Діагностика стану виробничої системи

При діагностуванні виробничих систем з метою підвищення їх продуктивності використовується комплекс техніко-економічних показників, які відображають стан тих чи інших сторін організації виробництва:

1) Показники, що відображають результативність (ефектив­ність) організації виробництва: коефіцієнт виконання планових завдань; коефіцієнт ритмічності; коефіцієнт виконання планів-графіків постачань; коефіцієнт роботи устаткування; коефіцієнт завантаження устаткування; коефіцієнт використання робочого часу устаткування; коефіцієнт використання виробничої потужності; коефіцієнт сполученості агрегатів, дільниць, цехів; коефіцієнт пропускної спроможності устаткування.

2) Показники, що характеризують ступінь реалізації наукових принципів організації виробничих процесів: коефіцієнт безперервності виробничого процесу; коефіцієнт паралельності; коефіцієнт пропорційності; коефіцієнт спеціалізації робочих місць; коефіцієнт предметної, подетальної і технологічної спеціалізації.

3) Показники, що відображають стан організації виробництва за підсистемами:

а) в елементному розрізі: коефіцієнт організації робочих місць; коефіцієнт прогресивних методів організації роботи; коефіцієнт використання робітників за кваліфікацією; коефіцієнти, що характеризують організацію функціонування знарядь праці та організацію руху предметів праці;

б) у функціональному розрізі: коефіцієнти, що характеризують організацію технічної підготовки виробництва (комплектності, суміщення), основного виробництва, інфраструктури тощо.

Таким чином, аналіз дає змогу зіставити фактичні значення показників з еталонними і визначити причини їх розбіжності. Це сприяє виявленню і використанню в короткий термін резервів удосконалювання організації виробництва на підприємстві.

Відомо, що високий рівень організації праці та виробництва забезпечує успішну ефективну діяльність робочих місць, підрозділів підприємства в цілому.

Рис. 14.4. Схема оцінки рівня системи організації виробництва

З позицій системного підходу оцінювання та аналіз виробничої структури здійснюються в трьох взаємопов’язаних аспектах: функціональному, елементному, організаційному.

У функціональному аспекті вивчається та визначається коло функцій, які виконує робоча система (підрозділ), що дає змогу оцінити правильність функціональної побудови виробничої си­стеми, оптимізувати потужності та річну виробничу програму.

Елементний аспект передбачає дослідження та оцінку ступеня повноти і раціональності використання елементного складу того або іншого підрозділу підприємства, визначення рівня завантаження устаткування та виявлення кількості надлишкового устаткування.

Аналіз організаційного аспекту ВСустановлює структуру системи, ясну і точну мету для кожної її структурної частини і дає можливість оцінити раціональність та ефективність організаційної побудови підрозділу, визначити рівень кооперації та пропускної спроможності.

Системний аналіз рівня організації виробництва проводиться з позиції повноти реалізації її основних принципів як при формуванні структури, так і в процесі функціонування даного підрозділу. Виходячи з цього, оцінка системи організації виробництва (СОВ) у цілому на підприємстві формується на підставі оцінок на рівні виробничих підрозділів — дільниць, цехів (рис. 14.4). Такий підхід застосовується для новостворених виробничих систем.

На кожному ієрархічному рівні СОВ оцінюється в трьох взаємопов’язаних напрямах: функціональному, елементному й організаційному. При діагностуванні діючих підприємств (виробничих систем) спершу аналізу підлягає організаційна побудова підрозділів, а потім функціональна та елементна. Це пояс­нюється тим, що діюча виробнича структура, її організація вможливлюють підвищення якості функціонування виробничої системи за рахунок раціоналізації функціонального змісту і приведення елементного складу у відповідність до необхідних ресурсів.

Як видно з рис. 14.4, оцінка рівня СОВ на підприємстві складається з трьох рівнів показників: узагальнюючих (верхній), результуючих (середній) та окремих (нижній). До узагальнюючих належать показники рівня СОВ на дільницях і в цехах, до результуючих — показники рівня організаційної, функціональної та елементної побудови. На нижньому рівні розраховуються показники відносно до організаційної, функціональної та елементної побудови підрозділу і відображають:

· в організаційному розрізі — ступінь ефективності побудови структури підрозділу;

· у функціональному розрізі — ступінь повноти виконання його функцій;

· в елементному розрізі — рівень використання елементів, що входять до системи.

Розрахунок показників здійснюється знизу вверх, починаючи з рівня дільниці, де конкретний прояв має форма спеціалізації та раціональної побудови виробничого процесу.

Оцінка рівня організаційної побудови цеху, дільниці. Рівень організації виробництва визначається його типом. Основною параметричною характеристикою типу виробництва є коефіцієнт закріплення операцій (К_з.о), який показує середню кількість технологічних операцій, що виконуються на одному робочому місці дільниці (цеху) протягом місяця.

Так, високий рівень спеціалізації робочих місць у масовому виробництві характеризує високий рівень організації виробництва.

Для діагностики організаційного рівня виробництва проводять дослідження екстенсивної (розгорнутої в просторі) та інтенсивної (у часі) виробничої структури. Організація як процес являє собою єдність екстенсивної та інтенсивної структур, поза цієї єдності вона не існує. Визначальною (первинною) структурою, що зумовлює орга­нізацію, виходячи з генетичного принципу, є екстенсивна структура.

Для опису екстенсивної структури застосовують просторову декомпозицію мережі зв’язків елементів системи. Мережа стійких зв’язків між елементами системи відображає її внутрішню структуру (морфологію), а зв’язки з навколишнім середовищем — зовнішню структуру. Внутрішня структура системи об’єднує технологічну, виробничу та організаційну структури.

Взаємодія елементів технологічної структури має силовий (енергетичний) характер. Виробнича структура характеризує мережу потоків предметів праці або продукції. Організаційна — мережу переважно інформаційних потоків.

Найістотнішими ознаками виробничої структури системи є її склад, форма, спеціалізація та структура (склад і рівень) кооперованих зв’язків.

Ефективними вважаються цільові форми спеціалізації підрозділів — предметна та подетальна. При переході від технологічної спеціалізації до предметної та подетальної рівень організації виробництва підвищується. Структуру коопераційних зв’язків характеризує мережа зв’язків, моделлю якої є графік. Його вершини відображають елементи системи, а дуги — їх зв’язки.

Рівень зв’язків у кооперації є критерієм прогресивності і раціо­нальної організації побудови ВС. При низькому рівні зв’язків забезпечується максимум пропускної спроможності ВС за обсягом виробництва.

До основних характерних зв’язків належать: фізичне наповнення, направленість, тривалість, напруженість (потужність) та роль у системі.

За фізичним наповненням зв’язки можна поділити на предметні (речові), інформаційні та змішані.

За направленістю зв’язки поділяються на прямі, зворотні, контр-зв’язки та нейтральні (фіктивні).

Напруженість зв’язків характеризує кількість деталей (складальних одиниць) та виробів, які перебувають у русі між підрозділами та їх елементами.

Цілісність виробничої системи забезпечується тоді, коли потужність існуючих зв’язків між її елементами більша, ніж напруженість їх зв’язків з навколишнім середовищам. Напруженість предметних зв’язків оцінюється за інтенсивністю потоку деталей, операцій, складальних одиниць або виробів.

Роль зв’язку у ВС визначається характером його впливу на перебіг виробничого процесу. Формування істотних зв’язків елементів, упорядкування розподілу їх у просторі і часі характеризує виникнення організованості у виробничій системі.

Відображення зв’язків у структурі здійснюється методом графічного моделювання виробничих потоків на основі теорії графів, що розглядає різні форми взаємозв’язків між окремими просторовими елементами. На рис. 14.5 зображено граф зв’язків (виробничих потоків), що характеризує рух деталей, складальних одиниць і виробів між підрозділами цеху.

Маленькими колами показані дільниці: 1 — механічна, 2 — слюсарно-складальна, 3 — мікролампова, 4 — діагностичної апаратури, 5 — печатних плат.

Стрілками показані напрямки руху виробничих потоків між ними. Напруженість потоків відображена абсолютною величиною (цифрою) біля стрілки.

Графік зв’язків дає уявлення про ступінь замкненості обробки продукції в межах даної виробничої системи, про рівень напруженості її зв’язків з іншими системами, а в цілому — про її організаційний рівень. Метод графічного моделювання дає можливість шляхом аналізу та синтезу забезпечити мінімізацію кількості виробничих потоків за рахунок перерозподілу їх напруженості.

Рис. 14.5. Граф виробничих потоків механоскладального цеху

Мінімізація досягається на основі таких обмежень: а) виробництво має бути технологічно замкнутим на кінцевий продукт (виріб, складальні одиниці, деталі); б) дільниці за кількістю робітників мають відповідати нормам керованості; в) пропускна спроможність дільниць має бути пропорційна напруженості виробничих потоків; г) цільове (подетальне або предметне) профілювання дільниць має ґрунтуватися на всебічному обліку конструктивних та технологічних особливостей деталей, вузлів, виробів, що виготовляються.

При аналізі рівня спеціалізації і кооперування всю номенклатуру продукції, що обробляється, поділяють на дві групи: власну, яка виготовляється в даному підрозділі, та коопераційну, яка обробляється у двох або більше підрозділах однієї чи різних виробничих систем.

Коопераційна продукція з точки зору технологічної і економіч­ної доцільності розподіляється на вироби з виправданою та вироби з невиправданою кооперацією.

Невиправдана кооперація характеризується фіктивними марш­рутами, коли, наприклад, деталі повертаються з термічного в механічний цех для передачі в цех комплектації або в складальний цех.

Екстенсивна складова виробничої структури характеризується коефіцієнтом питомої ваги зовнішньої кооперації за кількістю передач предметів обробки (К_ек), відносно внутрішніх зв’язків, які визначаються за формулою:

де З_зов — загальна кількість зовнішніх (вхідних і вихідних) зв’язків ВС з іншими системами;

З_вн — кількість внутрішніх зв’язків системи;

N_ду— кількість вихідних прямих зв’язків ВС (число деталей, що входять в дану ВС);

(З_j – 1) — кількість прямих і зворотних зв’язків по деталі в даній системі (необхідна кількість верстатів для обробки деталі в даній ВС з урахуванням неодноразових повернень її на один і той самий j-й верстат без одиниці);

d — номенклатура деталей, що підлягає обробці в даній ВС.

Відомо, що рівень організованості системи буде вищий, коли кількість різноманітних елементів усередині підрозділу і зовнішніх зв’язків між підрозділами буде обмежена. Обмеження кількості різноманітних елементів виробничої системи досягається підбором та закріпленням за нею номенклатури деталей з високим ступенем подібності за конструктивно-технологічними ознаками. Наприклад, для приладобудування достатнім уважається ступінь відповідності не менше 0,85. Таке значення робить можливим створення групової поточної лінії.

Обмеження зовнішніх зв’язків зумовлюється метою ВС і має відповідати критерію ефективності цеху, дільниці.

Оцінка інтенсивної (К_ін) складової виробничої структури здійснюється за допомогою коефіцієнта частки зовнішньої кооперації за трудомісткістю, який розраховується за формулою:

де Т_дк — сумарна трудомісткість обробки деталей за межами даної ВС (по кооперації), нормо-год;

Т_дс — сумарна трудомісткість обробки деталей у межах даної ВС, нормо-год.

Коефіцієнт К_ін як норматив має встановлюватися для кожної ВС розрахунковим шляхом. Він характеризує ступінь замкненості обробки предметів, що закріплені за даною ВС, а також тривалість зв’язку і роль у системі, вплив на тривалість виробничого циклу, швидкість проходження деталей у процесі виробництва, і відповідно, на оборотність оборотних коштів.

Таким чином, доведення коефіцієнта закріплення операцій (К_з.о) і коефіцієнтів зовнішньої кооперації (за кількістю передач предметів праці (К_е) та за трудомісткістю (К_ін)) до раціонального рівня сприяє підвищенню організаційного рівня ВС.

За даними досліджень, доведення величини значення К_з.о майже до одиниці забезпечує: підвищення спеціалізації робочих місць за рахунок скорочення номенклатури деталей, що обробляються (у 3—5 разів), міждільничної кооперації (10 разів), зменшення втрат часу на переналагодження (у 1,5—2 рази); скорочення міжопераційних перерв (на 30—40 %); розширення можли­востей упровадження групових і поточних методів обробки, комплексної механізації та автоматизації виробництва; підвищення відповідальності колективів дільниць за кінцевий результат роботи цеху, створення умов для суміщення професій, багатоверстатного обслуговування, колективних форм організації праці.

Крім того, зниження значень коефіцієнтів К_з.о, К_е, К_ін скорочує тривалість виробничого циклу, величину незавершеного виробництва за рахунок упорядкування руху предметів праці, змен­шуються міжопераційні пролежування, які в одиничному виробництві становлять 66—80 %.

Оцінка рівня функціональної побудови цеху, дільниці. Аналіз організаційного рівня дає змогу за формою спеціалізації ВС виробничого підрозділу визначити його сукупну та окремі функції. Наприклад, дільниця спеціалізується на виготовленні деталей, де сукупною функцією є механічна обробка. Конструктивно-техно­логічна і планово-організаційна характеристики даної деталі визначають, у свою чергу, склад та зміст окремих функцій підрозділу. Технологія зумовлює вид обробки, наприклад: токарна, фрезерна, розточувальна, шліфувальна та ін.

При аналізі виробничої системи не слід плутати поняття «мета» та «функція». Для визначення мети треба відповісти на запитання: «Що повинна робити ВС?» Аналіз функцій починається з відповіді на питання: «Як дана ВС має виконувати цю роботу?»

Склад та зміст функцій визначають структуру елементів виробничої системи. Важливо для раціональної функціональної побудови ВС забезпечити відповідність структурі елементного складу структури робіт, що передбачена планом. Після номенклатурно-кількісного розгляду позицій виробничої програми за кварталами та місяцями вирішують це завдання під час планування обсягів виробництва, де здійснюються послідовні розрахунки необхідних та існуючих ресурсів за групами технологічно взаємодіючого устаткування, щоб визначити можливості виконання робіт у намічені терміни.

Необхідні ресурси (наприклад, верстати) за трудомісткістю (нормо-годин) за місяцями розраховують за формулою:

де t_штij— сумарний штучний час обробки і-ї деталі на операціях даної j-ї групи устаткування, нормо-хв;

N_i — місячна програма випуску і-ї деталі, шт.;

К_п-зі та К_бі — коефіцієнти, що враховують по і-й деталі відповідно витрати підготовчо-завершального часу (1,01—1,10) та технологічно неминучі втрати від браку (1,01—1,05);

m — кількість номенклатурних позицій детале-операцій за місячною програмою;

К_ві — коефіцієнт виконання норм у поточному місяці, що плануються по і-й групі устаткування (К_ві ³ 1).

Існуючі (фактичні) ресурси (Ф_рj) — ефективний місячний фонд робочого часу j-ї групи устаткування визначається за формулою:

де В_j — кількість верстатів в j-й групі устаткування;

D — кількість робочих днів у розрахунковому місяці;

S_j — змінність роботи j-ї групи устаткування;

T_j — тривалість зміни за j-ю групою устаткування;

1 – Р_j — утрати часу, які плануються на ремонт j-ї групи устат­кування (2—4 %).

Необхідні та існуючі ресурси розраховуються на всі групи або різновиди устаткування даної виробничої системи (наприклад, дільниці) та системи вищого рівня, до якої вона входить (цеху і відповідно підприємства). Відхилення в ресурсах необхідних та існуючих розраховуються за формулою:

ЄФР_j = Ф_pj – T_нj.

Для збалансованості завантаження устаткування при нестачі ресурсів здійснюють оперативні заходи: частину робіт передають на інші, однотипні верстати, поліпшують технологію, використовують міждільничну кооперацію, збільшують змінність роботи устаткування та ін.

У разі надлишку ресурсів у цілому виводять з верстатного парку відповідну частину устаткування, що сприяє збільшенню фондовіддачі, зменшенню собівартості продукції, підвищенню рівня його завантаження.

Зміни попиту на продукцію, оновлення її номенклатури, введення прогресивного устаткування та виведення його в ремонт, потребують постійного контролю за величиною відхилень у ресурсах і здійснення оперативних заходів для усунення диспропорцій у завантаженні устаткування.

У діагностиці виробничих систем використовуються відносні показники завантаження і змінності роботи за кожною групою устаткування:

К_зj = Т_нj : Ф_рj та К_змj= Т_нj : Ф'_рj ,

де Ф'_рj — місячний фонд часу роботи j-ї групи устаткування в одну зміну, S_j = 1, звідси:

К_змj= К_зj · S_j ,

де S_j — режим змінності.

Недовантаженість верстатів j-ї групи устаткування визначається за формулою:

∆З_ј = (1 – К_зj) · В_j .

Вихід виробничої системи на нормативні величини коефіцієнтів завантаження устаткування К_з та змінності його роботи К_змдає змогу збільшити її потужність, пропускну спроможність парку устаткування, знизити вартість основних фондів, собівартість продукції, що випускається, та підвищити фондовіддачу.

Оцінка рівня елементної побудови цеху, дільниці. Діагностування виробничої системи передбачає встановлення її елементного складу, перевірку останнього на відповідність структурі робіт, які плануються, за трудомісткістю визначення ступеня повноти і раціональності його екстенсивного та інтенсивного використання. Такий аналіз потрібен для обґрунтованої оцінки рівня використання елементного складу, розроблення програми підвищення ефективності виробництва і забезпечення на основі наступного синтезу цілісності виробничої системи.

Структура елементного складу ВС залежить від форми її спеціалізації та характеристики продукції, що випускається. Ступінь повноти і раціональності використання елементного складу будь-якої ВС визначається рівнем реалізації основних принципів раціо­нальної організації виробничого процесу, що характеризують різні елементи виробничого процесу: пропорційності — рівень використання всіх його елементів; безперервності — рівень організації як засобів, так і предметів праці; паралельності та ритмічності — характер руху предметів праці.

Така послідовність тісних взаємозв’язків зазначених принципів зумовлює побудову показників рівня організації виробництва з раціонального використання елементного складу ВС. Ураховуючи, що принципи пропорційності та безперервності щодо засобів і предметів праці виявляються через ритмічність виробництва та випуску продукції, а паралельність є одним із засобів підвищення ступеня неперервності виробничих процесів, то система показників рівня організації будь-якого виробничого процесу характеризується показниками пропорційності і безперервності як використання засобів праці, так і руху предметів праці.

Показники виробничих пропорцій. Пропорційність в елементах виробничого процесу закладається при проектуванні ВС, а потім реалізується в процесі її функціонування під час розроблення річ­них виробничих програм шляхом кількісних розрахунків необхідних потужностей, матеріалів та робітників.

Ступінь використання елементного складу виробництва можна охарактеризувати коефіцієнтами пропорційності (або коефіцієнтом відповідності), які слід розраховувати для всіх елементів ВС (К_пр).

де Ф_рj — час роботи j-го устаткування, щопланується, год;

Т_зj — трудомісткість завдання на даний вид j-го устаткування за місячною програмою, год;

— сумарна трудомісткість даного виду робіт по j-х одиницях устаткування, год.

Наприклад, якщо абсолютне сумарне відхилення на 10 фрезерувальних верстатах дорівнює (Ф_рj – Т_зj) = 555 год, а сумарна трудомісткість робіт, що припадає протягом місяця на ці верстати, становить 1560 год = то К_пр = 1 – 656 / 1560 = 1 – 0,42 =
= 0,58, тобто устаткування використовується тільки на 58 %.

Аналогічним чином розраховуються коефіцієнти пропорційності робочих кадрів за професіями і кваліфікацією. Якщо мова йде про розрахункову і прийняту кількість устаткування, то коефіцієнт завантаження (К_з) дорівнюватиме коефіцієнту пропорційності. У такому разі (К_пр) не розраховується тому, що він урахований коефіцієнтом завантаження (К_з).

На практиці, як правило, К_пр < 1, а К_з< К_пр.

Якщо в кожну одиницю часу (годину, зміну, добу, п’ять днів, місяць, квартал) кожним виробничим підрозділом випускається рівна кількість продукції, то рух предметів праці вважається пропорційним. Показником пропорційності руху предметів праці можна вважати рівномірність випуску продукції в часі як окремий випадок ритмічності.

Показники ритмічності випуску продукції та рівномірності виробництва. Ритмічна робота характеризується двома поняттями — ритмічністю випуску продукції і рівномірністю виробництва. Якщо ритмічність відображає однаковий або наростаючий обсяг випуску продукції в натуральному виразі через рівні або певні проміжки часу, то рівномірність виробництва пов’язана з обсягом випуску продукції за трудомісткістю за аналогічними умовами.

Коефіцієнт рівномірності виробництва визначається за формулою:

де ∆Q_­ — абсолютне відхилення фактичного обсягу випуску від планового за трудомісткістю за і-й період (зміну, тиждень, декаду);

— плановий обсяг випуску за трудомісткістю за і-й період;

q — кількість робочих періодів.

Коефіцієнт рівномірності випуску продукції визначається за формулою

де ∆N_i — абсолютне відхилення фактичної кількості продукції, що випущена в заданій номенклатурі від планового періоду за і-й період;

— запланована кількість продукції за і-й період.

При розрахунку К_рв.вир у чисельнику враховуються обсяги робіт тільки за позиціями, що є в планових завданнях. У розрахунку К_рв.пр — в чисельнику вказується весь обсяг робіт, що виконується. При раціонально організованому виробництві має дотримуватися співвідношення коефіцієнтів:

К_рв.вир ≥ К_рв.пр .

Для досягнення ритмічності в серійному виробництві необхідно жорстко виконувати періодичність запуску і випуску партій деталей (виробів). У дрібносерійному і одиничному виробництві складності виробів можна досягти тільки рівномірністю роботи та випуску продукції.

Принцип ритмічності тісно пов’язаний з принципом безперерв­ності виробництва.

Безперервність використання устаткування полягає у постійній його зайнятості певною роботою протягом визначеного часу. Показником безперервності виробництва є коефіцієнт завантаження К_з одиниці устаткування. Безперервність руху предметів праці характеризується коефіцієнтом неперервності виробничого процесу (К_н):

де t_тех — час виконання всіх технологічних операцій (технологічного часу), включаючи контроль, приймання, здавання та транспортування продукції;

Т_ці — фактична тривалість виробничого процесу за сукупністю деталей (n), що закріплені за дільницею.

Комплексним показником (К_к) використання елементного складу ВС є середня арифметична всіх окремих розглянутих вище взаємопов’язаних показників: пропорційності (К_пр), рівномірності виробництва (К_рв.вир); завантаження устаткування (К_з) та неперервності (К_н).

Конкретні отримані показники необхідно порівняти з нормативними, які встановлюються з урахуванням резервування надійності виробничих систем. Нормативні показники є еталоном при кількісному оцінюванні резервів підвищення рівня організації виробництва і одночасно базовою інформацією для проектування нових виробничих процесів. Нормативними показниками рівня організації дискретних процесів можна прийняти: К_з = 0,9 – 0,95; К_н = 1,0; К_пр = 1,0; К_рв.вир = 1,0; К_к = 0,97 – 0,99.

Для оцінки організаційно-технічного рівня робочих місць використовують такі показники:

· робочих місць з устаткуванням: продуктивність обладнання, що застосовується; відповідність його вимогам щодо якості продукції; використання технічних особливостей устаткування; прогресивність технологічного процесу, що застосовується; технологічна оснащеність робочого місця;

· робочих місць без устаткування: виправданість використання ручної праці; технічний рівень і якість інструменту, що використовується; забезпеченість виконавців інструментом (комплектність, технічний стан, наявність необхідного резерву);

· організаційного рівня робочого місця: раціональність планування; організаційна оснащеність, кількість і трудомісткість постійно закріплених робіт, змінність та ін.;

умов праці та техніки безпеки: відповідність санітарно-гігієнічних умов нормативним вимогам; дотримання правил безпеки праці; забезпечення спецодягом та взуттям відповідно до встановлених стандартів.