Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные проблемы машиностроительного производства на современном этапе 10
1.1. Роль устойчивости развития машиностроительного производства в условиях рыночной экономики 10
1.2. Структура производственной системы и анализ причин ее неработоспособного состояния 20
1.3. Анализ надежности основных элементов производства 26
1.4. Повышение организационно-экономической устойчивости предприятия за счет обеспечения надежности производственной системы 38
Глава 2. Теоретические основы организационно-экономических методов и моделей формирования производственной системы оптимального уровня надежности 41
2.1. Классификация показателей надежности производственной системы и ее элементов 41
2.2. Организационно-экономические методы формирования производственной системы оптимального уровня надежности 59
2.3. Обоснование выбора и принципы математического моделирования производственной системы 71
2.4. Имитационное моделирование производственной системы на базе сетей Петри теории графов 80
Глава 3. Организационные принципы управления надежностью производственной системы и эффективность практического использования разработанных организационно-экономических методов и моделей 92
3.1. Организационные принципы управления надежностью высокотехнологичной производственной системы 92
3.2. Эффективность практического использования организационно-экономических методов и моделей повышения надежности производственной системы 94
Выводы 124
Список литературы 128
- Структура производственной системы и анализ причин ее неработоспособного состояния
- Повышение организационно-экономической устойчивости предприятия за счет обеспечения надежности производственной системы
- Организационно-экономические методы формирования производственной системы оптимального уровня надежности
- Эффективность практического использования организационно-экономических методов и моделей повышения надежности производственной системы
Введение к работе
Экономика современной России является смешанной и развивается в направлении усиления рыночного начала. При политической и экономической нестабильности государства проблема усиления рисков весьма актуальна, что подтверждается данными о росте банкротства и ликвидации предприятий промышленности.
Наибольшие трудности переживают сегодня отрасли наукоемкого сектора промышленности России — электронное и электротехническое машиностроение, станкостроение, производство средств связи и гибкой автоматизации. Машиностроение является ключевой отраслью народного хозяйства, в основе которой лежат передовые знания и передовые технологии, без успешного развития которой невозможно осуществление и поддержание высоких темпов научно-технического прогресса.
В себестоимости наукоемких производств существенными затратами являются затраты на проведение научных исследований и новых разработок по проблемам конструкции объекта производства и технологии изготовления. В том числе высокотехнологичными производствами являются производства, в которых большую часть затрат на НИР и ОКР составляют затраты, связанные с решением технологических проблем. В результате этого разрабатываются и используются современные машинные и информационные технологии, обеспечивающие высокое качество объектов производства. Примером высокотехнологичного производства являются роботизированные производства с высокой степенью автоматизации.
Поэтому на первый план выдвигаются задачи экономики и организации высокотехнологичного производства таким образом, чтобы предприятие, несмотря на «подводные камни» рыночной экономики, смогло удержаться на плаву и надежно функционировать в долгосрочном периоде.
В литературе была представлена концепция организационно-экономической устойчивости предприятия, под которой понимается
5 способность предприятия сохранять финансовую стабильность при постоянном
изменении рыночной конъюнктуры путем совершенствования и
целенаправленного развития его производственно-технологической и
организационной структуры методами логистико-ориентированного
управления. Предприятие является организационно и экономически устойчивой
системой, если обеспечено взаимосвязанное управление его доходами и
выпуском продукции в соответствии с требованиями рынка.
Актуальность исследования. В последнее время появилось много литературы, посвященной надежному функционированию предприятия с экономической точки зрения. Данная работа предлагает новый подход к проблеме управления организационно-экономической устойчивостью предприятия путем оценки надежности функционирования производственной системы. Предлагается посмотреть на проблему организационно-экономической устойчивости под другим углом, с точки зрения организации производства и анализа надежности производственной системы по техническим показателям. Таким образом, в работе рассматриваются организационные проблемы функционирования производственной системы, связанные с недостаточной устойчивостью предприятия из-за рассогласования плановых и фактических производственных показателей.
Обеспечение надежности производственной системы в значительной степени определяется уровнем ее организации. Рациональное сочетание материальных и трудовых ресурсов на предприятиях, т.е. определение уровня организации производства целесообразно проводить, используя теорию надежности.
Теория надежности изучает общие закономерности, которых следует придерживаться при проектировании, испытаниях, изготовлении, приемке и эксплуатации изделий для получения максимальной эффективности их использования. Таким образом, теория надежности применительно к технической системе была подробно разработана и продолжает развиваться как в нашей стране, так и за рубежом. Среди отечественных ученых,
занимающихся этой проблемой, можно назвать Шаумяна Г.А., Волчкевича Л.И., Карташева Г.Д. и других. Много исследований проводилось и по вопросам технологической надежности, характеризующей устойчивость производственно-технической системы (станок - приспособление - инструмент - деталь), ее способность стабильно обеспечивать заданные техническими условиями уровни выходных параметров качества производимого изделия. Этими вопросами занимались Дальский A.M., Проников А.С., Мещеряков Р.К. и другие отечественные ученые. Однако в настоящее время недостаточно разработана проблема исследования надежности производственной системы, хотя Гусаков А.А., Манфред Ю.Б., Прыкин Б.В.и другие ученые занимались вопросами организационно-технологической надежности производственной системы.
Таким образом, в настоящее время возникла необходимость теоретических и практических разработок в области исследования надежности производственной системы, что является особенно актуальным в условиях рыночных отношений. При этом надежность производственной системы — это ее способность сохранять свои свойства при определенных условиях эксплуатации, что позволяет использовать систему по назначению.
Выбранный в работе подход позволяет оценить функционирование производственной системы с точки зрения использования теории надежности для обеспечения организационно-экономической устойчивости предприятия.
Цель диссертации - разработка организационно-экономических методов и моделей формирования производственной системы с учетом нестабильности ее элементов, обеспечивающих надежное и устойчивое функционирование предприятия.
Задачи:
Разработка классификации показателей, характеризующей уровень надежности производственной системы.
Выбор и обоснование критерия оптимизации надежности производственной системы.
3. Разработка организационно-экономических методов формирования
производственной системы оптимального уровня надежности.
Разработка экономико-математических моделей производственной системы оптимального уровня надежности.
Разработка организационных принципов управления надежностью высокотехнологичной производственной системы.
6. Разработка алгоритма внедрения организационно-экономических
методов и моделей управления надежностью производственной
системы в практику высокотехнологичного роботизированного
производства.
Предмет исследования - надежность производственной системы.
Объект исследования - высокотехнологичное машиностроительное
предприятие. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы, включающего 104 наименования.
В первой главе проведен анализ основных проблем машиностроительного производства на современном этапе, показана роль устойчивости развития машиностроения в условиях рыночной экономики. Приведена структура производственной системы и анализ причин ее неработоспособного состояния. Обоснован выбор цели и задач, решаемых во второй и третьей главах диссертации.
Во второй главе разработаны теоретические основы организационно-экономических моделей и методов формирования производственной системы оптимального уровня надежности. Проведено обоснование выбора и принципов построения экономико-математических моделей производственной системы. Даны особенности построения имитационной модели производственной системы на базе нечетких сетей Петри теории графов. Разработаны организационно-экономические методы и алгоритм формирования производственной системы оптимального уровня надежности с учетом выбранного критерия оптимизации.
8 В третьей главе разработаны организационные принципы управления
надежностью производственной системы. Дано практическое решение задачи
принятия управленческого решения по выбору рационального уровня
надежности высокотехнологичного роботизированного производства на основе
разработанных организационно-экономических моделей и методов.
Научная новизна:
1. Предложены и обоснованы дополнительные показатели надежности
производственной системы и ее элементов, что позволяет оценить и
проанализировать уровень надежности технологической подсистемы
предприятия, состоящей из трех основных элементов — средств
производства, предмета труда и трудовых ресурсов.
2. Обоснован выбор критерия оптимизации надежности производственной
системы, обеспечивающий организационно-экономическую устойчивость
предприятия за счет повышения его работоспособности.
3. Разработаны организационно-экономические методы и алгоритм
формирования производственной системы оптимального уровня
надежности, позволяющие обеспечить оптимальное соотношение между
уровнем надежности производственной системы и затратами на его
обеспечение.
4. Построена имитационная модель производственной системы
оптимального уровня надежности на базе нечетких сетей Петри теории
графов, учитывающая вероятностные характеристики производственного
процесса при возникновении отказов основных элементов производства.
5. Разработаны организационные принципы управления надежностью
высокотехнологичной производственной системы на основе статистической
информации об отказах элементов производства, обеспечивающие
постоянный контроль уровня надежности производственной системы и
своевременное принятие решений по рациональному изменению уровня
надежности с учетом выбранного критерия оптимизации.
Предложенные методы расчета позволяют значительно повысить
эффективность машиностроительного предприятия, что повышает его организационно-экономическую устойчивость в условиях рыночной экономики. Разработанные организационно-экономические модели и методы формирования производственной системы оптимального уровня надежности дают возможность повысить конкурентоспособность предприятия, совершенствовать его производственно-технологическую и организационную структуру, что является актуальным на современном этапе развития экономики России.
Структура производственной системы и анализ причин ее неработоспособного состояния
Слаженная работа всех элементов системы существенно зависит от их надежности и организационного уровня самой производственной системы по степени использования принципов рациональной организации производственного процесса. Надежность элемента системы - необходимое, но не достаточное условие для получения надежности ПС в целом, требуется научно обоснованная организация ее эксплуатации, ремонта и технического обслуживания. Поэтому задача обеспечения надежности ПС методами организации производства является особенно актуальной. Надежная с точки зрения ее организационной структуры ПС может приспособиться к меняющимся рыночным условиям, сохраняя свою организационно-экономическую устойчивость. Повышение надежности и эффективности системы методически и организационно сопряжено с проблемой повышения качества. Интересно, что системы управления качеством начали развиваться именно на предприятиях с системой управления надежностью. Надежность в комплексной категории качества остается той главной составляющей, управлению которой предстоит уделять особое внимание. Основными функциями службы надежности на предприятии могут быть изучение и анализ возможных причин недостаточной надежности элементов ПС и разработка практических мероприятий по предупреждению самой возможности появления таких отклонений. Оптимальный уровень организации системы дает возможность определить и максимально повысить ее надежность и соответственно улучшить все технико-экономические показатели, увеличить эффективность работы предприятия, наиболее рационально использовать потенциальные возможности любого участка производства.
Повышение уровня организации производства влечет за собой не только стабилизацию производственного процесса, но и экономию материальных и трудовых ресурсов, повышение качества выпускаемых изделий, увеличение производительности орудий труда и обслуживающего персонала. Производственная система — это сложная система, состоящая из большого количества элементов, взаимосвязанных между собой в процессе производства. Структура производственной системы представлена на рис. 1.7. С развитием научно-технического прогресса, ростом материального производства, механизации, расширением и углублением всевозможных связей между элементами производства существенная роль отводится управлению с его информационными ресурсами. Любая производственная система (ПС) состоит из системы управления и объекта управления. В качестве объекта управления выступает комплексная технологическая система предприятия, в свою очередь состоящая из трех основных элементов, являющихся базой любой ПС (см. рис. 1.7). Элементы технологической системы связаны между собой в соответствии с организационно-производственной структурой предприятия. В дальнейшем будут использованы следующие сокращения: СП - средства производства, ТР - трудовые ресурсы, ПТ - предмет труда. Будем считать, что на данной стадии анализа элемент системы условно принимается неделимым. Кроме того, для высокотехнологичных производств характерным является повсеместный контроль выполняемых операций и регламентированных работ, при котором выполнение каждой операции фиксируется в базе данных.
При этом существует жесткая обратная связь, которая отмечает малейшие отклонения в технологическом процессе и не позволяет нарушать его. Современные средства контроля практически мгновенно сообщают оператору о возникшем отказе с четким разграничением по причине и месту возникновения отказа. Таким образом, с большой долей вероятности можно сделать допущение о независимости трех основных элементов производства, т. е. информация об одном событии не влияет на оценку вероятности наступления другого события. Производственная система может рассматриваться как сочетание ее элементов в пространстве и во времени с учетом организационных факторов, влияющих на стабильность ее функционирования. Соответственно надежность системы в целом будем определять как совокупность надежности каждого отдельного ее элемента и надежности их взаимосвязи в пространстве и во времени под влиянием различных внешних и внутренних факторов. Говоря об установлении уровня надежности сложной производственной системы с учетом динамического изменения ее параметров во времени [17], необходимо решить следующие задачи: построить и проанализировать внутреннюю структуру системы; выбрать адекватную ей модель; установить требования и ограничения по работоспособности системы; определить значимые факторы, влияющие на надежность; собрать и обработать информацию, позволяющую оценить уровень надежности элементов системы. Любое предприятие (производственная система) состоит из 4 уровней технологических систем, включая технологические системы операций, процессов, производственных подразделений и в комплексе всего предприятия. Согласно ГОСТ 27.004-85 «Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения» технологическая система - совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов труда и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций. Исследование производственной системы может производиться на основе частных моделей, которые представляют элементы производственной системы, участвующие в деятельности предприятия. Основным из этих элементов является базовая технологическая система предприятия. По результатам функционирования технологической системы можно судить о работе отдельного элемента (подразделения или рабочего места) и всего предприятия в целом, поэтому показатели надежности технологической системы выбираются в качестве определяющих для оценки надежности производственной системы.
Система показателей надежности включает показатели, характеризующие всю комплексную технологическую систему и отдельные ее элементы. В результате влияния случайных факторов в системе могут возникнуть непредусмотренные (случайные) перерывы в работе (отказы), которые приводят к нарушениям плановых показателей производства. Неработоспособное состояние системы определяется ситуацией, когда, в соответствии с ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения», хотя бы один параметр и (или) показатель качества изготовляемой продукции, производительности, материальных или стоимостных затрат на изготовление продукции не соответствует требованиям, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской и технологической документации. Соответственно различают неработоспособное состояние (отказ) ПС по параметрам продукции, по производительности и по затратам. Классификация отказов ПС представлена на рис. 1.8. Функциональный отказ - отказ производственной системы, в результате которой происходит прекращение функционирования системы, не предусмотренное регламентированными условиями производства или конструкторской документации.
Повышение организационно-экономической устойчивости предприятия за счет обеспечения надежности производственной системы
Проведенный анализ машиностроительного производства на современном этапе показал, что в условиях рыночной экономики особое внимание следует уделять проблеме устойчивости предприятий. Основные проблемы, существующие в машиностроении на современном этапе развития экономики страны, приводят к росту банкротства и ликвидации предприятий промышленности. Все это свидетельствует о том, что возникла настоятельная необходимость по-новому взглянуть на проблему надежного функционирования предприятия в условиях рыночных отношений, создать систему управления надежностью высокотехнологичной производственной системы, повышающей ее организационно-экономическую устойчивость. На фоне большого количества литературы, посвященной надежному функционированию предприятия с экономической точки зрения, предлагается рассмотреть надежность технологической подсистемы предприятия, обеспеченной методами организации производства. Технологическая система, состоящая из трех элементов производства - СП, ПТ, ТР - является основным элементом производственного предприятия, поэтому надежность ее работы в значительной степени определяет надежность самого предприятия [14,15]. За рубежом и в нашей стране проводилось и проводится много исследований, посвященных надежному функционированию технической и производственно-технической системы, являющихся составными частями производственной системы предприятия.
Однако в существующей литературе проблемы надежной работы производственной системы и ее основы — технологической подсистемы предприятия - пока рассмотрены недостаточно. Поэтому в работе предлагается провести анализ надежности производственной системы по техническим показателям, сопоставив надежность производственной системы с производственными рисками, приводящими к отрицательным последствиям в результатах хозяйственной деятельности предприятия. Таким образом, основной целью работы является разработка теоретических положений организационно-экономических методов и моделей формирования производственной системы, обеспечивающих надежное и устойчивое функционирование всех составляющих производственного процесса. Предлагается новый подход к управлению организационно-экономической устойчивостью предприятия на основе оценки надежности технологической подсистемы предприятия, с учетом нестабильности ее элементов. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Разработать показатели производственной системы, позволяющие оценить надежность системы и ее элементов; 2. Обосновать выбор критерия оптимизации надежности производственной системы в зависимости от факторов, влияющих на ее организационно-экономическую устойчивость; 3. Разработать организационно-экономические методы формирования производственной системы оптимального уровня надежности; 4. Разработать экономико-математическую модель производственной системы оптимального уровня надежности; 5. Разработать организационные принципы управления надежностью высокотехнологичной производственной системы; 6. Разработать алгоритм внедрения организационно-экономических моделей и методов управления надежностью производственной системы в практику высокотехнологичного роботизированного производства.
Во второй и третьей главах предлагается решение поставленных задач для достижения главной цели работы - разработать организационно-экономические модели и методы, позволяющие управлять надежностью высокотехнологичной ПС. С учетом выбранного критерия надежности разработан алгоритм для достижения оптимального уровня надежности ПС, что позволит значительно повысить эффективность высокотехнологичного производства. Система управления надежностью высокотехнологичной ПС обеспечивает выполнение планов перспективного, текущего и особенно ОПП (оперативно-производственного планирования), выбирая технологические процессы с надежными элементами производства. Предложенный подход с использованием теории надежности применительно к ПС даст возможность обеспечить организационно-экономическую устойчивость предприятия в условиях рыночной экономики. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения системы и условий ее эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств как для системы, так и для ее элементов. Согласно системе стандартов «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения» ГОСТ 27.002-89 эти понятия трактуются следующим образом. Безотказность - это свойство системы непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. Безотказность СП обеспечивается за счет их технической надежности, заложенной на стадиях проектирования и обеспеченной в процессе изготовления, а также за счет системы ППР, организованной на предприятии. Безотказность ПТ определяется надежностью поставщиков и стабильностью технологии производства. Безотказность ТР может быть достигнута за счет организации системы оплаты труда, повышения квалификации работников всех уровней, системы социального обеспечения.
Долговечность - это свойство системы сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Долговечность СП может быть обеспечена за счет их технической надежности и системы ТО и ремонта на предприятии. Долговечность ПТ обеспечивается проведением маркетинговых исследований и поддержанием конкурентоспособности продукции предприятия. Долговечность ТР тесно связана с системами повышения квалификации работников и социального обеспечения, но актуальным является также расширение спектра специальностей. Ремонтопригодность - это свойство системы, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность СП обеспечивается своевременной заменой физически и морально устаревшего оборудования, модернизацией средств производства и оптимизацией системы ТО и ремонта, гибкостью производства, позволяющей с наименьшими затратами времени и ресурсов переходить на выпуск новой продукции. Ремонтопригодность ПТ определяется выбором обоснованных вариантов технологического процесса, введением методов неразрушающего контроля, позволяющих на более ранних стадиях производства выявить и по возможности исправить брак. Ремонтопригодность ТР напрямую зависит от системы социального обеспечения, но большую роль играет возможность совмещения профессий. Сохраняемость - это свойство системы сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности системы выполнять требуемые функции, после хранения и (или) транспортировки. Это понятие наиболее актуально для производственных систем, у которых период функционирования сменяется периодом ожидания производственной деятельности. Тем не менее производственные участки в такой производственной системе должны постоянно содержаться в работоспособном состоянии, чтобы в любое время можно было начать производственную деятельность.
Организационно-экономические методы формирования производственной системы оптимального уровня надежности
Данный подход применяется в тех случаях, когда известны или могут быть установлены: возможные варианты построения ПС и набор мероприятий по повышению надежности относительно базового варианта; значения прироста надежности (ARi) и затрат (ASi) для каждого из мероприятий, расчет которых производится по методикам, отражающим специфику ПС; вид зависимости «эффект - надежность» E=E(R) [24], когда выходной эффект в виде результатов деятельности предприятия и затраты, обеспечивающие соответствующий уровень надежности - величины одного и того же вида (измеряются в одних и тех же единицах, например, в рублях). Если же для различных показателей надежности оптимальные варианты построения ПС оказываются различными, то окончательное решение принимают на основании сравнительного анализа вариантов с учетом уровня показателей назначения или других показателей качества. Постановка задачи и формирование исходной информации. Уровень надежности ПС должен быть не ниже некоторого минимального R min, при котором проектирование (функционирование) ПС еще имеет смысл с учетом ограничивающих факторов. R min может быть числом или областью допустимых значений. В качестве Rmin можно выбрать, например, уровень надежности ПС в точке безубыточности, когда затраты на производство продукции равны выручке от ее продажи, т.е. прибыль равна нулю. Таким образом, надо соотнести показатель надежности R с объемом выпуска продукции, соответствующим данному уровню надежности ПС. Если ограничивающих факторов несколько, то среди них выбирается один, исходя из условия, что ограничение по нему в процессе повышения надежности наступает раньше других. Далее рассматривается один ограничивающий фактор, в качестве которого принят наиболее общий -стоимость Sorp. Выбор критерия оптимизации надежности ПС зависит от факторов, влияющих на организационно-экономическую устойчивость предприятия.
Предлагается два критерия оптимизации надежности ПС: 1) минимальной себестоимости; 2) максимальной прибыли. Если повышение надежности ПС не будет приводить к увеличению объема выпуска, т.е. не влияет на реализацию (например, заключен договор с фиксированным объемом заказа, и рынок не требует увеличения объема продаж), то целесообразно выбрать критерий минимальной себестоимости. В этом случае снижение надежности ПС приведет к росту издержек производства, т.к. придется тратить дополнительные средства на восстановление работоспособного состояния ПС. Кроме того, данный критерий имеет смысл применять для оценки надежности одного из производственных подразделений, т.к. результатом их деятельности не является продукция в ее окончательном виде, имеющая выход на рынок. Если экономическое состояние предприятия определяется приростом капитала, то следует выбирать критерий максимальной прибыли. Это может относиться, например, к предприятиям с организационно-правовой формой в виде акционерного общества. В этом случае акционеры будут стремиться к увеличению дивидендов или росту собственного капитала, увеличивающего текущую рыночную стоимость акций, поэтому их будет интересовать размер прибыли, получаемой предприятием.
Данный критерий могут выбирать и те предприятия, финансирование капитальных вложений которых происходит за счет государственных средств. При этом в качестве результата деятельности предприятия Е следует принять доход ПС от реализации продукции D, а в качестве разности между доходами и расходами P(R)= D(R)-S(R) - прибыль от реализации продукции, где S - затраты, обеспечивающие данный уровень надежности, в виде издержек производства. Выбор оптимального уровня надежности ПС по критерию минимизации издержек производства. При расчете уровня надежности технологического процесса имеет смысл определить его оптимальное значение по частному критерию, при котором затраты (издержки) Snp, связанные с созданием и функционированием системы, должны быть минимальными. В качестве частного критерия оптимизации могут быть приняты минимальные издержки, трудоемкость изготовления, рациональное использование материальных ресурсов и т.д. При этом все виды издержек можно условно подразделить на две группы: возрастающую SnoB и убывающую Sy6 при увеличении уровня надежности. Затраты SnoB, связанные с повышением уровня надежности R процесса, являются возрастающей функцией: К таким затратам можно отнести дополнительные инвестиции, затраты на подготовку кадров, на обеспечение и содержание заделов и др. К этой же группе относятся затраты, обеспечивающие повышение уровня надежности процесса за счет резервирования элементов производства (СП, ПТ, ТР): увеличение материальных ресурсов, которое способствует повышению надежности технологического процесса, выражается издержками по запасу материалов, деталей, резервных фронтов работ и т.п.: где АЗпт - удельные издержки заделов производства, руб./ед. надежности, Rpac - расчетное значение надежности ПС, получаемое в результате резервирования данного элемента производства. увеличение средств производства приводит к росту количественных показателей надежности, но этого можно добиться не только путем резервирования отдельных машин и устройств, но и путем резервирования быстроизнашиваемых узлов и деталей для них: где АЗсп - дополнительные издержки, вызванные наличием резервных машин, руб./ед. надежности. потенциалоемкость трудовых ресурсов можно увеличивать путем повышения квалификации рабочих, освоением ими смежных профессий, созданием комплексных бригад, увеличением численности рабочих в бригадах и др.:
Эффективность практического использования организационно-экономических методов и моделей повышения надежности производственной системы
Анализ надежности производственной системы проведем на примере роботизированного производственного участка по изготовлению кассет для тестирования оборудования. Это высокотехнологичное машиностроительное производство организовано на производственном предприятии ООО НПИП «Юнит». Предприятие выполняет государственный заказ. Участок работает в две смены при пятидневной рабочей неделе. Номинальный фонд времени работы участка 8 часов в смену. Действительный фонд времени работы с учетом регламентированных перерывов составляет 7 часов в смену.
Структура производственного участка представлена на рис. 3.1. Работа участка организована по принципу параллельного вида движения партий деталей. Величина транспортной партии равна 120 шт. (10 накопителей деталей по 12 шт. в каждом).
Проведенный анализ функционирования производственного участка по результатам работы за год выявил перечень наиболее часто встречающихся отказов. Систематизированные отказы в работе участка представлены в таблице 7.
На основании данных таблицы 8 можно сделать вывод, что доля отказов элемента производства СП составляет 98,55% , а доля отказов элемента производства ПТ - 1,45% от суммарной длительности отказов производственного участка по результатам работы за год. Таким образом, коэффициент готовности Кг сп меньше, чем Кг пт. Отказы по причине сбоев элемента ТР не происходили, следовательно, Кг тр=1. Используя формулу (2.22) для расчета коэффициентов готовности элементов производства и системы в целом, получим Кгсп=0,915; Кг пт=0,999; Кг тр=1; Кг пс=0,914. Полученный вариационный ряд коэффициентов готовности элементов производства является типичным для высокотехнологичного производства. Расчеты показали достаточно высокий уровень надежности производственного участка.
Более детальный анализ работы участка можно провести на основании ведомости учета потока отказов и наработки на отказ по результатам работы за определенный промежуток времени. Ведомость учета потока отказов и наработки на отказ по результатам работы за месяц представлена в таблице 9.
Анализ отказов показал, что из 20 рабочих дней в месяце 11 дней система отработала без отказа. Временная диаграмма потока отказов и наработки на отказ производственного участка по первым и вторым сменам для элементов производства СП и ПТ с 01.02.05 по 14.02.05 представлена на рис. 3.3.
Для построения модели производственного участка используем аппарат сетей Петри. Имитационная модель работы участка в общем виде представлена на рис. 3.4. Расчет вероятности выполнения перехода проведем на примере перехода t2. Воспользуемся формулой (2.22) для расчета коэффициента готовности системы транспортных роботов (в количестве 2 шт.). С учетом действительного фонда времени работы участка за год и отказов системы транспортных роботов за тот же промежуток времени из таблицы 8, получаем Кг с=0, 9994. Но учитывая равномерность распределения отказов между двумя транспортными роботами, согласно формуле (2.25) получаем Кг i=0,9997.
Необходимо также учесть число повторений перехода технологического процесса за время комплексной операции по изготовлению партии изделий, т. е. транспортный робот (согласно алгоритму) 4 раза участвует в производственном процессе по изготовлению партии кассет. Таким образом, для получения вероятности выполнения перехода согласно формуле (2.26) нужно взять показатель степени корня, равный 4. Окончательно получаем вероятность выполнения перехода t2 0,999. Время выполнения перехода берется в соответствии с нормой времени для данной операции производственного цикла. Анализируя дерево достижимости, построенное на основе данной модели, получаем время выполнения задания по изготовлению партии кассет (120 шт.) в соответствии с графиком производственного цикла на рис. 3.2, равное 252 мин. При этом вероятность выполнения задания с такой продолжительностью, полученная согласно дереву достижимости, составляет 0,917. Таким образом, коэффициент готовности системы, рассчитанный с помощью модели, показывает близость статистических и теоретических данных (коэффициент готовности системы, рассчитанный в соответствии с данными об отказах, равен 0, 914). Однако в данной модели не учитываются случаи восстановления работоспособного состояния системы в результате возникновения отказов, и, следовательно, модель носит общий характер. Считается целесообразным провести сравнение вариантов расчета производственного цикла для детерминированной модели (рис. 3.2) и вероятностной модели, построенной на базе нечетких сетей Петри (рис. 3.4).
