Разработка методических подходов по совершенствованию организации и управления производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка методических подходов по совершенствованию организации и управления производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий"

904613364

На правах рукописи

Волкова Марина Владимировна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ НА ПРЯМОТОЧНЫХ ЛИНИЯХ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами - промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

1 8 НОЯ 2010

Барнаул - 2010

004613364

Работа выполнена в УРАН Институт экономики и организации промышленного производства Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор

Титов Владислав Владимирович

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, доцент

Аунапу Эдуард Фердинандович

кандидат экономических наук, доцент Петров Владимир Николаевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Новосибирский государствен-

ный университет экономики и управления»

Защита диссертации состоится 16 ноября 2010г. в 14-00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.005.05 при ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет» по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61, ауд. 416Л.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет» по адресу: 656049, г. Барнаул, ул. Ленина, 61.

Автореферат разослан «октября 2010 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета кандидат экономических наук, доцент

О. Н. Соколова

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Основная цель экономической стратегии предприятия, работающего в рыночных условиях, сформулирована как создание и поддержание его устойчивого конкурентного преимущества за счет реализации нововведений по снижению затрат, выпуску новой продукции, организации производства и управления. Однако без эффективной организации управления производственными ресурсами указанную цель не достигнуть и не обеспечить поддержание конкурентных преимуществ предприятия на рынке. Решение таких задач осуществляется в рамках производственного менеджмента.

В рыночных условиях одним из направлений достижения конкурентных преимуществ предприятий промышленности является снижение затрат на производство. Такое снижение может быть осуществлено и за счет повышения эффективности организации производства на основе процессных подходов, в которых можно использовать принципы поточного производства.

Поточное производство организуется на основе непрерывных поточных линий. На таких линиях длительность операций примерно одинакова (отклонение ± 10-12%) и определяется ритмом линии. Поточное производство является передовой, наиболее эффективной формой организации производственного процесса и позволяет снизить себестоимость продукции в 2 раза, чем затраты на производство такого же изделия в условиях крупносерийного производства, в 3-4 раза в условиях мелкосерийных предприятий. Этим объясняется стремление заводов серийного, крупносерийного производства в организации предметно-замкнутых участков на принципах организации работы прямоточных (прерывно-поточных) линий, на которых длительность операций не равна ритму линии.

Таким образом, совершенствование производственной структуры идет по пути укрупнения участков и цехов, построения их по предметно-замкнутому принципу. Это важно для процессного подхода, для организации экономического управления процессами, служит основой эффективной организации производства с учетом использования принципов массового типа производства.

В настоящее время на заводах серийного, крупносерийного производства нет должных объемов производства, поэтому организация поточных линий не имеет смысла. Однако организация прерывных поточных линий вполне допустима. На таких линиях длительности операций отличаются друг от друга, в связи с чем возникают проблемы организационного и экономического характера -задачи согласования работ на операциях, организации работы многостаночников, уменьшения оборотных запасов. При этом, как показано в работе, остались нерешенными многие проблемы.

Отсюда построение методических подходов к совершенствованию и повышению эффективности управления производством на прямоточных линиях является важной научной и практической задачей, решение которой способствует существенному росту экономического эффекта в производстве.

Степень изученности и разработанности проблемы. Разработке научно-практических основ и положений организации и управления на прямоточных линиях в промышленности посвящены не столь многочисленные исследования как для поточных линий массового производства. Это объясняется сложностью проблем организации и планирования работы на прямоточных линиях. Исследователи столкнулись со сложной задачей организации на прямоточной линии работы многостаночников, решение которой не удавалось представить достаточно простой схемой, приемлемой для практики. Это еще раз подтверждает актуальность выбранной темы исследований.

Автор в своем исследовании опиралась на работы зарубежных и отечественных ученых. Работы Чейза Р.Б., Джейкобса Р.Ф., Эквилано Н. Дж., Старра М., Стивенсона В. Дж., Оучи У., Шонбергера Р., Козловского В.А., Соколицына С.А., Краюхина Г.А., А.И. Неймарка А.И., Глазова Г.А., Думлера С.А., Кузина Б.И., Ткалина И.М. и других помогли систематизировать и логически объединить концептуальные и теоретические подходы автора к исследуемой проблеме.

Учитывая практическую значимость заявленной проблемы, в данной работе предпринята попытка найти подход к ее решению, обусловленный целью и задачами исследования.

Цель диссертационной работы - разработка методических и научно-практических положений совершенствования управления работой на прямоточных линиях, обеспечивающих повышение эффективности производства за счет-снижения уровня незавершенного производства, уменьшения численности работающих на основе расчетов локальных ритмов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) изучить теоретические и прикладные аспекты организации и управления поточным производством как основы повышения эффективности работы предприятия;

2) осуществить комплексный экономический анализ работы прямоточной линии и определить пути и подходы к совершенствованию системы управления на линии;

3) разработать методический подход уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии;

4) разработать методический подход к организации планирования работы прямоточной линии на основе расчетов локальных ритмов.

Объект исследования: прямоточная линия на предприятиях машиностроения.

Предмет исследования: управленческие отношения, возникающие в процессе планирования работы по операциям на прямоточных линиях, обеспечивающие повышение эффективности производства.

Область исследования - 1.1.1. «Разработка новых и адаптация существующих методов, механизмов и инструментов функционирования экономики, организации и управления хозяйственными образованиями промышленности», 1.1.13. «Инструменты и методы менеджмента промышленных предприятий, отраслей, комплексов» Паспорта специальностей ВАК (экономические науки).

Основная научная идея работы заключается в следующем. Организация работы прямоточной линии представлена на основе формирования локального ритма, который представляет собой длительность времени как наибольший общий делитель для продолжительности всех операций и смены. Так как даже на поточных линиях различие длительностей операций может достигать 10%, то именно это условие позволяет и на прямоточных линиях решить проблему согласования длительностей обработки деталей по операциям с локальным ритмом. Такой подход к организации работы на прямоточной линии является инновационным, впервые предложен в теории и практике организации производства, ведет к повышению эффективности производства (снижению уровня незавершенного производства, экономии заработной платы на оплате простоев), росту производительности труда (из-за уменьшения численности работающих на линии многостаночников).

Теоретическая и методологическая база исследования. При выполнении диссертации использованы общеметодологические принципы научного исследования, основы теории фирмы, экономического анализа предприятий, теории организации. Использованы законодательные и нормативные акты, регламентирующие работу предприятий в России. В процессе исследований использовались труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам производственного менеджмента, а также разработки ИЭОПП СО РАН, ЦЭМИ РАН, СПбГТУ и других организаций.

Информационной базой исследования послужили монографии, материалы международных и российских научных конференций, научные публикации в периодической печати, информационные ресурсы сети Internet.

Методы исследования: системный, ситуационный анализ управления и организации работы прямоточных линий, оптимизационный анализ решений, методы организационного проектирования.

Достоверность и обоснованность результатов исследования. Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на научном потенциале разработок отечественных и зарубежных ученых в области основ управления производством. В основе исследований лежит системный подход к изучаемой проблеме с использованием реальных данных. Результаты работы, ее достоверность подтверждаются практической апробацией основных идей на практике, публикациями в научных изданиях.

Основные результаты исследований, полученные лично автором, и их научная новизна состоят в разработке, теоретическом обосновании и практической апробации методических положений и рекомендаций по совершенствованию системы управления крупносерийным производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий, обеспечивающих повышение эффективности работы линии за счет снижения уровня незавершенного производства, численности работающих на основе организации работы многостаночников.

1. Представлен вывод системного анализа о том, что управление производством является основой системы управления предприятием. Существенное повышение эффективности производства может быть осуществлено за счет внутренних факторов - совершенствования системы управления и организации про-

изводственных процессов. На примере подходов к планированию производства на прямоточных линиях, опубликованных в научной литературе, отражающих сложность проблемы, не имеющей до сих пор простого эффективного решения, показано, что практическое решение такой задачи может обеспечить значительный экономический эффект. Однако это требует разработки более эффективных, чем существующие, подходов к решению проблемы.

2. В работе представлена разработка методического подхода приближенного решения задачи минимизации уровня незавершенного производства на конец смены на прямоточной линии. При этом учитывается себестоимость детали после выполнения каждой операции и то обстоятельство, что оборотный задел зависит только от времени выполнения смежных операций. Поэтому для каждой пары смежных операций рассчитывается параметр возможного увеличения незавершенного производства при сдвиге смежных операций относительно друг друга на единицу времени. Все это упрощает решение задачи: все пары смежных операций ранжируются по значениям указанных параметров, что позволяет строить графики с наименьшими оборотными переходящими заделами на прямоточной линии.

3. Разработан методический подход к организации работы прямоточной линии на основе формирования локального ритма. Под локальным ритмом понимается длительность времени как наибольший общий делитель для продолжительности всех операций и смены с точностью до ±10% (условие поточных линий). На прямоточной линии продолжительность смены разбивается на такты, равные ритму, который учитывается при выполнении всех операций. Все рабочие за локальный ритм выполняют определенный объем работ, а далее могут быть направлены на любую другую операцию. В этом случае легко организовать работу многостаночников, что ведет к росту производительности труда, минимизации переходящих заделов деталей на конец смены. Показано, что подобная организация работы прямоточной линии в целом обеспечивает значительный экономический эффект.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту, и уровень их новизны отражены в таблице 1.

Таблица 1

Определение уровня новизны предложенных разработок

Наименование элемента научного вклада Степень новизны

Анализ существующих методических подходов к организации планирования на прямоточных линиях позволил сделать вывод о том, что существенное повышение эффективности производства может быть осуществлено за счет внутренних факторов - организации работы многостаночников и минимизации незавершенного производства. Показано, что до сих пор простого эффективного решения такой задачи нет. Системный анализ существующих подходов к теории и практике управления производством на прямоточных линиях.

Разработан методический подход уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии при построении плана-графика ее работы с учетом себестоимости изделий после каждой операции, на основе того, что запасы на конец Представлено развитие системы управления производством на прямоточной линии.

Наименование элемента научного вклада Степень новизны

смены возникают только между смежными операциями, для которых рассчитывается оценка возможного увеличения незавершенного производства при сдвиге смежных операций относительно друг друга на единицу времени.

Разработан методический подход к организации работы прямоточной линии на основе формирования локального ритма, равного длительности наибольшего общего делителя для продолжительности всех операций и смены с точностью до ±10 %, принятой на поточных линиях. Это позволяет продолжительность смены разбить на такты, равные ритму, которые учитываются при выполнении всех операций. В этом случае легко организовать работу многостаночников, которые за локальный ритм выполняют определенный объем работ, а далее могут переходить на любую другую операцию, но с учетом минимизации незавершенного производства. Все это ведет к повышению эффективности производства, росту производительности труда. Данный подход к организации работы на прямоточной линии является инновационным, впервые предложен в теории и практике организации производства. Обеспечивает значительный рост эффективности производства.

Теоретическая значимость результатов исследования. Рассмотренный подход к организации работы на прямоточной линии является существенным для развития теории и практики управления производством.

Разработанный подход к организации работы на прямоточной линии может быть полезным не только в машиностроении, но и на других предприятиях промышленности.

Практическая значимость результатов исследования. Научные результаты работы представлены в форме методических рекомендаций для использования на промышленных предприятиях.

Результаты диссертационного исследования применяются в процессе обучения студентов специальности «Экономика и управление на предприятиях машиностроения» в рамках дисциплины «Организация производства на предприятиях машиностроения» на гуманитарно-экономическом факультете Рубцовского индустриального института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова».

Реализация результатов исследования. Теоретические, методические и прикладные результаты использовались в ЗАО «Рубцовский завод запасных частей» (г. Рубцовск), в ОАО «АСМ-Запчасть» (г. Рубцовск).

Апробация результатов диссертационной работы осуществлялась на семинарах Алтайского государственного университета и Алтайского государственного технического университета, ИЭОПП СО РАН. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на: межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и менеджмента в России и за рубежом», 21-22 апреля 2009 г. / Рубцовский индустриальный институт. - Барнаул, Рубцовск; Десятом всерос. симпозиуме «Стратегическое планирование и развитие предприятий», Москва, 14-15 апр. 2009 г. Секция 3: Опыт стратегического планирования на российских и зарубежных предприятиях, ЦЭМИ РАН; второй Всероссийской научно-

практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и менеджмента в России и за рубежом», 20-21 апреля 2010 г. / Рубцовский индустриальный институт. - Барнаул, Рубцовск.

Публикации. По теме работы автором опубликованы 11 работ объемом 5 п.л., в том числе 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения и приложения. Основной текст работы изложен на 116 страницах, включая 7 таблиц и 25 рисунков. Библиографический список насчитывает 110 источников.

Содержание изложено в последовательности:

ВВЕДЕНИЕ.

1. Теоретико-методические основы организации и управления производством на предприятиях машиностроения.

1.1. Управление производством как основа системы управления предприятием.

1.2. Основные принципы организации и управления производственным процессом.

1.3. Организация поточного производства как основа повышения эффективности работы предприятия.

2. Анализ проблем организации планирования на поточных и прямоточных линиях.

2.1. Организация планирования на поточных и прямоточных линиях.

2.2. Проблемы оперативно-календарного планирования на однопредмет-ных прямоточных линиях.

2.3. Методические подходы к решению задач оптимизации планирования производства на прямоточных линиях.

3. Повышение эффективности функционирования прямоточной линии на основе формирования ее локального ритма.

3.1. Разработка методического подхода уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии.

3.2. Оценка эффективности использования организации работы многостаночников на прямоточной линии.

3.3. Разработка методического подхода к организации работы прямоточной линии на основе расчетов локальных ритмов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ. ПРИЛОЖЕНИЕ.

II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Анализ существующих методических подходов к организации планирования на прямоточных линиях.

Анализ показал, что основная проблема, на решение которой нацелено данное исследование, связана с построением плана-графика работы прямоточной линии, обеспечивающего максимизацию снижения затрат за счет минимизации уровня межоперационных переходящих оборотных заделов, простоев рабочих на основе организации работы многостаночников. Проблема эта представлена в научной литературе как сложная нелинейная задача параметрического программирования. В такой задаче кусочно-линейного программирования нужно выбрать такие отрезки времени для пары смежных операций, на которых функция цели становится линейной и принимает минимальное значение. На предприятии решение таких задач затруднено. Именно поэтому в работе и поставлена задача разработки эффективного подхода к планированию работы прямоточной линии.

В системе управления предприятием важна роль производственного управления, так как на нем замыкаются все другие процессы принятия решений (рис. 1). При этом нельзя в производство просто передать стратегические, среднесрочные и текущие планы. Они должны быть трансформированы по иерархии управления в конкретные оперативные планы операционных стратегий, выполнение которых приведет к нужным изменениям технологий и организации производства, обеспечению трудовыми, материальными ресурсами, производственными мощностями.

Рис. 1. Производственное управление как основа системы управления предприятием

Формирование эффективных планов, доведенных до конкретных исполнителей, является необходимым условием успешной деятельности предприятия, но не достаточным. Операционные стратегии, направленные на реализацию планов более высокого уровня, должны быть разработаны с необходимым уровнем эффективности. Например, выполнение планов производства может сопровождаться простоем рабочих, оборудования, излишним уровнем запасов и незавершенного производства из-за отсутствия хорошо спланированного хода производства. Это приведет к снижению запланированных на верхних уровнях управления показателей эффективности производства. Поэтому именно подобная задача формирования эффективных операционных стратегий и выбрана основой исследований в данной работе.

Наиболее эффективной формой организации производственного процесса является поточное производство. Поэтому при любых других формах организации производства на предприятиях стремятся использовать элементы более совершенных технологических процессов (рис. 2). Так, в единичном и мелкосерийном производстве стремятся сконцентрировать однотипные детали в крупные партии, что позволяет использовать возможности серийного производства. Используют поточные методы в серийном производстве и даже в мелкосерийном.

Относительное различие

Типы производства

Рис. 2. Различие в эффективности типов производства и их применение в других формах организации

" эффективности 4_ типов производства, разы

Массовое поточное производство

Единичное и

мелкосерийное

производство

Как показано на рисунке 2, на многих предприятиях могут одновременно использоваться принципы организации различных типов производства (это показано стрелками от более эффективных форм организации производства к менее производительным). В данной работе ставится задача использования методов поточного производства в крупносерийном производстве на машиностроительных предприятиях (на рис. 2 это выделено жирной стрелкой). При этом за основу взято планирование и организация производства на однопредметных поточных линиях, как наиболее совершенных и эффективных формах организации производства и управления им.

Для этого рассмотрены основы организации и управления производством на предприятиях массового и крупносерийного машиностроения. Это позволило системно представить предмет исследования и проблемы совершенствования организации производства на предприятиях крупносерийного машиностроения, повышения эффективности производства.

Учитывая, что поточные непрерывные линии в условиях массового производства обеспечивают снижение затрат в 3-4 раза по сравнению с единичным и мелкосерийным производством, многие предприятия стараются использовать поточные методы. При этом основные трудности приходятся на согласование, синхронизацию длительностей всех операций на линии. Это удается сделать за счет использования новейших технологий и повышения качества продукции, высокопроизводительного оборудования, должной организации труда и технологических процессов, механизации и автоматизации производства, значительных капитальных вложений.

Эффект поточная непрерывная линия дает только в условиях значительного платежеспособного спроса на продукцию. Только в этом случае могут быть полностью загружены высокопроизводительное оборудование и рабочие, получена экономия на накладных расходах.

В условиях крупносерийного и серийного машиностроения объемы выпуска продукции не столь велики, как в массовом производстве. Поэтому эффект от использования поточной линии снижается. Не удается согласовать длительности операций между собой и с ритмом линии. Поточная линия превращается в поточную прерывную (прямоточную) линию. В этом случае оборудование и рабочие могут простаивать, между операциями возникают оборотные запасы изделий, а также переходящее из смены в смену незавершенное производство. Увеличение оборотных активов ведет к росту финансовых затрат, простои рабочих необходимо оплачивать. Положение может быть частично исправлено организацией работы многостаночников. Однако из-за некратности длительностей операций трудно построить эффективный план-график работы прямоточной линии.

Кроме этого из-за простоев рабочих актуальна задача организации работы многостаночников. Ситуация усложняется организацией работы многостаночников на отдельных операциях, где рабочие места включают не один станок. В этом случае один рабочий может работать параллельно на нескольких станках. Другое усложнение связано с организацией работы многостаночников на раз-

ных операциях, когда один рабочий может последовательно в пределах смены выполнять несколько операций на различных рабочих местах.

С организацией работы многостаночников общая проблема существенно возрастает. Поэтому в литературе по данной тематике предлагается формировать до построения общего графика работы всей прямоточной линии графики работ многостаночников. Далее построенные локальные решения встраиваются в общее. Именно такой подход к проблеме позволяет решить задачу в целом приближенно. Выбор решений прелагается осуществлять на основе минимизации приведенных затрат. Однако в литературе в основном рассматриваются задачи на минимум уровня оборотных заделов.

Анализ основной постановки задачи оптимизации планирования производства на прямоточных линиях, которая представлена в научной литературе, показывает, что она сводится к задаче параметрического программирования. В такой задаче кусочно-линейного программирования нужно выбрать такие отрезки времени для пары смежных операций, на которых функция цели становится линейной и принимает минимальное значение. Это непростая многоитерационная задача. Вряд ли на предприятии в ближайшее время (до тех пор пока этот процесс не будет автоматизирован) будут решаться такие задачи. В работе показано также, что основным плановым периодом в задаче должна быть смена. Кроме этого, так как более общая задача оптимизации формирования плана-графика работы прямоточной линии с учетом работы многостаночников является достаточно сложной задачей нелинейного программирования, то следует разработать эффективный механизм решения такой задачи.

2. Разработка методического подхода уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии при построении плана-графика ее работы.

Представим построение пооперационного плана-графика для прямоточной линии и возможности решения вышеуказанных проблем на следующем примере (использованы данные о прерывно-поточной линии инструментального производства), представленном в таблице 1.

Таблица 1

Данные по операциям на прямоточной линии

№ операции Я/, мин. Себестоимость изделия С/, руб. Аь мин. big, руб./мин.

1 0,35 70,3 280 200,86

2 0,203 72,2 163 245,58

3 0,294 75,0 235 255,10

4 0,233 77,2 187 171,55

5 0,45 81,4 360 180,89

6 0,32 84,4 256 143,66

7 0,5875 89,8 470

Продолжительность смены Т= 480 мин., сменное задание íV = 800 шт. Другие данные a¡ - длительность операции, А, = а,./V, с, - себестоимость детали по-

еле выполнения операции /, b,g - расчетный показатель для операции /, входящей в группу g (g = 1,2) смежных операций. Если за более производительной операцией следует менее производительная, тогда это первая группа, в другом случае g = 2.

Для первой группы операций на рисунке 3 показан график, который, как показывает практика организации работы линии, является наиболее важным в первой группе операций.

х, -; х, + А,

Хп/

Рис. 3. Схема образования оборотных запасов для первой группы операций

Между операциями в интервале времени *¡^ < */<*/+/ + Л/+/ {х,- время начала выполнения операции ;) возникает незавершенное производство 2) в штуках от нуля до Ы(и по стоимости -2 - сД):

2, = (X; - х,ч )/а,<,, 2 = с, (*, - х,ч )/а,ч/, Ьи = с, /аи,.

Для второй группы операций:

2, = (х-,+ А1 - х^1-АИ1)/а1,2 = с,{х1+А1 - )/я,- ,6«= с,-/я,-.

Чтобы понять суть проблем, которые возникают при организации работ на прямоточной линии, представим график (рис. 4) ее работы, исходя из предположения, что все операции начинаются с начала смены и выполняются без перерывов, а на линии работают 7 человек. Между операциями в этом случае на начало и конец смены возникают переходящие оборотные запасы. Общий объем деталей в запасах - 728 шт. стоимостью 54,508 тыс. руб. Это почти весь объем сменного задания. _ ___

№ операции График выполнения операций, время окончания операций Z„ шт. руб.

1 280 334 23480

2 163 0

3 235 163 12225

4 1X7 0

5 360 231 18803

6 256 0

7 470

728 54508

Рис. 4. Первый вариант графика работы прямоточной линии

Из рисунка 4 видно, что если изменить время начала операций, то можно существенно уменьшить уровень оборотного запаса.

Решение задачи оптимизации представлено на рисунке 5. Анализ решения задачи как кусочно-линейной показал, что полученное решение не может быть улучшено за счет изменения области допустимых решений и оно является оптимальным.

Следует также отметить активное использование в модели оптимизации параметров А,^, что говорит о том, что именно эти значения определяют решение данной задачи.

Как видим, в оптимальном решении снижение оборотных активов составляет 30% по сравнению с первоначальным решением.

№ операции Время начала и окончания операций в графике смены Zh шт. ¿, руб.

1 280 0

2 117 0

3 I 352 0

4 165 100 7720

5 120 0

6 224 364 30722

7 10 0

464 38442

Рис. 5. График работы прямоточной линии при минимальном уровне оборотных запасов на конец смены

По анализу рассматриваемой задачи оптимизации можно сделать следующие выводы. Задача имеет особенности. Операции следуют одна за другой. При этом цена детали возрастает от операции к операции. Сдвиг одной операции относительно другой на единицу времени (в данном случае на одну минуту) приведет к увеличению оборотных запасов на величину big. Это увеличение будет разным. Из оптимизационного решения видно, что те пары смежных операций, для которых значения big наибольшие, фиксируются во времени так, чтобы на конец смены переходящие заделы между операциями были бы равны нулю. Важной особенностью в данной задаче является то, что только сдвиги смежных операций относительно друг друга изменяют величину оборотных запасов.

Все эти особенности позволяют построить эффективный методический подход уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии на основе построения плана-графика ее работы без постановки задачи линейного программирования, что упрощает использование на практике.

Итак, для рассматриваемой прямоточной линии методический подход построения графика выполнения операций можно представить следующим образом.

Начнем процесс с последних операций, используя график, уже представленный на рисунке 4.

1. На первом шаге формирования графика 6-я и 7-я операции остаются на месте. На конец смены между ними переходящий оборотный задел будет нулевым.

2. Рассматриваем пятую операцию. Для уменьшения до нуля необходимо сдвинуть б-ю операцию вправо на 104 минуты. Так как Ьц > Ьйто это будет оптимальное локальное решение. При этом надо бы сдвинуть и 7-ю операцию вправо на 104 минуты. Однако ее сдвинуть можно только на 10 минут. Следовательно, между б-й и 7-й операциями возникнет оборотный запас деталей на конец смены (160 деталей стоимостью 13504 руб.), но по стоимости он будет существенно меньше того, что было между 5-й и 6-й операциями (231 деталь стоимостью 18803 руб.), так как Ь52 существенно больше Ьщ. Как видим, использование параметров Ь^ при построении планов-графиков приводит к уменьшению уровня незавершенного производства.

3. Переходим к четвертой операции. Так как Ьл < Ь}2 и - 0, то 4-я операция пока остается на месте.

4. Для третьей операции величина Ь32 максимальная. Поэтому для уменьшения 2^(163 детали стоимостью 12225 руб.) до нуля сдвигаем 4-ю операцию на 48 минут вправо (Ьл существенно меньше Ьп), а за ней 5-ю и 6-ю операции, так как значение Ь6/ меньше Ь_ц. Возрастает запас после б-й операции (на 82 детали стоимостью 6921 руб.), но так как для нее значение Ь61 наименьшее из всех, то это будет оптимальное локальное решение.

5. После второй операции незавершенное производство на конец смены было нулевым, поэтому пока 2-я операция остается на месте.

6. Для уменьшения оборотного запаса на конец смены после первой операции необходимо сдвинуть вторую операцию на 117 минут вправо. Так как Ъц < Ьп и Ь32, то следует сдвинуть на это же время работы по 3-й и 4-й операциям, но между второй и третьей, третьей и четвертой операциями сдвигов не должно быть. Так как Ъп > Ьл, то 5-ю операцию сдвигаем на 72 минуты - дальше сдвигать начало пятой операции нельзя, она завершается после последнего сдвига в конце смены. Значение Ь32 > Ь61, поэтому и б-ю операцию сдвигаем на 72 минуты вправо, т.е. она будет завершаться также в конце смены.

Процесс построения оптимального графика работы прямоточной линии закончен. Он может быть организован с любой операции. На основании изложенного подхода будем считать, что рассмотренная методика обеспечивает хорошее приближение к оптимальному решению. Она точно отражает суть проблемы, выявлены основные особенности возникновения переходящих оборотных заделов, что и позволило с учетом уровня себестоимости деталей после каждой операции минимизировать объем незавершенного производства на конец смены в целом на прямоточной линии. При этом не утверждается, что данный подход в любом случае обеспечивает получение оптимального решения задачи пара-

метрического программирования. Однако для решения практических задач рассмотренный подход вполне эффективен.

3. Разработка методического подхода к организации работы прямоточной линии на основе формирования локального ритма.

На первом этапе построения плана-графика работы прямоточной линии удалось формализовать процесс принятия решений, приводящий к оптимизации (приближению к минимальному уровню незавершенного производства) переходящих заделов на конец смены. Однако при решении задачи организации работы многостаночников используется приближенный подход либо полный перебор вариантов. Трудность решения второй задачи заключается в том, что все значения А, различны, возникает множество возможных решений и не все они сразу просматриваются.

Полностью формализованного подхода нет. Априори задается перечень операций, которые будет выполнять тот или иной рабочий. Только после этого может быть поставлена задачи минимизации незавершенного производства. На рис. 6 представлено решение ранее рассматриваемой задачи. Число рабочих на линии сокращено до четырех, предусмотрена небольшая сверхурочная работа. Уровень незавершенного производства возрос с 38442 до 81656 руб.

№ операции График выполнения операций Сверхурочные работы I,, шт. 2/, руб.

1 280 334 23480

2 163 0

3 2 35 0

4 ; 467 260 20072

5 43 71 5779

6 - И 383 32325

7 10

1048 81656

Рис. 6. График работы линии с минимальным количеством работающих

Прирост оборотных активов составит 43,2 тыс. руб. Финансовые затраты на пополнение оборотных активов за счет кредита при 14% годовых равны 6,08 тыс. руб. Экономия же заработной платы с начислениями, которую надо бы выплатить трем рабочим за простой, только за смену составит 1,86 тыс. руб., а за 240 рабочих дней - 446,4 тыс. руб. Существенный эффект налицо. Следовательно, стоимость оборотных активов возрастает более чем в два раза по сравнению с оптимальным (с точки зрения только уровня оборотных запасов). Однако финансовые затраты на пополнение оборотных активов малы по сравне-

нию с эффектом - устранение оплаты за простой, почти полная загрузка рабочих и полновесная оплата труда каждому из работающих на прямоточной линии. Главное здесь, чтобы сменное задание было выполнено, а занятость рабочих прямоточной линии приближалась к 100%. При этом резко возрастает и производительность труда.

Решение задачи построения плана-графика работы прямоточной линии на основе использования работы многостаночников показало, что экономический эффект от решения такой задачи существенен. Достигается более полная загрузка рабочих, снижается оплата простоев, растет производительность труда, сокращается текучесть кадров из-за роста оплаты труда. Однако показаны и трудности решения проблемы. Поэтому далее рассмотрим один из подходов к совершенствованию методики решения поставленной задачи.

Воспользуемся схемой организации технологического процесса на поточных линиях, где длительности всех операций примерно выравнены технологически, ориентируясь на заданный ритм линии г. Как уже отмечалось, на прямоточных линиях делать это нецелесообразно из-за отсутствия должных объемов производства и продаж продукции. Поэтому для прямоточной линии введем понятие локального ритма d длительности обработки определенного количества деталей на различных операциях. При этом ставится условие примерной кратности d всем значениям А,- и Т. В идеальном случае d - это наибольший общий делитель для указанных параметров. Однако на поточных линиях различие длительностей операций все-таки может достигать 10%. Именно это условие позволяет и на прямоточных линиях решить проблему согласования длительностей обработки деталей по операциям с локальным ритмом. В этом случае исходные значения А,- и Т могут быть кратны d с точностью до 10%.

Определение d представим на уже рассмотренном примере. Исходные параметры Л, и Г заданы в минутах: 280, 163, 235, 187, 360, 256, 470 и 480.

Первый шаг расчетов. Пусть d, = 163 = min {A/}, i = 1, 2, ..., m. Возьмем первые два числа: А/ = 280 и А2= 163. Отклонение значения 280 от равно 117, а от 2di = 326 - составляет 46. Среднее минимальное отклонение равно 23 (46 / 2). Такое отклонение не должно превышать 10 % от величины dj, т.е. от значения 16. Как видим, данное условие не выполняется, поэтому d, не может быть взято за локальное значение ритма.

Второй шаг расчетов. Полагаем d2 = d, / 2 = 81, округляя до ближайшего целого числа. Сравниваем его с параметром Лу = 280. Наиболее близким к 280 является число 243, кратное 81 (243 =3 * 81).

Среднее отклонение (280 - 243) / 3 = 12,3, больше чем 10 % от 81. Поэтому значение 81 не может быть взято за локальный ритм линии. Рассматривать другие параметры А, не имеет смысла.

Третий шаг расчетов. Полагаем d3 = d: / 3 = 54, округляя до ближайшего целого числа. Расчеты доходят только до 4-й операции, и значение 54 отклоняется.

Четвертый шаг расчетов. Полагаем d4 = dj / 4 = 4\, округляя до ближайшего целого числа. Расчеты выполняются аналогично предыдущим шагам. Значение 41 выполняет условие возможных предельных средних отклонений трудо-

емкости части операций от локального ритма прямоточной линии. Так, для первой операции такое отклонение составляет -2,4% (41*7 = 287; 280 - 287 = -7; -7/287 = 0,024); для 2-й - -0,6%; для 3-й - -4,5%; для 4-й - -0,9%; для 5-й --2,4%; для 6-й - 4,1%; для 7-й - 4%, для Т - -2,4%. Как видим, отклонения не превышают допустимый 10% рубеж.

Длительность всех работ на прямоточной линии составляет 1951 минуту. Если предположить, что будут работать четверо рабочих, то в среднем они должны отработать по 488 минут, что несколько больше смены. Поэтому продолжительность смены зафиксируем в 492 минуты, состоящей из 12 тактов по 41 минуте каждый, т.е. с учетом сверхурочных работ. Когда рабочему за время какого-то такта придется выполнить объем работ несколько больший, чем длительность ритма, то здесь следует иметь в виду, что технологические нормы а1 задаются с учетом определенного запаса. Кроме этого, всегда существует перевыполнение норм. При формировании параметра й учтено предельно возможное отклонение от норм. Разбиение смены на такты позволяет любому рабочему, выполнив работу в текущем такте, уйти на любую другую операцию, если это целесообразно. Подобная ситуация упрощает построение плана-графика выполнения работ с учетом работы многостаночников. Далее представим методику построения плана-графика, рисунок 7, выполнения работ по 7 операциям четырьмя рабочими, объем работ составляет 48 человеко-тактов. На основании проведенных расчетов определено, что первая операция может быть выполнена за 7 тактов, 2-я - за 4, 3-я - за 6, 4-я - за 5, 5-я - за 9, 6-я - за 6, 7-я - за 11 тактов.

№ оп. Локальные ритмы, такты (время окончания такта, мин.); график выполнения операций на прямоточной линии

1(41) 2(82) 3(123) 4(164) 5(205) 6(246) 7(287) 8(328) ?(369) 10(410) 11(451) 12(492) Ъ, ШТ.

1 - 0

2 0

3 0

4 356

5 133

6 --- -- 200

7

Рис. 7. Построение плана-графика выполнения операций на прямоточной линии на основе расчета локального ритма

При построении плана-графика будем использовать уже рассмотренный методический подход к минимизации незавершенного производства.

Так как 7-я операция длится почти всю смену, то ее можно поставить в график первой, начиная с начала смены.

В соответствии с приоритетами blg (255) далее ставим в график выполнение 3-й и 4-й операций, 3-я операция выполняется за первые 6 тактов, а 4-я операция со 2-го такта по б-й. В этом случае между этими операциями не будет незавершенного производства на конец смены.

Далее необходимо согласовать работу 2-й и 3-й операций. Для этих смежных операций Ь^ = 245. Поэтому необходимо, чтобы и здесь переходящий задел был минимален. Для этого 2-я операция может быть начата с начала смены, тогда переходящий запас между 2-й и 3-й операциями станет нулевым.

Для того чтобы переходящий запас деталей между 1-й и 2-й операциями (а для них big = 201) стал нулевым на конец смены, необходимо 1-ю операцию начать с начала смены, а 2-ю операцию сдвинуть на три такта вправо. Чтобы сохранить нулевыми запасы после 2-й и 3-й операций, 3-ю и 4-ю операцию также следует сдвинуть на три такта вправо. Так как 1-ю операция мы не можем начать с начала смены из-за того, что все четверо рабочих уже задействованы, то следует сдвинуть вправо до конца смены 4-ю операцию и поручить ее выполнять рабочему, который с начала смены работал на первой операции. В этом случае один рабочий будет полностью занят работой в течение смены. При этом по-прежнему между 3-й и 4-й операциями на конец смены не будет переходящих запасов.

Следующим приоритетом является согласование работ между 5-й и 6-й операциями (для них big = 181). Так как все четверо рабочих уже задействованы в графике, то выполнение оставшихся операций будут выполнять те же рабочие, но в свободное от уже выполняемых работ. Так, 5-я операция длительностью в 9 тактов может быть начата с начала смены и выполняться в течение 4-х тактов, а далее рабочий с этой операции уходит на 3-ю, где работы сдвигаются на один такт (от этого сдвига переходящие запасы между 3-й и 4-й операциями не возрастут). Продолжает же 5-ю операцию рабочий, закончивший работы по 2-й операции. Между 4-й и 5-й операциями возникает переходящий запас в размере 356 шт. деталей стоимостью 27,483 тыс. руб. Величина этого задела рассчитывается так: 4 такта рабочий выполняет 5-ю операцию из запасов деталей. На 4 такта из 9 приходится 800*4/9 = 356 деталей.

6-я операция начинается с начала смены, продолжается 3 такта, а далее рабочий переходит на 2-ю операцию, а затем на 5-ю. Продолжает работу по 6-й операции рабочий, закончивший 3-ю операцию, но только в 11-ми 12-м тактах. В 10-м такте работы по 6-й операции выполняет рабочий с 7-й операции, а затем он снова возвращается на 7-ю операцию. Между 5-й и 6-й операциями возникает переходящий запас в 133 шт. деталей стоимостью 10,826 тыс. руб. Рассчитать величину переходящего запаса можно следующим образом. С начала смены три такта по 5-й и 6-й операциям рабочие работают одновременно. По 6-й операции за три такта будет сделано 3*800/6 = 400 деталей, а по 5-й -3*800/9 = 267 деталей. Следовательно, на начало смены после 5-й операции необходимо создание запаса в 133 детали стоимостью 10,826 тыс. руб.

Между 6-й и 7-й операциями переходящий задел равен 200 шт. деталей стоимостью 16,88 тыс. руб. Он рассчитывается так. За три такта с начала смены рабочий, выполняющий 6-ю операцию, сделает, как мы уже рассчитывали, 400

деталей. С начала смены в течение 9 тактов выполняется 7-я операция. Чтобы эта работа не прерывалась, необходимо, чтобы на 7-ю операцию поступило 9*800/12 = 600 деталей. Следовательно, на начало смены (на конец смены) создается запас деталей в 200 шт. стоимостью 16,88 тыс. руб.

Таким образом, новое решение также основано на работе только четырех рабочих, но переходящий запас деталей уменьшается с 1084 шт. до 689 шт. Стоимость этого запаса уменьшается с 81,656 до 55,189 тыс. руб. При этом использование локальных ритмов на прямоточной линии упрощает построение плана-графика выполнения операций с учетом организации работы многостаночников.

Такой подход к организации работы на прямоточной линии впервые предложен в теории и практике организации производства, ведет к существенному повышению его эффективности.

Заключение

Обобщающим результатом исследования является разработка теоретико-методических подходов, положений по совершенствованию системы управления крупносерийным производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий, обеспечивающих повышение эффективности работы линии за счет снижения уровня незавершенного производства, численности работающих на основе организации работы многостаночников.

Основными составляющими результата исследований являются следующие новые и значимые для науки и практики разработки.

Системный анализ существующих методических подходов к организации планирования на прямоточных линиях, представленный в работе, показал, что основная проблема, на решение которой нацелено данное исследование, связано с построением плана-графика работы прямоточной линии, обеспечивающего максимизацию снижения затрат за счет минимизации уровня межоперационных переходящих оборотных заделов, простоев рабочих на основе организации работы многостаночников. Проблема эта представлена в научной литературе как сложная нелинейная задача параметрического программирования. В такой задаче кусочно-линейного программирования нужно выбрать такие отрезки времени для пары смежных операций, на которых функция цели становится линейной и принимает минимальное значение. Это непростая многоитерационная задача. На предприятии решение таких задач затруднено. Именно поэтому в работе и поставлена задача разработки эффективного механизма планирования работы прямоточной линии.

На первом этапе исследований по разработке механизма планирования в работе решена первая проблема, которая имеет место на прямоточной линии -это сокращение возникновения оборотных заделов, запасов деталей (незавершенного производства) между сменами (на конец смены). Решение этой проблемы представлено методикой приближенного решения. При этом учитывается себестоимость детали после выполнения каждой операции и то обстоятельство, что переходящий оборотный задел зависит только от времени выполнения смежных операций относительно друг друга. Поэтому для каждой пары смеж-

ных операций рассчитывается параметр возможного увеличения незавершенного производства при сдвиге смежных операций относительно друг друга на единицу времени. Все это упрощает решение задачи: все пары смежных операций ранжируются по значениям указанных параметров, для смежных операций с наибольшими параметрами строятся графики с наименьшими оборотными переходящими заделами. На смежные операции с меньшими значениями указанных параметров и приходится переходящий задел на линии, но он будет минимальным в целом по линии. Эффективность рассмотренного механизма обоснована решением практических задач, решением тех же задач как оптимизационных задач математического программирования.

Однако при решении задачи организации работы многостаночников используется приближенный подход либо полный перебор вариантов. Решение задачи построения плана-графика работы прямоточной линии на основе использования работы многостаночников показало, что экономический эффект от решения такой задачи существенен. Достигается более полная загрузка рабочих, снижается оплата простоев, растет производительность труда, сокращается текучесть кадров из-за роста оплаты труда (зачастую простои рабочим не оплачиваются), затраты на увеличение запасов на прямоточной линии не идут ни в какое сравнение с экономией заработной платы, которую необходимо выплачивать при простое рабочих. Главное здесь, чтобы сменное задание было выполнено, а занятость рабочих прямоточной линии приближалась к 100%, так как за этим стоит уровень оплаты их труда.

Однако постановка и решение на практике таких задач затруднено. Поэтому для прямоточной линии вводится понятие локального ритма длительности обработки определенного количества деталей на различных операциях. При этом ставится условие примерной кратности локального ритма общей трудоемкости работ по операциям и длительности смены. В идеальном случае локальный ритм - это наибольший общий делитель для указанных параметров. Однако на поточных линиях различие длительностей операций все-таки может достигать 10 %. Именно это условие позволяет и на прямоточных линиях решить проблему согласования длительностей обработки деталей по операциям с локальным ритмом с точностью до 10%.

Следовательно, на прямоточной линии продолжительность смены разбивается на такты, которые учитываются при выполнении всех операций. Все рабочие за локальный ритм выполняют определенный объем работ. После завершения текущего такта любой рабочий может быть направлен на любую другую операцию. В этом случае легко организовать работу многостаночников. При этом время работы рабочих фиксируется так, чтобы минимизировать переходящие заделы деталей на конец смены на основе уже представленной методики. Такой подход к организации работы на прямоточной линии является инновационным, впервые предложен в теории и практике организации производства, ведет к повышению эффективности производства (снижению уровня незавершенного производства, экономии заработной платы на оплате простоев), росту производительности труда (из-за уменьшения работающих на линии). Практи-

ческие решения подтверждают эффективность данного подхода к решению проблемы.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Волкова М.В. Оптимизация организации работы многостаночников на прямоточных линиях // Вестник НГУ. Серия: Социально-экономические науки.

- Новосибирск. - 2009. - Т.9, вып. 2. - С. 82-88. 0,4 п.л.

2. Волкова М.В. Организация планирования уровня оборотных запасов на прямоточных линиях // Известия АлтГУ. - Барнаул. - 2010. 0,44 п.л.

3. Волкова М.В. Построение плана-графика выполнения операций на прямоточной линии // Российский экономический интернет-журнал [Электронный ресурс]: Интернет-журнал АТиСО / Акад. труда и социал. отношений - Электрон. журн. - М.: АТиСО, 2010. № гос. регистрации 0421000008. - Режим доступа: http://www.e-rej.ru/ArticIes/2010/Volkova.pdf, свободный - Загл. с экрана. 0,75 п.л.

Публикации в других изданиях

4. Волкова М.В. Экономическое обоснование организации производства на прямоточных линиях // Управление инновациями: проблемы, методы и механизмы: сб. науч. тр. / под ред. В.В. Титова, В.Д. Марковой. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2008.-344 с. (С. 308-316). 0,56 пл.

5. Волкова М.В. Оптимизация организации производства на прямоточных линиях // Стратегия развития предприятий на основе реализации инновационной политики: сб. науч. тр. / под ред. В.В. Титова, В.Д. Марковой. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2009. - 340 с. (С. 283-294). 0,75 пл.

6. Титов В.В., Волкова М.В. Инновации в организации работы прямоточной линии // Механизмы организационно-экономического стимулирования инновационного предпринимательства / под ред. В.В. Титова, В.Д. Марковой. -Новосибирск: Изд-во ИЭОПП СО РАН, 2010. - 350 с. (С. 92-106). 0,94 пл. (лично автора - 0,38 пл.).

7. Волкова М.В. Проблемы управления промышленными предприятиями в условиях современного рынка // Функционирование предприятий в российской экономике: проблемы и решения / под ред. В.В.Титова, В.Д. Марковой. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2006. - 316 с. (С. 275-279). 0,28 пл.

8. Волкова М.В. Организации работы многостаночников на прямоточных линиях // Проблемы и перспективы развития экономики и менеджмента в России и за рубежом: материалы межрегиональной научно-практической конференции 21-22 апреля 2009г. / Рубцовский индустриальный институт. - Барнаул

- Рубцовск: Изд-во Алт. ун-та, 2009.-495 с. (С. 331-340). 0,56 п.л.

9. Волкова М.В. Организация поточного производства как основа повышения эффективности работы предприятия // Труды Рубцовского индустриального института: Выпуск 19: Гуманитарные науки / под ред. A.A. Апполонова /

Рубцовский индустриальный институт. - Рубцовск, 2009. - 220 с. (С. 27-33). 0,38 п.л.

10. Волкова М.В. Оптимизация организации производства на прямоточных линиях // Стратегическое планирование и развитие предприятий: тез. докл. и сообщений Десятого всерос. симпозиума. Москва, 14-15 апр. 2009 г. под ред. Г.Б. Клейнера. Секция 3: Опыт стратегического планирования на российских и зарубежных предприятиях. - М.: ЦЭМИ РАН, 2009. - 207с. (С. 39-41). 0,19 пл.

11. Волкова М.В. Планирование оборотных запасов на прямоточных линиях // Проблемы и перспективы развития экономики и менеджмента в России и за рубежом: материалы второй Всероссийской научно-практической конференции 20-21 апреля 2010 г. - Барнаул-Рубцовск: Изд-во Алт. ун-та, 2010. - 371 с. (С. 280-284). 0,31 п.л.

Подписано в печать 06.10.2010 г. Формат 60x48/16. Бумага офсетная. Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 10-849. Рег.№ 63. Отпечатано в РИО РИИ 658207, г. Рубцовск, ул. Тракторная, 2/6.

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Волкова, Марина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

1. Теоретико-методические основы организации и управления производством на предприятиях машиностроения

1.1. Управление производством как основа системы управления предприятием

1.2. Основные принципы организации и управления производственным процессом

1.3. Организация поточного производства как основа повышения эффективности работы предприятия

2. Анализ проблем организации планирования на поточных и прямоточных линиях

2.1. Организация планирования на поточных и прямоточных линиях

2.2. Проблемы оперативно-календарного планирования на однопредметных прямоточных линиях

2.3. Методические подходы к решению задач оптимизации планирования производства на прямоточных линиях

3. Повышение эффективности функционирования прямоточной линии на основе формирования ее локального ритма

3.1. Разработка методического подхода уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии

3.2. Оценка эффективности использования организации работы многостаночников на прямоточной линии

3.3. Разработка методического подхода к организации работы прямоточной линии на основе расчетов локальных ритмов

Диссертация: введение по экономике, на тему "Разработка методических подходов по совершенствованию организации и управления производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий"

Актуальность темы исследования. Основная цель экономической стратегии предприятия, работающего в рыночных условиях, сформулирована как создание и поддержание его устойчивого конкурентного преимущества за счет реализации нововведений по снижению затрат, выпуску новой продукции, организации производства и управления. Однако без эффективной организации управления производственными ресурсами указанную цель не достигнуть и не обеспечить поддержание конкурентных преимуществ предприятия на рынке. Решение таких задач осуществляется в рамках производственного менеджмента.

В рыночных условиях одним из направлений достижения конкурентных преимуществ предприятий промышленности является снижение затрат на производство. Такое снижение может быть осуществлено и за счет повышения эффективности организации производства на основе процессных подходов, в которых можно использовать принципы поточного производства.

Поточное производство организуется на основе непрерывных поточных линий. На таких линиях длительность операций примерно одинакова (отклонение ± 10-12 %) и определяется ритмом линии. Поточное производство является передовой, наиболее эффективной формой организации производственного процесса и позволяет снизить себестоимость продукции в 2 раза, чем затраты на производство такого же изделия в условиях крупносерийного производства, в 3-4 раза в условиях мелкосерийных предприятий. Этим объясняется стремление заводов серийного, крупносерийного производства в организации предметно-замкнутых участков на принципах организации работы прямоточных (прерывно-поточных) линий, на которых длительность операций не равна ритму линии.

Таким образом, совершенствование производственной структуры идет по пути укрупнения участков и цехов, построения их по предметно-замкнутому принципу. Это важно для процессного подхода, для организации экономического управления процессами, служит основой эффективной организации производства с учетом использования принципов массового типа производства.

В настоящее время на заводах серийного, крупносерийного производства нет должных объемов производства, поэтому организация поточных линий не имеет смысла. Однако организация прерывных поточных линий вполне допустима. На таких линиях длительности операций отличаются друг от друга, в связи с чем возникают проблемы организационного и экономического характера — задачи согласования работ на операциях, организации работы многостаночников, уменьшения оборотных запасов. При этом, как показано в работе, остались нерешенными многие проблемы.

Отсюда построение методических подходов к совершенствованию и повышению эффективности управления производством на прямоточных линиях является важной научной и практической задачей, решение которой способствует существенному росту экономического эффекта в производстве.

Степень изученности и разработанности проблемы. Разработке научно-практических основ и положений организации и управления на прямоточных линиях в промышленности посвящены не столь многочисленные исследования как для поточных линий массового производства. Это объясняется сложностью проблем организации и планирования работы на прямоточных линиях. Исследователи столкнулись со сложной задачей организации на прямоточной линии работы многостаночников, решение которой не удавалось представить достаточно простой схемой, приемлемой для практики. Это еще раз подтверждает актуальность выбранной темы исследований.

Автор в своем исследовании опиралась на работы зарубежных и отечественных ученых. Работы Чейза Р.Б., Джейкобса Р.Ф., Эквилано Н. Дж., Старра М., Стивенсона В. Дж., Оучи У., Шонбергера Р., Козловского В.А., Соколицына С.А., Краюхина Г.А., А.И. Неймарка А.И., Глазова Г.А., Думлера С.А., Кузина Б.И., Ткалина И.М. и других помогли систематизировать и логически объединить концептуальные и теоретические подходы автора к исследуемой проблеме.

Учитывая практическую значимость заявленной проблемы, в данной работе предпринята попытка найти подход к ее решению, обусловленный целью и задачами исследования.

Цель диссертационной работы - разработка методических и научно-практических положений совершенствования управления работой на прямоточных линиях, обеспечивающих повышение эффективности производства за счет снижения уровня незавершенного производства, уменьшения численности работающих на основе расчетов локальных ритмов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. изучить теоретические и прикладные аспекты организации и управления поточным производством как основы повышения эффективности работы предприятия;

2. осуществить комплексный экономический анализ работы прямоточной линии и определить пути и подходы к совершенствованию системы управления на линии;

3. разработать методический подход уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии;

4. разработать методический подход к организации планирования работы прямоточной линии на основе расчетов локальных ритмов.

Объект исследования: прямоточная линия на предприятиях машиностроения.

Предмет исследования: управленческие отношения, возникающие в процессе планирования работы по операциям на прямоточных линиях, обеспечивающее повышение эффективности производства.

Область исследования - 1.1.1. «Разработка новых и адаптация существующих методов, механизмов и инструментов функционирования экономики, организации и управления хозяйственными образованиями промышленности», 1.1.13. «Инструменты и методы менеджмента промышленных предприятий, отраслей, комплексов» Паспорта специальностей ВАК (экономические науки).

Основная научная идея работы заключается в следующем. Организация работы прямоточной линии представлена на основе формирования локального ритма, который представляет собой длительность времени как наибольший общий делитель для продолжительности всех операций и смены. Так как даже на поточных линиях различие длительностей операций может достигать 10 %, то именно это условие позволяет и на прямоточных линиях решить проблему согласования длительностей обработки деталей по операциям с локальным ритмом. Такой подход к организации работы на прямоточной линии является инновационным, впервые предложен в теории и практике организации производства, ведет к повышению эффективности производства (снижению уровня незавершенного производства, экономии заработной платы на оплате простоев), росту производительности труда (из-за уменьшения работающих на линии многостаночников).

Теоретическая и методологическая база исследования. При выполнении диссертации использованы общеметодологические принципы научного исследования, основы теории фирмы, экономического анализа предприятий, теории организации. Использованы законодательные и нормативные акты, регламентирующие работу предприятий в России. В процессе исследований использовались труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам производственного менеджмента. Использовались разработки ИЭОПП СО РАН, ЦЭМИ РАН, СПбГТУ и других организаций.

Информационной базой исследования послужили монографии, материалы международных и российских научных конференций, научные публикации в периодической печати, информационные ресурсы сети Internet.

Методы исследования: системный, ситуационный анализ управления и организации работы прямоточных линий, оптимизационный анализ решений, методы организационного проектирования.

Результаты работы, ее достоверность. Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на научном потенциале разработок отечественных и зарубежных ученых в области основ управления производством. В основе исследований лежит системный подход к изучаемой проблеме с использованием реальных данных. Результаты работы, ее достоверность подтверждаются практической апробацией основных идей на практике,' публикациями в научных изданиях.

1. Представлен вывод системного анализа о том, что управление производством является основой системы управления предприятием. Существенное повышение эффективности производства может быть осуществлено за счет внутренних факторов - совершенствования системы управления и организации производственных процессов. На примере подходов к планированию производства на прямоточных линиях, опубликованных в научной литературе, отражающих сложность проблемы, не имеющей до сих пор простого эффективного решения, показано, что практическое решение такой задачи может обеспечить значительный экономический эффект. Однако это требует разработки более эффективных, чем существующие, подходов к решению проблемы.

2. В работе представлена разработка методического подхода приближенного решения задачи минимизации уровня незавершенного производства на конец смены на прямоточной линии. При этом учитывается себестоимость детали после выполнения каждой операции и то обстоятельство, что оборотный задел зависит только от времени выполнения смежных операций. Поэтому для каждой пары смежных операций рассчитывается параметр возможного увеличения незавершенного производства при сдвиге смежных операций относительно друг друга на единицу времени. Все это упрощает решение задачи: все пары смежных операций ранжируются по значениям указанных параметров, что позволяет строить графики с наименьшими оборотными переходящими заделами на прямоточной линии.

3. Разработан методический подход к организации работы прямоточной линии на основе формирования локального ритма. Под локальным ритмом понимается длительность времени как наибольший общий делитель для продолжительности всех операций и смены с точностью до ±10 % (условие поточных линий). На прямоточной линии продолжительность смены разбивается на такты, равные ритму, который учитывается при выполнении всех операций. Все рабочие за локальный ритм выполняют определенный объем работ, а далее могут быть направлены на любую другую операцию. В этом случае легко организовать работу многостаночников, что ведет к росту производительности труда, минимизации переходящих заделов деталей на конец смены. Показано, что подобная организация работы прямоточной линии в целом обеспечивает значительный экономический эффект.

Научная новизна проведенного исследования заключается в следующем: разработаны, теоретически обоснованы и практически апробированы методические положения и рекомендации , по совершенствованию системы управления крупносерийным производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий, обеспечивающих повышение эффективности работы линии за счет снижения уровня незавершенного производства, численности работающих на основе организации работы многостаночников.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту, и уровень их новизны отражены в таблице 1.

Таблица 1. Определение уровня новизны предложенных разработок

Наименование элемента научного вклада Степень новизны

Анализ существующих методических подходов к организации планирования на прямоточных линиях позволил сделать вывод о том, что существенное повышение эффективности производства может быть осуществлено за счет внутренних факторов — организации работы многостаночников и минимизации незавершенного производства. Показано, что до сих пор простого эффективного решения такой задачи нет. Системный анализ существующих подходов к теории и практике управления производством на прямоточных линиях.

Разработан методический подход уменьшения уровня оборотных переходящих запасов на прямоточной линии при построении плана-графика ее работы с учетом себестоимости изделий после каждой операции, на основе того, что запасы на конец смены возникают только между смежными операциями, для которых рассчитывается оценка возможного увеличения незавершенного производства при сдвиге смежных операций относительно друг друга на единицу времени. Представлено развитие системы управления производством на прямоточной линии.

Разработан методический подход к организации работы прямоточной линии на основе формирования локального ритма, равного длительности наибольшего общего делителя для продолжительности всех операций и смены с точностью до ±10 %, принятой на поточных линиях. Это позволяет продолжительность смены разбить на такты, равные ритму, которые учитываются при выполнении всех операций. В этом случае легко организовать работу многостаночников, которые за локальный ритм выполняют определенный объем работ, а далее могут переходить на любую другую операцию, но с учетом минимизации незавершенного производства. Все это ведет к повышению эффективности производства, росту производительности труда. Данный подход к организации,работы на прямоточной линии является инновационным, впервые предложен в теории и практике организации производства. Обеспечивает значительный рост эффективности производства.

Теоретическая значимость результатов исследования.

Рассмотренный подход к организации работы на прямоточной линии является существенным для развития теории и практики управления производством.

Разработанный подход к организации работы на прямоточной линии может быть полезным не только в машиностроении, но и на других предприятиях промышленности.

Практическая значимость результатов исследования. Научные результаты работы представлены в форме методических рекомендаций для использования на промышленных предприятиях.

Результаты диссертационного исследования применяются в процессе обучения студентов специальности «Экономика и управление на предприятиях машиностроения» в рамках дисциплины «Организация производства на предприятиях машиностроения» на гуманитарно-экономическом факультете Рубцовского индустриального института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова».

Реализация результатов исследования. Теоретические, методические и прикладные результаты использовались в ЗАО «Рубцовский завод запасных частей» (г. Рубцовск), в ОАО «АСМ-Запчасть» (г. Рубцовск).

Апробация результатов диссертационной работы осуществлялась на семинарах Алтайского государственного университета и Алтайского государственного технического университета, ИЭОПП СО РАН. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на: межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и менеджмента в России и за рубежом», 21-22 апреля 2009 г. / Рубцовский индустриальный институт. - Барнаул, Рубцовск; Десятом всерос. симпозиуме «Стратегическое планирование и развитие предприятий», Москва, 14-15 апр. 2009 г. Секция 3: Опыт стратегического планирования на российских и зарубежных предприятиях, ЦЭМИ РАН; второй Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и менеджмента в России и за рубежом», 20-21 апреля 2010 г. / Рубцовский индустриальный институт. -Барнаул, Рубцовск.

Публикации. По теме работы автором опубликованы 11 работ объемом 5 п.л., в том числе 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации результатов диссертационных исследований.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трёх глав, заключения и приложения. Основной текст работы изложен на 116 страницах, включая 7 таблиц и 25 рисунков. Библиографический список насчитывает 110 источников.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Волкова, Марина Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщающим результатом исследования является разработка теоретико-методических подходов, положений по совершенствованию системы управления крупносерийным производством на прямоточных линиях машиностроительных предприятий, обеспечивающих повышение эффективности работы линии за счет снижения уровня незавершенного производства, численности работающих на основе организации работы многостаночников.

Основными составляющими результата исследований являются следующие новые и значимые для науки и практики разработки.

Поточные непрерывные линии в условиях массового производства обеспечивают снижение затрат в 3-4 раза по сравнению с единичным и мелкосерийным производством, поэтому многие предприятия стараются использовать поточные методы. В условиях крупносерийного и серийного машиностроения объемы выпуска продукции не столь велики, как в массовом производстве. Поэтому эффект от использования поточных линий снижается. Не удается согласовать длительности операций между собой и с ритмом линии. Поточная линия превращается в поточную прерывную (прямоточную) линию. В этом случае оборудование и рабочие могут простаивать, между операциями возникает переходящее из смены в смену незавершенное производство. Увеличение оборотных активов ведет к росту финансовых затрат, простои рабочих необходимо оплачивать. Положение может быть частично исправлено организацией работы многостаночников. Однако из-за некратности длительностей операций трудно построить эффективный план-график работы прямоточной линии.

Системный анализ существующих методических подходов к организации планирования на прямоточных линиях, представленный в работе, показал, что основная проблема, на решение которой нацелено данное исследование, связана с построением плана-графика работы прямоточной линии, обеспечивающего максимизацию снижения затрат за счет минимизации уровня межоперационных переходящих оборотных заделов, простоев рабочих на основе организации работы многостаночников. Проблема эта представлена в научной литературе как сложная нелинейная задача параметрического программирования. В такой задаче кусочно-линейного программирования нужно выбрать такие отрезки времени для пары смежных операций, на которых функция цели становится линейной и принимает минимальное значение. Это непростая многоитерационная задача. На предприятии решение таких задач затруднено. Именно поэтому в работе и поставлена задача разработки эффективного механизма планирования работы прямоточной линии.

На первом этапе исследований по разработке механизма планирования в работе решена первая проблема, которая имеет место на прямоточной линии - это сокращение возникновения оборотных заделов, запасов деталей (незавершенного производства) между сменами (на конец смены). Решение этой проблемы представлено методикой приближенного решения. При этом учитывается себестоимость детали после выполнения каждой операции и то обстоятельство, что переходящий оборотный задел зависит только от времени выполнения смежных операций относительно друг друга. Поэтому для каждой пары смежных операций рассчитывается параметр возможного увеличения незавершенного производства при сдвиге смежных операций относительно друг друга на единицу времени. Все это упрощает решение задачи: все пары смежных операций ранжируются по значениям указанных параметров, для смежных операций с наибольшими параметрами строятся графики с наименьшими оборотными переходящими заделами. На смежные операции с меньшими значениями указанных параметров и приходится переходящий задел на линии, но он будет минимальным в целом по линии. Эффективность рассмотренного механизма обоснована решением практических задач, решением тех же задач как оптимизационных задач математического программирования.

Однако при решении задачи' организации работы многостаночников используется приближенный подход либо полный перебор вариантов. Решение задачи построения, плана-графика работы прямоточной линии на-основе использования работы многостаночников показало, что экономический эффект от решения такой задачи существенен. Достигается более полная загрузка рабочих, снижается оплата . простоев, растет производительность труда, сокращается текучесть кадров из-за роста оплаты труда (зачастую простои рабочим не оплачиваются), затраты на увеличение ' запасов, на прямоточной линии не идут ни в какое сравнение с экономией заработной платы, которую необходимо выплачивать при' простое рабочих. Главное здесь, чтобы сменное задание было выполнено, а занятость рабочих прямоточной линии приближалась к 100%, так как за этим стоит уровень оплаты их труда.

Однако' постановка и решение на практике таких задач затруднено. Поэтому используется организация производственного, процесса «на поточных линиях, где длительности всех операций примерно выравнены технологически, ориентируясь на заданный ритм линии. На прямоточных линиях делать это нецелесообразно из-за отсутствия должных объемов производства и продаж продукции. Поэтому для прямоточной линии вводится понятие локального ритма, такта длительности обработки определенного количества деталей на различных операциях. При этом ставится условие примерной кратности локального ритма общей трудоемкости работ по операциям и длительности смены. В идеальном случае локальный ритм - это наибольший общий делитель для указанных параметров. Однако на поточных линиях различие длительностей операций все-таки может достигать 10 %. Именно это условие позволяет и на прямоточных линиях решить проблему согласования длительностей обработки деталей по операциям с локальным ритмом с точностью до 10 %.

Следовательно, на прямоточной линии продолжительность смены разбивается на такты, которые учитываются при выполнении всех операций. 9

Все рабочие за локальный ритм, такт выполняют определенный объем работ. После завершения текущего такта любой рабочий может быть направлен на любую другую операцию. В этом случае легко организовать работу многостаночников. При этом время работы рабочих фиксируется так, чтобы минимизировать переходящие заделы деталей на конец смены на основе уже представленной методики. Такой подход к организации работы на прямоточной линии является инновационным, впервые предложен в теории и практике организации производства, ведет к повышению эффективности производства (снижению уровня незавершенного производства, экономии заработной платы на оплате простоев), росту производительности труда (из-за уменьшения работающих на линии). Практические решения подтверждают эффективность данного подхода к решению проблемы.