Определение производственной цели подсистемы основного производства участка старшего мастера (объекта и объема производства)
Производственная цель подсистемы основного производства (ПСОП) участка направлена на изготовление продукции требуемого качества в запланированные сроки. Чтобы определить объект производства необходимо ответить на вопросы «что изготавливать?» (качественная характеристика производственной цели) и «сколько?» (количественная характеристика производственной цели).
Качественно производственная цель характеризуется составом номенклатуры деталей (сборочных единиц), которые закреплены за участком и входят в понятие изделие или «машинокомплект изделия», поэтому первая задача проектирования – это определение номенклатуры, входящей в состав машинокомплекта изделия.
Количественно производственную цель участка характеризует объем в трудозатратах выполнения основной функции:
- на изготовление одного машинокомплекта (его трудоемкость);
- на изготовление годового товарного выпуска в машинокомплектах (товарная продукция участка).
Для оценки количественного выражения производственной цели необходимо решить задачи:
- определение проектной трудоемкости одного машинокомплекта;
- определение годового объема товарной продукции участка в трудозатратах;
- определение годового выпуска в машинокомплектах.
1.1 Определение состава машинокомплекта
Производственная цель проектируемого участка при решении первой задачи соответствует цели базового участка с рядом ограничений.
1. Из состава номенклатуры базового участка в качестве объекта производства выбирается одно серийно освоенное изделие, имеющее наибольший удельный вес в объеме работ участка.
2. Производство рассматривается как установившееся, т.е. осуществляется без конструктивно-технологических изменений (состав номенклатуры и технология остаются стабильными в течение планируемого года).
3. Классифицированная номенклатура конструктивных элементов изделия– деталей, сборочных единиц, принятая к проектированию (машинокомплект), может содержать:
- один шифр (многотиражная деталь, узел);
- несколько шифров (группа деталей, узлов);
- много шифров, классифицированных в несколько групп по конструктивно-технологическим признакам или методу изготовления (одна группа содержит подобные объекты или входящие в один конструктивный узел, или изготавливаемые определенным технологическим методом только на одном рабочем месте), и относиться к одному из основных вариантов формализованного описания номенклатуры.
- для максимального приближения номенклатуры и объемов работ проектируемого участка к базовому используются поправочные коэффициенты номенклатуры 
и 
Коэффициент 
представляет собой удельный вес выбранной номенклатуры (по числу шифров) во всей номенклатуре участка. Коэффициент 
показывает удельный вес трудоемкости выбранной номенклатуры участка.
1.2 Определение проектной трудоемкости машинокомплекта условного изделия
При идентичности состава и содержания основных работ базового и проектируемого участков их трудовые затраты на один машинокомплект не могут быть одинаковы. Причина заключается в различии применяемых методов организации труда и обслуживания производства, а также уровня использования ресурсов мощности участка.
В курсовой работе принято допущение, что на проектируемом участке по сравнению с базовым применяется прогрессивная организация выполнения основных операций, обоснованные нормы затрат времени, более совершенная организация обслуживания рабочих мест. Вследствие этого ликвидированы внутрисменные потери рабочего времени, связанные с самообслуживанием, пересмотрены нормы затрат труда.
Затраты труда на проектируемом участке определяются методом корректировки нормативных затрат штучного времени на один машинокомплект по каждой операции технологических процессов действующего участка:
(1)
где 
- проектируемые нормативные затраты штучного времени на k-й операции i-й детали (узла, типового представителя) на один машинокомплект;
- действующие нормативные затраты штучного времени по k-й операции i-й детали (узла, типового представителя);
-коэффициент корректировки трудозатрат по k-му виду работ.
Коэффициент корректировки 
определяется по каждому k-му виду работ на основе данных:
1) о фактическом коэффициенте 
выполнения норм по каждому (k-му) виду работ;
2) о планируемом коэффициенте 
выполнения норм в планируемом периоде;
3) о фактических потерях 
(%) рабочего времени основных рабочих каждой (k-й) специальности по результатам анализа ФРД:
. (2)
где 
- коэффициент выполнения норм по видам работ;
- планируемый коэффициент выполнения норм;
- фактические потери в эффективном фонде рабочего времени основных рабочих по данным ФРД.
Исходя из задания фактических коэффициентов выполнения норм ( 
) по данным видам работ получаем следующие значения:
.
.
.
.
Полученные результаты занесём в таблицу 1.
По результатам корректировки действующих норм затрат труда по каждой операции определяется проектная трудоемкость на один машинокомплект: нормированная по штучному времени 
,и ожидаемая фактическая по штучному времени 
, либо нормированная по штучно-калькуляционному времени 
и ожидаемая фактическая по штучно-калькуляционному времени 
.
Таблица 1 – Расчет коэффициентов корректировки затрат штучного времени
| Наименование видов работ в подсистеме основного производства участка | Данные по базовому участку | Коэффициенты корректировки затрат штучного времени (  ) | |
Фактический коэффициент выполнения норм основными рабочими (  ) | Фактические потери времени основных рабочих по данным ФРД (  ),% | ||
| Токарные | 1,06 | 1,12 | |
| Фрезерные | 1,03 | 1,09 | |
| Слесарные | 1,05 | 1,11 | |
| Прочие | 1,04 | 1,10 |
По результатам корректировки действующих норм затрат труда по каждой операции определяется проектная трудоемкость на один машинокомплект.
Для третьего варианта номенклатуры
, (3)
где 
–количество шифров в i-ой группе;
– коэффициент потерь на переналадку.
м-к.
Полученные расчетные значения 
сравниваются с месячной программой N (раздел 1.3) выпуска изделия в машинокомплектах для определения расчетного периода. 
повторения запуска всей номенклатуры:
, (4)
где 
– размер партии деталей;
N – месячная программа выпуска изделий.
Расчетное значение 
периода повторяемости корректируется в соответствии с нормативными периодами 
. (по отношению к длительности месяца 0,25N; 0,33N; 0,5N; 1N; 2N; 3N; 6N).
Откорректированный размер партии
. (5)
1.3 Определение товарной продукции участка и годового выпуска
Годовой объем выпуска продукции (товарная продукция 
) для проектируемого участка определяется исходя из условий:
1) полного использования максимальной производственной мощности
,(6)
где 
- годовая программа выпуска деталей, мк;
- годовая программа ожидаемого фактического времени, час;
- годовой эффективный фонд времени рабочего места, час;
- количество рабочих мест на участке, ед.
2) равномерного распределения годового объема по более коротким периодам управления (кварталам, месяцам и т.д.).
Условие (6) обеспечивает полное использование эффективного фонда времени 
одного рабочего месяца и количество 
рабочих мест на участке, отвечающее эффективным нормам обслуживания 
.
Отсюда годовой объём выпуска изделий составит:
, (6*)
где 
- число рабочих мест равное 
, т.е. соответствующее норме обслуживания на одного рабочего – 1 и на участках обработки резанием – 25 основных рабочих по явочному составу при двухсменной работе.
, (7)
где 
- количество рабочих дней в планируемом периоде;
- продолжительность смены, час;
- процент плановых потерь времени на ремонт оборудования;
- число смен работы.
час.
Согласно расчетов данного задания годовая программа ожидаемого фактического времени 
=6,13 часа.
Необходимо определить годовую программу по формуле (6*).
Годовой объём выпуска изделий составит:
м-к.
Месячная программа N предварительно рассчитывается как средняя за год:
м-к.
Корректируем годовую программу:
м-к.
Определим расчётный период повторения запуска всей номенклатуры:
Следовательно, можно принять размер партии n=0,25N.
Определим откорректированный размер партии:
м-к.
Рассчитанные величины затрат труда на проектируемом участке представлены в графах 19, 20 и 21 таблицы 2.
2 Организация подсистемы основного производства на участке старшего мастера
Организация ПС ОП участка старшего мастера, как и любой другой ОЭС, есть упорядочение, во-первых, элементов структуры (организация в статистике), во-вторых, процесса функционирования (организация в динамике), необходимое для достижения производственной цели ПС ОП.
Под упорядочением элементов структуры ПС ОП – рабочих мест и рабочих – следует понимать установление их состава, назначения, количества, специализации и расположения в пространстве.
Процесс функционирования ПС ОП представляет собой процесс выполнения на каждом рабочем месте ее основной функции (операций по изготовлению продукции), а так же реализацию связей, возникающих между рабочими местами. Упорядочить процесс функционирования подсистемы, значит установить соответствие между операциями технологического процесса и рабочими местами. Определить начало выполнения операций на каждом рабочем месте относительно начала периода управления, характер, связей между рабочими местами и периодичностью.
Упорядочение осуществляется в соответствии с одним или несколькими критериями, результат упорядочения – организованность системы, характеризуемая определенностью ее элементов и отношений между ними. Процедура
Упорядочения процесса функционирования и элементов структуры и достигаемая ею степень упорядочения (регламентации) образуют ту или иную форму организации основного процесса (основного производства) (ФООП).
2.1 Характеристика форм организации основных процессов
ФООП представляет собой комплексную характеристику динамического состояния ПС ОП, включающую:
1) Характеристику объекта (номенклатура – штука, группа; повторяемость – штуками, партиями, комплектами);
2) Характеристику процесса, составляющего основную функцию (сложность, связи);
3) Характеристику элементов структуры подсистемы и связи между ними, определяемые связями операций в процессе выполнения основной функции;
4) Модель функционирования подсистемы, характеризуемую типом организации процесса (последовательная, параллельная синхронизированная, параллельная не синхронизированная, последовательно-параллельная) и взаимодействием элементов структуры во времени и пространстве.
ФООП весьма разнообразны и различаются, кроме основной характеристики, уровнем регламентации, критериями эффективности, областью применения и др.
ФООП определяется на некоторый интервал времени процесс функционирования и структуру ПС ОП участия. В зависимости от стабильности этих характеристик формы разделяются на упорядоченные (регламентированные) и неупорядоченные (с частичной регламентацией или без нее). Регламентированные формы, в свою очередь делятся на поточные (непрерывные или прерывные) и непоточные.
Поточные непрерывные формы организации как формы с высшим уровнем регламентации позволяют установить процесс функционирования подсистемы однократно на такт работы линии (в соответствии с тактом выпуска одного объекта или комплекта) или на период повторения номенклатуры (если насколько объектов запускаются последовательно или комплекты имеют переменный состав) и сохранять его до внесения значительных конструктивно-технологических изменений или до окончания выпуска объектов в данном объеме или во все.
В прерывных поточных формах расчетный период функционирования равен смене, а при нескольких объектах строится соответственно столько же вариантов организации смен.
Упорядоченные непоточные формы (они, конечно, прерывные) обеспечивают стабильное функционирование ПС ОП на период повторяемости все номенклатуры участка.
Характерной особенностью регламентированных ФООП является реализация в той или иной мере основных принципов рациональной организации производственных процессов непрерывности, параллельности, ритмичности, а также специализации, пропорциональности и прямоточности, причем первые три – при упорядочении элементов структуры.
Специализация и пропорциональность – свойство всех детерминированных ОЭС. Прямоточность (расположение рабочих мест по ходу технологического процесса) представлена в полной мере в поточных формах несколько нарушается в ОГФ, МГФ. Непрерывность, параллельность, ритмичность идеально реализованы в непрерывных поточных линиях. Во всех остальных ФООП – непрерывное выполнение операций на рабочих местах и непрерывное движение объекта. Параллельность в той или иной мере реализована за счет параллельной несинхронной организации в прерывных потоках и последовательно – параллельной – в ОГФ МГФ. Ритмичность обеспечивается равномерной загрузкой.
В отличие от упорядоченных ФООП в формах с частичной регламентацией и без регламентации процесс функционирования ПС ОП участка может быть установлен только на короткий период управления (смена, сутки, несколько дней). Чем большая часть номенклатуры известна заранее, тем стабильнее процесс функционирования. С появлением новых объектов, особенно срочных, дефицитных, процесс необходимо перестраивать, менять загрузку оборудования и рабочих. О таких участках говорят, что они имеют вероятную структуру, которая становится детерминированной на элементарный период управления. Расположение рабочих мест на таких участках при предметной форме специализации преимущественно групповое (по группам взаимозаменяемого оборудования) из-за невозможности иметь сводный процесс обработки. Нерегламентированные формы не могут обеспечить короткий цикл изготовления номенклатуры из-за последовательного движения объектов по рабочим местам, нерациональных маршрутов и большого пролеживания в ожидании освобождения нужного рабочего места. Полная и равномерная загрузка рабочих мест также не может быть обеспечена.
Задача организации в неупорядоченных формах – обеспечить своевременную сдачу готовой продукции цеху – потребителю (крайние сроки выпуска). В форме с частичной регламентацией регламентируются основные параметры производственного процесса – размер партии и длительность цикла по каждой позиции номенклатуры. В форме без регламентации некоторая регламентация обеспечивается по ведущим наиболее трудоемким деталям, узлам.
2.2 Анализ и выбор формы организации основного производства на проектируемом
участке
При описании и анализе ФООП, применяемой на действующем участке (по материалам организационно-экономической практики) необходимо указать сведения о действующем участке – форму специализации, тип производства, характер продукции, принятая форма организации производства (объемы номенклатуры, степень регламентации, критерий: максимальная загрузка основных рабочих, своевременность сдачи товарной продукции цехам – потребителям и др.).
Согласно выполненной работы получаем: форма специализации на действующем участке – предметная, тип производства – серийное, характер производства – установившийся, метод изготовления продукции – резанием.
Выбор рациональной ФООП производится по рекомендациям таблицы 3 на основе данных о повторяемости процессов, характеристике номенклатуры объектов производства на участке, видам применяемых процессов.
Разнообразие ФООП дает возможность многовариантной организации основного производства на проектируемом участке.
Таблица 3 – Рекомендации по выбору форм организации основных процессов для участков с предметной специализацией
| Варианты формализованного описания объекта производства | Формы организации основных процессов на участках | ||
| Узловой сборки | Обработки резанием | Обработки давлением | |
| I | ОНПЛ’ ОППЛ | ОППЛ | - |
| II | МНПЛК МНПЛКр ОГФ | МППЛП ОГФ | НН |
| III | МГФ НН | МГФ | НН |
Для проектируемого участка может быть рекомендовано многогрупповая форма организации производственных процессов.
2.3 Основные этапы проектирования форм организации основных процессов
Каждой конкретной форме организации присуща определенная последовательность расчетов параметров ПС ОП, в соответствии с которой исходя из характеристик производственной цели и основной функции вырабатывается модель функционирования ПС ОП участка на определенный период времени.
Модель проектирования МГФ включает в себя этапы, приведенные в таблице 4.
Таблица 4 – Основные этапы проектирования регламентированных форм организации основных процессов
| Этапы проектирования | Содержание расчетов по МГФ |
| 1 Предварительный этап | Определение общих для всей номенклатуры размера партии, периода повторяемости, определение очередности запуска объектов, такта работы участка. |
| 2 Подготовка технологического процесса | Составление сводного технологического процесса |
| 3 Специализация рабочих мест и определение их количества | Закрепление операций сводного технологического процесса за рабочими местами в соответствии с тактом работы участка |
| 4 Специализация рабочих мест основных рабочих и определение их явочного количества | Закрепление основных рабочих за рабочими местами и операциями на них согласно специализации рабочего места и сложности операции с учетом сменности работы и загрузки рабочего места. |
| 5 Специальные расчеты | Возможны аналогичные ОППЛ, МППЛП расчеты для отдельных пар рабочих мест |
Продолжение таблицы 4
| 6 Модель функционирования ПС ОП: а) расчетный период функционирования ПС ОП; б) модель процесса – график движения объектов в) модель функционирования рабочих мест – во времени – в пространстве | Период повторения всей номенклатуры. Циклограмма изготовления партии всей номенклатуры. График загрузки на период повторения номенклатуры. Расположение рабочих мест по ходу СТМ. |
| 7 Расчеты, связанные с обеспечением условий нормального функционирования ПС ОП | Периодичность и график поступления передаточных партий, график сдачи полуфабрикатов на пролеживание, график подачи материалов, инструментов, оснастки на каждую смену. |
2.3.1 Составление сводного технологического маршрута (СТМ)
Сводный технологический маршрут представлен в таблице 5.
Таблица 5 – Сводный технологический маршрут
| Номер операции | Наименование операции | Ось | Втулка | Шпилька | Зубчатое колесо | Корпус | Штуцер | Итого |
| Револьверная | 1/0,13 | 0,13 | ||||||
| Автоматная | 1/0,59 | 0,59 | ||||||
| Шлифовальная | 1/0,11 | 2/0,18 | 0,29 | |||||
| Сверлильная | 2/0,10 | 1/0,54 | 2/0,12 | 3/0,19 | 0,95 | |||
| Токарная | 2/0,27 | 1/0,02 | 0,29 | |||||
| Резьбонарезная | 2/0,03 | 3/0,10 | 0,13 | |||||
| Фрезерная | 3/0,08 | 3/0,37 | 1/0,30 | 0,75 | ||||
| Токарная | 3/0,03 | 2/0,33 | 0,36 | |||||
| Сверлильная | 3/0,38 | 0,38 | ||||||
| Шлифовальная | 4/0,24 | 4/0,04 | 4/0,11 | 4/0,20 | 4/0,35 | 0,94 | ||
| Токарная | 5/0,40 | 0,40 | ||||||
| Слесарная | 4/0,10 | 5/0,21 | 5/0,02 | 5/0,17 | 5/0,42 | 0,92 | ||
| Слесарная | 5/0,07 | 0,07 | ||||||
| Итого | 6,20 |
2.3.2 Расчет такта линии
Расчет такта линии проводим по формуле:
, (8)
где 
– годовой эффективный фонд времени рабочего места, час;
– годовая программа, м-к.
час.
Корректируем такт на допустимое время перегрузки оборудования:
час.
2.3.3 Распределение обработки деталей по рабочим местам
Если трудоемкость операции равна такту, то за рабочими местами закрепляется одна операция сводного технологического процесса.
Если трудоемкость операции меньше такта, то за рабочим местом закрепляется несколько операций.
Если трудоемкость операции больше такта, то операция закрепляется за несколькими рабочими местами.
Закрепление операций сводного технологического процесса за рабочими местами показано в таблице 6.
Таблица 6 – Закрепление операций за рабочими местами
| № операции | № р.м. | Наименование операций | Шифр детали | ||||||
| Револьверная | 0,13 | 0,13 | |||||||
| Автоматная | 0,295 | 0,30 | |||||||
| Автоматная | 0,295 | 0,30 | |||||||
| Шлифовальная | 0,11 | 0,18 | 0,29 | ||||||
| Сверлильная | 0,27 | 0,27 | |||||||
| Сверлильная | 0,27 | 0,27 | |||||||
| Сверлильная | 0,10 | 0,12 | 0,22 | ||||||
| Сверлильная | 0,19 | 0,19 | |||||||
| Токарная | 0,27 | 0,27 | |||||||
| Токарная | 0,02 | 0,02 | |||||||
| Резьбонарезная | 0,03 | 0,10 | 0,13 | ||||||
| Фрезерная | 0,26 | 0,26 | |||||||
| Фрезерная | 0,08 | 0,11 | 0,06 | 0,26 | |||||
| Фрезерная | 0,24 | 0,24 | |||||||
| Токарная | 0,26 | 0,26 | |||||||
| 10' | Токарная | 0,03 | 0,07 | 0,10 | |||||
| Сверлильная | 0,28 | 0,28 | |||||||
| 8' | Сверлильная | 0,10 | 0,10 | ||||||
| Шлифовальная | 0,24 | 0,04 | 0,28 | ||||||
| Шлифовальная | 0,28 | 0,28 |
Продолжение таблицы 6
| Шлифовальная | 0,20 | 0,07 | 0,27 | ||||||
| Шлифовальная | 0,11 | 0,11 | |||||||
| Токарная | 0,26 | 0,26 | |||||||
| 10" | Токарная | 0,14 | 0,14 | ||||||
| Слесарная | 0,10 | 0,17 | 0,27 | ||||||
| Слесарная | 0,26 | 0,26 | |||||||
| Слесарная | 0,02 | 0,16 | 0,18 | ||||||
| Слесарная | 0,21 | 0,21 | |||||||
| Слесарная | 0,07 | 0,07 | |||||||
| Итого | 6,20 |
Рабочие места №1, №11 и №20 загружены не полностью, поэтому целесообразно организовать их работу в одну смену. При расчете смещений и построении циклограммы трудоемкость выполнения операций на этих рабочих местах умножается на два.
Рабочие места №8 и №10 заняты двумя и более одноименными операциями, так как трудоемкость их меньше такта.
2.3.4 Определение связанных пар рабочих мест
Связанной называется пара рабочих мест, в которой одно рабочее место подает детали для продолжения обработки на другое рабочее место.
Связанные пары рабочих мест приведены ниже.
| 4→3 | 10'→14 | 21→18 | |||||
| 7→1 | 16→15 | 21→19 | |||||
| 7→4 | 16→10' | 10"→18 | |||||
| 8→4 | 8'→15 | 10"→19 | |||||
| 9→6 | 8'→10' | 22→13 | |||||
| 11→7 | 17→12 | 22→20 | |||||
| 11→10 | 17→13 | 23→19 | |||||
| 12→9 | 17→10' | 24→17 | |||||
| 13→7 | 18→16 | 24→19 | |||||
| 13→9 | 18→8' | 24→22 | |||||
| 15→13 | 19→8 | 25→17 | |||||
| 15→14 | 19→16 | ||||||
| 10'→11 | 19→8' | ||||||
| 10'→13 | 20→11 |
2.3.5 Расчет смещений по связанным парам рабочих мест
Расчет смещений по связанным парам рабочих мест определяется по формуле:
, (9)
где 
- часть величины смешения запуска деталей, определяемой разной производительностью смежных операций;
- часть величины смешения запуска деталей, определяемая невозможностью одновременного начала или окончания обработки партии одной и той же детали на двух рабочих местах.
В общем случае величина смещения рассчитывается по формуле:
, (10)
где 
- величина смещения, учитывающая технологическую связь;
- величина смещения, учитывающая организационную связь.
Смещение 
рассчитывается по формуле:
, (11)
где 
- трудоёмкость первого совмещаемого рабочего места;
- смещение первого совмещаемого рабочего места относительно общей точки отсчёта;
- смещение второго рабочего места относительно общей точки отсчёта.
Если величина организационной связи 
при расчете по формуле (11) получается отрицательной, то она корректируется величиной такта до тех пор, пока не станет положительной:
, (11*)
где 
- число тактов.
Результаты расчёта приведены в таблице 7.
Таблица 7 – Определение смещения связанных пар рабочих мест