Расчет оптимального размера партии

Для расчета оптимального экономически целесообразного разме­ра партии используется расчетно-аналитический метод. Согласно этому методу, все затраты по изготовлению партии деталей можно разделить на две категории. Первая категория затрат остается посто­янной при любом размере партии, а в пересчете на одну деталь снижается по мере увеличения размера партии. К этой категории относятся затраты, связанные с запуском партии деталей в произ­водство (Сзап), в том числе затраты по переналадке оборудования, оформлению документации, планированию и учету производства, затраты на подготовительно-заключительные действия по каждой операции. Вторая категория затрат — это затраты на содержание и увеличение незавершенного производства.

Экономически целесообразный размер партии (п опт), миними­зирующий удельную величину этих затрат и потерь, может быть исчислен по формуле:

где Сзап— затраты по запуску партии деталей в обработку (затраты на наладку, оформление документации, включение пар­тии в график запуска и выдачу нарядов исполнителям, учет движения партии в ходе обработки и т. п.), руб.;

Сизг — затраты по изготовлению одной детали (материалы, зар­плата и другие затраты цеховой себестоимости), руб.;

N — количество деталей, которые надо изготовить согласно программе на плановый период, шт.;

— коэффициент потерь от связывания средств в незавер­шенном производстве, он равен норме прибыли на ка­питал.

Из-за необходимости в каждом конкретном случае учитывать ряд требований, накладываемых на оптимальный размер партии, при практических расчетах используется норматив­ный размер партии деталей. Он устанавливается методом под­бора: определяют минимально допустимый размер партии с точки зрения экономически целесообразного использования оборудова­ния и корректируют его в сторону увеличения в зависимости от конкретных производственных условий.

Статическое представление об экономически целесообразном размере партии не учитывает основных конкретных условий произ­водства, от которых на самом деле зависит рациональный размер партии деталей. Такими условиями являются: количество наимено­ваний деталей, подлежащих изготовлению в данном плановом пери­оде; соответствие структуры и величины пропускной способности производственного подразделения суммарной трудоемкости и струк­туре трудоемкости производственной программы данного подразде­ления; количество операций ведущей детали или количество опера­ций в типовом технологическом маршруте. То есть не учитывается динамизм хода производственного процесса.

Расчет длительности производственного цикла изделия

Одним из основных календарно-плановых нормативов непоточ­ного производства является длительность цикла изготовления изде­лия (выполнения заказа). Расчет длительности производственного цикла изделия завершается построением циклового графика изго­товления этого изделия. Методика расчета длительно­сти производственного цикла изготовления детали в механообрабатывающем цехе была рассмотрена выше. Длительность цикла изго­товления заготовки определяется аналогично длительности цикла механообработки детали. Для ускорения расчетов продолжитель­ность цикла изготовления отливок, поковок и штамповок устанав­ливается укрупненно при помощи нормативов, разработанных для различных видов литья, поковок и штамповок в зависимости от их веса, сложности и других факторов. Длительность цикла сборки (Тц, сб) складывается из длительности цикла генеральной сборки (Тц.г.сб) и из максимальной длительности цикла сборки сборочной единицы (Тц.сб.ед). Длительности циклов генеральной сборки и сборки сбо­рочных единиц определяются как суммы длительностей отдельных операций соответственно генеральной сборки и сборки сборочных единиц (Тсб.о).

где tо -нормативная трудоемкость сборочной операции, час;

С- количество рабочих, занятых на данной сборочной опе­рации;

q — длительность рабочей смены, час;

Кв — коэффициент выполнения норм.

Длительность производственного цикла на каждой стадии произ­водства определяется по ведущему производственному подразделе­нию, в котором комплект деталей (заготовок) рассматриваемого из­делия имеет наибольший совокупный цикл. Совокупный цикл механообработки комплекта деталей определяется по длительности цик­ла ведущей детали, имеющей наибольшую длительность цикла по сравнению с другими деталями этого комплекта.

Ведущие детали — это, как правило, детали, характеризующиеся наибольшей трудоемкостью или наибольшим количеством техноло­гических операций. Длительность пребывания деталей в термичес­ком, гальваническом, слесарно-сварочном и других цехах, куда де­тали (заготовки) передаются для выполнения специальных техноло­гических операций, устанавливается укрупненно и включается в длительность цикла соответствующей детали (заготовки).

В длительность производственного цикла детали входит время ее межоперационного пролеживания, продолжительность которого определяется целым рядом факторов: характером специализации участка, уровнем специализации рабочих мест, количеством опера­ций в технологическом процессе, степенью загрузки оборудования и другими факторами. В заводской практике длительность межопера­ционных перерывов в обработке партии деталей часто устанавлива­ется без должного обоснования в размерах, кратных длительности одной смены: 0,5 смены, 1 смена или сутки на каждый межопераци­онный интервал. Однако значительный удельный вес межоперацион­ных перерывов (примерно 70—80%) в длительности цикла изготовле­ния детали требует более обоснованного похода к определению его значения. Для повышения обоснованности расчетов длительности циклов и межоперационных перерывов применяют методы математи­ческой статистики, в частности множественную корреляцию. Однако нормы времени межоперационного пролеживания по формулам корреля­ционной зависимости имеют значительные погрешности.

Первая погрешность состоит в том, что через статистические нор­мы межоперационного пролеживания прошлые условия организа­ции производства как бы планируются на будущее. При этом игно­рируется динамизм номенклатуры выпускаемой продукции, состава рабочих мест, структуры трудоемкости изделий, уровня организации обслуживания рабочих мест и, кроме того, не учитывается степень совершенства оперативного управления производством.

Вторая погрешность состоит в том, что на основе статистических норм времени межоперационного пролеживания определяются лишь средневероятностные величины длительности циклов ведущей и прочих деталей.

Динамическое представление об организации и оптимизации процесса изготовления комплекта деталей

Процессы изготовления партий деталей или единичные произ­водственные процессы организуются во времени, и их протяжен­ность при различных способах обработки труда определяется по соответствующим формулам длительности производственного цик­ла: Тп, Тпр и Тпп.

Эти формулы не должны механически переноситься на более сложные частичные и частные производственные процессы. Напри­мер, в практике машиностроительных предприятий из-за несовершенства действующих методик большие ошибки допускаются при определении длительности производственного цикла частичного производственного процесса (процесса изготовления комплекта де­талей) и особенно при расчете опережений между операциями час­тичного производственного процесса (видами работ на производст­венном участке).

Обычно длительность производственного цикла изготовления комплекта деталей устанавливают по длительности цикла изготовле­ния ведущей (наиболее трудоемкой и многооперационной) детали, что приводит к занижению цикла не менее чем в 1,5 раза. За опере­жениями между операциями частичного процесса вообще, как пра­вило, не следят, отдавая предпочтение отслеживанию прохождения деталями отдельных операций, что приводит к потере контроля за организацией производственного процесса, к нарушению непре­рывности производственного процесса (к внутрисменным простоям рабочих, к непредсказуемым движениям “широких” и “узких” мест в производстве), к неритмичной работе производственных участков и предприятия в целом.

Чтобы этого не допустить, длительность производственного цик­ла частичного процесса при параллельно-последовательном выпол­нении его операций должна определяться по формуле, аналогичной формуле длительности цикла изготовления партии деталей при па­раллельно-последовательном способе обработки предметов труда.

Так, если в формуле длительности цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном способе организации процесса (Тпп) произвести следующие замены:

п — количество деталей в партии на n' — количество наименова­ний деталей, подлежащих изготовлению на участке в определенном плановом периоде и составляющих один комплект деталей;

tj — продолжительность технологической операции детали на

tj — среднюю продолжительность технологических операций дета­ли на каждой j-й операции частичного производственного процесса (или j-го вида работ);

tj — продолжительность меньшей в каждой паре продолжительностей 1 j -й и (j + 1)-й операции детали на tj — продолжительность меньшей в каждой паре средних продолжительностей технологиче­ских операций на j-й и (j + 1)-й операциях частичного процесса или на j-м и (j + 1)-м видах работ,

то получится формула для определения длительности производст­венного цикла изготовления комплекта деталей для случая, когда на каждой операции процесса используется только по одному рабочему месту:

Если на каждой операции частичного процесса используется раз­ное количество рабочих мест, то длительность его производственно­го цикла может определяться по формуле:

где tj — средний интервал времени, через который осуществляется выпуск деталей

после завершения их обработки на j-й операции частичного процесса (tj = t.j/Сj);

tм j— меньший из двух средних интервалов времени, через который осуществляется передача деталей с j-й или (j + 1)-й операций частичного процесса;

Сj — количество рабочих мест, участвующих в обработке дета­лей на меньшей смежной

j-й операции частичного про­цесса.

На основе законов организации производства сформулировано правило золотого сечения.

В 1933г. профессором Непорентом И. О. была выявлена неравномерность потребления материальных и трудовых ресурсов в течение производственного цикла, который проявляется в следующем:

¨ в момент запуска ведущих деталей фронт рабочих мест, одновременно участвующих в обработке комплекта деталей, незначителен и немного меньше среднего числа рабочих мест, которые должны непрерывно участвовать в производственном процессе на протяжении всего цикла изготовления деталей данного комплекта;

¨ после прохождения ведущих деталей первых технологических операций в работу постепенно запускаются все остальные детали комплекта и фронт рабочих мест, одновременно занятых изготовлением деталей данного комплекта, начинает возрастать и в момент завершения первой операции технологического процесса он достигает своего максимума, а затем начинает уменьшаться.

Таким образом, процессы изготовления разных комплектов деталей представляет собой циклы, характеризующиеся "разворачиванием и сворачиванием" фронта рабочих мест.

Наилучшая организованность производственного процесса во времени и пространстве достигается в момент, соответствующий точке золотого сечения, производственный цикл изготовления всего комплекта деталей делится на две части. При этом весь цикл так относится к своей большей части, как эта большая часть относится к меньшей.

Для оптимизации процесса изготовления комплекта деталей точка золотого сечения (относительно фронта рабочего места) должна находится между 2/3 и 3/4 длительности цикла всего комплекта деталей.

Основными календарно-плановыми нормативами организации производственного процесса во времени являются нормативный размер партии деталей, межоперационное пролеживание партии деталей, длительность производственного цикла детали и длительность производственного цикла изготовления изделия, ритм производственного цикла.

Важным фактором для организации производственных процессов является размер партии деталей, одновременно запускаемых в производство.

Оптимальный размер партии деталей определяется по формуле Уилсона (Вильсона), предложенной в 1915г:

, (8.1)

где С_зап – затраты на наладку оборудования, оформление документации, выдачу нарядов исполнителям, учет движения материального потока и др.;

N – плановое количество деталей, соответствующее программе производства на определенный период;

С_изг – стоимость материалов, заработная плата и другие затраты, входящие в цеховую себестоимость и приходящиеся на 1 деталь;

h – коэффициент, равный норме прибыли на капитал.

На основе этой формулы К.Андлером получена формула 8.2:

, (8.2)

где К – сумма накладных расходов на размещение и реализацию заказов;

М – объем материального потока;

Н – затраты на хранение единицы заказа.

В данной формуле приняты допущения: заказанная продукция поступает как раз в тот момент, когда уровень предыдущих запасов падает до нуля.

Для решения задачи оптимизации размера заказа необходимо определить суммарные затраты, связанные с накладными расходами, хранением, поставками определенной партии заказа.

Z_общ = Z₁ + Z₂ + Z₃ ® min, (8.3)

где Z₁ = K(M/Q) – показывает долю затрат, связанных с накладными расходами;

Z₂ = CM – доля затрат, связанных с оплатой заказанной продукции;

Z₃ = R(Q/2) – доля затрат, связанных с хранением,

Q/2 – средний уровень запасов.

Из условия (8.4)

получим формулу (8.2) для расчета Q_опт

Зачастую в отечественной практике из-за сложности расчетов и необходимости в каждом конкретном случае учитывать ряд требований, накладываемых на оптимальный размер партии деталей, используется нормативный размер партии деталей.

Он устанавливается методом подбора: определяют минимально допустимый размер партии с точки зрения экономически целесообразного использования оборудования и корректируют его в сторону увеличения в зависимости от конкретных производственных условий.

Статическое представление об экономически целесообразном размере партии не учитывает основных конкретных условий производства, от которых на самом деле зависит рациональный размер партии деталей. Такими условиями являются: количество наименований деталей, подлежащих изготовлению в данном плановом периоде; соответствие структуры и величины пропускной способности производственного подразделения суммарной трудоемкости и структуре трудоемкости производственной программы данного подразде­ления; количество операций ведущей детали или количество опера­ций в типовом технологическом маршруте. То есть не учитывается динамизм хода производственного процесса.

Межоперационное пролеживание предметов труда и простои рабочих мест в процессе изготовления изделий служат своеобразными календарными компенсаторами, выравнивающими календарные длительности смежных технологических операций на производствен­ных участках.

Явление выравнивания календарных продолжительностей смежных технологических операций имеет силу закона

Календарная организация всех форм поточного производства построена по принципу непрерывного движения деталей: синхронизация длительностей деталеопераций здесь должна бы осуществляться только за счет простоев рабочих мест, но это неэффективно, так как час простоя рабочего места (рабочего и оборудования) стоит дороже, чем час пролеживания одной детали. Поэтому организуется параллельно-последовательное движение деталей, когда все микропростои рабочих мест концентрируются.

Эта концентрация становится возможной за счет допущения некоторого межоперационного пролеживания деталей. Концентрация микропауз простоев каждого рабочего места позволяет высвободить рабочего и на это время перевести его на другую операцию. Здесь синхронизация длительностей деталеопераций до величины такта поточной линии осуществляется как за счет простоев оборудования рабочих мест, так и за счет межоперационного пролеживания деталей.

Вообще при любой форме организации производства неравные про­должительности технологических операций выравниваются до некоторого календарного предела либо за счет пролеживания деталей, либо за счет простоев рабочих мест, либо за счет того и другого одновременно.

Одним из основных календарно-плановых нормативов непоточ­ного производства является длительность цикла изготовления изде­лия (выполнения заказа). Расчет длительности производственного цикла изделия завершается построением циклового графика изго­товления этого изделия. Методика расчета длительно­сти производственного цикла изготовления детали в механообрабатывающем цехе была рассмотрена выше. Длительность цикла изго­товления заготовки определяется аналогично длительности цикла механообработки детали. Для ускорения расчетов продолжитель­ность цикла изготовления отливок, поковок и штамповок устанав­ливается укрупненно при помощи нормативов, разработанных для различных видов литья, поковок и штамповок в зависимости от их веса, сложности и других факторов.

Длительность производственного цикла на каждой стадии произ­водства определяется по ведущему производственному подразделе­нию, в котором комплект деталей (заготовок) рассматриваемого из­делия имеет наибольший совокупный цикл. Совокупный цикл механообработки комплекта деталей определяется по длительности цик­ла ведущей детали, имеющей наибольшую длительность цикла по сравнению с другими деталями этого комплекта.

Ведущие детали — это, как правило, детали, характеризующиеся наибольшей трудоемкостью или наибольшим количеством техноло­гических операций. Длительность пребывания деталей в термичес­ком, гальваническом, слесарно-сварочном и других цехах, куда де­тали (заготовки) передаются для выполнения специальных техноло­гических операций, устанавливается укрупненно и включается в длительность цикла соответствующей детали (заготовки).

В длительность производственного цикла детали входит время ее межоперационного пролеживания, продолжительность которого определяется целым рядом факторов: характером специализации участка, уровнем специализации рабочих мест, количеством операций в технологическом процессе, степенью загрузки оборудования и другими факторами. В заводской практике длительность межоперационных перерывов в обработке партии деталей часто устанавливается без должного обоснования в размерах, кратных длительности одной смены: 0,5 смены, 1 смена или сутки на каждый межоперационный интервал. Однако значительный удельный вес межоперационных перерывов (примерно 70—80%) в длительности цикла изготовления детали требует более обоснованного похода к определению его значения. Для повышения обоснованности расчетов длительности циклов и межоперационных перерывов применяют методы математической статистики, в частности множественную корреляцию. Однако нормы времени межоперационного пролеживания по формулам корреляционной зависимости имеют значительные погрешности.

Процессы изготовления партий деталей или единичные производственные процессы организуются во времени, и их протяженность при различных способах обработки труда определяется по соответствующим формулам длительности производственного цикла.

Обычно длительность производственного цикла изготовления комплекта деталей устанавливают по длительности цикла изготовления ведущей (наиболее трудоемкой и многооперационной) детали, что приводит к занижению цикла не менее чем в 1,5 раза. В отечественной практике за опережениями между операциями производственного процесса, как правило, не следят и предпочитают отслеживать прохождение деталями отдельных операций. Это приводит к:

1) потере контроля за организацией производственного процесса,

2) нарушению непрерывности производственного процесса из-за внутрисменных простоев рабочих,

3) непредсказуемым движениям “широких” и “узких” мест в производстве,

4) неритмичной работе производственных участков и предприятия в целом.

Чтобы этого не допустить, длительность производственного цикла при параллельно-последовательном выполнении его операций должна определяться по формуле, аналогичной формуле длительности цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном способе обработки предметов труда.

Ритм производственного цикла представляет собой закономерное сочетание процесса развертывания и свертывания изготовления комплектов деталей (заготовок, деталей, сборочных единиц, узлов) по стадиям производства и производственным участкам.

8.2 Управление производством в " тянущих " и " толкающих " системах

Управление материальными потоками в рамках внутрипроизводственных логистических систем может осуществляться различными способами, из которых выделяют два основных принципиально отличающихся друг от друга.

" Толкающая " система (система МРП - material requirement planing) представляет собой систему организации производства, в которой предметы труда, поступающие на производственный участок непосредственно этим участком у предыдущего технологического звена не заказываются. Материальный поток (МП) по команде (ИП -информационный поток) из центральной системы управления (ЦСУ) выталкивается на следующее звено.

ЦСУ

ип ип ип

Звено 1 ® Звено 2 ® … ® Звено N ® Склад ГП

мп мп мп мп

Рис 2 Система МРП или "толкающая" система

" Система МРП получила свое развитие в США и некоторых странах Западной Европы. В настоящее время предлагается на рынке программных продуктов как МРП-2, МРП-Х. Полнофункциональный пакет программ МРП-2 в 1988г. обходился потребителю в 10тыс. долл. Этот дорогой пакет предназначен для персональных ЭВМ. Он выполняет кроме функции потребности материалов и другие функции: прогнозирование, управление запасами, закупками и др. При этом прогноз потребности в сырье и материалах ведется раздельно по приоритетным и неприоритетным заказам. По каждому заказу анализируется возможность его выполнения в конкретный срок, рассчитывается уровень страховых запасов и затраты на содержание запасов и увеличение качества обслуживания заказчиков

Тянущая " система – система организации производства, в которой детали и полуфабрикаты подаются на следующую технологическую операцию по мере необходимости в них.

ЦСУ

ип

заявка

Поставщики

ип   мп

Звено 1

ип   мп

.....

ип   мп

Звено 2

ип   мп

Звено N

мп

Рынок сбыта

Рис 3 Система CANBAN (КАНБАН) или "тянущая" система

Система КАНБАН функционирует по принципу ДЖИТ – just-in-time (точно вовремя)

.

Система CANBAN впервые была разработана кампанией "Toyota" и в дальнейшем усовершенствована "Toyota Motor Co", а после 1973г. была внедрена в производство многими японскими фирмами. Система позволила ликвидировать излишние материальные запасы и рабочую силу. CANBAN функционирует по принципу "точно вовремя" и четко взаимодействует не только с основным и вспомогательным производством, но и с поставщиками сырья, материалов и комплектов деталей. CANBAN реализует логику целей и позволяет избежать излишних складских работ, межцеховых запасов. В США эту систему применяли 25 фирм. В результате фирмы стали выпускать продукцию более высокого качества с минимальными затратами. А следовательно повысилась их конкурентоспособность, особенно на внешних рынках.

Для передачи информации о поставки определенного количества конкретных изделий служит сигнал-ярлык в виде специальной карточки. Карточка CANBAN бывает прямоугольной пластиковой или металлической треугольной.

Предел точности функционирования системы CANBAN ±10% предварительного плана, составленного по укрупненным показателям.

В системе Toyota-CANBAN конкретного графика работы на месяц или декаду нет. Детальный график на месяц работы получают только линии окончательно сборки изделий и они раскручивают информацию в обратном направлении по отношению к материальному потоку. Таким образом, диспетчеризация управления материальными потоками построена на горизонтальных связях между субъектами производственной системы, а не на пирамиде, как в традиционной системе.

В 1990-е годы на основе концепции МРП и CANBAN создана система Орtimized Production Technology (ОРТ или ОПТ). Особенность этой системы заключается в выявлении узких мест на маршрутах движения материального потока. В системе ОПТ поощряется использования резервов рабочего времени для повышения квалификации рабочих и общественной деятельности. Применение ОПТ позволяет на 10% увеличить выпуск ГП, на 20% снизить запасы, в 4-5 раз увеличить оборачиваемость оборотных средств.

В зависимости от специфики деятельности компании применяются различные логистические системы и различные виды логистики (закупочная, производственная, распределительная, транспортная, информационная).

Одним из таких видов является производственная логистика, в задачи которой входит обеспечение качественного, своевременного и комплектного производства продукции в соответствии с хозяйственными договорами, сокращение производственного цикла и оптимизация затрат на производство.

Задачи производственной логистики касаются управления материальными потоками внутри предприятий. Участников логистического процесса в рамках производственной логистики связывают внутрипроизводственные отношения (в отличие от участников закупочного и распределительного логистических процессов, связанных товарно-денежными отношениями). Материальный поток на своем пути от первичного источника сырья до конечного потребителя проходит ряд производственных звеньев. Управление материальным потоком на этом этапе имеет свою специфику и поэтому носит название производственной логистики.[3, с. 181]. Таким образом, главная задача производственной логистики – управление материальным потоком.

Производственная логистика подразумевает под собой применение ряда логистических концепций. В настоящее время в мире разработано и используется множество различных логистических концепций.

Принципиально среди них можно выделить представителей двух различных типов – концепции «тянущих» и «толкающих» систем. [3, c. 188]. Самой известной среди «тянущих» концепций является концепция «точно в срок» (just-in-time, JIT), о которой и пойдет речь ниже.