3. Пути повышения производительности и эффективности производства

   1. Основные положения теории производительности машин и труда

В основе теории производительности машин и труда лежат следующие основные положения.

1. Каждая работа для своего совершения требует затрат времени и труда.

2. Производительно затраченным считается только то время, которое расходуется на основные процессы обработки (например, формообразование, контроль, сборку и т.д.). Все остальное время, включая время на вспомогательные (холостые) ходы рабочего цикла и внецикловые простои, является непроизводительно затраченным, т.е. потерями.

3. Машина считается идеальной, если при высоком потенциале производительности, качестве продукции отсутствуют потери времени на холостые ходы и простои (машина непрерывного действия, бесконечной долговечности и абсолютной надежности).

4. Для производства любых изделий необходимы затраты прошлого (овеществленного) труда на создание средств производства и поддержание их работоспособности и живого труда на непосредственное обслуживание технологического оборудования.

5. Закономерность развития техники заключается в том, что удельный вес затрат прошлого (овеществленного) труда непрерывно повышается, а затраты живого труда снижаются при общем уменьшении трудовых затрат, приходящихся на единицу продукции.

6. При разработке технологических процессов любой процесс производства, взятый сам по себе, безотносительно к руке человека, следует разлагать на составные элементы.

7. Производительность машин предела не имеет.

8. Автоматы и автоматические линии различного технологического назначения имеют единую основу автоматизации, которая выражается в общности целевых механизмов и систем управления, в общих закономерностях производительности, надежности, экономической эффективности, в единых методах построения машин, агрегатирования, определения режимов обработки, оценки прогрессивности и т.д.

9. При окончательной оценке прогрессивности новой техники учитывается фактор времени — темп роста производительности труда.

Важнейшим фактором производительности труда являются затраты труда на создание, обслуживание и эксплуатацию рабочей машины. Эти затраты можно представить состоящими из трех компонентов:

1. единовременные затраты прошлого труда ТП, необходимые для создания машин, оборудования, зданий, сооружений и т.п.;

2. текущие затраты прошлого труда TU которые включают в себя часть овеществленного труда, затрачиваемого на основные и вспомогательные материалы, запчасти, электроэнергию, инструменты, топливо, смазку и т.п., необходимые для производства изделий.

В то время как текущие затраты прошлого труда непрерывно растут пропорционально времени (годам), т.е. количеству выпущенной продукции, единовременные затраты прошлого труда являются разовыми, рассчитанными на весь срок службы машины N„_em, т.е. носят постоянный характер;

3. текущие затраты живого труда Тж обслуживающих рабочих, которые, используя средства труда, создают новые материальные ценности.

Таким образом, производственный процесс обеспечивается единством рабочей силы и средств производства — совместными годовыми затратами живого труда Тж, единовременными затратами средств труда ТП рассчитанными на N лет, и годовыми затратами предметов труда TU. Суммарные затраты за весь срок действия средств труда

Т= Тп + N-СТж + Ти).

Производительность общественного труда оценивается путем сопоставления результатов трудового процесса: количества выпущенной продукции с суммарными трудовыми затратами, необходимыми для ее выпуска за некоторый интервал времени — срок службы машин N лет:

Ат = W/Т,

где АТ — производительность труда; W — выпущенная годная продукция; Т — суммарные трудовые затраты, необходимые для выпуска продукции.

Так как единовременные трудовые затраты на оборудование, здания и сооружения реализуются постепенно в течение срока службы, производительность труда определяется с учетом фактора времени, прежде всего сроков службы.

Определив суммарные затраты Т и выпуск продукции W за весь срок службы, легко определить среднегодовые затраты, которые наиболее широко приняты на практике.

Размерность производительности труда в обобщенном виде:

А_Т = [продукция/труд].

При практических расчетах размерность производительности труда зависит от того, в каких единицах исчисляются выпущенная продукция и трудовые затраты.

Выпущенная годная продукция измеряется либо в физических величинах (штуки, единицы длины, массы, объема и др.), либо в стоимостном выражении (рубли). Суммарные трудовые затраты выражаются либо в единицах абстрактного труда (человекочасы, человекодни и т.п.), либо в денежном выражении (рубли). В соответствии с этим при расчетах производительность труда может иметь различную размерность, например: [шт./чел.-ч.].

Количество выпущенной продукции зависит от того, сколько лет работает оборудование при постоянной производительности оборудования W = Q_rN, где Q_r — годовой фактический выпуск продукции.

Подставляя значение W и Т в приведенную выше формулу, получаем

A - Qr •^N

Tn + N(Tu + Тж ) .

Проанализируем полученную зависимость графически, выразив W, Т и А_Т в функции сроков службы N (рис. 4). Здесь N — не текущее время эксплуатации машины, а возможные сроки службы как переменная величина, неизвестная в процессе проектирования. Анализ производительности труда АТ в функции сроков службы N показывает ее переменный характер даже при неизменных технико­экономических характеристиках (производительность машин, их надежность, степень автоматизации и эксплуатационные затраты).

Уровень производительности труда при малых сроках службы относительно невысок, поскольку на сравнительно малый объем выпущенной за это время продукции требуются значительные затраты на средства производства. С ростом сроков службы производительность труда увеличивается, так как единовременные затраты овеществленного труда Т_П раскладываются в этом случае на больший объем выпущенной продукции.

Рис. 4. Зависимости выпущенной продукции W, эксплуатационных затрат Т и производительности труда АТ в относительных единицах от сроков службы при неизменных эксплуатационных характеристиках

Графики, представленные на рис. 4, справедливы для случаев, когда эксплуатационные показатели машин — количество выпущенной продукции Q_ri и эксплуатационные затраты (TU + Т_ж ) i — являются неизменными во времени и от длительности эксплуатации не зависят. В общем случае это не всегда справедливо, потому что в процессе эксплуатации всегда действуют необратимые факторы: с одной стороны, освоения, отработки технологии, повышения квалификации обслуживающих рабочих, с другой — старения машин вследствие износа, потери жесткости и геометрической точности узлов, накопления усталостных напряжений и т.д.

В качестве примера на рис. 5 приведены зависимости годового выпуска и годовых эксплуатационных затрат от длительности эксплуатации для токарно-револьверных автоматов. Как видно, производительность сохраняется на относительно стабильном уровне лишь в течение 7...9 лет, после чего следует ее монотонное снижение. Годовые эксплуатационные затраты, наоборот, изменяют тенденцию к возрастанию, главным образом, за счет увеличения затрат на ремонт и межремонтное обслуживание.

Следовательно, зависимость суммарного выпуска продукции W и суммарных затрат Т от сроков службы носит не прямолинейный, а более сложный характер (рис. 6). На рисунке показаны

графики W и T при условии сохранения показателей первого года эксплуатации на неизменном уровне, т.е.

W = Qri -N; T = Tn +N(Tui + Т_Ж1)

Заштрихованные зоны показывают величину ошибки суммарных значений W и Т при допущении о неизменном характере эксплуатационных показателей для токарно-револьверных автоматов.

13 5 8 11 16 годы 1 3 5 8 11 16 годы

Рис. 6. Эксплуатационные характеристики токарных одношпиндельных автоматов на различных стадиях эксплуатации: а — годовой выпуск продукции; б — годовые затраты труда (с разделением по категориям)

На рис. 7 приведены графики зависимости производительности труда от сроков службы при эксплуатации токарно-револьверных автоматов при переменных эксплуатационных показателях.

Автоматизация производственных процессов является средством, которое позволяет решать задачу повышения производительности труда.

Для оценки прогрессивности новой техники, в том числе автоматов и автоматических линий, необходимо по уровню производительности труда сравнить различные варианты. Затем необходимо сравнить внедряемый вариант с действующим в производстве (базовым вариантом) и дать заключение о целесообразности его внедрения.

Рис. 7. Изменение суммарного выпуска продукции Т и суммарных эксплуатационных затрат во времени при переменных эксплуатационных показателях Q_ri и (Тг+Т_ж)

Рис. 8. Изменение производительности труда в зависимости от сроков службы токарно­револьверных автоматов: 1 — при постоянных эксплуатационных показателях; 2 — при переменных эксплуатационных показателях

Предпочтение следует отдать варианту, который обеспечивает наибольший рост производительности труда и гарантирует выполнение планируемых темпов ее роста на весь срок службы машины:

X = Ati/ At2,

где X — коэффициент роста производительности труда при сравнении двух технических вариантов; AT1 — производительность труда, которую обеспечивает исходный вариант техники; AT2 — производительность труда второго, сравниваемого с исходным, варианта техники.

Сравнение различных вариантов техники позволяет определить их прогрессивность, оценить ее аналитически. Например, если существующая техника обеспечивает производительность труда AT1 = 25 шт./чел.-ч, а новая техника AT2 - 100 шт./чел.-ч, то X = AT1/ AT2 = 100:25 = 4, т.е. внедрение новой техники обеспечивает рост производительности труда в 4 раза.

На рис. 9 приведены графики производительности труда во времени для двух проектируемых вариантов новой техники, например поточной и автоматической линии при условии, что оба варианта новой техники вводятся в действие одновременно и имеют одинаковые сроки службы.

Так как автоматическая линия более дорогостоящая, чем поточная (ст > 1), то при малых сроках службы производительность общественного труда на поточной линии AT1 выше, чем на автоматической AT2 поэтому и коэффициент роста производительности труда меньше единицы. Однако автоматическая линия благодаря высокой производительности (ф > 1) и малому количеству обслуживающих рабочих (е > 1) имеет более низкие эксплуатационные затраты при выпуске продукции, поэтому при длительных сроках службы уровень производительности труда на автоматической линии выше (X > 1).

Рис. 9. Изменение производительности труда во времени поточной (AT1) и автоматической (AT2) линий, одновременно вводящихся в эксплуатацию и имеющих одинаковые сроки службы

Следовательно, если сроки службы автоматической линии меньше некоторой минимальной величины (N < NM), целесообразнее строить поточную линию, как более дешевую, несмотря на большие эксплуатационные расходы. И наоборот, автоматическая линия выгоднее, если предполагаемые сроки ее службы достаточно велики (N > NM).

Характерным для современного этапа развития техники, в первую очередь для автоматизации производственных процессов, является рост производительности средств производства, увеличение их стоимости и сокращение числа людей, непосредственно занятых обслуживанием машин. Изменение текущих затрат прошлого труда на единицу изделия зависит от характера производственного процесса и может находиться в широких пределах.

На рис. 10 показана диаграмма зависимости производительности труда при эксплуатации машины от сроков службы при условии, что она внедрена R лет тому назад (R = 15). К моменту, принятому за начало отсчета календарного времени (N = 0), она обеспечила уровень производительности труда AT0. Если машина и дальше эксплуатируется в течение времени N + R, то производительность труда AT будет несколько выше.

Рис. 10. Зависимость производительности труда при эксплуатации изделия, внедренного R лет назад, от срока службы

Так как целью расчета и анализа является определение целесообразности замены действующего оборудования, т.е. ограничение его сроков службы величиной R, производительность общественного труда при внедрении возможных вариантов новой техники сравнивается с достигнутой величиной A_T0, от которой исчисляются и плановые темпы роста производительности труда.

На рис. 11 показана диаграмма роста производительности труда во времени для различных вариантов производства при условии, что все взаимозаменяемые варианты, как новые, так и действующие, имеют сроки службы еще N лет.

Рис. 11. Графики роста производительности труда во времени для различных вариантов производства

Кривая Х1 характеризует рост производительности труда лучшей существующей техники по сравнению со средним уровнем производства в настоящее время. Как видно, лучшая существующая техника обеспечивает более высокий уровень производительности труда, однако с удлинением сроков службы темпы роста постепенно замедляются. Не остается неизменной и производительность труда того варианта техники, который характеризует средний уровень производства AT0, если это оборудование эксплуатируется еще N лет дополнительно к R годам (кривая Х0).

Кривая Хд показывает рост производительности труда новой техники, которая будет внедрена через L = 2 года. При малых сроках службы эта производительность труда ниже, чем у лучшей существующей техники и техники среднего уровня в настоящее время, однако при достаточно длительных сроках службы новая техника реализует свои возможности и обеспечивает значительные темпы роста производительности труда. Как видно, при увеличении сроков службы производительность труда любого варианта производства, постепенно повышаясь, стремится к определенному пределу Xmax. Величина Xmax определяется технико-экономическими показателями новой техники: ростом производительности, сокращением числа обслуживающих рабочих, экономичностью машин в эксплуатации. Если новая техника имеет низкий потенциал роста производительности труда, она не может быть прогрессивной.