Управление незавершенным производством
Статья опубликована в журнале «Справочник экономиста» №11 2016
Экономисты знают, как трудно пронормировать и запланировать уровни незавершенного производства и сколько усилий требует соблюдение этих уровней. Поэтому поговорим о том, как разработать и поддерживать нормы и пропорции в незавершенном производстве, наладить оперативный контроль за комплектностью, проконтролировать движение изделий по этапам, организовать производство с оптимальными заделами и сократить расходы на изготовление изделий.
Рассчитываем оптимальный (нормативный) размер партии
Расчеты календарно-плановых нормативов в серийном машиностроительном производстве включают:
- определение нормативного размера партии деталей и периодичности их изготовления;
- определение продолжительности производственных циклов обработки партии деталей и календарно-плановых опережений;
- построение календарных планов-графиков работы производственных участков;
- расчет заделов.
Партия — это количество непрерывно обрабатываемых деталей с однократной затратой подготовительно-заключительного времени. Нормативной (оптимальной) называют такой размер партии, при котором рабочая сила и оборудование используются с наименьшими затратами.
К сведению
На практике на предприятиях вопросы выбора оптимальных партий деталей зачастую решаются методом эмпирического подбора, но с проведением проверочных расчетов.
Для расчета оптимальной партии деталей (Попт, шт.), предполагающей непрерывную занятость рабочего места, используют формулу:
(1)
где Фп — месячный полезный фонд работы единицы оборудования, ч;
М — количество операций в технологическом процессе;
Квн — коэффициент выполнения норм;
Кспец — коэффициент специализации;
Тс — суммарное время изготовления детали по всем технологическим операциям, ч.
Обратите внимание!
Рассчитанный по указанной формуле размер партии необходимо скорректировать так, чтобы величина партии цеха-поставщика деталей равнялась размеру партии цеха-потребителя.
Размер партии детали-представителя (ведущей) должен быть кратным или равным месячной программе выпуска готовых деталей.
Деталь-представитель (ведущая деталь) — условный представитель, т. е. деталь, которая преобладает в производственной программе и постоянно изготавливается на протяжении всех месяцев планируемого периода примерно в одинаковом количестве. Все остальные детали как бы условно комплектуют эту ведущую деталь. Часто в качестве детали-представителя выбирают деталь с наибольшим количеством и длительностью операций.
Для расчетов необходимо знать технологический процесс изготовления детали-представителя и иметь необходимые данные (см. таблицу).
Коэффициент специализации определяется делением количества операций на количество рабочих мест, поэтому:
- Кспец для заготовительного цеха = 1 (одна операция выполняется на одном рабочем месте);
- Кспец для механического цеха = 4 / 6 = 0,7 (2 фрезеровщика, 3 токаря, 1 термист — итого 6 рабочих мест на 4 операции, закрепленные за цехом)
Месячный полезный фонд работы единицы оборудования в каждом цехе при двухсменном режиме работы с продолжительностью рабочей смены 8 ч в течение 21-го рабочего дня в месяц с учетом потерь времени на ремонт оборудования (10 %, в коэффициентном выражении — 0,9) составит:
(2 x 8 x 21) x 0,9 = 302,4 ч.
Однако в течение месяца оборудование занято не только деталью Ось АВ 12.77.001, но и другими, что предусмотрено производственной программной, а согласно производственной программе Ось АВ 12.77.001 составляет всего 5 % или (0,05 в коэффициентной форме), поэтому при расчетах по формуле 1, Фп необходимо умножать на 0,05.
Расчет оптимальной партии деталей на основе формулы 1, данных технологического процесса для заготовительного и механического цехов представлен в форме «Расчет оптимального (нормативного) размера партии».
По механическому цеху оптимальный размер партии рассчитан так:
Результат расчетов — в гр. 9.
Теперь скорректируем размер партии деталей между заготовительным и механическим цехами с учетом кратности месячной программы выпуска готовых деталей. Для этого определим размер месячной программы (Пмес):
Пмес = Пгод / 12 = 1056 / 12 = 88 шт.
Отсюда за оптимальную примем партию 44 шт. (значение близко к расчетному оптимальному по механическому цеху, кратно оптимальному по заготовительному цеху, кратно месячной программе).
Рассчитываем периодичность запуска-выпуска партии деталей в производство
Периодичность запуска партии деталей в обработку (ЗВ, ч) зависит от программы выпуска готовых изделий в месяц и определяется по формуле:
(2)
Рекомендуем выражать ЗВ не в часах, а в рабочих днях. При пятидневной рабочей неделе соотношение рабочих и календарных дней в течение года (f) составляет:
258 / 365 = 0,71.
При этом нужно учесть длительность рабочего дня (Ч) — 8 ч, число смен (РС) в сутки — 2 и календарный режим работы предприятия.
Далее при пересчете рабочих дней в календарные будем пользоваться соотношением: РС x Ч x f, а при необходимости перевести часы в календарные дни будем часы делить на произведение: РС x Ч x f.
Для расчета периодичности запуска-выпуска в календарных днях используется формула:
(3)
Определим периодичность запуска-выпуска для заготовительного и механического цехов:
или 14 календ. дней.
В приведенном расчете 14 календарных дней соответствуют 10 рабочим дням, или М/2. Следовательно, партии в производство должны запускаться два раза в месяц.
В дальнейших расчетах сохраним периодичность М/2, изменяться будет размер партии запуска.
Рассчитываем длительность производственного цикла
Производственный цикл изготовления детали — календарное время, в течение которого она изготавливается, начиная от запуска исходного сырья или материала на 1-ю операцию и заканчивая выпуском готовой продукции.
Расчет длительности производственного цикла необходим для того, чтобы определить сроки запуска изделий в обработку при заданных сроках выпуска, время опережения, определения размеров производственных заделов, размеры оборотных средств в незавершенном производстве.
Время выполнения одной операции, в течение которого изготовляется одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько различных деталей, называется операционным циклом.
В заготовительном цехе последовательный вид движения заготовок: партия обрабатывается полностью на каждой операции, а затем передается на последующую. То есть каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыдущей операции (например, пока изготавливается последняя деталь в партии, все остальные детали не отправляются на последующую операцию, а лежат в кладовой участка).
В заготовительном цехе одна операция, за ней закреплено одно рабочее место (С = 1).
Среднее время между операциями (Вмо) — 0,8 ч.
Время естественных процессов (Вест; охлаждение) — 0,5 ч.
Сокращение длительности производственного цикла (рис. 1) имеет важное экономическое значение: чем он меньше, тем больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях можно выпустить на данном предприятии, в цехе или на участке, тем выше показатель использования основных фондов, тем меньше потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство и т. д.
Рис. 1. Способы сокращения длительности производственного цикла
В заводской практике оптимизация длительности производственного цикла выполняется одновременно по трем направлениям: сокращение времени трудовых процессов, уменьшение времени естественных процессов и сокращением до минимума различных перерывов, пролеживаний.
Данный вид движения применяется там, где нет повторяемости обработки и детали проходят сложный технологический путь, т. е. преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах.
Длительность технологического цикла при последовательном виде движения (Ттех) определим по формуле:
(4)
где Попт — принятый оптимальный размер партии (согласно расчету оптимального (нормативного) размера партии);
М — количество операций;
Вшт. i — время выполнения i-й операции;
С — количество рабочих мест, выполняющих i-ю операцию;
i — для заготовительного цеха i = 1 (так как одна операция), для механического i = 4 (4 операции по техпроцессу).
Для заготовительного цеха длительность технологического цикла при последовательном виде движения составит:
(44 ? 0,2) / 1 = 8,8ч.
Длительность производственного цикла (Тпос, ч) включает в себя еще межоперационное пролеживание и время естественных процессов:
Тпос = Ттех + М x Вмо + Вест. (5).
Длительность производственного цикла для заготовительного цеха составит (данные М, Вмо и Вест из таблицы):
8,8 + 1 x 0,8 + 0,5 = 10,1 ч.
Переведем часы в календарные дни, воспользовавшись формулой:
(6)
Определим Тпос для заготовительного цеха:
10,1 / (8 x 2 x 0,71) = 0,9, или 1 календ. день.
Аналогично рассчитывается длительность технологического и производственного циклов в механическом цехе. Результаты расчетов — в форме «Длительность производственных циклов при последовательном движении».
Движение деталей при последовательном цикле между операциями в механическом цехе представлено на рис. 2.
Рис. 2. Движение деталей при последовательном цикле
Наиболее точно длительность производственного цикла обработки партии деталей может быть установлена на основании планов-графиков работы производственных участков.
Планы-графики — это расписание прохождения партий деталей по всем рабочим местам (оборудованию) в соответствии с технологическими процессами. При наличии таких графиков длительность производственного цикла и его структура для каждой партии деталей устанавливается с учетом изготовления других партий деталей, изготавливаемых в том же цехе, с учетом производственной мощности оборудования и пропускной способности рабочих мест.
Параллельно-последовательное движение
Рассмотрим на примере механического цеха.
При параллельно-последовательном движении партия деталей разбивается на передаточные партии, которые переходят на последующие операции, не ожидая окончания обработки всей партии на предыдущих операциях.
К сведению
Параллельно-последовательное движение применяется в производстве, где повторяются движения и технологические маршруты и наиболее часто используется в серийном и крупносерийном производстве.
Длительность технологического цикла при параллельно-последовательном движении меньше, чем при последовательном, на величину совмещения операционных циклов.
Начнем с расчета передаточной (предельной) партии (Р). В нашем случае:
Р = Попт / 4, (7).
или: 44 / 4 = 11 шт.
Теперь определим, на сколько сократится производственный цикл (?) для смежных операций:
(8)
Например, для первой токарной операции в механическом цехе:
Все расчеты представлены в форме «Длительность производственных циклов при параллельно-последовательном виде движения».
Для последней операции расчет сокращений не выполняем, так как после нее на сборку забирают всю партию — 44 шт.
Рассчитаем технологический цикл для последовательно-параллельного движения деталей (Тпп тех, ч):
(9)
Для механического цеха:
Тпп тех = 72,6 – (13,2 + 13,2 + 19,8) = 26,4 ч.
Значение Ттех = 72,6 ч — из формы «Длительность производственных циклов при последовательном движении».
Рассчитаем длительность производственного цикла для параллельно-последовательного вида движения (Тпп пр, ч):
Тпп пр = Тпп тех + М x Вмо + Вест. (10)
В механическом цехе Тпп пр составит (см. также рис. 3):
26,4 + 4 x 1 + 0,5 = 30,9 ч.
Переведем часы в календарные дни:
30,9 / (8 x 2 x 0,71) = 2,72, или 3 календ. дн.
Рис. 3. Движение деталей при параллельно-последовательном цикле
Данные для расчета (М, Вмо, Вест) — из табл. 1. результаты расчетов представлены в форме «Длительность производственных циклов при параллельно-последовательном виде движения».
Коэффициент параллельности (Кпар) рассчитывают по формуле:
Кпар = Тпп пр / Тпос, (11)
или:
30,9 / 77,1 = 0,4.
Коэффициент параллельности показывает сокращение длительности цикла при параллельно-последовательном виде движения по сравнению с последовательным.
Получается, что параллельно-последовательный производственный цикл в механическом цехе на 40 % короче последовательного. Его и выбираем для дальнейших расчетов и применения в производстве.
Рассчитываем полную длительность производственного цикла
Для расчета полной длительности производственного цикла (до сдачи готовой продукции на склад) надо включить в нее еще цикл сборки. Часто цикл сложного процесса изготовления изделия (в нашем случае это редуктор) рассчитывают по самой сложной (или трудоемкой) детали-представителю.
Общая продолжительность цикла сборки изделия (Тсб. ед) равна сумме циклов по наиболее длинной цепочке, в которой операции сборки осуществляются последовательно.
Согласно графику сборки редуктора (рис. 4) Тсб. ед равна:
1,25 ч (корзина) + 0,5 ч (вал) + 1,5 ч (редуктор) = 3,25 ч.
Рис. 4. График сборки редуктора
Для расчета полной длительности производственного цикла редуктора необходимо:
1) оперировать данными о скорректированной длительности цикла сборки (Тсб), равной сумме самого длинного цикла изготовления детали-представителя и продолжительности цикла сборки с момента включения детали-представителя в сборочный процесс.
В нашем случае Тсб составит (в календ. дн.):
(12)
или:
2) знать величину резервного времени между цехами (Трез = 1 день — см. таблицу).
Поскольку в данном случае в качестве наиболее оптимальных выбраны:
- последовательный вид движения деталей в заготовительном цехе (по расчетам 1 календарный день);
- параллельно-последовательный вид движения деталей в механическом цехе (3 календарных дня);
то формула для расчета полной длительности производственного цикла изготовления редуктора (Тполн, дн.) будет иметь вид:
Тполн = Тпос/з + Тпп пр + Тсб + 2Трез, (13)
т. е. 1 + 3 + 8 + 2 ? 1 = 14 календ. дн.
Следовательно, партия редукторов в 44 шт., запущенная, например, 1 сентября, должна быть сдана 14 сентября.
Планирование и контроль
После того как мы определили оптимальную партию для запуска в производство и периодичность запуска-выпуска, выбрали вид движения деталей, рассчитали полную длительность производственного цикла, можно переходить к планированию и контролю.
Для этого можно использовать следующие управленческие формы:
- визуальную — «Нормативный график запуска-выпуска партий деталей»;
- цифровую — «План-факт по запуску-выпуску»;
- картотека.
Эти планово-диспетчерские документы могут составляться как в целом по заводу, так и отдельно по цехам, участкам.
Так, в форме «Нормативный график запуска-выпуска партий деталей» видно, что Редуктор АВ12.00.00, для которого выше выполнены расчеты, запускается в производства два раза в месяц с периодичностью 14 календарных дней. Кроме того, диспетчер должен проследить, чтобы 04.09.2016 в производство запустили Звездочку ТЛ 11.03.005 и Втулку НК 78.45.012.
Благодаря форме «План-факт по запуску-выпуску» на начало месяца диспетчер производства имеет заранее рассчитанные плановые показатели, а в необходимые рабочие дни отмечает факт сдачи партии готовых изделий. Например, Ролик КВ 18.11.000 должны были сдать на склад 16.09. а фактически сдали 17.09.
Расчет календарно-плановых опережений
Календарное опережение — это величина календарного времени от запланированной даты выпуска серий изделий до запуска деталей или узлов на определенной стадии производства.
Важно!
По опережениям можно определить, за сколько дней до выпуска готового изделия должна быть запущена в обработку партия данных деталей на каждой технологической стадии производства.
Величина опережения может быть выражена в днях, в изделиях или в порядковых номерах изделий, которые присваиваются также комплектам заготовок, узлов. Величина опережения состоит из длительности производственного цикла и резервного времени, обеспечивающего своевременное начало работ на последующей фазе процесса при возникновении перебоев различного характера.
Опережения рассчитываются по отдельным цехам и деталям изделия.
Опережение может рассчитываться как по запуску детали по каждому цеху, так и по выпуску ее цехом.
Время опережения на запуск (Озап) определяется как сумма длительности изготовления детали (изделия) во всех цехах, включая цех, для которого рассчитывается время опережения, и резервного времени во всех цехах, т. е. время опережения на запуск заготовительного цеха относительно сборочного равно длительности цикла изготовления детали (изделия).
Время опережения на выпуск (Овып) рассчитывается как сумма длительности изготовления детали (изделия) во всех цехах, следующих за цехом, для которого рассчитывается время опережения, и резервного времени во всех цехах (включая цех, для которого рассчитывается время опережения).
К сведению
Рассчитывать опережения запуска-выпуска необходимо для того, чтобы определить частные сроки запуска и выпуска деталей, а значит, обеспечить цехи заготовками и деталями, своевременно выпустить продукцию.
Схема полного цикла и графический расчет опережений представлены на рис. 5.