Нормирование труда процессный подход - Вязгин В.А., Лучинкина Л.Я
..pdfЭлектронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1895 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
Нормирование труда: процессный подход
Вязгин В.А., Лучинкина Л.Я. (luchinkina@emd.ru)
Московский физико-технический институт
1.Технологические нормы и нормативы
1.1.Нормативная база производства.
Нормируемые параметры и характеристики будем называть нормами, если они измеряются в абсолютных единицах, и нормативами - если в относительных (доля, процент).
Структуру нормативной базы производства предприятия «привяжем» к структуре производственных ресурсов (рис.1).
|
|
|
Трудовые |
|
|
Ресурсы |
|
|
Нормы, нормативы |
||
Технологические |
|
||||
|
|
|
|
|
|
производственные |
|
|
Материальные |
|
производственные |
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Структура ресурсов и нормативной базы производства.
Кматериальным нормам (нормативам) относятся:
-нормы расхода сырья и материалов;
-нормы расхода топливно-энергетических ресурсов;
-нормы выхода полуфабрикатов, готовой продукции;
-нормы запаса сырья, материалов, покупных комплектующих изделий;
-нормы задела незавершенного производства и др.
Ниже рассматриваются только трудовые и (в меньшей степени) технологические нормы и нормативы.
Система взаимосвязанных трудовых, технологических, материальных норм и нормативов является нормативной базой производства; назначение нормативной базы – поддержка основных функций управления предприятием, среди которых:
-бизнес-планирование;
-оперативно-производственное планирование и контроль;
-управление незавершенным производством;
-оплата и стимулирование труда производственного персонала;
-совершенствование производственно-технологических процессов и др. Системообразующим фактором при этом может выступать модель производственно-технологического процесса (ПТП).
Как известно [1-3], при нормировании используются следующие методы:
-хронометраж;
-моментные и выборочные наблюдения;
-фотографирование рабочего дня;
-экспертизы;
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1896 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
- моделирование (имитационное, математическое) и др.
Наиболее эффективным является комплексное использование всех возможных методов нормирования. Приведем один из возможных сценариев формирования нормативной базы.
1. Разработка, |
реализация |
экспертизы с привлечением в |
качестве |
экспертов: |
а) технологов; в) инженеров по организации труда; в) мастеров, |
||
руководителей участков, цехов; г) рабочих. |
|
||
Обработка, анализ экспертных оценок. |
|
2.Расчет с использованием полученных норм и матмодели ПТП «исторических» производственных программ (планов), для которых известны параметры их фактического выполнения: номенклатура и объемы продукции, сроки ее изготовления, привлеченные ресурсы. Сравнительный анализ расчетных и фактических данных. Выделение «узких мест» (например, критические деталеоперации).
3.Хронометраж (наблюдение, фотографирование) «узких мест». Сопоставление с экспертными и расчетными данными. Возврат (при необходимости) к шагу 1 или 2.
1.2. Производственно-технологический процесс.
Ограничимся рассмотрением ПТП поточного производства, типичного, например, для машиностроения.
Ниже под материалами будем понимать покупные сырье, материалы, комплектующие; под деталями – заготовки, детали, сборочные единицы, изделия (машины).
Для широкого круга реальных ПТП их структура описывается сетью [4,5] укрупненных операций (УО), связанных между собой в соответствии с движением материалов и деталей в ходе производства (рис.2).
М |
УО 1 |
|
|
|
|
|
|
М′ |
УО 3 |
УО 4 |
Д |
|
|||
|
УО 2 |
|
|
ПТП |
|
|
|
Рис. 2. Структура ПТП как сети укрупненных операций (М-материалы, Д-деталь). |
Каждая УО является субпроцессом, состоящим из элементарных операций
(ЭО) (рис.3).
Д |
|
Д |
ЭО 4.1 |
ЭО 4.2 |
ЭО 4.3 |
УО 4 |
|
|
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1897 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
Рис. 3. Структура УО как цепь элементарных операций.
Сущностные признаки УО и ЭО уточняются ниже. Классификацию производственных операций представляет рис. 4.
Укрупненная
Операция
Элементарная
Обработки Операция Сборки
Передачи
Связанная
Веерная
Операция |
Свободная |
Конвейерная
Рис. 4. Классификация производственных операций.
Веерная операция – это элементарная операция с параллельной обработкой (сборкой, передачей) партии деталей; связанность операции означает ее одновременное начало и окончание для всех деталей партии, свободность – независимые начало и окончание для каждой детали. Пример связанной веерной операции дает сушка партии деталей в электропечи, свободной веерной – поштучная параллельная обработка деталей на нескольких станках.
Конвейерная операция – это укрупненная операция с последовательной обработкой (сборкой, передачей) на элементарных веерных операциях, входящих в ее состав. Пример конвейерной операции дает механообработка детали, включающая фрезерную, токарную, сверлильную, шлифовальную и др. элементарные операции.
Отметим сущностные признаки ЭО и УО. Элементарная операция:
-не имеет структуры;
-является веерной операцией, связанной или свободной;
-реализуется на одном рабочем месте (в одном рабочем центре).
Укрупненная операция:
-состоит из нескольких элементарных операций;
-является конвейерной операцией;
-реализуется в рамках одного подразделения (участка, цеха).
Порядок моделирования структуры ПТП тот же, что и порядок проектирования техпроцессов производства изделия:
1) формируется дерево состава изделия (рис.5);
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1898 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
2)дерево состава трансформируется в изоморфное дерево ПТП с вершинамисубпроцессами типа «изготовление детали» (рис.6);
3)субпроцессы «изготовление детали» декомпозируются на укрупненные операции обработки, сборки, передачи (рис.6);
4)укрупненные операции декомпозируются на элементарные (рис.7).
На рис. 5-8 представлена трансформация дерева состава изделия в процесс его производства на примере сборочной единицы электродвигателя – ротора.
Ротор
|
Пакет |
|
|
Вал |
||
|
ротора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Рис. 5. Дерево состава изделия «Ротор» |
|||||
Изготовление |
Изготовление |
|||||
пакета ротора |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ротора |
Изготовление |
|||||
|
|
|
|
вала |
|
|
|
|
|
|
Штамповка листов ротора |
||
Изготовление |
Шихтовка пакета ротора |
|
||||
Заливка пакета ротора |
|
|||||
пакета ротора |
|
|
Зачистка пакета ротора |
|
Передача пакета ротора
на механообработку и сборку ротора
УО 1
УО 2
УО 3
УО 4
УО 5
|
|
|
|
Рубка заготовки вала |
|
УО 6 |
Изготовление |
|
|
||||
|
Механообработка вала |
УО 7 |
||||
|
|
|
|
|
||
вала |
|
|
|
Передача вала на |
|
УО 8 |
|
|
|
|
механообработку и сборку |
|
|
|
|
|
|
ротора |
|
|
|
|
|
|
Сборка и механообработка |
|
|
|
|
|
|
УО 9 |
||
|
|
|
|
ротора |
|
|
|
|
|
|
Передача ротора на сушку |
УО 10 |
|
Изготовление |
|
|
||||
|
Сушка ротора |
|
УО 11 |
|||
ротора |
|
|
Окраска ротора |
|
УО 12 |
|
|
|
|
|
Передача ротора |
УО 13 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
на сборку двигателя |
|
|
Рис. 6. Декомпозиция субпроцессов «Изготовление детали» на укрупненные операции.
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1899 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
|
|
Шпоночно-фрезерная под пакет |
ЭО 7.1 |
|
|
|
|
||
|
|
Центровка заготовки |
|
ЭО 7.2 |
|
|
|
||
|
|
Токарная обработка 1 |
|
ЭО 7.3 |
|
|
|
||
|
|
Токарная обработка 2 |
ЭО 7.4 |
|
Изготовление |
|
|||
Токарная обработка на ЧПУ |
|
ЭО 7.5 |
||
ротора |
|
Проточка канавок |
|
ЭО 7.6 |
|
|
Сверлильная |
ЭО 7.7 |
|
|
|
|
||
|
|
Шпоночно-фрезерная |
|
ЭО 7.8 |
|
|
|
|
|
|
|
Сверление и нарезка резьбы в |
|
ЭО 7.9 |
|
|
торце вала |
|
|
|
|
Шлифовка |
|
ЭО 7.10 |
Рис. 7. Декомпозиция укрупненных операций на элементарные (фрагмент).
УО 1 |
|
УО 2 |
|
УО 3 |
|
УО 4 |
|
УО 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УО 9 |
|
|
УО 10 |
|
УО 11 |
|
УО 12 |
|
УО 13 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
УО 6 |
|
УО 7 |
|
УО 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭО 7.1 |
|
ЭО 7.2 |
|
ЭО 7.3 |
|
ЭО 7.4 |
|
ЭО 7.5 |
|
ЭО 7.6 |
|
ЭО 7.7 |
|
ЭО 7.8 |
|
ЭО 7.9 |
|
ЭО 7.10 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б)
Рис. 8. Сетевые структуры: а) ПТП «Изготовление ротора»; б) УО «Механообработка вала».
Пару «деталь-операция», в которой деталь является выходом элементарной операции, называют деталеоперацией; если деталь является выходным продуктом укрупненной операции, деталеоперацию называют укрупненной.
Приведем минимальный набор технологических норм и нормативов, необходимых для нормирования труда и поддержки решения основных задач управления производством (см. п.5.1).
Пусть:
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1900 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
-d – тип деталеоперации;
-D – совокупность всех типов деталеопераций d, освоенных производством;
-h – тип технологического ресурса (тип, марка оборудования);
-H – совокупность всех типов технологического ресурса h в парке оборудования;
-М – общее число единиц оборудования в парке;
-w – тип трудового ресурса (профессия, квалификация рабочего);
-W – совокупность всех типов трудового ресурса w в производственном персонале;
-N – общая численность производственного персонала;
-c – рабочий центр;
-С – совокупность всех рабочих центров с производства.
Рабочие центры структурируют деталеоперации и ресурсы. Каждому с С однозначно соответствуют:
-h(c) H – тип технологического ресурса;
-m(c) [1,M] - количество единиц ресурса h(c);
-w(c) W – тип трудового ресурса;
-n(c) [1,N] - количество единиц ресурса w(c);
-D(c) – множество деталеопераций.
Пример рабочего центра дает рабочее место, которому соответствует одна единица технологического оборудования.
Все деталеоперации распределяются по рабочим центрам, не пересекаясь:
D(C) = D |
(1) |
с1 ≠ с2 <=> D(c1) ∩ D(c2) = φ, |
с1,с2 С |
Все типы и единицы ресурсов также распределяются по рабочим центрам, возможно, пересекаясь:
h(С) = H, |
∑m(c) ≥ M |
|
|
c C |
|
w(С) = W, |
∑n(c) ≥ N |
(2) |
|
c C |
|
Таким образом, условия (1), (2) означают, что каждая деталеоперация может выполняться в одном и только в одном рабочем центре. В то же время один и тот же станок или рабочий, могут обслуживать несколько центров.
Из (2) также следует, что все типы ресурсов потребляются производством.
В результате, как нетрудно видеть, каждой деталеоперации d D однозначно соответствует выполняющий ее рабочий центр c(d) C, которому, в свою очередь, однозначно соответствуют обслуживающие его типы ресурсов:
h(d) = h(c(d)) H, |
w(d) = w(c(d)) W, |
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1901 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
и количество их единиц: |
|
m(d) = m(c(d)) [1,M], |
n(d) = n(c(d)) [1,N] |
Иными словами, существуют однозначные (точечно-точечные) отображения: h : D → H, m : D → [1,M]; w : D → W, n : D → [1,N]
Обратные к ним отображения, вообще говоря, точечно-множественные. Пусть далее:
-t(d) – длительность деталеоперации d, выполняемой на одной единице оборудования в центре с(d) (час);
-Q(d) – объем обработочной (сборочной, передаточной) партии деталей, одновременно обрабатываемых (собираемых, передаваемых) в деталеоперации d на
каждой единице оборудования в центре c(d) (шт);
-q(d) – применяемость детали, обрабатываемой в деталеоперации d, в готовом изделии (выходной детали ПТП) – объем сборочного комплекта деталей (шт/изд);
-p(d) – численность персонала, выполняющего деталеоперацию d на одной единице оборудования в центре с(d) (чел);
-rw (d),rh (d)– доли ресурсов w,h, потребляемые рабочим центром c(d);
-k(d) – коэффициент использования оборудования (КИО) в центре c(d);
-τ(d) – такт деталеоперации d, реализуемой в центре с(d) – время за которое центр выпускает дополнительный сборочный комплект деталей (час/изд);
-f(d) – выпуск деталеоперации d, реализуемой в центре с(d) – количество сборочных комплектов деталей, выпускаемых центром в дополнительную единицу времени (изд/час):
f (d ) =τ(1d )
Опуская зависимость введенных параметров от d, сформулируем:
Утверждение 1. Такт деталеоперации определяется равенством:
τ = t |
q max(pmrh |
,nrw ) |
(3) |
||
Q |
|
mr nr |
|
||
|
|
|
h w |
|
Доказательство. По определению такт τ есть время выпуска дополнительного сборочного комплекта деталей. Это означает, что в установившемся режиме выполнения рабочим центром большого числа фиксированных деталеопераций, каждый очередной комплект выпускается через время τ. При этом возможны два варианта:
1) Выпуск комплекта ограничен технологическим ресурсом центра, т.е. трудового ресурса достаточно, чтобы обслуживать все оборудование:
pmrh ≤ nrw |
(4) |
Тогда, очевидно,
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1902 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
τ = t |
q 1 |
(5) |
|||
|
|
|
|||
Q mr |
|||||
|
|
||||
|
|
|
h |
|
2) Выпуск комплекта ограничен трудовым ресурсом центра, т.е. трудового ресурса недостаточно, чтобы обслуживать всё оборудование:
|
pmrh ≥ nrw |
(6) |
|||||
Тогда, очевидно, |
|
||||||
τ |
= t |
q |
|
p |
|
(7) |
|
Q nr |
|||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
w |
|
Покажем теперь, что равенство (3) эквивалентно системе равенств и неравенств
(4)-(7).
Действительно, пусть выполняется (4), тогда:
max(pmrh ,nrw ) = pmrh и (5) совпадает с (3).
Если же выполняется (6), то max(pmrh ,nrw ) = nrw и (7) совпадает с (3).■
Одни из введенных объектов – d, D, h, H, w, W, c, C, m, M, n, N и q – относятся к инфраструктурным параметрам ПТП и его выходного изделия, другие – к нормируемым параметрам (характеристикам), называемым применительно к деталеоперации:
-n – норма численности;
-1r – норма обслуживания;
-Q – норма обработочной партии;
-t – норма длительности;
-τ – норма такта;
-f – норма выпуска;
-kèî – норматив надежности (нормативный КИО).
При проектировании ПТП все перечисленные характеристики разрабатываются с учетом паспортных данных технологического оборудования. Позже, в процессе эксплуатации ПТП, они пересматриваются с учетом изменения условий эксплуатации, износа и т.п. Процедура обновления норм и нормативов осуществляется предприятиями регулярно, обычно один раз в год.
Перечисленные нормы и нормативы составляют минимальный набор технологических норм и нормативов, поддерживающий решение основных задач управления производством. Сюда не относятся задачи бизнес-планирования ПТП, для решения которых технологические нормы должны быть пополнены другими, например, нормами амортизации оборудования [6].
Отметим также, что представленные нормы и нормативы относятся к так называемым дифференцированным нормам и нормативам и называются (при фиксированном оборудовании) подетально-пооперационными. Наряду с такими
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1903 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf
нормами используются также укрупненные и комплексные нормы и нормативы, относящиеся к укрупненным операциям, подпроцессам, процессу в целом (ПТП).
2.Трудовые нормы и нормативы.
2.1.Структура рабочего времени и численности персонала.
Трудовые нормы и нормативы разрабатываются на базе технологических норм и нормативов с учетом потерь рабочего времени. Потери бывают индивидуальные и коллективные. Структура индивидуальных потерь рабочего времени (для работающего индивидуума) представлены на рис.9.
К «чистому» рабочему времени относится оперативное время (tоп), затрачиваемое на реализацию деталеоперации и равное сумме основного (tосн) и
вспомогательного (tвсп) времен [2,3]:
tоп = tоcн + tвсп
Все остальные времена интерпретируются как «потери» рабочего времени. Среди них:
1)подготовительно-заключительное время (tпз), связанное с подготовкой к работе (получение сменного задания, чтение чертежа и др.) и её завершением (сдача деталей и др.);
2)время обслуживания рабочего места (tрм), связанное с подготовкой инструмента, уборкой отходов и т.п.;
3)время отдыха по условиям труда (tут), исключая отдых по энергозатратам
(см. п.2.1.);
4)время на личные надобности (tлн);
Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» |
http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/183.pdf |
1904 |
|
Рабочее время
(индивидуальное)
Время работы |
|
Время перерывов |
|
|
|
Подготовительно |
|
Подготовительно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время |
|
Время |
|
Время |
|
|
Нерегламентиро |
|
|||||||
-заключительное |
|
-заключительное |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
обслуживания |
|
регламентирован |
|
технологических |
|
|
ванные потери |
|
||||||
время |
|
время |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
рабочего места |
|
ных перерывов |
|
простоев |
|
|
времени |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условия труда, |
|
Переналадки |
|
Организационно- |
||||
|
|
|
Подготовительное |
|
|
|
||||||||||
Основное |
|
|
Техобслуживание |
включая личные |
|
оборудования |
|
технические |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
надобности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вспомогательное |
|
Заключительное |
|
Оргобслуживание |
Отдых по |
|
Синхронизация |
|
Нарушения |
|||||||
|
|
|
|
|
|
энергозатратам |
|
деталеопераций |
|
производственной |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дисциплины
Рабочее время «чистое»
Рис. 9 Структура рабочего времени