Основным условием эффективности производственной системы является ритмичность отгрузки продукции в соответствии с потребностью заказчика. В данном контексте основным мерилом ритмичности является время такта (отношение доступного времени к установленной потребности заказчика в продукции). В соответствии с тактом происходит последовательное перемещение заготовок с процесса на процесс, а на выходе появляется готовое изделие (либо партия). Если с расчетом доступного времени больших сложностей не возникает, то с определением количества запланированных изделий ситуация не однозначна.

В современных производственных условиях крайне сложно встретить монономенклатурное предприятие, которое бы производило всего лишь одно наименование продукции. Так или иначе, мы имеем дело с выпуском какой-либо номенклатуры изделий, которые могут быть как однотипными, так и совершенно различными. И в этом случае простой пересчет количества изделий для определения объема производства не приемлем, так как изделия разного вида не могут смешиваться и учитываться в рамках общего количества.

В некоторых случаях для облегчения учета и понимания общей динамики производительности предприятия используют некие качественные показатели, которые в той или иной мере присущи производимым продуктам. Так, например, готовые изделия могут учитывать в тоннах, квадратных, кубических и погонных метрах, в литрах и т.д. При этом план выпуска в этом случае задается в этих показателях, что с одной стороны, позволяет устанавливать конкретные, оцифрованные показатели, а, с другой стороны, теряется связь между производством и потребностью заказчика, который желает получить к определенному сроку продукцию согласно номенклатуре. И зачастую возникает парадоксальная ситуация, когда план в тоннах, метрах, литрах выполнен за отчетный период, а заказчику отгрузить нечего, так как нужных изделий нет.

Для того чтобы осуществлять учет и планирование в едином количественном показателе, при этом не теряя связь с номенклатурой заказа, целесообразно применять натуральный, условно-натуральный либо трудовой способы измерения объема выпуска.

Натуральный метод, когда выпуск подсчитывается в штуках выпускаемой продукции, применим в ограниченных условиях производства одно вида изделий. Поэтому в большинстве случаев применяется условно-натуральный метод, суть которого сводится к приведению всего многообразия однотипных изделий к некоторой условной единице. В роли качественного показателя, по которому будут соотноситься изделия, может выступать, например, жирность для сыра, теплоотдача для угля и др. Для производств, где сложно однозначно выделить качественный показатель для сравнения и учета продукции используется трудоемкость изготовления. Расчет объема производства по трудоемкости изготовления каждого вида продукции называется трудовым способом.

Сочетание трудового и условно-натурального методов измерения объема производства в соответствии с определенной номенклатурой наиболее точно отражает потребности большинства промышленных производств в учете и планировании.

Традиционно в качестве условной единицы выбирается типичный представитель (наиболее массовый) производимой продукции с наименьшей трудоемкостью. Для расчета переводного коэффициента (k у.е.i ) соотносятся технологически трудоемкости i -го изделия номенклатуры и того изделия, которое принято в качестве условного:

k у.е.i — коэффициент перевода в условные единицы для i -го изделия;

Тр i — технологическая трудоемкость i -го изделия, нормо-час;

Тр у.е. — технологическая трудоемкость изделия принятого в качестве условной единицы.

После того как для каждого изделия определены свои коэффициенты перевода в условные единицы, необходимо определить количество для каждой из позиций номенклатуры:

ОП у.е. — объем производства условных единиц, штук;

— сумма произведений коэффициента перевода в условные единицы для i -го изделия и запланированного объема производства i -го изделия;

n — количество позиций в номенклатуре.

Для иллюстрации методики рассмотрим пример, в котором необходимо изготовить три вида изделий (см. табл. 1). При пересчете в условные единицы план выпуска составит 312,5 штук изделий А.

Таблица 1. Пример расчета

Изделие	Количество, шт.	Трудоемкость, нормо-час		Количество у.е., шт.

Исходя из понимания общего объема производства в планируемом периоде, уже можно производить расчет времени такта (основного показателя для синхронизации и организации производственных потоков) по известной формуле:

ВТ у.е. - время такта для условной единицы, минут (секунд, часов, дней);

ОП у.е. — объем производства условных единиц, штук.

Необходимо отметить, что непременным условием использования трудового метода является обоснованность используемых в расчетах норм, их соответствие фактическим затратам времени. К сожалению, в большинстве случаев данное условие не может быть выполнено по различным причинам, как организационного, так и технического характера. Поэтому использование именно трудового способа может давать искаженную картину динамики объема производства.

Однако, применение трудового метода в рамках расчета условной единицы измерения планового выпуска не имеет столь жесткого ограничения. Использование даже завышенных нормативных показателей, в случае если завышение носит системный характер, ни коим образом не отражается на результатах вычислений (см. табл. 2).

Таблица 2. Применимость метода при завышенных нормах

	Кол-во, шт.	Труд-ть нормативная, нормо-час	k у.е. i	Кол-во у.е., шт.	Труд-ть фактическая, нормо-час	k у.е. i	Кол-во у.е., шт.

Как видно из приведенного выше примера итоговое значение объема выпуска не зависит от «качества» используемого нормативного материала. В том и другом случае объем производства в условных единицах остается неизменным.

Расчет доступного времени для выбранной номенклатуры

В дополнение к условно-натуральному методу предлагается подход к определению доступного времени для выбранной номенклатуры производимых изделий в том случае, если расчет времени такта производится не для всего объема производства. В этом случае возникает потребность выделения из общего доступного времени доли, которая будет использована для производства выбранного продукта.

Для расчета общего запланированного объема производства используется трудовой метод исчисления производительности труда, как для всего объема производства, так и для той номенклатуры, время такта которой в дальнейшем предполагается установить:

ОП тр — объем производства в трудовом измерении, нормо-час (человеко-час);

Тр i — нормативная трудоемкость i -го изделия, нормо-часов (человеко-часов);

ОП i — план выпуска i -го изделия;

k в.н. i — коэффициент выполнения норм.

Важным является то, что в данном случае используется коэффициент выполнения норм с целью обеспечения соответствия расчетных данных реальным возможностям производства. Данный коэффициент может исчисляться как по каждому виду изделий, так и для всего объема производства.

ДВ i — доступное время для i -го изделия;

ОП тр i — объем производства i -го изделия в трудовом измерении, нормо-час (человеко-час);

ДВ — общее доступное время, мин. (час., дней).

Для проверки общее доступное время складывается из расчетных долей для каждой номенклатуры, определенных планом производства:

Таблица 3. Пример расчета доступного времени

Изделие	План выпуска, шт.	Труд-ть, нормо-час	Кэфф-т выполнения норм	План выпуска, нормо-час	Доступное время
Номенклатура 1
Изделие 1.1.
Изделие 1.2.
Изделие 1.3.
Номенклатура 2
Изделие 2.1.
Изделие 2.2.
				1483	1500

ОП 1 = 100 × 2,5 × 1,1 + 150 × 2 × 1,1 + 200 × 1,5 × 1,1 = 935 нормо-час

ОП 2 = 75 × 3 × 1,1 + 125 × 2,2 × 1,1 = 548 нормо-час

час.

час.

В итоге, рассчитаем время такта для Номенклатуры 1, в качестве условной единицы примем Изделие 1.3.:

шт.

Данные подходы к расчету основных производственных показателей дают возможность достаточно оперативно и близко к реальности произвести основные вычисления по определению целевого времени такта. И в тех случаях, когда присутствует обширная номенклатура типовых изделий, указанные методы дают возможность балансировать и синхронизировать производство на основе существующих данных о времени цикла каждого из процесса и установленного потребительским спросом времени такта.

Требования к квалификации рабочих невысокие.

Контроль бывает активный и пассивный.

Пассивный контроль выполняют после окончания работы, и он ставит целью регистрацию брака.

Активный контроль выполняется в процессе обработки заготовки и его цель – предупреждение брака, например, при достижении заданного размера станок отключается.

В крупносерийном и массовом производстве организовывают поточные линии: станки устанавливаются по ходу выполнения технологического процесса, заготока передвигается от станка к станку, либо синхронно такту выпуска (прямоточное производство), либо без выполнения принципа синхронизации операции.

Такт выпуска

Ф д – действительный годовой фонд работы оборудования в 1 смену (Ф д »2015).

n – количество смен работы.

N – годовой объем выпуска изделий.

60 – коэффициент перевода, часы в мин.

Такт выпуска - это время между выпуском или запуском в производство двух смежных единиц продукции.

В КС и МС производстве часто применяется синхронизация операций, т.е. их дистанция равна или кратна такту.

Поточная линия с не синхронизируемыми операциями называется переменно-поточной, в этом случае на отдельную операцию предусматривают методом задела.

В СС производстве наиболее целесообразной является групповая форма организации технологического процесса.

Сущность ее состоит в том, что создаются предметно-замкнутые участки по изготовлению группы технологически и конструктивно подобных изделий. Например, участок валов, шкивов.

Структура технической подготовки производства.

Рисунок 4 - Структура ТПП

направленных на разработку, подготовку к выпуску и выпуск нового вида продукции.

Научная ПП ставит своей целью проведение исследований по возможности применения в новом изделии передовых достижений естественных и прикладных наук.

Конструкторская ПП ставит своей целью подготовку конструкторской документации на новое изделие (сборочные, монтажные, инструкции). Реализуется КПП в отделе главного конструктора.

ТПП – это комплекс мероприятий, направленных на подготовку к выпуску нового изделия.

Исходная информация – конструкторская документация и объем выпуска.

Первая функция – отработка на технологичность, ее цель уверенность технолога в возможности изготовления изделия в данных производственных условиях.

Проектирование и изготовление СТО: конструкторское бюро оснастки и инструментальное производство находятся в сфере влияния главного технолога.

Управление ТПП. Ее функции.

Организация ПП – подготовка материалов, комплектующих изделий.

4 Производственный и технологический процессы и их структура.

Для изготовления машины способной выполнять свое служебное назначение необходимо выполнить комплекс работ по преобразованию исходного материала в детали, сборочные единицы и изделия в целом.

Весь комплекс этих мероприятий составляет комплексный процесс.

Согласно ГОСТ 14003-83 производственный процесс – это совокупность действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии, для изготовления или ремонта изделий.

Производственный процесс состоит из технологических процессов: заготовительный (литье, ковка и т.д.); механическая обработка, термообработка, транспортировка и т.д.

Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению или определению состояния предмета труда.

Определение – это контрольная операция.

Рисунок 5 – Структура технологического процесса.

Технологические операции – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

В технологическом процессе операции нумеруются через 5.

Например: 5,10… или 05,10…

Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы.

В технологической документации установы обозначаются буквами А, Б и т.д.

Рисунок 6 – Схема обозначения установов.

Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовки вместе с приспособлением относительно режущего инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Позиции в технологической документации обозначаются римскими цифрами.

Понятие позиция присутствует в операциях, выполняемых на многошпиндельных станках, а также на станках типа обрабатывающие центры.

Например, позиции для многошпиндельного вертикального автомата.

Рисунок 8 – Схема передачи заготовки по позициям

Такое использование оборудования называется работой по двух индексной схеме.

Операция состоит из двух установов и 8 позиций.

На станках типа обрабатывающие центры часто обрабатываются корпусные заготовки с использованием поворотных столов. Это дает возможность обработать заготовку с разных сторон при одном неизменном закреплении. Обработка каждой стороны будет представлять отдельную позицию.

Рисунок 9 – Обработка 3 х граней на станке.

Технологический переход – это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей при неизменных технологических режимах.

Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека (или оборудования) не сопровождаемая изменением формы, размеров или шероховатостей поверхностей, но необходимая для выполнения технологического перехода. Например, установить заготовку, снять.

Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатостей и других свойств заготовок.

Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности, не сопровождаемое изменением формы, размеров, шероховатостей или свойств заготовки, но необходимое для выполнения рабочего хода.

Для условий серийного и мелкосерийного производства годовая программа выпуска изделия не выполняется вся сразу, а разбивается на партии. Партия деталей – это количество деталей, одновременно запускаемых в производство. Разбивка на партии объясняется тем, что заказчику часто не нужна сразу вся годовая программа, а необходимо равномерное поступление заказанных изделий. Другим фактором является уменьшение незавершенного производства: если необходимо собрать, например, 1000 редукторов, то изготовление 1000 валов №1 не позволит собрать ни одного редуктора до тех пор, пока не будет в наличии хотя бы одного комплекта.

Размер партии деталей влияет:

1. На производительность процесса и его себестоимость за счет доли времени подготовительно-заключительных работ (T п.з.) на одно изделие

t шт.-к. = t шт + T п.з. /n , (8.1)

где t шт.-к. - штучно-калькуляционное время на технологическую операцию; t шт – штучное время на технологическую операцию; n – размер партии деталей. Чем больше размер партии, тем меньше штучно-калькуляционное время на технологическую операцию.

Подготовительно-заключительное время (T п.з.) – это время для выполнения работ по подготовке к обработке деталей на рабочем месте. В это время входит:

1. время на получение задания у мастера участка (операционной карты с эскизом детали и описанием последовательности обработки);

2. время на ознакомление с заданием;

3. время на получение необходимых режущих и измерительных инструментов, технологической оснастки (например, трёхкулачкового самоцентрирующего или четырёхкулачкового не самоцентрирующего патрона, сверлильного патрона, жёсткого или вращающегося центра, неподвижного или подвижного люнета, цангового патрона с набором цанг и т.п.) в инструментальной кладовой;

4. время на доставку требуемых заготовок к рабочему месту (при нецентрализованной доставке заготовок);

5. время на установку на станке требуемых приспособлений и выверку их;

6. время на установку на станке требуемых режущих инструментов, настройку на требуемые размеры при обработке двух – трёх пробных деталей (при обработке партии деталей);

7. время на сдачу обработанных деталей;

8. время на уборку станка от стружки;

9. время на снятие приспособлений и режущих инструментов со станка (если не будут использоваться в следующей рабочей смене);

10. время на сдачу приспособлений, режущих и измерительных инструментов (которые не будут использоваться в следующей рабочей смене) в инструментальную кладовую.

Обычно подготовительно-заключительное время составляет от 10 до 40 минут в зависимости от точности и сложности обработки, сложности выверки приспособлений и настройки на размеры.

2. На величину площади цеха : чем больше партия, тем больше места требуется для складирования.

3. На себестоимость продукции через незавершенное производство : чем больше партия, тем больше незавершенное производство, тем выше себестоимость продукции. Чем больше стоимость материалов и полуфабрикатов, тем больше влияние незавершенного производства на себестоимость продукции.

Размер партии деталей рассчитывается по формуле

n = N ´ f / F , (8.2)

где n – размер партии деталей, шт.; N – годовая программа изготовления всех деталей всех групп, шт.; F – число рабочих дней в году; f – число дней запаса хранения деталей перед сборкой.

Таким образом, N /F – дневная программа выпуска, шт. Число дней запаса хранения деталей перед сборкой f = 2…12. Чем больше размеры детали (больше требуется места для хранения), чем дороже материал и изготовление (больше требуется денег, больше отдавать по кредитам), тем меньше устанавливается число дней запаса хранения деталей перед сборкой (f = 2..5). На практике f = 0,5…60 дней.

Для поточного производства характерным является такт запуска и такт выпуска

t з =F д m /N зап, (8.3)

где t з – такт запуска, F д m – действительный фонд времени оборудования для соответствующей сменности работы m , N зап – программа запуска заготовок.

Аналогично определяется и такт выпуска

t в =F д m /N вып, (8.4)

где N вып – программа выпуска деталей.

В связи с неизбежным появлением брака (от 0,05% до 3%) программа запуска должна быть больше программы выпуска на соответствующую долю.

Время такта один из ключевых принципов бережливого производства. Время такта задает скорость работы производства, которая должна точно соответствовать имеющемуся спросу. Время такта в производстве аналогично частоте ударов сердца человека. Время такта является одним из трех элементов системы точно вовремя (наряду с поточным производством и вытягивающей системой), который обеспечивает равномерную загруженность работой и определяет узкие места. Для проектирования производственных ячеек, сборочных конвейеров и создания бережливого производства, необходимо абсолютное понимание времени такта. В данной статье рассмотрены ситуации, в которых возможно искусственное увеличение или уменьшение времени такта.

Что такое время такта? Слово такт происходит от немецкого takt , что означает ритм или удар. Термин время такта связан с музыкальной терминологией и означает ритм, который задает дирижер, чтобы оркестр играл в унисон. В системе бережливого производства данное понятие используется, чтобы обеспечить темп производства со средней скоростью изменений уровня потребительского спроса. Время такта это не числовой показатель, который можно измерить, например, с помощью секундомера. Понятие времени такта необходимо отличать от понятия времени цикла (время выполнения одного операционного цикла). Время цикла может быть меньше, больше или быть равным времени такта. Когда время цикла каждой операции в процессе становится точно равно времени такта, возникает поток единичных изделий.

Существует следующая формула для вычисления:
Время такта = доступное производственное время (в день) / потребительский спрос (в день).

Время такта выражается в секундах на изделие, обозначая, что потребители покупают продукцию раз в определенный промежуток времени в секундах. Неправильно выражать время такта в изделиях в секунду. Задавая темп производства в соответствии со скоростью изменения уровня потребительского спроса, бережливые производители тем самым добиваются выполнения работы в срок и сокращения потерь и затрат.

Уменьшение времени такта. Цель определения времени такта работа в соответствии с потребительским спросом. Но что произойдет, если время такта будет искусственно уменьшено? Работа будет выполнена быстрее, чем требовалось, в результате чего возникнет перепроизводство и лишний запас. Если выполнение других задач недоступно, то рабочие будут терять время в ожиданиях. В какой ситуации оправдано такое действие?

Чтобы продемонстрировать подобную ситуацию, подсчитаем необходимую численность работников сборочного конвейера, на котором выполняется поток единичных изделий:

Численность группы = сумма значений времени цикла ручных операций / время такта.

Таким образом, если для процесса общее время цикла составляет 1293 с, то численность группы будет равна 3,74 человек (1293 с / 345 с).

Поскольку невозможно задействовать в работу 0,74 человека, число 3,74 необходимо округлить. Трех человек может оказаться недостаточно, чтобы обеспечить темп производства в соответствии с изменением потребительского спроса. В таком случае необходимо провести мероприятия по улучшению, чтобы сократить время цикла ручных операций и устранить потери в процессе.

Если же время цикла фиксировано, то возможно округление в бoльшую сторону за счет уменьшения времени такта. Время такта может быть уменьшено при уменьшении доступного производственного времени:

3,74 человек = 1293 с на изделие / (7,5 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей);
4 человека = 1293 с / (7 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей).

Привлекая к работе четырех человек, уменьшая время такта и производя такой же объем за меньшее время, загруженность работой группы равномерно распределена. Если эти четыре человека смогут обеспечить темп производства в соответствии с потребительским спросом за меньшее, чем обычно время, то необходимо будет произвести их ротацию или при- влечь к решению задач улучшения процесса.

Увеличение времени такта: правило 50 секунд. В приведенном примере мы показали, когда можно уменьшить время такта для повышения эффективности. Рассмотрим теперь случай, когда время такта следует увеличить.

Существует эмпирическое правило, согласно которому все повторяющиеся ручные операции должны иметь время цикла не менее 50 с (время от начала до начала). Например, работа сборочных конвейеров компанииToyota определяется временем такта 50 60 с. Если в компании необходимо увеличить объем производства на 5 15%, то вводят дополнительное время или в некоторых случаях используют несколько сборочных конвейеров, настроенных на большее время такта (например, две линии с временем такта 90 с вместо одной линии с временем такта 45 с).

Существуют четыре причины, определяющие важность правила 50 секунд.

1. Производительность. Если время такта составляет малую величину, то даже секунды, потраченные в результате лишних передвижений, оборачиваются большими потерями времени цикла. Потеря 3 с из 30 с времени цикла приводит к 10%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 60 с цикла к 5%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 300 с цикла только к 1%-ному и т. д. Поэтому если время такта является большей величиной (50 с и более), то это не будет значительной потерей производительности.
   Использование одной сборочной линии с большим числом операторов, работающих за малое время такта (например, 14 с), позволяет сэкономить на затратах на инвестирование (число линий), но в результате появятся большие эксплуатационные расходы. По нашим наблюдениям, сборочные конвейеры, спроектированные на работу со скоростью 50 с и более, на 30% производительнее, чем линии с малым временем такта.
2. Безопасность и эргономика. Выполнение одних и тех же ручных операций в течение короткого промежутка времени может привести к усталости и боли в мышцах в результате повторяющейся нагрузки. Когда различные операции выполняются за большее время (например, за 60 с вместо 14 с), то мышцы перед началом повторного выполнения операции успевают восстановиться.
3. Качество. Выполняя широкий круг обязанностей (например, пять операций вместо двух), каждый сотрудник сам становится внутренним потребителем каждой операции, кроме последней. Если работник выполняет пять операций, то это заставляет его уделять больше внимания качеству, так как неудовлетворительный результат при выполнении операции 3 отразится на выполнении операции 4 и, следовательно, не будет передан незамеченным на следующий этап.
4. Отношение к выполняемой работе. Было отмечено, что работники испытывают большее удовлетворение от работы, повторяя выполнение операции, на- пример через каждые 54 с, а не 27 с. Людям нравится обучение новым навыкам, они меньше испытывают усталость при выполнении повторяющихся движений, но, главное сотрудники чувствуют, что они вносят свой личный вклад в создание продукта, а не просто выполняют механическую работу.

Время такта и инвестиции. Значимость правила 50 секунд можно проиллюстрировать на примере компании, занимающейся производством и сборкой насосов для промышленности. В процессе создания своего продукта компания использовала один длинный сборочный конвейер. В результате роста потребительского спроса и требований проведения дополнительных испытаний стало необходимым проектирование нового сборочного конвейера. На данном этапе компания решила применить принципы бережливого производства. Одним из первых шагов было определение времени такта.

Время такта для данного продукта 40 с было рассчитано исходя из наибольшего спроса. Учитывая правило 50 секунд, инженеры, ответственные за данный проект, приняли решение спроектировать либо один сборочный конвейер с временем такта 80 с, работающий в две смены, либо два конвейера с временем такта по 80 с, работающие в одну смену. Работы по проектированию сборочной линии были предложены нескольким машиностроительным компаниям. По их оценкам для проектирования одной линии требовалось от 280 до 450 тыс. долл. Разработка двух линий означало удвоение единиц оборудования и величины начального инвестиционного капитала. Однако, используя два конвейера, можно было настроить каждый из них на производство определенных видов продукции, что позволяет сделать производство более гибким. Кроме того, повышение производительности, удовлетворенности работников, сокращение затрат на безопасность и качество способны компенсировать затраты на проектирование дополнительной линии.

Таким образом, придерживаясь простого правила, согласно которому скорость выполнения любой ручной операции не должна быть меньше 50 с, можно избежать потерь. При проектировании процессов бережливого производства необходимо использовать метод 3P (Production Preparation Process) 1 и проводить тщательный анализ времени такта.

1 Метод проектирования процесса бережливого производства для нового продукта или коренной реорганизации процесса производства для существующего процесса в случаях значительного изменения конструкции изделия или спроса. Подробнее см.: Иллюстрированный глоссарий по бережливому производству / Под ред. Чета Марчвински и Джона Шука: Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс: CBSD, Центр развития деловых навыков, 2005. 123 с. Прим. ред.

По материалам статьи Job Miller, Know Your Takt Time
и книги Джеймса П. Вумека, Дэниела Т. Джонса Бережливое производство.
Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании.
М.: Альпина Бизнес Букс, 2004
подготовила В.А. Лутцева