ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТЬЮ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ

В машиностроении практически нет заводов, на которых отсутствует инструментальное производство. Инструментальное производство относится к единичному типу производства - характеризуемое частой сменой номенклатуры изготавливаемых изделий, себестоимость изготовления которых несоизмерима высока по сравнению, например, с крупносерийным и массовым типами производства, что обусловлено следующим:
  • использование для механической обработки изделий универсального оборудования и универсальная оснастка, в следствии чего, определяется его высокая стоимость приобретения, изготовления и использования;
  • производство изделий широкой номенклатуры и с высокой конструктивно-технологической сложности обуславливает высокие затраты на конструкторско-технологическую подготовку производства новых изделий и привлечения высококвалифицированные кадров для осуществления технологического процесса  их изготовления.
Резервом повышения рентабельности инструментального производства является снижение себестоимости продукции за счет снижения трудоемкости её изготовления. На трудоемкость изготовления изделия оказывает влияние организационно-технический уровень производственной системы. Понятно, что, ввиду больших финансовых затрат, невозможно за  короткий промежуток времени адаптировать производственную систему изменяя организационно-технический уровень, к производству деталей трудоемкость изготовления которой будет наименьшей, поэтому требуется разработка плановых организационно-технических мероприятий, подтвержденных численно обоснованными значениями приносимого эффекта от их внедрения.  Однако практика показывает, что на современных производствах отсутствуют обоснованные планы организационно-технического мероприятий по совершенствованию производства, в частности направленных на снижение трудоемкости изготовления выпускаемых изделий.
Для определения планов организационно-технических мероприятий необходимо:
  1. определить факторы организационно-технического уровня оказывающих значимое влияние на трудоемкость изготовления деталей машиностроения в инструментальном производстве
  2. определить численные значения данных факторов;
  3. оценить степень взаимосвязи выявленных показателей организационно-технического уровня и трудоемкости изготовления деталей в инструментальном многономенклатурном производстве;
  4. разработать математическую модель определения трудоемкости изготовления машиностроительных изделий в многономенклатурном машиностроительном производстве на основе организационно-технического уровня производственной системы;
  5. составление плана организационно-технических мероприятий  по снижению трудоемкости изготовления изделий в условиях многономенклатурного машиностроительного производства;
  6. разработать оптимизационную модель минимизации трудоемкости изготовления машиностроительных изделий на основе выше представленных которая требует решения следующих задач:
  • определение стоимости изменения показателей организационно-технического уровня;
  • определения эффекта снижения трудоемкости (отношение затрат на изменение показателей организационно-технического уровня к изменению трудоемкости изготовления изделия в денежных единицах).

Понятно, что составление организационно-технических мероприятий должно основываться на производстве изделий в текущем и последующих периодах времени, поэтому для их составления необходимо определить, в соответствии с этапами приведенными выше, трудоемкость изделия которое будет производится в будущем,  т.е. необходимо определить прогнозную трудоемкость нового изделия на этапе принятия решения о постановке его в производства или на этапе конструкторско-технологической подготовки производства.
Прогнозированию трудоемкости изготовления машиностроительных изделий в условиях многономенклатурного производства на стадиях принятия решения о постановке нового изделия в производство и стадии конструкторско-технологической подготовки в условиях отсутствия разработанной технологии посвящено большой объем ученых школы технического нормирования основанного на оценке показателя сложности, разработана и разрабатываются в настоящее время автоматизированные системы технического нормирования основанные на оценке показателя сложности деталей "Скат-М", также существуют и другие работы в теории сложности затрагивающие вопросы оценки затрат и показателя функциональности проекта.
Важность работ не вызывает сомнения, однако в них не рассмотрен вопрос о внесениях соответствующих рекомендации, а рассматривается только констатация тех или иных вопросов оценки прогнозируемых (проектных) затрат времени, ресурсов и функциональности проектов освоения новых изделий.
В соответствии с представленными этапами разработки организационно-технических мероприятий по снижению трудоемкости на ряде инструментальных производств России были   определены значимые факторы организационно-технического уровня производственной системы оказывающие наибольшее влияние на трудоемкость изготовления машиностроительного изделия в условиях многономенклатурного производства.
Выбор значимых факторов организационно-технического уровня производится с использованием автоматизированного модуля обработки экспертных данных основанного на обработке экспертных данных методом шкалирования.
Применение метода шкалирования обосновано простотой исчисления и точностью оценки.  В данном случае использована гипотеза шкалирования, согласно которой пространство должно быть метрическим, следовательно, задача оценивания сводится к сопоставлению каждому объекту точки пространства, а всей системе, состоящей из   объектов,   точек в пространстве так, чтобы расстояние в пространстве,  между точками были достаточно близкими к полученным оценкам учащихся за отчетный период. Таким образом, решением задачи оценивания сводится к оцениванию растояния между точками.
Модуль обработки экспертных данных позволяет автоматизировать обработку экспертной информации, повысить надежность определения критических показателей, поскольку при обработке экспертной информации учитывается согласованность мнений экспертов, а также уменьшить трудоемкость обработки данных.
В результате проведенной экспертной процедуры оценивания факторов организационно-технического уровня производственной системы выявлены следующие факторы организационно-технического уровня производственной системы: квалификация исполнителей; стабильность кадров; техническая оснащенность; срок эксплуатации оборудования; степень унификации и стандартизации изделий и определены их численные значения. Формулы расчета имеют относительный характер, показатели организационно-технического уровня варьируют от 0 до 1 при стремлении показателя организационно-технического уровня к единице в случае наилучшего состояния фактора.
Оценка взаимосвязи трудоемкости изготовления деталей машиностроения и показателей организационно-технического уровня производственной системы проведенной по методике, заключающаяся в анализе зависимости показателей уравнения регрессии  , эмпирически определенных в исследуемых производственных системах инструментальных производств Урала, и показателей организационно-технического уровня оказывающих наибольшее влияние на трудоемкость изготовления машиностроительных изделий в многономенклатурном производстве.
Исследования подтвердили гипотезу о взаимосвязи выявленных показателей организационно-технического уровня производственной системы, что позволило на их основе построить математическую модель прогнозирования и расчета трудоемкости изготовления деталей машиностроения с непосредственным учетом организационно-технического уровня производственной:

  

trud2 

trud2 

Математическая модель прогнозирования и расчета трудоемкости изготовления деталей машиностроения с непосредственным учетом организационно-технического уровня производственной системы, позволяет прогнозировать трудоемкость изготовления при освоении новых деталей; определять трудоемкость изготовления деталей машиностроения на основе показателя конструктивно-технологической сложности без статистического построения зависимости трудоемкости от сложности, тем самым значительно снижая  временные и финансовые затраты; повысить точность и оперативность прогнозирования трудоемкости на стадии конструкторско-технологической подготовки производства и стадии принятия решения о постановке изделия в производство.
Апробация математической модели в условиях реально существующих производственных системах показала, что для производственных систем с высоким организационно-техническим уровнем характерно производство сложных деталей. Это означает, что организационно-технический уровень производственной системы (современное автоматизированное оборудование, высококвалифицированный персонал), как и сама производственная система, ориентированы на производство деталей высокой конструктивно-технологической сложности. Производство деталей более низкой сложности в производственных системах с высоким организационно-техническим уровнем приведет к неэффективному использованию высокого организационно-технического уровня и, как следствие, повысит трудоемкость их изготовления.
Исследование выявленных закономерностей позволяет сделать следующие заключение: производство деталей определенной конструктивно-технологической сложности в конкретной производственной системе будет экономически эффективно, если система адаптирована к производству деталей данной конструктивно-технологической сложности.
алгоритм С целью обеспечения эффективности производства деталей определенной конструктивно-технологической сложности в инструментального производства ряда предприятий машиностроения разработан и апробирован итерационный алгоритм последовательного перебора и сравнения трудоемкостей изготовления нового изделия в различных производственных системах, целью которого является выбор в рамках существующих производственных систем, описываемых показателями организационно-технического уровня, производственной системы, в которой трудоемкость изготовления деталей определенной конструктивно-технологической сложности будет минимальной.
Созданный алгоритм может быть использована в решении задачи повышения эффективности функционирования производственных систем и разработке организационно-технических мероприятий по их совершенствованию.
Исследование организационно-технического уровня показали что наибольшее влияние на трудоемкость оказывают, показатели учитывающие срок эксплуатации и автоматизацию оборудования, численные значения которых значительно ниже показателей текучести и разряда рабочих, а также показателя унификации и стандартизации оборудования. Данный анализ позволяет заключить, что современное машиностроительное производство в России, его рентабельность, основывается на высококвалифицированных кадрах с большим опытом работы и производстве унифицированных и стандартизированных изделий низкой конструктивно-технологической сложности, причем численные значения последних показатели предельны, что практически не позволят последующее повышение.
Понятно, что для затраты на повышение (улучшение) показателей учитывающих текучесть и разряд работающих несравненно ниже чем на приращение показателей характеризующих техническую стороны организационно-технического уровня. Однако в современных экономических отношениях основой конкурентной борьбы является постоянной улучшение производства (организационно-технического уровня), с целью оптимизации процессов и повышения рентабельности предприятий [ИСО 9001]. Поэтому, разработка и внедрение системы обоснования и оптимизации мероприятий по организационно-техническому совершенствованию производственных систем с целью снижения трудоемкости изготовления продукции является на сегодняшний день важнейшей задачей машиностроительных предприятий для поддержания конкурентоспособности выпускаемой продукции и рентабельности производства в целом.
С целью решения данного вопроса сформирована и реализована автоматизированная оптимизационная подсистема позволяющая дать обоснованные рекомендации по оптимизации процесса производства с целью снижения трудоемкости изготовления машиностроительных изделий для производства новых изделий, благодаря использование показателя конструктивно-технологической сложности изделия. Подсистема оптимизации реализована на основе метода случайного поиска с алгоритмом наброса. Случайный поиск представляет собой достаточно универсальный метод решения сложных задач выдвигаемых современной наукой.
Процесс оптимизации включает следующие последовательные этапы:

  1. численная оценка зависимости оптимизируемых показателей организационно-технического уровня на трудоемкость изготовления машиностроительного изделия;
  2. определения финансовых затрат необходимых на приращение (изменение) исследуемых показателей организационно-технического уровня производственной системы;
  3. формирование оптимизационной модели;
  4. оценка эффекта от проведенных изменений организационно-технического уровня производственной системы.

Сформированная автоматизированная система планирования и управления трудоемкостью изготовления машиностроительного изделия в условиях единичного типа производства позволяет:

  • прогнозировать трудоемкость изготовления деталей машиностроения многономенклатурного производства;
  • определять рациональный организационно-технический уровень производственной системы с целью минимизации трудоемкости изготовления деталей машиностроения;
  • определять трудоемкость изготовления деталей машиностроения без статистического построения зависимости трудоемкости от сложности, тем самым значительно снижая  временные и финансовые затраты;
  • обоснованно рекомендовать мероприятия по организационно-техническому совершенствованию производственных систем;
  • повысить точность прогнозирования трудоемкости на стадии конструкторско-технологической подготовки производства и стадии принятия решения о постановке детали в производство.

Автоматизированная система планирования и управления трудоемкостью изготовления машиностроительного изделия в условиях единичного типа производства позволяет не только производить оценку существующего положения предприятия в условиях неопределенности, но и планировать и  управлять трудоемкостью и производственной системой в целом, оптимизировать средства производства, снизить временные и финансовые затраты на производство тем самым повысить эффективность и конкурентоспособность предприятия