Технико-экономическая характеристика типов производства 2 страница

В условиях повторяющего производства (серийного, массового) разработка техдокументации идет поэтапно: сначала – на опытный образец (партию), затем – на установочную серию, наконец – на устойчивое (повторяющееся) производство. При этом решаются две главные задачи:

– повышение уровня унификации и стандартизации конструкции;

– обеспечение технологичности изделия.

Унификация – комплекс мер, направленных на устранение необоснованного многообразия типов и конструкций изделий, их узлов, форм и размеров деталей и заготовок, профилей и марок материалов. Унификация позволяет повысить качество, уменьшить трудоемкость и сократить сроки проектирования и освоения изделия.

Управленческая унификация:

– сокращение номенклатуры изделий, сборочных единиц и узлов, сходных по эксплуатационному назначению и параметрам;

– заимствование отдельных деталей и узлов из ранее освоенных в производстве;

– создание параметрических узлов изделий, аналогичных по конструкции, но различных по габаритам, эксплуатационным параметрам;

– типизация форм и размеров деталей и заготовок, профилей и марок материалов.

Стандартизация – высшая форма унификации. Международная организация по стандартизации (ИСО) определила, что стандартизация – это процесс установления и применения правил с целью упорядочения деятельности при участии всех заинтересованных сторон для достижения максимальной экономии с соблюдением функциональных условий и требований безопасности.

Агрегатирование – компоновка нового изделия из ограниченного числа унифицированных элементов и модулей машин.

Для количественной оценки уровня конструктивной унификации и стандартизации используются три показателя:

1. Коэффициент преемственности – отношение количества заимствованных составных частей изделия к общему количеству типоразмеров составных частей в изделии (П), %.

где – количество оригинальных типоразмеров составных частей, разработанных впервые для данного изделия.

2. Коэффициент повторяемости – это насыщенность изделия повторяющимися составными частями, т.е. степень взаимозаменяемости его составных частей, %.

,

где – количество неповторяющихся составных частей.

3. Коэффициент межпроектной (взаимной) унификации по группе сходных изделий (заимствованные внутри группы), %.

где П _i – количество типоразмеров составных частей i -го из­делия;

П _n – общее количество типоразмеров составных частей в группе из n изделий;

П_max – максимальное количество типоразмеров составных частей одного изделия.

Технологичность изделия подразделяется на производственную и эксплуатационную.

Производственная технологичность – это совокупность характеристик изделия, определяющих степень соответствия конструкции организационно-технологическим условиям его производства на конкретном предприятии. Зависит она от масштаба производства, организационного типа, методов организации производственных процессов, состава оборудования, квалификации работников и др. Показатели производственной технологичности:

– конструктивные – масса изделия, его элементов, их количество и разнообразие, уровень стандартизации и унификации, разнообразие материалов. Показатели могут быть абсолютными и относительными;

– технологические – материалоемкость, выход годного, нормы расхода материалов, класс шероховатости и др.;

– экономические – масштаб и трудоемкость, себестоимость и длительность производственного цикла.

Эксплуатационная технологичность – степень соответствия изделия рациональным условиям его эксплуатации (удельная трудоемкость обслуживания изделия, надежность, ремонт изделий; удельные затраты на текущее обслуживание и ремонт).

Обеспечивают технологичность конструкторы, технологи, производственники, менеджеры.

1.2.5. Технологическая подготовка производства
нового изделия

Технологическая подготовка производства (ТПП) – это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску нового изделия в установленные сроки, с заданным качеством, объемом производства и уровнем затрат.

Основные задачи ТПП:

– обеспечение технологичности конструкции изделия;

– выбор и разработка технологических процессов;

– проектирование и изготовление средств технологического оснащения;

– управление процессами ТПП.

Порядок работ по ТПП:

1. Разработка межцеховых технологических маршрутов (расцеховка), куда входит:

– разработка классификатора деталей;

– распределение номенклатуры деталей между цехами и участками;

– разработка технологических маршрутов движения де­талей.

2. Разработка пооперационных технологических процессов:

– разработка технологии получения заготовок;

– разработка технологических карт;

– расчет планировки рабочих мест и оборудования;

– формирование производственных участков;

– расчет пооперационных норм времени;

– расчет норм расхода материалов;

– расчет календарно-плановых нормативов;

– установление номенклатуры специального и унифицированного оснащения и оборудования;

– подготовка задания на проектирование оснастки и спецоборудования.

3. Проектирование и изготовление средств технологического оснащения:

– проектирование спецоснастки (инструмента, приспособлений);

– установление очередности изготовления оснастки;

– изготовление техоснастки;

– отладка и подготовка средств техоснащения к использованию.

По формам организации различают внутризаводскую и внезаводскую ТПП. Внутризаводскую ТПП осуществляют службы главного технолога.

1.2.6. Организационная подготовка внедрения инновации

Этапы организационной подготовки внедрения очередной инновации и их содержание представлены в табл. 2.

Таблица 2

Этапы организационной подготовки внедрения очередной
инновации и их содержание

Окончание табл. 2

1.2.7. Организация перехода
на выпуск нового продукта

При всем многообразии вариантов процессов обновления продукции машиностроения можно выделить характерные методы перехода на производство новой продукции:

– последовательный;

– параллельный;

– параллельно-последовательный.

Последовательный метод характеризуется началом производства новой продукции после полного прекращения выпуска снимаемой с производства продукции. Его разновидностями являются методы:

1) прерывно-последовательный (после прекращения выпуска выполняют перепланировку и монтаж технологического оборудования и транспорта, а затем начинают освоение нового изделия);

2) непрерывно-последовательный (выпуск нового изделия начинается сразу же после прекращения выпуска изделия,
снимаемого с производства. Однако требуется наличие резервных площадей, высокий уровень унификации старого и нового изделия и высокий уровень типизации техпроцессов и техос­настки).

Параллельный метод характеризуется совмещением выпуска снимаемой с производства продукции и вновь осваиваемой. Продолжительность времени совмещения различна: осуществление этого варианта требует дополнительных производственных рабочих, так как трудоемкость осваиваемой продукции выше, чем трудоемкость продукции, снимаемой с производства, и требует увеличения производственной мощности предприятия.

Параллельно-последовательный метод, применяемый в массовом производстве, используется при значительном отличии конструкций нового и снимаемого изделий. Требуются дополнительные мощности (участки, цехи), на которых начинается выпуск нового изделия, отрабатываются техпроцессы, проводится квалификационная подготовка персонала. В начальный период освоения продолжается выпуск заменяемых изделий. Затем происходит кратковременная остановка производства для перепланировки оборудования.

1.2.8. Методы планирования инновационных
процессов

Выбор метода планирования инновационных процессов определяется в зависимости от значения следующих показа­телей:

– продолжительность комплекса работ;

– количество участников проекта;

– степень неопределенности по составу и содержанию
работ;

– требования к качеству выполняемых работ.

При разработке проекта, не имеющего существенной новизны и неопределенности (модернизация продукции), используется нормативный метод с данными по базовым проектам.

В условиях неопределенности при разработке принципиально новых конструкторских, технологических, организационных или информационных проектов применяются вероятностные методы планирования – методы сетевого планирования и управления (СПУ).

Нормативный метод использует трудоемкость работ по всем стадиям и этапам, длительность отдельных этапов и проекта в целом, смету затрат.

Различают три основных вида нормативов:

– количественные (число листов определенного формата, число спецификаций и т.д.);

– трудоемкости (количество нормо-часов на один лист, одну спецификацию и т.д.);

– затрат (руб./лист, руб./спецификацию).

На основе установленной трудоемкости работ рассчитывается длительность каждой стадии цикла процесса в календарных днях:

где t _{эт i} – длительность стадий (этапа), календарные дни;

K _{д i} – коэффициент, учитывающий неучтенные дополнительные затраты времени на согласование, утверждение, внесение изменений в документацию;

K _репс – отношение календарных дней к рабочим в плановом году, (Ф_ном – номинальный фонд времени, дни; Ф_д–эффективный или действительный фонд времени, дни);

Ч_раб– количество одновременно работающих, чел.;

Т _см– продолжительность смены, ч;

K _в.н– коэффициент выполненных норм.

Вероятностный метод планирования – система, позволяющая проводить оптимизацию по времени процесса выполнения комплекса работ, описываемых одной сетью.

Основным инструментом в СПУ является сетевой график (сетевая модель), в котором изображаются взаимосвязи и результаты всех работ по достижению конечного результата.

Сетевой график – ориентированный граф, ребра которого имеют одну или несколько числовых характеристик. Ребра графа изображают работы, а вершины графа – события. Работами называются любые процессы, действия, приводящие к достижению определенных результатов (событий). Есть работы действительные (требующие затрат времени) и фиктивные (зависимости, связи между результатами – событиями, не требующие затрат времени).

Работа в СПУ изображается стрелкой: действительная – сплошной с указанием над ней времени в днях или неделях, фиктивная – пунктирной. Длина стрелки и направление не имеют значения. НО! Исходное событие на графике должно быть слева, завершающее – справа; номер события, из которого выходит работа, должен быть меньше номера события, в которое работа входит. Для обеспечения этого используется ранжирование работ.

Событиями называются результаты работ, поэтому они формулируются при помощи предикатов совершенного вида (сделано, сказано, сообщено и т.д.). Протяженности во времени событие не имеет. Любое промежуточное событие, за которым начинается данная работа, называется начальным и обозначается символом i. Любое промежуточное событие, которому непосредственно предшествуют данные работы (работа), называется конечным и обозначается символом j. Первоначальное событие в сети, не имеющее предшествующих ему событий (начало выполнения всего комплекса работ), называется исходным и обозначается J. Событие, не имеющее последующих событий и отражающее конечную цель комплекса работ, называется завершающим и обозначается С.

Любая последовательность работ в СПУ, в которой конечное событие одной работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы, называется путем.

Виды путей в СПУ:

1) полный – от исходного до завершающего события – ;

2) предшествующий данному событию – ;

3) следующий за данным событием – ;

4) между двумя промежуточными событиями – ;

5) критический (максимальный по продолжительности путь между исходным и завершающим событиями) – .

Система СПУ функционирует в режимах:

– предварительного планирования;

– исходного планирования;

– оперативного управления ходом работ.

На стадии исходного планирования весь комплекс работ расчленяется на составные части, которые закрепляются за руководителями и исполнителями. Число уровней руководства устанавливается иерархической структурой. Разработка и построение СПУ идут «снизу вверх».

При построении первичных СПУ желательно предварительно составить перечень событий и работ в табличной форме, а затем графически. Производят сначала «сшивание» «частных» сетей (этапа работ), а затем «сводного» (комплексного) СПУ.

По каждой работе ответственный исполнитель определяет время ее выполнения. Если исполнитель не может определенно оценить время работы, то дается две или три вероятностные оценки: (наиболее вероятное при нормальных условиях выполнения работы). Ожидаемое время проставляется в СПУ над стрелками. К расчетным параметрам СПУ относятся: резервы времени событий и работ (когда имеются пути разной продолжительности).

Резерв времени события – время, на которое может быть отсрочено завершение данного события без отсрочки сроков завершения разработки в целом. Определяется как разность между поздним и ранним сроками наступления
i -го события:

где T _{п i} – срок наступления события, превышение которого вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события;

T _{p i} – срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию.

T _{п i}, T _{p i} определяются по максимальному из путей, проходящих через данные события.

,

.

Путь, соединяющий события с нулевыми резервами времени, является критическим (отмечается в СПУ жирными линиями и стрелками).

Резервами времени располагают работы на некритических путях.

Полный резерв времени работы – максимальное время выполнения данной работы без изменения продолжительности критического пути.

Свободный резерв времени работы – максимальное время, на которое можно увеличить продолжительность данной работы или отсрочить ее начало без изменения ранних сроков начала последующих работ.

R _{св ij}

Коэффициент напряженности пути K _{н L} – отношение длительности несовпадающих отрезков пути, проходящих через данные работы, к критическому пути.

где – отрезок данного пути, совпадающий с критическим;

–длительность максимального пути, проходящего через данные работы.

Затем проводится оптимизация СПУ по минимизации времени инновационных проектов при фиксированных затратах, по минимизации численности работников и затрат при заданных времени выполнения и величине требуемых дополнительных затрат.

Далее СПУ используется для оперативного управления ходом работ.

1.2.9. Функционально-стоимостный анализ
в конструкторской подготовке инновации

Одним из важнейших направлений решения задачи обеспечения высокого технико-экономического уровня создаваемой продукции является применение функционально-стои­мост­ного анализа (ФСА).

В процессе ФСА выявляются возможности снижения
дополнительных затрат и создания конструкций высокого качества. ФСА используется и при проектировании техпроцессов, организации производства, и в процессе освоения новой техники.

ФСА – метод системного исследования объекта (изделия, процесса, структуры), направленный на повышение эффективности использования материальных и трудовых ресурсов.

Под функцией ФСА понимается проявление или сохранение свойств объекта, действие или воздействие.

В теории ФСА функции подразделяются:

1) по области применения – на внешние и внутренние;

2) по роли в удовлетворении потребностей – на главные и второстепенные;

3) по роли обеспечения работоспособности объекта – на основные и вспомогательные;

4) по степени полезности – на полезные, бесполезные (излишние), вредные.

Внешние функции отражают отношения объекта со средой его применения. Различают главные и второстепенные функции. Главные функции определяют назначение объекта, сущность и смысл его существования. Второстепенные функции, не влияющие на работоспособность объекта, отражают побочные цели его создания.

Внутренние функции определяют действия и взаимодействия внутри объекта. Различают основные и вспомогательные функции. Основные функции обеспечивают работоспособность объекта, создают условия осуществления главной функции. Вспомогательные функции способствуют реализации основных.

Объектом ФСА являются прямые затраты. Общие затраты состоят из двух частей:

1) затраты на обеспечение выполнения изделием его функций, т.е. полезные затраты;

2) дополнительные затраты, не имеющие прямого отношения к функции изделия, которые можно уменьшить при выполнении второстепенных или вспомогательных функций, т.е. излишние затраты.

Целевые затраты подразделяются на затраты, связанные с реализацией:

1) основных функций изделия;

2) второстепенных функций.

ФСА проводится по этапам:

1-й этап – подготовительный – выбор объекта исследования, постановка задачи, определение цели анализа, формирование групп по его проведению. Объект – изделие, технологический процесс, производственный процесс и т.д. Задачи – снижение затрат, сокращение сроков и затрат на техническую подготовку, повышение качества изделия, снижение трудоемкости изготовления либо уменьшение отходов, совершенствование организации производства и т.д.

2-й этап – информационный – включает в себя ознакомление с чертежами, техпроцессами, патентами, рекламными проспектами, аналогами, научными публикациями, экономическими показателями (себестоимость, трудоемкость, РСЭО, цеховые расходы, цена, рента и т.д.). Затраты группируются.

3-й этап – аналитический – анализ объекта, определение задач по выработке вариантов решений по его усовершенствованию. Разрабатывается структурно-элементная модель изделия: состав сборочных единиц и деталей изделия, их взаимосвязи; выделяются уровни: изделие, узел, деталь и т.п. Устанавливаются и формулируются функции в целом и по элементам, определяются по ним затраты. Строится функциональная схема изделия. Определяются носители по конкретным функциям. Информация о затратах заносится в спецформы. Дополнительно анализируются затраты труда, стоимость покупных и комплектующих изделий. Выявляются ненужные функции, анализируется возможность замены материала и т.д.

4-й этап – творческий – поиск идей по формированию варианта решения задачи, выбор оптимального («мозговой штурм», морфологический анализ и т. д.). Уделяется внимание элементам наиболее трудоемким, материалоемким, финансово емким. При предварительном отборе вариантов решений используются методы сравнительной технико-экономической оценки (расстановки приоритетов).

5-й этап – исследовательский – оценка и предварительный выбор вариантов. Исключаются варианты, которые невозможно реализовать. Вырабатываются оценочные критерии проверки вариантов на экономичность, т.е. оценки поставленных задач по затратам. Варианты идентичны по количеству функций, в том числе дополнительных.

6-й этап – рекомендательный – из отобранных вариантов выбирается один с указанием всех затрат.

7-й этап – внедрение и контроль результатов ФСА – составляется график внедрения разработанных и организационных решений и осуществляется его реализация.

Результаты ФСА заносятся в таблицу (табл. 3).

С точки зрения функционального подхода процесс разработки технического задания разбивается на три этапа:

1) построение функциональной модели изделия;

2) моделирование взаимодействия изделия исходя из его суммарных функций с внешней средой с целью определения потребительских характеристик изделия;

3) анализ направлений реализации функций изделия и фор­мулирование требований к нему с позиции технико-эконо­мической целесообразности.

Таблица 3

Изменение нормативов при реализации ФСА

Технико-экономическая оптимизация конструкции инновации решается в двух аспектах:

– технический аспект: определение рациональных требований к качеству изделия с гарантией необходимого уровня качества изделия через сумму объективных и достоверных требований к эксплуатационным параметрам;

– экономический аспект: определение границ и структуры затрат по функциям изделия внутри множества вариантов. Выбор эффективного распределения и сложности конструктивной реализации.

Функционально-стоимостный анализ технологических процессов осуществляется в следующей последовательности:

– исходя из потребностей общества и цели разработки инноваций, определяются функции изделия и функции конструктивных составляющих (узлов, подузлов, деталей);

– определяются материальные носители функций и требуемые их свойства;

– определяются функции процесса изготовления и функции структурных составляющих техпроцессов (температура, скорость, время и т.д.);

– далее определяются материальные компоненты составляющих техпроцессов (средства труда, кадровый персонал и т.д.);

– в завершение определяются функции организации и уп­рав­ления технологическими процессами.

Таким образом, цель функционально-стоимостного анализа в технологической подготовке производства – найти состав и средства обеспечения суммарных свойств изделия с необходимыми функциями с учетом масштаба производства с заданным уровнем качества и минимальных издержках.

Однако ввиду большой трудоемкости ФСА в технологической подготовке производства при выборе объекта анализа приоритет отдается процессам с высокой долей затрат (материальных, трудовых, энергетических) в общих затратах либо процессам, приводящим к возникновению брака.

Контрольные вопросы

1. В чем состоят особенности машиностроительного производства?

2. Что включает учебный курс «Организации производства и менеджмент», каковы его задачи?

3. Характеристика фаз ЖЗП.

4. Перечислите основные внешние мотивации инновационной деятельности предприятия.

5. Что такое «инновационная политика предприятия» и ее цель?

6. Дайте характеристику инновационной деятельности предприятия при реализации продуктовых инноваций.

7. Что такое «инновации»?

8. Классификационные признаки инноваций и инновационных процессов.

9. Содержание исследовательской стадии инноваций и ее эффективность.

10. Содержание конструкторской, технологической и организационной подготовки инновации.

11. Дайте определение понятиям: стандартизация, агрегатирование, конструктивная унификация.

12. Что называется технологичностью конструкций? Ее виды и показатели их оценки.

13. Методы планирования инновационных процессов.

14. Основные элементы сетевых графиков, их назначения. Преимущество перед нормативным методом планирования.

15. Функции ФСА, последовательность и содержание этапов ФСА.

16. Этапы проведения ФСА в конструкторской и технологической подготовке инновации.

1.3. Организация производственных процессов

1.3.1. Организация производственных процессов
во времени

Технико-экономическая характеристика типов производства

Тип производства– классификационная категория производства по широте номенклатуры, регулярности, стабильности и объему выпуска продукции.

Выделяют три основных типа производства: единичное, серийное и массовое.