Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и постановка задачи проектирования гибких швейных потоков ; 17
1.1 Реинжиниринг процессов - основа создания гибкого производства 17
1.2 Опыт внедрения гибких производственных систем в различных отраслях промышленности 27
1.3 Понятие единичного и мелкосерийного типа производства в промышленности 33
1.4 Принципы построения гибких производственных систем в швейной промышленности 36
1.5 Анализ математических методов, используемых при проектировании гибких производственных систем 53
1.6 Постановка задач исследования 58
2 Системное проектирование гибких швейных потоков ... 60
2.1 Основные понятия и принципы системного проектирования процессов 60
2.2 Характеристика объекта системного проектирования — гибкого швейного потока 62
2.2.1. Классификация гибких швейных потоков. 62
2.2.2 Гибкий швейный поток как процесс 70
2.2.3 Гибкий швейный поток как система 71
2.3 Характеристика процесса проектирования гибкого швейного потока. 73
2.4 Методологии системного проектирования процессов. Методология функционального моделирования IDEF0 73
2.5 Построение функциональной модели процесса проектирования гибких швейных потоков с использованием методологии IDEF0 79
2.5.1 Определение целей функционального моделирования 79
2.5.2 Общие положения функционального моделирования 81
2.5.3 Описание функциональной модели этапов проектирования гибкого швейного потока. 82
2.6 Выводы 92
Разработка основ совершенствования технической подготовки мелкосерийного гибкого швейного производства 95
3.1 Разработка принципов подбора ассортимента швейных изделий для мелкосерийных швейных потоков 95
3.2 Разработка методики подбора ассортимента материалов для изделий мелкосерийного швейного потока . 104
3.3 Разработка основных принципов организации группового производства 109
3.3.1 Основные понятия и определения группового производства 109
3.3.2 Унификация объектов группирования 111
3.4 Разработка методики группирования сборочных единиц 121
3.4.1 Выбор методики группирования. 121
3.4.2 Разработка информационных карт сборочных единиц 128
3.4.3 Формирование структуры признаков, необходимых для группирования сборочных единиц 132
3.4.4 Построение классификационного ряда сборочных единиц 134
3.4.5 Группирование сборочных единиц на основе анализа классифи-кационного ряда. 144
3.5 Проектирование технологической последовательности в гибкомпотоке. 150
3.6 Выводы. 156
Исследование и разработка принципов проектирования производственных процессов в условиях мелкосерийных гибких швейных потоков 159
4.1 Разработка методики определения типов гибких производственных модулей при проектировании мелкосерийного швейного потока 159
4.2 Разработка основ проектирования организационно-технологической схемы гибкого швейного потока 167
4.2.1 Характеристика существующих методов проектирования организационно-технологических схем швейных потоков 167
4.2.2 Требования к организационно-технологическому построению гибких швейных потоков . 176
4.2.3 Расчет условий проектирования организационно-технологической схемы гибких швейных потоков 180
4.2.3. ІРасчет условий проектирования при тактовом способе комплектования операций. 180
4.2.3.2 Расчет условий проектирования при бестактовом способе комплектования операций. 190
4.2.4 Формирование организационных операций гибкого швейного потока. 193
4.2.4.1 Комплектование операций тактовым способом 193
4.2.4.2 Особенности комплектования тактовым способом при учете индивидуальной производительности труда исполнителей. 195
4.2.4.3 Комплектование операций бестактовым способом по норме выработки 195
4.2.4.40собенности комплектования операций бестактовым способом по норме выработки при учете индивидуаль ной производительности труда исполнителей 197
4.2.4.5 Балансировка операций при учете индивидуальной производительности труда исполнителей 197
4.2.5 Автоматизированный способ комплектования операций 200
4.2.6 Оформление организационно-технологической схемы потока... 203
4.3 Разработка методики проектирования маршрутной технологии в гибких мелкосерийных швейных потоках 204
4.4 Разработка методики проектирования количества транспортных средств в гибком модульном потоке 215
4.4.1 Применение методов аналитического моделирования при проектировании гибких потоков 215
4.4.2 Определение производительности оборудования гибкого швейного потока. 220
4.4.3 Определение интенсивности потоков деталей в процессе изготовления швейных изделий в гибких потоках 229
4.5 Выводы 235
5. Разработка методологии анализа организационно-планировочной структуры потока и оптимизации его работы 239
5.1 Применение методов имитационного моделирования для анализа структуры потока 239
5.1.1 Понятие имитационного моделирования 239
5.1.2 Использование сетей Петри при имитационном моделировании... 242
5.1.3 Описание имитационной модели 261
5.1.4 Сводка и анализ результатов имитационного моделирования 274
5.1.5 Построение обобщенной модели структуры гибкого модульного потока 284
5.2 Разработка методики оптимизации работы гибкого модульного
потока 292
5.2.1 Оптимизация структурного состава рабочих мест потока 292
5.2.2 Оптимизация распределения плана производства по периодам... 300
5.3 Выводы. 310
6 Технико-экономические аспекты внедрения результатов проведения исследований и разработок ... 313
6.1 Краткая характеристика экономического положения отечественных швейных предприятий 313
6.2 Оценка эффективности функционирования предприятия на основе модели гибкого развития 315
6.3 Выводы 333
Заключение 335
Список использованных источников
- Опыт внедрения гибких производственных систем в различных отраслях промышленности
- Методологии системного проектирования процессов. Методология функционального моделирования IDEF0
- Разработка методики подбора ассортимента материалов для изделий мелкосерийного швейного потока
- Требования к организационно-технологическому построению гибких швейных потоков
Введение к работе
Актуальность проблемы. Современные швейные предприятия функционируют в условиях неопределенности и динамичности социально - экономической среды. Непрерывные и довольно существенные изменения в технологиях, рынках сбыта и потребностях клиентов стали обычным явлением, и предприятия, стремясь сохранить свою конкурентоспособность, вынуждены перестраивать корпоративную стратегию и тактику. Меняется роль и образ клиентов предприятий, безликого «массового» потребителя сменяет индивидуальный' заказчик. Данные обстоятельства нарушают организационную стабильность предприятий и нацеливают на поиск или формирование организа-щюнных структур, позволяющих перестроить их деятельность. Одним їв перспективных направлений реинжиниринга производства является применение идеологии гибких производственных систем (ГПС) с динамичной организационной структурой, наиболее приспособленной для скорейшего выпуска новой продукции н ее оперативной поставки на рынок. Внедрение ГПС в швейной промышленности открывает реальные возможности для создания открытых гибких структур, обладающих целостностью, целевой ориентацией с позиций коммерческой и экономической деятельности, с одной стороны, и с другой, — возможностью быстрой и экономически выгодной реорганизации состава, структуры и организации ГПС с учетом изменений на рынке.
Наибольший вклад в решение задач данного направления внесли научные исследования и разработки, выполненные учеными ЦНИИШП, МГУДТ, ГЛСБУ. Однако, разработанные ими методики позволяют реализо-вывать требования гибкости в пределах одной'или нескольких ассортиментных групп изделий для среднесерийного производства в условиях потоков рациональной мощности. Для таких потоков приемлемы традиционные методы проектирования.
Современные тенденции швейного производства характеризуются уменьшением объемов выпуска до размеров мелкосерийного и единичного,
что соответствует величине заказа 10-50 единиц изделий и количеству рабочих от 5 до 15-20 человек. Именно для таких производственных процессов традиционные формы проектирования и функционирования потоков не могут быть реализованы.
Настало время внедрить принципиально новые подходы, которые позволяют в полной мере реализовать преимущества новых технологий и человеческих ресурсов. Этот подход лежит в основе инжиниринга и реинжиниринга бизнес-процессов.
Новые процессы, возникающие в результате реинжиниринга, обычно имеют отличительные свойства. К ним относятся реинтеграция, или горизонтальное сжатие процесса (несколько операций объединяются в одну), вертикальное сжатие процесса (исполнители, которым делегирована часть властных полномочий, принимают самостоятельные решения), совмещение или распараллеливание части ранее последовательных работ, уменьшение проверок и управляющих воздействий, минимизация согласований, преобладание смешанного централизованно/децентрализованного подхода.
В результате реинжиниринга происходит переход от функциональных подразделений к автономным междисциплинарным рабочим группам, а сама деятельность становится многоплановой, требуя от персонала инициативы и способности принимать самостоятельные решения.
Некоторые идеи, связанные с указанными отличительными свойствами, реализованы в научных разработках Мурыгина В.Е., Сучилина В.Л. и Ко-кеткина П.П. В их работах доказаны преимущества блочно-модульного построения оборудования и системы в целом. Кокеткин П.П. предлагает «метод концентрации однородных технологических операций», который предусматривает повышение роли универсальности оборудования и увеличение объема однородных технологических операций на одном рабочем месте. В ГЛСБУ под руководством Сучилина В.А. разработана ГПС, в основу которой положено внедрение в производство оборудования высокого уровня, способного, во-первых, уменьшать, цикл обработки изделий; во-вторых, значительно упро-
стить и ускорить переход на изготовление новых моделей. Указанным условиям производства отвечает оборудование, построенное по модульному принципу, суть которого заключается в том, что рабочее место компонуется из набора типовых модулей (головок машин).
Модульный подход к созданию оборудования имеет ряд достоинств: высокую надежность рабочего процесса, обеспечиваемую за счет обработки типовых комплектующих узлов; быстро и с минимальными затратами создавать из типовых модулей различные компоновки оборудования применительно к реальным нуждам производства; оперативно заменить отдельные модули в случае необходимости их ремонта или замены на новые. Это позволяет повышать технологическую гибкость оборудования и адаптировать его к реальным условиям изготовления конкретных моделей.
В ГАСБУ разработаны концепция, параметры, технологическая и методологическая документация на многооперационные швейные агрегаты модульного типа. Многооперационность рабочего процесса в агрегате достигается наличием нескольких швейных модулей, входящих в его компоновку. По программе технологического процесса обработки изделий модуль автоматически поступает на рабочую позицию промстола, где стыкуется с унифицированным приводом.
Если снабдить накопитель швейных модулей несколькими промстола-ми, то можно создать роботизированный технологический комплекс. Применение такого комплекса значительно повышает загрузку швейных головок, появляется возможность широкого внедрения гибкой организации труда и эффективного использования производственной площади. Идея многоопера-ционности рабочего места полностью соответствует концепции гибкости в условиях мелкосерийного производства, но ее реализация, предложенная Сучи-линым В.А., очень дорогостояща, так как необходимо производить специальные накопители швейных модулей, каждый модуль должен механически стыковаться специальными муфтами с унифицированным приводом, что не для всякого швейного производства является реальным и целесообразным.
Более доступным и легко реализуемым является гибкий поток, состоящий из типовых модулей оборудования, сформированных с использованием научных методов минимизации количества связей и сохраняющий свою структуру при смене моделей и ассортимента изделий.
Эта концепция положена в основу методологии проектирования мелкосерийных швейных потоков, предлагаемой в данной работе.
Проведенный обзор гибких систем в швейной промышленности позволил выявить их основные черты:
структура ГПС базируется на модульном принципе;
применяется многофункциональное, высокоманевренное оборудование общего назначения, имеющее возможность переналаживания на производство очередного наименования изделия;
обрабатывается широкая номенклатура изделий, что достигается за счет оптимального состава гибких модулей;
выпуск изделий осуществляется малыми сериями;
рабочие места имеют высокий уровень организации;
предъявляются жесткие требования к квалификации обслуживающего персонала;
для управления производством используются ЭВМ.
Рассмотренные выше научные работы, безусловно развиты в постановочном и оценочном аспектах, однако они ограничиваются рассмотрением вопросов проектирования рабочих мест или организационно-технологической схемы потока традиционными методами. В них отсутствует системный подход к решению вопросов проектирования организационно-технологических структур, которые включают в себя комплекс задач анализа, синтеза и моделирования различных вариантов с точки зрения реинжиниринга. Имеющиеся сведения о гибких производственных системах до настоящего времени не систематизированы, не имеют научного обоснования и методологии их проектирования.
Методология — учение о совокупности принципов, средств, методов и форм научного познания. Методологический аппарат, используемый в данной диссертационной работе, включает в себя:
Принципы организации и проведения исследования
Способы определения его стратегии (подходы к постановке проблемы и определению ее состава).
Тактические средства методологического анализа (методы научного исследования, аппаратура).
Понятийно-категориальную основу научного исследования (определение проблемы, объекта, предмета, гипотезы, цели и задач).
Требования к результатам исследования (актуальность, научная новизна, теоретическая и практическая значимость).
Подлинно научным может быть лишь исследование, в котором реализуются все составные элементы методологического аппарата, что и сделано в данной диссертационной работе.
Тема диссертационной работы рассмотрена и утверждена на заседании Ученого Совета МГУДТ 18 мая 2000 г., протокол №8.
Целью работы является разработка методологических основ проектирования гибких швейных потоков.в условиях мелкосерийного производства. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
разработка методологии системного проектирования мелкосерийных технологических и производственных процессов;
разработка методики совершенствования технологической подготовки мелкосерийного производства на базе групповых технологических процессов;
разработка принципов группирования деталей, сборочных единиц и изделий и формирования классификационных рядов;
разработка принципов проектирования производственных процессов при мелкосерийном производстве;
разработка методики анализа организационно-планировочной структуры гибкого швейного потока;
разработка основ оптимизации календарно-производственного планирования работы гибкого швейного потока.
Объектами исследования являлись: изделия и материалы действующего ассортимента; процессы технологической подготовки мелкосерийного производства; гибкий швейный поток; процесс проектирования гибкого модульного потока.
Методы и средства исследований. Использование в любом конкретно-научном исследовании общенаучных и философских методов, как и методов смежных отраслей науки, не может носить характер механического переноса - необходимы предметная их интерпретация, дальнейшая разработка и совершенствование этих методов с учетом конкретных задач и целей исследования.
Исходя из этого в данной диссертационной работе использованы:
методология системного подхода к проектированию гибких швейных потоков в условиях мелкосерийного производства;
методология функционального моделирования бизнес-процессов IDEF0;
методология имитационного моделирования с использованием сетей Петри;
методы аналитического моделирования;
методы математической статистики и теории решения задач многокритериальной оптимизации;
пакеты программ: BPWin v4.0 (Computer Associates), Design/CPN v 4.0, пакет программ целочисленного линейного программирования;
теория графов;
матричное исчисление при решении прикладных задач;
теория множеств с построением классификационных рядов;
методы планирования эксперимента.
Обработка результатов экспериментальных исследований, функциональное и имитационное моделирование, построение математических моделей осуществлялось с использованием персонального компьютера.
Научная новизна. В работе предложена коїщепция реинжиниринга гибких швейных потоков в условиях мелкосерийного производства, реализующая принцип концентрации оборудования на одном рабочем месте. Для реализации этой концепции разработаны этапы и порядок проектирования гибких модульных потоков, основанных на новой классификации гибких среднесерийных и мелкосерийных потоков. Для проектирования в работе использованы типы потоков, относящиеся к мелкосерийным. Для совершенст-вования технологической подготовки производства в качестве одного из вариантов предложен групповой технологический процесс. Для реализации'групповой технологии предложен новый подход К'группированию деталей, сборочных единиц-и изделий для запуска в гибкий поток. Предложен новый метод формирования модульных рабочих мест в гибком потоке и методика формирования организационно-технологической схемы. Предложена методика проектирования маршрутной технологии, а также методика расчета производительности гибких модулей и интенсивности потока изделий и деталей. На основе интенсивности потока предложена методика расчета количества транспортных средств в проектируемом потоке. Впервые использована методика имитационного моделирования с использованием сетей Петри для анализа структуры потока.
Впервые получены следующие результаты:
разработана классификация гибких швейных потоков;
разработаны этапы и методология проектирования мелкосерийных швейных потоков;
разработаны принципы подбора ассортимента изделий и материалов для запуска в гибкий швейный поток;
разработаны принципы групповой технологии;
разработана методика унификации объектов группирования;
предложена методика группирования сборочных единиц и построения классификационных рядов моделей;
разработаны принципы организации гибких модульных потоков с концентрацией нескольких видов оборудования на одном рабочем месте;
предложена методика определения количества изделий в серии для определения типа производства;
разработаны требования к комплектованию операций по такту, ритму (норме выработке) и балансировке операций;
сформирована структура и содержание организационно-технологической схемы для разных типов мелкосерийных потоков;
разработана методика маршрутной технологии и расчета интенсивности изделий;
предложена методика расчета для выбора транспортных средств;
предложено использование метода имитационного моделирования для определения длительности производственного цикла, объема незавершенного производства, объема партии запуска и сроков выполнения заказа в швейном цехе;
- разработаны математические модели оптимизации структурного состава потока и распределения плана производства по периодам.
Практическая значимость и реализация результатов работы. На основе теоретических положений и экспериментальных исследований диссертационной работы созданы специфические компоненты информационного, методического и технического обеспечения процесса проектирования гибких швейных потоков в условиях мелкосерийного производства, которые в совокупности с известными разработками в области проектирования гибких производств обеспечивают функционирование целостной многоуровневой системы оптимального проектирования.
Реализация предлагаемого в диссертационной работе подхода к реинжинирингу технологических и производственных процессов в условиях мелкосерийного производства позволяет решить проблему выпуска швейных из-
делий рационального гардероба мелкими сериями в короткие сроки без перестройки потоков, увеличить рентабельность продаж изделий за счет уменьшения коэффициента обновления продукции.
Теоретические и методические разработки внедрены в практику реального проектирования мелкосерийного производства на базе Ангарской швейной фабрики, ООО «LEVALL» (г. Новосибирск) в течение 2001-2003 г.г. Кроме того, методические пособия по проектированию гибких швейных потоков используются в учебном процессе Новосибирского технологического института МГУДТ в соответствующих разделах дисциплин «Проектирование швейных предприятий», «САПР швейных предприятий», «Проектирование малых предприятий» для студентов направлений 553900, 656100, в курсовом и дипломном проектировании.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях: всесоюзной научно-технической конференции «Повышение эффективности работы предприятий индивидуального пошива одежды» (г.Омск, 1989 г.), научно практической конференции «Наука - производство - кадры» (г. Новосибирск, 1988 г.), научно практической конференции «Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования» (г. Кемерово, 1997 г.), всероссийской научно — практической конференции «Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы» (г. Юрга, 1999 г.), международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» (г. Витебск, 2000 г.), международной научно - техшіческой конференщш «Актуальные проблемы науки техники и экономики легкой промышленности» (г. Москва, 2000 г.), всероссийской научно - практической конференции «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» (г. Юрга, 2001 г.), международной научной конференции «Роль предметов личного потребления в формировании среды жшнедеятелыюсти человека» (г. Москва, 2002 г.), международной научно - практической конференции «Новое в дизайне, моделировании,
конструировании и технологии изделий из кожи» (г. Шахты, 2003 г.), всероссийской научно - практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (г. Кемерово, 2003 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 66 работ. Основные результаты выполненных исследований и разработок опубликованы в статьях в российских журналах, межвузовских сборниках научных трудов, учебном пособии и монографии.
Личное участие автора в получении изложенных в диссертации результатов. Постановка задач, выбор методов и направления исследований, анализ и обобщение полученных результатов, теоретические положения и выводы диссертации принадлежат автору. Проведение экспериментальных исследований и проектирование гибких потоков для конкретных производственных условий выполнены автором, а также аспирантами и соискателями (СВ. Яковлева, Е.В. Буйновская, Е.В. Профорук, И.В. Урядникова) непосредственно под его руководством или при его участии.
Опыт внедрения гибких производственных систем в различных отраслях промышленности
Первые гибкие прогаводственные системы появились в міфе во второй половине 60-х годов. Этому способствовало множество разных факторов, основными из которых являлись необходимость постоянного обновления продукции при снижении ее себестоимости, а также сокращение длительности прошводственного цикла.
Промышленные фирмы развитых стран мира сосредоточили свои усилия на разработке производственных систем, которые в максимальной степени удовле творяли бы требованиям многономенклатурного производства в отношении степени автоматизации и гибкости, а следовательно, экономии трудовых ресурсов, производительности и эффективности [18-24].
К концу 80-х годов в мире эксплуатировалось более 700 ГПС. Передовые рубежи в области создания и внедрения ГПС занимают США,- Япония, страны Западной Европы.
Первые ГПС были разработаны, на основе станков с ЧПУ и обрабатывающих центров применительно к механообработке. Затем сфера расширилась на другие виды производства - прессование, сборку, сварку, литье, окраску, штамповку и т.д. В последние годы ГПС стали разрабатываться и для ряда других отраслей промышленности: радиотехнической, приборостроительной, легкой, пищевой, химической и др.
Начаты разработки ГПС в химической промышленности для малотоннажных производств (малой химии). Это производство пластмасс, лакокрасочных материалов, красителей и органических промежуточных продуктов, реактивов и особо чистых веществ, химико - фармацевтических препаратов, пестицидов, масел, смазок [25].
По статистическим данным зарубежных источников около 40 % ГПС внедрено в автомобильной промышленности, около 30 % - в приборостроении и общем машиностроении, около 20% - в станкостроении, около 10 % - в аэрокосмической и оборонной промышленности.
В автомобильной промышленности ГПС применяют в производстве практически всех деталей двигателя, шасси, заднего моста, а автомобильные фирмы используют ГПС для производства деталей велосипедов, землеройных машин. Наиболее популярными деталями для обработки ГПС являются части трансмиссии и коробки передач. Ряд фирм осуществил комплексный подход при создании и применении высокоинтегрированных ГПС для обработки всех деталей выпускаемой ими номенклатуры станков, роботов и другой продукции станкостроения.
В большинстве случаев в станкостроении в ГПС обрабатывают станины, столы, каретки, салазки, реже - детали коробки скоростей и шпинделя. В приборо-строении и общем машиностроении ГПС используются для обработки деталей фотокамер, корпусов швейных машин, корпусов турбин, деталей горного оборудования, корпусов насосов и др. [20].
ГПС начали внедряться также в транспортном машиностроении, в электротехнической промышленности, радиопромышленности. В основном гибкое производство (90 %) создано на крупных предприятиях (свыше 200 тыс. работающих), остальные внедрены на средних предприятиях. Большинство применяемых в раз- личных странах ГПС построены на базе металлорежущих станков с ЧПУ собственного производства.
По данным на 2000 г. мировой выпуск металлообрабатывающих станков распределяется следующим образом: 8-10 % - автоматические линии для массового производства, 30-35 % - многоцелевые станки, которые встраиваются в ГПС, 25-30 % - одноцелевые станки с ЧПУ, 25-30 % - станки с ручным управлением, которые также встраиваются в ГПС [26].
Большинство ГПС компактны: - 33 % содержат от 2 до 5 станков; - 40 % содержат от 6 до 10 станков; - 19 % содержат от 11 до 15 станков; - 8 % содержат свыше 15 станков. Эти данные свидетельствуют о возможности применения в ГПС для мелко-Ш? серийного и единичного производства неавтоматизированного оборудования и о небольшой численности работающих в ГПС в соответствии с качеством оборудования.
В отечественной промышленности высокоавтоматизированные технологические комплексы внедрены в станкостроении (около 20%), в автомобильной промышленности (20%), в общем и тяжелом машиностроении (5%), в электротехнической промышленности (12%), а так же в приборостроении, химическом, сельскохо- зяйственном машиностроении и других областях.
Методологии системного проектирования процессов. Методология функционального моделирования IDEF0
Гибкость современных производственных систем во многом определяется уровнем используемых технологий, состоянием организации производства, а также совершенством используемых методов управления. Возрастающие требования потребителей к качеству и разнообразию продукции, усиливающаяся конкуренция, все большая глобализация бизнеса и многие другие факторы, заставляют предприятия искать средства, позволяющие эффективно управлять всеми аспектами деятельности. Целостный взгляд на объект управления невозможен без компьютеризации процессов. Зарубежные швейные предприятия достаточно давно осознали данный факт и в их работе находят отражения такие современные концепции управления производством, как ERP (Enterprise Resource Planning - планирование ресурсов предприятия), СІМ (Computer Integrated Manufacturing - интегрированное компьютерное прошводство), CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support -компьютерное сопровождение процессов жизненного цикла изделий). Эти стандарты управления предприятием нацелены на: - непрерывное улучшение обслуживания клиентов (потребителей) по приемлемым для потребителя ценам (фокус на потребителя); - на минимальную продолжительность ЖЦ продукции; - на повышение качества продукции и уменьшение ее себестоимости; - на планирование выпуска готовой продукции, опирающееся на заказ потребителя, т.е. на идеологию «производить только то, что уже продано».
Основной выигрыш предприятия получают за счет своевременности реагирования и поставки продукции на рынок. При этом ускорение процессов, повышение их эффективности, «прозрачности» и управляемости является результатом im-формационной поддержки стадий ЖЦ продукции, создание интегрированного информационного пространства [30-34]. Под информационной поддержкой понимается комплекс вопросов, включающий автоматизацию процессов прошводственно-хозяйственной деятельности предприятия: автоматшацию систем приемов заказов от потребителей, автоматизацию процессов проектирования, обеспечения производства, автоматизацию управленческой деятельности предприятия (рисунок 1.3).
Характеристика зарубежных швейных производственных систем, поддерживающих принципы интеграции стадий ЖЦ продукции и их информационного обеспечения [35-43], представлена в таблице 1.2. Общая схема мобильной интегрированной системы организации и управления швейным производством, характерная для высокоразвитых западных швейных предприятий, представлена на рисунке 1.4.
Переходя к рассмотрению систем организации и управления непосредственно швейным потоком, необходимо отметить, что наибольшее распространение за рубежом получили системы «быстрого ответа» QRS, а также системы, поддерживающие стратегию «точно во время» ЛТ (рисунок 1.5). Система QRS объединяет в себе принципы модульной организации рабочих мест и их автоматизированного поштучного питания. Она ориентирована на производство широкой номенклатуры годелий небольшими партиями при соблюдении минимальной продолжительности производственного цикла. Каждое рабочее место запрограммировано и отличается высокой маневренностью. В его состав входит 3 — 4 вида оборудования: универсальные машины (одно- и двухигольные), специальные машины (обметочные), утюжильные рабочие места. Прочее оборудование, редко используемое для изготовления заданного ассортимента изделий, из планировки потока исключается и входит в состав дополнительного. Автоматизированная система перемещения деталей и полуфабрикатов контролирует работу каждого рабочего места как единого целого [40].Схема расположения рабочих мест в системе QRS представлена на рисунке 1.6.
Система управления швейным потоком ЛТ предусматривает применение оборудования и рабочих мест модульного типа или систем Unit Production System (UPS) - поштучного транспортирования деталей и полуфабрикатов.
Из представленной в таблице 1.3 сравнительной характеристики модульных потоков следует, что в основном они предназначены для изготовления часто меняющегося ассортимента изделий. При смене ассортимента перестройка процесса производится легко.
Обслуживание потока осуществляется малочисленными высококвалифицированными бригадами исполнителей, которые сами следят за ритмом и балансом работы. При этом, как правило, ответственность за выполняемую работу несет вся бригада. Число управляющих (бригадиров или мастеров) в таких потоках сведено к минимуму и если они присутствуют (в лице опытного специалиста в области технологии или мастера), то их роль сводится к инструктажу, информированию о производительности потока, разрешению конфликтов и поощрению работниц.
Поштучный запуск деталей в поток обеспечивает минимальный объем НП на рабочих местах и сокращает длительность производственного цикла. Потоки, оснащенные системой типа UPS, обладают достаточно высокой маневренностью за счет автоматического питания рабочих мест полуфабрикатами,
Разработка методики подбора ассортимента материалов для изделий мелкосерийного швейного потока
Проведение полного факторного эксперимента позволило получить адекватную математическую модель зависимости величины стягивания материалов строчкой от их свойств: у= 12,97-5хі-0,84 х2-0,075х3, (3.2) где у- величина стягивания строчкой, мм; Хр толщина материала, мм; Х2- жесткость материала при изгибе, мкН см2; Хз- поверхностное заполнение, % Полученная математическая зависимость позволяет сделать вывод, что, чем выше показатели толщины материала, его жесткости при изгибе и поверхностного заполнения, тем меньше степень стягивания. С помощью данного уравнения можно определить величину стягивания строчкой поступающих на предприятие материалов. Для решения вопроса о возможности изготовления изделий из этих материалов в потоках, оснащенных универсальными машинами с реечным механизмом перемещения, необходимо знать допустимую величину стягивания. Этот параметр регламентируется обязательной технической документацией [101], согласно которой допустимая величина стягивания-не должна превышать 0, 5 % от длины шва (у доп).
Разработанная методика включает следующие этапы: - определение величины стягивания у; - корректировка у с учетом числа слоев материала в шве определенной конструкции; - сравнение у с допустимой величиной стягивания удоп: уДОп
Если неравенство не выполняется, изделие из данного материала необходимо изготавливать в других потоках, на оборудовании с механизмами перемещения более сложной конструкции (дифференциальным, с отклоняющейся иглой).
Представленную методику рекомендуется использовать для определения величины стягивания для других ассортиментных групп материалов.
Групповое производство является передовой и прогрессивной формой организации производственных процессов в условиях предприятий мелкосерийного и единичного выпуска продукции, основанной на предметной специализации производственных систем и унификации технологии.
Групповое производство характеризуют два отличительных признака организации. Первый из них утверждает предметную (подетальную) специализацию производственных систем, а следовательно, определенную пространственную и временную концентрацию производства однородных предметов труда. Второй-унификацию технологических процессов гаготовления сосредоточенных в данной системе предметов труда, а следовательно, определенную концентрацию необходимых для этого средств труда и их специализацию. В условиях группового производства на этой основе в наиболее полной мере могут быть соблюдены и все другие принципы рациональной организации производственного процесса - пропорциональность, параллельность, прямоточность, ритмичность и непрерывность.
Таким образом, под групповым производством следует понимать такую форму построения дискретных производственных процессов, организационно-технологической1 основой которой соответственно является подетальная (предметная) специализация систем на уровне цехов, участков и многоассортиментных поточных линий, и унифицированная групповая технология обработки предметов труда [102-104].
Метод групповой обработки как основа группового технологического процесса-важнейшая часть общей цепи подготовки производства: конструирование-технология-организация-экономика.
Групповой метод-это такой метод унификации производства, при котором для групп однородной по тем или иным конструктивно-технологическим пршнакам продукщш устанавливаются однотипные методы обработки с использованием однотипных быстропереналаживаемых видов оборудования, приспособленшї, инструментов, при этом обеспечивается экономическая эффективность прошводства, необходимая быстрота его подготовки и переналадки. Чем выше уровень ушіфикации технологии на базе группового метода, тем проще и рациональнее организационная форма производства [103-105].
Принципиальными основами группового метода являются классификация и группировашїе деталей (сборочных единиц), видов работ, технологических процессов и средств технологического оснащения; классификация и конструирование групповых приспособлений и другой технологической оснастки; целевая модернизация и специализация оборудования; внедрение групповых поточных линий; создание групповых участков и цехов [103-105].
Группой называется совокупность деталей или сборочных единиц, характеризуемая при обработке общностью оборудоватія, оснастки. Группа деталей (сборочных единиц) при групповом прошводстве характеризуется технологическим, инструментальным и организационно-плановым единством [103,104].
Требования к организационно-технологическому построению гибких швейных потоков
Известно, что коэффициент закрепления операций для мелкосерийного производства составляет от 20-40 вюіючигельно. Исходя из этого значения, можно, решив обратную задачу, определить размер серии для любого вида ассортимента швейных изделий, изготавливаемых в гибком потоке в условиях мелкосерийного производства. Формула (4.14) принимает вид: С=(Re„d)/(K3.o Тср)= (Ягод- т)/(К30:Ш (4.15)
Принимая сменяемость моделей в гибком потоке s равной 1-2 раза в смену [128-130], можно определить рекомендуемые мощности гибких швейных потоков для каждого вида ассортимента. Математически это можно представить как: Mpe (Reod)/(s-K3.oTcp)= (Ягод- m)/(s- КХО-ЯГО, (4.16) Ниже представлен пример расчета границ рекомендуемой мощности для многомодельного гибкого потока по изготовлению женских жакетов:
Годовой фонд рабочего времени для 2003 года при односменной работе (длительность смены - 8 часов=28800 с) составляет Reod=25h28800=7228800 с. Средняя трудоемкость изготовления женского жакета на подкладке по данным ОАО «Северянка» составляет Тср=5400 с.
Принимая s=l wK3O=20, из формулы (4.16) получаем верхнюю границу рекомендуемой мощности гибкого потока для данной ассортиментной группы: AfpeK=7228800/(l-20-5400)=67 ед/см, Принимая s=2 и Кзо=40, из формулы (4.16) получаем нижнюю границу рекомендуемой мощности гибкого потока для данной ассортиментной группы: АГрек=7228800/(240-5400)=17 ед/см, Таким образом, для многомодельного гибкого потока по изготовлению женских жакетов рекомендуемая мощность составляет 17-67 ед/см. Из соотношения (4.17) рекомендуемое количество рабочих в таком потоке-5-12 человек. . T = R/M = TIN,c (4.17)
Аналогичным образом могут быть определены рекомендуемые мощности для других ассортиментных групп изделий, а также для различных вариантов их сочетаний в многоассортиментных потоках. Полученные значения размеров серий приведены в таблице 4.3.
Конкретное значение мощности выбирается из интервала рекомендуемых значений в соответствии с производственными условиями или заказами потребителей.
В многоассортиментных потоках могут быть два принципиально разных способа организации работ:
1. Гибкий поток разбит на несколько мини-потоков (бригад), каждый из которых в конкретный момент времени специализируется на определенном ассортименте. Модели каждого вида изделий могут запускаться последовательно (ПАЗ внутри мини-потока) или одновременно (циклический способ запуска внутри мини-потока). Могут быть выделены общие операции-запуск, комплектовка, окончательная отделка и ВТО. При смене ассортимента мини-потоки могут быть перестроены, количество исполнителей в них может изменяться. Это возможно за счет высокой квалификации работниц потока и специализированной системы оплаты их труда.
2. В гибкий поток одновременно запускается несколько моделей изделий различных ассортиментных групп. На каждом рабочем месте могут обрабатываться различные виды изделий. В этом случае способ запуска изделий в поток может рассматриваться как подобный комбинированному.
Многомодельный поток в принципе является частным случаем многоассортиментного потока с разделением на мини-потоки (отдельный мини-поток), поэтому дальнейпгае расчеты условий проектирования ОТС будут рассмотрены на примере мгогоассортиментного гибкого швейного потока.
Расчет основных параметров многоассортиментного гибкого потока осуществляется на основе рекомендуемых значений выпуска изделий в смену по каждому виду ассортимента и соотношении ассортиментных чисел. При тактовом способе комплектования параметры потока рассчитываются из соотношений (4.17). Для многоассортиментного потока с разделением на мини-потоки при тактовом способе комплектования по известным значениям выпуска рассчитывается общая мощность потока по формуле: п М тт = Y, М , ед/см (4.18) /=i Затем рассчитывается общее количество исполнителей в потоке (расчетное и фактическое): Nnom =М -Т IR 11 расч 1ГАпот л ср.взв ЧЄЛ. (4.19)
В зависимости от принятого порядка работы запускалыцицы (одна на весь поток или в каждом мини-потоке) осуществляется расчет количества человек по каждому виду изделий (в мини-потоках) и на запуске по формуле:
