3 Производственные процессы промышленного

предприятия

Основой производственной деятельности любого промышленного предприятия является производственный процесс. Он представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов, направленных на изготовление продукция определенного вида.

Процессы труда  это всякое изменение предмета труда, осу­ществляемое при участии человека. Естественные процессы протекают без участия человека (сушка материалов, естественное старение отливок и т. п.), но являются необходимой составной частью многих производственных процессов в различных отраслях промышленности.

3.1 Классификация производственных процессов

В зависимости от назначения выделяются основные, вспомо­гательные и обслуживающие процессы.

При выполнении основных процессов меняются форма, размеры, свойства или внутренняя структура предметов труда. К таким про­цессам относятся процессы механической обработки изделий, сборочные процессы, а в химической технологии – аппаратурные процес­сы, в результате которых образуются вещества с новыми свойствами.

Вспомогательные процессы служат обеспечению нормального функционирования основных процессов. Это изготовление технологи­ческой оснастки, приспособлений, запчастей для ремонта и т. д.

Обслуживающие процессы обеспечивают основные и вспомогатель­ные процессы услугами, которые необходимы для нормального их осу­ществления. Примером могут служить транспортные, складские и другие процессы.

В зависимости от характера выполняемых технологических операций выделяют заготовительные, обрабатывающие и сборочные производст-

18

венные процессы. В машиностроении, например, к ним со­ответственно относятся отливка заготовок, обработка резанием, сборка узлов машин и т. д.

По степени автоматизации выделяют ручные, механизирован­ные, автоматизированные и автоматические производственные процессы.

По объекту производства различают простые и сложные про­изводственные процессы. К простым относятся процессы, состоящие из последовательно выполняемых операций, а к сложным  состоящие из последовательно и параллельно выполняемых операций. Сложность процесса определяется составом технологических операций и поряд­ком их выполнения.

Таким образом, операция  это часть производственного процесса, кото­рая выполняется одним или группой рабочих на одном рабочем месте. Операция, как правило, циклически .повторяется во времени. При вы­полнении одних операций предмет труда изменяет свою форму, структуру, свойства  это основные (технологические) операции. Другие операции предназначены либо для контроля качества, либо для пере­мещения предметов труда от одного рабочего места к другому (конт­рольные, транспортные операции) – это вспомогательные операции.

Совокупность основных операций называют основным или техно­логическим процессом.

Каждая операция, основная или вспомогательная, состоит из отдельных приемов. Прием  это часть операции, которая представляет собой определен­ный, технологически самостоятельный комплекс действий рабочего по изменению состояния предметов и орудий труда на рабочем месте.

Приемы, в свою очередь, состоят из трудовых движений  элемен­тов действий рабочего. В системе “человек-машина” их всего около двадцати  повернуть, включить и т. д.

3.2 Основные принципы организации производственных процессов

Для рациональной организации производственных процессов в пространстве и во времени следует придерживаться при их построе­нии определенных принципов. В связи с научно-техническим прогрессом в отраслях промышленности значение отдельных принципов пре­терпевает существенное изменение  одни принципы утрачивают свою актуальность, другие появляются впервые. К основным принципам современной организации производства можно отнести дифференциацию производства, концентрацию, интеграцию, специализацию, пропорциональность, прямоточность, параллельность, ритмич­ность, непрерывность, автоматичность, гибкость и электронизацию производства.

Принцип дифференциации предполагает разделение производс­твенного процесса на отдельные технологические процессы, опера­ции, переходы, приемы и движения. Выделение коротких по продолжительности операций позволяет упрощать организацию и технологичес­кое оснащение производ-

19

ства, совершенствовать навыки рабочих, по­вышать производительность их труда. Но при этом излишняя диффе­ренциация приводит к монотонности процессов труда, высокой их ин­тенсивности и, как результат, быстрой утомляемости рабочих, нап­ример, при работе на конвейере.

Принцип концентрации операций и принцип интеграции производственных процессов появляются вместо принципа дифференциации при использовании в производстве станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, роботов и т. п. Операции при этом становятся более объемными и сложны­ми.

Принцип специализации основан на ограничении разнообразия элементов производственного процесса. Реализация этого принципа зависит от степени постоянства номенклатуры выпускаемой продук­ции, хотя и возможна при выпуске различной, небольшой по объему, но трудоемкой продукции при наличии в ней сходных деталей или уз­лов, а также сходных технологических операций, которые использу­ются при ее изготовлении.

Для соблюдения принципа пропорциональности необходимо чтобы количество рабочих или станков на отдельных операциях технологи­ческого процесса было пропорциональным, соответственно, трудоем­кости или станкоемкости выполняемой работы. Пропорциональность должна обеспечивать взаимоувязанную согласованную работу всех звеньев производства и, как результат, прохождение через все опе­рации технологического процесса за определенный промежуток време­ни одного и того же количества изделий. Чем короче этот отрезок времени, тем выше пропорциональность процесса.

Принцип прямоточности заключается в обеспечении кратчайшего пути прохождения изделия по всем операциям производственного про­цесса – от запуска изделия в производство до выхода готовой продукции. Этому принципу должно соответствовать наиболее рациональное, с точки зрения движения предметов труда, взаимное расположение в пространстве основных, вспомогательных и обслуживающих цехов и служб предприятия, а также размещение в цехах отдельных участков и рабочие мест.

Принцип параллельности предполагает, что в сложных процессах операции распределяются между различными рабочими местами и вы­полняются одновременно, т. е. параллельно. Наибольшая одновремен­ность (параллельность) и самая короткая продолжительность работы могут быть достигнуты при условии немедленной передачи изделия с одной операции на следующую за ней при наименьшем времени процес­са самой передачи.

Принцип ритмичности заключается в выпуске в равные промежут­ки времени одинакового или равномерно возрастающего количества продукции и, соответственно этому, повторении через эти промежут­ки времени производственного процесса во всех его операциях.

Принцип непрерывности  это комплексный показатель, который реализуется при соблюдении принципов полной пропорциональности, параллельности и ритмичности одновременно. Обеспечение непрерывности связано с сокращением, до возможного минимума, перерывов в процессе производства по

20

различным причинам  технологическим или организационным.

Принцип автоматичности в условиях современного производства обеспечивает его высокую эффективность за счет снижения трудоем­кости продукции, увеличения объема выпуска, повышения качества. Принцип может использоваться при организации основного, вспомога­тельного и обслуживающего производств.

Принцип гибкости позволяет при минимальных потерях времени переходить на выпуск новой продукции при освоении ее производс­тва. Наибольшее развитие этот принцип получает в производствах с использование станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, роботизированных комплексов.

Принцип электронизации является основой организации гибкого производства. Он осуществим при использовании быстродействующих ЭВМ различных классов и при совершенствовании средств общения с ними человека.

3.3 Производственный цикл и его структура

Производственным циклом называется интервал календарного времени от начала до конца технологического процесса независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей или единиц продукции. В длительность производственного цикла (Т_ц) входит время не­посредственной работы  технологическое время (t_техн), которое определяется технологическим процессом, и межоперационное время (t_м.о), затрачиваемое на контрольные операции, транспортировку и пролеживание предметов труда между операциями, участками, цехами, на складах и т. п., в том случае, если они не нормируются в техно­логической документации.

.

Время, в течение которого на операции в целом изготав­ливается одна деталь (изделие), партия одинаковых или несколько различных изделий, называется операционным циклом. Следует отметить, что операционный цикл зависит от количества рабочих мест на соответствующей операции.

Длительность производственного цикла на предприятиях рассчи­тывается в рабочих сутках.

Технологическое время определяет длительность технологического цикла, под которым понимается время непосредственного нахож­дения изделий в технологическом процессе как на станках, так и в ручном изготовлении, а также время протекания естественных про­цессов.

3.4 Длительность производственного цикла

В серийном производстве при изготовлении партии одинаковых изделий длительность технологического цикла (технологическое вре­мя), а, следовательно, и длительность производственного цикла будет зависеть от способа

21

перемещения предметов труда по отдельным опе­рациям технологического процесса. Это перемещение может быть ор­ганизовано как последовательное, параллельное или смешанное.

3.4.1 Последовательное перемещение

Наибольшая длительность производственного цикла при последо­вательном перемещении предметов труда по операциям технологичес­кого процесса, при котором каждая последующая операция начинается только тогда, когда обработка всей партии изделий будет завершена на предыдущей операции. В этом случае операционный цикл (t_оп) – время обработки изделий на одной операций - будет рассчитываться по формуле:

где n  размер партии деталей, шт.;

t_шт  полная норма времени на операции (штучно-калькупяционная

норма времени или “штучное время”), мин;

с  число рабочих мест на операции.

На рисунке 2 представлена графическая модель последовательного перемещения партии деталей (n =4) по трем операциям (m = 3) ус­ловного технологического процесса. Межоперационное время для уп­рощения не учитывается.

Если обозначить номер детали обрабатываемой партии “i”, а номер операции “j”, то в графическом примере должны выполняться следующее соотношения и .

Н омер t_{1 оп}

операции

1

t_{2 оп}

2

t_{3 оп}

3

t_техн

t

Рисунок 2  Длительность технологического цикла

при последовательном перемещении деталей

Длительность технологического цикла в данном случае определяется

22

суммой длительности операционных циклов

при этом длительность производственного цикла, включая межоперационные перерывы, Т_ц = t_техн + t_м.o или

.

Очевидно, что при последовательном движении предметов труда по операциям технологического процесса нет перерывов в работе ни оборудования, ни рабочих, т. е. коэффициент загрузки рабочих мест K_з = 1.

3.4.2 Параллельное перемещение

При параллельном движении отдельные детали (передаточные партии) поступают на следующую операцию технологического процесса сразу же после завершения обработки на предыдущей операции неза­висимо от остальных обрабатываемых деталей (передаточных партий).

В этом случае наиболее загруженной оказывается более трудо­емкая (станкоемкая) операция с наибольшим операционным циклом. В то же время менее трудоемкие операции могут иметь перерывы в ра­боте как рабочего, так и оборудования.

На рисунке 3 представлена графическая модель технологического цикла обработки условной партии деталей при параллельном их пере­мещении с операции на операцию.

Номер 1

операции

2

Главная

операция

3

t_техн

t

Рисунок 3  Длительность технологического цикла

при параллельном перемещении деталей

23

На операции с самым продолжительным операционным циклом об­работка партии деталей ведется непрерывно, а сама операция назы­вается главной. В самом общем случае технологический процесс мо­жет иметь несколько операций с равными и самыми продолжительными операционными циклами. При этом безразлично какую из этих операций считать главной.

При параллельном движении деталей (передаточных партий) обеспечивается самая короткая длительность технологического, а следовательно и производственного цикла.

Если передача деталей с операции на операцию производится не поштучно, а передаточными партиями (р), то

При этом длительность производственного цикла, включая межо­перационные перерывы, Т_ц = t_техн + t_м.о или

4.3 Смешанное (параллельно-последовательное) перемещение

При смешанном перемещении деталей по операциям технологичес­кого процесса каждая последующая операция начинается до заверше­ния обработки всей партии деталей на предыдущей операции.

Обработка деталей партии на всех операциях осуществляется непрерывно, но в то же время работа на операциях технологического процесса ведется параллельно, т. е. одновременно. Следовательно, происходит частичное совмещение времени операционных циклов (). Передача деталей с операции на операцию ведется поштучно или пе­редаточными партиями.

На рисунке 4 представлена графическая модель технологического цикла обработки условной партии деталей при их смешанном переме­щении с операции на операцию.

24

Номер

операции

1

₁

2

₂

3

t_техн

t

Рисунок 4  Длительность технологического цикла при смешанном

перемещении деталей

Длительность технологического цикла за счет одновременной работы будет существенно меньше, чем при последовательном переме­щении деталей, но при этом несколько больше, чем при параллельном способе.

Время параллельной обработки деталей на смежных операциях, первой и второй, второй и третьей и т. д., то есть время совместной работы ₁, ₂ и т. д. может быть расс­читано по штучному времени операции в рассматриваемой паре с бо­лее коротким операционным циклом и величине партии, уменьшенной на одну деталь (передаточную партию)

или .

В общем случае число совмещений будет равно числу смежных пар операций рассматриваемого технологического процесса. Если обозначить номер произвольной пары операций “f”, то выполняется следующее соотношение 1 < f < m  1. Таким образом, общее сокращение длительности технологического цикла при смешанном способе перемеще­ния деталей по сравнению с последовательным перемещением может быть рассчитано как

Длительность технологического цикла при смешанном способе перемещения деталей будет рассчитываться по формуле

25

При этом длительность производственного цикла, включая межо­перационные перерывы, Т_ц = t_техн + t_м.о или

3.5 Пути и экономическая эффективность сокращения длительности производственного цикла

Длительность производственного цикла оказывает существенное влияние на экономику предприятия, и, в первую очередь на объем вы­пуска продукции, состав и размер незавершенного производства и оборотных средств, рентабельность (норму прибыли).

Очевидно, что при всех прочих равных условиях, затраты, вхо­дящие в незавершенное производство, будут тем больше, чем продол­жительнее производственный цикл, что, естественно, снижает эконо­мические показатели работы предприятия.

Основными путями сокращения длительности производственного цикла являются:

• снижение трудоемкости (станкоемкости) изготовления продук­ции за счет внедрения передовых методов и приемов работы, более совершенного высокопроизводительного оборудования;

• рациональная организация трудовых процессов, их более пол­ная механизация и автоматизация;

• сокращение планируемых и непредвиденных перерывов в рабо­те. Так, время межоперационных перерывов можно сократить за счет перехода от последовательного к параллельному сочетанию операций, а время транспортных операций – за счет рационального планирования оборудования на основе принципов прямоточности с механизацией погрузочно-разгрузочных работ;

• организация поточного производства.