Современные высокотехнологичные промышленные предприятия представляют собой крупные сложно спроектированные организационные структуры, поэтому им свойственна инерционность. Это значит, что снижение эффективности организации производственных процессов, требующее смены стратегии развития предприятия, отразится на основных акцептируемых показателях предприятия не сразу и не будет своевременно диагностировано. Задержка в принятии мер может привести предприятие к технологическому отставанию и потери конкурентоспособности.

В послании Президента Республики Казахстан "Стратегия "Казахстан-2050": новый политический курс состоявшегося государства" было сказана "Человечество находится на пороге Третьей индустриальной революции, которая меняет само понятие производства. Технологические открытия кардинально меняют структуру и потребности мировых рынков. Мы живем уже в совершенно иной технологической реальности, нежели ранее.

Основой деятельности предприятия любой промышленной отрасли является производственный процесс. В самом общем виде слово "процесс" выражает развитие, ход развития, динамику, изменения. В этом свете процесс (процесс производства) представляется цепью последовательных изменений положения или состояния какого-либо предмета, явления, в которых систематически проявляются определенные объективные закономерности. Следовательно, в любом производстве выразителем процесса является та или иная целенаправленно движущаяся, т.е. функционирующая система, а сам процесс представляет последовательную смену состояний системы в координатах времени и пространства.

Под функционирующими системами в производстве следует понимать комплексы производственного оборудования, сырья, материалов, энергоносителей, транспортных средств, а также людей, непосредственно участвующих в системе в качестве исполнителей или управляющих ею по заранее разработанным ими программам.

Систематическое и целенаправленное изменение количественных и качественных характеристик указанных комплексов под воздействием труда людей и используемых ими сил для получения заданных программой продуктов и представляет производственный процесс. Таким образом, производственный процесс на промышленном предприятии можно охарактеризовать как органически и системно увязанную совокупность трудовых, естественных и автоматических процессов, направленных на превращение исходных материалов в готовую продукцию.

Естественные процессы в данном случае понимаются как процессы, протекающие под воздействием сил природы без непосредственного участия в них человека. В черной металлургии к естественным процессам относятся различные физико-химические и физико-механические процессы - расплавление, кристаллизация, окисление, восстановление, нагрев, остывание, спекание, автоматизированные процессы деформации металла и др. Определяющими в производственном процессе являются трудовые процессы.

Исходя из приведенной характеристики и определения понятия производственного процесса, следует вывод о том, что именно производственный процесс является непосредственным и главным объектом организации и управления на промышленном предприятии 2, с.227.

Организация производственного процесса предусматривает наиболее рациональное сочетание во времени и пространстве труда человека с вещественными элементами производства. Конечной целью организации производственного процесса является обеспечение неуклонного роста объема производства, всемерное снижение затрат всех видов, достижение высокого качества продукции.

Современная отечественная черная металлургия является высокоразвитой в техническом отношении комплексной промышленной отраслью. На основе специализации, комбинирования и кооперирования ряда производств других отраслей промышленности она включает в себя разнообразные, но органически связанные технологическим, энергетическим, организационным и экономическим единством предприятия начиная от рудников и карьеров по добыче рудных и нерудных сырья и материалов и кончая цехами и заводами по производству кокса, различных химических продуктов, готового проката, метизов промышленного назначения и товаров народного потребления. В таком комплексе главная роль принадлежит ведущему производству - производству чугуна, стали, проката. Все остальные цехи и предприятия отрасли призваны материально обеспечить бесперебойный ход основного производства либо перерабатывать его отходы и побочные продукты.

Металлургическое производство и технологические процессы имеют ряд своих специфических особенностей, существенно отличающих их от других промышленных производств и накладывающих соответствующий отпечаток на требования к формам и методам организации производства.

К числу важнейших отраслевых особенностей современного металлургического производства относят комплексность и структурную сложность современных металлургических предприятий; высокую степень концентрации производства; масштабность и массовость производства; многостадийность технологии и высокую материалоемкость; энерготехнологическую связь основных переделов.

Указанные особенности металлургического производства носят главным образом отраслевой характер или характеризуют предприятие в целом как систему. Учет этих особенностей важен. Но еще более необходимым является рассмотрение специфических черт конкретных металлургических производственных процессов внутри предприятия на различных переделах с целью определения в дальнейшем их структуры, организационных форм, методов их исследования и организации.

Рассмотренные особенности металлургических производственных процессов свидетельствуют о том, что они носят гетерогенный, т.е. неоднородный характер и отличаются в связи с этим большим разнообразием, сложностью и комплексностью. С целью систематического изучения, анализа, нормирования и совершенствования организации производственных процессов необходима их классификация. Производственные процессы на металлургических предприятиях как системы в зависимости от цели их исследования можно классифицировать в различных аспектах с различных позиций 3, с.147. По отношению к выпуску готовой основной (конечной) продукции и технологической значимости производственные процессы подразделяются на основные, вспомогательные, подсобные и побочные.

Основные - это процессы качественного, т.е. физико-химического или физико-механического изменения предмета труда, направленные на получение полуфабрикатов и готовой конечной продукции (чугуна, стали, проката, труб, метизов).

Вспомогательные - процессы, имеющие своим назначении обслуживание и обеспечение бесперебойного протекания основных процессов (материально-техническое обеспечение, ремонты, транспорт).

Подсобные процессы направлены на добычу и подготовку исходного сырья и материалов, производство технологического топлива (агломерата, кокса, огнеупоров) 4, с.120.

Побочные - это процессы изготовления различных видов продукции из отходов основного производства (кирпича, шлакобетона, цемента, изделий народного потребления из металлообрези в прокатном производстве и др.).

В зависимости от способов воздействия на предметы труда, уровня технической оснащенности процесса и степени участия в нем рабочего производственные процессы подразделяются на ручные, машинно-ручные, машинные, аппаратурные.

Ручные процессы осуществляются рабочим без помощи механизмов с применением простых инструментов и приспособлений (молоток, напильник, зубило, тиски и др.), направлены главным образом на перемещение предмета труда или изменение его формы.

Машинно-ручные процессы выполняются машинами или механизмами при непосредственном участии в них рабочих. В таких процессах одновременно или со сдвигом во времени используются энергия машины и усилия рабочего. Примерами таких процессов могут служить прокатка на не полностью механизированных станах, обработка деталей на станках при ручной подаче, установке заготовки и съеме готового изделия. Машинные процессы направлены как на изменение качества, так и главным образом на изменение формы предмета труда; выполняются с помощью специализированных машин, полностью механизированных или автоматизированных. Роль рабочего в таких процессах заключается в осуществлении функций контроля и управления.

Аппаратурные - химические и физико-химические процессы, направленные на изменение качественных признаков и свойств предмета труда и протекающие в специальных агрегатах (доменных, мартеновских и электросталеплавильных печах, конвертерах), оснащенных специальными механизмами и средствами управляющей автоматики. В аппаратурных процессах в функции рабочих входят контроль и управление работой агрегатов.

С позиций непрерывного совершенствования организации производства рассмотренная классификация играет существенную роль при проектировании технических мероприятий по механизации и автоматизации производственных процессов, планировании подготовки квалифицированных рабочих кадров, при аттестации рабочих мест и разработке планов НОТ, внедрении прогрессивных систем оплаты труда 5, с.243.

По характеру движения предмета труда во времени процессы делятся на непрерывные, полунепрерывные, прерывные (дискретные).

Непрерывные - это процессы, в которых на протяжении установленного периода времени (час, смена, сутки, год и более) происходит непрерывное превращение исходных материалов или полуфабрикатов в готовую продукцию. Примерами непрерывных процессов являются процессы, протекающие внутри доменных печей, на станах бесконечной прокатки, а также внутрицикловые процессы на МНЛЗ, непрерывных прокатных станах, сталеплавильных агрегатах. При прочих равных условиях наиболее производительными являются непрерывные процессы, так как здесь практически все рабочее время затрачивается на изготовление продукции. Поэтому технологическая непрерывность процесса вызывает необходимость создания стабильных условий работы агрегата, а также обеспечения организационной непрерывности и поточности процесса.

Полунепрерывные - это процессы, в которых циклы операций по характеру технологии обработки предметов труда отделены друг от друга, а по принципу действия агрегата могут осуществляться непрерывно. Примерами агрегатов, в которых могут осуществляться полунепрерывные процессы, служат конвертеры, мартеновские и электрические ночи.

Прерывные (дискретные) или периодические процессы отличаются тем, что в них циклы операций по характеру технологии обработки предметов труда разделены межцикловыми интервалами и действие агрегата (машины) также протекает периодически с соответствующими интервалами.

По характеру протекания во времени производственные процессы, а также части их подразделяют на циклические и нециклические.

Циклическими называются процессы, систематически повторяющиеся при получении каждой единицы продукции. Циклические процессы направлены непосредственно на обработку предмета труда или осуществление тех функций, которые способствуют выполнению основной задачи данного цеха или агрегата.

Нециклическими являются процессы, возникающие во времени периодически или эпизодически. Такие процессы обычно связаны с обслуживанием агрегатов и рабочих мест. Примером их могут служить перевалка валков, ремонт оборудования, заправка инструмента и т.п.

В связи с тем, что основная продукция производится в ходе циклических процессов, общая организационная задача при исследовании и проектировании производственных процессов заключается в максимальном сокращении нециклических процессов (без ущерба их качеству) и в увеличении в результате этого доли циклических 6, с.211.

При делении процессов на циклические и нециклические особое внимание уделяют затратам времени на перерывы и нециклические операции для принятия технических и организационных мер по их всемерному сокращению.

По степени возможности непосредственного наблюдения за ходом производственных процессов с целью их изучения и регулирования они дифференцируются на процессы закрытые, открытые и полузакрытые. Рассматриваемый классификационный признак важен для выбора методов исследования при проектировании и анализе организации производственных процессов.

Закрытыми являются физико-химические процессы, происходящие в закрытых агрегатах, изменение предметов труда в которых не поддается непосредственному (визуальному) наблюдению (процесс в доменных печах). Исследовать ход закрытых процессов можно по ряду косвенных признаков, фиксируемых контрольно-измерительными приборами, а также химанализом и температурой чугуна, химанализом шлака, его вязкостью, давлением, составом и температурой колошникового газа и др.

Открытыми являются процессы, не связанные с физико-химическими превращениями, а изменения предметов труда при этом поддаются непосредственному наблюдению. К ним относятся посадка заготовок в печь, установка изложниц, отделочные работы в прокатных цехах, транспортировка и др. К числу открытых процессов можно отнести прокатку металла, хотя изменение внутренней структуры металла при его обжатии и вытяжке не поддается непосредственному наблюдению.

Полузакрытыми являются процессы, в которых качественное изменение предметов труда поддается лишь частичному наблюдению, например, плавка стали в мартеновской печи.

По характеру производственных связей между агрегатами и участками имеют место процессы связанные (многоступенчатые) и замкнутые (одноступенчатые).

К связанным относятся процессы, в которых результат труда одного производственного участка является непосредственным исходным предметом труда другого участка вследствие характера технологии и организации протекания процесса. В основном металлургическом производстве все процессы связаны: доменные печи обеспечивают сталеплавильные агрегаты жидким чугуном, сталеплавильные - горячими слитками прокатные цехи.

Систематическое обеспечение указанных связей во времени и объемах - залог ритмичной работы металлургических предприятии. Для этого при проектировании организации связанных процессов необходимо строить графики протекания процесса не только по каждой отдельной ступени, но и комплексные графики, предусматривающие согласование и увязку работы всех взаимосвязанных звеньев внутри цеха и между цехами.

Замкнутые - это процессы, в которых результат труда на том или ином производственном участке является конечным и непосредственно не связан с последующими процессами. Примерами замкнутых процессов могут быть работа доменных печей и разливочных машин при отправке чушкового чугуна на склад, то же при отправке слитков из сталеплавильных цехов на склад слитков, финишная обработка детали на станке.

По виду движения предмета труда в процессе, т.е. по способу передачи его от одной операции к другой, различают процессы с последовательным протеканием, параллельным и параллельно-последовательным. Рассматриваемый классификационный признак с точки зрения организации производства является весьма важным, так как в значительной мере определяет производительность производственного процесса.

Последовательный вид движения предмета труда характеризуется тем, что при изготовлении партий изделий (слитков, заготовок, готового проката) либо отдельных единиц (целой плавки в многоступенчатом технологическом процессе) каждая последующая операция начинается только после выполнения предыдущей 7, с.241.

При параллельном виде движения каждая последующая операция или единица изделия может осуществляться или обрабатываться до окончания предыдущей с большим или меньшим сдвигом во времени, например прокатка на многоклетьевых станах линейного и последовательного расположения.

При параллельно-последовательном способе сочетания движения (выполнения операций) передача предмета труда на последующую операцию производится частичными партиями до окончания обработки всей партии на предыдущей ступени. Примером этого вида процесса является разливка плавки стали из двух ковшей в два полусостава с последующей передачей их в стрипперное отделение.

1.2 Особенности и структура производственного процесса в условиях рыночной экономики

Результаты производственной деятельности металлургических предприятий, направления и методы совершенствования технологии и организации производства непосредственно связаны со структурой основных производственных процессов.

Многообразные особенности металлургических процессов характеризуют их как сложные в структурном отношении процессы, состоящие из большого количества взаимосвязанных частичных процессов, протекающих последовательно и параллельно на ряде участков производства. В технологическом и организационном отношениях производственный процесс на металлургическом предприятии имеет принципиально общую иерархическую структуру (рисунок 1), различными уровнями которой являются стадии процесса, ступени, операции. Последние в свою очередь имеют собственную "микроструктуру", включающую в себя различные переходы, приемы, действия, движения.

Поскольку любой производственный процесс совершается в координатах пространства и времени, постольку структура его наряду с технологией определяется также и факторами, связанными с размещением оборудования, транспортными коммуникациями и временными характеристиками его протекания 8, с. 57.

Каждый металлургический передел (стадия) имеет свою конкретную структуру, отражающую его сущность. В пределах отдельной стадии, представляющей, какой-либо основной цех, производственный процесс вследствие его технологических и организационных особенностей расчленяется на ряд частичных процессов - ступеней. Организационное построение и внутреннее содержание процесса на каждой ступени определяются пространственным размещением оборудования и специализированным комплексом производственных операций, осуществляемых на нем в строго установленной последовательности над каждой единицей или (и) партией изделий.

Таким образом, ступень представляет часть производственного процесса, включающую в себя регламентированный комплекс технологически однородных производственных операций. Комплексы операций осуществляются рабочими на отдельных агрегатах или специализированных участках цеха. Характер операций, их содержание, последовательность и методы выполнения определяются конечным производственным заданием для каждого агрегата или участка цеха.

В доменных цехах участками (ступенями) процесса производства являются: рудный двор с бункерной эстакадой, доменные печи, участок уборки продуктов плавки вместе с ковшевым хозяйством, грануляционный бассейн, шлаковый отвал, разливочные машины 9, с.121.

В мартеновских выделяют следующие участки: шихтовый двор, печной пролет, разливочный пролет, стрипперное отделение, отделения подготовки составов, склад холодных слитков.

Стадии процесса

Ступени процесса

Операции процесса

Рисунок 1. Схема структуры производственного процесса на металлургическом предприятии

В прокатных цехах участками являются: склад металла, участок нагрева (колодцы, методические печи), прокатные станы, отделочные отделения (адъюстаж), склад готовой продукции.

Ступени производства неравнозначны при изучении их с различных позиций. Поэтому среди всех ступеней процесса с точки зрения организации производства выделяется основная ступень - ступень, на которой непосредственно осуществляется основной технологический процесс производства, т.е. процесс по качественному изменению предмета труда и превращению его в готовую продукцию. В металлургическом производстве основными его ступенями являются: доменные, мартеновские и электросталеплавильные печи, конвертеры, обжимные и чистовые прокатные станы.

Основные ступени в общей цепи производства определяют временные и объемные характеристики процесса на всех остальных его ступенях, а также в обслуживающих их цехах и хозяйствах.

С позиции последовательности размещения в общем процессе различают входную, промежуточную, выходную ступени. Такая позиция важна для определения материальных и организационных связей по всем параметрам между выходными потоками предыдущей стадии или ступени и входными потребностями и возможностями последующих 10, с. 67.

Очень важной с позиции скоростей протекания процесса и темпов изготовления готовой продукции является заключительная - выходная ступень. Не являясь основной ступенью, она своими действиями корректирует во времени работу всех предыдущих, в том числе и основных ступеней, уменьшая или увеличивая сдачу на последующую стадию произведенных полуфабрикатов или готовой продукции. В рассматриваемом аспекте выходная ступень в производственном процессе цеха является весьма ответственной, задающей ритм его работы.

С позиций производственных возможностей "узкая" ступень - это такая ступень, которая по уровню интенсивности своей работы не удовлетворяет требованиям ведущей основной ступени. Изучение производственного процесса на "узких" ступенях позволяет установить причины их низкой производительности и наметить меры по повышению их производственных возможностей.

Непосредственное осуществление производственного процесса на каждой его ступени достигается выполнением соответствующих операций. Операция - это законченная на данной ступени часть производственного процесса, характеризующаяся единством технологических признаков, выполняемая одним или несколькими рабочими на определенном рабочем месте специализированными средствами труда.

При уже сложившемся пространственном размещении основного и вспомогательного стационарного оборудования в том или ином цехе особый интерес с позиций наиболее эффективного его использования представляет построение производственного процесса во времени 11, с.105. Эффективность построения процесса во времени определяется его организационной структурой, зависящей от вида и степени сложности самого процесса и продолжительности производственного цикла. В наиболее общем виде длительность производственного цикла представляет период времени между запуском исходных материалов или полуфабрикатов в производство и выпуском его в виде готового продукта, например период времени между задачей заготовки в рабочую клеть прокатного стана и выходом из нее готового проката.

Следует различать продолжительность производственного цикла изготовления единичного изделия, например стального листа из сляба, подготовки одиночного поддона с изложницами на сталеразливочном составе и др., а также партии изделий (разливка плавки в изложницы, поплавочный нагрев слитков в колодцах и последующая прокатка их на обжимном стане, подготовка под плавку сталеразливочного состава, погрузка шихтового, мульдового состава и т.д.). Таким образом, производственный цикл представляет замкнутый комплекс операций или работ, осуществляемых в определенной последовательности во времени над каждой (многими) единицей продукции. Производственный цикл имеет место на всех уровнях, т.е. стадиях и ступенях производства, различаясь при этом содержанием работ и пространственно-временной масштабностью. Так, на каком-либо рабочем месте, агрегате производственный цикл во времени совпадает или просто является рабочим циклом (плавка стали, проката каждого слитка или заготовки и т.д.). В масштабе цеха производственный цикл включает в себя комплекс частичных циклов всех ступеней производства 12, с.162. Если на какой-либо ступени процесса в течение каждого рабочего цикла обрабатывается единица продукции, то в цехе (стадии) в течение всего производственного цикла параллельно могут проходить обработку многие единицы или партии продукции (конвертерные и мартеновские плавки, нагрев слитков в колодцах и др.). В масштабе же предприятия производственный цикл охватывает все стадии и ступени производственного процесса изготовления каждой единицы и всех партий продукции от самой начальной производственной операции до последней.

Временная структура производственного цикла в общем случае включает в себя следующие компоненты (рисунок 2):

технологический цикл, состоящий из времени выполнения основных технологических операций, работ, частичных процессов, систематически повторяющихся с каждой единицей или партией изделий;

время вспомогательных операций и работ, циклически или не циклически возникающих с производством каждой единицы продукции, партии или в одном процессе (конвертерная или мартеновская плавка);

время технологических отстоев, регламентированного прослеживания предмета труда (отстой стали в изложницах до полной ее кристаллизации, остывание проката на холодильниках и др.);

время технически неизбежных межцикловых и внутрицикловых перерывов.

Рисунок 2. Временная структура производственного цикла 13, с.271

В рассматриваемом общем случае продолжительность производственного цикла не может соответствовать простой сумме его временных компонентов. Эго обусловлено тем, что абсолютная величина любого временного компонента зависит от организационной формы, процесса, характеризуемой определенным видом его протекания (последовательный, параллельный, параллельно-последовательный) и характером сочетания операций внутри рабочего времени цикла, времени транспортировки и вспомогательных операций. При существующей (заданной) технологии процесса эффективность временной структуры производственного цикла, непосредственно связанная с его продолжительностью, определяется рядом таких параметров, как абсолютная продолжительность каждого структурного компонента, число компонентов и элементов в них, удельные их соотношения и организационная форма процесса.

Эффективность структуры производственного цикла при равенстве прочих условий будет тем выше, чем меньше число компонентов, чем короче продолжительность каждого из них во времени, чем большая доля технологического цикла, чем рациональнее сочетание компонентов и их элементов во времени, обеспечивающее максимально возможное параллельное протекание операций.

Главную роль в длительности производственного цикла играет технологический цикл, поскольку остальные компоненты в значительной мере перекрываются в ходе выполнения основных производственных операций процесса 14, с.107.

В соответствии с классификационными характеристиками производственные процессы на металлургическом предприятии подразделяются на процессы простые, протекающие без перекрытия циклов, и процессы сложные, протекающие с перекрытием циклов во времени. Важность рассмотрения этих видов производственных процессов обусловлена тем, что производительность их весьма различна и методы ее повышения имеют свои особенности.

В простых процессах имеет место последовательное во времени осуществление цикла, когда каждый последующий цикл начинается после окончания предыдущего. Особенностью таких процессов является то, что все операции цикла выполняются на одном и том же рабочем месте или агрегате, например на блюминге.

Производительность процесса при данных организационно-технических условиях - это потенциальная возможность рабочего оборудования для производства в единицу времени определенного количества продукции. В черной металлургии выражением производительности различных основных процессов могут быть тонны чугуна, стали, проката. Единицами времени, к которым относится производительность, являются час, смена, сутки, месяц, год. Производительность процесса определяется по отношению к операциям, частичным процессам и производственному процессу в целом.

Основными факторами, определяющими производительность процессов, являются:

техническая характеристика агрегатов (полезный объем доменных печей, емкость сталеплавильных агрегатов, число клетей, диаметр рабочих валков прокатных станов и др.);

интенсивность основных процессов (скорости, давления, температуры, интенсификаторы - кислород, природный газ);

сортамент продукции и трудоемкость ее изготовления;

исходные материалы и режимы их обработки;

организационные факторы (методы увязки производственных процессов на всех их ступенях, характер их сочетания и организационная структура процессов, организация труда и др.) 15, с.184.

На практике число факторов, влияющих на производительность процессов, значительно больше, но не все они учитываются в производстве, кроме того, их сущность и направленность отличаются разнообразием и степенью постоянства. Значительная часть из них носит не детерминированный, а вероятностный стохастический характер, что и определяет металлургические процессы в целом как процессы вероятностные. Для возможности четкой организации процессов, прогнозирования их хода и управления необходимы глубокие исследования, выявление на этой основе закономерностей протекания процессов и зависимостей результатов производства от количественных значений соответствующих факторов при различных их сочетаниях.

В металлургическом производстве все основные металлургические процессы осуществляются не на одной, а на многих ступенях, что характеризует их как процессы сложные. Многоступенчатость процессов и возможность осуществления их в различных организационных формах обусловливают и возможность параллельного во времени выполнения операций на отдельных ступенях, а следовательно, и одновременное с большим или меньшим сдвигом во времени перекрытие смежных производственных циклов.

Перекрытие представляет период одновременного протекания двух смежных циклов, т.е. период времени между началом последующего цикла и окончанием предыдущего. Выполнение операций смежных циклов на отдельных ступенях может осуществляться непрерывно без интервалов, если операции равны по своей продолжительности, либо с перерывами в случае, если продолжительность операций на различных ступенях процесса различна.

Производственные процессы с перекрытием циклов в зависимости от характера выполнения операций на отдельных ступенях могут иметь следующие организационные формы16, с. 149:

с последовательным протеканием операций на всех ступенях;

с опережением операций, протекающих на последующих ступенях, по отношению к аналогичным операциям на предыдущих ступенях;

с параллельным выполнением операций на отдельных ступенях.

Производительность процессов, протекающих с перекрытием смежных циклов во времени независимо от их организационной формы, определяется продолжительностью такта (ритма).

Часто на практике определение такта прокатки только расчетным путем вызывает затруднения, в связи с тем, что длительность вспомогательных операций на разных станах может существенно различаться.

1.3 Экономические показатели организации производственного процесса