О НЕОБХОДИМОСТИ НОВОЙ КЛАССИФИКАЦИИ
ТИПОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
(«Справочник. Инженерный Журнал», 2005, №10)
Развитие машиностроительного производства, особенно проявившееся в последние годы, как в создании новых существенно новых технических средств, так и в появлении новых стратегий построения производственных систем, привело к тому, что многие фундаментальные принципы и понятия, используемые при его описании, перестают полностью соответствовать действительности. Это явление присуще любым реальным системам, в которых происходят существенные изменения, и всякий раз приводит к сложному процессу переосмысления еще недавно казавшихся вечными теоретических основ и практических рекомендаций.
Так, общепризнанно актуальной является в наши дни проблема выработки новых норм времени, как для выполнения технологических операций, так и для этапов подготовки производства. В этом нет ничего еретического, либо неуважительного по отношению к классикам, участвовавшим в создании норм: они устарели, поскольку не устареть не могли. Однако проблема более глубока, поскольку прогресс машиностроительного производства существенно вышел за рамки, внутри которых можно было бы ограничиться только лишь огромной, но по большей части механической работой по выработке новых норм. Новое состояние машиностроительного производства требует пересмотра основ его описания, а затем уже – выработки новых практических рекомендаций, соответствующих новым основам. Разумеется, пересмотр не означает полного отказа от существующих понятий и принципов; как и в любой развивающейся науке, новые определения и новые теории должны включать в себя предыдущие в качестве частных случаев, либо расширять их в соответствии с расширением и усложнением предметной области.
Одним из фундаментальных понятий, используемых при проектировании производственных и технологических процессов и систем, является понятие «тип производства». С давних времен известно разделение производства на массовое, единичное и серийное, позже получившее внутреннее подразделение. Классификация эта вполне соответствовала времени своего создания и совершенно не соответствует времени нынешнему, что является практически общепризнанным. В современных трудах, посвященных проектированию и реконструкции промышленных предприятий, часто делается оговорка о том, что «традиционно выделяются типы производства». И в то же самое время ведутся поиски новой классификации.
Одно из распространенных мнений состоит в том, что все производство теперь стало серийным. Другая точка зрения предлагает разделять производственные системы на два типа: гибкие и негибкие. Встречаются и другие предложения о введении новых классификационных признаков, в том числе - таких, как масштабность производства и его планируемость. Общим во всех этих (и других) гипотезах является то, что тип производства по-прежнему предлагается идентифицировать каким-либо одним признаком и называть одним словом. Главная причина тому – традиционность и «привычность» подобного подхода. Между тем, современное машиностроение и промышленное производство в целом гораздо более разнообразны, чем это было во времена, когда создавалась доныне существующая классификация. И верность традициям уже не может быть решающим аргументом в пользу сохранения подобной однокритериальности.
Даже в наименовании резца может присутствовать более пяти признаков, производство же есть объект гораздо более сложный, чем резец. Можно признать, что современные производственные системы одним параметром однозначно классифицированы быть не могут.
Признав возможность многопараметрической классификации типов производства, следует выделить основные и дополнительные классификационные признаки. Строго говоря – разделить классификационные признаки на основные и дополнительные, поскольку они известны и постоянно используются в научно-технической литературе.
Для выбора основных классификационных признаков можно сформулировать следующие критерии:
- Основных признаков не должно быть слишком много, дабы не создавать путаницы, неоднозначности и внутренней противоречивости классификации.
- Основные признаки не должны находиться в явной функциональной или тесной корреляционной зависимости.
- Основные признаки должны быть достоверно определяемы на ранних этапах проектирования производственных систем.
- Основные признаки должны давать максимально полное представление о целях проектируемого производства, а не быть характеристиками применяемого оборудования или организационных форм.
- Основные признаки должны быть применимы для любой из существующих или проектируемых производственных систем, в отличие от признаков дополнительных, которые определяют требования специфические, предъявляемые в особых случаях.
В целом, представляется разумным использовать в качестве критериев целевые свойства производственных систем, которых не может быть очень много.
Предлагается выделить четыре основных классификационных признака производственных систем:
1. Масштабность производства
2. Номенклатурность производства
3. Переналаживаемость производства
4. Предсказуемость производства.
Первые два признака очевидны: безусловно, предприятия, производящие тысячу или миллион единиц одной и той же продукции в год, будут существенно различны между собой, как по применяемому оборудованию, так и по организации производства. Равно как по-разному будут устроены предприятия, производящие какое-либо одно изделие и множество изделий. При этом многономенклатурность сама по себе совершенно не означает маломасштабности, а однономенклатурность - крупномасштабности. Наибольшее число предприятий, существующих в наши дни в промышленно развитых странах, - это небольшие предприятия, специализирующиеся на производстве и поставке ограниченной номенклатуры изделий или комплектующих, как непосредственно на рынок, так и для крупных компаний, которые все более и более стремятся оставить за собственными подразделениями только функции работы на рынке, проектирования и общей сборки. Обе данные разновидности производственных систем очень плохо укладываются в традиционную классификацию типов производства.
Третьим классификационным признаком производственной системы может быть ее переналаживаемость. В самом деле, предприятие может производить большую номенклатуру изделий в больших масштабах, но при этом на каждом рабочем месте в течение года будет выполняться одна и та же операция (именно для этого признака лучше всего подходит «классический» критерий – коэффициент закрепления операций, в то время как заменяющие его таблицы зависимости типа производства от количества выпускаемых изделий говорят о масштабности производства, а не о его переналаживаемости). Производство может быть многономенклатурным и малопереналаживаемым, равно как малономенклатурным и часто переналаживаемым. От этого существенно зависят размеры предприятия, количество работников, типы и количество оборудования, организационные формы и структурно-компоновочные решения.
Четвертый основной отличительный признак производства – его предсказуемость. Существуют предприятия, в которых производственные программы известны на несколько лет вперед, а постановка на производство новой продукции занимает месяцы или даже годы. Другая крайность – предприятия, работающие по внешним, плохо предсказуемым заказам. Подобные производства получили развитие не так давно, чему способствовали успехи в автоматизации технической подготовки производства и появление оборудования, сочетающего широкие технологические возможности с высокой производительностью. Вот пример постановки задач производства запасных частей для определенной области машиностроения (взято из реального разговора с руководителями предприятия): «нам известно около двух тысяч возможных деталей, каждый заказчик может принести чертеж совсем неизвестный, потребности их определяются поломками оборудования, а потому совершенно не предсказуемы, утром мы в точности не знаем, что именно придется делать вечером; при этом любой заказ мы обязаны выполнить в течение трех дней, иначе заказчики уйдут к конкурентам». Наличие конкуренции и значительное увеличение номенклатуры выпускаемых изделий существенно снижают «среднестатистический» уровень предсказуемости современного производства. Данный признак очень важен, поскольку от него в огромной степени зависит соотношение времени, затрачиваемого на собственно производство и на его подготовку. В целом, ввиду несомненного увеличения номенклатуры выпускаемых изделий и связанного с этим отсутствия возможности в большинстве отраслей машиностроения поддерживать непереналаживаемые производства, особое внимание в настоящее время должно уделяться проблемам сокращения времени подготовки производства и времени переналадок.
Предлагаемая классификация включает в себя в качестве частных случаев предыдущую. Так, «классическое» массовое производство времен Генри Форда можно определить как крупномасштабное, многономенклатурное, редко переналаживаемое и хорошо предсказуемое[1]. Производство единичное – как маломасштабное, средненоменклатурное, часто переналаживаемое и плохо предсказуемое. Безусловно, в рамках одного предприятия могут существовать подразделения с разным типом производства.
Кроме основных классификационных признаков могут быть предложены дополнительные, относящиеся к более частным примерам производственных систем. В отличие от основных признаков, дополнительные можно не указывать в тех случаях, когда они не являются существенными. Так, одним из дополнительных классификационных признаков может служить сложность выпускаемых изделий. Данное свойство, обычно хорошо известное еще на этапе проектирования, существенно влияет и на применяемое оборудование и на организацию производственного процесса, однако не является существенным для всех возможных производств. Это же относится (например) к опасности производства и его секретности.
К дополнительным признакам может быть отнесена перестраиваемость производства – способность производственной системы переходить на выпуск существенно иной номенклатуры продукции. В случаях, когда подобный переход не осуществляется по схеме «полностью снести и построить заново», перестраиваемость необходимо учитывать еще при проектировании предыдущего производства, что влияет на проектные решения и влечет за собой дополнительные затраты. Особый случай перестраиваемости – предприятия двойного назначения, для них этот признак является одним из главных.
Среди важнейших дополнительных признаков – модифицируемость производства, то есть – способность производственной системы выпускать различные модификации изделий в рамках номенклатуры. Безусловно, современный рынок промышленной продукции требует от производителей выпуска все большего числа модификаций изделий. Тем не менее, вопрос о необходимом уровне модифицируемости производственных систем не имеет столь однозначного ответа, как это подчас принято полагать. Причина тому известна: модифицируемость – очень дорогостоящий признак.
Особый разговор – о гибкости. Как и всякий термин, используемый в рекламно-агитационных целях, понятие гибкости требует осторожного подхода. Гибкость можно определить как способность технологической или производственной системы приспосабливаться к изменению задач, не выходящему за некоторые, заранее определенные рамки. Свойство это, природой данное человеку, очень трудно достижимо в автоматических и автоматизированных системах.
Человек, стоящий у сборочного конвейера, без существенной переналадки способен завернуть в один автомобиль ржавый винт, а в другой – хромированный. Но гибкость даже здесь не означает вседозволенности: она требует взаимозаменяемости винтов и наличия инструкций для человека.
Современный токарный автомат с ЧПУ способен обрабатывать разные детали в пределах одного прутка, если ему позволяет это сделать инструментальная наладка и заставляет это делать программа. В целом, гибкость технологической или производственной системы – не есть ее целевое свойство, гибкость – есть один из способов достижения цели, особенно полезный в тех производственных условиях, которые характерны для настоящего времени – многономенклатурности и плохой предсказуемости.
Необходимость пересмотра классификации типов производства не относится к области умозрительных рассуждений. Существующие принципы заложены в нормативы, используемые при проектировании и реконструкции производств, а также – в мировоззрение множества людей. Безусловно, нынешнее состояние машиностроительного производства существенно отличается от того, в эпоху которого формулировалась существующая классификация и составлялись существующие нормативы, и потому эта проблема весьма актуальна.
[1] Многономенклатурным данное производство будет в случае, когда большинство деталей производится на том же предприятии, где осуществляется общая сборка; примером крупномасштабного малономенклатурного производства может служить производство патронов и гильз, либо автомобильный завод, на котором производят только сборку