Инжиниринг

Управление комплексной модернизацией производства инновационных машиностроительных предприятий

Борис Големенцев, зам. генерального конструктора по производству ОАО ОКБ «Новатор». Выступление на тверском инновационном форуме «Умное производство-2010»
11 января 2011

В последнее время внимание многих исследователей российского машиностроения обращено на проблемы эффективного управления производством инновационных предприятий. Причины такого явления допустимо разделить на две категории, одну из которых назовем субъективной, обусловленной спецификой переживаемого страной периода, а вторую – объективной, вызванной технической революцией, проходящей в сфере производства средств производства.

Возвращение отечественной промышленности в мировую финансово-экономическую систему создало принципиально новое экономическое и производственное пространство. Однако при этом вскрылись проблемы, которые препятствуют широкомасштабному выходу отечественной промышленности на рынок реализации.

Оставив вне нашего внимания вопросы соответствия технических характеристик выпускаемой отечественной промышленностью продукции требованиям рынка реализации, возьмем на себя смелость заявить, что конкурентоспособность продукции целиком зависит от цены реализации, которая неразрывно связана с уровнем затрат на ее производство.

Уровень затрат в основном определяется двумя факторами:

  • эффективностью процесса производства;
  • уровнем оплаты труда участников процесса производства.

Прежде чем разбираться в проблемах эффективности производства, введем понятие «производство продукции».

Производство продукции – процесс преобразования исходных материалов в конечный продукт с использованием продуктов и услуг.

Поясним это понятие на примере производства гвоздей: взяли кусок проволоки (исходный материал) и на гвоздильном автомате, с использованием электроэнергии, инструмента и пр. (продукты) и труда рабочего (услуга) получили конечный продукт (гвозди). Представим гипотетическую матрицу формирования величины себестоимости производства гвоздей (Рис. 1).

В формировании величины себестоимости производитель находится в области двухсторонних ограничений: определенная рынком стоимость продуктов и услуг на «входе» процесса и стоимость товара, тесно увязанная с величиной себестоимости, на выходе процесса. В этих условиях единственная возможность повлиять на величину себестоимости – управление параметрами «расход продукта, услуги».

Говоря об эффективном производстве, можно смело подразумевать оптимальное управление именно этим параметром. Обеспечить эффективность производства можно только сочетанием современного уровня управления производством, технологического обеспечения с использованием современного оборудования.

В 1933 году на открытии Уралмашзавода С. Орджоникидзе произнес слова, которые не потеряли актуальности и сегодня: «Успеха добьется тот, у кого лучшие машины, лучшие технологии и лучшая организация производства».

Остановимся еще на одном аспекте проблемы, предопределяющей необходимость модернизации производства – прогресс в создании средств производства, обусловленный развитием вычислительной техники и точной механики.

Применительно к области обработки металлов резанием отметим появление буквально на наших глазах станков, несоизмеримо повышающих производительность труда рабочего. Наиболее развитые промышленные предприятия проводят обновление основных фондов в среднем раз в пять лет и отнюдь не по причине физического износа оборудования. Сегодня на первый план вышла проблема морального старения оборудования, что увеличивает долю оплаты труда рабочего в единице продукции. Это явление экономически нецелесообразное. Принципиально иное оборудование неизменно требует изменения «среды обитания», что является побудительным фактором к проведению структурных изменений в сфере производства.

Таким образом, модернизация производства перешла из категории одноразовых процедур в категорию циклических явлений. В этих условиях для отечественной экономической науки особую актуальность приобретает проблема разработки методических подходов и методик процесса модернизации управленческой среды, обеспечивающей эффективное функционирование производства, насыщенного современной техникой.

Все вышесказанное в полном объеме относится к отечественной промышленности, но к этому добавляется национальный аспект проблемы.

Необходимо признать, что система хозяйствования в государстве ушла от плановой экономики, но при этом подавляющее большинство машиностроительных предприятий продолжают жить по нормативам советского времени, пытаясь как-то приспособить ранее существующие правила управления предприятия к современным условиям. Приведенные обстоятельства не позволяют создать эффективную систему управления производством. В этих условиях мы просто обязаны провести модернизацию производства как разовую меру, обеспечивающую адаптацию промышленности к новым условиям хозяйствования.

Модернизация производства

Представим производство системой, состоящей из двух составляющих. Первую назовем системой управления (или управляющим органом) и отнесем к ней всех фигурантов, управляющих в том или ином виде процессом производства продукции. По этой логике в начале системы находится руководитель производства, а замыкает этот строй рабочий, выполняющий работу на станке. Машины, непосредственно изготавливающие продукцию, назовем объектом управления. Исходя из этих посылок, процедуры, улучшающие характеристики управляющего органа, назовем управленческой модернизацией, процедуры с оборудованием назовем технологической модернизацией, а суммарный процесс перевода производства на более высокий уровень назовем процедурой комплексной модернизации производства (КМП).

Побудительные мотивы КМП:

  • увеличение объема выпуска продукции с целью удовлетворения возросших потребностей рынка сбыта либо обеспечение выполнения контрактных обязательств предприятия;
  • сокращение уровня затрат на производимую продукцию;
  • повышение быстродействия производства, что позволит сократить время вывода на рынок инновационного продукта;
  • создание опытно-серийного производства (ОСП) на базе опытных производств Научно-производственных объединений (НПО) советской промышленности.

Остановимся более подробно на этом аспекте проблемы.

В состав НПО входили проектирующие подразделения, имеющие опытное производство и серийное производство. Опытное производство имело свою производственную базу, но не создавало товарную продукцию, а изготавливало только экспериментальные образцы техники, решая сугубо конструкторские задачи. Такая структура предприятий была особо распространена в сфере ВПК.

В начале девяностых годов прошлого века проектирующие подразделения вышли из состава НПО и образовали самостоятельные предприятия, имеющие собственное производство. В то же время произошло резкое сокращение оборонного заказа, что позволило опытному производству наряду с экспериментальной продукцией изготавливать еще и серийную. Принципиальное отличие НПО от производств заключается в том, что экспериментальная и серийная продукция изготавливается на одном и том же оборудовании. Это обстоятельство вызывает специальные требования к производству в части возможности перехода на выпуск иной продукции.

Исходными материалами, определяющими процесс КМП, являются:

  • комплект конструкторской документации на изготавливаемую продукцию;
  • плановые задания по выпуску продукции, включая выпуск новой продукции;
  • результаты технического аудита.

Применительно к отечественной промышленности, приведенный перечень необходимо дополнить результатами технического состояния имеющегося оборудования, в результате которого будут определены фактические возможности производства.

К сожалению, сложилась ситуация, когда предприятие понимает, что делать (имеется комплект конструкторской документации), но совсем не знает планов по выпуску продукции. В этом случае процедура КМП превращается в никчемное занятие, которое ничем, кроме неоправданной траты денег, не заканчивается.

Методология решения задачи комплексной модернизации производства

В основе предлагаемой методологии лежит объектно-ориентированный метод поиска решения. В качестве объекта в зависимости от поставленной цели может выступать конкретная деталь, вид оборудования, рабочий и т.д. Переход от глобальных характеристик объекта производства к набору элементарных процессов осуществляется методом функциональной декомпозиции (На Рис. 2 графически изображен этот процесс). После этой процедуры получаем набор технико-экономических расходных характеристик конкретной детали. Приведенная на Рис. 2 таблица является основой электронной базы данных производства (ГБДП).

Группирующий параметр по сути своей является объектом наших управленческих решений, направленных на реализацию основной задачи производства. Функциональная декомпозиция производственного процесса доводит нас до основной производящей единицы, коей является средство производства (СП) (станок). Идеальные характеристики конкретного типа оборудования являются ограничительным фактором производства конкретной детали, а переход к совокупности деталей, составляющих изделие, позволяет говорить о характеристиках оборудования как об ограничителе возможностей производства.

Идеальной математической моделью станка будем считать конкретный тип машины, изготавливающей продукцию по разработанной технологии с максимально возможной производительностью. Более просто – потери времени по вине оборудования при изготовлении продукции сведены к нулю. То есть вся цепочка управления, включая непосредственного исполнителя – рабочего, обязана обеспечить бесперебойную работу оборудования, что и является конечной целью процедуры управленческой модернизации.

Комплекс «оператор + количество обслуживаемых станков» назовем «группа обслуживания оборудования». Количество обслуживаемых станков (Км) назовем коэффициентом многостаночного обслуживания.

Анатомия элементарного производственного процесса. Определим объем задач, которые должен выполнить ЭПП:

  • изготовить заданное количество деталей;
  • обеспечить уровень затрат на изготовление детали не превышающий заданный норматив;
  • «заработать» средства на приобретение оборудования-заместителя, которое обеспечит снижение трудоемкости изготовления детали.

При этом все участники процесса должны иметь заработную плату на уровне средней по региону + добавка за «привлекательность» предприятия.

Параметры, влияющие на выполнение этих требований (применительно к конкретной детали), приведены в таблице (Рис. 3), которая является логическим продолжением двух предыдущих таблиц.

* Выведем формулу расчета величины отчисления через параметр 

Кбк; Кп – коэффициенты, учитывающие кредиты банка и налог на прибыль

– Количество деталей, которое возможно изготовить за отчетный период 

Затраты на изготовление детали: 

Определим количество часов (R) работы станка в месяц, необходимых для выполнения программы по выпуску продукции предприятием. По-прежнему расчеты будем вести на примере партии одной детали, состоящей из N штук.

Определим потребное количество оборудования (Z) для выполнения месячной программы по рассматриваемой детали Z = R /170*Ксм.

Ксм = 1.2 или 3 – коэффициент сменности использования оборудования. 170 – среднее количество рабочих часов в месяце при односменной работе. Увеличение коэффициента Кс сокращает потребное количество оборудования на предприятии и сокращает долю оплаты труда в себестоимости продукции. Увеличение коэффициента Ксм от 1 до 3 пропорционально уменьшает потребное количество оборудования.

Процедура комплексной модернизации производства

Процедура комплексной модернизации производства есть система мероприятий, направленных на перевод производства на более высокий уровень эффективности.

Сама по себе процедура КМП требует привлечения больших денежных средств, что требует тщательной проработки управленческих решений, а также минимизации сроков ее проведения.

В предыдущем разделе КМП условно разделена на две составляющие:

  • управленческая модернизация;
  • технологическая модернизация.

Проведем четкую границу между этими составляющими, что позволит избежать взаимовлияния управления и оборудования при выборе предпочтительной стратегии проведения процедуры КМП.

К области управленческой модернизации отнесем управленческие и технологические проблемы. Отсюда венцом подготовительного этапа будем считать разработку технического задания на действия с оборудованием, включая задания на приобретение материальных ценностей (оборудование, программный продукт и т.п.).

К области технологической модернизации отнесем действия над существующим оборудование (реструктуризация), дающие более эффективные способы его использования либо приобретение нового (техническое перевооружение). Финалом этого этапа является ввод оборудования в эксплуатацию.

Предлагаемый подход к проблеме определяет последовательность процедур КМП: управленческая модернизация, реструктуризация, техническое перевооружение. Остановимся на стратегии процедуры комплексной модернизации производства.

Любому руководителю всегда хочется «все и сразу», но в этом случае неизбежно происходит распыление средств, и практический результат заставляет себя ждать достаточно долго. Возможен вариант лоскутной процедуры, когда выбираются и «расшиваются» узкие места. На языке теории оптимальных систем это явление называется поиском локального оптимума. Такой подход дает быструю отдачу вложенных средств, но когда мы перейдем к рассмотрению производства как большой системы, окажется, что принятые нами управленческие решения по отдельным направлениям будут противоречить друг другу.

Теория оптимальных систем в таком случае говорит, что оптимумы локальных систем не обеспечивают оптимум большой системы. Перейдем к выбору практического пути комплексной модернизации производства. Последовательность процедур изображена на Рис. 4. На этом же рисунке обозначена процедура аудита, результаты которого входят в состав исходных данных, определяющих весь ход процесса КМП.

Технологический аудит позволяет определить фактическую способность оборудования обеспечивать выполнение планового задания. Результатом технологического аудита станет разделение оборудования на категории.

Категория:

  • первая – оборудование безусловно работоспособное и соответствует современным технологическим требованиям;
  • вторая – оборудование безусловно работоспособное, но не соответствует технологическим требованиям;
  • третья – оборудование может быть переведено в первую категорию при соответствующем восстановительном ремонте;
  • четвертая – оборудование может быть переведено во вторую категорию при соответствующем восстановительном ремонте;
  • пятая – оборудование не подлежит восстановлению.

Разделение продукции. Прежде чем вести разговоры о кооперации при производстве продукции, сделаем некоторые предостережения.

Нельзя кооперироваться:

  • с экономически более сильным;
  • с монополистом;
  • в основной части бизнеса – можно потерять все.

Перечень продукции, изготавливаемой по кооперации, разделим на две категории. К первой отнесем продукцию, которую в силу технических возможностей не имеет возможности изготавливать собственное производство. В этом направлении необходимо найти достойного партнера, принимая во внимание ранее высказанные предостережения. Назовем этот вид кооперации термином «вынужденная кооперация».

Ко второй категории отнесем продукцию, которую может изготавливать собственное производство, но при этом затраты на изготовление достаточно высоки. Выбор способа производства осуществляется чисто из экономических соображений.

В процессе оценки состояния выявляется соответствие производства предъявляемым к нему требованиям в части обеспечения плановых заданий и уровня себестоимости продукции. Анализ проводится по каждому типу оборудования. Результаты сведем в таблицу узнаваемого вида (Рис. 5). Все параметры будем группировать относительно параметра «вид оборудования» как определяющего элемента в системе производства продукции. На основании данных, сведенных в таблицу, определим соответствие уровня производства требованиям по выполнению контрактных обязательств предприятия. Оценка проводится по определению пропускной способности (Кпс) каждой группы однотипного оборудования.

  – суммарный годовой фонд станочного времени всех станков данной группы.

Где Wп – машинное время типа оборудования, необходимое для выполнения производственного плана предприятия. Фактическое значение Кпс определяет пропускную способность оборудования конкретной группы.

При условии Кпс=1 производство способно выполнить поставленную перед ним задачу, но его запасы мощности равны 0.

При условии Кпс<1 производство не способно выполнить задание.

При условии Кпс>1 производство имеет избыток мощности.

Построив ряд значений Кпс от меньшего к большему (с пределом 1), мы фактически определили очередность технического перевооружения.

Временной режим работы производства определяет общее количество потребного оборудования, повышает эффективность использования производственных площадей пропорционально коэффициенту сменности, сокращает разницу между возрастом морального и физического старения оборудования.

Исходя из этого утверждения, необходимо определить режим работы оборудования в части сменности на первом этапе КМП.

Разработка систем планирования и контроля

Предлагается в условиях опытно-серийного производства применить схему «встречных потоков», при которой поток плана идет сверху вниз, а продукция снизу вверх. План по выпуску продукции должен быть виден вплоть до горизонта контрактных обязательств предприятия (или ГОЗ) с детализацией до контрольного срока. В трансформации на подразделения более низкого уровня это требование необходимо сохранить. При этом планы конкретного месяца должны вывешиваться на каждой единице оборудования и изменяться только в исключительных случаях.

План единицы оборудования ограничивается его возможностями и рассчитывается исходя из ограничения

 Wмф – месячный фонд рабочего времени единицы оборудования.

Система контроля предполагает контролировать не исполнителя плана, а получателя продукта, что повышает достоверность контроля.

Система оплаты труда должна стимулировать рабочего к обслуживанию максимально возможного количества оборудования. Достигается это введением добавки к его зарплате за эксплуатацию каждой единицы оборудования, при условии выполнения планового задания.

В формировании структуры заработной платы, состоящей из окладной и премиальной частей, существенный приоритет отдан премиальной части. В случае невыполнения планового задания рабочий лишается пропорциональной части премии независимо от причин невыполнения.

Реструктуризация производства с целью сокращения общих затрат на производство продукции (АУП и технологи). Одним из путей достижения успеха на этом направлении может быть создание специализированных производств. В частности производство деталей на станках с ЧПУ, обеспечивающих все производство, а также единого заготовительного производства.

Создание системы автоматизации разработки технологических процессов на этапе управленческой модернизации необходимо для получения достаточно мобильного аппарата оценки качества решений, подлежащих реализации на этапе технологической модернизации.

Задание на технологическую модернизацию производства представляет собой набор технических заданий на каждую единицу приобретаемого оборудования.

Оценку правильности наших решений будем проводить по той же формуле, по которой произвели расчет величины затрат на изготовление детали.

При этом обозначим: Vр – затраты на изготовление детали до проведения КМП;

Vн(1…g) – затраты на изготовление детали после проведения КМП;

(1…g) – итерации;

Вариант, при котором     имеет минимальное значение, будет удовлетворять условиям нашей задачи. Далее технологическая модернизация превращается в понятный процесс приобретения и ввода в эксплуатацию оборудования при непременном условии минимизации времени на эту процедуру.