Виробничий процес і принципи його раціональної організації

1. Виробничий процес і принципи його раціональної організації.

На сучасному виробничому підприємстві проходить складний процес перетворення предметів праці у готову продукцію, тобто має місце виробничий процес. Він являє собою вплив живої праці, а саме – цілеспрямовану діяльність людини на предмети праці за допомогою визначених предметів праці. Таким чином, виробничий процес – це сукупність взаємопов’язаних процесів праці та натуральних процесів, направлених на створення певних предметів, послуг або робіт.

Під виробничим процесом розуміють сукупність здійснюваних за допомогою засобів праці трудових дій робітників, внаслідок яких предмети праці (матеріали, сировина) перетворюються у готову продукцію. Виробничий процес проходить у просторі і протягом часу. До елементів виробничого процесу належать:

– жива праця людей, як найефективніша частина процесу виробництва. Саме робітники, працівники є головними творцями матеріальних багатств;

– предмети праці – матеріали, заготовки, напівфабрикати, тобто все те, на що спрямована праця людей;

– засоби праці – верстати, машини, устаткування, тобто все те, за допомогою чого людина впливає на предмети праці.

Виробничий процес на промисловому підприємстві складається з багаточисельних поодиноких процесів, які мають різні форми та різноманітний характер. Всі ці процеси можна поділити на основні та допоміжні.

Основні процеси направлені безпосередньо на виготовлення виробів або відновлення певних властивостей та параметрів виробів (ремонтні види робіт). При їх виконанні змінюються внутрішні властивості, зовнішній вигляд, взаємне розташування деталей, вузлів тощо. До таких процесів відносяться: розкрій матеріалу при пошитті одягу та взуття, безпосередній пошив, розбір виробу для його ремонту, відновлення або виготовлення окремих деталей шляхом різання, штампування, термічної обробки тощо.

Основні процеси, в свою чергу, діляться на трудові та природні. В трудовому процесі працівник активно діє на предмет праці. У природних процесах предмети праці змінюють свої фізичні або хімічні властивості не під впливом процесу праці, а під впливом сил природи, до них можна віднести, наприклад, природне висихання.

Допоміжними процесами називаються такі процеси, які направлені на обслуговування та забезпечення безперебійного перебігу основних процесів. До них відносять: ремонт обладнання та догляд за ним, виготовлення та ремонт технологічної оснастки, транспортування та зберігання матеріальних цінностей, контроль якості виконаних робіт тощо. І основні, і допоміжні процеси можна розділити на операції. Операцією називається частина процесу, яка виконується одним робітником або групою робітників над одним або декількома виробами безперервно, на одному робочому місці та на одному устаткуванні.

Виділяють декілька ознак класифікації виробничого процесу, зокрема:

1) за роллю в процесі  виробництва:

– основні – в результаті яких утворюється продукція, яка визначає виробничий профіль підприємства;

– допоміжні – це процеси виготовлення продукції, яка споживається самим підприємством і сприяє випуску основної продукції (ремонт устаткування, виробництво інструменту тощо);

– обслуговуючі, в результаті яких нова продукція не утворюється, а вони забезпечують нормальні умови здійснення основних і допоміжних процесів (контроль якості продукції, транспортування, складування продукції);

2) за стадіями:

– заготівельні – виробництво заготовок різними методами;

– оброблювальні, тобто змінювання форми, стану поверхні виробів механічним, хімічним та іншими способами;

– складальні, тобто змінювання взаємного розміщення деталей, вузлів тощо, а також випробування та пакування продукції;

3) за видами застосування  засобів праці:

– ручні, тобто виконуються без застосування машин і механізмів;

– машинно-ручні, тобто виконуються із застосуванням машин при безпосередній участі робітника;

– автоматичні, коли робітник здійснює лише функцію нагляду за виробничим процесом;

– апаратурні – які здійснюються в спеціальних агрегатах під наглядом робітника;

4) за характером впливу  на предмети праці виробничі  процеси можуть бути спрямовані:

– на змінювання форми і стану поверхні заготовок (тканина – форма деталей виробу, шкіра – деталі верху);

– змінювання фізичних і хімічних властивостей предметів;

– складання механізмів і їх демонтаж. Всі ці процеси безпосередньо пов’язані з впливом на предмети праці і разом з процесами, що природно відбуваються (сушіння тощо) утворюють технологічний процес;

– самостійно виділяються процеси контролю якості продукції,

– транспортування і складування;

5) за рівнем організації виробничі процеси поділяються на:

– звичайні (прості), тобто ті, що послідовно здійснюються над одним предметом праці;

– складні, що являють собою сукупність узгоджених звичайних процесів.

Основними факторами, які визначають характер виробничого процесу, є такі: призначення готової продукції, вид фізичного стану та форма вихідного матеріалу, обсяг та кооперація виробництва, конструкція засобів праці, які використовуються у виробництві (устаткування, інструменти, пристрої), види енергії, яка використовується, та характер її використання.

Побудова виробничого процесу повинна задовольняти потребі неухильного зростання продуктивності праці. Основою такої організації на будь-якому виробничому підприємстві є раціональне поєднання у просторі і у часі всіх основних, допоміжних і обслуговуючих процесів.

Основною структурною одиницею виробничого процесу є операція. Операція – закінчена частина виробничого процесу, яка виконується на одному робочому місці, над одним і тим же предметом праці без переналагодження устаткування.

Із усіх операцій виділяють технологічні операції, сукупність яких утворює технологічний процес. Технологічна операція – це основа для нормування праці на підприємстві, організації обліку, матеріального стимулювання тощо.

Для правильної організації виробничого процесу в просторі необхідно знати принципи його побудови. Застосування цих принципів повинно сприяти раціональному поєднанню в просторі і протягом часу всіх здійснюваних виробничих процесів і їх складових частин; досягненню найбільш можливого результату при найменших витратах ресурсів і часу. Організація виробничих процесів повинна відповідати таким основним принципам: спеціалізації, концентрації, пропорційності, паралельності, прямоточності, безперервності, ритмічності, автоматизації, профілактики.

Принцип спеціалізації полягає в обмеженні номенклатури виробів, близьких за призначенням і конструкцією, в обмеженні номенклатури технологічних процесів виготовлення продукції, у випуску однорідної продукції. Обмеження номенклатури продукції повинно мати місце на робочих місцях, дільницях, у цехах. Спеціалізація забезпечує високу ефективність виробництва. Підвищення рівня однорідності виробництва на робочих місцях, дільницях, у цехах сприяє покращенню використання основних фондів, зниженню собівартості та підвищенню якості і конкурентоспроможності продукції, спрощує організацію виробництва та створює умови для підвищення рівня механізації і автоматизації виробництва. Рівень внутрішньозаводської спеціалізації можна підвищити шляхом проведення конструктивної, технологічної та організаційної уніфікації. Під уніфікацією розуміють приведення продукції, способів та методів її виробництва або їх елементів до єдиної форми, розмірів, структури та складу. Уніфікація дозволяє знизити номенклатуру деталей та вузлів, доцільно обмежити технологічні методи ведення виробництва, типів та марок обладнання, технологічних маршрутів виготовлення деталей. Все це сприяє збільшенню обсягів випуску однорідної продукції на робочих місцях, зниженню трудомісткості, поглибленню спеціалізації та підвищенню ефективності виробництва. На рівні виробничих об’єднань рівень спеціалізації можна підвищити шляхом перерозподілу номенклатури продукції між окремими виробничими підрозділами, створення великих спеціалізованих виробництв, цехів, дільниць.

Принцип концентрації виражає збільшення об’єму продукції у межах виробничих одиниць. При цьому більш поширене використання має концентрація операції шляхом використання багатосторонньої, багатошпиндельної обробки та системи комбінованих інструментів. Це значно підвищує продуктивність праці.

          Під принципом пропорційності ми розуміємо рівномірну відносну пропускну здатність всіх виробничих підрозділів підприємства. Рівномірна пропускна здатність досягається тоді, коли продуктивність обладнання на всіх операціях технологічного процесу пропорційна трудомісткості обробки виробів на цих операціях При порушенні принципу пропорційності виникають “вузькі місця” і диспропорції у виробничих потужностях спряжених підрозділів, простої устаткування на цих дільницях і перевантаження його на інших.

        Принцип паралельності передбачає одночасне, паралельне виконання окремих операцій виробничого процесу з виготовлення певних видів продукції. Цей принцип має велике значення при виробництві складних виробів, що складаються з великої кількості деталей, вузлів, агрегатів. Послідовне виготовлення цих деталей призвело б до значного збільшення тривалості виробничого циклу. Паралельність досягається за рахунок розчленування виробів на складові частини, суміщення часу виконання різних операцій над виробами одного найменування, але різних порядкових номерів, а також одночасним виготовленням різних виробів. Паралельність виконання робіт на окремому робочому місці досягається багатоінструментною обробкою заготовок, суміщення часу виконання основних і допоміжних операцій.

         Принцип прямоточності забезпечує найкоротший шлях проходження виробом всіх стадій і операцій виробничого процесу від запуску сировини до випуску готової продукції. При цьому рух предметів праці по окремих виробничих підрозділах здійснюється за ходом технологічного процесу без зворотних та петльових рухів. Дотримання цього принципу досягається розміщенням цехів, дільниць та робочих місць за ходом технологічного процесу. Відповідно допоміжні цехи і склади необхідно розміщувати ближче до основних цехів, які вони обслуговують.

          Принцип безперервності вимагає, щоб у процесі виготовлення продукції перерви між технологічними операціями були зведені до мінімуму або зовсім ліквідовані. Цей принцип дозволяє ліквідувати або зменшити перерви в обробці конкретного виробу, його негайну передачу на наступні операції, які йдуть після завершення попередніх. Скороченню або ліквідації перерв сприяє рівність або кратність тривалості операцій і кількість закріплених за робочими місцями операцій. Чим більше закріплення за робочими місцями операцій при некратності їх тривалості, тим триваліші перерви у виробничому процесі і навпаки. Принцип безперервності повністю реалізується лише в технологічно безперервних виробництвах – у хімічній, металургійній, харчовій промисловості. У дискретних виробництвах, наприклад у машинобудуванні, повністю виключити перерви при виготовленні продукції неможливо. В цьому випадку ставиться задача мінімізації часу пролежування деталей, величини незавершеного виробництва. Проблема мінімізації часу пролежування вирішується різними шляхами, а саме – впровадженням безперервно-потокових та автоматичних ліній.

       Принцип ритмічності означає, що робота всіх підрозділів та випуск готової продукції повинні підкорятись визначеному ритму, тобто повторюваності. Принцип ритмічності передбачає за рівні відрізки часу випуск однакової кількості продукції на всіх стадіях і операціях виробничого процесу. За рівний проміжок часу у виробничому процесі повинні рівномірно повторюватись роботи, які забезпечують ритмічний випуск якісної готової продукції. Ритмічність випуску продукції характеризується коефіцієнтом ритмічності.

        Принцип автоматизації передбачає максимально можливе та економічно обґрунтоване звільнення людини від безпосередньої участі у виконанні виробничого процесу.

Принцип профілактики передбачає організацію постійного обслуговування техніки, машин, устаткування з метою запобігання аварій, поломок, браку тощо.

          Розглянуті принципи раціональної організації виробничого процесу тісно між собою пов’язані, доповнюють один одного і різною мірою реалізуються на практиці в конкретних умовах.

При проектуванні виробничого процесу, його організації треба їх врахувати, але вибрати оптимальні організаційно-технічні рішення за критерієм економічної ефективності.

2. Фази та різновиди виробничих процесів.

Розрізняють основні, допоміжні й обслуговувальні виробничі процеси (рис. 4.1).

Основні виробничі процеси — це та частина процесів, у ході яких відбувається безпосередня зміна форм, розмірів, властивостей, внутрішньої структури предметів праці і перетворення їх на готову продукцію. Наприклад, на підприємстві сільгоспмашинобудування — це процеси виготовлення деталей і складання з них підвузлів, вузлів і виробу в цілому.

До допоміжних виробничих процесів належать такі процеси, результати яких використовуються або безпосередньо в основних процесах, або для забезпечення їх ефективного здійснення. Прикладами таких процесів є виготовлення інструментів, пристроїв, засобів механізації й автоматизації власного виробництва, запасних частин для ремонту устаткування, виробництво на підприємстві всіх видів енергії.

Обслуговувальні виробничі процеси — це процеси праці з надання послуг, необхідних для здійснення основних і допоміжних виробничих процесів. Наприклад, транспортування матеріальних цінностей, складські операції всіх видів, технічний контроль якості продукції та ін.

Основні, допоміжні й обслуговувальні виробничі процеси мають різні тенденції розвитку й удосконалення. Так, багато допоміжних виробничих процесів можуть бути передані спеціалізованим заводам, що в більшості випадків забезпечує більш ефективне їх виконання. З підвищенням рівня механізації й автоматизації основних і допоміжних процесів обслуговувальні процеси поступово стають невід'ємною частиною основного виробництва, відіграють організуючу роль в автоматизованих і, особливо, в гнучких автоматизованих виробництвах.

Основні, а деколи і допоміжні, виробничі процеси здійснюються у різних стадіях (або фазах). Стадія — це відособлена частина виробничого процесу, на якій предмет праці переходить в інший якісний стан. Наприклад, матеріал переходить у заготівлю, заготівля — у деталь та ін.

Основні виробничі процеси відбуваються у таких стадіях: заготівельній, обробній, складальній і регулювально-налагоджувальній.

Заготівельна стадія призначена для виробництва заготовок деталей і характеризується досить різноманітними методами виробництва. Наприклад, розкрій або різання заготовок деталей з листового матеріалу, виготовлення заготовок методами лиття, штампування, кування та ін. Основна тенденція розвитку технологічних процесів на цій стадії полягає в наближенні заготовок до форм і розмірів готових деталей. Знаряддями праці на цій стадії є відрізні верстати, пресово-штампувальне устаткування, гільйотинні ножиці та ін.

Обробна стадія — друга у структурі виробничого процесу — включає механічну і термічну обробку. Предметом праці є заготівки деталей. Знаряддями праці на цій стадії в основному є різні металорізальні верстати, печі для термічної обробки, апарати для хімічної обробки. На цій стадії деталям надаються розміри, що відповідають заданому класові точності.

Складальна (складально монтажна) стадія — це стадія виробничого процесу, в результаті якої виходять складальні одиниці (дрібні складальні одиниці, підвузли, вузли, блоки) або готові вироби. Предметом праці на цій стадії є деталі і вузли власного виготовлення, а також отримані зі сторони (комплектуючі вироби). Розрізняють дві основні організаційні форми складання: стаціонарну і рухливу. За стаціонарного складання виріб виготовляється на одному робочому місці (деталі подаються). За рухливого складання виріб створюється в процесі його переміщення від одного робочого місця до іншого. Знаряддя праці на цій стадії не такі різноманітні, як на обробній. Основними з них є різноманітні верстати, стенди, що транспортують і направляють пристрої (конвеєри, електрокари, роботи та ін.). Складальні процеси, як правило, характеризуються значним обсягом робіт, виконуваних вручну, тому механізація та їх автоматизація — головне завдання вдосконалення технологічного процесу.

Регулювально-налагоджувальна стадія—заключна в структурі виробничого процесу, що проводиться з метою отримання необхідних технічних параметрів готового виробу. Предметом праці є готові вироби або їх окремі складальні одиниці, знаряддя праці, універсальна контрольно-вимірювальна апаратура і спеціальні стенди для іспитів.

3. Техніко-економічна характеристика типів виробництва та застосування в сучасних умовах.

        Тип виробництва – це специфічна форма організації виробництва, яка враховує такі його властивості, як широта номенклатури, регулярність, стабільність і обсяг випуску продукції. Виокремлюють три типи виробництва: одиничне, серійне й масове.

         Одиничне виробництво характеризується широкою номенклатурою продукції, незначним обсягом випуску однакових виробів, повторне виготовлення яких здебільшого не передбачається. Робочі місця одиничного виробництва характеризуються тим, що на них виконуються різноманітні операції з різними деталями в межах технологічних можливостей устаткування. Останнє є універсальним, розміщується однотипними технологічними групами. Через часту зміну предметів праці багато часу витрачається на переналагоджування устаткування. Виконання різноманітних операцій за умов недостатньо опрацьованих унаслідок частої зміни об'єктів виробництва технологічних процесів потребує залучення висококваліфікованих робітників-універсалів. Орієнтовно для одиничного виробництва кількість технологічних операцій, яка припадає на одне робоче місце, складає більше 40.

        Серійне виробництво має обмежену номенклатуру продукції, виготовлення окремих виробів періодично повторюється певними партіями (серіями) і сумарний їх випуск може бути досить значним. На робочих місцях серійного виробництва виконуються операції над обмеженою номенклатурою деталей, які обробляються періодично партіями. Застосовується універсальне та спеціальне устаткування, що розміщується як технологічними групами, так і за предметним принципом. Кваліфікація робітників у цілому може бути середньою, за винятком тих висококваліфікованих спеціалістів, які працюватимуть на машинах з числовим програмним управлінням (ЧПУ) та на гнучких автоматизованих лініях (ГАЛ).

       Залежно від широти номенклатури, величини партій, періодичності їхньої обробки серійне виробництво поділяється на дрібносерійне, середньосерійне і великосерійне.

        Робочі місця дрібносерійного виробництва за своїми характеристиками близькі до робочих місць одиничного виробництва з дещо меншою кількістю операцій, які на них виконуються, оскільки предмети обробляються малими партіями. Кількість закріплення операцій – в межах від 21 до 40.

         Для робочих місць середньосерійного виробництва характерне ще більше обмеження кількості виконуваних операцій (10-20), оскільки партії виробів стабільно повторюються. Устаткування має більш високий рівень спеціалізації.

         На робочих місцях великосерійного виробництва предмети обробляються великими партіями, устаткування спеціалізоване, кількість операції – від 2 до 9.

          Масове виробництво характеризується вузькою номенклатурою продукції, значним обсягом безперервного й тривалого виготовлення однакових виробів. Робочі місця масового виробництва характеризуються постійним виконанням однієї операції над одним предметом праці. Устаткування є вузько спеціалізованим. застосовується спеціальне оснащення. Принцип розміщення устаткування – предметний. Виконання елементарних операцій на потокових лініях не потребує високої кваліфікації робітників, але на автоматизованих системах їхня кваліфікація має бути на рівні техніка чи навіть інженера.

        Практично немає підприємств з однорідним типом виробництва. Тому тип виробництва дільниці, цеху, підприємства визначається типом виробництва, що переважає на робочих місцях.

        Підприємства одиничного виробництва виготовляють продукцію в одиничних екземплярах, що не повторюються взагалі або повторюються нерегулярно. На дільницях і в цехах переважають одиничні процеси, хоча можуть бути робочі місця та цілі підрозділи із серійним виробництвом уніфікованих деталей і вузлів для різних виробів (шестерні, валики, кріпильні деталі, ручки, контрольні прилади тощо). До підприємств одиничного виробництва належать заводи важкого, енергетичного машинобудування, суднобудування тощо.

         Підприємства серійного виробництва випускають серії виробів обмеженої номенклатури, які періодично повторюються. Серія – це певна кількість виробів одного типорозміру, що виготовляється за незмінною технічною документацією. На серійних підприємствах робочі місця - переважно серійного типу виробництва. Водночас можуть використовуватися і процеси масового виробництва уніфікованих деталей на потокових лініях. Типовими прикладами підприємств серійного виробництва є верстатобудівні, літакобудівні заводи, підприємства з виробництва сільськогосподарської техніки, електровозів тощо.

          Підприємства масового виробництва безперервно випускають один або кілька виробів упродовж тривалого часу за умов високої внутрішньозаводської спеціалізації. На робочих місцях переважають масові процеси, проте в окремих випадках за низької трудомісткості операцій використовуються серійні типи виробництва, наприклад, на заготівельних процесах. До таких підприємств належать підприємства з виготовлення годинників, телевізорів, радіоприймачів та інше.

Задача 1.

Визначити необхідну кількість устаткування для виконання виробничої програми токарною дільницею механообробного цеху, виходячи з наступної інформації:

        Річний плановий робочий фонд часу одного верстата – 3820 годин; коефіцієнт виконання норм на токарних верстатах – 1,15; витрати робочого часу на переналагоджування устаткування 5 %.

        Розв’язок:

Трудомісткість виробничої програми = місячний обсяг виробництва * норму штучного часу = 760000/12*2,2+470000/12*2,8+105000/12*4,1 = 284874,99 хв. Необхідна кількість устаткування = трудомісткість/час роботу верстатів = 284874,99 хв /3820/12*60хв*0,95*1,15 = 139,55 = 13 штук. 

Задача 2.

Визначити розміри партій запуску-випуску кремнієвих пластин по операціях, тривалість технологічного циклу ( в хвилинах) і виробничого циклу (в календарних днях). Розмір виробничої партії, що запущена у виробництво – 300 пластин, операційної  - 30. Технологічний процес наведено в таблиці.

         Процес здійснюється в дві зміни по 8 год., міжопераційний час після кожної операції складає 0,3 год., коефіцієнт переводу робочих днів в календарні - 1,4.

        Розв’язання:

Сума операційного часу: 5+6,25+4,8+4,6+5,5=26,15 (хв) -           ∑8ст\10партій

Виробничий цикл: 1,4/(2*8)*(26,15*10/60+0,3*5)= 0,51 (кал.дня)

Зміст

1. Виробничий процес і принципи його раціональної організації.
2. Фази та різновиди виробничих процесів.
3. Техніко-економічна характеристика типів виробництва та застосування в сучасних умовах.
4. Задача 1.
5. Задача 2.