Критерии эффективности процесса проектирования продукта

Создание команд сотрудников, работающих над выполнением одной задачи, требует рабочего места, спроектированного с учетом нового метода организации работы, проекта, здания в целом означает определение планировки отделов, участков для рабочих групп внутри отдела, размещения производственных участков, станочного оборудования и складов внутри производственных помещений. Целью планировки является такое взаиморасположение этих объектов, которое обеспечит слаженный производственный поток на заводе или специфическую схему обслуживания в сервисных организациях. В любом случае, при принятии решений об оптимальном размещении следует учитывать такие исходные посылки:

1. Конкретные цели и соответствующие критерии, используемые для оценки проекта. Основными критериями, учитываемыми при размещении, являются: размеры производственных площадей и расстояния, которые необходимо преодолевать между различными производственными элементами.

2. Спрос на изделия или услуги, производимые в данной системе.

3. Требования к проведению процесса, учитывающие число операций и объемы материальных потоков между отдельными элементами в схеме размещения.

4. Пространственные требования при размещении элементов в помещениях.

5. Пространственная доступность в пределах самого сооружения или, если это новое сооружение, то возможные строительные и архитектурные формы.

Все эти пункты фактически являются исходными как при планировании размещения производственных мощностей, так и при выборе производственного процесса, что рассматривалось в предыдущих главах. В этой лекции рассматриваются принципы и методы размещения оборудования, используемые для различных производственных потоков. При разработке схемы размещения акцент делается на количественных методах, но в приведенных примерах подчеркивается и важность качественных факторов.

Задача с решением.

Некая компания рассматривает возможность добавить в выпускаемую ею продукцию функцию, которая, по прогнозам, приведет к повышению объемов продаж на 6% и увеличению стоимости производства на 10%. Ожидается, что прибыль увеличится на 16% от прироста объема продаж. Исходные издержки производства данной продукции составляют 63% от ее продажной цены. Определите, следует ли компании вводить эту новую функцию.

Решение.

Допустим, что объем продаж составил 100 млн. долл. Прирост объема продаж на 6% =

$100 млн х 6% = $6 млн.

Прибыльность. Увеличение прибыли зa счет прироста

продаж составит

$6 млн х 16% = $0,96 млн.

Затраты. Увеличение издержек производства составит ($100 млн х 63%) х 10% = 6,3 млн.

Таким образом, сумма затрат превышает сумму прибыли, поэтому новую функцию вводить нецелесообразно.

6.5. Основные способы размещения оборудования.

Организация подразделений в производственные участки и соответствующее размещение оборудования определяются основными характеристиками производственного потока. Существует три основных способа размещения оборудования и организации рабочих мест:

-размещение по технологическому принципу,

-по принципу изготовления определенной номенклатуры изделий (предметный принцип),

-по принципу обслуживания неподвижного объекта, а также один комбинированный способ — по принципу групповой технологии, или формирования технологических ячеек.

Размещение оборудования по технологическому принципу (его также называют размещением по функциональному принципу или размещением производства, работающего по заказам) — это такой способ размещения, при котором одинаковое оборудование или однородные технологические операции группируются вместе. Например, все токарные станки располагают в одном месте, а все штамповочные прессы — в другом. Обрабатываемая деталь перемешается в соответствии с последовательностью операций с одного места на другое, где для каждой операции расположено соответствующее оборудование. Такой способ размещения характерен, например, для больниц, где определенные участки предназначены для оказания отдельных видов медицинской помощи, как, например, родильные палаты и отделения интенсивной терапии.

При разработке схемы размещения оборудования по технологическому принципу общепринят метод формирования участков, на которых выполняются однородные технологические операции и оптимизируется их взаимное расположение. Например, на фабрике игрушек с небольшим объемом производства, очевидно, могут быть отдел сбыта и снабжения, участок литья и штамповки пластмасс (участок переработки пластмасс), участок металлообработки, швейный участок и участок покраски. Комплектующие для игрушек изготавливают на этих участках, а затем передают на сборочные участки, где из них собирают готовые изделия.

Под оптимальным размещением чаще всего понимают такое расположение участков, которое обеспечивает максимально возможное число перемещений предметов труда между примыкающими один к другому участками.

Начиная с 70-х годов, разработано много компьютерных программ, предназначенных для поиска оптимального варианта размещения оборудования по технологическому принципу. Среди них наиболее широкое применение получил сравнительный метод компьютерного размещения производственных объектов (Computerized Relative Allocation of Facilities Technique — CRAFT).

Отличительные черты метода CRAFT и связанные с ним проблемы:

1. Метод CRAFT — это эвристическая программа, применяющая для оценки вариантов простое эмпирическое правило: "Сравните затраты транспортировки между двумя участками и измените их расположение, если это уменьшит общие затраты". Такое правило используется при анализе размещения оборудования даже в самом скромном по размеру предприятии.

2. Метод CRAFT не гарантирует выбор оптимального варианта, если накладываются дополнительные ограничения.

3. В методе CRAFT исходный вариант размещения оказывает влияние на получаемый результат.

4. Если исходное (стартовое) размещение удачное, то окончательное решение чаще всего приводит к уменьшению затрат. Это означает, что разумная стратегия использования метода CRAFT заключается в выработке ряда стартовых вариантов размещения производственных объектов, для того, чтобы программа могла оперировать большим числом парных замен.

5. Программа CRAFT может оперировать с 40 производственными объектами одновременно, и поиск решения редко требует больше 10 итераций.

6. Участки в этом методе представляются комбинациями квадратных модулей (обычно 3x3 метра). Поэтому можно отобразить многообразие конфигураций участков. Но если участки имеют необычную форму, то для получения наилучшего варианта размещения необходима ручная доработка.

7. Метод CRAFT предполагает использование специального оборудования для транспортировки материалов, такого, например, как автопогрузчики с вилочным захватом. Поэтому в случае использования стационарного оборудования, например транспортеров, область применения метода CRAFT резко сокращается.

Размещение оборудования методом системной планировки.

Для определенных проблем, связанных с организацией производства, часто невозможно получить количественное описание потока деталей или трудно выявить качественные факторы, которые могут оказаться решающими при принятии решения о размещении. В таких ситуациях можно использовать давно испытанный метод, известный как метод системной планировки размещения оборудования.

Метод включает разработку матрицы взаимных связей, отражающую степень предпочтения каждого производственного объекта по отношению ко всем остальным в отдельности. На основе этой матрицы разрабатывают схему взаимных связей (отношений) между отдельными объектами, аналогичную графу материальных потоков, который мы уже использовали для иллюстрации движения материалов между участками. Затем методом проб и ошибок эту схему корректируют до тех пор, пока не будет получено удовлетворительное взаиморасположение объектов. И, наконец, полученную таким образом схему дорабатывают с учетом недостатков в планировке здания.

Размещение оборудования по предметному принципу (его также называют размещением оборудования по ходу материального потока) — это такой способ размещения оборудования, при котором оборудование или производственные процессы выстраиваются по ходу технологических операций, через которые изделие последовательно проходит при изготовлении. Иными словами, траектория движения каждой детали представляет собой прямую линию. Производственные линии по изготовлению обуви, химические заводы, мойка автомобилей — все это примеры размещения оборудования и организации работ по предметному принципу.

Основное отличие размещения производства по предметному принципу (т.е. ориентированного на изделие) и размещением производства по технологическому принципу (т.е. ориентированного на технологию) скрывается в структуре производственного потока. При организации производства по технологическому принципу структура потока весьма разнородна, и материал в течение своего производственного цикла может проходить через один и тот же технологический участок несколько раз. При организации производственного процесса по предметному принципу оборудование или участки предназначаются для производства совершенно определенных видов продукции, для бесперебойной работы используют резервное оборудование и в целом достигается прямолинейное движение материального потока. Размещение оборудования по предметному принципу имеет смысл, когда объемы партий конкретных изделий или деталей велики, а ассортимент производимых изделий или деталей ограничен несколькими наименованиями.

Поточные линии (чаще всего это линии сборки изделий) являются примером организации производственного процесса, ориентированного на изделие. Обычно термин "поточная линия" предполагает многократно повторяющийся процесс, отдельные звенья которого связаны между собой устройством для транспортирования материалов. Поточные линии, как правило, работают с определенным темпом и нормы времени каждой технологической операции одинаковы. В рамках такого широкого определения среди разных типов сборочных линий существуют важные различия. Некоторые поточные линии представляют собой лишь устройство для транспортирования материалов (ленточный или роликовый транспортер, мостовой кран); другие отличаются конфигурацией сборочной линии (конвейер U-образной формы, прямолинейный, "ветвящийся") или ассортиментом продукции (собирается одно изделие или много разных изделий); линии отличаются характеристикой рабочих мест (рабочие могут сидеть, стоять, ходить вдоль сборочной линии или ездить), а также длиной сборочной линии (количеством работающих на конвейере).

Размещение оборудования по принципу групповой технологии(формирования технологических ячеек). Принцип групповой технологии предполагает группирование различного оборудования в рабочие центры, или технологические ячейки, для обработки изделий, имеющих одинаковые или сходные способы и требования к обработке. Размещение оборудования по принципу групповой технологии, с одной стороны, аналогично размещению оборудования по технологическому принципу, в соответствии с которым создаются ячейки для выполнения определенного набора технологических операций, а с другой — напоминает размещение по предметному принципу, поскольку рабочие центры специализируются на выпуске ограниченного ассортимента изделий. Групповая технология также требует, чтобы для всех компонентов изделия была проведена технологическая классификация и установлены соответствующие коды, которые затем используют для определения типов оборудования, входящих в технологические ячейки.

При размещении оборудования по принципу групповой технологии, или формирования технологических ячеек, различное оборудование группируют в ячейки для выполнения операций с несколькими изделиями, однородными по конструктивно-технологическим признакам. В настоящее время этот принцип широко используется при металлообработке, производстве чипов для компьютеров и на сборочных работах. Наибольшие преимущества и выгоды от размещения оборудования по принципу формирования технологических ячеек получает производство, работающее по заказам, и мелкосерийное производство. К этим преимуществам относятся следующие:

1. Улучшение человеческих взаимоотношений. В состав ячейки входят несколько рабочих, которые образуют небольшую рабочую бригаду, выполняющую законченный блок работ.

2. Быстрое приобретение и накопление производственного опыта. Рабочие имеют дело с ограниченным числом разнотипных деталей. Поэтому благодаря частому повторению работ с одними и теми же деталями, рабочие быстро обучаются.

3. Уменьшение незавершенного производства и затрат на транспортирование материалов. Ячейка объединяет несколько производственных операций, поэтому детали в ней меньше задерживаются на обработке и не требуется их большого запаса.

4. Быстрая переналадка производства. Ограниченное количество видов выполняемых работ требует относительно небольшого комплекта необходимых инструментов, который можно быстро заменить при переходе на выпуск другой продукции.

Формирование производственных ячеек

Переход от организации производства и размещения оборудования, ориентированных на технологический процесс, к организации производства по принципу групповой технологии предполагает три стадии.

1. Группировка компонентов изделия в семейства, имеющие общие этапы обработки. Эта стадия требует разработки компьютеризированной системы классификации и кодирования деталей. Часто эта стадия самая дорогая, несмотря на то, что многие компании разработали короткие процедуры для идентификации и формирования семейств деталей.

2. Определение структуры доминирующих потоков семейств компонентов, на основе которых размещаются или переразмещаются технологические процессы.

3. Физическая группировка оборудования и технологических процессов в ячейки. На этом этапе иногда некоторые компоненты невозможно включить в какое-либо семейство, а специализированное оборудование нельзя разместить в одной из ячеек из-за того, что оно часто используется для выполнения работ, относящихся к разным ячейкам. Такие не группируемые компоненты изделия и оборудование размешают в отдельной ячейке "остатков".

Виртуальная" технологическая ячейка

Если оборудование не так легко передвигается, его не включают в комплект однородных единиц оборудования при формировании технологической ячейки. Если к тому же однородные семейства компонентов производятся непродолжительное время, скажем, два месяца, формируют временные условные ("виртуальные") ячейки групповой технологии, состоящие, например, из одного сверлильного станка на участке сверления, трех фрезерных станков на фрезерном участке и одной сборочной линии на участке сборки. При этом в соответствии с принципом групповой" технологии, в конкретной ячейке должны осуществляться все работы с конкретным семейством компонентов изделия.

Размещение оборудования по принципу обслуживания неподвижного объекта реализуется в случае, если изделие (из-за больших габаритов или массы) в течение всего технологического процесса остается на одном месте. Производственное оборудование подвозится к изделию, а не наоборот. По такому принципу организованы судостроительные верфи, строительные и киносъемочные площадки. Многие производственные объекты в целом представляют собой комбинацию различных видов размещения оборудования и организации процесса. Например, работу одного цеха можно организовать на основе технологического принципа, а другого — на основе предметного. Обычно работа всего завода организуется по предметному принципу (изготовление основных узлов, промежуточная сборка, линия окончательной сборки), но каждая производственная стадия реализуется по технологическому принципу или по предметному, например, в сборочном цехе. Аналогично организация работ на основе групповой технологии часто встречается на участках, которые сами являются элементами широко применяемой на данном заводе организации производства по предметному принципу.

Размещение оборудования по принципу обслуживания неподвижного объекта используется при относительно небольшом числе единиц выпускаемой продукции. Разрабатывая размещение оборудования для производства неподвижного изделия, можно мысленно представить его в виде ступицы колеса с материалами и оборудованием, расположенными концентрически вокруг точки производства в порядке их использования и необходимости их перемещения. Например, в кораблестроении заклепки, использующиеся во всей конструкции изделия, должны разме­щаться близко к корпусу или прямо в нем. Тяжелые части двигателя, подвозимые к корпусу только один раз, можно разместить на более далеком расстоянии, а подъемные краны, поскольку они постоянно используются, следует располагать рядом с корпусом. Необходимо установить очередность выполнения работ, которая определяется производственными стадиями Размещение оборудования и компонентов вокруг неподвижного объекта следует разрабатывать по принципу группирования материалов по их технологическому приоритету. Этот принцип используют при монтаже крупногабаритного оборудования, например штамповочного пресса, выполнение монтажных работ на котором осуществляется в строгой последовательности. Этого же принципа придерживаются при сборке изделий, когда она начинается с самого основания изделия, а потом к нему добавляются компоненты в виде стандартных блоков.

Что касается использования количественных методов при размещении оборудования вокруг неподвижного объекта, то в соответствующей литературе этой проблеме уделяли мало внимания, хотя сам принцип размещения применяют сотни лет. Однако для конкретных ситуаций можно определить объективные критерии и разработать размещение оборудования вокруг неподвижного объекта с помощью количественных методов. Например, если стоимость транспортирования материалов значительна и строительный участок допускает большее или меньшее передвижение материалов по прямой линии, то можно применить метод CRAFT.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: