Материал: АТП_лекции

(труда, материалов, энергии); более высокое и стабильное качество продукции; сокращение периода времени от начала проектирования до получения изделия; возможность расширения производства без увеличения трудовых ресурсов.

Автоматизация производства позволяет более экономично использовать труд, материалы, энергию. Автоматическое планирование и оперативное управление производством обеспечивают оптимальные организационные решения, сокращают запасы незавершенного производства. Автоматическое регулирование процесса предотвращает потери вследствие поломок инструментов и вынужденных простоев оборудования. Автоматизация проектирования и изготовления продукции с использованием ЭВМ позволяет значительно сократить число бумажных документов (чертежей, схем, графиков, описания и др.), необходимых в неавтоматизированном производстве, составление, хранение, передача и использование которых занимает много времени.

Автоматизированное производство нуждается в более квалифицированном, технически грамотном обслуживании. При этом значительно меняется сам характер труда, связанного с наладкой, ремонтом, программированием и организацией работ в автоматизированном производстве. Эта работа требует более глубоких и разносторонних знаний, более разнообразна и интересна.

От уровня развития производства зависит прогресс всех отраслей промышленности. Поэтому повышению эффективности производства и уровня автоматизации производства должна отводиться приоритетная роль.

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.

2. Основные 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 Тж за счет сокращения числа рабочих, непосредственно занятых в процессе производства (путь ё). Это 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 ё человек.

Реализацию пути е можно иллюстрировать следующим образом: за базу принята поточная линия, скомпонованная из станков, обслуживаемых операторами (рис. 12, а). 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.

Рис. 12. Схемы: а — поточной линии с операторами; б — автоматической линии; Q — общее

число станков

Таким образом, оснащение станков поточной линии автооператорами, введение автоматических транспортных устройств и системы управления позволяет создать автоматическую линию (рис. 12, б). 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 Тж / Z. Следовательно, общая экономия живого труда рабочих-операторов