4.1. Проектирование производственной структуры

Производственная структура выражает и определяет взаимодействие элементов производственного процесса и соединение частичных процессов в пространстве. Проектирование производственной структуры предприятия включает определение состава основных, вспомогательных и обслуживающих подразделений, их специализацию и установление производственных связей между ними, определение состава и количества оборудования и его расстановку, построение планировки, расчета площадей и др. Производственная структура влияет на организацию производственного процесса, расположение подразделений и служб, определяет структуру управления предприятием и подразделениями, а также воздействует на технико-экономические показатели работы предприятия (подразделения).

Производственными единицами являются: предприятие, производство, цех, участок, поточная линия, рабочее место. В состав производственной структуры входят основные цехи (заготовительные, обрабатывающие, сборочные), вспомогательные цехи (инструментальный, нестандартного оборудования, модельный, тарный), обслуживающие цехи (транспортный, ремонтный, энергетический), службы и хозяйства (метрологическая, информационная, складская, санитарно-техническая и др.).

При проектировании производственной структуры необходимо учитывать воздействие целого ряда факторов:

• конструктивные особенности продукции, технология ее изготовления и требования НТП;

• объем производства и структура трудоемкости;

• форма специализации;

• уровень кооперирования с другими предприятиями;

• тип производства.

Тип производства определяется раздельно для деталей каждого наименования, либо по коэффициенту массовости, либо по коэффициенту закрепления операции, для чего расчетные значения коэффициентов сопоставляются с нормативными. Исходными данными являются производственная программа, действительный фонд времени работы оборудования (задаются в ТЗ), а также трудоемкость деталей и количество технологических операций их обработки (принимаются по данным техпроцессов).

Исходя из типа производства на основе группирования деталей по общности конструктивно-технологических и организационно-плановых признаков, определяется состав основных производственных подразделений и их специализация: предметная (подетальная) или технологическая. Предметная специализация предполагает, в свою очередь, создание однопредметных или многопредметных подразделений (линий, участков, цехов).

В условиях массового и крупносерийного узкономенклатурного и редкосменяемого производства экономически целесообразно применять средства "жесткой" автоматизации с предметной специализацией. В условиях единичного, мелко- и среднесерийного производства, а также крупносерийного и массового широкономенклатурного и быстросменяемого производства - средства "гибкой" автоматизации: технологические участки станков с ЧПУ, связанных АСУ ТП; РТК и ГПС с предметной специализацией (многопредметные). Предпочтение следует отдавать предметной специализации, технологическая применяется в редких случаях в единичном производстве, когда невозможно или нецелесообразно использовать ГПС.

Исходя из принятого состава и специализации подразделений, для каждого из них определяется форма организации: технологическая, предметная (предметно-замкнутая, предметно-групповая) или смешанная. Смешанная форма организации применяется редко, как правило в случаях, когда санитарно-гигиеническим или противопожарным нормам требуется обособление части техпроцесса, в целом реализуемого в предметно-замкнутом подразделении (участке, цехе).

Поскольку предметная специализация создает предпосылки для организации подразделений на принципах поточного производства, необходимо определить форму поточного производства: непрерывно-поточную или прерывно-поточную, переменно-поточную или групповую, с переналадкой или без переналадки. В результате определяется конкретный тип линий, на базе которых будет строиться каждое производственное подразделение.

Для проектирования производственной структуры предприятия и основных цехов можно использовать методический подход, изложенный в работе /7/. В соответствии с предложенной методикой проектирование производственной структуры рекомендуется проводить на двух уровнях: макропроектирование и инженерное (микропроектирование) проектирование. На уровне макропроектирования проводится анализ действующей структуры и осуществляется классификация изделий и деталей.

Анализ существующей структуры ведется по стадиям (сборочной, обрабатывающей и заготовительной), при этом выявляется соответствие производственной структуры производственным процессам. Для проектирования сборочной стадии проводят классификацию изделий по признакам:

а) серийности – выделяют изделия массового, серийного и единичного производства;

б) степени постоянства выпуска продукции – определяют регулярно, нерегулярно повторяющиеся и неповторяющиеся изделия;

в) форме организации сборочного процесса – выделяют изделия для поточной или партионной сборки;

г) по длительности цикла сборочного процесса, определяют изделия с короткими и длительными циклами.

При проектировании производственной структуры механических цехов классификацию деталей проводят по двум группам признаков:

1) конструктивно-технологические признаки - позволяют определить форму специализации участков (предметных, подетальных, технологических);

2) организационно-плановые признаки – позволяют создать участки по типу производства и равновеликие по относительной трудоемкости обработки.

К конструктивно-технологическим признакам относятся:

- форма обрабатываемых поверхностей - определяет форму обработки;

- вид заготовки - определяет форму обработки и вид оборудования;

- габариты деталей - определяет размер оборудования;

- конструктивный тип детали - определяет выбор оборудования;

- технологический маршрут - определяет типоразмер оборудования и его расстановку.

В качестве важнейшего конструктивно-технологического признака принимают формы обрабатываемых поверхностей (тела вращения, плоские тела и т. п.), которые определяют вид обработки. Габариты деталей определяют размеры оборудования (мелкие, средние и крупные детали). Основной технологический маршрут определяет последовательность в расстановке оборудования. При выборе основного маршрута выбираются наиболее характерные детали. Для деталей с числом операций менее 5 выбирается одна основная операция (трудоемкая или формообразующая).

К организационно-плановым признакам относятся:

- показатель относительной трудоемкости деталей – дает возможность сформировать равновеликие участки;

- показатель массовости, характеризующий тип производства;

- признак общности наладки оборудования – позволяет сконцентрировать, сосредоточить обработку деталей разного конструктивного типа на одном участке при условии общей наладки рабочих мест.

Показатель относительной трудоемкости Кдi (обезличенное количество рабочих мест) рассчитывается по формулам (6, 7):

(6)

(7)

где tштij — время обработки i-й детали по всем j-м операциям; Ni — программа выпуска деталей; Kо — число операций; К_В - коэффициент выполнения норм; 60 — перевод часов в минуты; Fэ — эффективный фонд времени работы оборудования; r – такт выпуска деталей.

Для обеспечения равновеликости участков необходимо соблюдать условие (8):

(8)

где А - целое число, которое получается делением суммарного К_Дi на число участков цеха (n_y).

, (9)

(10)

Число участков определяется, исходя из расчетного числа рабочих мест (Sp) и нормы управляемости одним мастером (Нy), определяемой по формуле (11):

(11)

где Ср — средний разряд работ; К_З.О. — коэффициент закрепления операции.

По данным НИИ труда, Нy = 25-40 рабочих мест: в массовом типе производства — 40 рабочих мест; в мелкосерийном — 25 рабочих мест.

На каждом участке определяется необходимое количество оборудования.

Проектирование производственной структуры заканчивается размещением оборудования на плане цеха. При размещении оборудования необходимо руководствоваться принципами организации производственного процесса: прямоточностью, ритмичностью, непрерывностью, а также учитывать удобства ремонта оборудования, хранения тары, организации многостаночного обслуживания, требования техники безопасности. В качестве критерия эффективности планировки может быть выбран минимум грузооборота, минимум производственного цикла, минимум незавершенного производства, кратчайшие пути движения транспорта.

Пространственная структура выполняется в генеральном плане - проектируемое или практически сложившееся размещение цехов, служб, коммуникаций, согласованных с особенностями местности, требованиями территории и охраны окружающей среды.