ЛЕКЦИЯ 4. 1 Пути повышения производительности

1 Пути повышения производительности

Теория производительности машин и труда позволяет количественно связывать экономические критерии: рост производительности общественного труда, сроки окупаемости и другие показатели с конкретными технико-экономическими показателями работы машин: производительностью и надежностью в работе, стоимостью и экономичностью в эксплуатации, сроками службы и сроками проектирования и т.д. Это позволяет анализировать влияние различных факторов на производительность труда и не только оценивать конкретные технические решения, но и намечать наиболее эффективные пути повышения производительности труда, а следовательно, наиболее эффек­тивные направления технического прогресса, пути автоматизации.

Автоматизация как основное направление технического прогресса связана с улучшением тех или иных технических характеристик, что сопровождается ростом производительности труда. Однако улучшение различных технико-экономических показателей оказывает неодинаковое влияние на производительность труда. Количественный анализ факторов, определяющих производительность труда, позволяет выявить следующие ос­новные пути повышения производительности труда при автоматизации производственных процессов.

Первый путь заключается в уменьшении затрат живого труда Т_ж за счет сокращения числа рабочих, непосредственно занятых в процессе производства (путь έ). Эта экономия достигается благодаря совершенствованию средств производства и управления, изменению организации труда, внедрению вычислительной техники и иных современных средств, позволяющих выполнять работу, которую раньше выполняли при обслуживании системы машин г человек.

Реализацию пути έ можно иллюстрировать следующим образом: за базу принята поточная линия, скомпонованная из станков, обслуживаемых операторами.

 

 

 

Рисунок 1 - Схемы: а — поточной линии с операторами; б — автоматической линии; Q — общее число станков

На первых стадиях автоматизации станки поточной линии оснащаются автоматическими загрузочно-разгрузочными устройствами (автооператорами), тем самым позиции переводятся из полуавтоматического режима работы в автоматический. Дальнейшая авто­матизация связана с установкой автоматических транспортных механизмов для связи станков линии. Управление всем комп­лексом механизмов и узлов линии в соответствии с циклограм­мой осуществляется системой управления.

Таким образом, оснащение станков поточной линии автоопе­раторами, введение автоматических транспортных устройств и системы управления позволяет создать автоматическую линию. Такой путь автоматизации является одним из са­мых распространенных, так как позволяет использовать суще­ствующий парк машин, расширяя фронт автоматизации, сокра­тить количество рабочих при обслуживании станков. Примера­ми реализации первого пути являются автоматические линии из типового (универсального) оборудования. Вместе с тем такой путь автоматизации имеет ограниченные возможности повыше­ния производительности труда, так как при сохранении данно­го уровня производительности оборудования экономия живого труда имеет тенденцию к убыванию, что можно проиллюстри­ровать следующим расчетом.

Как известно, при обслуживании неавтоматизированных машин рабочий осуществляет вручную управление последова­тельностью обработки и выполняет все вспомогательные опера­ции: установку и съем заготовок, зажим и разжим их в шпинде­ле, подвод и отвод инструментов, контроль размеров обрабаты­ваемых изделий, а также передачу заготовок от станка к станку, уборку стружки, переключение режимов обработки и т.д. Есте­ственно, что в условиях неавтоматизированного производства рабочий обслуживает, как правило, лишь один станок (Z = 1).

Предположим, что имеется участок из 100 станков, которые обслуживают 100 рабочих. При автоматизации затраты живого труда в процессе обработки уменьшаются тем больше, чем выше степень автоматизации системы машин, когда один рабочий-оператор получает возможность обслуживать не один, а большее число станков (Z > 1). Если в поточной линии общие затраты живого труда при Z = 1 составляли Т_ж, то при обслуживании одним рабочим-оператором Z станков и неизменной зарплате одного рабочего они составляют Т_ж/Z. Следовательно, общая экономия живого труда рабочих-операторов

Э=Т_ж-Т_ж/Z=Т_ж(1-1/Z), (1)

где: Т_ж — текущие затраты живого труда;

Z— число станков, об­служиваемых одним рабочим-оператором.

 

Если отнести экономию к первоначальному фонду заработ­ной платы, то

Δ = Э/Т_ж = 1 - 1/Z, (2)

Автоматизация рабочего цикла машины, создание автоматов и полуавтоматов, оснащенных автоматической системой управ­ления рабочими и холостыми ходами, позволяют ограничить обязанности рабочих-операторов сменой заготовок (на полуав­томатах), заправкой материала в механизмы, межстаночной транспортировкой. Это дает возможность одному рабочему об­служивать не один, а два-три станка и, следовательно, сократить количество обслуживающих рабочих и получить экономию зарплаты. Так, при обслуживании одним рабочим двух станков (Z= 2) экономия уже составляет 50 % заработной платы обслу­живающего персонала (Э/Т_ж1 = 0,5).

Путем дальнейших можно достигнуть того, что один рабочий будет обслуживать в поточной линии Z= 4…5 станков и экономия трудовых затрат и зара­ботной платы увеличится еще боль­ше. Однако, как видно из рисунка 2, эта экономия не будет пропорци­ональна числу станков, обслужи­ваемых одним рабочим. Если уве­личение Z в 2 раза (от 1 до 2) по­зволяет сэкономить 50 % фонда заработной платы, то увеличение Z_b 2,5 раза (от 2 до 5) дает воз­можность сэкономить только 40 %.

 

 

Рисунок 2 - Зависимость эконо­мии живого труда от числа станков, обслуживаемых од­ним рабочим

Дальнейшая экономия затрат живого труда возможна только путем создания автоматических линий, т.е. автоматизацией межстаночной транспортировки заготовок и накопления заде­лов, созданием новых систем управления, сигнализации и бло­кировки, механизмов автоматического контроля и подналадки, уборки стружки и т.д. Если при этом технологические процес­сы остаются прежними, то и производительность машин сохра­няется на достигнутом уровне, а автоматизация позволяет лишь увеличивать число станков, обслуживаемых одним рабочим. Если при переходе от обслуживания одной машины к двум мож­но простейшими средствами сэкономить 50 % зарплаты, то при переходе от 50 к 100 станкам — только 1 %.

Автоматизация с целью сокращения затрат ручного труда может быть эффективной прежде всего в отраслях с низкой тех­нической оснащенностью, где еще велики затраты живого тру­да, а следовательно, и резервы экономии этих затрат. Создание автоматических линий на базе существующего поточного про­изводства, где один рабочий и без автоматизации обслуживает два-три станка, если эти линии опираются на существующие технологические процессы и имеют цель только сокращение числа рабочих-операторов и подсобных рабочих, малоэффек­тивно.

Второй путь заключается в сокращении затрат прошло­го труда за счет снижения стоимости средств производства (путь σ < 1). Этот путь связан с совершенствованием технологии про­изводства самих средств производства, стандартизацией и уни­фикацией механизмов, узлов и деталей машин, обеспечива­ющих снижение их себестоимости. Для этого пути характерно развитие агрегатного станкостроения, поточных методов произ­водства новых машин, а также унифицированных средств авто­матизации. Важнейшей задачей является создание универсаль­ных станков, пригодных как для самостоятельной эксплуатации, так и для встраивания в автоматические линии. Такие станки могут использоваться в автоматических линиях различного тех­нологического назначения, что позволяет наладить их выпуск в больших масштабах, применяя поточные методы производства, создавая стабильные конструкции, надежные в эксплуатации.

Если на первых этапах автоматизации унифицированными элементами являлись узлы и механизмы, из которых компону­ются станки различного технологического назначения, то теперь элементами компоновки служат уже встраиваемые станки и унифицированные транспортные средства, что позволяет созда­вать автоматические линии с меньшими затратами в кратчай­шие сроки. Унификация и стандартизация оборудования позволяет не только уменьшить стоимость оборудования, но и значи­тельно сократить сроки его проектирования и освоения и тем самым повысить производительность общественного труда.

На рисунке 3 показаны графики роста производительности труда при сравнении двух вариантов новой техники: поточного и автоматизированного производства. Если автоматическая ли­ния создается из нормализованных узлов, то благодаря относи­тельно малой стоимости и малым срокам проектирования (со­поставимым со сроками поставки универсальных станков) та­кая линия быстро окупается и дает значительный рост произво­дительности труда при сроке внедрения L = 0. Если линия проектируется заново и сроки ввода в эксплуатацию удлиня­ются хотя бы на год (L = 1) с неизбежным увеличением стоимо­сти (σ>σ_норм), то эффективность автоматизации значительно ниже

 

.

Рисунок 3 - Графики роста производительности труда во времени при автоматизации производства путем создания специального λ и унифици­рованного λ₀ оборудования

Оценивая перспективность второго пути повышения произ­водительности труда, следует учитывать неодинаковые реальные возможности улучшения характеристик έ и σ. Так, по данным станкостроительных заводов, применение нормализованных уз­лов, создание агрегатных станков из нормализованных элемен­тов позволяет снизить стоимость станков не более чем на 30 %, т. е. σ = 0,7.

Третий путь заключается в сокращении затрат живого и прошлого труда за счет повышения производительности средств производства, а следовательно, сокращения трудовых затрат на единицу изделия (путь ф > 1). Это достигается путем разработ­ки новых прогрессивных технологических процессов и создания высокопроизводительных средств производства.

Известно немало примеров, когда уровень существующего производства исчерпывал свои возможности и это неизбежно вызывало появление новых методов производства, новой техно­логии и новых высокопроизводительных средств производства.

Коренная ломка старых, привычных методов производства, рождение и развитие новых прогрессивных технологических процессов и высокопроизводительных средств производства — радикальный путь повышения производительности труда.

На рисунке 4 приведены графики зависимости производитель­ности труда λ от производительности средств производства φ и степени сокращения живого труда έ. Кривая 1 показывает рост производительности труда в результате блокирования машин в автоматическую систему при неизменном уровне производи­тельности средств производства (φ = 1) и без учета затрат на автоматизацию (σ= 1). При такой автоматизации единственным источником экономии является сокращение требуемого фонда зарплаты производственных рабочих. Кривая 1' построена с учетом прогрессивного роста стоимости автоматических линий и некоторого снижения их производительности (φ < 1; σ > 1) в результате блокирования все большего количества машин в ав­томатическую систему.

В результате производительность общественного труда на сложных, технически совершенных автоматических линиях, оснащенных всем арсеналом средств современной автоматики и электроники, может оказаться ниже, чем на поточных линиях. Заштрихованная область (см. рисунок 4) означает потери производительности труда из-за указанных факторов, которые особенно значительны для автоматических линий сложной конструкции.

 

Рисунок 4 - Графики зависимости произво­дительности труда от роста производи­тельности средств производства и степе­ни сокращения живого труда:

1 — при φ= 1 и σ = 1; 1' — при φ < 1 и σ > 1;

2 — при φ = 1 и σ = 1; 2' — при φ > 1 и σ > 1

Кривые 2 и 2' аналогичны кривым 1 и 1', но при автоматизации, сочетающей рост производительности машин (φ > 1) и сокращение затрат живого труда (έ > 1). Как видно, и здесь существуют потери производительности труда по тем же причинам, однако потенциал роста производительности труда на­столько высок, что автоматизация является эффективной. Одной из важнейших характеристик новой техники является максимальный уровень роста производительности труда по сравнению с достигнутой данной отраслью к моменту ввода новой техники в эксплуатацию.

Если показатели новой техники оказываются низкими, новая техника не может быть прогрессивной. На рисунке 5 показана за­висимость λ_тах от производительности средств производства φ, откуда видно, что высокий уровень производительности труда для новой техники можно обеспечить только в том случае, ког­да производительность новой техники значительно выше, чем у существующей.

 

 

Рисунок 5 - Зависимость максималь­ного коэффициента производитель­ности труда λ_mах от производитель­ности средств производства φ и их экономичности δ в эксплуатации

Таким образом, генеральным направлением автоматизации является разработка новых, прогрессивных технологических процессов и создание таких высокопроизводительных средств производства.

 

Список используемой литературы:

1 Шишмарев В.Ю. Автоматизация технологических процессов. –М.: Академия, 2007. -352с.