операций в производственном цикле.

Операционнымциклом (Т оп) называют время выполнения одной операции, в течении которого изготавливается одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько различных деталей.

Процессы, связанные с охлаждением деталей после термообработки, с сушкой после окраски деталей или других видов покрытия и со старением металла считаются естественными .

Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть:

· межоперационными (внутрицикловыми);

· межцеховыми;

· междусменными.

Межоперационные перерывы обусловлены временем партионности и ожидания и зависят от характера обработки партий деталей на операциях. Перерывы партионности происходят потому, что каждая деталь поступая на рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды:

· один раз до начала обработки;

· второй раз по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию.

Перерывыожидания вызываются несогласованной продолжительностью смежных операций технологического процесса. Эти перерывы возникают в тех случаях, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место, предназначенное для выполнения следующей операции.

Межцеховыеперерывы имеют место, когда сроки окончания производства составных частей деталей сборочных единиц в разных цехах различны и детали пролеживают в ожидании комплектности. Это пролеживание (перерывы комплектования) происходят при комплектно - узловой системе планирования, т.е. когда готовые заготовки детали или узлы должны «пролеживать» в связи с незаконченностью других заготовок, деталей, узлов, входящих совместно с первыми в один комплект. Эти перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой.

Междусменныеперерывы обусловлены режимом работы предприятия и его подразделений (выходные и праздничные дни, перерывы между сменами и обеденные перерывы (условно)).

Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов.

Важноеэкономическоезначение имеет сокращение продолжительности производственного цикла в результате которого можно:

· выпустить больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях (на предприятии, в цехе, на участке);

· лучше использовать основные фонды предприятия;

· уменьшить потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство;

· повысить фондоотдачу и т.д.

Производственный цикл сокращается одновременно по трем направлениям :

· уменьшается время трудовых процессов;

· сокращается время естественных процессов;

· полностью ликвидируются или сводятся к минимуму различные перерывы.

Сокращение времени трудовых процессов в части операционных циклов достигается путем совершенствования технологических процессов, а также повышения технологичности конструкции изделия.

Под совершенствованиемтехнологическихпроцессов понимают:

· их комплексную механизацию и автоматизацию,

· внедрение скоростных режимов (например скоростного и силового резания, скоростного нагрева под ковку и штамповку),

· штамповку вместо свободной ковки,

· литье в кокиль и литье под давлением вместо литья в песчаные формы,

· концентрацию операций, например многоинструментальная и многопредметная обработка или совмещение в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций. Многоинструментальная обработка характеризуется тем, что в работе одновременно участвует несколько инструментов. При этом производительность повышается, но возможны затруднения в обеспечении хорошего отвода стружки, охлаждения инструментов, высокой жесткости системы, удобства для обслуживания и контроля инструментов.

Повышениетехнологичностиконструкций изделий заключается в максимальном приближении последних к требованиям технологического процесса. В частности, рациональное расчленение конструкции изделия на узлы и мелкие сборочные единицы является важным условием для параллельной их сборки, а следовательно и для сокращения продолжительности производственного цикла сборочных работ.

Продолжительность транспортныхопераций может быть значительно уменьшена в результате перепланировки оборудования на основе принципа прямоточности, механизации и автоматизации подъема и перемещения продукции с помощью различных подъемно – транспортных средств.

Сокращение времени контрольныхопераций достигается путем их механизации и автоматизации, внедрение передовых методов контроля, совмещение времени выполнения технологических и контрольных операций. Уменьшение времени подготовительно-заключительной работы зависят от уменьшения времени на наладку оборудования (наладка в нерабочие смены).

Уменьшение продолжительности естественныхпроцессов происходит путем замены их соответствующими технологическими операциями. Например, естественная сушка некоторых окрашенных деталей может быть заменена индукционной сушкой в поле токов высокой частоты со значительным (в 5-7 раз) ускорением процесса.

Время межоперационныхперерывов может быть уменьшено в результате перехода от последовательного к последовательно-параллельному и далее к параллельному виду движений предметов труда, а также организации цехов и участков предметной специализации. Предметное строительство цехов и участков позволяет значительно упростить внутризаводские и внутрицеховые маршруты движения и тем самым уменьшить время, затрачиваемое на межцеховые и внутрицеховые передачи.

Величину междусменныхперерывов можно снизить за счет организации круглосуточной (трехсменной) работы по выпуску ведущих деталей, имеющих длительный цикл обработки и определяющих продолжительность цикла изделия.

Для вскрытия резервов сокращения производственного цикла (как трудовых процессов, так и перерывов) в практике прибегают к фотографиипроизводственногоцикла , анализ которой позволит выявить резервы сокращения продолжительности производственного цикла по каждому его элементу.

В простом процессе детали (заготовки) в большинстве случаев изготавливаются партиями, поэтому очень важным является вопрос о рациональном выборе движения партий деталей через всю совокупность последовательно выполняемых операций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процесса и продолжительность производственного цикла изготовления партии деталей.

Процесс изготовления партии деталей, проходящий через многие операции, состоит из совокупности операционных циклов, каждый из которых представляет собой выполнение одной операции над всеми предметами производства данной партии.

Существуют три вида движения партии деталей по операциям технологического процесса:

· последовательный;

· параллельно-последовательный;

· параллельный.

Последовательный вид движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыдущей операции. При этом передача с одной операции на другую осуществляется целыми партиями.

Продолжительность операционного технологического цикла обработки партии деталей определяется по формуле:

Где n - число деталей в обрабатываемой партии, шт;

t i – штучное время на I-й операции, мин;

m – число операций в технологическом процессе.

Если на одной или нескольких операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), то продолжительность технологического цикла рассчитывается по формуле:

Пример. Технологический процесс состоит из 4 операций (m), число деталей в обрабатываемой партии 3 штуки (n), продолжительность выполнения операций составляет на 1 ой – 2 мин. (t 1); на 2 ой – 1 мин. (t 2); на 3 ей – 1,5 мин. (t 3); на 4 ой – 2 мин. (t 4). Все операции выполняются на одном рабочем месте. Определить продолжительность цикла обработки партии деталей и построить график технологического процесса при последовательном движении деталей по операциям.

Т ц (посл) = 3* (2+1+1,5+2) = 19,5 мин.

График технологического цикла при последовательном движ ении

деталей по операциям.

Номер операции

Т ц (посл) = 19,5 мин. n*t 4

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Из графика следует, что технологический цикл обработки партии деталей при последовательном виде движений равен сумме операционных циклов (n*t); продолжительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. При этом имеют место существенные перерывы партионности. Это связано с тем, что каждая деталь партии, за исключением первой и последней, пролеживает на каждой операции дважды: перед началом обработки и после нее до окончания обработки последней детали в партии.

Общее время внутри партионного пролеживания одной детали на всех операциях определяется по формуле:

t пр = (n-1) = Т ц (посл) – t обр,

где t обр – суммарное время обработки одной детали на всех операциях технологического процесса (2+1+1,5+2=6,5 мин.)

В данном примере

T пр = 19,5-6,5=13 мин.

Общее пролеживание всех деталей в партии (для определения величины незавершенного производства) рассчитывается по формуле:

Т пр = n * t пр = 3* 13 = 39 мин.

Производственный цикл всегда продолжительнее технологического цикла, т.к. кроме выполнения технологических операций в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время затрачиваемое на естественные процессы и время различных перерывов.

При расчете продолжительности производственного цикла учитываются три основные составляющие затрат времени :

· продолжительность технологического цикла (с учетом перерыва партионности);

· время естественных процессов;

· время перерывов не перекрываемых технологическим циклом, т.е.

где t мо – средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности), мин;

Т е – время естественных процессов;

R – коэффициент перевода рабочих дней в календарные, равный отношению числа рабочих дней к числу календарных дней в году;

T см – продолжительность одной смены, мин.;

S – число смен в сутках.

Преимущество последовательного движения партии деталей – отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования на всех операциях.

Недостатки :

1. Детали пролеживают в течении длительного времени из-за перерывов партионности, свойственных данному виду движения, в результате чего создается большой объем незавершенного производства.

2. Продолжительность технологического (производственного) цикла значительно увеличивается из-за отсутствия параллельности в обработке деталей.

В связи с этим последовательное движение применяется преимущественно в единичном и мелкосерийномпроизводствах , т.к. на таких предприятиях широкая номенклатура изделий, а обработка деталей ведется небольшими партиями, что приводит в сокращению перерывов партионности и влияние их на продолжительность производственного цикла.

Последовательно-параллельное движение заключается в том, что на каждом рабочем месте работа ведется 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 не целыми партиями (n), а поштучно или транспортными партиями (р). Например, имеется такая же партия деталей, что и при последовательном виде движения, а величина транспортной партии р=1.

При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического процесса необходимо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций.

График технологического цикла при

последовательно–параллельном движении деталей по операциям .

Номер операции

Т ц (пп) = 12,5 мин.

2 4 6 8 10 12 14 t

1. Если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковы, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу же после их обработки.

2. Если продолжительность последующей операции меньше чем предыдущей, то отсутствие простоев оборудования на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней известного запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно (в примере t 2

3. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей (t3>t2 и t4>t3), то этом случае транспортную партию (р) можно передавать с предыдущей операции на последующую сразу же по окончанию ее обработки.

Из графика видно, что продолжительность цикла изготовления партии деталей (n=3) на m=4 операциях технологического процесса при последовательно-параллельном движении меньше, чем при последовательном движении из-за наличия параллельности протекания каждой пары смежных операций на суммарное время совмещений t. Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе за минусом единицы.

Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций.

,

где индекс при t кр соответствует операциям с наименьшим временем их выполнения. Например, между первой и второй операциями t кр =t 2 , между второй и третьей операциями t кр =t 2 , между третьей и четвертой операциями t кр =t 3 .

Суммарное время совмещений по всему технологическому процессу рассчитывается по формуле:

или (n-p)

Тогда продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить по формуле:

Если на отдельных операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), то

Т ц (пп) = 3(2+1+1,5+2)-(3-1)(1+1+1,5)=12,5 мин.

Производственный цикл изготовления партии деталей при последовательно-параллельном виде движения характеризуется тем, что:

· во-первых его продолжительность меньше, чем при последовательном виде движения;

· во-вторых , в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих;

· в-третьих , при этом виде движений общее время пролеживания деталей на операциях намного меньше, чем при последовательном виде движения.

Время пролеживания одной детали на всех операциях технологического процесса определяется по формуле:

t пр = Т ц(пп) -t обр.

t пр = 12,5-6,5=6 мин.

Общее время пролеживания всех деталей в партии на всех операциях составляет:

Т пр = n*tпр = 3*6 = 18 мин.

Продолжительность производственного цикла при последовательно-параллельном движении деталей по операциям рассчитывается по формуле:

Достоинством этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования и значительное сокращение продолжительности технологического (производственного) цикла по сравнению с последовательным видом движения. Данный вид движения позволяет вести работу большими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, благодаря чему он широко используется в серийном и крупносерийном производстве .

При параллельном виде движений детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными партиями (р) немедленно после завершения обработки (независимо от времени выполнения смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осуществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено, что приводит к сокращению продолжительности технологического цикла и следовательно, производственного.

Пример . Имеется та же партия деталей, что и при последовательном и последовательно-параллельном видах движения, и величина транспортной партии р=1.

При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям необходимо учитывать следующие правила :

1. Сначала строится технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними.

2. На операции с самой большой продолжительностью строится операционный цикл обработки деталей по всей партии (n) без перерывов в работе оборудования.

3. Для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы.

График технологического цикла

при параллельном движении деталей по операциям .

Номер операции

Данный раздел посвящен определению длительности технологического цикла, обработки партии деталей в производственном процессе при различных способах движения деталей.

Производственный цикл - это календарный период времени пребывания предметов труда (сырья, материалов, полуфабрикатов) в производственном процессе с момента их запуска в производство до полного изготовления готовой продукции. Он включает рабочий период (т.е. время собственно производства) и продолжительность перерывов в производственном процессе, обусловленных межоперационными и межпартионными ожиданиями, а также перерывами на обед, межсменными, на выходные и праздничные дни.

Производственный цикл изготовления продукции на машиностроительном предприятии определяется на основании суммирования длительностей его составляющих: времени технологических операций, естественных процессов, транспортных, контрольных операций, межоперационного пролеживания деталей в ожидании обработки и межсменного пролеживания деталей и узлов.

Основной составляющей производственного цикла является продолжительность технологических операций, которая составляет технологический цикл. Технологический цикл обработки партии предметов на одной операции составляет:

где Тmi; - технологический цикл обработки партии на одной 1-той операции, единица времени (мин);

n - количество предметов в партии;

tштi- продолжительность обработки одного предмета (штучная норма времени) на i-той операции, мин;

Сi - количество рабочих мест, обеспечивающих выполнение i-той операции (количество станков, на которых одновременно выполняется эта операция).

Партией называется количество деталей, которые непрерывно обрабатываются на каждой операции технологического цикла с одной подготовительно-заключительной операцией на всю партию. Работа партиями организуется в серийном и крупносерийном производстве.

Технологический цикл обработки партии предметов на нескольких операциях зависит также от того, как организовано объединение выполняемых поочередно операций над партией в единый цикл обработки. Существует три способа объединения операций технологического процесса (три способа движения предметов и их передачи с операции на операцию): последовательный, параллельный и параллельно-последовательный.

Последовательное движение. При последовательном движении следующая операция начинается только после окончания времени обработки всех предметов партии на предыдущей операции. Партия предметов передается с операции на операцию полностью.

Продолжительность технологического цикла при таком объединении операций рассчитывается по формуле:

, (2.2)

где n - количество деталей в партии;

m - количество операций;

tштi- продолжительность обработки на одной i-ой операции, (штучное время), мин;

Сi - количество рабочих мест, обеспечивающих выполнение i-той операции.

Тпосл=10*(6/2+8/2+7/2+5/1+3/1)=185

График последовательного движения представлен в приложении 1.

Параллельное движение. Параллельная организация обработки партии деталей на нескольких операциях характеризуется тем, что каждый предмет труда после окончания предыдущей операции сразу передается на следующую операцию и обрабатывается. Поэтому предметы одной партии изготавливаются параллельно на всех операциях. Малогабаритные трудоемкие предметы (детали) могут передаваться не поштучно, а транспортными (передаточными) партиями (р).

При расчете длительности производственного цикла Т п.ц учиты-ваются лишь те затраты времени, которые не перекрываются време-нем, технологических операций (например, затраты времени на кон-троль, транспортирование изделий). Перерывы, вызванные организационно-техническими неполадками (несвоевременное обеспечение рабочего места материалом, инструментами, нарушение трудовой дисциплины и т.п.), при расчете плановой длительности производственного цикла не учитываются. При расчёте продолжительности производственного цикла необходимо учитывать особенности движения предмета труда по операциям, существующим на предприятии. Обычно используется один из трех видов сочетания операций: последовательный, параллельный, параллельно-последовательный.

При последовательном движении обработка партии одноименных предметов труда на каждой последующей операции начинается лишь тогда, когда вся партия прошла обработку на предыдущей операции.

Пример 1. Допустим, требуется обработать партию, состоящую из трех изделий (n = 3); тогда число операций обработки (т = 4), нормы времени по операциям составляют: t 1 = 10, t 2 = 40, t 3 = 20, t 4 = 10 мин.

Для этого случая длительность цикла:

Т ц. посл = 3 (10 + 40 + 20 + 10) = 240 мин.

Так как ряд операций может выполняться не на одном, а на нескольких рабочих местах, длительность производственного цикла при последовательном движении в общем случае имеет вид:

Т ц. посл = , (2.14)

где t i - штучная норма времени i-ой операции;

Ci - число рабочих мест.

При параллельном движении передача предметов труда на последующую операцию осуществляется поштучно или транспортной партией сразу после обработки на предыдущей операции:

Т ц. пар = , (2.15)

где р - размер транспортной партии, шт;

t max - время выполнения наиболее продолжительной операции;

C max - число рабочих мест на продолжительной операции.

Для рассмотренного выше примера: р = 1.

Т ц. пар = (10 + 40 + 20 + 10) + (3 - 1) × 40 = 160 мин.

При параллельном виде движения длительность производственного цикла значительно сокращается.

При параллельно-последовательном виде движения предметы труда передаются на последующую операцию по мере их обработки на предыдущей поштучно или транспортной партией, при этом время выполнения смежных операций частично совмещается таким образом, что партия изделий обрабатывается на каждой опе-рации без перерывов. Передача транспортной партии р т на следующую операцию может осуществляться без ожидания выполнения работы над всей партией изделий при соблюдении условия непрерывности работы на n сер,

При организации параллельно-последовательного движения возможны два варианта совмещения операций:

а) с предшествующей короткой на последующую длительную операцию;

б) с предшествующей длительной на последующую короткую операцию;

В каждом из вариантов достигается сокращение технологического цикла на величину τ = (n сер - р т) × (t кор / С об кор).

Длительность производственного цикла может быть определена как разность между длительностью цикла при последовательном виде движения и суммарной экономией времени по сравнению с после-довательным видом движения, за счет частичного перекрытия вре-мени выполнения каждой пары смежных операций:

Т ц.п-п = Т ц.п - = (2.16)

Для примера 1 р = 1.

Т ц. пар-посл = 240 - = 160 мин.

При параллельно-последовательном сочетании технологических операций длительность цикла Т ц.п.п в календарных сутках определяется по формуле:

где 1/0,7 - коэффициент перевода рабочих суток в календарные;

n и р - число изделий в серии и в транспортной партии;

m - число выполняемых технологических операций;

Т м.о - длительность межоперационного ожидания и времени транспортировки от предыдущего к последующему рабочему месту;

Т ест - длительность естественного процесса;

ΣТ шт.кор - суммарная норма времени коротких операций, которые находится при последовательной выборке операций, сравнивая их последовательно между собой парами, по всем технологическим операциям;

Т см - длительность смены, Т см = 8 ч.;

f см - количество смен в сутках.

Для наглядности и четкого исполнения строится график длительности производственного цикла, приведенный на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - График длительности производственного цикла

Правила построения графика длительности производственного цикла.

1. Параллельно-последовательный вид движения:

а) в случае перехода с короткой предшествующей операции на более длительную передача осуществляется после первой транспортной партии;

б) в случае перехода с предшествующей длительной операции на короткую - передача осуществляется с последней транспортной партии длительной операции, а остальные достраиваются на величину:

τ = (n сер - р т) × t i .

2. Параллельный вид движения:

а) вначале строится технологический цикл 1-ой транспортной партии по всем операциям без технологического ожидания;

б) затем достраивается график «главной» - самой длительной операции с учетом её непрерывности;

Бесперебойной работы (с минимизацией межоперационных ожиданий) на технологических операциях можно достигнуть за счет синхронизации всех остальных операций при соблюдении условия:

На продолжительность производственного цикла влияет множе-ство факторов: технологических, организационных и экономических. Технологические процессы, их сложность и многообразие, техническая оснащенность предопределяют время обработки деталей и про-должительность сборочных процессов. Организационные факторы движения предметов труда в процессе обработки связаны с органи-зацией рабочих мест, самого труда и его оплатой.

Организационные условия в еще большей степени влияют на продолжительность вы-полнения вспомогательных операций, обслуживающих процессов и перерывы. Экономические факторы обусловливают уровень механизации и оснащенность процессов (а следовательно, их длительность), нормативы незавершенного производства. Чем быстрее совершается производственный процесс (чем меньше длительность производственного цикла), являющийся одним из элементов кругооборота оборотных средств, тем больше будет скорость их оборачиваемости, тем большее число оборотов они совершают в течение года.

В результате происходит высвобождение денежных ресурсов, ко-торые могут быть использованы для расширения производства на данном предприятии. По той же причине происходит сокращение (абсолютное или относительное) объема незавершенного производства. А это означает высвобождение оборотных средств в их вещественной форме, т.е. в форме конкретных материальных ресурсов.

Производственная мощность предприятия

Производственная мощность предприятия или цеха прямо зависит от длительности производственного цикла. Под производственной мощностью понимается максимально возможный выпуск продукции в плановом периоде. И поэтому ясно, что, чем меньше затрачивается времени на производство одного изделия, тем большее их число может быть изготовлено за тот же период времени.

Производительность труда при сокращении длительности производственного цикла повышается в результате увеличения объема вы-пуска продукции за счет увеличения производственной мощности, что приводит к уменьшению доли труда вспомогательных рабочих в единице продукции, а также доли труда специалистов и служащих. Себестоимость продукции при сокращении производственного цикла снижается за счет уменьшения в себестоимости единицы продукции доли общезаводских и цеховых расходов при увеличении производственной мощности.

Таким образом, сокращение длительности производственного цикла - один из важнейших источников интенсификации и по-вышения эффективности производства на промышленных предпри-ятиях. Резервом уменьшения длительности производственного цикла служит совершенствование техники и технологии, применение непре-рывных и совмещенных технологических процессов, углубление специализации и кооперирования, внедрение методов научной организа-ции труда и обслуживания рабочих мест, внедрение робототехники.

5.2.1. Расчет длительности производственного цикла простого процесса при последовательном, параллельно – последовательном и параллельном видах движения

Основу производственного цикла составляет технологический цикл, который в свою очередь состоит из операционных циклов.

Операционный цикл – это продолжительность обработки детали или партии деталей на одной операции производственного процесса.

В общем виде длительность i -го операционного цикла определяется по формуле:

где п – размер партии деталей, шт.;

– штучно – калькуляционная норма времени на i -й операции, мин.;

– количество рабочих мест на i -й операции.

Сочетание во времени выполнения операционных циклов существенно влияет на длительность технологического и, следовательно, производственного цикла.

Возможны три вида сочетания операционных циклов, которые и определяют вид движения изделий (деталей) по операциям: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный.

При последовательном виде движения вся партия деталей передается на последующую операцию лишь после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Партия деталей – это количество одноименных деталей, запускаемых в производство с однократной затратой подготовительно – заключительного времени.

Длительность технологического цикла при последовательном виде движения определяется суммой операционных циклов по формуле:

, (5.2.2.)

где m – количество операций в технологическом цикле.

Графический способ определения длительности технологического цикла при последовательном виде движения деталей приведен на рис. 5.2.1.

Рис. 5.2.1. Технологический цикл при последовательном виде движения предметов труда по операциям

Длительность производственного цикла при последовательном видедвижения определяется по формуле:

, (5.2.3)

где – время естественных процессов, мин.;

– длительность межоперационных перерывов, мин.;

– длительность перерывов, связанных с режимом работы предприятия.

Производственный цикл, выраженный в календарных днях , определяется по формуле:

, (5.2.4.)

где – продолжительность смены в мин.;

f – количество смен в сутках;

– коэффициент, учитывающий режим работы предприятия, определяется по формуле:

где и – количество рабочих и календарных дней в году.

Достоинствами последовательного вида движения деталей являются:

­ относительная простота организации труда;

­ отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего;

­ возможность их высокой загрузки в течение смены.

Однако производственный цикл при последовательном виде движения обладает наибольшей продолжительностью, т.к. каждая деталь задерживается (пролеживает) на рабочем месте в ожидании обработки всей партии деталей. Поэтому последовательный вид движения может быть рекомендован при обработке небольших партий деталей с малой их трудоемкостью на операциях, что характерно для единичного и мелкосерийного производства.

Чтобы сократить технологический цикл, применяют параллельно-последовательный вид движения . Сущность его состоит в том, что вся обрабатываемая партия деталей делится на транспортные партии по “p” деталей в каждой или поштучно (р=1). Транспортная партия обрабатывается на каждой операции без перерывов и ее можно передавать на следующую операцию, не ожидая окончания обработки по другим транспортным партиям. При этом должно соблюдаться условие непрерывной работы на каждой операции при обработке всей партии “n”.

Длительность технологического цикла будет меньше, чем при последовательном виде движения, на суммарную величину совмещения операционных циклов (), которая определяется по формуле:

, (5.2.6.)

где п – количество деталей в обрабатываемой партии, шт.;

р – количество деталей в транспортной партии, шт.;

– минимальное значение операционного цикла по двум смежным операциям.

Длительность технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения определяется по формуле:

Длительность производственного цикла в календарных днях для параллельно – последовательного вида движения определяется по формуле:

. (5.2.8.)

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения показаны на рис. 5.2.2.

При построении графика следует учитывать соотношение операционных циклов на смежных операциях. Если операционный цикл на предыдущей операции меньше или равен, чем на последующей, т.е. , то транспортная партия после обработки ее на предыдущей операции может сразу передаваться на последующую операцию. Непрерывность обработки достигается за счет того, что производительность на предыдущей операции выше, чем на последующей.

Рис.5.2.2. Технологический цикл при параллельно – последовательном виде движения предметов труда по операциям

Если операционный цикл на предыдущей операции больше, чем на последующей, т.е. , то после обработки первой транспортной партии на предыдущей операции ее нельзя сразу передавать на последующую, так как производительность на i -ой операции меньше и не будет обеспечена непрерывность работы оборудования на (i + 1)-й операции.

Непрерывность обработки партии на последующей операции может быть достигнута лишь при накоплении перед началом ее минимального необходимого задела деталей, и, следовательно, последующая операция может быть начата в более поздний срок. Графически начало обработки на последующей операции определяют из условия, что последняя транспортная партия после ее обработки на предыдущей операции, передается сразу на последующую.

Параллельно – последовательный вид движения имеет более короткий цикл, но приводит к увеличению числа учетно-плановых единиц, к более высокому темпу работы транспортных средств. Его целесообразно применять при больших партиях и большой трудоемкости изделий, что свойственно крупносерийному производству. Однако здесь также имеет место пролеживание деталей в ожидании обработки из-за несинхронности во времени операций.

При параллельном виде движения деталей транспортные партии передаются на следующую операцию сразу после окончания их обработки на предыдущей. В этом случае пролеживание деталей между операциями ликвидируется, все операции технологического цикла выполняются параллельно, вследствие чего продолжительность технологического цикла сокращается до минимума. Простои оборудования и рабочих возникают вследствие несинхронности операционных циклов во времени. При равной длительности их простоев не будет.

Длительность технологического цикла при параллельном виде движения определяется по формуле:

. (5.2.9.)

Длительность производственного цикла при параллельном виде движения определяется по формуле:

. (5.2.10.)

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельном виде движения показан на рис. 5.2.3.

Рис. 5.2.3. Технологический цикл при параллельном виде движения предметов труда по операциям

Правила построения графика технологического цикла при параллельном виде движения формулируется следующим образом:

1. Строится технологический цикл по первой транспортной партии на всех операциях без перерывов между ними.

2. Определяется операция с самым длительным циклом и для нее строится цикл по всей обрабатываемой партии “n” без перерывов.

3. Для остальных транспортных партий, кроме первой (для нее уже построен по п. 1.), достраиваются операционные циклы на всех операциях, кроме самой продолжительной (для нее он построен по п. 2.).

При определении продолжительности производственного цикла обычно рассчитывают длительность трех его составляющих: длительность технологической части цикла, время перерывов по различным причинам и время естественных перерывов, если они предусмотре-ны технологическим процессом. Остальные элементы длительности производственного цикла либо имеют незначительную величину, например время подготовительно-заключительное, либо они выполняются в течение времени перерывов по различным при-чинам, например, время на выполнение транспортных операций, время учета и упаковки продукции.

Длительность операционного цикла обработки партии деталей на одной операции Т о определяется по формуле:

где n - количество деталей в партии, t - время обработки одной детали, мин,c - количество рабочих мест, на которых выполняется данная операция.

Факторы, влияющие на длительность технологического цикла:

· трудоемкость выполняемых операций;

· нормативы продолжительности элементов цикла, регламентированных перерывов;

· способ передачи партий, обрабатываемых деталей с операции на операцию, с одного рабочего места на следующее, т.е. от вида движения предметов труда в производственном процессе.

Для построения графика движения партии изделий по операциям при различных видах движения определяем длительность операционного цикла обработки партии дета-лей при различных видах движения.

Существует три основных вида движения предметов труда: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный или смешанный (см. рис. 2).

Рис. 2.

Последовательный вид движения предметов труда в производственном процессе характеризуется тем, что при изготовлении партии деталей в многооперационном технологическом процессе, она передается на каждую последующую операцию (рабочее место) только после завершения обработки всех деталей на предыдущей операции. Параллельность здесь допускается лишь при выполнении одноименной операции на нескольких рабочих местах.

Длительность технологического цикла Т ц при последовательном способе сочетания операций пропорциональна размеру партии и трудоемкости операций и определяется по формуле:

где i - индекс операций; t i - трудоемкость обработки одного предмета труда на i-ой операции; п - количество деталей в партии, шт.

Недостатком последовательного движения является большая длительность операционного цикла. Каждая деталь перед началом последующей операции ожидает окончания обработки всей партии, в результате чего удлиняется общий цикл. Однако последовательное движение отличается простотой организации и широко применяется в единичном и серийном производстве при партийной обработке деталей и сборке узлов.

Пример. Предположим, что требуется обработать партию деталей (П д) в количестве 20 штук, число операций - 4: первая операция продолжительностью (t 1) - 0,5 мин; вторая (t 2) - 2 мин; третья (t 3) - 1 мин; четвертая (t 4) - 3 мин. Количество рабочих мест на каждой операции - одно. Четвертая операция выполняется на двух рабочих местах (С). В данных условиях, длительность технологического цикла (Т ц.посл) при последовательном виде составит:

Т ц.посл = 20 * (0,5 / 1+ 2 /1 +1 / 1 +3 / 2) = 100мин.

Для сокращения длительности производственного цикла можно передачу предметов труда (деталей) с одной операции на другую осуществлять частями (транспортными, пере-даточными партиями). Такая передача предметов труда происходит при параллельном ви-де движения труда в производственном процессе.

Параллельный вид движения характеризуется тем, что партия обрабатываемых деталей делится на ряд транспортных партий. Первая транспортная партия запускается в производство па первую операцию производственного процесса, и после окончания обработки сразу же передается на вторую и последующие операции, не ожидая завершения обработки всей партии деталей на первой и последующих операциях. При этом обязательно предусматривается обеспечение непрерывности обработки партии деталей только по наиболее трудоемкой операции, в нашем примере расчета это вторая операция Непрерывность обработки деталей других транспортных партий по первой и остальным (в нашем примере это третья и четвертая операции) не обеспечивается.

Вторая транспортная партия запускается в производство на первую операцию производственного процесса с таким расчетом, чтобы время окончания ее обработки на первой операции совпало со временем окончания обработки первой транспортной партии на второй операции, которая в принятом условии является наиболее трудоемкой. После окончания обработки на второй операции вторая транспортная партия передается для обработки на третью и последующие операции (используется последовательный вид движения деталей в производственном процессе) Такой же порядок запуска на первую операцию третьей и четвертой транспортных партий.

Длительность производственного цикла при параллельном способе сочетания операций определяется по формуле:

где p - размер партии обработки; t гл - время выполнения наиболее длительной (главной) операции технологического процесса.

При параллельном движении по сравнению с последовательным, продолжительность операционного цикла значительно сокращается. Однако если при параллельном движении операции не равны и не кратны по длительности, т.е. не синхронизированы, то на всех операциях, за исключением операции с максимальной длительностью, возникают перерывы в работе оборудования и рабочих. Полная ликвидация таких перерывов достигается при условии синхронности операций, когда:

Параллельное движение применяется в массовом и крупносерийном производстве при выполнении операций равной или кратной длительности.

Исходя из принятых условий длительность технологического цикла при параллельном виде движения предметов труда (Т ц.парал) в примере составит:

Т ц.парал = 0,5·5+2·20+1·5+3/2·5=55 (мин).

При параллельном виде движения предметов труда длительность технологического цикла резко снижается по сравнению с последовательным видом движения. В принятом условии длительность технологического цикла сократилась со 100 мин до 55 (почти в два раза).

Однако параллельный вид движения вызывает простои оборудования на рабочих мес-тах, где продолжительность операции меньше, чем наиболее трудоемкой операции. Эти простои тем больше, чем значительнее разность между временем выполнения самой длительной (главной) операции и временем, затраченным на выполнение других операций. В связи с этим параллельный вид движения оправдан в том случае, когда время различных операций примерно равно или кратно друг другу, т.е. в условиях непрерывно-поточного производства.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что вся партия деталей не делится на транспортные (передаточные) партии, а запускается в производство на первую операцию и обрабатывается непрерывно. Выполнение последующей операции, (второй), начинается до окончания обработки всей партии деталей на пре-дыдущей операции, (первой). При этом виде движения предметов труда смежные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются в течение некоторого времени параллельно.

При параллельно-последовательном виде движения предметов труда определяют величину перекрываемого времени между двумя смежными операциями, которое равно времени на обработку всей партии деталей, запускаемой в производство, за минусом времени обработки одной транспортной партии - по продолжительности короткой операции между двумя смежными.

Длительность проиводственного цикла при параллельно-последовательном спосо-бе сочетания операций определяется по формуле:

где - совмещение во времени двух смежных операций, мин.

Совмещение S определяют по формуле (p=1):

где t min - время выполнения менее длительной операции из двух смежных, мин.

Продолжительность параллельного выполнения двух смежных операций (время совмещения) зависит от сдвига во времени начала последующей операции по сравнению с предыдущей. Здесь возможны два случая:

1) продолжительность последующей операции больше или равна предыдущей (с учетом количества рабочих мест дублеров):

2) продолжительность последующих операций меньше предыдущей:

В первом случае деталь после обработки ее на предыдущей операции сразу поступает в обработку на последующую операцию. К моменту окончания обработки этой детали на второй операции с первой операции поступит очередная деталь и т.д. Таким образом, обработка на последующей операции идет без простоев оборудования, что и является условием параллельно-последовательного движения деталей. Время параллельного выполнения этих операций составит:

Во втором случае непрерывная работа на последующей операции требует некоторого, накопления количества деталей, что связано с большим смещением времени ее начала, чем в первом случае. Время параллельного выполнения операций при этом равно:

Как видим, в обоих случаях время параллельного выполнения смежных операций равно числу деталей в партии без одной, умноженное на продолжительность меньшей операции. Если последнюю операцию обозначить через, то в общем случае для любой пары смежных операций:

Для m - операций таких совмещений будет m-1. И тогда, окончательно можно записать:

В принятом условии перекрываемое время между первой и второй операциями составит:

S 1 =0,5 · (20 - 1) = 9,5 мин.

Между первой и второй операциями короткой операцией считается первая, продолжительностью 0,5 мин.

Определяем перекрываемое время между другими смежными операциями:

S 2 =1·(20-1)= 19мин.

S 3 =1·(20-1)= 19мин.

Между второй и третьей, между третьей и четвертой операциями короткой считается одна и та же третья операция, продолжительностью 1,0 мин, поэтому она принимается в расчетах величины перекрываемого времени.

Сумма перекрываемого времени составит:

9,5+ 19+19 = 47,5 (мин).

Длительность технологического цикла при параллельно-последовательном виде движения составит:

Т ц.п.п. =100 - 47,5=52,5 (мин).

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда исключает недостатки последовательного вида, где большая длительность производственного цикла, выполняющего короткие операции при обработке партии деталей. Однако смешанный вид движения требует тщательной организации производственного процесса во времени, так как надо постоянно поддерживать на расчетном уровне минимальные, но достаточно надежные запасы предметов труда (деталей) между операциями для обеспечения бесперебойной работы смежных рабочих мест

Анализ особенностей видов движения предметов труда позволяет сделать следующие выводы:

во-первых, уровень параллельности, непрерывности и величина технологического цикла существенно зависят от вида движения предметов труда в производственном процессе;

во-вторых, в условиях наличия несинхронизированных операций все виды движения предметов труда не обеспечивают минимальной длительности технологического цикла, а следовательно, имеют большие резервы рациональности;

в-третьих, увеличение размера партии обрабатываемых деталей особенно целесообразно при параллельном виде движения предметов труда, так как при этом технологический цикл увеличивается медленнее, чем размер партии;

в-четвертых, изменение норм времени по операциям значительно влияет на длительность технологического цикла, однако это влияние при различных видах движения партии деталей экономически противоречиво. Так. сокращение трудоемкости коротких операций при параллельно-последовательном движении предметов труда повышает производительность труда (выработку) на этих операциях, но в то же время вызывает потери на производстве из-за удлинения технологического цикла вследствие увеличения пролеживания деталей на рабочих местах, где трудоемкость выполнения операций более высокая.

Все виды движения предметов труда не учитывают длительности различного рода перерывов, возникающих на производстве. Перерывы можно разделить на группы: межоперационные (внутрицикловые), межцикловые перерывы из-за некомплектности незавершенного производства, перерывы из-за задержки выполнения части вспомогательных операций и режимные перерывы. К межоперационным перерывам относятся перерывы из-за партионности и перерывы из-за серийности загрузки оборудования, так называемые перерывы ожидания.

Перерывы из-за партионности обусловлены самой природой работы партиями деталей. Каждая деталь, поступая на рабочее место в составе партии, пролеживает два один раз до начала обработки, ожидая наступления очереди, другой раз - после по окончании обработки, ожидая окончания обработки последней детали в партии. Например, начинается обработка партии деталей в количестве 100 штук на токарном станке, трудоемкость обработки детали - 5 мин. Восьмая деталь ждала начала обработки (пролеживала) в течение 35 мин (7 лет. * 5 мин). После выполнения операции восьмая деталь будет ждать окончания обработки последней, сотой детали в течение 460 мин (5мин * 92 дет.).

Перерывы из-за серийности загрузки оборудования при обработке партии деталей возникают в тех случаях, когда обработка их закончена на одном рабочем месте и детали подвезены к другому рабочему месту для дальнейшей обработки Однако это рабочее место занято в данный момент обработкой партии деталей для другого серийного изделия. Например, после обработки на токарном станке партия транспортируется на рабочее место для фрезерования. Однако фрезерный станок занят обработкой партий деталей в 200 штук для другого изделия. При этом идет обработка сотой детали и продолжительность операции - 4 мин. Подвезенная партия деталей будет пролеживать у фрезерного станка 400 мин.

Средняя величина межоперационного пролеживания определяется опытным путем и колеблется в значительных пределах. Эта величина зависит от количества операций, выполняемых на рабочем месте, т.е. от его коэффициента серийности (уровня специализации).

Перерывы из-за некомплектности незавершенного производства происходят при комплексно-узловой системе планирования, когда готовые детали, узлы пролеживают в связи с отсутствием других заготовок, деталей, входящих совместно с первыми в один комплект.

Плохая организация рабочих мест, несвоевременная подача материалов и инструмента, плохое качество технической документации или задержка в ее подготовке, недостатки ремонта - все это может привести к вынужденным перерывам, а, следовательно, к увеличению продолжительности производственного цикла. Режимные перерывы регламентированы режимом работы предприятия (перерывы на обед, между сменами, нерабочие смены, нерабочие дни). Эти перерывы будут наименьшими при непрерывной рабочей неделе. Перерывы связанные с режимом работы предприятия, обычно учитывают путем перевода производственного цикла, рассчитанного по затратам рабочего времени, в календарное время, соблюдая при этом соразмерность всех слагаемых цикла.

Необходимо иметь в виду, что длительность производственного цикла всего изделия не является арифметической сумой времен циклов изготовления деталей и сборочных узлов, так как многие из них обрабатываются или собираются одновременно, иными словами параллельно.