Производственный процесс и принципы его рациональной организации

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Современное производство представляет собой сложный процесс  превращения сырья, материалов, полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребности общества.

Организация производства – это комплекс мероприятий, направленных на рациональное сочетание процессов  труда с вещественными элементами производства в пространстве и во времени с целью повышения эффективности, т. е. достижения поставленных задач в кратчайшие сроки, при наилучшем использовании производственных ресурсов.

Организация производства включает подготовку производства новых  и модернизацию выпускаемой продукции, совершенствование процессов изготовления, текущее регулирование и контроль работы производственных звеньев. Она охватывает все стадии изготовления продукции и носит системный характер, подчиняя все частные задачи главной максимальному удовлетворению потребностей общества.

Основные требования, предъявляемые к организации  производства: достижение непрерывности процессов, пропорциональности всех звеньев и ритмичности выпуска продукции.

В данной курсовой работе необходимо изучить основные понятия производственного процесса и его организации во времени. Произвести расчет возможных видов производства, а также проанализировать результаты расчетов и выбрать наиболее оптимальный вариант движения предметов труда.

1 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС  И ПРИНЦИПЫ ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Основным содержанием  деятельности предприятия является производственный процесс.

Производственный  процесс — совокупность взаимосвязанных  процессов труда и естественных процессов, в результате которых  исходное сырье и материалы превращаются в готовую продукцию. В зависимости от назначения продукции все производственные процессы подразделяются на основные, вспомогательные и обслуживающие.

Основные —  это технологические процессы, превращающие сырье и материалы в готовую продукцию, на выпуске которой специализируется предприятие. При их выполнении изменяются формы и размеры предмета труда, его внутренняя структура, вид и качественная характеристика исходного материала. К ним относятся и естественные процессы, которые происходят под воздействием сил природы без участия труда человека, но под его контролем (естественная сушка древесины, остывание отливок).

Вспомогательные процессы способствуют бесперебойному протеканию основных производственных процессов. Полученная посредством их продукция используется на предприятии для обслуживания основного производства.

Обслуживающие процессы призваны создавать условия  для успешного выполнения основных и вспомогательных. К ним относятся  меж- и внутрицеховые транспортные операции, обслуживание рабочих мест, складские операции, контроль качества продукции.

Определяющую  роль на предприятии занимают основные процессы производства, но их нормальное функционирование возможно только при четкой организации всех вспомогательных и обслуживающих процессов.

Производственные  процессы предприятия являются весьма сложными и обычно расчленяются на стадии, фазы. Такими фазами на машиностроительных предприятиях являются заготовительные, обрабатывающие, сборочные. Каждая фаза состоит из частичных процессов, характеризующихся определенной законченностью этапа производства продукции.

Частичные процессы подразделяются на технологические  операции, представляющие собой часть технологического процесса, выполняемые рабочим или группой рабочих на одном рабочем месте при неизменных орудиях и предметах трусца и без переналадки оборудования.

Операции подразделяются на основные, в результате которых  изменяются форма, размеры, свойства, взаимное расположение деталей, и вспомогательные, связанные с перемещением предмета 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, аппаратные.

По характеру  объекта производства различают  простые и сложные производственные процессы. Простыми называются процессы, состоящие из последовательно выполняемых операций (заготовительные, обрабатывающие). Обрабатываемые детали обязательно имеют технологическое сходство. Сложные процессы состоят из последовательно и параллельно выполняемых операций (сборочные, регулировочно-настроечные).

Все производственные процессы должны рационально сочетаться во времени и пространстве, для каждого предприятия характерны свои особенности сочетания. Рациональная организация производственного процесса и всех его частей строится на основе ряда принципов, главными из которых являются дифференциация, концентрация и интеграция, специализация, параллельность, пропорциональность, непрерывность, ритмичность, прямоточность, автоматичность, гибкость, электронизация.

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, на перемещение орудий труда и т. п.

При использовании современного высокопроизводительного оборудования (станков с ЧПУ, 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.

В результате специализации за каждым производственным подразделением (цех, участок, рабочее место) закрепляется ограниченная номенклатура продукции или выполнение технологически однородных работ для изготовления конструктивно различной продукции.

Уровень специализации зависит от масштабов выпуска одноименной продукции и ее трудоемкости. Уровень специализации рабочего места определяется коэффициентом закрепления операций, т. е. количеством деталеопераций, выполняемых на рабочем месте. Повышение степени однородности выполняемых работ создает условия для применения специального оборудования, более прогрессивной технологии, позволяет повысить производительность труда и снизить затраты на производство. Однако целесообразная организация производства в ряде случаев требует овладения рабочими смежными профессиями, чтобы снизить нагрузки, вызываемые монотонностью труда, и обеспечить взаимозаменяемость.

Повышению уровня внутрипроизводственной специализации способствует унификация, т. е. приведение к единым форме, размерам, структуре, составу продукции и методам ее производства или их элементов. Это позволяет уменьшать номенклатуру деталей и узлов, сокращать разнообразие технологических методов их изготовления, увеличивать масштабы одноименной продукции, повышать эффективность производства. На это же направлена и стандартизация.

Параллельность предусматривает одновременное выполнение отдельных частей производственного процесса по изготовлению изделия. Она обеспечивает одновременность выполнения работ, применение многопредметной обработки, совмещение по времени выполнения технологических и вспомогательных операций (машинная обработка детали и контроль качества). Уровень параллельности производственного процесса определяется отношением длительности производственного цикла при параллельном виде движения предметов труда к фактической его длительности.

Пропорциональность требует соответствия производительности в единицу времени всех производственных подразделений — основных, вспомогательных и обслуживающих цехов, а внутри их — участков и линий, групп оборудования и рабочих мест. Достижение пропорциональности основывается на нормах, определяющих количественную взаимосвязь между элементами производства, когда производительность оборудования на всех технологических операциях пропорциональна трудоемкости обработки продукции на этих операциях. Она обеспечивает бесперебойный ход производства, наиболее полное использование производственной мощности, исключает возникновение «узких» мест. В условиях рыночных отношений при частой сменяемости производимой продукции и сложной кооперации производственных звеньев поддержание пропорциональности производства должно быть постоянной задачей. Решается она путем внедрения организационно-технологических мероприятий, совершенствования оперативно-производственного планирования, внедрения передовых методов труда и др.

Непрерывность предполагает сокращение или сведение к минимуму перерывов в процессе производства продукции. Непрерывность является одним из важнейших условий сокращения сроков изготовления продукции и повышения уровня использования производственных ресурсов, обеспечения равномерной работы предприятия и выпуска продукции в заданном ритме. Степень непрерывности определяется отношением длительности технологической части производственного цикла к его полной продолжительности. Полностью этот принцип реализуется в непрерывном производстве на предприятиях химической, пищевой, металлургической промышленности, в машиностроении па непрерывно-поточных линиях и в автоматическом производстве.

Ритмичность предполагает обеспечение выпуска в равные промежутки времени одного и того же или равномерно возрастающего количества продукции на всех стадиях и операциях. Ритмичность обеспечивается высокой технологической дисциплиной, рациональной организацией обеспечения рабочих мест, надежной работой оборудования, применением прогрессивных систем оперативно-производственного планирования и управления. Она способствует более рациональному использованию всех производственных ресурсов предприятия, четкому выполнению договоров по поставке продукции потребителям, улучшению финансового положения предприятия.

Прямоточностъ состоит в обеспечении кратчайшего пути прохождения предметов труда по всем стадиям и операциям производственного процесса. Она характеризуется коэффициентом, представляющим собой соотношение длительности транспортных операций к общей продолжительности производственного цикла. Прямоточность требует исключения возвратных движений деталей в процессе их обработки, сокращения транспортных маршрутов. Это достигается прежде всего рациональным расположением зданий и сооружений на территории предприятия, технологического оборудования в цехах и на участках в соответствии с ходом технологического процесса. Наиболее полно она достигается при поточной организации производства.

Автоматичность предполагает автоматизацию производственных процессов, обеспечивающую увеличение объемов производства, сокращение затрат живого труда, замену ручного труда интеллектуальным трудом операторов, наладчиков, исключение ручного труда на вредных работах, повышение качества работ. Особенно важна автоматизация обслуживающих процессов.

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 — мобильный переход на выпуск иной или новой продукции при освоении производства. Она обеспечивает сокращение времени и затрат на переналадку оборудования при выпуске деталей и изделий широкой номенклатуры. Основной показатель — степень гибкости — определяется количеством затрачиваемого времени и необходимых дополнительных расходов при переходе на выпуск новой продукции.

Наибольшее развитие этот принцип получил в условиях высокоорганизованного производства, где используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, переналаживаемые автоматические средства контроля, складирования, перемещения объектов производства.

Электронизация предполагает использование быстродействующих машин различных классов и совершенствование средств общения человека с ними. На основе электронизации производственных процессов с наименьшими потерями обеспечивается гибкость производства, поддерживается необходимый ритм и равномерность хода производства. Наиболее эффективным является использование персональных ЭВМ с развитым программным обеспечением. Они становятся неотъемлемой частью всех видов производственных процессов.

Правильное использование перечисленных принципов с учетом методов организации производства обеспечивает сокращение продолжительности производственного процесса и повышение его эффективности.

2 СТРУКТУРА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО  ЦИКЛА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ДЛИТЕЛЬНОСТИ

Производственным  циклом изготовления той или иной машины или ее отдельного узла (детали) называется календарный период времени, в течение которого этот предмет труда проходит все стадии производственного процесса - от первой производственной операции до сдачи (приемки) готового продукта включительно.

Например, производственный цикл изготовления детали - период времени  от поступления материала в обработку  до окончания изготовления детали, а производственный цикл изделия - период времени от запуска исходного материала и полуфабрикатов в обработку до окончания изготовления и комплектации предназначенного к реализации изделия.

Сокращение  цикла дает возможность каждому  производственному подразделению (цеху, участку) выполнить заданную программу с меньшим объемом незавершенного производства. Это значит, что предприятие получает возможность ускорить оборачиваемость оборотных средств, выполнить установленный план с меньшими затратами этих средств, высвободить часть оборотных средств.

Вследствие  того, что производственный процесс  протекает во времени и пространстве, производственный цикл можно измерить длиной пути движения изделия и его комплектующих элементов, а так же временем, в течение которого изделие проходит весь путь обработки.

Длительность  производственного цикла (ДПЦ) - это  интервал календарного времени от начала первой производственной операции до окончания последней; измеряется в днях, часах, минутах, секундах в зависимости от вида изделия и стадии обработки. Различают производственные циклы изделия в целом, циклы сборных единиц и отдельных деталей, циклы выполнения однородных операций, циклы выполнения отдельных операций.

Длительность  производственного цикла (при прочих равных условиях) зависит от размеров партий запуска, размеров передаточных партий и размеров межоперационных заделов (рисунок 1) и обуславливает располагаемую производственную мощность частичных производственных процессов ЧПП (всей системы) и возможные сроки начала и окончания работ.

Рисунок 1 – Влияние факторов на ДПЦ

При этом под  операцией понимается часть производственного процесса обработки ПТ на одном рабочем месте без переналадки оборудования одним рабочим или группой рабочих при помощи одних и тех же орудий труда.

Под партией запуска понимается определенное количество предметов  труда ПТ одного наименования, обрабатываемых (или собираемых) на данной операции с однократной затратой подготовительно-заключительного времени.

Под передаточной партией (“пакетом”) понимается часть партии запуска, прошедшая  обработку на данной и транспортируемая на непосредственно следующую за ней операцию.

Под заделом в общем  случае понимается скопление ПТ (в  ожидании обработки) между двумя непосредственно следующими друг за другом операциями. Различают оборотные и страховые (резервные) заделы.

2.1 Структура производственного цикла

Производственный  цикл состоит из двух частей: рабочего периода, т.е. периода, в течение которого предмет труда находится непосредственно в процессе изготовления и времени перерывов в этом процессе (рисунок 2).

Рабочий период - это время, в течение которого производится непосредственное воздействие на предмет труда либо самим рабочим, либо машинами и механизмами под его управлением; время подготовительно-заключительных работ; время естественных технологических процессов; время технологического обслуживания. Т.е. рабочий период состоит из времени выполнения технологических и нетехнологических операций; к числу последних относятся все контрольные и транспортные операции с момента выполнения первой производственной операции и до момента сдачи законченной продукции.

Время выполнения технологических операций и подготовительно-заключительных работ называется операционным циклом.

Время естественных технологических процессов - это  время, в течение которого предмет труда изменяет свои характеристики без непосредственного воздействия человека или техники.

Время технологического обслуживания включает в себя: контроль качества обработки изделия; контроль режимов работы машин и оборудования, их настройку, легкий ремонт; уборку рабочего места; подвоз заготовок, материалов, приемку и уборку обработанной продукции.

На длительность рабочего периода оказывает влияние  разного рода факторы, например: качество проектно-конструкторских работ; уровень унификации и стандартизации изделий; степень точности изделий (высокая точность требует дополнительной обработки, что удлиняет производственный цикл); организационные факторы (организация рабочего места, размещение складских помещений и др.). Недостатки организационного характера увеличивают подготовительно-заключительное время.

Рисунок 2 – Структура производственного цикла

Время перерывов  в работе - это время, в течение  которого не производится никакого воздействия на предмет труда и не происходит изменение его качественной характеристики, но продукция еще не является готовой и процесс производства не закончен. Различают регламентированные и нерегламентированные перерывы. Регламентируемые перерывы делятся на внутрисменные (межоперационные) и междусменные (связанные с режимом работы).

Межоперационные перерывы делятся на:

- перерывы партионности – имеют место при обработке деталей партиями. Каждая деталь или узел, поступая к рабочему месту в составе партии, пролеживают до начала и по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию;

- перерывы комплектования – возникают в тех случаях, когда детали и узлы пролеживают в связи с незаконченностью изготовления других изделий, входящих в один комплект;

- перерывы ожидания – обусловлены несогласованностью (несинхронностью) длительности смежных операций технического процесса, возникают, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место для выполнения следующей операции.

Междусменные  перерывы включают в себя перерывы между рабочими сменами, обеденные  перерывы, перерывы для отдыха рабочих, выходные и праздничные дни.

Нерегламентированные  перерывы связаны с организационно-техническими неполадками (несвоевременное обеспечение  рабочего места материалом, инструментом, поломка оборудования, нарушение трудовой дисциплины и т.д.). Они включаются в производственный цикл в виде поправочного коэффициента или не учитываются.

Отметим, что  структура производственного цикла (соотношение образующих его частей) в различных отраслях машиностроения и на разных предприятиях неодинакова. Она определяется характером производимой продукции, технологическим процессом, уровнем техники и организации производства. Однако, несмотря на различия в структуре возможности сокращения длительности производственного цикла заложены как в сокращении рабочего времени, так и в сокращении времени перерывов. Опыт передовых предприятий показывает, что на каждой стадии производства и на каждом производственном участке могут быть обнаружены возможности дальнейшего сокращения длительности производственного цикла. Оно достигается проведением различных мероприятий как технического (конструкторского, технологического), так и организационного порядка.

Подводя итог вопросу, отметим, что совокупный производственный процесс представлен как подсистема хозяйственного процесса, совершаемого предприятием. Выделяются образующие его элементы - ЧПП, образованные производственными операциями.

Производственный  цикл является одним из важнейших  показателей технико-экономического развития, который определяет возможности предприятия по объему выпуска продукции и затраты на ее производство.

Длительность  производственного цикла относится  к нормативам организации производственного процесса. Важно как рациональное пространственное размещение, так и оптимальная длительность производственного цикла.

2.2 Расчет длительности производственного цикла

Без научно обоснованного  расчета длительности производственного  цикла нельзя правильно составить  производственную программу предприятия  и цехов, определить технико-экономические  показатели деятельности. Длительность производственного цикла влияет на сроки подготовки производства новой продукции, оборачиваемости оборотных средств, является важной величиной при организации оперативно-производственного планирования, материально-технического снабжения и т.д.

В общем виде длительность производственного цикла определяется по формуле:

Т_ц=Т_врп+Т_впр,      (1)

где Т_врп - время рабочего процесса;

Т_впр - время перерывов.

Во время  рабочего периода выполняются технологические  операции:

Т_врп=Т_шк+Т_к+Т_тр+Т_е,     (2)

где Т_шк - штучно-калькуляционное время;

Т_к - время контрольных операций;

Т_тр - время транспортирования предметов труда;

Т_е - время естественных процессов (старения, релаксации, естественной сушки, отстоя взвесей в жидкостях и т.п.).

Сумму времен штучного, контрольных операций, транспортирования называют операционным временем (Т_опр):

Т_опр=Т_шк+Т_к+Т_тр,     (3)

В операционный цикл Т_к и Т_тр включены условно, так как в организационном отношении они не отличаются от технологических операций, штучно-калькуляционное время рассчитывается по формуле:

Т_шк=Т_оп+Т_пз+Т_ен+Т_ото,     (4)

где Т_оп - оперативное время;

Т_пз - подготовительно-заключительное время при обработке новой партии деталей;

Т_ен - время на отдых и естественные надобности рабочих;

Т_ото - время организационного и технического обслуживания (получение и сдача инструмента, уборка рабочего места, смазка оборудования и т.п.).

Оперативное время (Т_оп) в свою очередь состоит из основного (Т_ос) и вспомогательного времени (Т_в):

Т_оп=Т_ос+Т_в,      (5)

Основное время - это непосредственное время обработки  или выполнения работы.

Вспомогательное время:

Т_в=Т_у+Т_з+Т_ок,      (6)

где Т_у - время установки и снятия детали (сборочной единицы) с оборудования;

Т_з - время закрепления и открепления детали в приспособлении;

Т_ок - время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования) в ходе операции.

Время перерывов (Т_впр) обусловлено режимом труда (Т_рт), межоперационным пролеживанием детали (Т_мо), временем перерывов на межремонтное обслуживание и осмотры оборудования (Т_р) и временем перерывов, связанных с недостатками организации производства (Т_орг):

 Т_впр=Т_мо+Т_рт+Т_р+Т_орг      (7)

Время межоперационного пролеживания (Т_мо) определяется временем перерывов партионности (Тпар), перерывов ожидания (Т_ож) и перерывов комплектования (Т_кп):

Т_мо=Т_пар+Т_ож+Т_кп     (8)

Перерывы партионности (Тпар) возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены пролеживанием обработанных деталей до готовности всех деталей в партии на технологической операции.

Перерывы ожидания (Т_ож) вызываются несогласованной длительностью смежных операций технологического процесса.

Перерывы комплектования (Т_кп) возникают при переходе от одной фазы производственного процесса к другой.

Таким образом, в общем виде производственный цикл выражается формулой:

Т_ц=Т_опр+Т_е+Т_мо+Т_рт+Т_р+Т_орг     (9)

Свои особенности  на исчисление ДПЦ оказывает и  характер организации движения предметов  труда.

При последовательном способе движения ДПЦ обработки  партии запуска традиционно рассчитывается формуле:

,     (10)

где Т_ц1 - ДПЦ при последовательном способе движения ПТ;

n - размер партии запуска;

t_i - штучно-калькуляционное время i-й операции;

i - номер операции (i = 1, 2, 3,.., m).

В некоторых  случаях формула 10 приводится в модифицированном варианте, а именно:

,      (11)

где K_1i - количество рабочих мест, занятых выполнением i-й операции.

При параллельном способе  движения ПТ для случая, если t1=t2=t3= ..= tn, ДПЦ обычно рассчитывается по формуле:

,      (12)

В случае, если в рассматриваемом процессе длительности операций не равны между собой, то ДПЦ предлагается рассчитывать по формуле:

,     (13)

где t_гл - штучно-калькуляционное время самой продолжительной операции (ее обычно называют главной операцией).

Формула для расчета ДПЦ  при параллельно-последовательном способе движения ПТ имеет вид:

,    (14)

где m_м - количество “меньших операций”;

m_б - количество “больших операций”;

t_бi - продолжительность “больших операций”;

t_мi - продолжительность “меньших операций”.

Также предлагается рассчитывать ДПЦ по формуле:

,   (15)

где t_maxi - максимальная из двух длительностей смежных операций;

t_mini - минимальная из двух длительностей смежных операций.

Существует  и такая формула:

,     (16)

где t_корi - штучно-калькуляционное время на “короткой”, т.е. менее трудоемкой, из двух смежных операций.

    (17)

Таким образом, ДПЦ - показатель, характеризующий время, необходимое для обработки партии запуска ПТ одного наименования в ЧПП, рассматриваемом в качестве элемента производственной системы более высокого порядка. Время обработки партии запуска обусловлено как длительностью отдельных операций, так и способом организации движения ПТ, который, в свою очередь, характеризуется размерами партии запуска и передаточных партий, наличием различного рода производственных заделов.