Разработка организационной системы оперативно-календарного планирования многономенклатурного производства на машиностроительном предприятии

В настоящее время, находясь в условиях жесткой конкуренции, автомобилестроители во всем мире вынуждены непрерывно совершенствовать существующие и искать новые способы оптимизации работы своих предприятий. Ежегодно автомобильный рынок расширяется, в то же время конечный потребитель становится все более требовательным к качеству выпускаемого продукта и предъявляет ряд индивидуальных требований по комплектации. Поэтому перед руководством предприятия стоит несколько сложных и иногда взаимоисключающих задач: увеличение производительности с увеличением качества выпускаемого продукта и сохранением безопасности на рабочем месте, увеличение гибкости производства, адаптация новейших технологий. Несмотря на то, что себестоимость продукта падает при увеличении объемов выпуска, актуальными на сегодня являются вопросы управления многономенклатурными предприятиями как мелкосерийного/ • серийного, так и массового производства.

Актуальность исследования. Несмотря на мировой экономический кризис, автомобильный рынок в России в 2008 г. увеличился на 14% (второй год подряд) и составил 3 млн. 175 тыс. проданных новых машин, что в денежном выражении составляет около 69 млрд. долларов США. Тем не менее, собственное производство в нашей стране не показывает роста. Если количество выпущенных российских автомобилей в 2008 г. составило 700 тыс., что меньше предыдущего года на 9%, то количество иномарок российского. производства составило 580 тыс., что на 32% больше, чем в 2007 году. По прогнозу Комитета Автопроизводителей Ассоциации Европейского Бизнеса от 08.09.09 российский автомобильный рынок сократится до 1,4 миллиона. автомобилей в 2009 году, что на 56% меньше, чем в 2008 году. Тем не менее, перспективы производства именно отечественных автомобилей все же есть. Контролируемое Центробанком ослабление рубля, введенное правительством РФ повышение таможенных тарифов на импорт машин, государственная программа введения премии на утилизацию, субсидирование двух третей ставки рефинансирования ЦБ при автокредитовании — все это помогает стабилизировать ситуацию с продажами автомобилей, но о возвращении на уровень продаж 2008 года говорить не приходится. Российские автомобильные компании вынуждены в сжатые сроки решать вопросы по сокращению издержек производства, снижению запасов и высвобождению оборотного капитала. Большая часть денег заключена в запасах товарно-материальных ценностей, незавершенного производства и готовой продукции. Вследствие этого оборотный капитал растет, а оборачиваемость средств падает. Денег становится недостаточно для того, чтобы расплатиться с поставщиками, растет задолженность. Именно поэтому большинство предприятий вынуждено остановиться на несколько недель, чтобы распродать часть своей готовой продукции и рассчитаться с поставщиками для получения от них следующей партии комплектующих изделий. Таким образом, повышается потребность в организации качественного управления производственными процессами, при котором запасы были бы минимальны, а предприятие, высвободив оборотный капитал, тем самым получило бы возможность рассчитаться со своими поставщиками, полностью погасив долги. Организация качественного управления производственными процессами подразумевает совершенствование системы оперативно-календарного планирования. Проблема больших запасов возникла не во время финансово-экономического кризиса, кризис лишь высветил ее. Следовательно, совершенствованием системы оперативно-календарного планирования стоит заниматься не столько именно в момент вывода предприятия из кризисного положения, сколько непрерывно и на постоянной основе.

Особую роль в управлении современным машиностроительным предприятием играет система управления, центральным звеном которой является производственная система.

В России за последние 7 лет по производственным системам издано огромное количество книг [10, 13, 19, 36], но, к сожалению, большинство из них имеет мало практической ценности, так как они носят больше описательный характер и по ним невозможно организовать производство. Безусловно, есть специфические журналы и издания, которые достаточно глубоко исследуют многие вопросы организации производства, но в плане исследования организации производства партиями по-прежнему существует недостаток литературы.

Советские книги по научной организации труда [1, 14, 30, 47, 83] описывают организацию производства в свойственном русскому пониманию ключе со всеми сложными формулами, но на сегодня описываемый в них материал устарел, технология ушла вперед, подходы в организации эффективного производства изменились. Причина неудач нашей автомобильной промышленности кроется в том, что последние 50 лет система организации производства в России развивалась слабо. Тем не менее, корни у всех систем общие. Если рассмотреть инструменты производственной системы, то можно найти много общего. Такие понятия как «нормирование», «стандартизация», «технология», «рабочий стандарт», «накладная», «канбан-карта» едины во всем мире, тем не менее, есть отличия, которые делают эффективность этих инструментов несопоставимой. Сейчас на большинстве российских предприятий организация производства по своему уровню развития соответствует японской организации производства 50-тилетней давности, но с тех пор японские заводы активно развивались, чему способствовало географическое положение Японии и крайняя бедность ресурсами. В России напротив прогресс был очень медленным, так как она всегда позиционировалась как страна сырьевой экономики.

Таким образом, существует потребность в дальнейшем научном развитии вопросов совершенствования организации производства на основе экономико-математических методов. Это и определяет актуальность данной работы.

Целью диссертационной работы является разработка организационной системы оперативно-календарного планирования многономенклатурного производства, позволяющего на основе разработанных методов и параметрических моделей минимизировать длительность цикла обработки деталей, а также совокупную себестоимость их производства и хранения на машиностроительном предприятии.

Основные задачи исследования:

1. Анализ современного состояния машиностроительных предприятий и систем оперативно-производственного планирования в условиях многономенклатурного производства.

2. Исследование существующих методов определения партий запуска с целью выявления их недостатков и обоснования актуальности разработки метода, не обладающего выявленными недостатками.

3. Разработка метода определения размеров партий запуска, обеспечивающего минимизацию совокупного времени обработки партии деталей в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок».

4. Разработка метода определения количества линий, обеспечивающего минимизацию совокупной себестоимости производства и хранения закрепленной за ними номенклатуры в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок».

5. Разработка условий создания и обеспечения бесперебойной работы системы производства деталей оптимальными партиями в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок».

6. Разработка параметрической модели производства партиями оптимального размера, обеспечивающей более полное использование резерва времени и выполнение заказа «точно в срок».

7. Разработка параметрической модели производства партиями оптимального размера на нескольких линиях, обеспечивающей более полное использование резерва времени и выполнение заказа «точно в срок».

8. Апробация разработанных в исследовании методов и параметрических моделей в рамках оптимизации работы, управления и проектирования многономенклатурного производства.

Предметом исследования являются методы и модели оперативно-производственного планирования на машиностроительном предприятии.

Объектом исследования является процесс многономенклатурного производства партиями на машиностроительном предприятии.

Методы исследования. Методологической и теоретической основой предложенной научной работы является использование системного подхода к анализу объекта исследования. Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций основывается на теоретических и методологических положениях, сформулированных в исследованиях отечественных и зарубежных специалистов. При работе над диссертацией автор опирался на труды отечественных и зарубежных ученых в области математического анализа, теории организации машиностроительного производства, экономики и управления предприятием.

Научная новизна исследования отражена в следующих выносимых на защиту результатах.

1. Предложен метод определения размеров партий запуска, обеспечивающий минимизацию совокупного времени обработки партии деталей в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок», отличающийся от существующих тем, что позволяет сократить совокупный производственный цикл обработки и запас готовой продукции на складе на 15% по сравнению с имеющимися методами.

2. Предложен метод определения количества линий, обеспечивающий минимизацию совокупной себестоимости производства и хранения закрепленной за ними номенклатуры в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок», отличающийся от существующих тем, что позволяет на основе предложенного метода определения размеров партий запуска сократить себестоимость закрепленной за линией продукции на 5% по сравнению с имеющимися методами.

3. Обоснованы факторы и условия создания и обеспечения бесперебойной работы системы производства деталей оптимальными партиями в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок».

4. Предложена параметрическая модель производства партиями оптимального размера на одной линии, обеспечивающая более полное использование резерва времени и выполнение заказа «точно в срок».

5. Предложена параметрическая модель производства партиями оптимального размера на нескольких линиях, обеспечивающая более полное использование резерва времени и выполнение заказа «точно в срок».

Практическая ценность работы. Разработанный в диссертации метод позволяет предприятию:

1. повысить эффективность распределения ресурсов предприятия при проведении оперативного планирования;

2. сократить совокупный производственный цикл обработки группы деталей, проходящих обработку в пределах какой-либо производственной единицы;

3. сократить размер оборотных средств, связанных в незавершенном производстве;

4. снизить себестоимость выпускаемой продукции.

Апробацияи реализация результатов исследования. Основные результаты исследований диссертационной работы были использованы при оптимизации работы предприятия LDV ltd. (завод, расположенный в г. Бирмингем на территории Великобританиив 2006 г. стал входить в холдинг.

Группа ГАЗ", центр которого располагается в Н. Новгороде), и предприятия ОАО «ГАЗ». В ходе выполнения диссертационной работы результаты исследований докладывались на заседании кафедры «Промышленная логистика» МГТУ им. Н. Э. Баумана в 2008;2009гг., комитетах по развитию компаний холдинга «Группа ГАЗ» в 2008;2009 гг., в частности ОАО «АЗ Урал», ОАО «Павловский автобус» и ОАО «ГАЗ».

По теме диссертационной работы опубликовано 2 печатные статьи:

1. Ушаков А. Е. Подача материалов на сборочный конвейер по фиксированному объему // Вестник машиностроения. 2009. № 6. С. 74−78.

2. Ушаков А. Е. Равномерная закладка на автомобильном сборочном конвейере // Вестник машиностроения. 2009. № 7. С. 87−89.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка литературы и приложений.

Заключение

и выводы.

Подводя заключение проделанной работе, можно сказать, что высшее руководство промышленных предприятий уделяет все большее внимание задачам оперативно-календарного планирования, повышающим эффективность производства. Повышение конкуренции на рынках промышленной продукции, вызванное сокращением рынка на 51% за первые 10 месяцев 2009 г. в связи с падением спроса на автомобили в России, способствует повышению интереса к методам оптимизации производства и научной организации труда. Финансово-экономический кризис 2008;2009 гг. также иногда называют кризисом перепроизводства. Одним из инструментов производственной системы, препятствующим перепроизводству, является «производство точно в срок». В связи с этим предложенный метод определения размеров партий запуска, обеспечивающий минимизацию совокупного времени обработки партии деталей в условиях многономенклатурного производства, привлекает внимание как один из эффективных методов, позволяющих снизить запасы на предприятии, высвободить оборотный капитал и тем самым предоставить руководству возможность направить его на развитие собственного предприятия для повышения эффективности функционирования и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Вышеупомянутый предложенный метод характерен универсальностью и возможностью эффективного применения в условиях штамповочного, кузнечного, литейного, механосборочного и любого другого производства, где существует понятие времени переналадки и партии запуска. Предложенный метод определения количества линий, обеспечивающий минимизацию совокупной себестоимости производства и хранения закрепленной за ними номенклатуры в условиях многономенклатурного производства, позволяет проводить расчеты на стадии проектирования цеха и заложить под планируемый спрос ровно такое количество единиц оборудования и площадей, сколько требуется, конечно, с учетом предложенного выше метода определения размера партий запуска. Данная диссертационная работа также рассматривает вопросы внутрицехового оперативно-календарного планирования, в ней предложены условия создания и обеспечения бесперебойной работы системы производства деталей оптимальными партиями в рамках производства «точно в срок» в комплексе оптимизации машиностроительного предприятия.

Исходя из поставленной цели и сформулированных задач в диссертационной работе приведены научные исследования и получены следующие результаты:

1. Проведен анализ современного состояния машиностроительных предприятий и систем оперативно-календарного планирования в условиях многономенклатурного производства.

2. Проведено исследование существующих методов определения партий запуска с целью выявления их недостатков и обоснования актуальности • разработки метода, не обладающего выявленными недостатками.

3. Предложен и обоснован метод определения размеров партий запуска, обеспечивающий минимизацию совокупного времени обработки партии деталей в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок», отличающийся от существующих тем, что позволяет сократить совокупный производственный цикл обработки и запас готовой продукции на складе на 15% по сравнению с имеющимися методами.

4. Разработан метод определения количества линий, обеспечивающий минимизацию совокупной себестоимости производства и хранения закрепленной за ними номенклатуры в условиях более полного • использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок», отличающийся от существующих тем, что позволяет на основе предложенного метода определения размеров партий запуска сократить себестоимость закрепленной за линией продукции на 5% по сравнению с имеющимися методами.

5. Обоснованы факторы и условия создания и обеспечения бесперебойной работы системы производства деталей оптимальными партиями в условиях более полного использования резерва времени и выполнения заказа «точно в срок».

6. Предложена параметрическая модель производства партиями оптимального размера на одной линии, обеспечивающая более полное использование резерва времени и выполнение заказа «точно в срок».

7. Разработана параметрическая модель производства партиями оптимального размера на нескольких линиях, обеспечивающая более полное использование резерва времени и выполнение заказа «точно в срок».

8. Проведено внедрение предлагаемых методов и условий создания и обеспечения бесперебойной работы системы на предприятиях, входящих в холдинговую компанию «Группа ГАЗ», а именно LDV Group Limited (г.Бирмингем, Великобритания) и ОАО «ГАЗ» (г.Нижний Новгород). Результаты показали эффективную работу алгоритмов и предлагаемых моделей.

Применение предложенных методов и параметрических моделей на практике обеспечивает оптимальное использование и высвобождение ресурсов предприятия. Выполненная работа является развитием теории методов оперативно-календарного планирования на промышленном предприятии, что особенно важно в условиях усиления конкуренции на рынках страны.