7.2. Расчет длительности производственного цикла простого процесса

Как известно из ранее изложенного материала, для простого процесса основном характерно изготовление деталей (заготовок) партиями. Основу производственного цикла составляет технологический цикл, состоящий из операционных циклов. Операционный цикл - это продолжительность законченной части технологического процесса, выполняемая на одном рабочем мисци.
Продолжительность операционного цикла обработки партии деталей на одной операции равна:
где n - количество деталей в партии;
tшт - время обработки одной детали;
РМ - количество рабочих мест или оборудования, на которых осуществляется данная операция.
Продолжительность операционного цикла (То) для партии обрабатываемых деталей на нескольких операциях, зависит не только от указанных величин, но и от способа передачи деталей с операции на операцию - поштучно, всей партией или ее частями. При изготовлении партии одинаковых предметов труда может использоваться один из видов движения предметов труда по операциям технологического процесса (три вида сообщения операций): последовательный, параллельный, параллельно-последовательный. Таким образом, моделируются варианты достижения сокращения длительности производственного цикла (рис. 7.2).
Каждый из этих видов характеризуется определенными условиями передачи изделий от одного рабочего места к другому, работы оборудования и пауз в обработке деталей.
Последовательный вид движения партии деталей. Сущность этого вида движения характеризуется следующими условиями: изделия передают-ся на каждую последующую операцию всей партией после обработки ее на предыдущей; оборудования в пределах обработки партии изделий работает без простоев. Продолжительность операционного цикла обработки партии деталей определяется по формуле на основе графика (рис. 7.2):
Пример. Партия деталей из 3 шт. обрабатывается на четырех операциях длительностью t1 = 2, t2 = 1, t3 = 3, t4 = 2 мин. На операциях по одному рабочему мисцю.
Время обработки всей партии равна:
Из рис. 7.2 очевидно, что продолжительность технологического цикла в последовательном виде движения предметов труда складывается из времени обработки партии деталей на каждой операции, т.е. с их операционных циклов (n • t). Длительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. При этом имеют место значительные 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 внутришньопартионного пролеживания одной детали на всех операциях определяется по формуле:
В данном примере tпр = 24 - 8 = 16 мин. Общее время пролеживания всех деталей в партии (для определения величины незавершенного производства) рассчитывается следующим образом:
Тпр = ntпр = 3 • 16 = 48 хв.
Производственный цикл всегда длительный за технологический, так как наряду с выполнением технологических операций он охватывает время на выполнение контрольных и транспортных операций, время на природные процессы и время на разные перерыва. Когда обрабатываются партии однородных предметов труда, производственный цикл по последовательным видом движения в календарных днях определяется по общей формуле:
Для отображения длительности производственного цикла в календарных днях учитывается соотношение календарных и рабочих дней в году, то есть коэффициент календарности (Кк = Дк / Др). Например, 365: 255 = 1,4. Продолжительность цикла, исчисленная в рабочих днях (как отношение длительности цикла в часах количеству часов работы в течение суток), умножается на коэффициент календарности.
Остальные элементы производственного цикла - tп-з, tпр, tк, tмо определяются с помощью нормативов, расчетов и опытным шляхом.
Подготовительно-заключительное время определяется нормативными картами трудоемкости, разрабатываемых в процессе технического нормування.
Время естественных процессов берется за минимальным временем их осуществления на основе требований технологии.
Время на транспортировку и контроль учитывает только такое время, что не перекрывается другими элементами цикла и определяется расчетным путем. Обычно время на транспортировку и контроль перекрывается время межоперационных очикувань.
Межоперационные и переменными перерыва (паузы) имеют значительную долю в длительности производственного цикла и определяются расчетным путем на основании графиков загрузки рабочих мест обработкой отдельных партий деталей, которые складываются в процессе оперативного планирования производства. Для определения нормативов межоперационных перерывов также применяется аналитический метод, основанный на корреляционном анализе. Как показали исследования, на величину межоперационных перерывов влияют в первую очередь коэффициент закрепления операций Кз.о и количество операций технологического процесса. Чем выше Кз.о, т.е. низкий уровень специализации, и большее количество операций, через которые проходит деталь, тем больше межоперационные перерыва между каждой парой смежных операций. Межоперационные перерыва становятся также продолжительными в случае увеличения партий деталей. С переходом от последовательного движения к параллельно-последовательного межоперационные перерыва сокращаются, достигая минимальной величины, или полностью ликвидируются при параллельном руси.
Средняя продолжительность одного перерыва между парой смежных операций определяется аналитическим путем. Тогда общая продолжительность межоперационных перерывов равно:
где m - количество операций.
В практической деятельности из причин незначительной величины в расчет продолжительности производственного цикла некоторые затраты времени не включаются. Его продолжительность, как правило, учитывает три основные составляющие: продолжительность технологического цикла (с учетом перерывов партионности), время естественных процессов, время перерывов, которые не перекрываются технологическим циклом.
Преимуществом последовательного вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и простоев оборудования в пределах обработки одной партии изделий. Недостатками такого вида движения являются: во-первых, детали пролеживают длительное время из причин перерывов партионности, что делает большим объем незавершенного производства. Во-вторых, отсутствие параллельности в обработке значительно увеличивает продолжительность технологического (производственного) цикла. Однако последовательный вид движения отличается простотой организации и используется 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 длительность производственного циклу.
Параллельный вид движения партий деталей. Сущность параллельного вида движения (рис. 7.2) состоит в том, что детали (поштучно или транспортными партиями) передаются на следующую операцию немедленно после окончания обработки на предыдущей операции, независимо от времени выполнения смежных операций и готовности всей партии. Таким образом, обработка деталей партии осуществляется одновременно на многих операциях. Количество деталей в транспортной партии (р) устанавливается практическим путем. В случае поштучного передачи р = 1. Здесь нет пауз в обработке деталей (перерывов партионности), что ведет к сокращению продолжительности технологической части производственного цикла и уменьшение незавершенного виробництва.
Правила предусматривают такую последовательность построения графика параллельного вида движения:
Сначала строится технологический цикл на всех операциях для первой детали или транспортной партии (р),
На операции с длительным операционным циклом (tmax - главная операция) строится цикл проведения работ всей партии (п) без перерывов в работе устаткування.
Исходя из окончания или начала обработки деталей (транспортных партий) на главной операции постепенно достраиваются операционные циклы этих деталей (транспортных партий) на всех других операциях, кроме першои.
Для определения длительности операционного цикла на графике (рис. 7.2) берутся отрезки времени, которые не перекрываются, по формуле:
Однако, как видно из рис. 7.2, при параллельном методе обработки деталей на операциях, выполняемых до и после главной, возникают простои оборудования и рабочих и из-за разногласий по продолжительности операций. Они возникают тем чаще, чем значительнее разница 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 за поточной организации производства, где можно получить синхронизированный график параллельности процесса, обеспечив равенство:
Наиболее распространенными способами синхронизации (выравнивания времени по операциям технологического процесса) являются: расчленение операций на переходы и комбинирования различных вариантов порядка их исполнения; группировки переходов нескольких операций; концентрация операций; ввода пропорциональных рабочих мест на операциях, длительность которых кратна такту; рационализация рабочих приемов; интенсификация режимов работы; совмещения времени машинной и ручной работы и ин.
Особого внимания за параллельного вида движения заслуживает главная операция. Сокращение времени на ее осуществление ведет к уменьшению простоев на всех других операциях.
Следует отметить, что также и при параллельном виде движения партий деталей по операциям наблюдаются простое: во-первых, до начала обработки на первой операции и после окончания обработки на последней операции, во-вторых, детали пролеживают внутри транспортной партии. При этом общее время пролеживания каждой детали в партии определяется по формуле:
Преимущество данного вида движения заключается в обеспечении: а) наименьшей длительности производственного цикла и особенно, если процесс синхронизирован б) равномерной загрузки рабочих и оборудования в) условий для высокопроизводительного труда.
Параллельное движение применяется в серийном и массово-поточного производства при выполнении операций равной или кратной тривалости.
Параллельно-последовательный вид движения. Сущность параллельно-последовательного вида движения (рис. 7.2) состоит 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. Иными словами, такой вид движения характеризуется порядком передачи предметов труда на следующую операцию, за которого ее выполнение начинается до окончания обработки всей партии на предыдущей операции, то есть параллельность выполнения операций. При этом обработка деталей всей партии на каждой операции производится непрерывно.
При больших партий предметы труда передаются не поштучно, а частями, на которые делится обрабатывающая партия (n). Они называются транспортными (или передаточными) партиями (р).
Возможны два варианта параллельно-последовательного вида движения:
1) продолжительность предыдущей операции меньше следующей или равна ей. В этом случае детали на следующую операцию передаются поштучно по мере их готовности, при этом они (кроме первой) не будут обрабатываться до освобождения рабочего места на следующей операции;
2) продолжительность предыдущей операции больше следующей или равна ей. На предыдущей операции создается запас готовых деталей с целью обеспечения непрерывности следующей (короткой) операции. Передавая детали на следующую операцию, ориентируются на последнюю деталь. До начала работы над ней на следующей операции нужно закончить обработку остальных деталей в партии.
В построении графика параллельно-последовательного движения следует руководствоваться следующими правилами:
если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу после их обработки;
если следующая операция длительная, чем предыдущая (в нашем примере t3
7.1. производственный цикл 7.3. Определение производственного цикла сложного процесса