УДК 338.1 

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10762

АСПЕКТЫ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦИИ 

ASPECTS OF EFFECTIVE MANAGEMENT OF THE INDUSTRIAL PRODUCTION SYSTEM BASED ON THE AUTOMATION PROCESS

Козлова Е.П., к.э.н., доцент, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина»

Кузнецова С.Н., к.э.н., доцент, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина»

Назаркина Е.С., ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина»

Уткин В.Е., ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина»

Kozlova E.P, Kuznetsova S.N. Nazarkina E.S., Utkin V.E. 

Аннотация. В рамках исследования рассмотрены аспекты эффективного управления системой промышленного производства на примере машиностроительных предприятий на основе внедрения автоматизированных процессов. Сделаны выводы о том, что автоматизация приводит к наращиванию эффективности производственно-хозяйственной деятельности, увеличению качества производимой продукции. На примере машиностроительной компании были рассмотрены этапы внедрения новейшего автоматизированного оборудования. Реализованный проект позволил сократить расходы предприятия за счет сокращения численности персонала, а также снизить процент брака.

Summary. Within the framework of the study, aspects of effective management of the industrial production system are considered on the example of machine-building enterprises based on the implementation of automated processes. It is concluded that automation leads to an increase in the efficiency of production and economic activities, an increase in the quality of products. On the example of a machine-building company, the stages of introducing the latest automated equipment were considered. The implemented project made it possible to reduce the company’s expenses by reducing the number of personnel, as well as to reduce the percentage of rejects.

Ключевые слова: автоматизация, промышленное производство, машиностроение, инвестиции.

Key words: automation, industrial production, mechanical engineering, investments. 

Введение

Ключевой проблемой, оказывающей влияние на качество промышленного производства, неизменно остается наличие устаревшего оборудования и отсутствие современных автоматизированных комплексов на различных стадиях создания продукта. Все это приводит к неэкономичному расходу человеческих ресурсов, к низкому качеству и неэффективному планированию резервных мощностей. В современных динамично изменяющихся условиях производство промышленной продукции оказывает существенное воздействие на экономическую обстановку.

Возникает необходимость поиска инвестиционных вложений для повышения степени автоматизации производственной системы. Внедрение автоматизированных комплексов требует большого объема разовых вложений, в следствии чего возникают последующие завышенные ожидания от их использования.

Сложившаяся ситуация в промышленном производстве складывается таким образом, что наблюдается сохранение превышения объемов производства прошлого года относительно потребительских товаров повседневного спроса. При этом ключевым моментом является то, что значительно сократились масштабы внешнего туризма, в связи с чем рассчитывать на стабилизацию такой обстановки в условиях понижения доходов населения не стоит [1].

Говоря об инвестиционной активность по оценке ЦМАКП, в сентябре 2020 г. переход от восстановления к стагнации инвестиционной активности закрепился. Объем предложения инвестиционных товаров в экономике в сентябре остался на уровне августа. Объем предложения инвесттоваров в сентябре установился на уровне 95,8% от соответствующего периода предшествующего года. Упреждающая точечная оценка ЦМАКП индекса инвестиций в основной капитал составляет 97,8%

За общей стагнацией скрываются слабые разнонаправленные тенденции по отдельным составляющим. Очень слабое увеличение импорта машин и оборудования, быстрый рост их выпуска при одновременном ощутимом снижении предложения базовых стройматериалов [2]

На основе предложенных статистических данных можно сделать вывод, что в большинстве направлений деятельности промышленного сектора наблюдается неустойчивость результатов. Для стабилизации и динамичного развития промышленного комплекса в целом следует развивать устойчивость конкретных предприятий. Одной из крупнейших отраслей является машиностроение. Оно устанавливает базовый уровень научно-технического развития. Благодаря данной отрасли происходит снабжение и остальных сфер. Одной из характерных черт комплекса машиностроительного комплекса является наиболее глубокая спецификация производства и значительные масштабы.

В отрасли машиностроения в условиях автоматизации необходимо обращать внимание на всевозможные факторы. Так, например, с инженерной точки зрения возникает сложность в автоматизации всего производственного цикла, чаще всего необходимость в этом отсутствует, достаточным может быть принятие решения о внедрении автоматизации на индивидуальных этапах процесса [3].

Методология проведения исследования

Автоматизация процессов производства в отрасли машиностроения представляет собой процесс контроля, управления и регулирования производственного процесса, где часть работ осуществляется не человеком, а автоматическими устройствами. Одной из трудностей процессов механизации и автоматизации в отрасли машиностроения заключена в особенности применения непрерывной технологии.

Одним из базовых факторов автоматизации технологических процессов и производств в отрасли машиностроения становится внедрение автоматизированного комплекса управления технологическим процессами, в рамках которого управление происходит без прямого воздействия человека. В данной системе включены разнообразные технологические процессы: непрерывные, индивидуальные и комбинированные [4].

На основе опыта отечественных и зарубежных авторов можно разделить процесс внедрения проектов по автоматизации производства на следующие этапы:

Ключевой задачей автоматизации становится улучшение качественных характеристик реализуемого процесса. Для машиностроительной отрасли базовыми факторами повышения эффективности производства является повышение показателей производительности, снижение затрат рабочего времени, наибольшая точность и стабилизация реализуемых операций [5]. Решение поставленных задач возможно благодаря автоматизации технологических процессов.

Современные предприятия используют автоматизацию повсеместно, и это не является фактором, зависящим от масштабов компании. В машиностроении используется значительное количество разнообразных операций при производстве и изготовлении сотни тысяч деталей.

Модификация литейных предприятий также заключается в постепенном внедрении новейших процессов и материалов, высокотехнологичного оборудования, способного осуществлять процесс отливок на высоком уровне качества. Полученная продукция должна также отвечать стандартам, существующим в данной отрасли [6]. Из-за значительного объема инвестиционных вложений лишь незначительная часть современных российских компаний направляют средства на модернизацию литейного производства, что способствует улучшению темпов качества и повышению производительности труда.

Ход исследования

Практическое использование и эффективность этапов автоматизации производства рассмотрены на примере машиностроительного предприятия, обозначим его как Бизнес-единица. В данной работе их реализация представлена в отдельном фрагменте, поскольку центральным элементом автоматизации производственных процессов является предложенный проект по автоматизации.

В рамках реализации проекта по автоматизации необходимо учесть стандартные задачи, позволяющие обеспечить эффективность производства. Для решения подобных задач воспользуемся предложенными этапами.

На первом этапе «Формирование требований» проектная группа провела обследование бизнес-единицы и установила необходимость автоматизации процесса обработки литой заготовки RF98MM-6303-CD «Вал коленчатый» в литейном цеху.

При обработке опытных партий выявлено, что большая часть дефектов после механической обработки находится в верхней части отливки, поэтому было предложено увеличить припуск на всех коренных и шатунных шейках сверху и производить заточку по сей линии разъема формы (Рисунок 2).

Возникает необходимость разработать такой проект и приобрести автоматизированный комплекс, который будет сниматься 1мм на всех коренных и шатунных шейках сверху от линии разъёма. На автоматическом заточном комплексе планируется затачивать залив практически по всей линии разъёма формы (выделен красным цветом).

На следующем этапе «Разработка концепции» был изучен объекта автоматизации, выдвинуты следующие средства для их решения:

• автоматизация производственного процесса на базе внедрения нового современного высококачественного оборудования: автоматический заточный комплекс;
• сокращение машинного времени за счет применения внедренного оборудования;
• сокращение числа сотрудников на выполнение операции по обработке заготовки.

На третьем этапе «Разработка проектов и заданий» необходимо разработать техническое задание и эскизный проект. На данном этапе разрабатываются новые прогрессивные технологические процессы, переход на которые должен решить триединую задачу «качество-сроки-затраты». На этом этапе «эскиз», выражает оптимальный вариант, позволяющий исключить риски принятия неверных дорогостоящих решений. Было принято решение заменить ручной труд автоматизированным оборудованием [7].

Осуществление данной операции вручную влечет за собой присутствие большого числа сотрудников, процент отходов достаточно высокий, возможность появление брака очень высока (на этапе зачистки шва), при этом необходимо соответствовать требованиям к результату обработки, которые предъявляют стандарты качества машиностроительной отрасли. Еще одним недостатком ручной обработки детали являются тяжелые условия труда (большой процент несчастных случаев, уровень изоляции шума достаточно низкий, возможно появление сопутствующих болезней). Новые процессы требуют подбора соответствующего оборудования.

Рабочей группой было рассмотрено предложение по установке автоматического отрезного и шлифовального комплекса. P.S. Autogrinding Limited (PSAG), Великобритания. Данный автоматический зачистной комплекс специально разработан для литейного производства, обладает следующими характеристиками:

• Компактный дизайн позволяет 1 оператору осуществлять работу на 2-х и более машинах.
• Технология алмазного диска.
• Долговечный шлифовальный диск- до 6 мес. Более 25 лет успешносого опыта, более 2000 машин, введенных в эксплуатацию.
• Быстрота перенастройки.
• Простота эксплуатации и программирования.
• Переработка шлифовальной пыли, отсутствие загрязнений.

Для определения количества оборудования был разработан технический проект и после согласования всеми членами проектной группы, он был утвержден. В рамках задания были установлены технологические процессы, определена загрузка станков. На следующем этапе данной стадии был разработан рабочий проект, в котором отражена схема оптимального расположения оборудования, учитывающая цеховые транспортные потоки [8].

Одним из важных этапов является проектирование и подготовка технико-экономического обоснования реализации проекта внедрения предлагаемого комплекса.

В соответствии с техническим заданием, фонд оплаты труда по зачистному участку составлял 14 035 910 руб. Заработная плата по отрасли в среднем 23 000 руб., за вычетом налогов.

Рассчитаем количество человек за одну смену: 14 035 910 /369 600=38, т.е. необходимо для выполнения работ около 19 человек.

 При учете данного количества персонала и объема отливок, выходит, что один человек должен обработать 30 отливок в минуту (или тратить на одну отливку около 40 сек.)

Исходя из опыта бизнес-единицы на литейном производстве для организации зачистного участка на операции обработки в соответствие с техническим необходимо около 49 человек за одну смену. Затраты на оплату труда за год составляют в среднем 40 000 000 руб.

При полной автоматизации зачистного участка комплексами Koyama затраты на приобретение станка будут раны 167 850 000 руб. Внедрение нового комплекса дает возможность снизить количество сотрудников на выполнение операции по изготовлению отливок.

На этапе внедрения станка компания понимает каким образом возможно достижение предполагаемых результатов. Данные стадии АСУ ТП возможно апробировть при реализации иных проектов на предприятии.

Пятый этап заключается уже в выполнении работ в соответствии с гарантийными обязательствами и постгарантийным обслуживанием.

Область применения результатов

Полученные результаты могут быть использованы не только к рассмотренным объектам исследования, но также и предприятиями, и организациями других отраслей промышленности с целью повышения эффективности деятельности посредством внедрения автоматизации системы управления технологических процессов

Выводы

В настоящий момент лишь незначительное число руководителей компаний стараются сохранить привычные и при этом устаревших производственные технологии. Руководитель данной Бизнес единицы считает, что слишком консервативные взгляды необоснованно считают, что автоматизация является экономически невыгодным мероприятием. Правильно принятое управленческое решение в этой области сможет внести существенные изменения в привычное положение предприятия. Грамотный руководитель понимает, что современная обстановка в отрасли диктует собственные правила, заставляя вести деятельность гибко, не забывая про автоматизацию современных производств.

В рамках проекта было проведено обследование машиностроительной компании и установлена необходимость проведения автоматизации процесса обработки литой заготовки в литейном цеху. В результате было предложено введение в производственный процесс автоматического отрезного и шлифовального комплекса. Данные нововведения позволили сократить расходы предприятия за счет сокращения численности персонала, а также снизить процент брака. Также удалось решить и ряд других существенных проблем, возникающих при ручной обработке: снижение процента отходов, необходимость соответствовать мировым требованиям к результату обработки, устранение последствий тяжелых условий труда (сокращение числа несчастных случаев, снижение уровня шума, уменьшение появления сопутствующих болезней).

Список литературы

1. Филипов А.И. 2019. Автоматизация системы управления в литейном производстве //Проблемы и перспективы развития России: молодежный взгляд в будущее.– C. 159-161.
2. Официальный сайт Центра раскрытия корпоративной информации / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.e-disclosure.ru/portal/files.aspx?id=859&type=3
3. Официальный сайт Центра макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.forecast.ru/default.aspx
4. Дюльгер А. Г., Печенкина Л. С. 2018. Автоматизация технической подготовки литейного производства на примере воронежских предприятий //Литьё и металлургия. – С. 83-84.
5. Поначугин А.В. Цифровые образовательные ресурсы вуза: проектирование, анализ и экспертиза / А.В. Поначугин, Ю.Н. Лапыгин // Вестник Мининского университета. 2019. Т. 7. № 2 (27). С. 5.
6. Шестаков Н. В., Мишин С. П. Повышение эффективности промышленных предприятий России за счет передовых решений в автоматизации //Автоматизация в промышленности. – 2016. – №. 3. – С. 3-5.
7. Козлова Е.П. Сравнительный анализ экономической неустойчивости промышленных предприятий / Е.П. Козлова, Ю.Н. Мерлушкина // Промышленное развитие России: проблемы, перспективы. Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина. 2016. С. 38-42.
8. Кузнецова С.Н. Тенденции формирования рабочих пространств в области промышленного производства / Е.П. Козлова, С.Н. Кузнецова Д.В. Жислина, Е.С. Назаркина // Russian Economic Bulletin. 2020. Т. 3. № 3. С. 11-17.