Экономика и организация производства

Конспект лекций

«экономика и организация производства»



3. Организация и планирование производства

3.1 Концепция организации и планирования производства на предприятии

3.1.1 Сущность организации производства

Термин «организация» образован от французского слова «organisation» и означает устройство, объединение кого-либо или чего-либо.

Организация предполагает внутреннюю упорядоченность частей целого как средство логичного их взаимодействия для достижения желаемого результата.

Человек - личностный фактор производства, а орудия и предметы труда - вещественный фактор. Соединяя эти два фактора производства в единый производительный процесс, организация производства и выполняет свою первую, системообразующую функцию.

Следующая функция организации производства - установление между отдельными исполнителями и производственными подразделениями конкретных связей, обеспечивающих совместную деятельность людей, участвующих в едином процессе производства.

Социально-экономические отношения выражают отношения между людьми, определяемые характером, формой и сочетанием общественной, коллективной и частной собственности. Социально-экономические отношения являются важным элементом создания единства экономических интересов общества, коллектива и отдельных работников в достижении наибольшей эффективности производства.

Организация производства реализует при этом свою третью функцию - создание организационных условий, обеспечивающих взаимодействие на экономической основе всех производственных звеньев как единой производственно-технической системы.

Таким образом, сущность организации производства состоит в объединении и обеспечении взаимодействия личных и вещественных элементов производства, установлении необходимых связей и согласованных действий участников производственного процесса, создании условий для реализации единства экономических интересов общества, коллективов и каждого работника.

Организация производства - это изучение и применение: теоретических и методических вопросов организации производства на предприятиях; условий и факторов рационального согласования действий работников предприятий при использовании предметов и орудий труда в производственном процессе на основе знаний в области техники, экономики и социологии, аналитических приемов и передового опыта, направленных на достижение поставленных целей по выпуску определенных продуктов труда соответствующего качества и количества.

Предприятия машиностроения характеризуются весьма значительной расчлененностью производства в пространстве. Они, как правило, имеют сравнительно небольшое число крупных агрегатов одновременного действия, но зато много агрегатов, станков и оборудования других видов для изготовления и обработки большого числа деталей различных видов, массы и размеров. При этом по отношению к разным деталям в зависимости от технических требований применяются различные технологические процессы: для изготовления заготовок применяются методы литья, давления (холодная или горячая штамповка), резания; для обработки детали - резание, термическая, электрофизическая и электрохимическая обработка, литье и прессование пластмасс, литье и обработка керамических масс; для изготовления сборочных единиц - методы свинчивания, сочленения, сварки, пайки, склеивания; жгутовой и печатный монтаж; гравировка и столярные работы; регулировка, настройка и др.

Расчлененность производства в пространстве, многоагрегатность, многономенклатурность, многооперационность и большое разнообразие технологических процессов, применяемых при изготовлении деталей и сборочных единиц, отличают машиностроительные предприятия от предприятий других отраслей производства. Этими особенностями обусловлена сложность потоков движущихся и обрабатываемых заготовок и деталей на предприятиях, поэтому весьма важна организация производства, в частности согласование и регулирование движения всех многообразных производственных потоков во времени и пространстве.

Кроме того, организация производства предполагает координацию движения трудовых элементов по операциям и рабочим местам, благодаря которым достигаются равномерная, ритмичная работа и высокие технико-экономические показатели.

Объектами организации производства на предприятии являются производственные системы различных уровней, в которые входят люди и используемые ими средства труда. Организация производства призвана обеспечивать:

во-первых, формирование наиболее рационального состава работников и средств труда производственной системы для выпуска необходимой потребителям, заказчикам и обществу продукции требуемого качества в установленные сроки и в заданном объеме;

во-вторых, установление наиболее рациональных взаимосвязей между всеми элементами производственной системы;

в-третьих, непрерывное развитие производственной системы в направлении повышения ее эффективности и наибольшего соответствия изменяющимся условиям ее взаимодействия с внешней средой.

Организация производства охватывает все составляющие производственной системы и все аспекты ее производственно-хозяйственной деятельности. Поэтому в качестве важнейших составных частей она включает:

* организацию труда работников предприятия как процесс установления и совершенствования способов выполнения и условий протекания процессов труда;

* организацию производственных процессов во времени и пространстве как процесс функционального, пространственного и временного сочетания и связи вещественных и личных факторов производства;

* организацию поточных методов производства как процесс предметного сочетания рабочих мест на участке, объединяющий различные группы оборудования для законченного цикла обработки деталей или сборки изделий;

* организацию автоматического и гибкого автоматизированного производства как процесс комплексной механизации и автоматизации не только технологических операций, но и вспомогательных приемов работы (установочных, контрольных, обслуживающих, транспортных, командных, то есть управляющих);

* организацию вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия как процесс комплексного обслуживания основных цехов предприятия по всем функциям, выходящим за пределы их основной специализации;

* организацию управления качеством продукции и процессов ее создания в целях обеспечения конкурентоспособности изделий и экономии общественного труда;

* организацию технического нормирования труда как процесс установления меры затрат труда на изготовление единицы продукции или выполнение заданного объема работы за определенный период времени;

* организацию и планирование инновациями, как процесса создания и освоения новой техники, технологии и организации производства с учетом технических, организационных, экономических и социальных мероприятий;

* организацию управления как процесс создания и совершенствования систем управления и способов их функционирования.

Рациональная организация производства состоит в том, чтобы интегрировать всю совокупность разнородных компонентов, реализующих процесс производства, в целостную и высокоэффективную производственную систему, все элементы которой гармонично сочетаются друг с другом по всем аспектам их функционирования и развития.

Организация производства и оптимальное управление им являются важнейшими факторами ускорения научно-технического прогресса. Они обеспечивают наиболее полное и эффективное использование трудовых, материальных и финансовых ресурсов предприятия, снижение себестоимости и повышение качества продукции, рост производительности труда и эффективности производства, существенное сокращение длительности цикла "исследование - проектирование - производство - реализация" и повышение темпов обновления продукции и технического развития производства.

Главной целью организации производства является создание условий, при которых обеспечивается успешное формирование и выполнение плановых заданий каждым производственным подразделением предприятия и предприятием в целом по всем показателям и с высокой эффективностью производства.

Поставленная перед предприятием и его подразделениями цель достигается путем повседневного решения множества частных задач, направленных на изыскание и использование возможностей:

* повышения эффективности производства, его интенсификации на основе научно-технического прогресса и наиболее полного использования резервов производства;

* увеличения производительности труда и объема выпуска продукции на основе научно-технического прогресса, повышения организации труда, применения прогрессивных систем заработной платы, подъема общеобразовательного уровня работников, повышения качества продукции и дисциплины труда;

* повышения эффективности использования основных производственных фондов и оборотных средств предприятия на основе равномерной загрузки оборудования, рациональной организации эксплуатации и ремонта оборудования, обслуживания рабочих мест;

* организации работы предприятия с минимальными запасами материалов, полуфабрикатов, топлива, остатков готовой продукции на складах; повышения квалификации и культурно-технического уровня кадров и улучшения условий труда и быта на основе систематической подготовки кадров, оздоровления условий труда и социально-психологического климата, механизации и автоматизации трудоемких и тяжелых работ, улучшения бытового обслуживания, экономического стимулирования;

* создания личной и коллективной заинтересованности работников в эффективном использовании материальных ценностей предприятия.

Оптимальные количественные и качественные зависимости производственных процессов, параметры и показатели производства продукции являются исходной информацией для разработки планов работы предприятий и их подразделений. Поэтому вопросы организации производства рассматриваются в непосредственной связи с внутризаводским планированием, а решения, зафиксированные в плановых заданиях, проводятся в жизнь с помощью управления.

Все зависимости производственных процессов на предприятии рассматриваются в их взаимной связи, в непрерывном развитии, движении, что дает возможность понять неизбежность причин и закономерностей возникновения новых и совершенствования существующих решений, приемов и методов организации производства.

3.1.2 Предприятие как организационная система

Промышленное предприятие - это производственная организация, которая осуществляет свою деятельность в сфере производства товаров, оказания услуг или проведения работ.

Реализация целей и задач предприятий происходит в процессе их организации и функционирования по трем направлениям: производственное, организационно-хозяйственное и социально-экономическое.

В производственном отношении промышленное предприятие представляет собой комплекс подразделений, работа всех частей которого строго скоординирована на принципах научной организации и управления производством.

В организационно-хозяйственном отношении предприятие является самостоятельной хозяйственной единицей, наделенной правами юридического лица и располагающей необходимым для производственной деятельности имуществом, собственным или переданным ему собственником в хозяйственное ведение или оперативное управление.

Социально-экономическая сторона деятельности предприятия характеризуется единством социальных и экономических интересов работников, собственников и потребителей продукции (услуг, работ).

Предприятие - производственная система. Как объект организации, предприятие выступает в качестве производственной системы, которая представляет собой совокупность элементов и связей между ними.

Промышленное предприятие следует рассматривать как сложную социально-экономическую систему, состоящую из подсистем, которые могут быть сгруппированы по различным признакам в виде:

юридически (законодательно) оформленного субъектно-объектного органа;

хозяйственного объекта;

социального организма;

набора взаимосвязанных организационных элементов;

производственно-технической системы.

Как целостная, например, юридическая система, объект и субъект различных взаимоотношений производственная организация выступает в качестве юридического лица, которое имеет в собственности, хозяйственном ведении или оперативном управлении обособленное имущество, осуществляет имущественные права и отвечает по своим обязательствам этим имуществом.

Как подсистема государственного (или мирового) хозяйства производственная организация может рассматриваться как представитель определенной отрасли хозяйства, типа производства, регионального или государственного уровня.

Как система со сложной внутренней структурой производственная организация может выступать в виде организационной, производственной, технической, функциональной и иного вида структур, характеризующих взаимодействие многообразных факторов и элементов организации для достижения ее целей.

Предприятие является сложной иерархической системой, в которой в качестве ступеней иерархии выступают производство в целом, цех, участок, рабочее место.

На всех ступенях иерархии могут быть выделены функциональные подсистемы. Подсистемы процессов производства - подготовки производства, основных производственных процессов, процессов производственной инфраструктуры, материально-технического обеспечения производства, реализации и сбыта продукции, маркетинга; подсистемы, определяющие состав элементов производственного процесса - функционирования орудий труда, движения предметов труда, организации труда; интегрирующие подсистемы - формирования производственной структуры и организации планирования производства.

Чтобы соединить все многообразные элементы производственной системы предприятия в единое целое, необходимо ее организовать, то есть спроектировать, реализовать на практике и обеспечить функционирование интегральной производственной системы предприятия.

Вопросы и задания для обсуждения:

1. Что Вы понимаете под термином «организация производства»?

2. В чем особенность предприятий машиностроения?

3. Какова главная цель организации производства на предприятиях машиностроения?

4. Что Вы понимаете под производственным предприятием и в чем его отличие от других организаций?

5. Назовите ключевые факторы организации на производственном предприятии.

3.2 Планирование и организация цикла создания и освоения новой продукции и технологии

3.2.1 Сущность и содержание цикла создания и освоения новой продукции

В условиях присущей рыночному хозяйству конкуренции товаров и хозяйственных единиц предприятия, особенно высокотехнологичные, обновляют выпускаемую продукцию и совершенствуют способы ее производства. Такой вид деятельности выделился организационно и носит название цикл создания и освоения новых товаров - СОНТ. Его часто называют цикл «наука - производство».

Система СОНТ базируется на следующих основополагающих принципах:

Комплексность - это необходимость проведения работ по подготовке производства по единому плану, охватывающему все процессы - от научных исследований до промышленного освоения новой продукции.

Специализация - это требование закрепления за каждым подразделением предприятия таких видов деятельности по созданию и освоению новой техники, которые отвечают специфике и возможностям этих подразделений.

3. Интеграция - это совокупность условий, обеспечивающих достижение единой и общей цели в результате деятельности определенного множества специализированных подразделений и исполнителей.

Принцип комплектности документации и составных частей изделий требует одновременного выполнения комплекса работ к моменту, когда дальнейшее их продолжение возможно только при наличии полного комплекта документации или составных частей изделий.

Непрерывность - это требование ликвидации нерациональных перерывов во времени проведения работ цикла СОНТ.

Пропорциональность рассматривается как требование задействовать производственные возможности всех подразделений, занятых подготовкой производства, с одинаковой интенсивностью.

Параллельность выражается в совмещении во времени различных фаз, стадий, работ.

Прямоточность - это кратчайший маршрут движения технической документации и наименьший путь, проходимый новым изделием по всем стадиям его разработки и освоения.

Управление циклом СОНТ нацелено на качественное и своевременное, а значит скорейшее, выполнение всех работ с тем, чтобы опередить конкурентов, привлечь потребителей новой продукцией с более совершенными свойствами и более низкой ценой. Длительность цикла определяется продолжительностью стадий и этапов, из которых состоит система СОНТ, а также степенью (коэффициентом) параллельности их выполнения.

Основные задачи организации и планирования процессов СОНТ с целью повышения качества работ и сокращения продолжительности цикла заключаются в:

1. снижении до минимума числа изменений, вносимых после передачи результатов из предшествующей стадии (этапа) в последующую;

2. определении рациональной степени параллельности работ, фаз, стадий и этапов цикла;

3. обеспечении минимума затрат времени при выполнении работ: минимума потерь при передаче результатов работ из предыдущей стадии в последующую.

Решение первой задачи достигается главным образом инженерно-техническими методами, обеспечивающими качество отработки и выполнения этапов работ системы СОНТ. В результате уменьшается число переделок, а также случаев повторного выполнения уже пройденных этапов, т. е. снижается трудоемкость работ, а следовательно, и затраты на их выполнение.

Вторая задача решается планово-координационными методами. Рациональное совмещение стадий и этапов работ системы СОНТ (параллельно-последовательный или параллельный метод выполнения фаз, стадий, этапов и работ) приводит к сокращению цикла, но не трудоемкости процессов.

При решении третьей задачи используются организационные методы, которые влияют на продолжительность цикла СОНТ за счет сокращения трудоемкости этапов цикла и изменения характера и сроков их выполнения. Поэтому организационные методы ведут к двоякому экономическому эффекту:

1) сокращению затрат на выполнение стадий и этапов системы СОНТ;

2) получению экономического выигрыша от сокращения цикла СОНТ (дополнительное количество продукции и/или дополнительное ее качество, получаемое в результате сокращения цикла подготовки и освоения производства, без дополнительных затрат на содержание оборудования, а также без значительного увеличения условно-постоянных расходов).

Создание и освоение новой продукции (техники, технологии), отвечающей современным требованиям задача сложная и требует все новых и новых знаний и методов их материализации. Поэтому организация цикла СОНТ - это создание условий для рационального взаимодействия научных исследований, материализации новых знаний в виде новых образцов изделий, техники и технологии, а также для их тиражирования в объемах необходимых потребителям и заказчикам. Этапы цикла СОНТ включают в себя следующие комплексы работ (рис. 3.1):

1. научно-исследовательские работы (НИР);

2. опытно-конструкторские работы (ОКР);

3. рыночные испытания товаров (пробный маркетинг);

4. конструкторская подготовка производства новой продукции (КПП);

5. технологическая подготовка производства новой продукции (ТПП);

6. организационная подготовка производства новой продукции (ОПП);

7. освоение выпуска новой продукции (ОВНП) - отработку нового изделия в опытном производстве (ООП) и освоение нового изделия в промышленном производстве (ОСП).

Этапы 1 и 2 часто объединены и выполняются одним исполнителем и носят название научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР), этапы 1 _ 2 часто называют научной подготовкой производства новой продукции, а 4 _ 7 - технической подготовкой производства новой продукции (ТП).

Первые две стадии охватывают работы, которые по своему содержанию непосредственно не связаны с производством. Они часто выполняются в отраслевых, вузовских НИИ, КБ и других специализированных организациях и являются первым этапом системы СОНТ.



Рисунок 3.1 Структура системы СОНТ

НИР - научно-исследовательские работы; ОКР - опытно-конструкторские работы; КПП - конструкторская подготовка производства; ТПП - технологическая подготовка производства; ОПП - организационная подготовка производства; ООП - отработка в опытном производстве; ОСП - освоение новой продукции в промышленном производстве.

Последующие четыре стадии составляют второй этап системы СОНТ. Они обеспечивают техническую подготовку производства (ТП) и выполняются проектными организациями или техническими отделами (главного конструктора и главного технолога) предприятия-изготовителя новой продукции.

Седьмая стадия непосредственно создает условия для промышленного производства нового изделия.

Условно стадии создания нового изделия, включая НИР, ОКР, КПП и частично ТПП, относятся к исходной фазе цикла СОНТ, а частично стадия ТПП и остальные стадии ОПП, ООП и ОСП относятся к заключительной фазе. Все работы цикла СОНТ и, прежде всего, стадии исходной фазы требуют широкого информационного обеспечения, то есть соответствующей информационной подготовки, а также экономической проработки. Последняя выполняется на каждой стадии цикла с различной степенью глубины в зависимости от того, насколько данная стадия влияет на эффективность изготовления нового изделия.

Стадии заключительной фазы ни в коем случае не должны быть оторваны от исходных. Тесная увязка всех стадий и фаз позволяет соединять в одну систему все подразделения, выполняющие работы по созданию и освоению выпуска нового изделия.

Исследуя работы по созданию и освоению новой техники как систему, можно целенаправленно стремиться к ее оптимизации по тому или иному выбранному критерию. Подключение к системе технической подготовки работ по НИР и ОКР во много раз усложняет задачу управления и координации системы СОНТ, и в то же время при хорошо организованном управлении и четкой координации проведения всех стадий процесс СОНТ во много раз облегчает достижение конечной цели. Одновременно с этим снижаются затраты на освоение и переход на выпуск новой продукции.

Общая картина изменения расходов на этапах создания и освоения производства новой техники приведена на рис. 3.2, где показан характер наращивания расходов, связанный с технической подготовкой (участок графика OD), а также характер снижения себестоимости изделия на стадии освоения производства (участок CF или DE).



Рисунок 3.2 Нарастание расходов и изменение себестоимости новой продукции в течение цикла СОНТ

_ начальная себестоимость изделия;

Т _ время подготовки производства и освоения новой продукции.

Расходы на КПП постоянно растут до точки А, затем происходит более интенсивное наращивание расходов, связанное с большими объемами работ на стадии ТПП. Суммарные расходы на КПП и ТПП (К_{КПП+ТПП}) на одно изделие показаны в точке В. ОПП требует еще большего прироста расходов в связи с материальным обеспечением нового производства, закупкой специального и иного технологического оборудования, перепланировкой цехов и участков, организацией транспортных систем. Завершение этапа в точке D характеризуется суммарными расходами на техническую подготовку (К_ТП), включая затраты на изготовление опытного образца.

В случае полного и качественного проведения ТП, в особенности организационной подготовки, освоение начинается в точке D с относительно невысокой начальной себестоимостью (). Себестоимость снижается по пологой кривой освоения (коэффициент освоения К_ос), и плановая себестоимость (точка E) достигается относительно быстро. Период освоения пропорционален отрезку DE. Номер изделия, на котором условно заканчивается освоение в точке Е - N_е.

При неправильно организованном и спланированном выполнении подготовки производства имеет место преждевременное начало освоения (в точке С), когда подготовка еще полностью не завершена, оснащение и специальное оборудование готовы частично, а стадии КПП и ТПП выполнены недостаточно качественно, что ведет к периодическому внесению в чертежи, карты технологических процессов и другую документацию необходимых конструкторско-технологических изменений. В результате начальная себестоимость оказывается выше, чем . Кроме того, наблюдается скачкообразный рост себестоимости, соответствующий моментам внесения конструкторских и технологических изменений. Кривая освоения характеризуется линией К`_ОС. Плановая себестоимость в этом случае достигается не в точке Е, а в точке F. Период освоения растягивается, он пропорционален отрезку CF. Кроме того, как видно из рис. 3.2, себестоимость освоения продукции на протяжении всего отрезка CF была значительно выше, чем себестоимость освоения продукции на отрезке времени DE. Размер дополнительных затрат, имеющих место при освоении, показан на рис. 3.2 штриховкой.

Ускорение технического прогресса и повышение качества конструкторской и технологической документации обеспечивает снижение начальной себестоимости и сокращение цикла освоения новой продукции, что значительно повышает эффективность производства и эксплуатации новых изделий.

3.2.2 Виды эффекта от сокращения цикла СОНТ

Оценка экономического эффекта от сокращения цикла СОНТ может быть проведена отдельно по видам (составляющим) и по общей сумме. К отдельным видам эффекта относят:

· сокращение затрат в результате проведения организационных и технических мероприятий;

· снижение себестоимости при освоении изделий в результате проведения функционально-стоимостного анализа (ФСА);

· снижение себестоимости продукции за счет условно-постоянных расходов, приходящихся на одно изделие, вследствие увеличения выпуска новых изделий и за счет условно-переменных (прямых) затрат, вследствие снижения трудоемкости в период подготовки и освоения производства;

· ускорение освоения новой продукции - эффект, получаемый за счет производства и эксплуатации дополнительного количества новой продукции.

Перечисленные виды экономического эффекта, получаемые при сокращении цикла СОНТ, являются независимыми и могут быть просуммированы для определения результативного суммарного эффекта, получаемого за счет совершенствования процессов СОНТ и повышения качества новой техники.

Первая составляющая эффекта (Э₁) выражается в сокращении затрат в результате проведения организационных и технических мероприятий, направленных на сокращение трудоемкости стадий и этапов ТП. Достигается это, как уже выше было сказано, путем использования унификации и стандартизации конструкций, типизации технологических процессов и стандартизации технологического оснащения либо с помощью механизации и автоматизации инженерного труда, например использования САПР и др.

Механизация и автоматизация инженерного труда связана с капитальными затратами на приобретение соответствующей техники. В этом случае экономический эффект определяется по формуле

(3.1)

где и - текущие затраты по i-й стадии или этапу соответственно по традиционному и новому вариантам;

и - капитальные затраты по i-й стадии или этапу соответственно по вариантам;

n - число стадий или этапов подготовки производства, по которым достигнута экономия;

Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности.

Вторая составляющая эффекта (Э₂) выражается в снижении себестоимости при освоении изделий в результате проведения функционально-стоимостного анализа (ФСА). Этот анализ улучшает параметры осваиваемой техники, вызванные ростом уровня качества проектирования, а также повышением прогрессивности принимаемых технических решений, которые косвенным образом способствуют сокращению сроков освоения и уменьшению затрат.

Снижение себестоимости при освоении новых изделий, возникающее в условиях использования ФСА в сфере проектирования (заштрихованная площадь на рис. 3.3), определяется как разность интегрированных функций:

, (3.2)



Рисунок 3.3 Кривые освоения новой продукции до и после проведения функционально-стоимостного анализа

где S₀₁ и S₀₂ - начальные значения себестоимости до и после проведения ФСА;

х₀, х_k - начальный и конечный номера выпущенных изделий в период освоения выпуска;

х _ порядковый номер изготовленного сначала освоения изделия;

b₁ и b₂ - коэффициенты крутизны кривой освоения до и после проведения ФСА;

индексы 1 и 2 соответствуют вариантам до и после использования ФСА.

Третья составляющая экономического эффекта (Э_З) выражается в снижении себестоимости продукции за счет условно-постоянных расходов, приходящихся на одно изделие, вследствие увеличения выпуска новых изделий и за счет условно-переменных (прямых) затрат, вследствие снижения трудоемкости в период подготовки и освоения производства:

, (3.3)

где и - условно-переменные затраты на единицу годного изделия в период подготовки и освоения по 1-му и 2-му вариантам;

- условно-постоянные расходы на запланированный объем выпуска изделий;

N - суммарное число выпущенных изделий с начала и до конца освоения по 1-му варианту (равно порядковому номеру);

ДN - дополнительное количество продукции, полученной при рационально организованном освоении выпуска определяется по формуле:

, (3.4)

где и _ продолжительность цикла освоения соответственно без осуществления мероприятий, направленных на ускорение освоения (нормальная), и при ускоренном освоении производства (сокращенная).

На рис. 3.4 показано, что рост выпуска продукции N является функцией от времени Т. Эта функция различна для разных циклов освоения производства N_А = f₁(Т_Н), N_В = f₂(Т_Н). Эти функции изображены в виде линий А и В; заштрихованная площадь, ограниченная линиями и плановым выпуском, соответствует дополнительному количеству продукции, получаемому в результате ускорения освоения производства.

Четвертая составляющая экономического эффекта (Э₄) от ускорения освоения новой продукции - эффект, получаемый за счет производства и эксплуатации дополнительного количества более производительной новой техники у потребителя.

Рисунок 3.4 График роста выпуска продукции

Годовая экономия в процессе эксплуатации новой техники определяется по формуле

, (3.5)

где З₁ и З₂ - годовые приведенные затраты на единицу заменяемой и новой техники, определяются по формуле

З = С_r + Е_н К, (3. 6)

где C_r - себестоимость годовой эксплуатации единицы продукции;

- годовые сопутствующие капиталовложения;

В₁ и В₂ - годовая производительность заменяемой и новой техники;

- дополнительное количество новой продукции, полученной при ускоренном освоении.

Экономия за весь срок использования дополнительного количества техники в сфере эксплуатации составляет

 (3.7)

где - срок службы техники, соответствующий установленному сроку ее амортизации.

Вопросы и задания для обсуждения:

1. Что Вы понимаете под циклом СОНТ?

2. На каких принципах базируется СОНТ?

3. Каковы задачи СОНТ и методы их решения?

4. Назовите этапы цикла СОНТ.

5. Как изменяются затраты в течение проведения цикла СОНТ?

6. Какие виды экономического эффекта от сокращения цикла СОНТ Вы знаете? Как они рассчитываются?

3.2.3 Планирование цикла СОНТ

Планы создания и освоения новой техники составляются, как правило, на 3-5 лет (перспективные) и на год с разбивкой объемов работ на кварталы (текущие). В перспективных планах указываются сроки выполнения стадий и этапов системы СОНТ, определяется трудоемкость работ по всем стадиям и этапам, устанавливаются циклы отдельных стадий, этапов и в целом на всю разработку, намечаются конкретные подразделения-исполнители работ и руководители. К ним прикладываются карты технического уровня нового изделия, в которых приводятся основные характеристики в сравнении с лучшими отечественными и зарубежными образцами, сметы затрат и расчеты экономического эффекта. В текущих планах указываются объемы и сроки исполнения работ конкретными исполнителями. При этом, предусматриваются методы организации работ и обеспечение надежного оперативного контроля за ходом процессов СОНТ.

Основной задачей планирования процессов СОНТ является обоснованное установление начальных и конечных сроков выполнения стадий, этапов и отдельных работ, обеспечивающих своевременный запуск создаваемого изделия в производство и выпуск его в установленные сроки.

Успешное выполнение этой задачи достигается при условии правильного определения работ по стадиям и этапам системы СОНТ, их последовательного и параллельного выполнения, а также разработки системы нормативов для расчета трудоемкости и продолжительности выполнения стадий, этапов и отдельных видов работ. Планирование процессов СОНТ, если не используются вероятностные методы, невозможно без научно обоснованной нормативной базы, хотя создание нормативов на творческие виды работы, характерные для стадий НИР и ОКР, связано с серьезными трудностями.

В систему нормативов включаются два типа: а) объемные, то есть нормативы объема работ в натуральном выражении; б) трудовые, то есть нормативы объема работ в нормо-часах (днях).

К первому типу нормативов относятся, например, нормативы количества листов конструкторской документации на изделие, сборочную единицу, оригинальную деталь; нормативы количества листов технологической документации на одну деталь, коэффициенты оснащенности технологических процессов и др.

Ко второму типу нормативов относятся, например, трудоемкость конструкторских, чертежных, копировальных и других работ по конструированию одной оригинальной детали, трудоемкость разработки технологического процесса и конструирования оснастки на одну деталь в зависимости от группы сложности и степени новизны и др.

На основе установленной трудоемкости работ может быть рассчитан цикл (продолжительность) каждой стадии, этапа процесса СОНТ в календарных днях, часах по формуле

, (3.8)

где - трудоемкость i-й стадии, этапа или отдельной работы, чел.-час;

- коэффициент, учитывающий дополнительное время на согласование, утверждение, внесение изменений в техническую документацию и другие виды работы по i-й стадии, непредусмотренные нормативами ( =1,1-1,5);

- коэффициент перевода рабочих дней в календарные;

Ч - количество работников, одновременно выполняющих данную i-ю стадию (этап, работу), чел.;

- продолжительность рабочей смены, час.;

t_в- коэффициент выполнения норм времени.

При достаточно большой степени новизны изделия для расчета продолжительности циклов может быть использован один из методов экспертных оценок - индивидуальный (получение от каждого эксперта независимой оценки и математическая обработка для получения средней), групповой (совместное обсуждение вопроса экспертами), дельфийский (многоэтапный опрос экспертов для согласования их мнений).

Продолжительность цикла в целом процесса СОНТ зависит оттого, как будет организована работа по выполнению стадий и этапов: последовательно, последовательно-параллельно или параллельно. При возможности необходимо осуществлять максимальное совмещение во времени выполнение отдельных стадий, этапов и конкретных работ, это является одним из важнейших вопросов сокращения продолжительности цикла СОНТ.

Для координации во времени всех стадий, этапов и отдельных видов работ системы СОНТ составляются с учетом возможного совмещения времени их выполнения ленточные графики (рис. 3.5), позволяющие отразить календарные сроки начала и окончания каждой стадии, этапа, работы, а также длительность цикла всей системы СОНТ.

Рисунок 3.5 Ленточный график разработки изделия "И"

Ленточные графики составляют от конечного, заданного срока освоения производства нового изделия. Горизонтальные отрезки, которые наносятся параллельно, отражают продолжительность циклов каждой стадии, этапа или отдельной работы, рассчитанных по нормативам или экспертным путем.

На основе ленточного графика бюро планирования процессов СОНТ составляет рабочие планы-графики отделов, цехов или других подразделений, участвующих в создании нового изделия. На основании планов-графиков руководители подразделений составляют задания исполнителям с указанием сроков начала и окончания работ.

Однако следует отметить, что на современном этапе, когда сложность разрабатываемых изделий (систем) возросла, использование ленточных графиков для планирования процессов СОНТ стало затруднительным, так как они не отражают сложных взаимосвязей работ, поэтому иногда трудно оценить значимость каждой отдельной работы для достижения конечной цели; носят сугубо статический подход в построении (строятся по заданным срокам и вскоре после начала их реализации перестают отражать фактическое состояние дел) и не поддаются корректировке при изменившихся условиях; не позволяют прогнозировать ход работ и не поддаются оптимизации; не отражают ту неопределенность, которая часто бывает присуща многим новым разработкам. Поэтому в последние годы вместо ленточных графиков стали широко использоваться сетевые графики, свободные от указанных выше недостатков и легко поддающиеся обработке на вычислительной технике.

Стрелками в сети (рис. 3.6) изображаются отдельные работы, а кружками _ события. Над стрелками указывается ожидаемое время выполнения работ.

Этапы разработки и управления ходом работ с помощью сетевого графика имеют следующую последовательность основных операций:

1) составление перечня всех действий и промежуточных результатов (событий) при выполнении комплекса работ и графическое их отражение;

2) оценка времени выполнения каждой работы, а затем расчет сетевого графика для определения срока достижения поставленной цели;

3) оптимизация рассчитанных сроков и необходимых затрат;

4) оперативное управление ходом работ путем периодического контроля и анализа получаемой информации о выполнении заданий и выработка корректирующих решений.

РАБОТА _ это любые процессы (действия), приводящие к достижению определенных результатов (событий). Понятие "работа" может иметь следующие значения:

а) действительная работа _ работа, требующая затрат времени и ресурсов;

б) ожидание _ процесс, требующий затрат только времени (сушка, старение, релаксация и т.п.);

в) фиктивная работа, или зависимость _ изображение логической связи между работами (изображается пунктирной стрелкой, над которой не проставляется время или проставляется нуль).

СОБЫТИЯ (кроме исходного) являются результатами выполненных работ. Событие не является процессом и не имеет продолжительности. Наступление события соответствует моменту начала или окончания работ (моменту формирования определенного состояния системы).

Событие в сетевой модели может иметь следующие значения:

а) исходное событие _ начало выполнения комплекса работ;

б) завершающее событие _ достижение конечной цели комплекса работ;

в) промежуточное событие или просто событие _ результат одной или нескольких входящих в него работ;

г) граничное событие _ событие, являющееся общим для двух или нескольких первичных или частных сетей.

Событие для работ может иметь следующие значения:

1) начальное событие, за которым непосредственно следует данная работа;

2) конечное событие, которому непосредственно предшествует данная работа.

ПУТЬ _ это любая последовательность работ в сети, в которой конечное событие каждой работы этой последовательности совпадает с начальным событием следующей за ней работы.

Путь (L) от исходного до завершающего события называется полным.

Путь от исходного до данного промежуточного события называется путем, предшествующим этому событию.

Путь, соединяющий какие-либо два события i и j, из которых ни одно не является исходным или завершающим, называется путем между этими событиями.

Параметры сетевой модели

К основным параметрам сетевой модели относятся:

а) критический путь;

б) резервы времени событий;

в) резервы времени путей и работ.

Критический путь _ наибольший по продолжительности путь сетевого графика (Lкр.).

Изменение продолжительности любой работы, лежащей на критическом пути, соответственным образом меняет срок наступления завершающего события.

При планировании комплекса работ критический путь позволяет найти срок наступления завершающего события. В процессе управления ходом комплекса работ внимание управляющих сосредотачивается на главном направлении _ на работах критического пути. Это позволяет наиболее целесообразно и оперативно контролировать ограниченное число работ, влияющих на срок разработки, а также лучше использовать имеющиеся ресурсы.

Резерв времени события _ это такой промежуток времени, на который может быть отсрочено наступление этого события без нарушения сроков завершения комплекса работ в целом. Резерв времени события R_i определяется как разность между поздним Тпi и ранним Трi сроками наступления события:

, (3.9)

Поздний из допустимых сроков Тпi _ это такой срок наступления события, превышение которого вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события, то есть если событие наступило в момент Тпi, оно попало в критическую зону и последующие за ним работы должны находиться под таким же контролем, как работы критического пути.

Ранний из возможных сроков наступления события Трi _ это срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Это время находится путем выбора максимального значения из продолжительности всех путей, ведущих к данному событию.

Тр и Тп свершения события определяются по максимальному из путей Lmax, проходящих через данное событие, причем Тр равно продолжительности максимального из предшествующих данному событию путей, а Тп является разностью между продолжительностью критического пути Lкр и максимального из последующих за данным событием путей.

Наиболее простой и удобный способ выявления критического пути _ это определение всех последовательно расположенных событий с нулевым резервом времени.

Полный резерв времени пути R(L_i) _ это разница между длиной критического пути t(L_кр) и длиной рассматриваемого пути t(L_i):

, (3.10)

Он показывает, насколько в сумме могут быть увеличены продолжительности всех работ, принадлежащие пути , то есть предельно допустимое увеличение продолжительности этого пути. Полный резерв времени пути может быть распределен между отдельными работами, находящимися на этом пути.

Полный резерв времени работы _ это максимальный период времени, на который можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя при этом продолжительности критического пути:

, (3.11)

где t_ij _ продолжительность работы; ij _ начальное и конечное событие этой работы; T_nj и T_pi _ соответственно поздний и ранний сроки свершения событий j и i.

Зависимый резерв времени работы R_з,(i,j)

Поскольку резерв времени пути L_i может быть использован для увеличения цикла работ, находящихся на этом пути, можно сказать, что любая из работ пути L_i на его участке, не совпадающем с критическим путем, обладает резервом времени. Но у этого резерва есть особенность:

если мы его используем частично или целиком для увеличения цикла t_ij какой-либо работы (i,j), то соответственно уменьшается резерв времени у остальных работ L_i. Поэтому такой резерв времени пути, на котором она находится, называется зависимым резервом времени работы (i,j) и обозначается через R_з(i,j).

Независимый резерв времени работы R_н(i,j)У отдельных работ помимо зависимого резерва времени может иметься и независимый резерв времени. Он образуется в том случае, когда циклы работ меньше, чем разность между наиболее ранним из возможных сроков свершения непосредственно следующего за данной работой события j и наиболее поздним из допустимых сроков свершения непосредственно предшествующего ей события i:

R_з(i,j) = Т_рj - Т_пi - t_ij., (3.12)

Свободный резерв времени работы R_cij _ это разность между ранними сроками наступления событий i и j за вычетом продолжительности работы t_i,j:

R_з(i,j) = Т_рj - Т_рi - t_ij., (3.13)

Свободный резерв времени работы _ максимальный период времени, на который можно увеличить продолжительность или отсрочить ее начало, не изменяя при этом ранних сроков последующих работ, при условии, что начальное событие этой работы наступило в свой ранний срок.

Возможности смещения сроков начала и окончания каждой работы определяется с помощью ранних и поздних сроков наступления событий, между которыми выполняется данная работа:

- ранний срок начала работы Т_рнij = Т_рj;

- поздний срок начала работы Т_пнij = Т_пj _ t_ij;

- ранний срок окончания работы Т_роij = Т_рi + t_ij;

- поздний срок окончания работы Т_поij = Т_пj.

Анализ и оптимизация сетевой модели

Первоначально разработанная сетевая модель обычно не является лучшей по срокам выполнения работ и использования ресурсов. Поэтому исходная сетевая модель подвергается анализу и оптимизации по одному из ее параметров.

Анализ позволяет оценить целесообразность структуры модели, определить степень сложности выполнения каждой работы, загрузку исполнителей работ на всех этапах выполнения комплекса работ.

Модель (график) процесса разработки изделия "И", приведенная на рис. 3.5, в виде сетевого графика выглядит совсем по-иному (рис. 3.6). Простое сравнение ленточного и сетевого графиков показывает, что и тот и другой одинаково хорошо отражают количественную сторону процесса, т. е. состав работ, а взаимосвязь работ хорошо просматривается только на сетевом графике.

Преимущество сетевого графика можно проследить и на таком примере. Допустим, что в процессе проектирования изделия "И" возникла необходимость ввести в график дополнительные работы. Например, как показано на рис. 3.2, в график введена работа 1-За (изготовление оснастки). На ленточном графике провести такое изменение гораздо сложнее, особенно, если меняются сроки выполнения последующих работ.

Рисунок 3.6 Сетевой график разработки изделия "И"

Таким образом, сетевой график имеет весьма существенные преимущества перед ленточным графиком, так как он позволяет вести процесс планирования и управления в оптимальном режиме.

Методика оптимизации загрузки сетевых моделей

При оптимизации использования ресурса рабочей силы чаще всего сетевые работы стремятся организовать таким образом, чтобы:

количество одновременно занятых исполнителей было минимальным;

выровнять потребность в людских ресурсах на протяжении срока выполнения проекта.

Суть оптимизации загрузки сетевых моделей по критерию "минимум исполнителей" заключается в следующем: необходимо таким образом организовать выполнения сетевых работ, чтобы количество одновременно работающих исполнителей было минимальным. Для проведения подобных видов оптимизации необходимо построить и проанализировать график привязки и график загрузки.

График привязки отображает взаимосвязь выполняемых работ во времени и строится на основе данных либо о продолжительности работ (в данной лабораторной это Т_н), либо о ранних сроках начала и окончания работ. При первом способе построения необходимо помнить, что работа (i,j) может начать выполняться только после того, как будут выполнены все предшествующие ей работы (k,j). По вертикальной оси графика привязки откладываются коды работ, по горизонтальной оси _ длительность работ (раннее начало и раннее окончание работ).

На графике загрузки по горизонтальной оси откладывается время, например в днях, по вертикальной _ количество человек, занятых работой в каждый конкретный день. Для построения графика загрузки необходимо:

на графике привязки над каждой работой написать количество ее исполнителей;

подсчитать количество работающих в каждый день исполнителей и отложить на графике загрузки.

Для удобства построения и анализа графики загрузки и привязки следует располагать один над другим.

Описанные виды оптимизации загрузки выполняются за счет сдвига во времени некритических работ, т.е. работ, имеющих полный и/или свободный резервы времени. Полный и свободный резервы любой работы можно определить без специальных расчетов, анализируя только график привязки. Сдвиг работы означает, что она будет выполняться уже в другие дни (т.е. изменится время ее начала и окончания), что в свою очередь приведет к изменению количества исполнителей, работающих одновременно (т.е. уровня ежедневной загрузки сети).

Пример проведения оптимизации сетевой модели по критерию "Минимум исполнителей "

Графики привязки и загрузки для исходных данных из табл.3.1 представлены на рис. 3.7

Таблица 3.1
Исходные данные для оптимизации загрузки
Код работ	Продолжительность работ	Количество исполнителей
(1,2)	4	6
(1,3)	3	1
(1,4)	5	5
(2,5)	7	3
(2,6)	10	1
(3,6)	8	8
(4,6)	12	4
(4,7)	9	2
(5,8)	8	6
(6,8)	10	1
(7,8)	11	3

Рисунок 3.7 Графики загрузки (а) и привязки (b) до оптимизации

Допустим, что организация, выполняющая проект, имеет в распоряжении только N = 15 исполнителей. Но в соответствии с графиком загрузки (рис.3.8), в течение интервала времени с 3 по 11 день для выполнения проекта требуется работа одновременно 19, 17 и затем 18 человек. Таким образом, возникает необходимость снижения максимального количества одновременно занятых исполнителей с 19 до 15 человек. Для лучшего понимания последующего описания процесса оптимизации загрузки либо используйте компьютерную программу, либо вручную вносите изменения в графики привязки и загрузки работ.

Рисунок 3.8 Графики загрузки (а) и привязки (b) после оптимизации

Проанализируем возможность уменьшения загрузки (19 человек) в течение 4-го дня. Используя R_c (3,6) = 6, сдвинем работу (3,6) на 1 день, что снизит загрузку 4-го дня до 11 человек, но при этом в 12-й день появится пик _ 21 исполнитель. Для его устранения достаточно сдвинуть работу (5,8) на 1 день, используя R_c (5,8) = 8.

Проанализируем возможность уменьшения загрузки (18 человек) с 6-го по 11-й день, т.е. в течение интервала времени в 6 дней. Так работа (2,5) является единственной, которую можно сдвинуть таким образом, чтобы она не выполнялась в указанные б дней с 6-го по 11-й день. Для этого, используя R_n (25) = 8, сдвинем работу T_y (i,j) на 8 дней, после чего она будет начинаться уже не в 4-й, а в 12 день, к чему мы и стремились. Но поскольку R_c (2,5)=0 и для сдвига работы T_н (i,j) был использован полный резерв, то это влечет за собой обязательный сдвиг на 7 дней работы (5,8), следующей за работой (2,5).