Для различных типов производства
Одной из основополагающих функций ОУП является оперативно-календарное планирование, которое базируется на календарно-плановых нормативах (КПН) производства.
Календарно-плановые нормативы – это совокупность норм и нормативов для наиболее эффективной организации и управления производственным процессом во времени и в пространстве.
В состав КПН входят: размер партии (серии) изделий; периодичность (ритм) их запуска-выпуска; размер партии обрабатываемых деталей, сборочных единиц; длительность производственного цикла изготовления изделий, узлов, деталей по заводу, цехам, участкам; опережения по запуску (выпуску) деталей, узлов, изделий; календарно-плановая трудоемкость изделий, деталей, сборочных единиц; заделы производства; такт (ритм) движения производства.
КПН являются исходной базой для составления взаимосвязанных календарных планов, направленных на обеспечение согласованной работы рабочих мест, участков и цехов по изготовлению продукции и эффективное использование основных фондов, трудовых, материальных и финансовых ресурсов. Они предопределяют экономически целесообразный порядок движения заготовок, деталей и сборочных единиц во времени и пространстве по операциям технологического процесса обработки и сборки, что способствует достижению ритмичности производства и равномерности выпуска продукции, улучшению многих технико-экономических показателей деятельности предприятия.
КПН непосредственно влияют на затраты времени на изготовление изделий и, следовательно, на производительность труда, количество выпускаемой продукции, себестоимость единицы продукции (за счет относительного уменьшения заработной платы и сокращения условно-постоянных косвенных расходов, приходящихся на единицу продукции). От них зависит размер незавершенного производства и скорость оборачиваемости оборотных средств.
Коротко роль КПН можно охарактеризовать так: они определяют организацию движения предметов труда в производстве и служат расчетной базой для составления оперативных планов.
Кратко охарактеризуем каждый из перечисленных нормативов.
Размер партии (серии) изделий представляет собой число изделий, одновременно выпускаемых на какой-либо стадии производства (заготовительной, обрабатывающей или сборочной) в течение сравнительно короткого промежутка времени (например, недели или месяца), после чего с некоторым интервалом времени выпускается следующая партия (серия) того же или другого размера.
Периодичность (ритм) запуска-выпуска серий изделий отражает промежуток времени между запуском или выпуском двух смежных (следующих друг за другом) серий изделий.
Размер партии деталей – количество одновременно запускаемых в обработку деталей, сборочных единиц с однократной затратой подготовительно-заключительного времени. Этот норматив лежит в основе разработки планов производства.
На практике обычно стремятся увеличить размер партии, поскольку в этом случае совершенствуются навыки рабочих, уменьшается время на переналадку оборудования и, как следствие, повышается производительность труда. С другой стороны, с увеличением размера партии растет длительность производственного цикла изготовления партий деталей, возникает дополнительная потребность в производственных и складских площадях, замедляется оборачиваемость оборотных средств.
Производственный процесс на предприятии организуется на основе технологических процессов, устанавливающих определенные этапы и последовательность изготовления изделий – от получения материалов до выпуска готовой продукции.
Для того чтобы каждый последующий этап начинался своевременно, очень важно использовать такой норматив, как опережение. Под опережением понимается промежуток времени, на который каждый предыдущий частичный процесс должен опережать последующий с целью окончания работы в запланированный срок.
При этом различают опережение по выпуску и опережение по запуску.
Опережение по выпуску – промежуток времени от момента выпуска детали цехом (участком) до выпуска ее в составе готовой продукции сборочным цехом. Оно является основным нормативом для установления сроков межцеховых подач.
Опережение по запуску – промежуток времени от момента запуска детали в обработку до выпуска ее в составе готовой продукции (то есть опережение по выпуску плюс длительность цикла в цехе).
Величина опережения по запуску должна быть использована цехами для своевременного запуска деталей в обработку. Расчеты опережений ведутся в порядке, обратном последовательности этапов изготовления изделий, то есть начиная от выпуска готовой продукции.
Для решения ряда задач по оптимизации планирования, в частности распределения годовой программы выпуска изделий по плановым периодам с учетом использования ресурсов и рациональной загрузки оборудования, необходимо использовать норматив «календарно-плановая трудоемкость изделия (КПТИ)».
Календарно-плановая трудоемкость изделия (по цеху, заводу) – величина, характеризующая трудоемкость по этапам производственного цикла, выраженного в календарных периодах.
Для расчета КПТИ определенного периода (месяца, декады) суммируется нормативная трудоемкость всех деталеопераций по каждому виду оборудования (или профессии рабочих), опережения которых принадлежат этому периоду. Полученная трудоемкость определяется по всем видам оборудования (профессиям), цехам.
Заделы – совокупность заготовок, деталей, сборочных соединений и незаконченных изделий, находящихся на различных стадиях производственного процесса. Различают внутрицеховые (межоперационные) и межцеховые (межлинейные) заделы. К внутрицеховым относятся: цикловые, оборотные и страховые заделы. К межцеховым относятся: транспортные, оборотный и страховой заделы. Оборотные и страховые заделы называют также складскими.
Цикловой задел – это число деталей (сборочных единиц), которое находится в цехе непосредственно в процессе обработки (или сборки) в тот или иной момент времени. Сюда включаются детали, находящиеся в обработке на рабочих местах и пролеживающие у рабочих мест или на цеховых складах в ожидании начала обработки на последующих операциях.
Оборотный задел возникает в дискретном производстве при передаче с одного участка на другой (или из цеха в цех) деталей (сборочных единиц, изделий) одного и того же наименования неравными размерами партий, то есть если участки или цехи, выпускающие продукцию одного наименования, работают с разной производительностью.
Страховые (резервные) заделы необходимы для обеспечения бесперебойной работы последующих участков и цехов при возникновении случайных перебоев в работе предшествующих участков и цехов.
Транспортный задел составляют изделия (заготовки, детали, сборочные соединения), находящиеся в процессе транспортировки между рабочими местами, участками, цехами.
Технологический задел составляют изделия, детали, сборочные единицы, находящиеся непосредственно на технологическом оборудовании и в приспособлениях.
Характеристика календарно-плановых нормативов «длительность производственного цикла» и «такт (ритм) поточной линии» приведена в главе 13 «Организация основного производства».
Исходные данные, необходимые для расчета КПН: годовая производственная программа выпуска изделий с разбивкой по кварталам; технологические процессы на обработку деталей и сборку изделий с указанием в них технологических маршрутов по операциям и цехам, норм времени и расценок, материальных нормативов; сведения о наличии оборудования и площадей по цехам (участкам) и режимах их работы (сменности).
Календарно-плановые нормативы присущи каждому типу производства, а целесообразность применения любого из них определяется достигнутым уровнем развития и особенностями производства на конкретном предприятии. Наиболее полно КПН представлены в серийном производстве, меньший состав КПН применяется в единичном и массовом производстве.
В серийном производстве (крупно- и среднесерийном) управление должно обеспечить ритмичность выпуска довольно стабильной номенклатуры изделий. Ритмичность поддерживается расчетом календарно-плановых нормативов.
В серийном производстве к ним относятся: длительность производственного цикла, размер и периодичность запуска партий деталей (изделий) в обработку, размеры внутрицеховых и межцеховых заделов.
На основе рассчитанных нормативов строятся планы-графики работы производственных участков.
Нормативный размер партии деталей (n) устанавливают исходя из ее минимального размера, периодичности запуска и кратности партии деталей месячному заданию.
Расчет нормативного размера партий деталей (методом постепенного подбора) и периодичности запуска-выпуска партий деталей выполняется в несколько этапов:
1. Определение минимально допустимого размера партии деталей (nмин.) возможно двумя способами:
а) если в технологическом процессе обработки деталей есть операции с трудоемкой наладкой оборудования, то расчет ведется по операции с максимальной величиной подготовительно-заключительного времени.
б) если в техпроцессе нет таких операций, то расчет ведется по наиболее производительной операции:
nмин. = Tсм. : tшт. или nмин. = Тсм. : 2 tшт.,
где Тсм. – продолжительность смены, мин.
2. Первая корректировка nмин. для обеспечения кратности месячному заданию (размер партии должен целое число раз укладываться в месячное задание):
N мин. = Nмес. : К,
где Nмес. – месячное задание, шт.;
К – округленный до целого числа результат соотношения Nмес.: nмин.
3. Вторая корректировка для получения нормативного размера партии деталей для приведения величины периодичности запуска-выпуска партий деталей к значениям унифицированного ряда периодичностей – 6М (6 месяцев), 3М (3 месяца), М (1 месяц), М : 2 (10 дней), М : 4 (5 дней), М : 8 (2,5 дня), где М = 20 дней:
а) определение расчетной величины периодичности (Rp):
Rp = N мин. : Nдн.,
где Nдн. – среднедневная потребность сборки в деталях данного наименования (определяется как результат деления плана выпуска деталей на количество рабочих дней в плановом периоде).
б) выбор нормативного значения периодичности Rн из унифицированного ряда – ближайшая большая величина к Rp.
в) определение нормативного размера партии деталей (nн):
nн = Rн ·Nдн..
Длительность цикла обработки партии деталей каждого наименования, необходимая для построения графика запуска-выпуска партии деталей, может быть определена приближенно с использованием статистических методов.
Например, при параллельно-последовательном виде движения используется формула:
Тц = [nн S tшт. + (m – 1) ·tмо] ·Кпар. : 60,
где tмо – межоперационное пролеживание, мин;
m – число операций по детали;
Кпар. – коэффициент параллельности выполнения работ (определяется статистическими методами).
Средние размеры нормативного циклового задела по деталям:
Zцикл. = Тц ·Nдн..
В крупносерийном производстве при обработке деталей на переменно-поточной линии формируются графики периодичности запуска деталей (партий деталей) на линии. Для этого рассчитываются календарно-плановые нормативы: средний такт (ритм) линии, частные такты (ритмы) для каждого наименования детали (изделия), размеры и ритмы партий деталей.
Метод расчета частного такта по условному изделию включает:
а) выбор из имеющихся деталей детали-представителя (характеризуется наибольшей трудоемкостью и объемом годового выпуска).
б) определение программы выпуска в условных единицах (Ny):
Ny = S Ni ·ti : tпр.,
где Ni – программа выпуска i-го изделия в плановом периоде, шт.;
ti – трудоемкость i-го изделия, мин;
tпр. – трудоемкость детали-представителя, мин.
в) определение среднего такта переменно-поточной линии (rср.):
в) определение среднего такта переменно-поточной линии (rср.):
,
где Fэ – эффективный фонд времени работы линии в плановом периоде;
Кн – коэффициент потерь рабочего времени на переналадку линии при переходе выпуска с одного изделия на другое, доли единицы.
г) определение частных тактов работы линии (ri) для каждого изделия:
ri = rср.·ti : tпр..
Для построения графика периодичности запуска деталей на линии:
- определяют годовой выпуск каждого изделия в условных единицах (Nyi) и их удельное значение в общей программе в условных единицах (di):
Nyi = Ni ·ti : tпр.,
di = Nyi : Ny;
- рассчитывают количество смен, приходящееся на каждое изделие в месяц (Cмi), и распределяют с максимальной равномерностью по декадам:
Cмi = См ·di,
где См – общее количество смен работы переменно-поточной линии в течение месяца.
В массовом производстве основной целью оперативного управления является обеспечение равномерной работы поточных линий и ритмичного выпуска продукции. Важным условием достижения этой цели является расчет календарно-плановых нормативов работы поточных линий: среднего такта (ритма) выпуска детали (изделия) и нормативов заделов. На их основе определяется число рабочих мест, число рабочих на каждой операции, коэффициент загрузки.
Расчеты заделов:
технологического (Zтехн.):
Zтехн. = Сi nод.,
где Сi – принятое число рабочих мест (станков) на каждой операции;
nод. – число одновременно обрабатываемых деталей на каждом рабочем месте (станке);
m – число технологических операций.
транспортного (в зависимости от вида применяемого транспорта):
а) для линии механической обработки деталей:
Zтр.1 = (Спр. – 1) ·n,
где Спр. – число рабочих мест (станков) на линии;
n – размер партии деталей.
б) при использовании конвейера непрерывного действия:
Zтр.2 = L ·n : l,
где L – длина рабочей части конвейера, м;
l – расстояние между деталями (изделиями), м.
в) при использовании пульсирующего конвейера технологический задел одновременно является транспортным.
страхового (Zстр.):
Zстр. = Nсм. · Кстр.,
где Nсм. – сменный выпуск деталей;
Кстр. – коэффициент страхового задела, в долях единицы от сменного выпуска (0,05–0,15).
Производительность линии за период обслуживания (в шт.):
Во = Rо : r,
где Rо – период обслуживания, мин;
r – такт поточной линии.
Длительность работы станков на каждой операции:
,
где tштj – норма времени на j-ю операцию;
rj – число станков на j-й операции.
Для мелкосерийного и единичного производства ОУП отличается особой сложностью из-за большого разнообразия выпускаемых изделий, отсутствия или нерегулярной повторяемости их выпуска. В этой связи перед оперативно-календарным планированием стоит задача увязки сроков выпуска изделий по отдельным этапам технологического процесса с выравниванием загрузки различных групп оборудования и рабочих по календарным периодам. Для ее решения в ОКП используют такие календарно-плановые нормативы, как длительность производственных циклов изготовления изделий и опережения запуска-выпуска деталей и сборочных единиц (СЕ). Расчет указанных нормативов по цехам аналогичен расчетам в серийном производстве.
Основными методами расчета КПН являются:
- аналитический (расчетный),
- графический,
- статистический,
- оптимизационные.
Применение аналитического метода означает использование различных расчетных формул, например определение размера партий деталей, заделов и т.д. Графический метод наиболее часто используется для расчета длительности производственного цикла, опережения, цикловых заделов. Статистический метод предполагает построение КПН на основе статистического обследования действующей структуры производственного процесса в цехе, на участке. Изучается влияние различных факторов на конкретный КПН с помощью корреляционного анализа. Статистическая обработка данных, полученных в результате наблюдений за производственным процессом, позволяет построить модели для расчета отдельных параметров. Далее создается справочник, содержащий набор параметров и значений, что позволяет установить КПН без проведения расчетов, пользуясь только характеристиками деталей.
Для оптимизации календарно-плановых нормативов могут использоваться разные методы.
Например, при расчете оптимального размера партии деталей учитывают его влияние на такие показатели производственной системы, как себестоимость изготовления изделий, объем незавершенного производства, длительность производственного цикла, производительность труда.
Затраты, связанные с изготовлением деталей, можно разделить на три группы:
- не зависящие от размера партии (С1) – затраты на сырье, материалы, заработную плату, косвенные расходы;
- увеличивающиеся с увеличением партии (С2) – затраты на хранение деталей;
- уменьшающиеся с увеличением партии (С3) – затраты по подготовке производства (наладка оборудования и т.п.).
Критерием оптимальности при выборе размера партии деталей является минимум приведенных затрат на производство деталей (используется стоимостной метод):
Z = С1 ·N + С2 ·E ·n ·N + (С3 ·N) : n ® min,
где С1 – затраты на деталь, не зависящие от размера партии n, руб./шт.;
С2 – затраты, увеличивающиеся при увеличении размера партии n, руб. год/шт.;
С3 – затраты на партию деталей, уменьшающиеся при увеличении размера партии, руб.;
N – годовая программа выпуска деталей, шт.;
E – нормативный коэффициент экономической эффективности [10].
В качестве оптимального принимается размер партии деталей (nопт.), обеспечивающий минимум приведенных затрат.
Таким образом, он может быть определен по следующей формуле:
n опт. =.
Оптимизация серии выпускаемой продукции базируется на минимизации двух видов издержек:
- по складированию продукции;
- по подготовке производства.
Минимизация издержек по складированию требует выпуска продукции мелкими сериями (сокращается количество, площади складов для хранения готовой продукции).
Минимизация издержек по подготовке производства требует выпуска продукции крупными сериями, так как на запуск каждой серии требуется примерно одинаковая величина издержек на переналадку оборудования, его запуск и т.п.
Для увязки двух разнонаправленных тенденций в динамике издержек и определения оптимальной величины серии (Попт.) используется формула Вильсона:
Попт. = ,
где N – годовой объем производства, шт.;
Cп.п. – издержки по подготовке производства на одну серию, тыс. руб.;
Cпер. – переменные издержки на единицу продукции, тыс. руб.;
d – доля издержек по складированию продукции в среднегодовой стоимости запаса готовой продукции;
Nреал. – максимально возможный объем реализации в данный период, шт.;
М – производственная мощность в год, шт.