Оптимизация производственного процесса на примере производства бумажных самолетов

Содержание

Выполнение комплексной работы

• 1. Описание технологии производства самолетов
• 1.1 Оценка эффективности производственного процесса
• 2. Реорганизация производственного процесса
• 2.2 Оценка эффективности реорганизованного процесса
• 3. Реорганизация производства для двух моделей самолетов
• 3.1 Оценка производственной линии
• 3.2 Оценка эффективности реорганизованного процесса
• 4. FMEA-анализ процесса производства
• 5. Построение контрольных карт
• 5.1 U - карта
• 5.2 С - карта
• 6. План управления качеством
• Выполнение комплексной работы
• Цель: описать систему планирования и управления производством бумажных самолетов.
• Задачи:
• 1. Описать технологию производства самолетов.
• 2. Определить спрос на выпускаемую продукцию.
• 3. Разработать карту потока, в которой необходимо отобразить все необходимые данные.
• 4. Оценить эффективность производственного потока.
• 5. Провести FMEA-анализ процесса создания самолетов.
• 6. Составить план управления процессами производства.
• 7. Построить U и C-карты для отказов.
• 1. Описание технологии производства самолетов
• Производственный процесс для военных самолетов состоит из 5 последовательных операций:
• - заготовительная операция - разрезание большого листа пополам,
• - формирование носа самолета,
• - изготовление передней части самолета,
• - изготовление крыльев,
• - нанесение звезд на крылья.
• Подробный процесс создания самолетов показан на рисунке 1.
• Рисунок 1 - Процесс создания самолетов
• Первоначальные условия производственного процесса:
• - начальный объем запасов - 5 листов,
• - поставки - 5 листов каждые 5 минут,
• - размер партии - 10 штук,
• - время смены - 20 минут.
• Критерии качества:
• - расстояние от центра звезды до краев крыльев,
• - прочность крепления носовой части,
• - величина выступа крыльев относительно друг друга.
• Временные затраты на операции представлены в таблице 1.
• Таблица 1 - Временные затраты на операции

Операция	Время
Заготовка	10 сек
Формирование носа	8,7 сек
Формирование передней части	18 сек
Изготовление крыльев	11 сек
Нанесение звезд	6,3 сек

• Время указано из расчета на одно изделие.
• Проиллюстрируем затраты времени диаграммой (рисунок 2).
• Рисунок 2 - Диаграмма затрат времени
• Основываясь на диаграмме, мы можем утверждать, что узким местом является операция по изготовлению передней части самолета, именно здесь скапливаются запасы и детали незавершенного производства на конец смены. Общие показатели данного производства:
• - производительность линии за смену - 20 самолетов
• - время производственного цикла - 490 секунд
• - уровень дефектности - 900 pph (9 самолетов из сотни)
• - объем запасов на линии - 5 листов (целых)
• - время такта - 600 секунд
• Основываясь на вышеприведенных данных, построим карту потока создания ценности для данного производственного процесса (рисунок 3).

• Рисунок 3 - Карта потока создания ценности
• 1.1 Оценка эффективности производственного процесса
• Производительность линии - 20 самолетов за смену
• Операционные затраты - 5 рабочих с оплатой труда 100 р/час= 5*100 * 0,3 = 150 рублей.
• Стоимость материалов - 3 р/лист = 10*3 = 30, сюда же относится з/п сотрудника, выдающего листы со склада (будем считать, что она равна з/п сотрудников производства) = 30 + 100*0,3 = 60 рублей.
• Затраты на 1 самолет составляют:(150 + 90)/20 = 10,5 рублей.
• Поставки материала на склад организованы перед началом смены, что создает опасность простоя в случае сбоя поставок.
• Полученные данные свидетельствуют о нерациональном использовании оборудования, операторского времени и материалов, следовательно, стоит провести серьезную реорганизацию вплоть до изменения процедур некоторых подпроцессов с целью оптимизации.
• 2. Реорганизация производственного процесса
• Изменения в технологии процесса:
• Для удобства на заготовительной операции предлагается ввести рамку-трафарет (рисунок 4), которая позволит быстро разрезать листы на ровные части (к тому же, это поможет нам избавиться от таких дефектов как неровный срез листа). Дополнительно рамку следует снабдить четырьмя секциями-огорождениями для удобства нанесения звезд. Звезды предлагается наносить при помощи штампа. Таким образом мы объединяем две операции и высвобождаем одного оператора.
• Рисунок 4 - Рамка-шаблон для первой операции
• Следующим изменением является удвоение числа операторов на операции формирования передней части самолета. Таким образом нам удастся сократить время на операцию с 18 до 9 секунд, при этом не понеся дополнительные расходы на найм оператора, так как он высвобождается при объединении операций нанесения звезд и заготовки материала.
• После внесенных изменений временные затраты на операции выглядят следующим образом - рисунок 5.

• Рисунок 5 - Временные затраты на операции после реорганизации производства
• Теперь узким местом является последняя операция по формированию крыльев, следовательно, все производство должно быть подчинено этой операции.
• Самой долгой операцией является формирование крыльев, рассчитаем, нужны ли нам запасы перед ней, или же она позволит нам выполнить заказы в срок: 11 * 10 * 4 = 440 секунд , следовательно запасы не нужны.
• Построение производство требует пересмотра выдачи материалов со склада. Необходимо выдавать их с периодичностью 5 штук каждые 3 минуты.
• Полученные показатели производства:
• - производительность линии за смену - больше 40 самолетов
• - время производственного цикла - 352 секунды
• - уровень дефектности - 100 pph (1 самолет из сотни)
• - объем запасов на линии - 5 листов (целых)
• - время такта - 300 секунд.
• Карта потока для реорганизованного производства представлена на рисунке 6.

• Рисунок 6 - Карта потока создания ценности для реорганизованного производства
• 2.2 Оценка эффективности реорганизованного процесса
• Производительность линии - 40 самолетов за смену
• Операционные затраты - 5 рабочих с оплатой труда 100 р/час= 5*100 * 0,3 = 150 рублей.
• Стоимость материалов - 3 р/лист = 20*3 = 60, сюда же относится з/п сотрудника, выдающего листы со склада (будем считать, что она равна з/п сотрудников производства) = 60 + 100*0,3 = 90 рублей.
• Затраты на 1 самолет составляют: (90 + 150)/40 = 6 рублей.
• Поставки материала на склад организованы на конец смены, что повлечет затраты на хранение в течение пересмены, но исключит возможность простоя на начало смены.
• Таким образом, мы видим значительное удешевление самолета, при увеличении количества выпускаемой продукции за смену.
• 3. Реорганизация производства для двух моделей самолетов
• В данной ситуации нам необходимо рассмотреть производство двух видов самолетов - военного в количестве 25 штук за смену и грузового в количестве 10 штук в смену.
• Временная циклограмма, для операций с учетом разного времени на операции по изготовлению двух видов самолетов приведена на рисунке 7.
• Рисунок 7 - Временная циклограмма для двух видов самолетов
• Временные затраты на первую операцию для грузового самолета уменьшены за счет того, что мы не разрезаем лист на 2 части, а просто наносим флаги, однако, для этой операции необходима переналадка в 180 секунд.
• Карта потока для данного производственного процесса будет выглядеть следующим образом - рисунок 8.

• Рисунок 8 - Карта потока для двух видов самолетов
• 3.1 Оценка производственной линии
• Доступное время - 1200 секунд, время переналадки - 180 секунд
• Расчет:
• 110 * 2,5 = 275 секунд - для военных самолетов
• 120 * 1 = 120 секунд - для грузовых самолетов
• 275 + 120 + 180 = 575 секунд - общее время производства
• Производственные мощности загружены не полностью.
• Есть большой запас времени для увеличения количества выпускаемой продукции в будущем.
• 3.2 Оценка эффективности реорганизованного процесса
• Производительность линии - 25 боевых и 10 грузовых самолетов за смену.
• Операционные затраты - 5 рабочих с оплатой труда 100 р/час = 5*100 * 0,3 = 150 рублей.
• Стоимость материалов для военных самолетов - 3 р/лист = 12,5*3 = 37,5, сюда же относится з/п сотрудника, выдающего листы со склада (будем считать, что она равна з/п сотрудников производства) = 37,5 + 100*0,15 = 52,5 рублей.
• Стоимость материалов для грузовых самолетов - 3 р/лист = 10*3 = 30, сюда же относится з/п сотрудника, выдающего листы со склада (будем считать, что она равна з/п сотрудников производства) = 37,5 + 100*0,15 = 52,5 рублей.
• Затраты на 1 военный самолет составляют: (75 + 52,5)/25 = 5,1 рублей.
• Затраты на 1 грузовой самолет составляют: (75 + 52,5)/10 = 12,75 рублей.
• Поставки материала на склад организованы на конец смены, что повлечет затраты на хранение в течение пересмены, но исключит возможность простоя на начало смены.
• Денежные расходы на производство 1й единицы изделия признаются удовлетворительными.
• 4 FMEA-анализ процесса производства

Таблица 2 - Критерии оценки значимости последствий для промышленных рисков по ущербу имуществу.

Критерии	Ранг
Отсутствие материальных потерь (включают восстановленную стоимость утерянного имущества, затраты на ликвидацию последствий и недополученную прибыль)	1
Возможность незначительных материальных потерь	2
Возможная сумма материальных потерь составляет менее 5 рублей	3
Возможная сумма материальных потерь составляет от 5 рублей до 10 рублей	4
Возможная сумма материальных потерь составляет от 10 рублей до 20 рублей	5
Возможная сумма материальных потерь составляет от 20 рублей до 50 рублей	6
Возможная сумма материальных потерь составляет от 50 рублей до 80 рублей	7
Возможная сумма материальных потерь составляет от 80 рублей до 110 рублей	8
Возможная сумма материальных потерь составляет от 110 рублей до 200 рублей	9
Возможная сумма материальных потерь превышает 200 рублей	10

Таблица 3 - Критерии оценки возникновения опасности

Вероятность возникновения	Ранг
Очень малая (практически невероятно возникновение условий)	1
	2
Низкая (условия возникают в отдельных случаях)	3
	4
Средняя (условия могут реально возникнуть)	5
	6
Высокая	7
	8
Почти наверняка	9
	10

Таблица 4 - Критерии оценки обнаружения опасности

Возможность обнаружения	Критерии выявляемости	Ранг
Почти наверняка	Существующие способы контроля позволяют выявить возникшую ситуацию практически немедленно. Реагирование может быть незамедлительным	1
		2
Высокая	Высокая возможность обнаружения условий возникновения риска. Быстрая реакция возможна.	3
		4
Средняя (условия могут возникнуть)	Средняя возможность обнаружения условий возникновения риска. Требует некоторого времени на реагирование	5
		6
Маловероятно	Низкая возможность обнаружения условий возникновения риска. Быстрая реакция невозможна	7
		8
Невероятно	Условия возникновения риска в приемлемый период времени выявлены не будут. Быстрая реакция невозможна	9
		10

При установлении S необходимо учитывать, что у каждого вида опасности может быть множество последствий в зависимости от организационных особенностей, технической и технологической оснащенности производства.

Критерий О устанавливается исходя из реальных данных по проявившемся опасностям или при их отсутствии - на основании мнения экспертов.

Результатом оценки риска является количественная оценка степени риска. Эти данные являются обоснованием для принятия управленческих решений по ограничению риска.

Ранг обнаружения D определяется экспертным методом - оперативностью (скоростью) обнаружения и реагирования на возможную опасность.

Отчет проведенного FMEA-анализа процесса производства - в таблице 5.

Группа FMEA-анализа устанавливает критический уровень ПЧР, в нашем случае 150. По итогам анализа можно сказать, что нам необходимо принимать меры по работе с поставщиками материалов, потому что это является самой важной и опасной проблемой в производственном процессе.

Таблица 5 - FMEA-анализ процесса производства

Подсистема	Вид потенциального отказа	Последствия потенциального отказа	S	Причины механизма отказа	О	Существующие меры управления	D	Рекомендуемые действия	ПЧР
						Предотвращения	Обнаружения
1. Заготовка материала	Недостаток исходных материалов	Простой операции, сбой времени отгрузки заготовок на следующую операцию	8	Задержки материалов поставщиками. Проблемы с финансированием и складскими площадями.	9	1. Своевременная оплата материалов, подготовка складских площадей. 2. Введение штрафных санкций к поставщику.	1. Своевременный мониторинг запасов на складе	5	Создание небольшого числа дополнительных запасов, так как данная операция является первой, и от нее будут зависит дальнейшее изготовление самолета.	360
2.Формирование носа самолета	Нарушение технологии выполнения операции	Несимметричность носа, изменение летных характеристик	7	Невнимательность оператора, неточные тех. инструкции.	6	1.Работа с помощью шаблона. 2. Повторный инструктаж оператора. 3.Написание новых тех. инструкций.	1. Введение контроля на операции.	4	Изготовление специального шаблона, облегчающего работу оператору.	168
3. Изготовление передней части самолета	Большие затраты времени на операцию	Наличие "узкого места", скопление заготовок, задержка всего операционного процесса.	7	Большая сложность операции. Отвлекающие оператора факторы.	6	Упрощение операции, разбиение ее на составные части. Введение системы 5S на местах операторов.	Мониторинг затрат на выполнение операции оператором.	4	Изменение технологии операции.	168
4. Формирование крыльев	Нарушение технологии и техники безопасности	Опасность для здоровья оператора (порезы о края бумаги). Появление брака продукции.	9	Недостаточный контроль. Недостаточные технические условия.	3	Проведение инструктажа оператора, Изменение порядка работы оператора (работа с защитными напальчниками)	Осмотры рабочего места оператора	5	Введение дополнительных мер предосторожности.	135

5. Построение контрольных карт

С-карта измеряет число несоответствий в контролируемой партии, карта требует постоянного объема выборки или проконтролированного материала.

Она применима к двум главным типам ситуаций контроля:

- когда несоответствия разбросаны по непрерывному потоку продукта (например, трещины на болте из винила, пузыри в стекле или точки тонкой изоляции провода) и когда может быть выражена средняя доля несоответствий (например, число трещин на 100 кв.метров винила);

- когда несоответствия, появляющиеся из-за многих потенциальных источников, могут быть найдены в одной контролируемой единице (например, контроль на авторемонтном предприятии, где каждый отдельный автомобиль может иметь один или несколько дефектов широкой номенклатуры).

U-карта измеряет число несоответствий (отклонений или так называемых дефектов) на учетную контролируемую единицу в подгруппах, которые могут иметь различные объемы (или количества контролируемого материала).

Она подобна с-карте, но число несоответствий выражается на единицу продукции.

Построение карт

1. По оси x нанесите моменты времени, по которым вы располагаете данными и на протяжении которых вы хотите изучить ситуацию (обычно 20 или больше периодов). Например, январь, февраль, март, … или 1-й час, 2-й час, 3-й час, и т. д.

2. По оси y создайте шкалу соответствующую измерениям (процент дефектов, количество дефектов, количество дефектов на одну единицу продукции).

3. Отобразите данные по каждому моменту времени.

4. В зависимости от карты, которую вы используете, посчитаете соответствующую центральную линию CL.

Центральные линии для каждой карты:

CL(u) = , CL(c) = .

где m - количество выборок,

u_i - число дефектов на одну единицу продукции в i-ой выборке,

c_i - количество дефектов в i-ой выборке.

5. В зависимости от карты, посчитаете соответствующие верхний UCL и нижний LCL пределы.

n_i - количество элементов в выборках (p-карты и u-карты могут использоваться для выборок разного размера).

Комментарии: Контрольные границы вычисляются как 3 стандартных отклонения от среднего значения данных.

6. На карте отобразите CL, UCL и LCL как линии параллельные оси x.

7. Подобно нижней и верхней границам, посчитайте и отобразите пределы первого и второго сигма уровней.

Пределы первого сигма уровня - одно отклонение от среднего.

Пределы второго сигма уровня - два отклонения от среднего.

Пределы третьего сигма уровня они же контрольные границы - три отклонения от среднего.

5.1 U - карта

5.2 С - карта

6 .План управления качеством

Лист 1 из 1