Виды сочетания операций
Одним из средств сокращения длительности производственного цикла является одновременное выполнение всех или некоторых операций технологического процесса изготовления продукции. Это определяется видом сочетания операций и порядком передачи предмета труда от одного рабочего к другому. Операция — часть процесса производства, выполняемая на одном рабочем месте, состоящая из ряда действий над одним объектом производства (деталью, узлом, изделием) одним или несколькими рабочими. Различают следующие виды сочетания операций:
1) последовательный;
2) параллельный;
3) параллельно-последовательный (смешанный).
Последовательный вид сочетания операций характеризуется тем, что на каждой операции детали обрабатываются партией, передача партии на последующую операцию начинается не раньше, чем будет закончена обработка всех деталей на предыдущей операции. Длительность технологической части производственного цикла изготовления деталей при применении этого вида равняется времени обработки одной детали на всех операциях, умноженному на число деталей в партии. Расчет технологической части производственного цикла изготовления деталей представлен на графике (рисунок 16).
Последовательный вид сочетания операций применяется в тех случаях, когда на участке обрабатывается большая номенклатура продукции, с различной технологией и разной загрузкой станков и агрегатов. Этот вид сочетания операций применяется особенно в единичном и мелкосерийном производстве.
Рисунок 16 – График технологической части производственного цикла изготовления деталей при последовательном виде сочетания операций
Параллельный вид сочетания операций характеризуется тем, что обработка деталей производится одновременно на всех операциях. Передача предметов труда с операции на операцию производится поштучно. Расчет технологической части производственного цикла изготовления деталей при параллельном виде сочетания операций представлен на графике (рисунок 17).
Параллельный вид сочетания операций наиболее эффективен при производстве однородных изделий при равенстве и кратности операций. Он обеспечивает «короткий» цикл производства, равномерную загрузку и наилучшее использование оборудования и рабочих. Параллельный вид сочетаний операций широко распространен в массовом и крупносерийном производстве.
Рисунок 17 – График технологической части производственного цикла изготовления деталей при параллельном виде сочетания операций
Последовательно-параллельный (смешанный) вид сочетания операций характеризуется тем, что применяется на прямопоточных линиях в условиях разнократной длительности этих операций и неравномерной передачи продукции с операции на операцию. Передача предметов труда при данном виде сочетания операций производится с «длинной» операции на «короткую» — партиями, а с «короткой» на «длинную» — поштучно. Расчет технологической части производственного цикла изготовления деталей при смешанном виде сочетания операций представлен на графике (рисунок 18).
Смешанный вид сочетания операций целесообразно применять при выпуске однородной продукции на участках с неравномерной мощностью оборудования и частичной синхронизацией операций.
Рисунок 18 – График технологической части производственного цикла изготовления деталей при последовательно- параллельном (смешанном) виде сочетания операций
Отметим, что формулы для расчета технологической части производственного цикла изготовления деталей при смешанном виде сочетания операций (а иногда при параллельном) не всегда применимы. В этом случае необходимо пользоваться графическим или расчетным способом определения длительности производственного цикла.
5.3 Расчёт длительности технологического цикла
Длительность производственного цикла есть период времени между запуском в производство материалов и выпуском готового продукта. Длительность производственного цикла выражается в календарных днях или часах.
Производственный цикл состоит из 2 частей: из длительности рабочего периода изготовления продукции (обработки изделия) и длительности перерывов (межоперационное пролёживание, перерывы, связанные с режимом работы).
Время обработки партии деталей на какой-либо одной операции (Топ) можно определить по формуле (8):
, (8)
где n – число деталей в партии;
t– норма времени на этой операции;
C – число рабочих мест (станков) на операции.
Если же на операции работает 1 станок (рабочий), то операционный цикл обработки партии деталей рассчитывается по формуле (9):
(9)
В дальнейшем для упрощения принимаем условно .
Длительность рабочего периода производственного цикла при обработке партии деталей на нескольких операциях зависит от принятого способа движения партии деталей с операции на операцию.
Пример: Определить общую продолжительность обработки партии деталей при различных видах движения, если число деталей в партии (n=5шт), время обработки одной детали по операциям: t1=1ч, t2=0,5ч, t3=2ч, t4=1,5ч (ч–часы).
Решение:
1. Последовательный вид движения.
2. Параллельный вид движения.
3. Параллельно-последовательный вид движения.
Между 2 и 3 операцией смещение не рассчитывается, т.к. здесь детали передаются с меньшей операции на большую. Достаточно обработать одну деталь на 2 операции (в нашем примере) и передать её на 3, чтобы 3 операция протекала без перерывов.
Длительность цикла при параллельно-последовательном движении, подсчитанная по формуле (15), аналогична. Определим tкор из каждой пары смежной пары смежных операций.
t1 = 1 ч.
t2 = 0,5 ч. tкор = 0,5
t3 = 2 ч. tкор = 0,5
t4 = 1,5 ч. tкор = 1,5
Детали могут передаваться целой партией с операции на операцию – это последовательный вид движения. Продолжительность цикла при последовательном движении (Тпосл.) можно выразить формулой (10.1):
, (10.1)
где– время обработки одной детали по всем операциям;
m – число операций.
Графически последовательный вид движения деталей можно изобразить следующим образом (рисунок 19): строим оси координат, по оси ординат откладываем количество операций, а по оси абсцисс – время выполнения операций.
11 2 3 4 5
1 2 3 4 5
4
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
n t 1 n t 2 n t 3 n t 4
Т посл. =25
Рисунок 19 – Последовательный вид движения деталей
(10.2)
Длительность технологического цикла, рассчитанная по формуле, должна равняться длительности в графике.
Этот вид движения предметов труда в процессе производства дает длительный цикл изготовления.
Более совершенным, является параллельный вид движения предметов труда, где детали передаются поштучно с операции на операцию. Параллельный вид движения широко применяется в массовом производстве. Продолжительность обработки партии деталей при параллельном виде движения (Тпар) определяется следующей формулой (11):
, (11)
где tгл – время наиболее длительной операции (главной).
Этот вид движения деталей в процессе производства обеспечивает короткий цикл, но требует выравнивания операций по длительности (иначе возникают простои, которые снижают его эффективность).
При построении графика учесть, что сначала следует изобразить расположение деталей на главной, наиболее длительной операции, которая выполняется без перерывов. На всех остальных операциях, меньших по сравнению с главной, работа будет протекать с перерывами (если операции по длительности не выровнены). Продолжительность перерывов равна разности между длительностью главной и соответствующей операцией.
Графически параллельный вид движения выглядит так (рисунок 20):
t1 1 2 3 4 5
t2 1 2 3 4 5
t3 1 2 3 4 5
t4 1 2 3 4 5
T пар = 13
Рисунок 20 – Параллельный вид движения деталей
Параллельно-последовательный вид движения деталей в процессе производства — это такой порядок передачи предметов труда (деталей) в многооперационном процессе производства, при котором выполнение последующей операции начинается до окончания обработки всей партии на предыдущей. При параллельно-последовательном движении смежные операции выполняются в течение некоторого времени параллельно друг другу. Детали при этом передаются с операции на операцию частями партии.
Общая длительность цикла при параллельно-последовательном движении определяется формулой (12):
, (12)
где tкор— время обработки одной детали на конечной операции;
— сумма смещений по всем операциям.
Каждое смещение «st»определяется разностью между продолжительностью предыдущей большей (tБ) и последующей меньшей (tМ) операцией, умноженной на число деталей в партии без одной (формула (13)):
(13)
Если предыдущая операция была меньше или равна последующей, то смещение не рассчитывается.
Параллельно-последовательный вид движения деталей графически представлен на рисунке 21:
1 1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
2 S1
Z1
3 1 2 3 4 5
Z2 1 2 3 4 5
4 S4
Z3
Т пар.-посл. = 15
Рисунок 21 – Параллельно-последовательный вид движения деталей
При построении графика следует учесть, что во время обработки партии на предыдущей, большей операции, все детали на последующей, меньшей, будут обработаны, кроме одной штуки (см. операции 2 и 4 на рисунке 21).
При параллельно-последовательном движении общая календарная продолжительность цикла меньше, чем при последовательном движении на сумму тех отрезков времени, в течение которых смежные операции выполняются параллельно. Поэтому длительность цикла здесь может быть определена и по формуле последовательного движения за вычетом продолжительности отрезков времени (z), которые выполняются параллельно друг другу (формула (14)):
(14)
Отрезки времени, в течение которых смежные операции выполняются параллельно, определяются величиной более короткой операции (tкор) из двух смежных, умноженной на число деталей в партии без одной
(это видно из рисунка 21, см. 2 и 4 операции). Тогда общая длительность цикла (Тпар-посл ) может быть выражена формулой (15):
(15)