Управление незавершенным производством

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.

Для расчета оптимальной партии деталей (П_опт, шт.), предполагающей непрерывную занятость рабочего места, используют формулу:

(1)

где Ф_п — месячный полезный фонд работы единицы оборудования, ч;
М — количество операций в технологическом процессе;
К_вн — коэффициент выполнения норм;
К_спец — коэффициент специализации;
Т_с — суммарное время изготовления детали по всем технологическим операциям, ч.

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:

• К_спец для заготовительного цеха = 1 (одна операция выполняется на одном рабочем месте);
• К_спец 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, Ф_п 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 (П_мес):

П_мес = П_год / 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 (В_мо) — 0,8 ч.

Время естественных процессов (В_ест; 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 (Т_тех) определим по формуле:

(4)

где П_опт — принятый оптимальный размер партии (согласно расчету оптимального (нормативного) размера партии);
М — количество операций;
В_{шт. 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 (Т_пос, ч) включает в себя еще межоперационное пролеживание и время естественных процессов:

Т_пос = Т_тех + М x В_мо + В_ест. (5).

Длительность производственного цикла для заготовительного цеха составит (данные М, В_мо и В_ест из таблицы):

8,8 + 1 x 0,8 + 0,5 = 10,1 ч.

Переведем часы в календарные дни, воспользовавшись формулой:

(6)

Определим Т_пос 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.

Начнем с расчета передаточной (предельной) партии (Р). В нашем случае:

Р = П_опт / 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 (Т_{пп тех}, ч):

(9)

Для механического цеха:

Т_{пп тех} = 72,6 – (13,2 + 13,2 + 19,8) = 26,4 ч.

Значение Т_тех = 72,6 ч — из формы «Длительность производственных циклов при последовательном движении».

Рассчитаем длительность производственного цикла для параллельно-последовательного вида движения (Т_{пп пр}, ч):

Т_{пп пр} = Т_{пп тех} + М x В_мо + В_ест. (10)

В механическом цехе Т_{пп 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, В_мо, В_ест) — из табл. 1. результаты расчетов представлены в форме «Длительность производственных циклов при параллельно-последовательном виде движения».

Коэффициент параллельности (К_пар) рассчитывают по формуле:

К_пар = Т_{пп пр} / Т_пос, (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 (Т_{сб. ед}) равна сумме циклов по наиболее длинной цепочке, в которой операции сборки осуществляются последовательно.

Согласно графику сборки редуктора (рис. 4) Т_{сб. 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 (Т_сб), равной сумме самого длинного цикла изготовления детали-представителя и продолжительности цикла сборки с момента включения детали-представителя в сборочный процесс.

В нашем случае Т_сб составит (в календ. дн.):

(12)

или:

2) знать величину резервного времени между цехами (Т_рез = 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 (Т_полн, дн.) будет иметь вид:

Т_полн = Т_пос/з + Т_{пп пр} + Т_сб + 2Т_рез, (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.

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 (О_зап) 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 (О_вып) 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).

Схема полного цикла и графический расчет опережений представлены на рис. 5.