1.4. Характеристика производственного цикла
Производственным циклом называют совокупность последовательно выполняемых операций от начала процесса переработки до изготовления готовой продукции или ее части. Так, производственный цикл изготовления сухих продуктов включает операции от первичной обработки молока до отправки готовой продукции на склад предприятия.
Длительность производственного цикла представляет собой промежуток времени от момента поступления (запуска) сырья в производство до получения готового продукта и его отправки на склад, измеряется в единицах рабочего времени (днях, часах, минутах). Ее можно дифференцировать на две группы: рабочий период и время перерывов.
Рабочий период состоит из времени выполнения естественных процессов tест, технологических tтехн, контрольных tкон и транспортных tтран операций.
Время перерывов включает пролеживание предметов труда в не/и рабочее время. В рабочее время tп.р предметы труда пролеживают при проведении подготовительно-заключительных работ в течение регламентированных перерывов на отдых и личные надобности рабочих, в период ожидания комплектности (составление смеси) и при нарушениях нормального хода производственного процесса ввиду несвоевременной подачи сырья, энергии, выхода из строя оборудования. В нерабочее время tп.н предметы труда пролеживают в соответствии с режимом работы предприятия (перерывы на обед и между сменами, в выходные и праздничные дни, при проведении капитального и среднего ремонтов, санитарной обработки оборудования).
Величина производственного цикла Тц выражается формулой
Тц = t техн + tест + tкон + tтран + t п.р + t п.н
Структура производственного цикла определяется соотношением продолжительности выполнения отдельных операций. В нормально работающем производстве рабочий период (технологический цикл) составляет основу производственного цикла.
На длительность производственного цикла влияют следующие факторы: вид и трудоемкость продукции, размеры и типы производства, техническая оснащенность, уровень организации производства.
Вид продукции определяет технологию изготовления, наличие естественных процессов: время термической обработки колбасных изделий, созревания сыров и длительность их производства. Уровень трудоемкости влияет на величину оперативного времени при выполнении ручных операций. Чем выше доля технически обоснованных норм, тем меньше продолжительность производственного цикла.
В сопоставимых условиях изготовление изделий в мелкосерийном и единичном производствах продолжительнее. Отрицательную роль играют частые переналадки оборудования, ограниченные условия для параллельного выполнения операций, применения автоматизированных поточных линий, а также увеличение времени пролеживания предметов труда в ожидании обработки.
Техническая оснащенность производства – основа интенсификации естественных процессов, сокращения затрат ручного труда, длительности выполнения транспортных и контрольных операций. Современная машина – дополнительный резерв высокого качества товара.
С ростом размеров производства создаются предпосылки для крупносерийного и массового типов производства. В целях повышения уровня организации производства необходима максимальная сопряженность рабочих мест и параллельная организация работ, рациональная планировка цехов и участков, строгое соблюдение производственной и трудовой дисциплины. Все это позволяет сократить длительность перерывов и соответственно производственного цикла.
В организации производственного процесса важную роль играет правильный выбор видов движения предметов труда в процессе производства. Виды движения характеризуют способ передачи сырья, материалов и полуфабрикатов с одной операции на другую. Различают три вида движения предметов труда: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный (смешанный). Они различаются методом передачи предметов труда с одной операции на другую (партией или поштучно). Размер партии может быть равен сменному заданию, а штуки – единовременной загрузке камеры, ванны, резервуара, бункера, корзины.
Для расчета длительности производственного цикла в зависимости от вида движения предметов труда могут применяться графический (рис.2) и аналитический методы расчета.
При последовательном движении каждая последующая операция начинается не ранее окончания обработки всех штук изделий, входящих в партию на предыдущей операции. Изделия сначала накапливаются в ожидании обработки всей партии до заданного размера (пролеживают).
Продолжительность обработки при последовательном виде движения Тпл по характеру проявления прямо пропорциональна размеру партии (количеству входящих в нее штук изделий n) и времени обработки одного изделия t на каждой из i-й операции:
Тпл = n t i , (i = 1,…,m).
Партия из четырех голов скота на 4-х операциях с длительностью обработки одной головы: t1 = 9 мин, t2 = 4, t3 = 6, t4 = 3 мин. перерабатывается 88 мин (см. рис. 2).
Применение последовательного вида движения увеличивает длительность пролеживания предметов труда в ожидании обработки. Возрастает потребность в помещениях для хранения, что удорожает производство и делает его малоэффективным. Поэтому последовательный вид движения в основном используют в единичных и мелкосерийных производствах, при обработке небольших по размеру партий изделий.
При параллельном виде движения обрабатываемые изделия и полуфабрикаты передаются на последующую операцию немедленно после окончания ее обработки на предыдущей операции, не дожидаясь завершения переработки всей партии (процессы на линиях производства творога мягкого диетического, обработки кишок).
На рис. 2 видно, что длительность обработки партии при параллельном виде движения складывается из трех отрезков АВ, ВС и СД. Время обработки одного изделия на i–х операциях (ti) включает сумму отрезков АВ + СД. Отрезок ВС состоит из времени обработки всей партии изделий (без одной штуки) на самой длительной (главной) операции (tгл). Время обработки пропущенной штуки включен в отрезок АВ. В итоге длительность цикла при параллельном движении Тпар рассчитывается по формуле
Т пар = t i + t гл (n-1) , (i = 1,m)
Параллельный вид движения наиболее эффективен при
t1 = t 2 = … = t m ,
т.е. когда производство синхронно. На практике это не всегда достижимо. Длительность цикла определяет главная, наиболее продолжительная операция. На других, меньших по длительности образуются перерывы в работе. Чем больше разница в длительности i-тых операций по сравнению с главной, тем продолжительнее перерывы.
Это ухудшает ход выполнения процесса, особенно на аппаратурных процессах, нарушает непрерывность и ритмичность, а также отрицательно сказывается на эффективности производства.
Сущность параллельно-последовательного вида движения состоит в следующем. Обработка изделий на каждой последующей операции начинается раньше, чем завершается обработка полной партии на предыдущей операции. Однако это осуществляется с таким расчетом, чтобы избежать перерывов при обработке внутри операций.
Применяются два варианта сочетания: когда предшествующая по времени операция меньше последующей, и наоборот. В первом варианте предметы труда передаются поштучно (параллельно), не дожидаясь готовности всей партии, а во втором – партией (последовательно).
Для этого предварительно накапливается некоторый задел изделий, пролеживающих в течение определенного времени, который затем обрабатывается без перерывов на меньшей по продолжительности операции.
№ операции
t, мин.
Календарное
время, мин.
2
0 40 60 80
1
9
2
4
3
6
4 3
Тпосл=
n t
= 4 (9 + 4 + 6 + 3) = 88 мин.
а.
1
9
2
4
3 6
4
3
А В С D
Тпар = t + tгл (n –1) =
22 + 9 (4 – 1) = 49 мин.
б.
1
9 τ1
2
4 t1 τ2
3
6 τ3
4
3 t2
Тпп = Тпосл - τi = Тпосл –
- tкор = 88 – (4 –1) (4 + 4 +3) =
55 мин.
с.
Рис. 2. Графики видов движения предметов труда:
А – последовательный; Б – параллельный; В – параллельно-последовательный
Длительность цикла при параллельно-последовательном виде движения меньше, чем при последовательном, на величину продолжительности операций, выполняемых параллельно. Время цикла рассчитывается по сумме продолжительности наименее коротких по времени tкор из каждой К пар смежных i-тых операций (при К = m – 1)
Длительность цикла Т п.п определяется по формуле
Т п.п = Т пл - (n -1) t кор
В графике параллельно-последовательного вида движения (см. рис. 2) из смежных операций № 1 и № 2 короткой является № 2 (4 мин), № 2 и № 3 – также № 2 (4 мин), № 3 и № 4 – № 4 (3 мин). Продолжительность цикла составляет 55 мин 88 – (4 – 1) (4 + 4 + 3).
Продолжительность накапливания задела L рассчитывается по формуле
L = (n – 1) (tдл – tмал),
где tдл и tмал – продолжительность длительной и малой из двух смежных операций производственного цикла.
Из рис. 2 видно, что при передаче предметов труда с операции №1 на операцию №2 задел L1 накапливается в течение 15 мин [(4 – 1) (9 – 4)], а L2 с операции №3 на операцию №4 – 9 мин [(4 – 1) х (6 – 3)].
В конкретных условиях организации производства построение графиков вида движения и расчет продолжительности цикла имеют следующие особенности. Так, на графике общий размер партии изделий нецелесообразно разбивать на штуки., а также при больших объемах производства продукции и ее выпуске в мелкой фасовке. Предметы труда в этом случае передаются массой (молоко, мясной фарш). Продолжительность операции хранения и естественных процессов включает весь период рабочего цикла с учетом загрузки и выгрузки оборудования. Время начала смежной операции определяется техническими характеристиками машин (часовой производительностью, продолжительностью холостого хода, загрузки и выгрузки), длительностью естественных процессов, вместимостью промежуточной емкости, а не величиной партии (штуки). Время загрузки оборудования рассчитывается по такту предыдущей операции, а выгрузки – последующей.
При производстве 12 т кефира молоко после охлаждения (такт операции t1 = 0,72с) поступает в три резервуара вместимостью 4 т каждый для заквашивания (сквашивания) и розлива (t3 = 1,2 с). Длительность цикла образования сгустка в резервуарах 18 20 ч. Продолжительность загрузки (рис. 3) каждого резервуара 48 мин (0,72 4000 / 60), выгрузки 80 мин (1,2 4000 / 60).
Производственные циклы разделяются на простые и сложные. Для простых циклов характерна переработка одного предмета труда на операциях (мясо, молоко). В сложных циклах, состоящих из нескольких простых, изготовление продукта основано на использовании нескольких видов сырья, которые на разных рабочих местах необходимо специально подготовить перед смешиванием. Так, при производстве колбас требуется подготовка свинины, говядины, шпика перед составлением фарша. В этом случае аналитические расчеты и их графическое оформление производятся в несколько этапов.
№ операции
t, мин.
Календарное
время
1 0,72
2
3 1,2
48 48 48 80 80 80
мин. мин. мин. мин. мин. мин.
Загрузка резервуара, Выгрузка
резервуара
-
Рис. 3. График производственного цикла выпуска кефира
Графики простых циклов увязываются по времени с основным циклом производственного процесса. Для этого, учитывая параллельное выполнение работ, выявляются определяющая компонента Ток (один из простых циклов, который имеет наибольшую продолжительность) и постоянная компонента Тпк производственного цикла (графически она изображает одновременную обработку предметов труда после их смешивания). Затем по сумме длительности определяющей и постоянной компоненты производственного цикла рассчитывается общая продолжительность сложного цикла Тсц изготовления продукта:
Т сц = Т ок + Т пк .
Длительность всех остальных простых циклов не учитывается, так как перекрывается определяющей компонентой.
Расчеты длительности производственного цикла проводятся для определения выпуска продукции в заданный календарный срок рабочего времени (смена, сутки), начала и окончания проведения работ, размера потерь рабочего времени, графика занятости рабочих и оборудования, возможности совмещения работ, заделов рабочего времени и материалов, последовательности запуска (начала работы) оборудования и продукта в производство.