Методи організації виробництва

Виробничий процес здійснюється в часі і просторі. Організа­цію виробничого процесу в часі було вже розглянуто вище. Про­сторова організація виробничого процесу передбачає розміщення робочих місць і їхніх груп (дільниць, цехів) на території підприєм­ства та забезпечення пересування предметів праці по операціях за найкоротшими маршрутами. Поєднання цих двох аспектів побудо­ви виробничого процесу здійснюється застосуванням відповідно­го методу організації виробництва. Є два методи організації вироб­ництва: непотоковий і потоковий.
 
Організація непотокового виробництва
Непотоковому виробництву властиві такі ознаки: на робочих місцях обробляються різні за конструкцією і технологією виготовлення предмети
праці, бо кількість кожного з таких є невеликою й недостатньою для нормального завантаження устаткування; робочі місця розмі­щуються за однотипними технологічними групами без певного зв'язку з послідовністю виконання операцій, наприклад, групи то­карних, фрезерних, свердлильних та інших верстатів; предмети праці переміщуються в процесі обробки за складними маршрута­ми, унаслідок чого є великі перерви між операціями. Після окре­мих операцій предмети праці часто поступають на проміжні скла­ди і чекають звільнення робочого місця для виконання наступної операції.
Непотоковий метод застосовується переважно в одиничному і серійному виробництвах. Залежно від номенклатури виробів і їхньої кількості він може мати різні модифікації. За умов одиничного ви­робництва непотоковий метод здійснюється переважно у формі одинично-технологічного, коли окремі предмети праці одиницями або невеликими партіями, які не повторюються, проходять оброб­ку згідно з наведеним вище порядком. У серійному виробництві цей метод набирає форми партіонно-технологічного або предмет­но-групового.
Партіонно-технологічний метод відрізняється від одинично-технологічного тим, що предмети праці проходять обробку партія­ми, які періодично повторюються. Партія предметів праці є важ­ливим календарно-плановим нормативом організації партіонного виробництва і її величина істотно впливає на його ефективність, причому цей вплив не однозначний. З одного боку, збільшення величини партії забезпечує зменшення кількості переналагоджувань устаткування, унаслідок чого поліпшується його використання, зменшуються витрати на підготовчо-завершальні роботи (переналагоджування, одержання і здача роботи, ознайомлення з техніч­ною документацією і т. п.). Крім цього, спрощується оперативне планування й облік виробництва. З іншого боку, обробка предметів великими партіями збільшує обсяг незавершеного виробництва, по­требує більших складських приміщень, а це призводить до додат­кових витрат.
Зменшення величини партії предметів справляє на ефективність виробництва протилежний вплив. Відтак дуже важливо визначи­ти величину оптимальної партії. Оптимальною є така партія пред­метів, коли загальні витрати на її виготовлення будуть мінімаль­ними. Вона обчислюється у процесі оперативного управління ви­робництвом.
Одиничне- і партіонно-технологічні методи виробництва орга­нізаційно є досить складними, їхні недоліки трохи послаблюють­ся застосуванням предметно-групового методу. Суть останнього полягає в тім, що вся сукупність предметів праці розподіляєть­ся на технологічно подібні групи. Обробка предметів кожної гру­пи здійснюється за приблизно однаковою технологією і потребує однакового устаткування. Це дає змогу створювати для обробки предметів групи предметно спеціалізовані дільниці, підвищувати рівень механізації та автоматизації виробництва. Предметно-гру­пові методи створюють передумови для переходу до потокового виробництва.  
Устаткування в непотоковому виробництві є переважно універ­сальним, а робітники — універсалами високої кваліфікації. Вищий рівень спеціалізації устаткування, як зазначалося, використовуєть­ся в разі застосування предметно-групових методів, оскільки за пев­ною предметне спеціалізованою дільницею закріплюється менша кількість предмето-операцій.
Для непотокових методів характерне послідовне (рідко — по­слідовно-паралельне) поєднання операцій, що поряд зі складними маршрутами обробки збільшує тривалість виробничого циклу. Проте непотокове виробництво має свою сферу застосування, воно широко використовується в промислових дискретних процесах. За невеликих обсягів виготовлення окремих виробів непотоковий метод забезпечує ліпше використання устаткування, більш повне його завантаження в часі та за потужністю, оскільки обробку пред­метів можна розподіляти між верстатами групи з урахуванням їхніх параметрів.
Загальна характеристика потокового виробництва
Потокове виробництво — високоефективний метод організації виробничого процесу. За умов потоку виробничий процес здійснюється в мак­симальній відповідності до принципів його раціональної організації. Потокове виробництво має такі ознаки:
за групою робочих місць закріплюється обробка або скла­дання предмета одного найменування або обмеженої кількості най­менувань конструктивно та технологічно подібних предметів;
робочі місця розміщуються послідовно за ходом технологіч­ного процесу;
технологічний процес має високу поопераційну диференціа­цію, на кожному робочому місці виконується одна або кілька схо­жих операцій;
предмети праці передаються з операції на операцію поштуч­но або невеликими транспортними партіями згідно з ритмом робо­ти, що забезпечує високий ступінь паралельності та безперервності процесу. Широко застосовується спеціальний міжопераційний транспорт (конвеєри), який виконує не тільки функції переміщен­ня предметів, а й задає ритм роботи.
Потокові методи застосовуються для виготовлення продукції в значних обсягах і протягом тривалого часу, тобто в масовому й великосерійному виробництві.
Основною структурною ланкою потокового виробництва є по­токова лінія — технологічно та організаційно виокремлена група робочих місць, яка виготовляє один або кілька подібних типорозмірів виробів. Потокові лінії бувають різними, тому їх класи­фікують за певними ознаками.
За номенклатурою виробів потокові лінії поділяють на одно- і багатопредметні. Однопредметною називається лінія, на якій об­робляється або складається виріб одного типорозміру протягом тривалого часу. Для переходу на виготовлення виробу іншого ти­порозміру потрібна перебудова лінії (перестановка устаткування, його заміна тощо). Застосовуються ці лінії в масовому виробництві. Багатопредметною є потокова лінія, на якій одночасно або по­слідовно виготовляється кілька типорозмірів виробів, схожих за конструкцією й технологією виробництва. Сфера застосування — серійне виробництво.
За ступенем безперервності процесу потокові лінії поділяються на безперервні та переривані. Безперервною є лінія, на якій предме­ти праці переміщуються по операціях безперервно, тобто без міжо-пераційного чекання (паралельне поєднання операцій). Перерива­ною, або прямоточною, вважається лінія, що не може забезпечити безперервної обробки предметів через несинхронність операцій. Між операціями з різною продуктивністю предмети праці чекають своєї черги на обробку, утворюючи періодично оборотні запаси.
За способом підтримування ритму відрізняють лінії з регламен­тованим і вільним ритмом. На лінії з регламентованим ритмом предмети праці передаються з операції на операцію через точно фіксований час, тобто за заданим ритмом, який підтримується за допомогою спеціальних засобів (переважно конвеєра). Регламен­тований ритм застосовується на безперервних лініях. На лініях з вільним ритмом предмети з операції на операцію можуть переда­ватися з відхиленням від розрахункового ритму. Загальний ритм у цьому разі забезпечується стабільною продуктивністю робітника на першій операції лінії або ритмічною сигналізацією (звуковою, світловою).
Залежно від місця виконання операцій лінії поділяють на лінії з робочим конвеєром і конвеєром зі зняттям предметів для їхньої обробки. Робочий конвеєр, крім транспортування й підтримування ритму є безпосереднім місцем виконання операцій. Це передусім складальні конвеєри. Конвеєри зі зняттям предметів характерні для процесів, операції яких виконуються на технологічному устатку­ванні.
За способом переміщення виокремлюють конвеєри з безперер­вним та пульсуючим рухом. Конвеєр з безперервним рухом має по­стійну швидкість і під час роботи не зупиняється. Конвеєр з пуль­суючим рухом під час виконання операцій стоїть нерухомо. Він приводиться в дію періодично через проміжок часу, що дорівнює такту лінії. Такі конвеєри застосовуються тоді, коли за технологіч­ними умовами виконання операції потребує нерухомого стану пред­мета праці.
Переміщувати самі предмети не завжди можливо й доцільно (наприклад за складання великогабаритних машин). У цьому разі організується так званий стаціонарний потік, коли вироби встанов­люються нерухомо на складальних стендах, а переміщуються спеці­алізовані групи (бригади) робітників, які виконують певні операції. Кількість груп (бригад) робітників дорівнює кількості стендів.
 
Особливості організації і параметри потокових ліній
Запровадження потокового виробництва потребує певних умов. Основні з них такі:
достатній за обсягом і тривалістю випуск продукції;
висока стабільність І технологічність конструкції виробу;
можливість раціонального розміщення робочих місць і чітка організація їхнього обслуговування;
застосування прогресивної технології, механізація та авто­матизація процесів.
На підставі аналізу продукції, її обсягу, стану технологічного процесу, можливостей його вдосконалення, маси і габаритів виро­бу вибирається певний різновид потокової лінії та обчислюються основні її параметри: такт, ритм, кількість робочих місць, довжина робочих зон, швидкість руху конвеєра.
Такт потокової лінії— це інтервал часу, за який сходять з лінії вироби, що пересуваються один за одним:
r=TpN                (11.12)
де r — такт потокової лінії, хв;
Тp — плановий фонд часу роботи лінії за розрахунковий період, хв;
N — обсяг виробництва продукції за той самий період у нату­ральному вимірі.
Обчислюючи час роботи безперервних потокових ліній, треба передбачати періодичні короткочасні перерви в роботі конвеєра для відпочинку робітників.
Якщо предмети праці передаються не поштучно, а транспорт­ними партіями (nm), то вони сходять з лінії за інтервал часу, що називається ритмом лінії:
R = r*nm (11.13)
де R — ритм лінії, хв.
У разі, коли організується безперервна потокова лінія, після обчислення такту проводять синхронізацію операцій. Операції вва­жають синхронізованими, коли тривалість кожної з них дорівнює або є кратною такту лінії. Синхронізація операцій досягається вживанням низки технологічних і організаційних заходів: диферен­ціацією, концентрацією операцій, скороченням їхньої тривалості за рахунок певних удосконалень тощо.
Кількість робочих місць обчислюється для кожної операції за формулою
Mpi=ti/r,                 (11.14)
де Мpi — розрахункова кількість робочих місць на /-й операції. Вона заокруглюється до більшого цілого числа М, після чого об­числюється коефіцієнт завантаження робочих місць (&з) для кож­ної операції:
kзі = Mpi/Mi         (11.15)
Швидкість руху конвеєра залежить від його такту й відстані між виробами:
V=L/r                      (11.16)
де V— швидкість руху конвеєра, м/хв;
L—відстань між центрами двох суміжних виробів на конвеєрі, м.
Швидкість конвеєра, що рухається безперервно, обмежується раціональним режимом праці. На пульсуючому конвеєрі, який вклю­чається періодично, вона встановлюється максимальною з урахуванням правил безпеки праці.
На робочому конвеєрі з безперервним рухом за виконання опе­рації робітник пересувається за ходом конвеєра в межах відведе­ної йому робочої зони. Після закінчення операції робітник повертається до початку зони і виконує операцію над наступним виро­бом, який на цей момент має підійти до неї. Довжина робочої зони обчислюється за формулою
α i=L*ti/r ,                (11.17)
де α— довжина робочої зони на i-й операції, м.
За обробки або складання невеликих виробів і малої швидкості руху конвеєра робітник може перебувати (сидіти) на одному місці. Наприклад, складання годинників, монтаж радіоапаратури та ін.
Просторове розміщення потокових ліній може бути різним за­лежно від кількості робочих місць, типу транспортних засобів, площі дільниці (цеху). Найпростішим і найпоширенішим є прямо­лінійне розміщення робочих місць за ходом технологічного проце­су. Але це не завжди можливо, тому буває дворядне, кільцеве, зиг­загоподібне їхнє розміщення. Суміжні потокові лінії треба розмі­щувати так, щоб було зручно транспортувати предмети праці між ними. За організації потокової обробки і складання виробів до­поміжні лінії, що забезпечують складальний конвеєр, розміщують перпендикулярно до нього.
 
Тенденції розвит­ку потокового виробництва
Потокове виробництво внаслідок високої спеці­алізації, механізації та чіткої організації вироб­ничого процесу є високоефективним. Його ефективність виявляється у високій продуктивності праці, скороченні виробничого циклу і незавершеного виробництва, ліпшому ви­користанні основних фондів. Усе це забезпечує зменшення вит­рат на виробництво. Водночас потокове виробництво має й помітні недоліки.
Найбільшим недоліком потокового виробництва є примітивіза­ція праці робітників, обмеження її виконанням елементарних ме­ханічних операцій, що є наслідком високої диференціації технологічного процесу. Це робить працю на потоковій лінії малозмістовною, суперечить загальній тенденції підвищення освітнього і ква­ліфікаційного рівня працівників. Крім того, є непривабливими для людини жорсткий ритм роботи на потокових лініях, брак будь-яких творчих елементів у праці.
Цей недолік потокового виробництва усувається його автомати­зацією і створенням автоматичних потокових ліній, коли всі техно­логічні операції і транспортування предметів праці здійснюються автоматично. Автоматичні лінії широко застосовуються в масово­му виробництві.
Істотним недоліком потокового виробництва в його традиційній вузькоспеціалізованій формі є суперечність між його тяжінням до конструктивно-технологічної стабільності (тобто між його консер­вативністю) і вимогою динамічності виробництва, постійного онов­лення продукції відповідно до науково-технічного прогресу та по­треб ринку. Вузька спеціалізація робочих місць, їхня жорстка прив'язка до ходу технологічного процесу створюють труднощі для переходу на випуск нової продукції. Виникає необхідність у заміні устаткування, його переміщенні, створенні нового оснащення, пе­рекваліфікації робітників, що зв'язано з великими витратами часу й коштів.
Ця негативна сторона потокового виробництва поступово нейт­ралізується підвищенням гнучкості технологічних систем, засто­суванням машин із числовим програмним керуванням (ЧПК), запровадженням автоматичних багатофункціональних маніпуляторів-роботів.
Об'єднання верстатів з ЧПК, роботів, автоматичних транспор­тних засобів і складів під загальним керуванням ЕОМ дає мож­ливість створювати гнучкі автоматизовані системи (ГАС) з даль­шим залученням до них автоматизованого проектування продукції. Такі системи поєднують переваги потокового (висока продук­тивність) і непотокового (гнучкість) виробництва, можуть застосовуватись в усіх його типах, і є особливо ефективними в серій­ному виробництві.
Вони швидко і без великих витрат часу й коштів переналагод­жуються на випуск іншої продукції (у межах технічних можливо­стей). Для цього потрібно змінити програму виробничого проце­су, записану на машинному носії. Гнучкі автоматизовані систе­ми — це стратегічний напрямок розвитку техніки та організації виробництва.