Особливості оперативно-календарного планування в серійному виробництві

Одна з основних особливостей серійного виробництва полягає в тому, що кількість детале-операцій значно перевищує число робочих місць, необхідних згідно з плановими об'ємними розрахунками. За цих умов одночасне виготовлення всієї номенклатури деталей і вузлів неможливе. Для спрощення оперативно-виробничого планування і організації рівномірного випуску продукції необхідно намагатися максимально наблизити серійне виробництво до умов і методів роботи масового виробництва.

Це досягається об'єднанням різних деталей в групи за однорідністю окремих ознак (технологічної подібності, рівних виробничих циклів, періодів запуску тощо).

Об'єднання різнорідних деталей і вузлів у групи чи комплекти дозволяє істотно зменшити їхню планову номенклатуру, збільшити розміри партій і організувати серійно-потокові лінії, предметні і предметно-замкнуті дільниці, цехи, а отже, спростити оперативне планування.

У практичних умовах діяльності підприємств у переважній більшості випадків усі деталі, що входять до складу виробів, можна об'єднати в дві групи.

Перша група складається переважно з провідних трудомістких деталей з тривалим циклом виробництва. Ці деталі доцільно виготовляти щоденно протягом усього планового періоду чи дрібними партіями, чергуючи з обробкою інших деталей. Такі деталі зазвичай складають 15-20% від усієї номенклатури.

До другої групи входять нетрудомісткі деталі з коротким циклом виготовлення і простим технологічним процесом відповідно. Ці деталі складають основну кількість найменувань. Деталі другої групи виготовляють "на склад", встановивши максимальну і мінімальну норми запасу. Поповнення запасів здійснюється на підставі видачі у виробництво завдань на виготовлення певного найменування деталей при досягненні на складі "точки замовлення". Отже, внаслідок об'єднання деталей у дві групи їхня планова номенклатура зводиться до мінімуму, і значно спрощується оперативне планування виробництва.

Серійне виробництво характеризується тим, що продукція виготовляється партіями або серіями, які зазвичай повторюються. Партією називають певну кількість однойменних предметів праці (заготовок, деталей, вузлів, виробів), яка одночасно запускається у виробництво і обробляється з однократними витратами підготовчо-заключного часу. Серія – це партія виробів, усі частини якої обробляються (складаються) в однаковій послідовності на одних і тих самий технологічних операціях, перетворюючись із сировини, матеріалу чи напівфабрикату певної назви в однакову готову продукцію чи напівфабрикат.

Необхідно зазначити, що обробка деталей партіями здійснюється на тих робочих місцях, де виконується кілька операцій.

У серійному виробництві розмір партій предметів праці є основним календарно-плановим нормативом, який визначає всі інші нормативи.

Розмір партії деталей визначається за провідною операцією, найхарактернішою для технології обробки чи складання, і залежить від тривалості підготовчо-заключного часу на налагодження і переналагодження. Отже, необхідно обирати найбільш зручні і економічно вигідні розміри партій деталей, вузлів, виробів. Запуск у виробництво партій предметів праці, рівних і кратних місячній програмі, створює передумови для рівномірної роботи за стандартним графіком і сприяє підтриманню запасів на плановому рівні.

Розмір партії впливає на низку техніко-економічних показників у різних напрямках. Зокрема, збільшення розміру партії деталей приводить до зростання продуктивності праці робітників внаслідок скорочення підготовчо-заключного та штучного часу на обробки деталей. При цьому знижується собівартість виробів на підставі зменшення заробітної плати робітників в умовно-постійних витратах на одну деталь.

Водночас застосування великих партій деталей зумовлює зростання тривалості виробничого циклу виготовлення деталей та виконання складальних робіт, сприяє збільшенню обсягів незавершеного виробництва в запасах, що призводить до зростання величини оборотних коштів, інвестованих у діяльність підприємства, та потреби в додаткових виробничих і складських площах.

Ці суперечливі фактори можливо врахувати шляхом визначення оптимального розміру партії, що встановлюється як єдиний для всіх деталей та виробів і для всіх виробничих підрозділів. У навчальній і спеціальній літературі подаються різні формули розрахунку оптимального розміру партії, який, наприклад, можна обчислити в такий спосіб:

(5.18)

де- оптимальний розмір партії, шт.;

– річний обсяг виготовлення деталей, шт.;

– витрати на запуск однієї партії деталей, грн;

– повна собівартість однієї деталі, грн;

– нормативний коефіцієнт економічної ефективності витрат.

Проте, на практиці оптимальні розміри партій деталей не визначаються через відсутність вхідної інформації та велику трудомісткість розрахунків.

У практичній діяльності машинобудівних підприємств користуються різними методиками визначення розміру партії, але всі вони відрізняються від зазначеної формули як складом вхідних показників, так і точністю розрахунків. Найчастіше на практиці вибір розміру партії предметів праці здійснюється методом емпіричного підбору. При цьому проводяться окремі розрахунки, які підтверджують придатність чи недоцільність визначеного розміру партії та варіанта календарного плану виробництва з точки зору використання устаткування і виробничих площ та інших техніко-економічних показників.

Розмір партії зазвичай встановлюють у два етапи:

– на першому етапі розрахунковим способом визначається мінімальний розмір партії (), що забезпечує найкраще використання виробничих потужностей підприємства, за такою формулою:

(5.19)

де – підготовчо-заключний і штучний (на оброблення однієї деталі) час відповідно;

а – нормативний коефіцієнт витрат часу на налагодження устаткування (0,05-0,2).

– на другому етапі отриманий розрахунковий мінімальний розмір партії коригують відповідно до виробничих умов.

Після коригування розмір партії повинен відповідати таким вимогам:

• 1) бути більшим чи меншим за місячний випуск у число разів, що відповідає досягненню більшої ритмічності виробництва і спрощує оперативно-виробниче планування. Залежно від конкретних умов встановлений розмір партії може дорівнювати 1/12; 1/10; 1/8; 1/6; 1/5; 1/4; 1/3; 1/2; 1; 2; 3-місячного випуску, що відповідає випуску 12, 10, 8, 6, 5,4, 3, 2, 1, партій на місяць і одній партії на два та три місяці;
• 2) бути більшим чи меншим в ціле число разів за ту кількість деталей, яка визначається стійкістю технологічного оснащення;
• 3) бути таким, щоб виробничі та складські площі були достатні для зберігання деталей на робочих місцях і в цехових складах;
• 4) бути кратним чи рівним розмірам партій у суміжних цехах, в яких здійснюється обробки деталей цього найменування.

Приклад 5.7. Визначити нормативний розмір і періодичність запуску-випуску партій деталей. Місячний випуск деталі кожного найменування – 1600 шт. Середньоденний випуск певної назви деталей – 80 шт. Коефіцієнт допустимих витрат на переналагодження верстата – 0,05. Склад операцій технологічного процесу обробки і норми штучного часу подано в табл. 5.9.

Таблиця 5.9

Вхідні данні

Стосовно цього технологічного процесу провідною операцією, за якою необхідно визначити мінімальний розмір партії деталей, є зуборізна операція. На цій операції відношення підготовчо-заключного часу до штучного часу має найбільше значення.

• 1. Визначимо мінімальний розмір партії деталей А, скориставшись формулою 5.19.
• 2. Визначимо кратність розміру партії деталей А () місячному замовленню в такий спосіб:

(5.20)

де- місячний випуск деталі А.

3. Обчислимо розрахункову періодичність запуску деталей А () за такою формулою:

(5.21)

де- середньоденний випуск деталі А.

4. Приводимо до уніфікованого розрахункове значення періодичності запуску у виробництво деталі А. Доцільними є такі уніфіковані величини періодичності запуску-випуску партій: три місяці, один місяць, 10 днів, п'ять днів і 2,5 дня. Розрахункова періодичність запуску партій деталі А складає 2,5 дня (і), тобто відповідає уніфікованій. Тому розмір мінімальної партії 200 шт. є остаточним.

Розрахунки щодо визначення розміру партій деталей А, Б і В наведено в табл. 5.10.

Таблиця 5.10

Розрахунки визначення розміру партій деталей

Отже, результати розрахунків показують, що прийнятий розмір партії деталей А і Б – 200 шт., деталей В – 400 шт., а прийнята періодичність запуску всіх трьох найменувань деталей – 2,5 дня. Встановлення нормативного розміру партії деталей аналітично-розрахунковим методом є досить трудомістким і вимагає застосування сучасних економіко-математичних методів та комп'ютерної техніки, що для багатьох підприємств, особливо малих та середніх, технологічно неможливо й економічно недоцільно.

На практиці для визначення мінімального розміру партії деталей застосовують два спрощені методи. Сутність першого методу полягає в тому, що розмір партії встановлюється на підставі дотримання умови, за якої частина підготовчо- заключного часу і часу обробки партії деталей на провідній операції технологічного процесу не повинна перевищувати певного відсотку витрат на переналагодження устаткування. Іншими словами, необхідно дотриматися такої умови:

(5.22)

де – відсоток підготовчо-заключного часу від штучного часу на партію деталей на провідній операції технологічного процесу.

Звідси,

(5.23)

Орієнтовні значення відсотка витрат часу на переналагодження зумовлюються складністю устаткування (собівартістю деталей) та кількістю операцій, що виконуються на робочому місці (типом виробництва) (табл. 5.11).

Таблиця 5.11

Приблизні значення допустимих витрат підготовчо-заключного часу на переналагодження устаткування.

У дрібносерійному виробництві на одному робочому місці виконується більше 20 операцій, у середньосерійному – від 10 до 20 операцій, у великосерійному – до 10 операцій.

Провідною є та операція, для якої співвідношення підготовчо-заключного і штучного часу є максимальним. Розмір партії деталей, визначений для провідної операції, встановлюється і для всіх інших операцій, на яких обробляється ця деталь.

Перший метод визначення мінімального розміру партії деталей доцільний за умови застосування складного устаткування (агрегатних верстатів, автоматів і напівавтоматів з числовим програмним управлінням тощо), що потребує значного часу на налагодження.

Другий метод зводиться до того, що розмір партії деталей визначається за умови, згідно якої час обробки однієї партії на будь-якому робочому місці не повинен бути меншим за зміну чи півзміну. Дотримання цієї умови пояснюється намаганням уникнути частих переналагоджень робочих місць (устаткування), що знижує продуктивність використання виробничих потужностей і робітників.

Розмір партії деталей визначається в такий спосіб:

(5.24)

де- відсоток виконання норми часу на операції з найменшою нормою штучного часу;

- найменша норма штучного часу на будь-якій операції.

Розмір партії деталей, визначений за другим методом для операції з мінімальним штучним часом, приймається і для всіх інших операцій, які виконуються в певному виробничому підрозділі по цій деталі.

Другий метод розрахунку розмірів партій деталей доцільний за умови незначного підготовчо-заключного часу або за його відсутності.

Для досягнення ритмічної роботи на кожному робочому місці за повного його завантаження необхідно прагнути до забезпечення рівності між ритмами (розмірами) партій деталей всіх найменувань, що обробляються.

Нормативний розмір партії деталей чи інших предметів праці і ритм запуску є взаємопов'язаними величинами. Якщо відома одна з цих величин, то нескладно визначити іншу на підставі такого виразу:

(5.25)

де- ритм запуску-випуску партії;

РП – розмір партії деталей;

- середньорозрахунковий ритм.

З формули 5.25 видно, що розрахунки ритму запуску-випуску партії ведуться на підставі постійної величини середньорозрахункового ритму. Середньорозрахунковий ритм обчислюється в такий спосіб:

(5.26)

де- ефективний час роботи;

– обсяг випуску продукції за відповідний період часу.

На підставі формули 5.25 для серійного виробництва можна записати таку залежність:

(5.27) і

(5.28)

Отже,на підставі розміру партії деталей можна отримати і ритм партії, оскільки– величина постійна. Т навпаки, визначивши ритм партії, можна знайти розмір партії деталей.

За однакових ритмів для деталей усіх найменувань розміри партій певних їх найменувань будуть пропорційними середньоденному їхньому випускові, який є різним для деталей різних найменувань. Отже, в цьому випадку розміри партій будуть різними для різних найменувань деталей.

Серійному виробництву властиве виготовлення виробів однорідними партіями (серіями), що повторюються через певні періоди часу. Отже, основним завданням оперативно-календарного планування на підприємствах із серійним типом виробництва е організація правильного чергування виготовлення виробів за заздалегідь складеним графіком. Планування тут здійснюється переважно за групами випередження.

Група випередження – це набір провідних деталей або вузлів, для яких встановлений один термін передачі цехам-споживачам. Визначення ірупи випередження необхідне для встановлення чергування запуску партій або вузлів та узгодження календарних планів роботи цехів і дільниць між собою в часі, а також для забезпечення комплектного та безперебійного перебігу виробництва.

В основу розрахунку групи випередження покладено виробничий цикл виготовлення деталей, вузлів або виробів, що складають номенклатуру. Зокрема комплект деталей, виготовлених у ливарному цеху, направляється для обробки до механічного цеху, а далі у вигляді готових деталей – до цеху складання вузлів і цеху складання виробу.

Час випередження виготовлення комплектів деталей щодо часу випуску виробу, для якого цей комплект необхідний, визначають як суму виробничих циклів за всім маршрутом виготовлення комплекту.

Наприклад, цикл виливки деталі дорівнює трьом дням, механічної обробки – п'яти дням, складання вузла – шести дням і остаточного складання виробу 13 дням. За цих умов випередження запуску комплекту деталей щодо здачі готового виробу буде дорівнювати 27 (3+5+6+13) дням. Іншими словами, цей комплект потрібно почати виготовляти у ливарному цеху за 27 днів, і передати виливки механічному цеху за 24 (5+6+13) дні до здачі готового виробу.

З метою віднесення деталі чи вузла до конкретної групи випередження виробничий процес виготовлення продукції поділяється на стадії і часткові процеси: заготівельну, обробляючу, складання вузлів, складання виробу, випробування та інші заключні операції.

Для зручності планування складають відомість розподілу деталей, вузлів і виробу за групами випередження.

Отже, випередження необхідне для визначення і дотримання строків запуску і випуску партій предметів праці виробничими підрозділами, в яких вони виготовляються.

Випередженням у роботі цехів і дільниць називається період часу, який визначає більш ранні строки початку чи закінчення робіт заготівельних і обробляючих виробничих підрозділів від кінцевого строку випуску виробів після загального складання, випробовування та інших заключних операцій.

Випередження запуску – це час від моменту запуску партії деталей в обробку чи вузлів на складання в певному цеху до моменту завершення випуску всіх виробів, до складу яких ці предмети праці входять.

Випередження випуску менше від випередження запуску на величину тривалості виробничого циклу обробки чи складання партії предметів праці в цеху, для якого визначається випередження.

Схему виробничого циклу і випереджень за стадіями виробничого процесу подано на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схема тривалості виробничого циклу і випереджень

Випередження випуску заготівельних і обробляючих цехів (рис. 5.8) визначається за такими виразами:

(5.29)

(5.30)

(5.31)

де- час випередження випуску заготовок;

– час випередження запуску заготовок на обробку;

– час випередження деталей з обробки;

– тривалість циклу виробництва заготовок;

– тривалість циклу обробки деталей;

– тривалість циклу складання вузлів виробу;

– резервний час випуску заготовок;

– резервний час обробки деталей.

У процесі календарно-планових розрахунків необхідно також враховувати резервне випередження, яке потрібне на випадок затримання випуску партії заготовок, деталей чи вузлів з попереднього цеху чи більш раннього запуску цих предметів праці в наступному цеху. До резервного випередження також зараховують міжопераційний час, до якого входить час на оформлення документів і транспортування деталей з одного цеху до іншого цеху. Зазвичай резервне випередження приймається рівним кільком дням (двом-п'яти). Проте, для забезпечення запуску партії предметів праці в наступному цеху в будь-який час (період ритму) необхідно створити запас між двома суміжними цехами, який дорівнює розміру партії цього цеху.

Ритмічний перебіг виробництва може відбуватися за умови, якщо всі робочі місця будуть постійно забезпечені запасами. У серійному виробництві створюються внутрішньоцехові і міжцехові запаси.

Внутрішньоцехові запаси називають цикловими. До них належить та кількість предметів праці в натуральних вимірниках, що знаходиться у виробничому процесі цеху на той чи інший момент часу. Цикловий запас розраховується за такою формулою:

(5.32)

де– середня величина циклового запасу;

– середньодобова програма випуску деталей.

Приклад 5.8. До кожного виробу В, Д і К входять три деталі 215. Річна програма випуску виробів В, Д і К – 1850 шт., 2300 шт. і 970 шт. відповідно. У році 256 робочих днів. Тривалість виробничого циклу виготовлення деталі 215 в цеху – 6 днів. Визначити цикловий запас.

Розв'язання

1. Знайдемо річну планову програму з випуску деталі 215 за виразом:

(5.33)

де – річна планова програма з випуску деталі 215;

– річна планова програма випуску виробів В, Д і К відповідно;

– кількість деталей 215, що входять до одного виробу.

2. Обчислимо середньодобовий випуск деталі 215 як співвідношення між річною плановою програмою з випуску цієї деталі та кількістю робочих днів за рік.

3. Визначимо величину циклового запасу деталі 215 за виразом 5.32.

Отже, в цеху в процесі виробництва в певний момент часу повинне знаходитися 360 деталей 215.

Міжцехові запаси поділяються на оборотні і резервні (страхові). їх інколи називають складськими, оскільки зазвичай вони знаходяться в цехових і міжцехових складах.

За умов серійного виробництва календарний розподіл річної виробничої програми за кварталами і місяцями повинен передбачати рівномірне завантаження устаткування при підвищенні серійності та дотриманні строків відвантаження виробів; зосередження випуску конструктивно і технологічно подібних виробів у мінімально короткі планові періоди.

Підставою для складання виробничої програми цехів у серійному виробництві є планові строки запуску-випуску циклових комплектів по кожному цеху. Ці строки зумовлені строками випуску готових виробів за планом, встановленою черговістю подачі комплектів на складання і нормативною тривалістю виробничого циклу. У виробничій програмі перераховуються всі вироби і циклові комплекти, які необхідно виготовити в плановому кварталі чи місяці в певному цеху. Місячні обсяги і строки виготовлення встановлюються по кожному цикловому комплекту.