Методы наблюдений и обработки данных

Объекты, цель и содержание исследований

Научные методы изучения и проектирования организации производства на предприятии

Постановка вопроса. Организация производства является одной из основных функций управления предприятием. Как отмечалось во введении, эта функция реализуется линейными руководителями: дирекцией предприятия, начальниками цехов, участков, мастерами, бригадирами, в распоряжении которых находятся трудовые и материальные ресурсы предприятия. Задача экономиста – используя научные методы, оказывать помощь руководителям в эффективном решении вопросов организации производства.

Еще в решениях проведенной в 1921 г. в г. Москве конференции по НОТ (куда в то время включали и организацию производства) было сказано, что научная организация – это "организация, основанная на тщательном изучении производственного процесса со всеми сопровождающими его условиями и факторами. Основным методом при этом является измерение с натуры затрат времени, материалов и механической работы, анализ всех полученных данных и синтез, дающий стройный, наиболее выгодный план производства".

Таким образом, объектами изучения для экономиста являются производственные процессы, а целью – разработка наиболее выгодных (оптимальных) моделей (планов) организации этих процессов.

Модель организации производства может носить общий и частный харак­тер. В общем случае она содержит комплексное решение всех вопросов организации технологических, трудовых, вспомогательных, обслуживающих процессов на рабочем месте, участке, в цехе, расчет ресурсного обеспечения. Частные модели рассматривают отдельные вопросы организации производства. Примерами могут служить циклограммы работ, расчет оптимальной партии в серийном производстве, расчет межоперационных заделов в поточном производстве и т.п.

Методы работы экономиста–организатора производства отлича­ются от работы специалистов других экономических подразделений (бухгалтерии, планового, финансового отделов и др.). В его работе присутствует исследовательский элемент (формулировка изучаемой проблемы, проведение наблюдений, математическая обработка результатов, синтез оптимальной модели). Вместе с тем в работе заводского экономиста имеются определенные отличия от исследований в научных организациях. Если в последних можно достаточно широко варьировать условиями (изменять технологию, сырье, оборудование), заводской экономист привязан в своей работе к существующей технологии, оборудованию, его расстановке.

Этапы исследования

1. Постановка проблемы. Исследование может быть направлено на повышение производительности и эффективности процессов; расшивку "узких мест"; стандартизацию режима; внедрение новых, прогрессивных приемов и методов организации производства; развитие предприятия на перспективу и на достижение других целей.

2. Разработка методики исследования (определение объектов наб-людений, влияющих факторов, замеряемых показателей, методов обработки результатов наблюдений и обобщения полученных результатов).

3. Наблюдения, замеры, сбор информации.

4. Обработка результатов наблюдений.

5. Обобщение полученных результатов. Проектирование режима работы на рабочем месте, участке, в цехе с построением графиков, циклограмм, разработкой норм и нормативов. При проектировании экономист использует прогрессивные решения из опыта родственных предприятий, особенно развитых стран с высокими технико-экономическими показателями.

6. Разработка инструкций и методических руководств.

7. Внедрение рекомендаций в производственную практику.

Содержание исследований

Если изучение технологии состоит в рассмотрении механических, физических, химических воздействий на предмет труда, то при изучении организации производства внимание переключается на производственные операции. Перечень операций выявляется из рассмотрения производственных процессов. Оценка операций далается по следующим показателям:

· наименование операции;

· цель операции (планируемый результат);

· место проведения операции (рабочее место, участок, цех);

· используемое оборудование, характеристика операции с точки зрения используемых орудий труда (аппаратурная, машинная, машинно-ручная, ручная);

· назначение (основная, вспомогательная);

· исполнители (профессия, численность);

· характер протекания во времени (непрерывная, циклическая, разовая);

· продолжительность;

· место операции в процессе, ее связь с другими операциями по обработке предмета труда (предшествующая, последующая, параллельная, независимая);

· интенсивность (производительность) операции, пропорциональность ее производственной мощности производительности других операций процесса;

· необходимое количество сырья, полуфабрикатов;

· необходимое транспортное обслуживание;

· необходимый контроль качества;

· необходимое ремонтное обслуживание;

· особые условия проведения операции (температурный режим, требования экологии, безопасности и др.).

На основе проведенного анализа операций осуществляется переход к проектированию рациональной организации производства на рабочем месте, переделе, участке:

1) расчет производительности и такта производственного процесса. Разработка графиков цикличности. Разработка суточных (сменных) графиков работы участка, передела, нормативно-технологических карт;

2) определение потребности в материально-технических ресурсах (сырье, основных и вспомогательных материалах, полуфабрикатах, комплектующих, энергии), времени их подачи, размера технологического, транспортного, оборотного и страхового запасов;

3) определение численного и квалификационного состава производственной бригады, обоснование норм выработки, обслуживания, организации оплаты труда и материального стимулирования. Определение численности вспомо­гательного персонала. Разработка инструкций для рабочих по организации производства;

4) разработка графика транспортного обслуживания, включая погрузку, перевозку, разгрузку, складирование сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, отходов;

5) решение регламентных вопросов технического контроля технологического процесса и качества продукции;

6) составление графиков технического обслуживания и ремонтных работ.

При проектировании должны учитываться требования, вытекающие из способа организации производства и принципов эффективности. Так, при поточном способе организации производства необходимо определить вид поточной линии, в зависимости от чего решать вопросы синхронизации операций, межоперационных заделов, пропорциональности производственных мощностей технологических звеньев потока. При серийном производстве необходим расчет оптимальных партий изделий (деталей), планирование выпуска деталей в увязке со временем изготовления изделий. При единичном производстве нужно разработать сетевые графики.

Учет принципов эффективной организации производства требует:

· в области специализации – деления производственных процессов на операции, удобные для технологической специализации, механизации и авто­матизации (сказанное в полной мере относится к крупнотоннажным процессам цветной металлургии); уменьшения количества операций, выполняемых на одном оборудовании; дозагрузки оборудования цехов и участков, работающих в режиме предметной специализации; выявления одинаковых деталей, узлов, операций и сосредоточения их производства на одном рабочем месте;

· в вопросе обеспечения пропорциональности: в непрерывно-поточном производстве – контроля за соблюдением синхронности операций, загрузкой рабочих мест; в прерывно-поточном – отслеживания взаимодействия ступеней и наличия необходимых межоперационных заделов; в условиях крупнотоннажного производства – контроля за работой технологических звеньев потока, выявления слабо работающих звеньев. Для "расшивки" выявленных "узких мест" экономист совместно с технологами должен предлагать мероприятия по совершенствованию технологии, механизации и автоматизации процессов, модернизации оборудования, улучшению организации труда и производства, увеличению фонда времени работы оборудования и рабочих на "узких местах"; принцип параллельности требует совмещения основных и вспомогательных операций. В условиях металлургии необходимо обеспечить совмещение во времени разных стадий процесса;

· при реализации принципа непрерывности – прежде всего устранения перерывов по причине технологических и организационных нарушений (перерывы в подаче сырья, энергии, топлива, аварийность оборудования), нарушений трудовой дисциплины. Во-вторых, сокращения времени транспортировки предмета труда, ремонтного обслуживания, контрольных операций, а также входящих в состав технологического времени перерывов асинхронности, партионности, межоперационого пролеживания предмета труда;

· для реализации принципа стандартизации в условиях металлургии необходима регламентация состава сырья, технологического режима, промпродуктов, готовой продукции. Реализация принципа стандартизации обеспечивает устойчивость протекания технологических процессов, повышение качества продукции, полноту извлечения полезных компонентов, снижение затрат;

· для обеспечения принципа ритмичности в условиях металлургии в первую очередь требуется организация стабильных поставок сырья. Важное значение имеет своевременное проведение капитальных ремонтов основного оборудования.

Реализация принципов эффективной организации производства не может быть осуществлена раз и навсегда. Причина – в динамичности самого производства и нестабильности влияющих внешних факторов. Необходимо постоянно контролировать эффективность применения рассмотренных выше принципов и проводить мероприятия по повышению уровня специализации, прямоточности, параллельности и другим направлениям.

В табл.1.7 приведены мероприятия, которые могут быть предложены при изучении конкретных объектов.

Таблица 1.7

Объекты наблюдений	Наблюдаемые характеристики производственного процесса	Предлагаемые мероприятия
Труд рабочих	1. Затраты времени на выполнение операций   2. Приемы труда   3. Квалификация 4. Оплата труда   5. Мотивация 6. Численность рабочих	1. Применение технически обоснованных норм, исключение нерегламентированных перерывов 2. Применение эффективных приемов труда 3. Обучение персонала 4. Применение адекватных систем оплаты труда 5. Применение стимулирущих систем 6. Оптимизация численности
Оборудование	1. Загрузка по времени 2. Загрузка по мощности 3. Износ 4. Аварийность	1. Дозагрузка другой работой   2. Замена двигателей   3. Модернизация 4. Система ППР, обучение персонала

Продолжение табл. 1.7

1 Технологический процесс	1. Нормативы процесса 2. Расход материальных ресурсов   3. Энергопотребление   4. Уровень механизации 5. Уровень автоматизации 6. Эффективность технологического процесса	1. Контроль за соблюдением нормативов   2. Применение технически обоснованных норм расхода, применение эффективных ресурсов 3. Применение энергосберегающих технологий 4. Механизация процесса   5. Внедрение средств автоматики и контроля 6. Совершенствование технологии, повышение технологичности продукции
Организация производственного процесса	1. Принципы эффективности 2. Работа по графикам	1. Контроль за реализацией принципов эффективности 2. Расчетное обоснование графиков, контроль за их соблюдением
Предмет труда (сырье, материалы)	1. Соответствие стандартам 2. Складские запасы	1. Организация приемки и подготовки сырья 2. Расчетное обоснование запасов, совершенствование системы материально-технического снабжения
	Перемещение предмета труда	1. Затраты времени на перемещение   2. Межоперационные запасы	1. Сокращение продолжительности перемещения, совмещение со временем основных операций 2. Расчетное обоснование
	Продукция	Качество	1. Контроль за технологическим процессом и качеством продукции на всех этапах производства 2. Стимулирование качества 3. КСУКП и другие системы управления качеством
	Транспортное обслуживание	1. Своевременность 2. Организованность 3. Продолжитель-ность, трудоемкость погрузочно-разгрузочных работ	1. Работа по графикам 2. Оптимизация грузопотоков 3. Механизация

Окончание табл. 1.7

Ремонтное обслуживание	1. Организация ремонтов   2. Обеспечение запчастями	1. Применение системы ППР, сочетание централизованного и децентрализованного ремонтов 2. Планирование работы мехцеха, централизация ремонтов
Энергоснабжение	1. Надежность 2. Эффективность	1. Наличие резервных источников 2. Применение эффективных источников энергии
ОПП и диспетчеризация	1. Эффективность   2. Оперативность	1. Повышение качества оперативного планирования 2. Повышение качества диспетчирования
Инновации	1. Технический уровень производства 2. Исследовательская база   3. Проектно-конст-рукторское обеспечение	1. Разработка перспективного плана развития 2. Создание собственной опытной базы, сотрудничество со сторонними научными организациями. 3. Наличие ПКБ при заводе
Документаль-ное обеспечение	1. Инструкции, методики 2. Планы работы по организации производства	1. Разработка инструкций и методик, обучение персонала 2. Разработка планов по организации производства

Организация наблюдений. В зависимости от характера наблюдаемого показателя используются следующие методы:

а) для динамичных показателей, величина которых в процессе наб-людений меняется (продолжительность операций, количество произведенной продукции, расход топлива, энергетическая нагрузка и т.п.), проводят серию замеров;

б) для стабильных показателей (квалификация рабочих, наличие на рабочих местах графиков, методических разработок, обеспеченность ремонтных работ запчастями и т.п.) применяют разовые замеры и оценки;

в) для показателей, по которым ведется оперативно-производствен-ная и статистическая отчетность (износ оборудования, выход брака и нестандартной продукции по участкам и др.), проводится изучение отчетных данных.

Организацию наблюдений для динамичных показателей рассмотрим на примере затрат рабочего времени. Применяемые методы наблюдений: хронометраж, фотография рабочего дня (ФРД), метод моментных наблюдений.

Хронометраж применяется для наблюдения за однотипными повторяющимися операциями. Он включает:

· определение фиксажных точек (начала и конца наблюдаемой операции);

· наблюдения и замеры продолжительности операций;

До начала наблюдений подготавливается наблюдательный лист. Пример приведен в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Номер наблюдения													…
Начало операции, мин-сек	0-0	1-10	2-25	и т.д.
Окончание операции, мин–сек	1-10	2-25	3-30	5-50	7-10	8-35	9-47	11-20	12-27	14-18	15-25	16-35	…
Продолжительность операции, мин–сек	1-10	1-15	1-05	2-20	1-20	1-25	1-12	1-33	1-07	1-51	1-07	1-10
Замечания наб-людателя				▼						▼

В таблице приведены результаты хронометража завалки лома в мартеновскую печь. Единичная операция – завалка одной мульды[1]. Поскольку в данном примере операция выполняется без перерывов, фиксировать достаточно только ее окончание. Продолжительность операций будет подсчитана как разность между последовательными окончаниями.

В случае существенных отклонений условий работ от нормализованных наблюдатель делает заметки. К отмеченным в таблице наблюдениям имеются заметки: к 4-му – "задержка захвата мульды из-за ее перекоса на стеллаже", к 10-му – "негабаритная загрузка мульды".

Метод фотографии рабочего дня предназначен для замера всех видов затрат времени в течение рабочего дня или его части. До начала наб-людений затраты времени нумеруются. Например, 1 – подготовка рабочего места, 2 – получение деталей, 3 – оперативная работа, 4 – заточка инструмента, 5 – инструктаж мастера, 6 – наладка станка, 7 – личные надобности, 8 – потеря времени по вине работника и т.д.

10⁰⁰  

9⁰⁰  

8⁰⁰

Пример наблюдательного листа приведен на рис. 1.23. Рисунок выполняется в масштабе, например, 1 мм = 1 мин.

2  

1  

8  

3  

4  

3  

6  

3  

7  

3  

5  

3  

2  

1  

Рис. 1.23. Наблюдательный лист ФРД

Результаты наблюдений суммируются по видам работ и перерывов. Пример обобщенных результатов приводился в п. 1.2.3 (Практикум).

Метод моментных наблюдений состоит в фиксации через определенные интервалы времени (например, 10-15 мин) количества ситуаций занятости ра­ботников: сколько человек выполняет основную работу, простаивают, получают детали и инструмент и т.д. Метод применяется для наблюдений за группой (звеном, бригадой) рабочих.

Обработка наблюдений включает расчет результативных показателей и оценку их надежности. Для обработки используются методы математической обработки вариационных рядов, корреляционно-регрессионного анализа, теории вероятностей.

Метод математической обработки вариационных рядов предназначен для расчета средних. Показателями надежности являются дисперсия (среднеквадратичное отклонение), вариационный размах, достаточное число наблюдений. Применение этого метода рассмотрим на примере обработки результатов хронометражного наблюдения, приведенных в табл. 1.8.

Всего проведено 45 наблюдений (в таблице приведена только часть из них). Суммарное время 3840 сек. Среднее время на одну операцию

3840: 45 = 85,3 сек. Среднеквадратичное отклонение σ = 13,2 сек.

Метод предусматривает, что для обеспечения надежности исключаются наблюдения, резко отличающиеся по своей величине от средней ряда (выходят за пределы ±3σ). В рассматриваемом примере – это значения за пределами 85,3 сек ± 3×13,2. Из ряда исключено 7 таких наблюдений, осталось 38 суммарной продолжительностью 2812 сек. Средняя продолжительность 74, минимальное значение t_min = 64 сек, максимальное – t_max = 89 сек, σ = 7,8 сек;

Далее проводится проверка хроноряда на наличие достаточного числа наблюдений и устойчивость ряда, для чего используются табл. 1.9 и 1.101. Если согласно таблицам число наблюдений достаточно и ряд считается устойчивым, то в качестве нормативной продолжительности операции принимается ее среднеарифметическое значение.

В рассматриваемом примере (работа машинно-ручная, средняя продолжительность до 10 мин, процесс не нормализован) имеющееся число наблюдений 38 достаточно, так как больше необходимых 30.

Таблица 1.9

Вид операции	Длительность операции	Число наблюдений
процесс нормализован	процесс не нормализован
Ручные, машинно-ручные	до 1 мин до 10 мин до часа
Машинные, аппа­ратурные	до 1 мин до 10 мин до часа

Коэффициент устойчивости хроноряда К_уст рассчитывается как отношение максимального значения продолжительности к минимальному. В рассматриваемом примере К_уст = 89/64 = 1,39, что превышает нормативное значение 1,2.

Таблица 1.10

Продолжительность операции	Значение коэффициента устойчивости Куст
машинные работы	ручные работы
до 6 сек до 18 сек свыше 18сек	1,8 1,5 1,2	2,5 2,0 1,8

Вывод: ряд неустойчив и результаты наблюдений непригодны для нормирования. Необходимо нормализовать условия работы, провести дополнительное обучение машинистов завалочных машин и крановщиков, после чего наблюдения повторить.

Корреляционно-регрессионный анализ применяется для выявления зависимостей между изучаемыми явлениями. Например, между содержанием кислорода в дутье и скоростью плавки, стабильностью качества сырья и извлечением металла.

При множественной регрессионной модели устанавливается связь между результативным показателем, например производительностью процесса, и влияющими технологическими параметрами. Примером такой модели может служить следующее уравнение:

y = –5640 + 75,3x₁ + 1008x₂ + 128,3x₃ + 230x₄ + 1,01x₅ + 0,6x₆,

где у – производительность доменной печи, т/сут;

x₁ – содержание железа в агломерате, %;

x₂ – основность агломерата, един.;

x₃ – содержание кислорода в дутье,%;

x₄ – избыточное давление газов в колошнике, ати;

x₅ – расход природного газа на 1 т чугуна, м³ ;

x₆ – температура дутья, ⁰ С.

Заданы технологические параметры: x₁ = 51 %; x₂ = 1,1; х₃ = 24 %;

х₄ = 1,3 ати; х₅ = 120 м³; х₆ = 1200 ⁰С. Для этих условий ожидаемая производительность доменной печи у = 3430 т/сут.

Надежность уравнений регрессии оценивается показателями детерминации и другими.

Теория вероятностей применяется для моделей, рассматривающих объект проектирования как вероятностную систему. Примерами могут служить мате­риально-техническое снабжение (случайными величинами являются время поставки, суточный расход ресурса), погрузочно-транспортный комплекс экскаватор-самосвалы в карьере (случайными являются время прибытия самосвалов под погрузку, продолжительность погрузки). Для проектирования вероятностных моделей нужно знать закон распределения, которому подчинены случайные величины. Надежность закона оценивается специальными методами (например, по критерию Пирсона χ² и др.). Методику решения этих задач рассмотрим на примере.

Практикум. Подобрать закон распределения, которому подчинены опоздания поставок материального ресурса. Предприятие получает от поставщика ресурс партиями с плановым интервалом Т=9 дней (минимальное опоздание t_min = 0). За год получено N = 40 партий. Вовремя поступили 23 партии. В 17 случаях имели место опоздания. Максимальное опоздание t_max = 10 дней.

Для построения вариационного ряда опозданий поставок необходимо определить интервал его разбиения Δ. Согласно известной из математической статистики формуле дня. Распределение величины опоздания поставок приведено в табл. 1.11.

Таблица 1.11

Величина опоздания, дни	0-1,7	1,8-3,4	3,5-5,1	5,2-6,8	6,9-8,5	8,6-10	Итого
Число партий mi

Среднее значение опоздания поставки = 2,3 дня.

Следующий шаг – построение гистограммы (рис. 1.24).

Рис. 1.24. Гистограмма и теоретическая кривая закона

распределения времени поставки ресурса

Из гистограммы видно, что имеет место много небольших отклонений от средней и мало – больших. Для описания такого распределения применим показательный закон. Функция плотности распределения при данном законе f(t) = , где µ – единственный параметр распределения, величина обратная . Численно µ = 1 / = 0,435.

Для подтверждения обоснованности выбора показательного закона проверяется "нулевая" гипотеза. Принятие ее означает, что расхождение между эмпирическими и расчетными частотами может быть объяснено случайными причинами. Для этого рассчитываются теоретические частоты в каждом интервале по формуле

. (1.31)

Пример расчета для 1-го интервала (t_лев = 0, t_пр = 1,7):

.

Подсчитанные значения теоретических частот в других интервалах: 9,98; 4,76; 2,27; 1,08; 0,50. Построенная по этим точкам теоретическая кривая также показана на рис. 1.24.

Для проверки согласия между эмпирическими и теоретическими частотами используется критерий Пирсона χ²:

. (1.32)

В рассматриваемом примере χ² = 1,98. Критические значения критерия χ², при которых "нулевая" гипотеза не отвергается, приведены в табл. 1.12.

Число степеней свободы К определяется по формуле К = N – p – 1, где N – число интервалов наблюдений; р – число параметров распределения. В данном случае N = 6, p = 1. Расчетное значение χ² при числе степеней свободы К = 4 существенно меньше = 9,49, и, следовательно, закон распределе­ния подобран обоснованно, а его параметры верны. Полученные результаты могут быть использованы для планирования страховых запасов ресурса.

Таблица 1.12

Число степеней свободы
	3,84	5,99	7,81	9,49	11,07	12,59	18,31	25,0

Дата добавления: 2017-01-14