Время такта один из ключевых принципов бережливого производства. Время такта задает скорость работы производства, которая должна точно соответствовать имеющемуся спросу. Время такта в производстве аналогично частоте ударов сердца человека. Время такта является одним из трех элементов системы точно вовремя (наряду с поточным производством и вытягивающей системой), который обеспечивает равномерную загруженность работой и определяет узкие места. Для проектирования производственных ячеек, сборочных конвейеров и создания бережливого производства, необходимо абсолютное понимание времени такта. В данной статье рассмотрены ситуации, в которых возможно искусственное увеличение или уменьшение времени такта.
Что такое время такта? Слово такт происходит от немецкого takt , что означает ритм или удар. Термин время такта связан с музыкальной терминологией и означает ритм, который задает дирижер, чтобы оркестр играл в унисон. В системе бережливого производства данное понятие используется, чтобы обеспечить темп производства со средней скоростью изменений уровня потребительского спроса. Время такта это не числовой показатель, который можно измерить, например, с помощью секундомера. Понятие времени такта необходимо отличать от понятия времени цикла (время выполнения одного операционного цикла). Время цикла может быть меньше, больше или быть равным времени такта. Когда время цикла каждой операции в процессе становится точно равно времени такта, возникает поток единичных изделий.
Существует следующая формула для вычисления:
Время такта = доступное производственное время (в день) / потребительский спрос (в день).
Время такта выражается в секундах на изделие, обозначая, что потребители покупают продукцию раз в определенный промежуток времени в секундах. Неправильно выражать время такта в изделиях в секунду. Задавая темп производства в соответствии со скоростью изменения уровня потребительского спроса, бережливые производители тем самым добиваются выполнения работы в срок и сокращения потерь и затрат.
Уменьшение времени такта. Цель определения времени такта работа в соответствии с потребительским спросом. Но что произойдет, если время такта будет искусственно уменьшено? Работа будет выполнена быстрее, чем требовалось, в результате чего возникнет перепроизводство и лишний запас. Если выполнение других задач недоступно, то рабочие будут терять время в ожиданиях. В какой ситуации оправдано такое действие?
Чтобы продемонстрировать подобную ситуацию, подсчитаем необходимую численность работников сборочного конвейера, на котором выполняется поток единичных изделий:
Численность группы = сумма значений времени цикла ручных операций / время такта.
Таким образом, если для процесса общее время цикла составляет 1293 с, то численность группы будет равна 3,74 человек (1293 с / 345 с).
Поскольку невозможно задействовать в работу 0,74 человека, число 3,74 необходимо округлить. Трех человек может оказаться недостаточно, чтобы обеспечить темп производства в соответствии с изменением потребительского спроса. В таком случае необходимо провести мероприятия по улучшению, чтобы сократить время цикла ручных операций и устранить потери в процессе.
Если же время цикла фиксировано, то возможно округление в бoльшую сторону за счет уменьшения времени такта. Время такта может быть уменьшено при уменьшении доступного производственного времени:
3,74 человек = 1293 с на изделие / (7,5 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей);
4 человека = 1293 с / (7 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей).
Привлекая к работе четырех человек, уменьшая время такта и производя такой же объем за меньшее время, загруженность работой группы равномерно распределена. Если эти четыре человека смогут обеспечить темп производства в соответствии с потребительским спросом за меньшее, чем обычно время, то необходимо будет произвести их ротацию или при- влечь к решению задач улучшения процесса.
Увеличение времени такта: правило 50 секунд. В приведенном примере мы показали, когда можно уменьшить время такта для повышения эффективности. Рассмотрим теперь случай, когда время такта следует увеличить.
Существует эмпирическое правило, согласно которому все повторяющиеся ручные операции должны иметь время цикла не менее 50 с (время от начала до начала). Например, работа сборочных конвейеров компанииToyota определяется временем такта 50 60 с. Если в компании необходимо увеличить объем производства на 5 15%, то вводят дополнительное время или в некоторых случаях используют несколько сборочных конвейеров, настроенных на большее время такта (например, две линии с временем такта 90 с вместо одной линии с временем такта 45 с).
Существуют четыре причины, определяющие важность правила 50 секунд.
- Производительность.
Если время такта составляет малую величину, то даже секунды, потраченные в результате лишних передвижений, оборачиваются большими потерями времени цикла. Потеря 3 с из 30 с времени цикла приводит к 10%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 60 с цикла к 5%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 300 с цикла только к 1%-ному и т. д. Поэтому если время такта является большей величиной (50 с и более), то это не будет значительной потерей производительности.
Использование одной сборочной линии с большим числом операторов, работающих за малое время такта (например, 14 с), позволяет сэкономить на затратах на инвестирование (число линий), но в результате появятся большие эксплуатационные расходы. По нашим наблюдениям, сборочные конвейеры, спроектированные на работу со скоростью 50 с и более, на 30% производительнее, чем линии с малым временем такта. - Безопасность и эргономика. Выполнение одних и тех же ручных операций в течение короткого промежутка времени может привести к усталости и боли в мышцах в результате повторяющейся нагрузки. Когда различные операции выполняются за большее время (например, за 60 с вместо 14 с), то мышцы перед началом повторного выполнения операции успевают восстановиться.
- Качество. Выполняя широкий круг обязанностей (например, пять операций вместо двух), каждый сотрудник сам становится внутренним потребителем каждой операции, кроме последней. Если работник выполняет пять операций, то это заставляет его уделять больше внимания качеству, так как неудовлетворительный результат при выполнении операции 3 отразится на выполнении операции 4 и, следовательно, не будет передан незамеченным на следующий этап.
- Отношение к выполняемой работе. Было отмечено, что работники испытывают большее удовлетворение от работы, повторяя выполнение операции, на- пример через каждые 54 с, а не 27 с. Людям нравится обучение новым навыкам, они меньше испытывают усталость при выполнении повторяющихся движений, но, главное сотрудники чувствуют, что они вносят свой личный вклад в создание продукта, а не просто выполняют механическую работу.
Время такта и инвестиции. Значимость правила 50 секунд можно проиллюстрировать на примере компании, занимающейся производством и сборкой насосов для промышленности. В процессе создания своего продукта компания использовала один длинный сборочный конвейер. В результате роста потребительского спроса и требований проведения дополнительных испытаний стало необходимым проектирование нового сборочного конвейера. На данном этапе компания решила применить принципы бережливого производства. Одним из первых шагов было определение времени такта.
Время такта для данного продукта 40 с было рассчитано исходя из наибольшего спроса. Учитывая правило 50 секунд, инженеры, ответственные за данный проект, приняли решение спроектировать либо один сборочный конвейер с временем такта 80 с, работающий в две смены, либо два конвейера с временем такта по 80 с, работающие в одну смену. Работы по проектированию сборочной линии были предложены нескольким машиностроительным компаниям. По их оценкам для проектирования одной линии требовалось от 280 до 450 тыс. долл. Разработка двух линий означало удвоение единиц оборудования и величины начального инвестиционного капитала. Однако, используя два конвейера, можно было настроить каждый из них на производство определенных видов продукции, что позволяет сделать производство более гибким. Кроме того, повышение производительности, удовлетворенности работников, сокращение затрат на безопасность и качество способны компенсировать затраты на проектирование дополнительной линии.
Таким образом, придерживаясь простого правила, согласно которому скорость выполнения любой ручной операции не должна быть меньше 50 с, можно избежать потерь. При проектировании процессов бережливого производства необходимо использовать метод 3P (Production Preparation Process) 1 и проводить тщательный анализ времени такта.
1 Метод проектирования процесса бережливого производства для нового продукта или коренной реорганизации процесса производства для существующего процесса в случаях значительного изменения конструкции изделия или спроса. Подробнее см.: Иллюстрированный глоссарий по бережливому производству / Под ред. Чета Марчвински и Джона Шука: Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс: CBSD, Центр развития деловых навыков, 2005. 123 с. Прим. ред.
По материалам статьи Job Miller, Know Your Takt Time
и книги Джеймса П. Вумека, Дэниела Т. Джонса Бережливое производство.
Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании.
М.: Альпина Бизнес Букс, 2004
подготовила В.А. Лутцева
Поточно-массовое создание характеризуется тем, что детали после обработки на одном станке либо рабочем месте сходу передаются для обработки на другое рабочее место по ходу технологического процесса. Перемещение деталей осуществляется с помощью сборочного потока, тележек, тельферов и т.п. При поточно-массовом производстве производят синхронизацию операций, т.е. время на каждую операцию принимают равным либо кратным такту.
Организация поточного производства связана с проведением ряда расчетов и предварительных работ. Начальным моментом при проектировании поточного производства является определение объема выпуска продукции и такта.
Такт — это просвет времени меж пуском (либо выпуском) 2-ух смежных изделий на полосы. Он определяется по последующей формуле (см. формула 1 в тексте).
Величина, оборотная такту, именуется темпом работы полосы. При организации поточного производства нужно обеспечить таковой темп, чтоб выполнить план по выпуску продукции. Ритм определяет число деталей, выпускаемых в единицу времени (см. формула 2 в тексте).
Общее прямоточное создание также характеризуется расположением оборудования в порядке последовательности технологического процесса. Но в отличие от поточно-массового производства время отдельных операций не синхронизировано меж собой, т.е. не всегда равно такту . Вследствие этого у рабочих мест с большой длительностью операций временами создаются припасы деталей и движение их от станка к станку происходит неритмично. Потому стремятся иметь поточно-массовое создание как более совершенную форму производства.
Что такое такт производства и как его определяют?
Поточно-массовое создание характеризуется тем, что детали после обработки на одном станке либо рабочем месте сходу передаются для обработки на другое рабочее место по ходу технологического процесса. Перемещение деталей осуществляется с помощью сборочного потока, тележек, тельферов и т.п. При поточно-массовом производстве производят синхронизацию операций, т.е. время на каждую операцию принимают равным либо кратным такту. Организация поточного...
Для условий серийного и мелкосерийного производства годовая программа выпуска изделия не выполняется вся сразу, а разбивается на партии. Партия деталей – это количество деталей, одновременно запускаемых в производство. Разбивка на партии объясняется тем, что заказчику часто не нужна сразу вся годовая программа, а необходимо равномерное поступление заказанных изделий. Другим фактором является уменьшение незавершенного производства: если необходимо собрать, например, 1000 редукторов, то изготовление 1000 валов №1 не позволит собрать ни одного редуктора до тех пор, пока не будет в наличии хотя бы одного комплекта.
Размер партии деталей влияет:
1. На производительность процесса и его себестоимость за счет доли времени подготовительно-заключительных работ (T п.з.) на одно изделие
t шт.-к. = t шт + T п.з. /n , (8.1)
где t шт.-к. - штучно-калькуляционное время на технологическую операцию; t шт – штучное время на технологическую операцию; n – размер партии деталей. Чем больше размер партии, тем меньше штучно-калькуляционное время на технологическую операцию.
Подготовительно-заключительное время (T п.з.) – это время для выполнения работ по подготовке к обработке деталей на рабочем месте. В это время входит:
1. время на получение задания у мастера участка (операционной карты с эскизом детали и описанием последовательности обработки);
2. время на ознакомление с заданием;
3. время на получение необходимых режущих и измерительных инструментов, технологической оснастки (например, трёхкулачкового самоцентрирующего или четырёхкулачкового не самоцентрирующего патрона, сверлильного патрона, жёсткого или вращающегося центра, неподвижного или подвижного люнета, цангового патрона с набором цанг и т.п.) в инструментальной кладовой;
4. время на доставку требуемых заготовок к рабочему месту (при нецентрализованной доставке заготовок);
5. время на установку на станке требуемых приспособлений и выверку их;
6. время на установку на станке требуемых режущих инструментов, настройку на требуемые размеры при обработке двух – трёх пробных деталей (при обработке партии деталей);
7. время на сдачу обработанных деталей;
8. время на уборку станка от стружки;
9. время на снятие приспособлений и режущих инструментов со станка (если не будут использоваться в следующей рабочей смене);
10. время на сдачу приспособлений, режущих и измерительных инструментов (которые не будут использоваться в следующей рабочей смене) в инструментальную кладовую.
Обычно подготовительно-заключительное время составляет от 10 до 40 минут в зависимости от точности и сложности обработки, сложности выверки приспособлений и настройки на размеры.
2. На величину площади цеха : чем больше партия, тем больше места требуется для складирования.
3. На себестоимость продукции через незавершенное производство : чем больше партия, тем больше незавершенное производство, тем выше себестоимость продукции. Чем больше стоимость материалов и полуфабрикатов, тем больше влияние незавершенного производства на себестоимость продукции.
Размер партии деталей рассчитывается по формуле
n = N ´ f / F , (8.2)
где n – размер партии деталей, шт.; N – годовая программа изготовления всех деталей всех групп, шт.; F – число рабочих дней в году; f – число дней запаса хранения деталей перед сборкой.
Таким образом, N /F – дневная программа выпуска, шт. Число дней запаса хранения деталей перед сборкой f = 2…12. Чем больше размеры детали (больше требуется места для хранения), чем дороже материал и изготовление (больше требуется денег, больше отдавать по кредитам), тем меньше устанавливается число дней запаса хранения деталей перед сборкой (f = 2..5). На практике f = 0,5…60 дней.
Для поточного производства характерным является такт запуска и такт выпуска
t з =F д m /N зап, (8.3)
где t з – такт запуска, F д m – действительный фонд времени оборудования для соответствующей сменности работы m , N зап – программа запуска заготовок.
Аналогично определяется и такт выпуска
t в =F д m /N вып, (8.4)
где N вып – программа выпуска деталей.
В связи с неизбежным появлением брака (от 0,05% до 3%) программа запуска должна быть больше программы выпуска на соответствующую долю.
В машиностроении различают три типа производств: массовое, серийное и единичное и два метода работы: поточный и непоточный .
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Основным признаком массового производства является не только количество выпускаемых изделий, но и выполнение на большинстве рабочих мест одной закрепленной за ними постоянно повторяющейся операции.
Программа выпуска в массовом производстве обусловливает возможность узкой специализации рабочих мест и расположения оборудования по ходу технологического процесса в виде поточных линий. Длительность операций на всех рабочих местах одинакова или кратна по времени и соответствует заданной производительности.
Такт выпуска — интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий. Он существенно влияет на построение технологического процесса, поскольку необходимо привести время каждой операции ко времени, равному или кратному такту, что достигается соответствующим расчленением технологического процесса на операции или дублированием оборудования для получения необходимой производительности.
Во избежание перебоев в работе поточной линии на рабочих местах предусматриваются межоперационные запасы (заделы) заготовок или деталей. Заделы обеспечивают непрерывность выпуска продукции при непредусмотренной остановке -отдельного оборудования.
Поточная организация производства обеспечивает значительное сокращение технологического цикла, межоперационных заде-, лов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования и резкое снижение трудоемкости и себестоимости изделий, простоту планирования и управления производством, возможность комплексной автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы уменьшаются оборотные фонды и значительно повышается оборачиваемость вложенных в производство средств.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и большим объемом выпуска.
В крупносерийном производстве широко применяют оборудование специального назначения и агрегатные станки. Оборудование располагается не по типам станков, а по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым технологическим процессом.
Среднесерийное производство занимает промежуточное положение между крупно- и мелкосерийным. На размер партии в серийном производстве влияют годовой выпуск изделий, длительность процесса обработки и наладки технологического оборудования. В мелкосерийном производстве размер партии обычно составляет несколько единиц, в среднесерийном — несколько десятков, в крупносерийном — несколько сотен деталей. В электромашиностроении и аппаратостроении слово «серия» имеет два значения, которые следует различать: ряд машин возрастающей мощности одного и того же назначения и количество одновременно запускаемых в производство однотипных машин или аппаратов. Мелкосерийное производство по своим технологическим особенностям приближается к единичному.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Характерным признаком единичного производства является осуществление на рабочих местах различных операций. Продукция единичного производства — машины и аппараты, которые изготовляются по отдельным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований. К ним относят также опытные образцы.
В единичном производстве выпускаются электрические машины и аппараты широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто в единичном экземпляре, поэтому оно должно быть универсальным и гибким для выполнения различных заданий. При единичном производстве применяют быстропереналаживаемое оборудование, которое позволяет переходить с изготовления одной продукции на другую с минимальной потерей времени. К такому оборудованию относят станки с программным управлением, автоматизированные склады, управляемые ЭВМ, гибкие автоматизированные ячейки, участки и т. д.
Универсальное оборудование в единичном производстве используют только на предприятиях, построенных ранее.
Некоторые технологические методы, возникшие в поточно-массовом производстве, применяют не только в серийном, но и единичном производстве. Этому способствуют унификация и стандартизация изделий, специализация производства.
Сборка электрических машин и аппаратов — заключительный технологический процесс, при котором отдельные детали и сборочные единицы соединяются в готовое изделие. Основными организационными формами сборки являются стационарная и подвижная.
При стационарной сборке изделие полностью собирается на одном рабочем месте. Все детали и узлы, требуемые для сборки, поступают на рабочее место. Эту сборку применяют в единичном и серийном производстве и выполняют концентрированным или дифференцированным способом. При концентрированном способе сборочный процесс не расчленяется на операции и всю сборку (от начала до конца) выполняет рабочий или бригада, а при дифференцированном способе сборочный процесс расчленяется на операции, каждую из которых выполняет рабочий или бригада.
При подвижной сборке изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Рабочие места оснащены необходимым сборочным инструментом и приспособлениями; на каждом из них, выполняется одна операция. Подвижная форма сборки применяется в крупносерийном и массовом производстве и осуществляется только дифференцированным способом. Такая форма сборки более прогрессивна, поскольку позволяет специализировать сборщиков на определенных операциях, в результате чего повышается производительность труда.
В процессе производства объект сборки должен последовательно переходить от одного рабочего места к другому по потоку (такое движение собираемого изделия обычно осуществляется конвейерами). Непрерывность процесса при поточной сборке достигается благодаря равенству или кратности времени выполнения операций на всех рабочих местах линии сборки, т. е. длительность любой сборочной операции на линии сборки должна быть равна или кратна такту выпуска.
Такт сборки на конвейере является планирующим началом для организации работы не только сборочного, но и всех заготовительных и вспомогательных цехов завода.
При широкой номенклатуре и небольших количествах выпускаемых изделий необходимы частые перенастройки оборудования, которые снижают его производительность. Для снижения трудоемкости выпускаемых изделий в последние годы на базе автоматизированного оборудования и электроники разрабатываются гибкие автоматизированные производственные системы (ГАПС), позволяющие изготовлять отдельные детали и изделия различного исполнения без перенастройки оборудования. Количество изделий, выпускаемых на ГАПС, задается при ее разработке.
В зависимости от конструкций и габаритных размеров электрических машин и аппаратов требуются различные технологические процессы сборки . Выбор технологического процесса сборки, порядка следования операций и оборудования определяется конструкцией, объемом выпуска и степенью унификации их, а также конкретными условиями, имеющимися на заводе.
