Виды движения предметов труда по операциям производственного процесса

В зависимости от принятой формы организации производства применяют последовательный, параллельный или смешанный вид движения предметов труда по операциям производственного процесса. При этом на различных стадиях производства могут применяться разные способы сочетания операций по времени.

Последовательный вид движения характеризуется одновременной передачей всей обрабатываемой партии деталей на последующую операцию, т.е. каждая последующая операция начинается не ранее времени окончания обработки всей партии на предыдущей операции. При этом виде движения предметов труда по операциям производственного процесса все детали из партии, кроме последней, пролеживают в ожидании своей обработки, причем время пролеживания различных деталей разное - чем раньше обработана деталь на предыдущей операции, тем больше время ее пролеживания в ожидании партионности. Длительность цикла при этом виде движения максимальна. Преимущество последовательного вида движения заключается в обеспечении непрерывности обработки деталей на операции, что ведет к отсутствию перерывов в работе оборудования и рабочих.

При последовательном виде движения длительность цикла вычисляется по формуле

 ;

где t_опi - длительность выполнения i-й операции, ч; m - количество операций в производственном цикле; t_nзi - подготовительно-заключительное время на i-й операции, ч; t_штi - время на изготовление учетной единицы продукции на i-й операции, ч; n - количество учетных единиц в партии (заказе).

В том случае, если подготовительно-заключительное время на операции (t_nзi = 0) отсутствует или значительно меньше технологического времени обработки партии изделий (t_nзi <<t_штi ×n), формула расчета длительности цикла упрощается:

Пример 1. Партия из 4 деталей (n = 4) обрабатывается на 6 операциях (m = 6):t_шт1 = 4 мин, t_шт2 = 2 мин, t_шт3 = 3 мин, t_шт4 = 5 мин, t_шт5 = 2 мин, t_шт6 = 3 мин.

Т_посл = 4 × (4 + 2 + 3 + 5 + 2 + 3) = 76 мин.

График движения предметов труда при последовательном виде движения представлен на рис. 3.3а .

При последовательном виде движения уменьшить величину длительности цикла можно за счет введения фронта работ на операциях производственного процесса, т.е. увеличения количества рабочих мест (w_i ):

тогда (при условии t_nзi <<t_штi × n).

В вышеприведенном примере при возможности обработки партии на 4-й операции на двух рабочих местах (w₄ = 2) длительность цикла может быть сокращена на 10 мин:

Т_посл = 4 × (4 + 2 + 3 + 5/2 + 2 + 3) = 66 мин.

При соизмеримости величин времени на подготовительно-заключительные работы и технологического времени изготовления партии деталей при введении фронта работ на такой i-й операции длительность выполнения операции t_опiтоже сокращается. Но здесь необходимо рассмотреть два возможных случая.

Случай 1. Подготовительно-заключительное время отнесено ко всей партии n деталей и не зависит от ее размера. В этом случае при введении фронта работ на такой i-й операции время выполнения операции (t_опi ) рассчитывается по формуле

Пример 2. На участке имеются две однокрасочные (кр. (1 + 0) офсетные листовые печатные машины формата А2. Время на приладку формы (подготовительно-заключительное время) составляет 20 мин, а время на печать тыс. л-прогонов - 10 мин. При печатании афиши формата А2 красочностью (1 + 0) и тиражом 2 тыс. экз. на одной печатной машине

А при использовании двух печатных машин

Использовав две печатные машины, мы получаем небольшой выигрыш во времени, но несем дополнительные издержки производства, так как если при использовании одной машины трудоемкость операции составила 0,67 чел×ч, то при использовании двух машин трудоемкость на операции возросла в 1,5 раза и составила 1 чел×ч (при условии обслуживания 1 машины одним рабочим). Кроме того, печатание на двух машинах потребует изготовления 2-х комплектов форм, что удваивает затраты на их изготовление.

Случай 2. Подготовительно-заключительное время на i-й операции при изготовлении партии (заказа) может быть представлено суммой подготовительно-заключительных времен, отнесенных к каждой k передаточной партии, входящей в заказ. В этом случае, при введении фронта работ wi равного или кратного k, длительность операционного цикла на i-й операции вычисляется по формуле

Пример 3. Рассчитать время выполнения операции печати при изготовлении брошюры формата 60×90/16, красочностью (1 + 1), объемом 2 ф.п.л., 1-й группы технологической сложности, тиражом 500 экз. Печатание осуществляется на листовой офсетной печатной машине формата 381×520 мм (А3), красочностью (1 + 0). Время на приладку (t_nз ) одной формы составляет 11 мин, а t_печ = 20,4 мин.

Количество приладок, необходимое для изготовления заказа, - 8, а суммарное количество листопрогонов N_л-прог = 8 × 0,5 = 4 тыс. При печати на одной печатной машине

При наличии на участке четырех однотипных печатных машин (w_i = 4)

Причем трудозатраты здесь одинаковы, а значит, экономически целесообразно введение фронта работ на такой операции.

В дальнейшем при рассмотрении параллельного и параллельно-последовательного видов движения будем считать, что t_nзi <<t_штi × n.

При  параллельном виде движения детали из обрабатываемой партии передаются поштучно или транспортными (передаточными) партиями. При этом виде движения каждая деталь поступает в обработку на последующую операцию независимо от сроков окончания обработки других деталей из партии, т.е. нет пролеживания деталей в ожидании партионности. Это ведет к сокращению длительности производственного цикла и уменьшению незавершенного производства. Параллельный вид движения обеспечивает минимальную длительность производственного цикла. В этом его преимущество. Существенный недостаток этого вида движения заключается в том, что из-за неравенства продолжительностей выполнения операций, возникают перерывы в работе оборудования и рабочих.

При параллельном виде движения длительность цикла вычисляется по формуле

где t_{шт гл} - технологическое время на учетную единицу продукции на главной операции.

Главной называется операция, имеющая наибольшую продолжительность обработки. Величина t_{шт гл} определяет периодичность обработки изделий из партии на всех операциях производственного цикла.

График параллельного вида движения при поштучной передаче изделий представлен на рис. 3.3 б .

Для данных, приведенных в Примере 1, главной является четвертая операция. Длительность производственного цикла составит:

Из графика видно, что на всех операциях, кроме главной, наблюдаются перерывы в загрузке рабочих мест. Причем величина этих перерывов тем больше, чем больше разница между продолжительностью обработки на главной и остальных операциях. Время перерывов на i-й операции вычисляется по формуле

При введении фронта работ на операциях (w_i ) длительность цикла при параллельном виде движения может быть вычислена по формуле

Для уменьшения количества перерывов в работе оборудования и рабочих применяют параллельно-групповой вид движения. При этом вся партия, состоящая из n изделий, разбивается на q групп по р изделий в группе (n = p × q). Внутри каждой группы проявляются признаки последовательного вида движения, а передача групп с операции на операцию осуществляется параллельным способом. Длительность цикла при параллельно-групповом виде движения вычисляется по формуле

Длительность цикла при этом виде движения больше, чем при параллельном, но меньше, чем при последовательном. Чем меньше количество групп, тем больше длительность цикла.

Величина перерывов на операциях при параллельно-групповом виде движения может быть вычислена по формуле

Величина перерыва тем больше, чем больше разница между t_гл и t_штi , а количество перерывов на операции уменьшается с увеличением деталей в группе.

Наличие перерывов резко снижает эффективность параллельного вида движения и его разновидности - параллельно-группового вида. Наличие перерывов в работе оборудования отрицательно сказывается на экономических результатах деятельности предприятия. Практическое применение этого вида движения требует равенства или кратности продолжительности выполнения операций, т.е. их синхронизации при обработке партии деталей (заказа). Параллельный вид движения лежит в основе организации поточного производства.

Параллельно-последовательный вид движения предусматривает частичное совмещение времени выполнения смежных операций и отсутствие перерывов в загрузке рабочих мест при изготовлении партии изделий. При этом обеспечивается окончание работ на каждой операции в наиболее ранний возможный срок. При параллельно-последовательном виде движения возможна передача изделий с операции на операцию производственного процесса поштучно или небольшими партиями. Для того чтобы обеспечить отсутствие перерывов в работе оборудования, при переходе изделий с более трудоемкой операции на менее трудоемкую создаются заделы.

Длительность цикла при параллельно-последовательном виде движения больше, чем при параллельном, но меньше, чем при последовательном. Длительность цикла при смешанном виде движения (T_смеш ) вычисляется по формуле

где

Условием существования GIF89aявляется наличие до главной операции пар, в которых продолжительность обработки предыдущей операции (t_штi ) больше последующей (t_{шт i+1} ). А условием существования GIF89a‑ является наличие после главной операции пар, в которых время обработки на последующей операции (t_{шт i+1} ) больше предыдущего (t_штi). Для рассматриваемого Примера 1 график движения предметов труда представлен на рис. 3.3в , а длительность цикла при смешанном виде движения принимает следующее значение:

Анализируя формулу расчета длительности цикла при смешанном виде движения, нетрудно заметить, что при монотонном возрастании продолжительностей обработки деталей с первой операции до главной и монотонном убывании продолжительностей обработки с главной до последней операции длительность производственного цикла при параллельно-последовательном виде движения совпадает с величиной длительности цикла при параллельном виде движения, сохраняя при этом свое главное преимущество - отсутствие простоев оборудования и рабочих. При параллельно-последовательном виде движения время начала (t_нi ) и окончания (t_{кi i} ) i-й операции определяется по одному из следующих вариантов:

1. Если штучное время на i-й операции больше, чем на предыдущей (i - 1), то обработку первого изделия из партии на i-операции можно начать сразу после окончания его обработки на предыдущей (i - 1)-й операции, т.е. t_нi = t_нi + t_{шт i-1}. Так как параллельно-последовательный вид движения предметов труда предполагает непрерывную обработку партии из n изделий на операциях, то время окончания на i-й операции может быть вычислено по формуле

2. Если штучное время на i-й операции меньше, чем на предыдущей (i - 1), то только последнее изделие из партии можно обработать сразу же после окончания его обработки на предыдущей операции, т.е. появляется возможность сначала определить срок окончания i-й операции:

и только потом время начала i-й операции (используя свойство непрерывности обработки партии деталей на операциях)

Для обеспечения непрерывности обработки изделий на операциях производственного процесса, продолжительность которых меньше, чем предыдущих, происходит накапливание изделий. Время накопления изделий t_накi на i-й операции и величину задела - количество накапливаемых изделий Z_накi - можно определить по следующим формулам:

или

В рассматриваемом Примере 1 для обеспечения непрерывности обработки изделий на 2-й и 5-й операциях необходимо создание заделов.

Все вышеприведенные формулы справедливы для поштучной передачи изделий и выполнении каждой операции на одном рабочем месте.

При введении фронта работ на операциях производственного процесса, отличного от единицы, и при передаче деталей группами по р изделий в каждой q группе (n = p×q) расчетные формулы усложняются:

где

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда, сочетая в себе преимущества параллельного и последовательного видов движения, находит достаточно широкое применение в реальном полиграфическом производстве.

3.3.