Види операційних процесів

Виробничий (операційний) процес здійснюється за допомогою технології, під якою розуміють способи послідовної зміни стану, властивостей, форми, розмірів і інших характеристик предмету праці.

Існує і більш широке, узагальнене трактування сутності категорії “технологія”: це вся сукупність ресурсів, що має бути задіяна, щоб здійснити перетворення, співвідношення цих ресурсів та спосіб їх поєднання та впорядкування, тобто спосіб організації процесів перетворення.

Люїс Девіс, який вів дослідження у сфері проектування робіт, запропонував таке визначення: «Технологія — це є поєднання кваліфікаційних навичок, обладнання, інфраструктури, інструментів і відповідних технічних знань, необхідних для здійснення бажаних перетворень у матеріалах, інформації чи людях».

Цілі й завдання організації і технології, що застосовуються, тісно пов’язані між собою. Виконання будь-якого завдання включає використання конкретної технології як засобу перетворення ресурсів, що надходять на вхід, у результат, одержуваний на виході. За висловом Віланда й Ульріха, «машини, обладнання і сировину, звичайно, можна розглядати як компоненти технології, але найбільш значущим компонентом, без сумніву, є процес, за допомогою якого первісні матеріали (сировина) перетворюються на бажаний на виході продукт. За своєю сутністю технологія є засобом, який дозволяє здійснити таке перетворення».

З усіх відомих класифікацій типів технологій найбільшу популярність має система, запропонована Джоан Вудворд — британською дослідницею управління. Вивчаючи виробничі фірми, вона виявила, що всі технології, що використовувалися, можна поділити на три категорії:

1. Одиничне, дрібносерійне чи індивідуальне виробництво — для нього характерно те, що одночасно виробляється тільки один або мала серія однакових виробів. Часто такий виріб створюється для конкретного покупця за його специфікаціями чи є дослідним зразком. Великі комп’ютери «Ай Бі Ем», літак “Мрія”, унікальне медичне обладнання або космічні кораблі — усі ці види виробів виробляються індивідуально, так само, як і продукція, що виготовляється за індивідуальними замовленнями, наприклад, меблі, одяг тощо.

2. Масове або великосерійне виробництво — застосовується при виготовленні великої кількості виробів, які ідентичні або подібні один до одного. Такий тип виробництва характеризується високим рівнем механізації і використання стандартних деталей, а також застосуванням поточних методів організації діяльності. Майже всі споживчі товари виробляються на базі технологій масового виробництва.

3. Безперервне виробництво — використовується автоматизоване обладнання, яке працює цілодобово для безперервного виготовлення однакового за характеристиками продукту у великих обсягах. Прикладами безперервного виробництва є переробка нафти, сталеливарне і мідеплавильне виробництва, робота електростанцій.

Альтернативна, проте в дечому й подібна до наведеної, класифікація була запропонована Дж. Томпсоном. Соціолог і теоретик організації Джеймс Томпсон використав для класифікації технологій підхід, що відрізняється, але не суперечить попередньому. На його думку, технології можна поділити на три такі категорії:

1. Багатоланкові технології — характеризуються рядом взаємопов’язаних задач, що в обов’язковому порядку мають виконуватися послідовно. Складальні лінії масового виробництва є типовим зразком такого виду технологій. Процес складання автомобіля повинен виконуватися в певній послідовності операцій (наприклад, не можна встановити двигун до того, як буде зібрано раму).

2. Посередницькі технології — характеризуються зустрічами груп людей, таких як, наприклад, клієнти чи покупці, які є чи хочуть бути взаємозалежними. Наприклад, банківська справа може розглядатися як посередницька технологія, що пов’язує вкладників і тих, хто бере позику в банку. Телефонні компанії виступають посередниками між людьми, які хочуть зателефонувати самі і які хочуть, щоб їм зателефонували. Бюро з працевлаштування пов’язує продавців та покупців робочої сили.

3. Інтенсивні технології — їм притаманне застосування спеціальних прийомів, навичок чи послуг для того, щоб здійснити певні зміни в конкретному матеріалі, який надходить у виробництво. Прикладом використання такої технології можна вважати монтаж фільму.

Категорії, запропоновані Дж. Томпсоном, не вельми відрізняються від категорій Дж. Вудворд. Багатоланкові технології еквівалентні технологіям масового та деяким формам безперервного виробництва. Інтенсивні технології еквівалентні технологіям індивідуального виробництва: їхньою метою є досягнення максимальної гнучкості виробництва. Розглядаючи лікарню як приклад операційної системи, що використовує інтенсивну технологію, Томпсон стверджував: «У будь-який момент може відбутися екстренний прийом хворого, що вимагатиме прийняття рішень щодо його розміщення, забезпечення їжею, рентгеноскопії, лабораторних досліджень, побутових послуг, працетерапії, надання соціальних послуг, а також психологічної підтримки або проведення якихось релігійних обрядів. Що саме може знадобитися, стати в нагоді, можливим буде зрозуміти лише після визначення стану хворого».

Посередницькі технології посідають проміжне місце між індивідуальними технологіями і технологіями масового виробництва. До них звертаються здебільшого тоді, коли є можливою та ефективною певна стандартизація, хоча випуск продукції не може бути повністю стандартизованим. Посередницькі технології дозволяють організаціям використовувати численні варіації потреб сторін, що вступають у тимчасові взаємодії. Наприклад, деякі вкладники банків хочуть мати вільний і постійний доступ до своїх вкладів, тоді як інші, бажаючи отримати більш високий відсоток, готові чекати. Банк упорається з усім цим розмаїттям, пропонуючи своїм клієнтам велику кількість типів рахунків, кожний зі специфічними характеристиками; те саме й щодо позик, які можуть бути короткотерміновими або довгостроковими, або такими, що надаються через заставні.

Відмінності в підходах до класифікації технологій пояснюються в основному сферами спеціалізації дослідників. Дж. Вудворд аналізувала технології переважно промислових підприємств, тоді як Дж. Томпсона цікавив ширший підхід, що охоплював усі види організацій. У результаті промислові підприємства найліпше описані категоріями Дж. Вудворд, а категорії Дж. Томпсона, як з’ясувалося, краще ніж інші підходять до технологій, що відносяться до невиробничої сфери.

Прогрес у підвищенні швидкодії комп’ютерів та в розширенні сфер їх застосування призвів до революції в проектуванні операційних (виробничих) систем та в управлінні їхнім функціонуванням. Визначну роль у цьому відіграють комп’ютерне проектування і конструювання(Computer-aided design (CAD)),комп’ютеризоване виробництво(Computer-aided manufacturing (CAM)),гнучкі виробничі системи (Flexible Manufacturing),виробництво, інтегроване в комп’ютерну систему(Computer-integrated mаnufacturing (CIM)).

Комп’ютерне проектування і конструювання(CAD). Обов’язковою умовою для початку виробництва будь-якого продукту є, природно, наявність його проекту. На стадії проектування продукції комп’ютери відіграють дедалі важливішу роль. Комп’ютерне проектування передбачає використання комп’ютерної графіки в розробці продукції; з ним тісно пов’язаний такий процес, як комп’ютерне конструювання. Створене на комп’ютері тривимірне зображення і виконані комп’ютером розрахунки дозволяють інженерам проводити випробування (тестування) продукції навіть без створення експериментальної моделі. Завдяки комп’ютерним системам проектування й конструювання нові розробки можна випробовувати на стійкість до температурних перепадів, різних видів механічного впливу і навіть до штучно створюваних аварійних ситуацій — і все це з використанням електронних приладів, з величезним заощадженням часу і коштів. Якість продукції також поліпшується. Наприклад, інженери фірми «Боїнг» під час конструювання і виробництва широкофюзеляжного транспортного літака моделі 777 мали змогу піддати критичному аналізу дизайн усіх деталей ще до початку їхнього виготовлення. Тобто недоліки можуть бути усунутими, а нові ідеї — апробованими на комп’ютерних моделях, а не на дослідних зразках реальних літаків. Відтак тепер виріб може бути вдосконалений, а невдалий проект відкинутий — ще до того, як перший дослідний зразок буде запущено у виробництво.

Система автоматизованого проектування (САПР) дозволяє конструкторові технічних виробів працювати з терміналом комп’ютера і створювати необхідну документацію, яку раніше доводилося виконувати вручну. Її можна зберігати в пам’яті комп’ютера, легко витягати звідти і вносити до неї необхідні зміни. Коли потрібно, комп’ютер може перенести креслення на паперові носії. Він дозволяє різко прискорити процес розробки і викреслювання проекту і дає більші можливості для опрацювання різноманітних варіантів. Крім того, у ході розробки проекту комп’ютер може здійснювати перевірки на наявність певних видів помилок.

Комп’ютеризоване виробництво(CAM).Використання спеціальних технічних засобів (комп’ютерів, роботів, приладів технічного контролю, автоматично керованих транспортних засобів тощо) для здійснення контролю за роботою виробничого обладнання є основою комп’ютеризованого виробництва. Добре організоване комп’ютеризоване виробництво дозволяє піднести продуктивність складальної лінії, швидкість здійснення операцій, точність, а також надійність. Комп’ютерне проектування і регульоване комп’ютерами виробництво швидко стають найважливішими чинниками прискорення процесів створення нових видів продукції в компаніях різних галузей.

Автоматизована система управління виробництвом (АСУВ) охоплює цілий ряд технологій, які дозволяють управляти і контролювати роботу виробничого обладнання за допомогою комп’ютера. Ця технологія йде далі звичайної автоматизації головним чином за рахунок забезпечення гнучкості виробничого процесу. Комп’ютер може передати на одиницю обладнання, якою він керує, новий набір команд і змінити виконуване обладнанням завдання.

Роботи являють собою програмовані механізми, що маніпулюють матеріалами і робочими інструментами, тобто виконують операції, які раніше доводилося робити людям. Застосування роботів є особливо ефективним на монотонних, утомливих та виснажливих для робітників операціях; під час виконання операцій, де вимагається високий ступінь стабільності, а також під час виконання робіт, небезпечних або незручних для людини. Вельми важливо, що роботів можна перепрограмувати, себто «навчити» новій роботі.

Гнучкі виробничі системи (Flexible Manufacturing).Загальною рисою нових технологій є те, що вони підвищують гнучкість виробництва. Виробничі системи, в яких об’єднані всі ці технології, називаються гнучкими виробничими системами (ГВС). Одним із суттєвих останніх нововведень в організації виробничих процесів став розвиток цієї форми виробництва, яка виступає альтернативою до жорстких виробничих систем, що базуються на використанні спеціалізованого виробничого обладнання.

Жорсткі виробничі системи асоціюються, як правило, з масовим виробництвом будь-якого товару — від телевізорів до садового реманенту. І справді, у рамках серійного та масового виробництва використання жорстких виробничих систем є виправданим завдяки довгостроковій економії на організаційних витратах, тобто на тих витратах, що несуть виробники кожного разу, коли організують виробництво нового виду продукції. Та все ж, оскільки жорстка вироб­нича система звичайно передбачає випуск товарів незмінного дизайну й у великих обсягах, їхнє просування на сучасні — досить часто перенасичені ринки — обмежене. Разом з цим створення жорсткої виробничої системи передбачає значні первісні капітало­вкладення, бо вона орієнтована на використання спеціалізованого обладнання на кожному етапі виробництва конкретного виробу. Ці капіталовкладення можуть бути компенсованими тільки із закінченням тривалого періоду виробництва продукції у великих масштабах.

Повторимо ще раз: альтернативою жорстким виступають гнучкі виробничі системи (інколи вони звуться також м’якими виробничими системами), в яких обладнання, що регулюється комп’ютерами (центри механічної обробки тощо), пристосоване до виконання різноманітних видів однотипних операцій (див. рис. 2.6).

Рис. 2.6. Повністю автоматизована гнучка виробнича система
(умовне представлення)

Коментарі до рис. 2.6:

Гнучка виробнича система (ГВС) передбачає застосування керованих комп’ютерами промислових роботів у ході всього виробничого процесу, що дозволяє здійснювати швидке переналагоджування виробництва з одного виробу на інший.

1. Повністю автоматизована ГВС починається з електронної «креслярської дошки», з якої дані надходять до електронного координатора системи.

2. Менеджери здійснюють спостереження за роботою роботів, отримуючи прямо на монітори щоденні дані щодо випуску продукції.

3. У відповідь на команду комп’ютера автоматизований кар-завантажувальник прямує до складської зони, завантажується і доставляє деталі на складальну лінію. Прокладений під підлогою дріт посилає низькочастотні радіосигнали, що визначають маршрут кара з вантажем.

4. Спеціально запрограмований робот-розвантажувач виймає доставлені деталі, переміщує їх на токарний верстат, а потім — після обробки — на стрічку конвеєра.

5. Використання різноманітних інструментів, необхідних для виконання даної операції, забезпечується за допомогою штатива, що обертається. Керований сигналом з центрального пункту управ­ління токарний верстат «обирає» відповідний інструмент на кожному етапі обробки деталей.

6. Робот складальної лінії здійснює збирання виробу. Оскільки операції, що виконуються на складальній лінії, бувають дуже важкими, тут використовуються роботи складнішої конструкції.

7. Робот, що здійснює зварювальні роботи, є прекрасним прикладом гнучкої автоматизації в дії: робот запрограмований на виконання всіх різноманітних видів зварювальних робіт, котрі є необхідними для виробництва даного виду продукції.

8. Контрольний пристрій — камера, оснащена напівпровідниковою мікросхемою, — звіряє якість готового виробу зі стандартом.

9. Інший робот-розвантажувач переміщує готову продукцію на автоматизований кар, який перевозить її до місця відвантажування.

За використання гнучкої виробничої системи для переходу до виробництва з однієї моделі продукції до іншої потрібно тільки декілька сигналів, що подаються комп’ютером, а не повне переобладнання виробничих цехів. Завдяки такій гнучкості виробники можуть досягти переваги над менш активними конкурентами, швидко переорієнтовуючись на нові прибуткові сфери діяльності (і полишаючи їх, щойно ті припиняють приносити достатньо високі прибутки), а також швидко пристосовуючи нововведення для вдосконалення своєї продукції.

Організація гнучкого виробництва особливо бажана для підприємств, що орієнтуються на виконання спеціальних замовлень; підприємств, що виробляють настільки унікальні види продукції чи випускають її настільки нерегулярно, що серійне виробництво для них є неприйнятним.

Слід зауважити, що використання гнучких виробничих систем має свої обмеження через те, що створенню такої інтегрованої системи передує тривалий цикл планування й конструкторських розробок, перш ніж будуть отримані якісь результати. Унаслідок цього ті керівники, що схильні до короткострокових ділових проектів і результатів, часто прагнуть уникати капіталовкладень, пов’язаних з впровадженням гнучких виробничих систем.

Виробництво, інтегроване в комп’ютерну систему(CIM)). Найбільший рівень комп’ютеризації в управлінні технологічними операціями досягнуто у виробництві, інтегрованому в комп’ютерну систему, в якому всі елементи проектування, конструювання і виробництва об’єднані в єдину комп’ютерну мережу, за допомогою якої всі підрозділи взаємодіють між собою. Для багатьох компаній такий тип виробництва, схоже, більш надійний шлях до перемоги в конкурентній боротьбі, ніж громіздкі схеми автоматизації, що застосовувалися протягом останніх десятиріч.

Виробництво, інтегроване в комп’ютерну систему, є ключовою ланкою «фабрики майбутнього», характерною ознакою якої є повна елімінація (виведення) людини з виробничого процесу. Ось, наприклад, як здійснюється виробництво на одному з підприємств японської компанії «Фанук»: автоматичні візки рухаються заздалегідь запрограмованими маршрутами; кілька роботів розвантажують сировину, інші — переробляють її в прості форми, що використовуватимуться далі в комп’ютеризованих центрах механічної обробки, де верстати здатні змінювати свої інструменти, переставляти деталі, що обробляються, і відсікати зайві частини подібно скульпторові, що висікає статую з каменю. За всіма ділянками виробництва спостерігає один-єдиний робітник, який сидить перед моніторами, розміщеними так, що утворюють замкнуте коло; він здатний при потребі втрутитися у виробничий процес, натиснувши кілька кнопок на клавiатурі комп’ютера. Виробництво триває безперервно, причому в денну зміну працює близько 20—30 робітників, що здійснюють функції обслуговування устаткування, вночі ж фабрика безлюдна, однак робота не припиняється ні на хвилину.

Сполучення вищезгаданих технологій у системі, що працює під керівництвом інтегрованої інформаційної керуючої системи, має назву інтегрованої автоматизованої системи управління виробництвом. І хоча така система в цілому бачиться доки що лише на рівні концептуальної розробки, необхідні складові її технології вже реально існують. Слід лише здійснити інтеграцію і реалізувати управління всіма цими технологіями в єдиній системі. Багато прогресивних промислових компаній з ентузіазмом працюють над створенням «фабрик майбутнього».