Індивідуальне завдання 4
Тривалість виробничого циклу простого і складного процесу. Оптимізація планування цехів та дільниць.
Умова завдання
По даним технологічного процесу виготовлення деталей, з урахуванням розмірів планової партії випуску деталей і передатної партії, визначити тривалість технологічного циклу обробки партії деталей при різних видах руху. Побудувати графіки процесу обробки партії деталей, зробити висновок про ефективний варіант.
Завдання виконується по варіантах, наведеним у табл. 1.1.
Методичні вказівки
У процесі виконання завдання необхідно:
Визначити тривалість операційного циклу обробки партії деталей;
Розрахувати тривалість технологічного циклу обробки партії деталей при послідовному, паралельно-послідовному й паралельному видах руху предметів праці між операціями;
Побудувати графіки тривалості виробничого циклу при різних видах руху, визначити графічно тривалість виробничого циклу;
Зіставити результати, отримані аналітично й графічно, розрахувати коефіцієнти паралельності;
Дати висновок про ефективність варіанта організації виробничого процесу у часі з урахуванням тривалості циклу.
Таблиця 1.1.
Вихідні дані за технологією виготовлення деталі
Найменування операцій |
Варіант |
|
|||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
||||||||||||||
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
|
|||||||||
1. Обдирна |
8 |
1 |
10 |
1 |
6 |
1 |
9 |
1 |
3 |
1 |
|
||||||||
2. Центрувальна |
4 |
1 |
6 |
1 |
10 |
3 |
10 |
3 |
4 |
1 |
|
||||||||
3. Токарська - чорнова |
6 |
1 |
12 |
1 |
8 |
2 |
12 |
1 |
8 |
2 |
|
||||||||
4. Токарська - чистова |
26 |
2 |
28 |
2 |
12 |
2 |
18 |
1 |
12 |
4 |
|
||||||||
5. Свердлильна |
18 |
2 |
15 |
1 |
16 |
1 |
27 |
3 |
20 |
2 |
|
||||||||
6. Шліфувальна |
4 |
1 |
8 |
1 |
3 |
1 |
6 |
1 |
8 |
4 |
|
||||||||
Планова партія, шт. |
40 |
20 |
72 |
54 |
48 |
|
|||||||||||||
Передатна партія, шт |
10 |
5 |
18 |
18 |
12 |
|
|||||||||||||
Найменування операцій |
Варіант |
|
|||||||||||||||||
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
||||||||||||||
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
||||||||||||
1. Обдирна |
9 |
1 |
4 |
1 |
10 |
2 |
6 |
1 |
6 |
1 |
|
||||||||
2. Центрувальна |
3 |
2 |
8 |
1 |
6 |
3 |
5 |
2 |
5 |
2 |
|
||||||||
3. Токарська - чорнова |
8 |
1 |
15 |
1 |
8 |
1 |
8 |
1 |
8 |
1 |
|
||||||||
4. Токарська - чистова |
12 |
1 |
24 |
2 |
10 |
2 |
12 |
2 |
12 |
1 |
|
||||||||
5. Свердлильна |
18 |
2 |
20 |
2 |
12 |
1 |
16 |
2 |
16 |
2 |
|
||||||||
6. Шліфувальна |
4 |
1 |
8 |
2 |
4 |
1 |
6 |
1 |
10 |
1 |
|
||||||||
Планова партія, шт. |
32 |
40 |
50 |
72 |
70 |
|
|||||||||||||
Передатна партія, шт |
8 |
10 |
5 |
18 |
10 |
|
|||||||||||||
Найменування операцій |
Варіант |
|||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||||||
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
||||||
1. Обдирна |
9 |
1 |
6 |
1 |
9 |
1 |
12 |
1 |
5 |
1 |
2. Центрувальна |
5 |
2 |
3 |
2 |
9 |
1 |
8 |
2 |
9 |
1 |
3. Токарська - чорнова |
12 |
1 |
8 |
1 |
19 |
1 |
15 |
1 |
18 |
1 |
4. Токарська - чистова |
18 |
3 |
12 |
1 |
24 |
2 |
18 |
2 |
24 |
2 |
5. Свердлильна |
24 |
3 |
26 |
2 |
18 |
1 |
24 |
2 |
16 |
1 |
6. Шліфувальна |
4 |
1 |
6 |
1 |
10 |
2 |
11 |
1 |
10 |
2 |
Планова партія, шт. |
54 |
48 |
60 |
56 |
60 |
|||||
Передатна партія, шт |
18 |
12 |
6 |
14 |
6 |
|||||
Найменування операцій |
Варіант |
|||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
||||||
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
||||||
1. Обдирна |
8 |
1 |
9 |
1 |
6 |
1 |
6 |
1 |
10 |
2 |
2. Центрувальна |
4 |
1 |
6 |
1 |
8 |
1 |
5 |
2 |
6 |
2 |
3. Токарська - чорнова |
6 |
1 |
12 |
1 |
18 |
2 |
8 |
1 |
8 |
1 |
4. Токарська - чистова |
26 |
2 |
30 |
5 |
14 |
2 |
12 |
2 |
10 |
1 |
5. Свердлильна |
18 |
2 |
9 |
1 |
20 |
2 |
16 |
2 |
12 |
1 |
6. Шліфувальна |
4 |
1 |
7 |
1 |
8 |
2 |
6 |
1 |
4 |
1 |
Планова партія, шт. |
32 |
60 |
60 |
60 |
20 |
|||||
Передатна партія, шт |
8 |
12 |
10 |
15 |
5 |
|||||
Найменування операцій |
Варіант |
|||||||||
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
||||||
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
Кількість робочих місць на операції |
Штучний час, хв |
||||||
1. Обдирна |
8 |
1 |
9 |
1 |
6 |
1 |
6 |
1 |
6 |
1 |
2. Центрувальна |
3 |
3 |
8 |
1 |
, |
1 |
5 |
2 |
8 |
1 |
3. Токарська - чорнова |
8 |
1 |
15 |
1 |
20 |
2 |
|
1 |
18 |
2 |
4. Токарська - чистова |
12 |
1 |
24 |
2 |
28 |
2 |
12 |
1 |
24 |
2 |
5. Свердлильна |
16 |
3 |
20 |
1 |
12 |
1 |
16 |
2 |
20 |
2 |
6. Шліфувальна |
4 |
1 |
7 |
2 |
5 |
1 |
10 |
1 |
18 |
2 |
Планова партія, шт. |
45 |
60 |
2 |
48 |
60 |
|||||
Передатна партія, шт |
15 |
15 |
7 |
12 |
10 |
|||||
Методику виконання завдання розглянемо на конкретному прикладі, вихідні дані по якому наведені в табл. 1.2.
Таблиця 1.2.
Технологічний процес обробки деталей
Номер операції |
1 |
2 |
3 |
Норма часу, хв. |
4 |
1,5 |
6 |
Число верстатів |
1 |
1 |
2 |
Розмір партії деталей - 12 шт., Розмір передатної партії -6 шт.
Під тривалістю виробничого циклу розуміється період часу, протягом якого сировина або основний матеріал перетворюється в готову продукцію, або відрізок часу між моментом початку й моментом закінчення якого-небудь виробничого процесу. У завданні мається на увазі процес механічної обробки партії деталей у кількості 12 шт.
Тривалість виробничого циклу включає тривалість технологічних операцій, міжопераційне пролежування й час на протікання природних процесів. При визначенні тривалості багатоопераційного циклу партії деталей необхідно враховувати ступінь одночасності й паралельності їхнього виконання на різних операціях технологічного процесу залежно від прийнятого руху, основними видами якого є послідовне, паралельно-послідовне та паралельне.
Визначення тривалості технологічного циклу базується на розрахунку операційних циклів. Тривалість операційного циклу або час виконання однієї операції для всієї партії деталей визначається по формулі
n * t
Т = , (1.1.)
с
де: n - кількість деталей у партії, шт;
t - норми часу по окремих операціях, хв;
с - кількість робочих місць по операціях.
Наприклад, по операціях час обробки партії деталей складе, хв:
Т1=12 * 4 / 1=48 Т2= 12 * 1,5 / 1=18 Т3= 12 * 6 / 2= 36
Сумарна тривалість циклу обробки партії деталей по всіх операціях залежить від того, який прийнятий вид руху цих деталей.
Послідовний рух характеризується тим, що вся партія деталей передається з операції на операцію цілком, тобто не дробиться на передатні партії. Для такого руху тривалості технологічного циклу визначається сумою операційних циклів
m
Tтпосл = n * ∑ (t/с) і ,
і=1
де: m - кількість операцій.
Для розглянутого приклада тривалість технологічного циклу виготовлення партії деталей в 12 шт. при послідовній передачі їх з операції на операцію.
4
1,5 6
T
тпосл
= 12* + + = 102 хв.
1 1 2
Визначимо тривалість виробничого циклу обробки партії деталей, побудувавши графік роботи обладнання при даному виді руху (рис 1.1.), при цьому необхідно мати на увазі, що масштаб вибирається по отриманій аналітичній тривалості циклу, кількість верстатів на графіку показується відповідно до вихідних даних, для наочності графіки по різних видах руху будуються на одному малюнку.
Паралельно-послідовний рух предметів праці передбачає часткове поєднання часу виконання суміжних операцій таким чином, що виготовлення партії деталей на наступних операціях починається по закінченню обробки всієї партії на попередній. Характерно, що вся партія розбивається на передатні партії (або штуки при Р = 1), які переходять на наступні операції по закінченню обробки всієї партії, при цьому повинно дотримуватися умов безперервності обробки даних деталей на кожній операції, завдяки чому досягається деяка паралельність в обробці на різних операціях, що характеризується як час, який перекривається.
Тривалість технологічного циклу буде менше Тпосл саме на величину часу, що перекривається, між суміжними операціями, тому важливо правильно визначити величину сполучення операційних циклів.
Перекриваємий час визначається із зіставлення двох суміжних операцій, причому якщо тривалість поточної операції менше попередньої, то вона називається більш короткою. Час, що перекривається, розраховується по більш короткій операції із двох складних на підставі попередніх формул:
τ = ( n - p ) ( t/с) кор.
У даному прикладі варто розрахувати дві величини часу, що перекривається, хв: між першою й другою, а також між другою й третьою операціями, причому в обох випадках більш короткою буде друга операція (1,5 < 4; 1,5 < 3)
τ1 = (12 – 6) 1,5/1 = 9 τ2 = (12 – 6) 1,5/1 = 9
Тривалість технологічного циклу при паралельно-послідовному русі дорівнює Ттехнпосд за винятком суми часу що перекриваються: часу, причому такого часу буде (- I), хв:
m m-1
TTn-n = n ∑ t/c - ( n - p ) ∑ ( t/c) кор.
і=1 й=1
Для даного приклада
Т = 102 - (12 - 6) (1,5/1 + 1,5/1 ) = 102 - 18 = 84 хв.
Побудову графіка при розглянутому виді руху виконуємо по такому алгоритмі:
зіставляємо дві суміжні операції й виявляємо більш коротку з них, не слід забувати, що при цьому враховується число робочих місць на операції;
якщо попередня операція є більш короткою, то відразу відкладаємо час операційного циклу на сю партію деталей, а на другу операцію переходимо після закінчення обробки першої передатної партії (у прикладі операції 1 й 2);
- якщо попередня операція більш тривала, то після її закінчення на наступній операції буде оброблятися тільки одна передатна партія, а весь інший операційний час буде таким, що перекривається (приклад операції 2 і 3).
Після побудови графіка варто перевірити, чи збігається тривалість технологічного циклу, отримана аналітично й графічно. Збіг буде досягнуто за умови, якщо число передатних партій є кратним кількості робочих місць на кожній операції. При розбіжності в якості остаточної приймається величина, визначена графічно.
Паралельний рух партії деталей по операціях характеризується тим, що одночасно на всіх операціях обробляються різні екземпляри деталі даного найменування, а кожен екземпляр проходить обробку по всіх операціях безупинно й незалежно від решти. Передача оброблюваних деталей з однієї операції на іншу виробляється по одній штуці або передатними партіями, тобто незалежно від всієї партії. У цьому випадку завантажена повністю операція із найбільш тривалим операційним циклом, а решта мають перерви між закінченням обробки попередньої й початком обробки наступної штуки. Величина перерви на операції дорівнює різниці між тривалістю головної й даної операції.
Тривалість технологічного циклу при паралельному русі деталей буде найменшою :
m
TTпар = ( n – p ) (t/c) гл +р ∑ t/c.
і=1
де: ( n - p ) (t/c) гл. - цикл операції з максимальною тривалістю без однієї передатної партії р.
Для прикладу
TTпар = (12 – 6) 4/1 + 6 (4/1 + 1,5/1 +6/2) = 75 хв.
Побудова графіка паралельного виду руху здійснюється в такий спосіб:
відзначаємо послідовну обробку першої передатної партії р без затримки по всіх операціях;
визначаємо операцію з максимальним операційним циклом (головну) і по ній відкладаємо на графіку безперервну обробку всіх передатних партій (у даному прикладі - перша операція);
- ґрунтуючись на головній операції, відкладаємо час початку й закінчення обробки кожної партії на решті операціях.
Як видно, при паралельному русі забезпечується найменша тривалість циклу. Скорочення тривалості циклу в порівнянні з найбільшою при послідовній обробці характеризується коефіцієнтом паралельності.
При паралельно-послідовній обробці коефіцієнт паралельності
К1 = TTn-n / ТТпосл К1 = 84 / 102 = 0,82
при паралельній
К2 = TTпар / ТТпосл К2 = 75 / 102 = 0,73
Як видно із прикладу за рахунок правильно обраного виду передачі деталей по операціях технологічного циклу досягається за його скорочення на 27%.
Однак необхідно враховувати, що таке скорочення тривалості циклу досягається за умови, що більш короткі й більше тривалі операції перемежовуються між собою. Якщо тривалість всіх операційних циклів буде тільки наростати або тільки убувати від початку до кінця, то тривалість циклу при паралельному русі буде така ж, як і при паралельно-послідовному.
Строк випуску виробу - 1 березня 2011 г.
Номер операції |
t, хв |
З, шт. |
0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 |
1 |
4 |
1 |
Т посл = 102
← τ1→
← τ 2 →
Т пара = 75 |
2 |
1,5 |
1 |
|
3 |
6 |
2 |
|
1 |
4 |
1 |
|
2 |
1,5 |
1 |
|
3 |
6 |
2 |
|
1 |
4 |
1 |
|
2 |
1,5 |
1 |
|
3 |
6 |
2 |
|
|
|
|
24
33 39 48 51 57
75 84
Індивідуальне завдання 5
ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ОСНОВНІ РОЗРАХУНКИ ПОТОКОВИХ ЛІНІЙ З РОБОЧИМ КОНВЕЄРОМ , ПРЯМОТОЧНИХ.
Розрахунок безпреривної потокової лінії з робочим конвейєром.
Умова завдання
Розрахувати безперервно-потокову лінію з робочим конвеєром
Розрахункова добова програма лінії - 450 шт.
Режим роботи - двозмінний.
Регламентовані перерви - 30 хвилин у зміну.
Норми штучного часу (у хвилинах) по операціях технологічного процесу наведені в табл. 3.1.
Методичні вказівки
Вихідним моментом проектування потокової лінії є такт потоку.
Такт потоку - це період часу між запуском двох суміжних предметів праці на потокову лінію або випуском двох суміжних предметів праці з лінії.
Такт потокової лінії розраховується по формулі:
Феф
τ = ,
Nзап
де: Феф - ефективний фонд роботи лінії з урахуванням втрат часу на капітальний ремонт і регламентовані перерви, хв.
N зап - програма запуску за цей період часу, шт.
Кількість робочих місць Ср на операціях потокової лінії:
tшт.
С р = ,
τ
де: tшт - норма штучного часу на одній операції, хв.
Таблиця 3.1.
Норми штучного часу по операціях
№ варіанта |
Норми штучного часу на операції, хв. |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
2,1 5,9 6,1 2,1 6,0 2,0 1,8 1,1 5,9 6,1 2,1 6,0 2,0 6,0 1,8 2,1 5,9 6,1 2,1 6,0 2,0 1,8 1,1 5,9 6,1 2,1 6,0 2,0 6,0 1,8 |
5,9 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 6,1 2,1 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 5,9 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 6,1 2,1 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 |
6,1 6,1 5,9 5,9 5,9 5,9 5,9 5,9 2,1 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 6,1 6,1 5,9 5,9 5,9 5,9 5,9 5,9 2,1 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 |
2,1 2,1 2,1 6,1 6,1 6,1 6,1 6,1 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 2,1 2,1 2,1 6,1 6,1 6,1 6,1 6,1 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 |
6,0 6,0 6,0 6,0 2,1 2,1 2,1 2,1 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 6,1 6,0 6,0 6,0 6,0 2,1 2,1 2,1 2,1 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 6,1 |
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 6,0 6,0 6,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 6,1 2,1 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 6,0 6,0 6,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 6,1 2,1 |
6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 6,1 2,1 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 2,0 6,0 1,8 1,1 2,1 5,9 6,1 2,1 6,0 |
1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 6,0 6,0 1,1 2,1 5,9 6,1 6,0 6,0 2,0 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 6,0 6,0 1,1 2,1 5,9 6,1 2,1 6,0 2,0 |
1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,8 2,1 5,9 6,1 2,1 2,0 2,0 6,0 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,8 2,1 5,9 6,1 2,1 6,0 2,0 6,0 |
На підставі розрахункової кількості робочих місць визначається прийнята кількість робочих місць по операціях потокової лінії шляхом округлення розрахункової кількості до найближчого цілого більшого числа.
Дробову частину числа менше 0,1 звичайно до уваги не приймають, тому що в процесі синхронізації операцій при налагодженні ліній у робочих умовах таке перевантаження може бути зняте.
Коефіцієнт завантаження робочих місць Кз визначається як відношення розрахункової кількості робочих місць Ср до прийнятої їхньої кількості Спр.
Кз = Ср / Спр
Крок конвеєра Lо - відстань між предметами праці на робочому конвеєрі визначається з умов:
- габаритів і маси виробу ;
- зручності розташування робочих місць на лінії ;
- припустимої швидкості руху конвеєра
У даному розрахунку крок конвеєра приймається рівним 1 м. Швидкість руху конвеєра встановлюється відповідно такту роботи потокової лінії й розраховується по формулі:
V = Lо / τ
Довжина зони операції на конвеєрі
t
Lн = Lо = Lо * Спр
τ
де: Спр - прийнята кількість робочих місць на операції.
Якщо тривалість фактичного виконання операції може мати значні відхилення від встановленої норми часу, на даній операції передбачається додаткова зона.
Величина резервної зони:
tmax - tшт
Lрτез
= Lн
tшт
де: tmax - максимально можлива величина норми часу на операції,
У цілому величина зони операції дорівнює сумі довжини нормальної й резервної зони:
Lраб = Lн + Lрез
У даному розрахунку резервні зони необхідно передбачити на другій і п'ятій операціях.
Величина можливого відхилення від норми часу становить 25 % на другій й 40% і на п'ятій операціях.
Довжина робочої частини конвеєра визначається як сума довжини робочих зон по всіх операціях конвеєра:
L = ∑Lраб = ∑LoCi + Lрез
Тривалість циклу виготовлення виробу на потоковій лінії :
τ (∑Cm +Cк) + ∑* Lрез/ V
Т
ц
=
60
де: З - кількість робочих місць на операціях технологічного процесу;
Ск - кількість робочих місць на контрольних операціях.
У даному розрахунку контрольною буде дев'ята операція .
Темп потокової лінії, шт/г, характеризує продуктивність лінії і є величиною, зворотною такту потокової лінії:
Nзап
t
= *
τ Феф