7.1. производственный цикл
Сущность и виды циклов. Пространственное расположение объектов в определенной последовательности друг за другом предусматривает, что операции процесса во времени должны выполняться в той же последовательности. Временные связи рассматриваются как отрезки (моменты) времени осуществления отдельных стадий совокупного или частичного процесса или как его промежуточные или конечные результаты. Таким образом, временные отношения между элементами процесса связано с просторовими.Системные свойства временных связей проявляются в соединении вещественных элементов процесса в пространстве и во времени таким образом, чтобы функционирование элементов системы (подразделений предприятия) обеспечивало изготовления конечного продукта в заранее определенный час.
Все виды связей элементов производственной системы во времени обеспечивают его жизнедеятельность или работу в запрограммированных параметрах и осуществляются через материальные, энергетические и информационные потоки. Нарушение любых потоков между элементами системы выводят ее из равновесия, делают невозможным достижение конечного результату.
Соблюдение комплекса принципов рациональной организации производственного процесса делает возможным выполнение всех частичных процессов в кратчайший срок с минимальными затратами живого труда, а также материальных ресурсов и средств. Однако не всегда сокращение времени на выполнение отдельной операции ведет к сокращению продолжительности всего процесса, поскольку возникают большие перерывы между операциями или частичными процессами. Одним из важнейших требований к рациональной организации является обеспечение наименьшей длительности производственного процесса, т.е. цикла изготовления продукции.
Под производственным циклом понимается календарный промежуток времени с момента запуска сырья, материалов в производство до полного изготовления готовой продукции или период от начала до окончания какого-то производственного процесса. Длительность производственного цикла рассчитывается в единицах календарного времени (часы, дни, месяцы).
Производственный цикл как отрезок времени начинается с момента начала производственного процесса и заканчивается моментом выхода готового изделия или партии деталей, сборочной единицы. Так, для простого процесса производственный цикл начинается с запуска в производство заготовки (партии заготовок) и заканчивается выпуском готовой детали (партии деталей). Производственный цикл сложного процесса состоит из совокупности простых процессов и начинается с запуска в производство первой заготовки детали, а заканчивается выпуском готового изделия или сборочной единицы.
Важными составляющими производственного цикла является технологический и операционный циклы, каждый из которых имеет свои особенности. Операционный цикл представляет собой время выполнения одной операции, в течение которого производится одна деталь, партия деталей или несколько различных деталей. Под технологическим циклом понимается время выполнения технологических операций в производственном цикли.
Производственный цикл изготовления всех видов продукции (от изготовления заготовок, деталей до сборки изделий) используется при: разработке производственных программ предприятия и его подразделений; определении нормальных размеров незавершенного производства, построения графиков материального обеспечения производства; оперативной подготовке производства; установлении сроков запуска деталей в производство, исходя из сроков выпуска готовой продукции; опережении в работе цехов (участков), а также для осуществления контроля за деятельностью производственных подразделений. Таким образом, основой организации производственного процесса во времени является производственный цикл.
Длительность производственного цикла зависит от: трудоемкости изготовления готового изделия определяется технически обоснованными нормами времени; времени выполнения вспомогательных операций; времени естественных процессов; продолжительности перерывов в производственном процессе; количества предметов труда, одновременно запускаемых в производство (размера партии) вида движения обрабатываемого предмета по операциям производственного процесу.
Структура производственного цикла. Структура производственного цикла любой продукции состоит из времени производства и времени перерв.
Затраты времени, входящих в состав производственного цикла, отражены на рис. 7.1.
Время производства состоит из продолжительности выполнения технологических операций (Ттех) вспомогательных операций: подготовительно-заключительных (tпз), транспортно-складских (tт), контрольных (tк) природных операций (tпр).
Время перерывов делится на перерывы в рабочее время и в нерабочее время. Последние так называемые регламентированные перерывы (между сменами, на обед, праздничные и выходные дни). Перерывы в рабочее время состоят из перерывов партионности, межоперационного (tмо), межцехового (tмц) и междусменного очикування.
Перерывы партионности возникают при обработке деталей партиями, когда каждая деталь поступает на рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды: один раз до начала обработки, а второй раз до окончания обработки всей партии перед ее транспортировкой на следующую операцию. Эти перерывы рассчитываются вместе с продолжительностью технологических операций и составляют операционный цикл (То).
Перерывы межоперационного ожидания возникают из-за несогласованности продолжительности смежных операций технологического процесса, что приводит простой предметов труда к моменту освобождения рабочих мест (оборудования) для прохождения обработки на очередной операции.
Перерывы межцехового ожидания возникающих при разновременного изготовления деталей, входящих в один комплект. Их иногда называют перерывами ожидания комплектации, они могут быть внутренними и межцеховых. Как правило, такие перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой. Продолжительность этих перерывов во многом зависит от качества оперативно-производственного планування.
Перерывы в нерабочее время обусловлены режимом работы предприятия, их продолжительность зависит от количества выходных, праздничных дней и смен, продолжительности перерывов между ними, а также перерывов на обид.
Перерывы также бывают вынужденными по следующим причинам: неудовлетворительная организация производства на данном предприятии (ненадлежащая организация рабочих мест, несвоевременная подача материалов или инструмента, низкое качество технической документации или задержка ее подготовки, недостатки ремонта) случайные обстоятельства, например, задержка поступления материала от поставщика, отключения электроэнергии, аварии оборудования, нехватка деталей и т. д.
Структура производственного цикла, то есть состав и соотношение его элементов, зависит от особенностей технологических процессов ее изготовления, типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов. В непрерывных производствах (химическое, металлургическое и др.). Наибольшая доля в производственном цикле приходится на время производства. В дискретных производствах (например, в машиностроении) перерыва составляют 70-75% общей продолжительности производственного цикла. С увеличением серийности производства доля перерывов знижуеться.
Пути сокращения производственного цикла. Важность сокращения производственного цикла определяется экономическими интересами продуцентов. Чем меньше длительность производственного цикла, тем больше продукции за единицу времени при прочих равных условиях можно выпустить на предприятии, в цехе или на участке; тем выше использования основных фондов предприятия; тем меньше потребность предприятия в оборотных средствах за счет ускорения их вращения; тем больше сокращается незавершенное производство, тем выше фондоотдача и т. д.
В практической деятельности предприятий сокращение длительности производственного цикла осуществляется одновременно по трем направлениям: уменьшение времени рабочего периода (трудовых процессов), сокращение времени естественных процессов, устранения и сведения к минимуму различных перерывов. Это обеспечивается двумя путями: а) совершенствованием техники и технологии и б) повышением уровня организации производства. Разработка мероприятий по сокращению производственного цикла основывается прежде всего на принципах пропорциональности, параллельности и непрерывности.
Технологическое время и время перерывов значительно сокращаются в результате совершенствования конструкций выпускаемой, повышения уровня ее технологичности, внедрение наиболее рациональных высокоэффективных технологических процесив.
Во совершенствованием технологических процессов понимают их комплексную механизацию и автоматизацию, внедрение скоростных режимов резания, концентрацию операций, которая предусматривает многоинструментальные и многопредметного обработку или совмещения в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций.
Повышение технологичности конструкций изделий заключается в максимальном приближении их параметров требованиям технологического процесса и технических и организационных возможностей предприятия. Например, рациональное расчленение конструкции изделия на узлы и мелкие сборочные единицы является важным условием для параллельного составления и, соответственно, сокращение длительности производственного циклу.
Сокращение трудоемкости технологических операций достигается путем использования более совершенного инструмента, замены металла пластмассами, применение эффективного специального и универсального оборудования, использования ПЭВМ, позволяющие выбирать оптимальные режимы обработки деталей.
Подготовительно-заключительное время также подлежит уменьшению, особенно в части переналадку оборудования, которое целесообразно выполнять в нерабочие смены, в обеденные и другие перерывы. В современной практике сокращение периода такой работы достигается благодаря групповой обработке деталей, типичным и универсальным налагодженням.
Уменьшение продолжительности транспортных и складских операций может быть достигнуто в результате перепланировки оборудования на основе принципа прямоточности, механизации и автоматизации подъема и перемещения продукции с помощью различных засобив.
Сокращение времени на контрольные операции достигается внедрением передовых методов и приемов их осуществления, использованием средств механизированного и автоматизированного контроля, которые монтируются в оборудование, совмещением со временем выполнения технологических, транспортных и складских операций. Использование статистических методов контроля качества продукции и регулирования технологических процессов дает возможность перейти от сплошного контроля к выборочному, снижая тем самым время контрольных операций.
Сократить производственный цикл можно путем искусственной интенсификации природных процессов. Например, ускорением охлаждения деталей, внедрением принудительной циркуляции воздуха, заменой естественной сушки окрашенных деталей индукционным сушкой в поле токов высокой частоты, применением искусственного старения ответственных деталей в термических печах.
Сокращение времени межоперационных перерывов обеспечивается переходом от последовательного к параллельно-последовательного и далее до параллельного движения предметов труда. Такому сокращению времени также способствует организация цехов и участков по принципу предметной специализации, территориально приближает различные стадии производства, упрощает и сокращает внутризаводские и внутрицеховые маршруты движения заготовок и изделий. Повышение параллельности выполнения работ сокращает технологическую трудоемкость и время на транспортування.
Время перерывов может быть сокращен путем увеличения сменности работы, рационализации отдыха рабочих, применение эффективных систем оперативно-календарного планування.
Сокращение времени перерывов, обусловленных авариями оборудования, нехваткой материалов, оборудования и другими причинами неудовлетворительной организации производства, также положительно влияет на длительность производственного циклу.
С целью выявления резервов сокращения длительности производственного цикла проводятся маршрутные фотографии. В результате анализа длительности производственного цикла можно выявить следующие пути его сокращения, как уменьшение размера партии деталей, определение порядка запуска деталей в обработку, расширение сменности работы оборудования, оптимизация производственного цикла при обработке деталей нескольких наименований за счет определения очередности их запуска. Последняя задача может решаться методами линейного и динамического программирования, последовательного конструирования с помощью ветвей и границ в виде дерева, матричными методами моделирования производственного процесу.
Факторы производственного цикла. В большинстве случаев в простом производственном процессе детали (заготовки) изготавливаются партиями, последовательно обрабатываются на всей совокупности операций. Процесс изготовления партий деталей продвигается через многие операции, состоит из совокупности операционных циклив.
Совокупность операционных циклов, а также способ соединения во времени смежных операционных циклов и их частей создают временную структуру многооперационного технологического циклу.
Продолжительность многооперационного технологического цикла существенно зависит от способа сопряжения во времени операционных циклов и их частей, а также от вида движения партии деталей по операциям. Выбор вида движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процесса, что обуславливает длительность производственного цикла партий деталей.
Определение длительности производственного цикла в машиностроении характерно для четырех типичных вариантов: обработка одной детали какого-то наименования; обработка нескольких деталей одного наименования, изготовление изделий какого-то наименования, изготовление нескольких изделий того же найменування.
В общем виде длительность производственного цикла рассчитывается для отдельных деталей, узлов, изделий, а также для их партий:
где То, tпр, tп-з, tтр, tк, tмо, tмц - время технологических операций, естественных процессов, подготовительно-заключительных, транспортных операций, контрольных операций, межоперационного и соответственно межцеховых (переменными) паузы в обработке деталей;
m, i, п, j, х, у, z - количество технологических, природных, подготовительно-заключительных, транспортных, контрольных операций и перерывов видповидно.
В некоторых случаях время выполнения подготовительно-заключительных, транспортных и контрольных операций может частично или полностью совпадать со временем перерывов. Время перекрытия отдельных элементов производственного цикла в его продолжительность не включается, поэтому продолжительность цикла обычно меньше суммы всех его складових.
Межцеховые перерыва определяются опытным путем, исходя из конкретных условий производства и принятой системы оперативного планування.
Перерывы, возникающие вследствие неудовлетворительной организации производства и случайных обстоятельств, в длительность производственного цикла не включаються.
Величина Тц для различных объектов может колебаться от нескольких минут (простые детали) до нескольких месяцев или лет (уникальное оборудование, большие технические комплексы и т.п.), поэтому рассчитывается в минутах, часах, изменениях, рабочих и календарных днях. Если Тц рассчитывается в календарных днях, учитываются все составляющие, которые показаны на рис. 7.1, если - в рабочих днях, то выходные и праздничные дни не учитываются; при расчете Тц в часах не учитываются также перерывы между рабочими зминами.
Продолжительность структурных составляющих производственного цикла зависит от факторов конструкторского, технологического и организационного характера (табл. 7.1).
На длительность производственного цикла существенно влияют размер партий деталей и вид движения предметов труда в процессе их обробки.
Партией называется количество деталей, которые непрерывно обрабатываются на каждой операции производственного процесса с однократной затратой подготовительно-заключительного времени.
Работа партиями организуется в серийном и крупносерийном производстве. Размер партии влияет на многие стороны производственной деятельности предприятия. Чем больше партия, тем реже осуществляется переналадку оборудования, обеспечивается лучшее его использования, повышается производительность труда, снижается себестоимость продукции. Однако крупные партии увеличивают незавершенное производство, сокращают оборачиваемость оборотных средств, увеличивают продолжительность цикла производства.
На размер партии влияют: количество закрепленных за каждой единицей оборудования деталей; сложность и трудоемкость изготовления деталей, продолжительность цикла производства отдельных деталей, соотношение между временем на наладке оборудования и время на изготовление партии на главной (длительной) операции, соотношение между лунной программой и размером партии Габариты деталей; характер межцеховых связей.
В основе определения размера партии зависимости от конкретных условий производства лежат такие факторы, как трудоемкость, уровень использования оборудования, производительность труда и др.. Для этого все детали обрабатываются, классифицируются по размерам, трудоемкости обработки, периодичностью запуска месячной потребностью в них.
Размер партии простых деталей устанавливается с учетом их месячной, квартальной потребности. Для сложных и крупногабаритных деталей размер партии устанавливается учитывая наличие площадей для их сохранения.
| Глава 7. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ВО ВРЕМЕНИ | 7.2. Расчет длительности производственного цикла простого процесса |