Уменьшение времени производственного цикла на основе организационно-экономических инноваций Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

The paper present basic principles of use functions density of normal distribution for modeling distribution of values indicators, characterize характеризующих array of small and medium entrepreneurship structures. Present instruments of making such functions. Discuss the methodical approach and basic stages of formation informational base, approximation empirical data and creation corresponding column diagram. Show expediency of complex estimation quality of developed functions with the use of three criteria for consent: Pearson, Kolmogorov-Smirnov, Shapiro-Wilk. Made the recommendation on the analysis of the achieved functions.

Key words: small and medium entrepreneurship, normal distribution, criteria for consent, regions, indicators, methodology

Pinkovetskaia Julia Semenovna, candidate of economic science, docent, [email protected], Russia, Ulyanovsk, Ulyanovsk State University

УДК 658.783

УМЕНЬШЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА

НА ОСНОВЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ИННОВАЦИЙ

Л.А. Васин, С.В. Городничев

Предложено повышение эффективности принятия управленческих решений в организации, с учетом адаптации к условиям рынка на основе перехода на вариантное производство продукции и уменьшение подготовительно-заключительного времени. Это возможно только при использовании организационно-экономических инноваций.

Ключевые слова: длительность производственного цикла изготовления изделий, организационно-экономические инновации, размер партии, себестоимость продукции, трудоемкость сборочной операции, оборотные средства предприятия.

В настоящее время процесс производства изделий сопровождается не только высоким уровнем неопределенности, но и большим числом возмущающих воздействий. Наряду с этим необходимо учитывать высокую стоимость оборудования, оснащенного системами числового программного управления, что повышает требования к эффективности его использования.

Одним из направлений достижения экономического успеха эксплуатации дорогостоящего оборудования является снижение, так называемого непроизводительного времени, к которому относится, в частности, время на его перенастройку. В качестве критерия эффективного использования любого оборудования, а тем более дорогостоящего, можно принять отношение суммарного времени, затрачиваемого на переналадку оборудования в течении года, к действительному годовому фонду времени его работы.

Уменьшить время на переналадку можно на основе внедрения инноваций, связанных с настройкой режущего инструмента вне станка на современных контрольно-измерительных машинах. Кроме того, необходимо использовать организационные инновации; применять формирование комплектов режущих инструментов и осуществлять их доставку. Кроме того, предприятие вынуждено адаптироваться к специфическим пожеланиям потребителей и переходить на вариантное производство продукции. В этом случае оперативная реакция на запросы потребителей, быстрые поставки изделий невыполнимы без уменьшения подготовительно-заключительного времени. Это возможно только при использовании организационных инноваций.

С одной стороны, с увеличением размера партии растет производительность труда на основе сокращения затрат подготовительно-заключительного времени, приходящихся на деталь одного наименования, и фактических затрат штучного времени на обработку деталей вследствие повышения производственных навыков исполнителя. Степень врабатываемости зависит от характера изготавливаемой продукции, регулярности ее повторения в производстве и т.д. Проведенные исследования показывают, что чем выше трудоемкость сборочной операции, тем больше доля потерь времени на врабатываемость при одном и том же размере партии. Одновременно с увеличением размера партии снижается себестоимость продукции ввиду уменьшения заработной платы рабочих, затрат на содержание диспетчерского и цехового аппарата управлениях [1,5].

С другой стороны, увеличение размера партии приводит к дополнительным издержкам, связанным с оборотными средствами предприятия и их оборачиваемостью на стадии производства, с дополнительной потребностью в складских площадях. Следует учитывать, что себестоимость единицы продукции может уменьшаться только до определенного предела, после достижения которого она начинает возрастать из-за потерь от запаздывания выпуска продукции.

Все вышеизложенное показывает, какое большое значение приобретает задача выбора оптимального размера партии (оптимального времени между двумя переналадками), которая сводится к выявлению затрат, оказывающих наибольшее влияние в рамках данного организационно-планового периода, установлению характера зависимости между размером партии и затратами, а также отысканию значения норматива с наименьшей суммой затрат. Проанализируем существующие математические зависимости для определения оптимального размера партии запуска.

В литературе приведено значительное количество методов расчета размера партии [2,3,4].

Все методы расчета объединяет задача их определения путем минимизации совокупности приведенных затрат, связанных с работой цеха. Различие этих методов состоит в том, что они отражают по-разному производственную деятельность, сложность и трудоемкость расчетов.

Например, минимизируются приведенные затраты, связанные с наладкой оборудования, хранением деталей и платой за оборотные фонды, причем затраты, связанные с хранением деталей и платой за оборотные фонды, принимаются пропорциональными себестоимости

'2 • N • (8 + 8 )

п

опт Ц V • С

пр

(1)

Д

где N - годовая программа производства деталей; Y- коэффициент пропорциональности; Sн - наладка оборудования (заработная плата плюс расходы, связанные с простоем); $пр - потери, связанные с врабатываемостью рабочего при переходе к обработке партии новых деталей; Сд - затраты, связанные с хранением деталей и платой за оборотные фонды

Оптимальный размер партии определяется по следующей формуле:

п =

опт

2• В • N

ц 1__(2)

Р• ^ • (1 -V ту

в

где у - инвариантные относительно размеров партий затраты на обработку продукта 1 в плановом периоде, т.е. издержки по подготовке производства на каждую партию продукции на операции j; N - программа обрабатываемого продукта; P - доля издержек обусловленных оборотными средствами и хранением продукции, а также процентом на капитал, вложенным в товары, находящиеся на складе (10-20%); qij - прямые затраты на единицу продукции i (затраты на материал, рабочую силу, и так далее); Vi -размеры спроса на продукт ^ ед./день; Wi - пропускная способность производственной операции j по ^ шт./день.

Подобный подход используется для определения оптимального размера партии

п

опт

З + П

п.з. ф.осн.

II + з (3)

ф.об. к

где Зп.з. - затраты, связанные с подготовительно-заключительным работами; Пф.осн. - плата за основные фонды; Пф.об - плата за оборотные фонды; Зк - затраты, связанные с конструктивными изменениями деталей.

Существует две зависимости для установления размера партии:

п =

опт

а)

II

2'1 ' Н (4)

1Н нп V У

Е • 8 • (к +1) • г • С

где tiн - норма времени на переналадку оборудования на операциях партии деталей ц ННП - годовой объем чистой продукции; ЕН - нормативный коэффициент сравнительной эффективности; Si - цеховая себестоимость детали; кМ - удельный вес материалов в себестоимости детали км = 8м / 8; ^ - норма штучного времени на деталь; С - количество единиц оборудова-

о

ния на участке.

Г

б)

п =

компл.

0,415 -5 • В • I • Н

0,286

(5)

ч Е - 8 - (к + 1) -1 - N - С .

^ н м о о *

5

где о - среднеквадратичное отклонение трудоемкости одноименных операций детали; В - общее количество запусков партий на плановый период; ^ - средняя трудоемкость одной операции; S - средняя цеховая себестоимость одного предмета труда; J - номенклатура линии.

Несколько иной подход используется в работе, а именно:

К - К т (6)

п = -2-12---(6)

опт 1 _ К - К Т '

з ти шт

где КЗ - коэффициент загрузки оборудования; КТИ - коэффициент технического использования; ТП - время наладки оборудования; ТШТ - норма штучного времени.

Оптимальный размер партии определяется при обработке деталей в условиях гибкого автоматизированного производства, которая определяется по формуле:

п = /х [с п / (с а Ь ) _ п (7)

опт "V 1 Р 1 и.ск. 1 1 у

где X! - параметр, характеризующий удельное время наладки станков в цикле обработки; СР - стоимость работы станка в единицу времени; п -число деталей ьго типа, выпускаемых за плановый период; сиск - стоимость использования единицы площади склада в единицу времени; а^ Ь - максимальные размеры зоны хранения детали ьго типа; Пу - применяемость детали ьго типа в j-м изделии.

При этом оптимальный размер партии деталей определяется путем минимизации суммарных затрат на изготовление всех деталей и потерь от связывания оборотных средств в незавершенном производстве. Для определения размера партии, например, в работах употребляется оптимальный ритм запуска-выпуска деталей в производство, оптимальное количество предметов и т.д. В отдельных работах по рассматриваемой теме, выбрана методология нормирования размеров партий изделий, сборочных единиц, деталей, заготовок. Для расчета размера партии в этом случае берутся параметры, характеризующие план, предмет и производственное подразде-

о

нп

ление, а также он должен обеспечивать рост производительности труда и рациональный размер оборотных средств, вложенных в незавершенное производство.

Каждая из математических моделей (1 - 7) по определению партий запуска учитывает только часть затрат, которые содержатся в анализируемой гамме моделей, а именно: затраты на незавершенное производство, заработную плату наладчиков, простои оборудования, связанные с его переналадкой, хранение продукции на складе, а также затраты, вызванные конструктивными изменениями изделий. В зависимости от принимаемых во внимание затрат, известные модели для вычисления оптимальных партий запуска можно сгруппировать следующим образом:

- модели, содержащие затраты, связанные с наладкой оборудования, хранением продукции и платой за оборотные фонды (1, 7);

- модели, связанные с учетом затрат на обработку продукта, т.е. издержки по подготовке производства на каждую партию продукции (2);

- модели, содержащие затраты, связанные с подготовительно-заключительным работами, платой за основные фонды, платой за оборотные фонды, а также затраты, связанные с конструктивными изменениями деталей (3);

- модели, где оптимальный размер партии деталей определяется путем минимизации суммарных затрат на изготовление деталей и потерь от связывания оборотных средств в незавершенном производстве (4, 5);

- модели, связанные с величиной штучного и подготовительно-заключительного времени (6).

Очевидно, вышеизложенные модели, при разном количестве учитываемых в них элементов затрат, не могут дать однозначный ответ на вопрос об оптимальности партии запуска. Кроме того известно, что решение любой оптимизационной задачи включает, как правило, два этапа, первый из которых состоит в нахождении предполагаемого экстремума, а второй этап заключается в том, чтобы подтвердить действительно ли найденное решение является оптимальным или нет. В связи с этим, решение данной задачи требует проведения анализа степени влияния каждого из элементов затрат, входящих в модели, на оптимальный размер партии. Поэтому разработаем экономико-математическую модель, включающую в себя перечисленные выше затраты с учетом коэффициента характера производственного процесса КХП, что обеспечит возможность применения ее при смешанном типе производства. Коэффициент характера производственного процесса определяется как:

К = Т /Я

хп ц( посл..) з

?

где Rз - периодичность (ритм) запуска партии; Т ц(посл) - длительность технологического цикла при последовательном виде движения предметов труда; Кхп - коэффициент характера производственного процесса.

Для единичного производства 0,2 < К > 0.

хп

Для мелкосерийного производства 0,4 < К > 0,2.

хп

Для массового производства К = 1.

хп

Для крупно-серийного производства 1 < К > 0,7.

хп

Для средне-серийного производства 0,7 < К > 0,4

хп

или

k

1.05 - N -У!

ср! ШТ

K =

F • k • k • k • г

см см в.н. о (8)

где ko - количество операций; г - количество рабочих мест; 1.05 - среднее значение отношения подготовительно-заключительного времени к штучному.

При построении план- графиков работы участка (цеха) рациональнее располагать величиной оптимального времени между двумя переналадками оборудования, связанными со сменой объекта производства. В связи с этим, перейдем от определения оптимального размера партии n к оптимальному времени между двумя переналадками оборудования:

x = t n

i шт .i i ,

где tmxi - норма времени данной детали i, мин.

Оптимальное время между двумя переналадками устанавливается на основе минимизации следующих элементов затрат обусловленных:

- переналадкой оборудования;

- связыванием средств в незавершенном производстве при обработке партии предметов труда i;

- хранением предметов труда на складе с учетом времени их проле-живания и оборачиваемости складских запасов;

- конструктивными изменениями предметов труда, т.е.

З = K (З + З + З + З ) ^ min

хп п н.пр хр к (9)

Рассмотрим подробнее каждый из элементов затрат, входящих в выражение.

Затраты, связанные с простоем оборудования во время его переналадки определим из выражения:

Nt N t

З = t t с -^шт! + c (k + 1)t t p срднл ^

п уд.i шт.i р x T ц.р. уд.i шт.i ij x

i i , (10)

где ^ - удельное время наладки оборудования, равное подготовительно-заключительному времени ^.з.ь деленному на норму времени ^ по данной детали 1, мин.; ср - стоимость работы станка в единицу времени,

руб.;

с = з /Т

р ст. ок .ст. (11)

где ЗСТ - стоимость станка, руб. [71]; ТСКСТ - срок окупаемости станка, дн.;Н - программа выпуска предметов труда 1, шт.; х1 - время между двумя переналадками оборудования, мин.; сст - средняя часовая тарифная ставка наладочных работ, руб.; кц.р. - коэффициент цеховых расходов; р^ - применяемость детали в изделии, шт.; Н^.д^ - среднедневной выпуск предметов труда 1, шт.

Из формулы (2.43) видно, что размер затрат на наладку оборудования обратно пропорционален времени между двумя переналадками. Значение ЗП есть функция двух переменных tyд.i и х1. Зависимость ЗП от tyд.i является линейной функцией, а угол наклона прямой проходящей через начало координат равен

Ф = аг^(г N /х)

шт .1 1 1 . (12)

При этом зависимость ЗП от х1 может быть аппроксимирована гиперболой.

Затраты, связанные с изменением объемов незавершенного производства вычислим по формуле:

N кх(1 + г ) н сх

З = н с срдн1 мо 1-^ к + 0,5 ф 11

н.пр ф 1 р к к нз. г

см см в.н. шт .1 (13)

где с - технологическая себестоимость изготовления предметов труда 1, руб.; Fсм - количество часов в рабочей смене, час; к™ - коэффициент сменности; кв.н. - коэффициент выполнения норм; кмо - коэффициент отношения длительности производственного цикла к технологическому циклу (устанавливается предварительно на основе статистических данных, примерно равен 3); кнз. - коэффициент нарастания затрат в процессе изготовления деталей; НФ - норматив платы в бюджет за фонды, %.

Затраты, учитывающие стоимость хранения деталей с учетом единицы площади в единицу времени определим по формуле:

X г г

З = 7 г к (—^ - р )1Д(1 + уд1 шГ1)

хр ис.пл. шт .1 скл. г 10 1 1 X

шт 1 1 , (14)

где zисп - стоимость использования единицы площади склада в единицу времени, руб.;

z = с /(5-T ) ....

ис.пл. скл. ок .скл. , (15)

где ССКЛ - стоимость склада, включая транспортные перевозки и складские механизмы, руб.; S - площадь склада, м2; ТОКСКЛ - срок окупаемости складских помещений, дн.; р у - применяемость детали 1 в изделии j, шт; li и di - максимальные размеры зоны хранения детали 1,м.; кскл - коэффициент оборачиваемости складских запасов;

N

к =-*-

скл. (1 / 2+ т) -1 / ^

1 , (16)

Здесь т - часть месячного объема выпуска деталей 1, которая хранится на складе для повышения надежности функционирования производства. При этом величина т теоретически может принимать значения от 0 до 0,5. Соотношение между складскими запасами и количеством деталей подаваемых на обработку обычно рассчитывается, исходя из годовой потребности и среднего запаса деталей на складе. Средний складской запас принимается равным 1/2 от годовой потребности, при условии изготовления сразу всего объема деталей. Разделив равномерно годовую потребность в деталях (изделиях) на 12 месяцев, получим, что средний запас на складе будет равен половине их месячного объема.

Как видно из выражения (14), значение Зхр также является функцией двух переменных tyд.i и х1. Зависимость Зхр от tyд является линейной функцией, а угол наклона прямой проходящей через начало координат равен

t Р

Ф = агйй> t к (1 (17)

ис.пл. шт .1 скл. X 1 1

1,

В случае повторного изготовления партии деталей (или заказа) подготовительно-заключительное время минимизируется, так как не требуется новая подготовка оборудования к работе, например, разработка и отладка управляющих программ. Тогда величина = ^ /уменьшается, а

следовательно снижается стоимость хранения деталей. Зависимость ЗХР от х1 может быть аппроксимирована гладкой кривой, так как она представляет собой разность линейной функции и гиперболы. При этом с ростом оптимального времени между двумя переналадками нелинейность уменьшается. Затраты на хранение включают в себя расходы с нахождением на складе партии деталей, которые уменьшаются в связи с отправлением на сборку части деталей, входящих в одно изделие.

Затраты, связанные с конструктивными изменениями предметов труда, зависят от количества их наименований, претерпевших изменения в течение определенного периода устанавливаются из выражения:

З = х /г к к с

к 1 шт. 1 изм себ 1,

где кизм - удельный вес предметов труда, претерпевших изменения в течение месяца, равен 0,4; ксеб - коэффициент увеличения цеховой себестоимости в связи с аннулированием и доработкой предметов труда, равен 1.3.

Подставляя выражения (10), (11), (12), (13) в выражение (9), получим развернутую формулу расчета элементов затрат:

N г N г

З = к [г г с + с (к + 1)г г р срднл шт 1 +

хп уд Л шт Л р X т ц.р. уд Л шт Л у X

11

N к х (1 + г) н сх

+ н с —срдн1 мо 1-уд1- к + 0,5 ф 1 1 +

ф 1 Б к к нз г

см см в .н.

х г г

+ 7 г к (—- р )1 а (1 + уд 1 шт л) +

_ .... г 1 о 1 1 х

ис .пл. шт .1 скл.

+ х /г к к с ]

1 |1п . 1 изм себ 1 . (19)

шт .1

шт.1

Условием минимума суммарных затрат является равенство нулю первой производной функции З = f (х ) . Дифференцируем каждое слагаемое суммы затрат по х1 и приравниваем полученную производную нулю. После проведения необходимых математических преобразований, получим зависимость для расчета оптимального времени между двумя переналадками оборудования:

х

к {г г2 [с N + с (к + Щ .р.. -7 к 1Д]}

хп уд .1 шт .1 р 1 т ц.р.

ср.дн.1 у ис.пл. скл 1 1

к к 05 N к (1 + г ) (20)

2 к + сн^+н р5 + срдн1 мо—^к ]}

--------- : : Л г ^ г б к к

ис.пл. скл 1 1

см см в.н.

Данную зависимость можно использовать для вычисления оптимального времени между двумя переналадками оборудования, которое позволяет принять решение об изготовлении заказа не только в условиях серийного, но и единичного и мелкосерийного производства, когда объем выпуска изделий невелик.

опт .1

шт .1

шт .1

Список литературы

1. Васин Л.А., Городничев С.В. Снижение себестоимости изделий на основе использования инновационно-технологической оптимизации //Известия ТулГУ. Серия:«Экономическиеи юридические науки».ВыпЛ.ЧЛ. Тула: Изд. ТулГУ,2011.

2. Городничев С.В., Чачина Е.Б. Повышение эффективности процесса реализации заказов//Известия Тул ГУ. Серия «Экономические и юридические науки.» Вып1.Ч1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.

3. Васин Л.А., Городничев С.В. Повышение эффективности реализации портфеля заказов на основе использования технологических иннова-ций//Известия ТулГУ. Серия «Экономические и юридические науки» Вып1.Ч1: Изд-воТулГУ, 2013

4. Васин Л.А., Городничев С.В., Луценко А.Г. Формирование портфеля заказов при отсутствии неопределенности//Известия ТулГУ. Серия «Экономические и юридические науки» Вып3.Ч1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.

5. Васин Л.А., Городничев С.В. Направления снижения себестоимости продукции//Известия ТулГУ. Серия «Экономические и юридические науки» Вып5.Ч1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.

Васин Леонид Александрович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 3325-00, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Городничев Сергей Владимирович, канд. техн. наук, доц., (4872) 26-22-00, [email protected], Россия, Тула, Тульскийфилиал Финуниверситета

REDUCED LEAD TIMES BASED ON THE ORGANIZATIONAL-ECONOMIC

INNOVATION

L.A. Vasin, S.V. Gorodnichev

Proposed to increase the efficiency of management decision-making in the organization, taking into account adaptation to the market on the basis of the transition to the variant production and reducing set-up times. This is only possible when using organizational and economic innovation.

Keywords: production cycle of manufacturing of products, organizational and economic innovation, lot size, production cost, labor-intensive assembly operations, working capital of the enterprise.

Vasin Leonid Aleksandrovich, doctor of technical science, professor, manager of department «Economics and Management», (4872) 33-25-00, Russia, Tula, Tula State University,

Gorodnichev Sergey Vladimirovich, candidate of technical sciences, associate professor, [email protected], Russia, Tula, Financial University under the Government of the Russian Federation (Tula branch)