котором одна или несколько операций загружена на 100% при нормальной структуре производственного подразделения.

При проектировании производственных процессов предметной специализации первоочередной задачей является нахождение альтернативных вариантов состава технологического оборудования с целью последующего выбора из них наилучшего по заданному критерию с учетом ограничивающих условий.

Пошаговый метод поиска альтернативных вариантов

Удобным механизмом реализации принципа альтернативности в организации производственных процессов является разработанный автором пошаговый метод поиска альтернативных вариантов организации многооперационных процессов, осуществляемых в производственных подразделениях предметной специализации (одно- и многопредметных, непрерывно-поточных и прямоточных линиях, предметно-замкнутых участках).[9].

Алгоритм поиска альтернативных вариантов включает:

1. Определение первого (исходного) варианта. В исходном варианте на каждой операции принимается по одной единице оборудования. Рабочий такт равен максимальному значению нормы штучного времени из всех операций процесса.

2. Определение второго варианта. Во втором варианте количество оборудования увеличивается на единицу на той операции (или операциях), на которой норма штучного времени равна такту в первом варианте. Рабочий такт во втором варианте и во всех последующих определяется по максимальному отношению нормы штучного времени к количеству единиц оборудования на соответствующих операциях.

3. Третий вариант определяется аналогично на базе второго, а каждый последующий – на базе предыдущего.

Таким образом, “шагая” от предыдущего к последующему, можно определить ряд альтернативных вариантов. Количество шагов зависит от поставленной цели и ограничивающих условий.

Пошаговый метод проиллюстрирован на примере поиска альтернативных вариантов производственной структуры однопредметной прямоточной линии (см. табл.1.2).

Таблица 1.2

Альтернативные варианты производственной структуры поточной линии (пример)

№ варианта	№ операции	, мин			мин
		4,0		4,0	7,2
	3,2		3,2
	7,2		7,2
	2,5		2,5
		4,0		4,0	4,0
	3,2		3,2
	7,2		3,6
	2,5		2,5
		4,0		2,0	3,6
	3,2		3,2
	7,2		3,6
	2,5		2,5

Окончание таблицы 1.2

№ варианта	№ операции	, мин			мин
		4,0		2,0	3,2
	3,2		3,2
	7,2		2,4
	2,5		2,5

Условные обозначения: – норма штучного времени на i–й операции, мин; – принятое число единиц оборудования на i–й операции в j-м варианте; – рабочий такт в j-м варианте.

В рассматриваемом примере мы ограничились четырьмя вариантами. В каждом варианте принято определенное количество единиц оборудования на операциях. Другого количества единиц оборудования не должно быть, как не должно быть и других значений рабочего такта. В противном случае в структуре поточной линии появятся либо перегруженные операции («узкие места»), либо излишнее оборудование.