Введение
Цель практикума по организации производства – расширить и углубить теоретические знания, привить необходимые навыки для решения наиболее часто встречающихся на практике задач по вопросам организации и планирования производства.
В практикум включены задачи по основным разделам курса. В начале каждой темы представлены краткие методические указания и теоретические сведения, типовые задачи с решениями и задачи для самостоятельного решения.
Наличие в каждой теме методических указаний и кратких теоретических сведений позволяет использовать данный практикум при заочной форме обучения.
Расчет длительности производственного цикла
В качестве показателя эффективности производственного процесса служит длительность производственного цикла.
Производственный цикл – период пребывания предметов труда в процессе производства с момента запуска сырья и до момента выпуска готовой продукции.
Производственный цикл состоит из рабочего времени, в течение которого затрачивается рабочий труд, и времени перерывов . Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть подразделены:
1) на естественные или технологические – они обусловлены природой продукта;
2) организационные (перерывы между сменами).
Продолжительность производственного цикла складывается из следующих составляющих:
Т цикла = t тех + t ест + t тр + t к.к. + t м.о. + t м.ц.
где t тех – время технологических операций;
t ест - время естественных процессов (сушка, охлаждение и т.д.);
t тр – время транспортировки предметов труда;
t к.к. – время контроля качества;
t м.о – время межоперационного пролёживания;
t м.ц. – время пролёживания на межцеховых складах;
(t тр и t к.к. можно совместить с t м.о).
Расчет длительности производственного цикла зависит от типа производства. В массовом производстве длительность производственного цикла определяется временем нахождения изделия на потоке, т.е.
Т цикла =t в ·М,
где t в – такт выпуска;
М – количество рабочих мест.
Под тактом выпуска следует понимать промежуток времени между выпуском одного изготовляемого изделия и следующего за ним изделия.
Такт выпуска определяется по формуле
t в = Т эф /В,
где Т эф – эффективный фонд времени рабочего за расчетный период (смену, сутки, год);
В – объём выпуска за тот же период (в натуральных единицах).
Пример: Т см = 8 часов = 480 мин; Т пер = 30 мин; → Т эф = 480 – – 30 = 450 мин.
В = 225 шт; → t в = 450/225 = 2 мин.
В серийном производстве, где обработка ведется партиями, продолжительность технологического цикла определяется не на единицу продукции, а на всю партию. Причем в зависимости от способа запуска партии в производство мы получаем различную продолжительность цикла. Существует три способа движения изделий в производстве: последовательный, параллельный и смешанный (последовательно-параллельный).
I . Припоследовательном перемещении деталей каждая последующая операция начинается только после того, как закончится предыдущая. Продолжительность цикла при последовательном движении деталей будет равна:
где n – количество деталей обрабатываемой партии;
t шт i - штучная норма времени на операцию;
C i – число рабочих мест на i -й операции;
m – число операций технологического процесса.
Дана партия изделий, состоящая из 5 штук. Партия пропускается последовательно через 4 операции; длительность первой операции – 10 мин, второй – 20 мин, третьей – 10 мин, четвертой – 30 мин (рис. 1).
Рисунок 1
Т цикла = Т посл = 5·(10+20+10+30) = 350 мин.
Последовательный способ движения деталей имеет то преимущество, что он обеспечивает работу оборудования без простоев. Но его недостаток состоит в том, что продолжительность производственного цикла в этом случае наибольшая. Кроме того, создаются значительные запасы деталей у рабочих мест, что требует дополнительных производственных площадей.
II . Припараллельном движении партии отдельные детали не задерживают у рабочих мест, а поштучно передают на следующую операцию немедленно, не дожидаясь того, когда закончится обработка всей партии. Таким образом, при параллельном движении партии деталей на каждом рабочем месте одновременно производятся различные операции над разными деталями одной и той же партии.
Продолжительность обработки партии при параллельном движении изделий резко сокращается:
дл.
где n n – количество деталей в передаточной партии (транспортной партии), т.е. количество изделий, одновременно передающихся от одной операции к другой;
Дл.– наиболее длительный операционный цикл.
При параллельном запуске партии изделий обработка деталей всей партии ведется непрерывно лишь на тех рабочих местах, где длинные операции следуют за короткими. В тех случаях, когда короткие операции следуют за длинными, т.е. более продолжительными (в нашем примере – третья операция), выполнение этих операций совершается прерывно, т.е. простаивает оборудование. Здесь партию деталей нельзя обрабатывать сразу, без задержек, так как этого не позволяет предыдущая (длинная) операция.
В нашем примере: n = 5, t 1 = 10; t 2 = 20; t 3 = 10; t 4 = 30; с = 1.
Т пар = 1·(10+20+10+30)+(5-1)·30=70+120 = 190 мин.
Рассмотрим схему параллельного движения деталей (рис. 2):
Рисунок 2
III . Чтобы ликвидировать перерывы в обработке отдельных деталей партии на всех операциях, применяют параллельно-последовательный илисмешанный способ запуска, при котором детали (после их обработки) передаются на следующую операцию поштучно, или в виде «транспортных» заделов (по несколько штук) с таким расчетом, чтобы выполнение операций не прерывалось ни на одном рабочем месте. В смешанном способе от последовательного берется непрерывность обработки, а от параллельного – переход детали от операции к операции сразу после её обработки. При смешанном способе запуска в производство продолжительность цикла определяется по формуле
кор.
где кор. – наиболее короткий операционный цикл (из каждой пары смежных операций);
m -1 – число совмещений.
Если последующая операция является более продолжительной, чем предыдущая, или равна ей по времени, то запуск на эту операцию производится поштучно, сразу после обработки первой детали на предыдущей операции. Если, наоборот, последующая операция является более короткой, чем предыдущая, то при поштучной передаче здесь возникают перерывы. Чтобы их не допустить, необходимо накопить транспортный задел такого объема, который достаточен для обеспечения работы на последующей операции. Чтобы практически найти эту точку на графике, необходимо передать последнюю деталь партии и отложить вправо продолжительность её выполнения. Время обработки всех остальных деталей партии откладывается на графике влево. Начало обработки первой детали показывает тот момент, когда транспортный задел с предыдущей операции должен быть передан на данную операцию.
Если смежные операции являются одинаковыми по продолжительности, то за короткую или длинную принимается лишь одна из них (рис. 3).
Рисунок 3
Т посл-пар = 5·(10+20+10+30)-(5-1)·(10+10+10) = 350-120 = 230 мин.
Основными путями сокращения длительности производственного цикла являются:
1) Снижение трудоёмкости изготовления продукции за счет совершенствования технологичности изготавливаемой конструкции, использования ЭВМ, внедрения передовых технологических процессов.
2) Рациональная организация трудовых процессов, устройство и обслуживание рабочих мест на основе специализации и кооперирования, широкой механизации и автоматизации производства.
3) Сокращение различных планируемых и непланируемых перерывов на работе на основе рационального использования принципов научной организации производственного процесса.
4) Ускорение течения реакций в результате повышения давления, температур, перехода на непрерывный процесс и т.д.
5) Совершенствование процессов транспортировки, складирования и контроля и совмещение их по времени с процессом обработки и сборки.
Сокращение длительности производственного цикла является одной из серьёзных задач организации производства, т.к. сказывается на оборачиваемости оборотных средств, снижении затрат труда, уменьшении складских помещений, потребности в транспорте и т.д.
Задачи
1 Определить длительность цикла обработки 50 деталей при последовательном, параллельном и последовательно-параллельном видах движения в процессе производства. Процесс обработки деталей состоит из пяти операций, длительность которых соответственно составляет, мин: t 1 =2; t 2 =3; t 3 =4; t 4 =1; t 5 =3. Вторая операция выполняется на двух станках, а каждая из остальных на одном. Величина передаточной партии 4 штуки.
2 Определить длительность цикла обработки 50 деталей при последовательном, параллельном и последовательно-параллельном видах движения в процессе производства. Процесс обработки деталей состоит из четырех операций, длительность которых соответственно составляет, мин: t 1 =1; t 2 =4; t 3 =2; t 4 =6. Четвертая операция выполняется на двух станках, а каждая из остальных на одном. Величина передаточной партии – 5 штук.
3 Партия деталей в 200 штук обрабатывается при параллельно-последовательном движении её в процессе производства. Процесс обработки деталей состоит из шести операций, длительность которых соответственно составляет, мин: t 1 =8; t 2 =3; t 3 =27; t 4 =6; t 5 =4; t 6 =20. Третья операция выполняется на трех станках, шестая на двух, а каждая из остальных операций – на одном станке. Определить, как изменится длительность цикла обработки партии деталей, если параллельно-последовательный вариант движения в производстве заменить параллельным. Величина передаточной партии – 20 штук.
4 Партия деталей в 300 штук обрабатывается при параллельно-последовательном движении её в процессе производства. Процесс обработки деталей состоит из семи операций, длительность которых соответственно составляет, мин: t 1 =4; t 2 =5; t 3 =7; t 4 =3; t 5 =4; t 6 =5; t 7 =6. Каждая операция выполняется на одном станке. Передаточная партия – 30 штук. В результате улучшения технологии производства длительность третьей операции сократилась на 3 мин, седьмой – на 2 мин. Определить, как изменяется цикл обработки партии деталей.
5 Дана партия заготовок, состоящая из 5 штук. Партия пропускается через 4 операции: длительность первой – 10 мин, второй – 20 мин, третьей – 10 мин, четвертой – 30 мин. Определить длительность цикла аналитическим и графическим способами при последовательном движении.
6 Дана партия заготовок, состоящая из четырех штук. Партия пропускается через 4 операции: длительность первой – 5 мин, второй – 10 мин, третьей – 5 мин, четвертой – 15 мин. Определить длительность цикла аналитическим и графическим способами при параллельном движении.
7 Дана партия заготовок, состоящая из 5 штук. Партия пропускается через 4 операции: длительность первой – 10 мин, второй – 20 мин, третьей – 10 мин, четвертой – 30 мин. Определить длительность цикла аналитическим и графическим способами при последовательно-параллельном движении.
8 Определить длительность технологического цикла обработки партии изделий из 180 шт. при параллельном и последовательном вариантах ее движения. Построить графики процесса обработки. Величина передаточной партии – 30 шт. Нормы времени и количество рабочих мест на операциях следующие.
В простом процессе детали (заготовки) в большинстве случаев изготовляются партиями, поэтому очень важным является вопрос о рациональном выборе движения партии деталей через всю совокупность последовательно выполняемых операций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процесса и длительность производственного цикла изготовления партии деталей.
Существует три вида движения партии деталей по операциям технологического процесса: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный.
Методику расчета длительности технологического (производственного) цикла рассмотрим на примере. Пусть имеем партию деталей п = 3 шт., технологический процесс состоит из т = 4 операции, продолжительность выполнения операций составляет t = 2 мин.; t 2 = 1 мин.; ?з = 1,5 мин.; U = 2 мин.; каждая операция выполняется на одном рабочем месте; размер транспортной партии р = 1.
Сущность последовательного вида движения заключается в том, что детали с одной операции на другую передаются партиями п и каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыдущей операции. Построим график (рис. 2.4).
Длительность технологического цикла обработки партии деталей (7ц(посл)) определяется по формуле и по рассматриваемому примеру составляет величину
где п - число деталей в обрабатываемой партии, шт.;
ti - штучное время на г-й операции, мин.;
т - число операций в технологическом процессе.
Рис. 2.4.
Если на одной или нескольких операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), тогда продолжительность технологического цикла рассчитывается по формуле
Из графика видно, что на каждом рабочем месте детали пролеживают (перерывы партионности). Общее время внутрипартионного пролеживания одной детали на всех операциях определяется по формуле
где Гобр - суммарное время обработки одной детали на всех операциях технологического процесса (2+ 1 + 1,5+ 2 = 6,5).
В данном примере?„р = 19,5 - 6,5 = 13 мин.
Общее время пролеживания всех деталей в партии (для определения незавершенного производства) определяется по формуле и составляет величину
Длительность производственного цикла всегда больше длительности технологического цикла, так как, кроме выполнения технологических операций, в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время, затрачиваемое на естественные процессы, и время различных перерывов. Расчет ведется по формуле
где? мо - средняя длительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности), мин.;
См - длительность одной смены, мин.;
Т е - время, затрачиваемое на естественные процессы, мин.;
R - коэффициент перевода рабочих дней в календарные (равен отношению числа рабочих дней к числу календарных дней в году);
К ш - число смен в сутки.
Достоинством последовательного вида движения партии деталей является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования на всех операциях. Однако этот вид движения имеет и существенные недостатки: во-первых, большое время пролеживания деталей из-за перерывов партионности, свойственных данному виду движения, и, как следствие, самая большая длительность технологического цикла; во- вторых, отсутствие параллельности обработки деталей. В связи с этим данный вид движения применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах.
Сущность последовательно-параллельного вида движения заключается в том, что на каждом рабочем месте работа проводится без перерывов, как при последовательном движении, но вместе с тем имеет место параллельная обработка одной и той же партии деталей на смежных операциях. Передача деталей с предыдущей операции на последующую производится поштучно или транспортными партиями (р ). Используем тот же пример, что и при последовательном виде движения. Построим график данного вида движения деталей по операциям технологического процесса (рис. 2.5).
При построении графика необходимо учитывать следующие виды сочетания продолжительностей смежных операций.
1. Продолжительности смежных операций (?, и?j+i) одинаковые. В этом случае детали передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями немедленно после их обработки.
2. Продолжительность последующей операции меньше предыдущей (?;+i h). Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо от точки, отвечающей окончанию предыдущей операции над всей партией (п
), отло
Рис. 2.5.
жить вправо отрезок, равный в принятом масштабе длительности последующей операции (? 2) над одной транспортной партией (р), а влево - отрезок, равный длительности последующей операции над всеми предшествующими транспортными партиями.
3. Продолжительность последующей операции (?,+1 > ?,) длиннее продолжительности предыдущей (в нашем примере? 3 > ? 2 и?4 > ?3). В этом случае транспортную партию (р) можно передавать с предыдущей операции на последующую немедленно по окончании ее обработки.
Из рисунка 2.5 видна параллельность протекания каждой пары смежных операций, равное времени т. Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе за минусом единицы.
Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций (т) определяется по формуле
где индекс при? кор соответствует операциям с более коротким временем их выполнения (например, между первой и второй операциями? кор = t, а между второй и третьей операциями? кор = ? 2 , между третьей и четвертой?ко Р = ?з)-
Суммарное значение совмещений по всему технологическому процессу составляет величину
Тогда длительность технологического цикла обработки партии деталей при последовательно-параллельном виде движения определяется по формуле и по рассматриваемому примеру составляет величину
Если на отдельных операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), тогда
Время пролеживания одной детали на всех операциях технологического процесса определяется по формуле и составляет величину
Общее время пролеживания всех деталей в партии на всех операциях определяется по формуле и составляет величину
Длительность производственного цикла при последовательно-параллельном виде движения деталей по операциям определяется по формуле
Достоинством этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования, значительное сокращение времени пролеживания деталей на рабочих местах и длительности технологического (производственного) цикла по сравнению с последовательным видом движения. Данный вид движения позволяет вести работу большими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, что способствует широкому его использованию в серийном и крупносерийном производствах.
Сущность параллельного вида движений заключается в том, что детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными партиями (р ) немедленно после завершения обработки (вне зависимости от длительности смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осуществляется непрерывно и пролежи- вание деталей исключено. Это значительно сокращает длительность технологического цикла и, как следствие, производственного. Используем тот же пример, что и выше.
При построении графика параллельного вида движения партии деталей по операциям (рис. 2.6) следует учитывать следующие правила:
- 1) сначала необходимо строить технологический цикл по первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними;
- 2) на операции с самой большой продолжительностью необходимо построить операционный цикл обработки деталей по всей партии (п ) без перерывов в работе оборудования;
- 3) достроить операционные циклы для всех остальных транспортных партий.
Рис. 2.6.
Длительность технологического цикла обработки партии деталей (^ц(нар)) П Р И параллельном движении определяется по формуле и по рассматриваемому примеру составляет величину
Если на отдельных операциях работа выполняется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), тогда формула принимает вид
Общее время пролеживания каждой детали в партии определяется по формуле и составляет величину
Общее время пролеживания всех деталей в партии определяется по формуле и составляет величину
Длительность производственного цикла при параллельном виде движения деталей по операциям технологического процесса определяется по формуле
Достоинство этого вида движения в том, что он обеспечивает кратчайшую длительность технологического (производственного) цикла, равномерную загрузку рабочих и оборудования (особенно если процесс синхронизированный) и высокую производительность труда. Применяется в серийном и массово-поточном производствах при организации непрерывно-поточных линий. К недостаткам можно отнести то, что на всех операциях, кроме максимальной (десинхронизированный процесс), оборудование работает с перерывами.
Производственный цикл (ПЦ) – центральное значение технического характера. На его основании исчисляются многие значения деятельности предприятия. Значение ПЦ нужно для установления сроков запуска объектов в производство. Сроки последнего устанавливают необходимые ресурсы, которые должны быть у отделов.
Что такое производственный цикл
Производственный цикл – это период полноценного оборота средств, которые нужны для обслуживания работы предприятия. Начало цикла – это приход сырья и материалов, его завершение – это отгрузка продукции. То есть ПЦ – это продолжительность времени, нужная для полного изготовления товара. Результат производственного цикла – это получение готового изделия. Определение длительности ПЦ обеспечивает установление затрат времени на производство товара. Измеряется он в сутках, часах и минутах. Рассматриваемый показатель нужен в следующих случаях:
- Подтверждение правильности определения программы изготовления товаров.
- Формирование графика движения объектов на протяжении изготовления (логистика).
- Установление масштабов незавершенного производства.
- Определение размера оборотных средств.
Производственный цикл необходим при внутреннем планировании в компании. Главная задача проведения расчетов – предельное уменьшение длительности ПЦ. Нужно это для достижения следующих целей:
- Уменьшение объема использующихся оборотных средств.
- Сокращение продолжительности оборота средств.
- Сокращение площадей складов, на которых хранятся объекты незавершенного производства, сырье.
- Повышение качества эксплуатации базовых фондов.
- Сокращение себестоимости товара.
Сокращение производственного цикла необходимо для экономии ресурсов компании. В дальнейшем это поможет увеличить прибыль: себестоимость продукции уменьшается, а продажи увеличиваются.
Структура производственного цикла
Рассмотрим составляющие производственного цикла:
- Период исполнения (время, уходящее только на саму работу). Подразделяется на базовые операции и вспомогательные. К первым относятся заготовительные и сборочные операции, ко вторым – транспортные и контрольные.
- Период, отведенный на естественные процессы. Предполагает периоды отдыха, обусловленные естественными причинами (к примеру, это ночное время).
- Перерывы. Это межоперационные периоды, перерывы между циклами. Также перерывы обусловлены сезонным характером работ.
Комплекс действий именуется технологическим циклом. Этот цикл отображает период, на протяжении которого выполняется прямое или опосредованное влияние сотрудников на объект.
Перерывы подразделяются на два вида:
- Периоды отдыха, обусловленные режимом работы в компании. Это выходные, праздники, перерывы на обед.
- Периоды отдыха, связанные с техническими условиями. Например, это может быть ожидание освобождения рабочего места, сборки необходимых деталей. Также простой может быть вызван взаимозависимостью неравноценных производственных операций, отсутствием электроэнергии.
Итак, производственный цикл – это не только действия, связанные с производством товара, но и периоды запланированного и вынужденного отдыха.
Формула для расчета производственного цикла
Значение цикла устанавливается по этой формуле:
Т п.ц. = Ттехн + Тпер + Тест.проц.
В формуле использованы эти значения:
- Тп.ц. – сроки ПЦ.
- Ттехн – сроки технологического этапа.
- Тпер – перерывы.
- Тест.проц – сроки естественных простоев.
При вычислении продолжительности цикла нужно принимать во внимание только те промежутки, которые не компенсируются периодом технологических действий. К ним относятся контрольные мероприятия, транспортировка сырья и изделий. Периоды отдыха, вызванные организационно-техническими проблемами (к примеру, задержка в поставках сырья, проблемы с дисциплиной на предприятии) при определении плановой продолжительности ПЦ не принимаются во внимание.
При определении значения цикла принимаются во внимание нюансы движения объекта труда по производственным действиям. Движение подразделяется на следующие формы:
- Последовательное. Работа с новой партией однородных объектов труда инициируется только после того, когда была обработана прошлая партия.
- Параллельное. Направление предметов на операцию выполняется после того, как была обработана прошлая операция. Рассматриваемая форма движения обуславливает сокращение показателей цикла.
- Параллельно-последовательное. Направление объектов на операцию реализуется во время исполнения смежной операции. Рассматриваемый порядок позволяет исключить перерывы.
От типа движения объектов труда зависит временной промежуток цикла.
От чего зависит значение производственного цикла
Сжатость производственного цикла определяется этими факторами:
- Технологические процессы. Оснащенность предприятия техническими инструментами воздействует на длительность обработки и сборки.
- Организационные. Предполагают действия по организации рабочих процессов. Эти процессы воздействуют на длительность вспомогательных действий, перерывов.
- Экономические. Они влияют на значения механизации, техническое совершенство и сроки процессов, значения незавершенного производства.
Длительность цикла – это результат целой массы факторов, присутствующих на предприятии. Изменение одного из факторов способствует как сокращению, так и умножению цикла. То есть сроки производственного цикла можно изменять. Для этого используются разные методы.
На что влияет значение производственного цикла
Производственный цикл – это составляющий элемент движения оборотных средств. Его сокращение вызывает повышение скорости оборачиваемости. То есть сокращенный цикл приводит к увеличению количества оборотов в течение отчетного года. Итог этого – аккумулирование дополнительных средств, которые могут направить на модернизацию и расширение производства. Кроме того, уменьшаются масштабы незавершенного производства. Это влечет за собой аккумулирование средств в вещественном виде. То есть высвобождаются материальные ресурсы.
Продолжительность цикла также определяет . Под последней подразумевается предельно возможный выпуск товаров в отчетном периоде. Как это происходит? Чем меньше времени нужно на создание одного продукта, тем больше товаров можно произвести. Следовательно, увеличивается мощность.
Со сжатием цикла повышается и качество производительности труда. Происходит повышение объема выпуска товара, что влечет умножение мощности. Это влечет за собой снижение доли труда сотрудников. Себестоимость же уменьшается за счет сокращения затрат с учетом повышения мощности.
Как можно сократить цикл
Сжать цикл возможно этими способами:
- Закупка более совершенного в техническом плане оборудования.
- Внедрение непрерывных процессов.
- Увеличение глубины специализации.
- Использование методик научной организации.
- Применение робототехники.
- Улучшение трудовой дисциплины.
- Уменьшение числа перерывов законными путями (к примеру, несколько смен в сутки).
- Модернизация всего производства.
- Повышение качества управления.
- Внедрение новых методов организации рабочих процессов.
ВАЖНО! Сокращение производственного цикла – одна из ключевых задач руководителя предприятия. Это позволяет улучшить сразу ряд базовых показателей. Сокращение ПЦ предполагает составление подробного плана. Имеет смысл работать над теми факторами, изменение которых предполагает наименьшие затраты. Перед исполнением плана нужно проанализировать все факторы, влияющие на производственный цикл.
При изготовлении партии одинаковых предметов труда может использоваться один из видов движения предметов труда по операциям: последовательный, параллельно-последовательный, параллельный .
Каждый из этих видов характеризуется определенными условиями передачи изделий от одного рабочего места к другому, работой оборудования и пауз в обработке деталей.
При последовательном виде движения предметов труда детали на каждой операции обрабатываются целой партией. Передача деталей на последующую операцию производится после окончания обработки всех деталей данной партии.
При последовательном виде движения технологический цикл T посл.техн . обработки партии деталейn на операцияхm равен:
где t i – штучное время обработки одной детали наi -й операции, мин;
n
i – число операций (i =1,…,m ).
Если на одной или нескольких операциях работа проводится одновременно на нескольких местах PM i , то
(4.3)
где PM i – число рабочих мест наi -й операции.
При последовательном виде движения партия деталей задерживается на каждой операции до полной обработки всех деталей из партии (т.е. наблюдаются перерывы партионности). Это приводит к увеличению незавершенного производства, удлинению технологической части производственного цикла (рис. 4.2).
|
T ц.посл.техн. |
Рис. 4.2. График последовательного вида движения партии деталей по операциям
Из рис. 4.2 видно, что длительность технологического цикла при последовательном виде движения предметов труда складывается из времени выполнения партии деталей на каждой операции, т.е. из операционных циклов.
Длительность операционного цикла обработки партии деталей на i -й операции равна:
,
(4.4)
где n – количество деталей в партии;
t i – время обработки одной детали наi -й операции, мин;
PM i – количество рабочих мест, на которых выполняется операция.
Преимуществами последовательного вида движения являются:
Отсутствие перерывов в работе рабочих и простоев оборудования в пределах обработки одной партии изделий;
Простота организации, которая делает целесообразным его использование в единичном и мелкосерийном организационных типах производства, где достаточно широкая номенклатура изделий, обработка и сборка узлов осуществляются небольшими партиями, что приводит к сокращению перерывов партионности и их влияния на продолжительность производственного цикла.
Недостатками данного вида движения являются:
Во-первых, детали пролеживают продолжительное время по причине перерывов партионности, что делает большим объем незавершенного производства.
Во-вторых, отсутствие параллельности в обработке значительно увеличивает продолжительность технологического (производственного) цикла.
Для сокращения длительности технологического цикла применяются другие виды движения предметов труда.
Параллельно-последовательный вид движения – это такой порядок передачи предметов труда, при котором выполнение последующей операции начинается до окончания обработки всей партии на предыдущей операции, т.е. имеется параллельность выполнения операций. При этом обработка деталей всей партии на каждой операции производится непрерывно.
Возможны два варианта параллельно-последовательного вида движения:
а) длительность операционного цикла на предшествующей операции меньше, чем на последующей (сочетание 2-й и 3-й, 4-й и 5-й операций). В этом случае детали на последующую операцию передаются поштучно по мере их готовности, при этом они (кроме первой) будут пролеживать в ожидании освобождения рабочего места на последующей операции;
б) продолжительность операционного цикла на предшествующей операции больше, чем на последующей (сочетание 1-й и 2-й, 3-й и 4-й операций). Для обеспечения непрерывной работы на последующей (короткой) операции на предшествующих создается задел готовых деталей. При передаче деталей на последующую операцию ориентируются на последнюю деталь. Ко времени начала работы над ней на последующей операции надо закончить обработку всех остальных деталей в партии.
При больших партиях передача предметов труда осуществляется не поштучно, а частями, на которые делится обрабатывающая партия. Эти количества предметов труда называют транспортной (или передаточной) партией p .
При построении графика параллельно-последовательного движения надо руководствоваться такими правилами (рис. 4.3):
если периоды выполнения сопредельных операций (предыдущей и следующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются из предыдущей операции на следующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу после их обработки;
если следующая операция длиннее, чем предыдущая (в нашем примере t 3 t 2), то она начинается позднее на время, которое равняется времени обработки одного изделия на предыдущей операции. В этом случае транспортную партию (р ) можно передавать из предыдущей операции на следующую сразу после окончания ее обработки;
если следующая операция менее продолжительная, чем предыдущая, то она заканчивается позднее на время, которое равняется времени обработки одного изделия на данной операции. Это связано с тем, что отсутствие простоев оборудования на следующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней определенного запаса деталей, который дает возможность эту операцию выполнить беспрерывно (в примере t 2 < t 1 ; t 4 < t 3). Для того чтобы определить момент начала следующей операции, необходимо от точки, которая отвечает окончанию предыдущей операции над всей партией (n ), отложить по правую сторону отрезок, который равняется в принятом масштабе времени выполнения следующей операции над одной транспортной партией (р ), а по левую сторону – отрезок времени, который равняется продолжительности данной операции над всеми предыдущими транспортными партиями.
|
График движения партии деталей n=3 шт. |
|||
|
T ц.п.-п.техн. |
Рис. 4.3.График параллельно-последовательного вида движения партии
деталей по операциям
Общая продолжительность
технологического цикла при
параллельно-последовательном движении
T
п.-п техн
сокращается по сравнению с последовательным
движением на сумму тех отрезков времени
, в течение
которых смежные операции выполнялись
параллельно, т.е.
.
В практических
расчетах эта экономия может быть
рассчитана по наиболее короткой операции
из двух смежных, т.е.
Таким образом, получаем:
(4.5)
Если передача предметов труда осуществляется поштучно, то в формуле (4.5) вместо величины транспортной партии p подставляется 1.
Для нашего примера T п.-п техн =300-(3-1)(10+10+10+10)=220 мин. Сокращение времени составило 80 (300-220) мин.
Этот метод применяется при значительном выпуске одноименной продукции на участках с неравномерной мощностью оборудования на предприятиях серийного и крупносерийного выпуска продукции при больших партиях деталей и значительной трудоемкости операций. Его применение требует постоянного поддержания между операциями минимальных запасов предметов труда, тщательных предварительных расчетов, четкого планирования и регулирования производства.
При последовательно-параллельном виде движения производственный цикл изготовления партии деталей характеризуется рядом преимуществ :
Во-первых, его продолжительность меньшая, чем при последовательном виде движения;
Во-вторых, в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих;
В-третьих, при этом виде движения общее время пролеживання деталей на операциях намного меньше, чем при последовательном виде движения.
Этот метод используется в случае выпуска значительного количества одноименной продукции большими партиями и при значительной трудоемкости операций на участках с неравномерной мощностью оборудования на предприятиях серийного и крупнсерийного выпуска продукции. Его применение нуждается в постоянной поддержке между операциями минимальных запасов предметов труда, тщательных предварительных расчетов, четкого планирования и регулирования производства.
Еще большее сокращение технологического цикла достигается при параллельном виде движения предметов труда.
Параллельный вид движения – это такой порядок передачи предметов труда, при котором каждая деталь (или транспортная партия) передается на последующую операцию немедленно после окончания обработки на предыдущей операции. Таким образом, обработка деталей партии осуществляется одновременно на многих операциях.
К преимуществам данного вида движения предметов труда следует отнести:
Отсутствие пролеживания деталей по причине ожидания обработки других деталей из партии (перерывов партионности), что приводит к сокращению длительности технологической части производственного цикла и уменьшению незавершенного производства.
Обеспечение условий для высокопроизводительной работы.
Параллельное движение применяется в серийном и массовом производствах во время выполнения операций равной или кратной продолжительности.
При построении графика параллельного вида движения сначала отмечается технологический цикл для первой детали или транспортной партии. Затем на операции с самым продолжительным операционным циклом (tгл – главная операция) строится цикл проведения работ по всей партииn без перерывов. Для всех деталей (транспортных партий), кроме первой, достраиваются операционные циклы на всех других операциях (рис.4.4).
|
График движения партии деталей n=3 шт. |
|||
|
T пар.техн t |
Рис. 4.4. График параллельного вида движения партии деталей по операциям
Общая длительность технологической части производственного цикла T пар.техн определяется по формуле
(4.6)
где
- время наиболее продолжительной операции
(главной).
При поштучной передаче p=1. В нашем примере
T пар.техн = 100 + (3 - 1)
=
180 мин.
Однако, как видно из рис. 4.4, при параллельном методе обработки деталей на операциях, выполняемых до и после главной, возникают простои оборудования и рабочих. Данные простои возникают вследствие различий в длительности операций. Они оказываются тем больше, чем значительнее разность между временем выполнения главной и остальных операций.
Эффективное применение этого вида движения требует установления равенства или кратности всех операций по обработке данного наименования деталей, т.е. их синхронизации. Практически это обеспечивается только при поточной организации производства, где можно получить синхронизированный график параллельного процесса, обеспечив равенство:
, (4.7)
где ч – такт потока.
Наиболее распространенными способами синхронизации (выравнивания времени по операциям технологического процесса) являются:
Расчленение операций на переходы и комбинирование различных вариантов порядка их выполнения;
Группирование переходов нескольких операций;
Концентрация операций;
Введение параллельных рабочих мест на операциях, длительность которых кратная такту;
Рационализация рабочих приемов;
Интенсификация режимов работы;
совмещение времени машинной и ручной работы и др.
В нашем примере, где установлена кратная продолжительность операций, используя введение параллельных рабочих мест, можно организовать выполнение 1-й и 5-й операций на шести параллельно работающих станках, а выполнение 3-й – на 12. В результате можно организовать работу непрерывным потоком.
Особого внимания при параллельном виде движения заслуживает главная операция. Всякое сокращение времени на нее приведет к уменьшению простоев на всех остальных операциях.
По приведенным графикам и формулам определяется длительность технологической части производственного цикла. Остальные его элементы определяются по нормативам, расчетам и опытным путем. Величина подготовительно-заключительного времени определяется по нормативным картам, время естественных процессов – на основе требований технологии. Время на транспортировку и контроль учитывается только неперекрываемое другими элементами цикла и определяется расчетным путем. Длительность межоперационного и межсменного пролеживания определяется расчетным путем на основе графиков загрузки рабочих мест, обработки отдельных партий деталей.
Для выражения длительности производственного цикла в календарных днях учитывается соотношение календарных и рабочих дней в году, т.е. коэффициент календарности. Например, 365:255=1,4. Длительность цикла, исчисленная в рабочих днях (как отношение длительности цикла в часах на количество часов работы в течение суток), умножается на коэффициент календарности.
Одним из основных календарно-плановых нормативов непоточного производства является длительность цикла изготовления изделия (выполнения заказа). Расчет длительности производственного цикла изготовления изделия завершается построением циклового графика (рис. 5.4). Методика расчета длительности производственного цикла изготовления детали в механообрабатывающем цехе была рассмотрена выше. Длительность цикла изготовления заготовки определяется аналогично длительности цикла механообработки детали. Для ускорения расчетов продолжительность цикла изготовления отливок, поковок и штамповок устанавливается укрупненно при помощи нормативов, разработанных для различных видов литья, поковок и штамповок в зависимости от их веса, сложности и других факторов. Длительность цикла сборки (Т ц сб) складывается из длительности цикла генеральной сборки (Т ц гсб) и из максимальной длительности цикла сборки сборочной единицы (Т ц сбе). Длительность циклов генеральной сборки и сборки сборочных единиц определяется как сумма показателей длительности отдельных операций соответственно генеральной сборки и сборки сборочных единиц (Т о гсб).
где t o - нормативная трудоемкость сборочной операции, час;
С - количество рабочих, занятых на данной сборочной операции;
q - длительность рабочей смены, час;
K в - коэффициент выполнения норм.
Рис. 5.4. Цикловой график изготовления изделия А:
О зз - опережение запуска в заготовительные цехи; О зм - опережение запуска в механические цехи; О вз - опережение запуска заготовительными цехами; О вм - опережение запуска механическими цехами
Цикл сборки определяется путем построения циклового графика (циклограммы) сборки. Простейший цикловой график сборки изделия приведен на рис. 5.4. Цикловой график сборки строится с конца, с момента завершения общей (генеральной) сборки, по операциям общей сборки и затем по операциям сборки сборочных единиц. Как правило, операции сборки разных сборочных единиц выполняются параллельно. Степень параллельности предопределяется технологической последовательностью сборочных операций.
Производственный цикл изготовления изделия включает длительность цикла изготовления заготовок (Т ц заг), длительность цикла механической обработки (Т ц мех), длительность цикла сборки (Т ц сб).
где m - количество стадий в производстве;
t ц м - время межцеховых перерывов (обычно составляет 3-5 суток).
Длительность производственного цикла на каждой стадии производства определяется по ведущему производственному подразделению, в котором комплект деталей (заготовок) рассматриваемого изделия имеет наибольший совокупный цикл. Совокупный цикл механообработки комплекта деталей определяется по длительности цикла изготовления ведущей детали, которая выше, чем для других деталей этого комплекта. Ведущие детали - это, как правило, детали, характеризующиеся наибольшей трудоемкостью или наибольшим количеством технологических операций. Длительность пребывания деталей в термическом, гальваническом, слесарно-сварочном и других цехах, куда детали (заготовки) передаются для выполнения специальных технологических операций, устанавливается укрупненно и включается в длительность цикла обработки соответствующей детали (заготовки).
В длительность производственного цикла изготовления детали входит время ее межоперационного пролеживания, продолжительность которого определяется целым рядом факторов: характером специализации участка, уровнем специализации рабочих мест, количеством операций в технологическом процессе, степенью загрузки оборудования и другими факторами. В заводской практике длительность межоперационных перерывов в обработке партии деталей часто устанавливается без должного обоснования в размерах, кратных длительности одной смены: 0,5 смены, 1 смена или сутки на каждый межоперационный интервал. Однако значительный удельный вес межоперационных перерывов (примерно 70-80%) в длительности цикла изготовления детали требует более обоснованного подхода к определению его значения. Для повышения обоснованности расчетов длительности циклов и межоперационных перерывов применяют методы математической статистики, в частности множественную корреляцию. Однако нормы времени межоперационного пролеживания, определенные по формулам корреляционной зависимости, имеют значительные погрешности .
Первая погрешность состоит в том, что через статистические нормы межоперационного пролеживания прошлые условия организации производства как бы планируются на будущее. При этом игнорируется динамизм номенклатуры выпускаемой продукции, состава рабочих мест, структуры трудоемкости изделий, уровня организации обслуживания рабочих мест и, кроме того, не учитывается степень совершенства оперативного управления производством.
Вторая погрешность состоит в том, что на основе статистических норм времени межоперационного пролеживания определяются лишь средневероятностные величины длительности циклов ведущей и прочих деталей.
С помощью циклового графика изготовления изделия, аналогичного цикловому графику, представленному на рис. 5.4, определяется длительность производственного цикла изготовления изделия и устанавливаются календарные опережения по стадиям производственного процесса. Под опережением выпуска понимается промежуток времени между выпуском из сборочного цеха готового изделия и выпуском из соответствующего цеха заготовок, деталей или сборочных единиц, предназначенных для сборки данного изделия. Сроки между выпуском изделия в сборочном цехе и запуском заготовок, деталей этого изделия в соответствующих цехах называются опережениями запуска. Графически эти опережения показаны на рис. 5.4. Расчеты опережений необходимы для определения сроков запуска в производство (выпуска) деталей таким образом, чтобы каждый цех предыдущей стадии производства своевременно и комплектно обеспечивал цехи последующих стадий производства заготовками, деталями, сборочными единицами.
В примере (см. рис. 5.4) выпуск изделия намечен на 25 октября. Выпуск деталей из механического цеха должен опережать выпуск изделия А на 17 дней, а запуск деталей в механическом цехе - на 35 дней, т. е. детали должны быть запущены в производство 5 сентября. Выпуск заготовок должен опережать выпуск станка на 38 дней, а запуск заготовок на первую операцию в заготовительном цехе - на 44 дня, т. е. изготовление заготовок должно быть начато 23 августа.
