1.7 Производственный цикл и его организация

Производственным циклом изготовления той или иной машины или ее отдельного узла (детали) называется календарный период времени, в течение которого этот предмет труда проходит все стадии производственного процесса от первой производственной операции до сдачи (приемки) готового продукта включительно. Сокращение цикла дает возможность каждому производственному подразделению (цеху, участку) выполнить заданную программу с меньшим объемом незавершенного производства. Это значит, что предприятие получает возможность ускорить оборачиваемость оборотных средств, выполнить установленный план с меньшими затратами этих средств, высвободить часть оборотных средств.

Производственный цикл состоит из двух частей: из рабочего периода, т. е. периода, в течение которого предмет труда находится непосредственно в процессе изготовления, и из времени перерывов в этом процессе.

Рабочий период состоит из времени выполнения технологических и нетехнологических операций; к числу последних относятся все контрольные и транспортные операции с момента выполнения первой производственной операции и до момента сдачи законченной продукции.

Состав и соотношение продолжительности отдельных элементов цикла, зависят от ряда технических, организационных факторов и на каждом предприятии имеет свои особенности.

В непрерывных производствах (металлургическое, химическое и др.) преобладающая часть – технологический процесс. Для прерывного производства (машиностроение) (рис.18) характерен большой удельный вес перерывов.

Состав и соотношение продолжительности отдельных элементов цикла, зависят от ряда технических, организационных факторов и на каждом предприятии имеет свои особенности.

Рис. 18 Состав производственного цикла

В непрерывных производствах (металлургическое, химическое и др.) преобладающая часть – технологический процесс. Для прерывного производства (машиностроение) характерен большой удельный вес перерывов.

Длительность производственного цикла изготовления изделия

Расчет длительности производственного цикла изготовления изделия начинается с расчета длительности циклов отдельных процессов, в которых один и тот же предмет труда последовательно проходит следующие операции: обработка деталей, сборка узлов, сборка изделий.

Длительность производственного цикла изготовления детали или сборочного процесса в общем виде:

T_ц=T_o+t_e+t_k+t_m+t_мo+t_мц

где Т_о – время выполнения технологических операций / операционный цикл с учетом перерывов, партионности;

t_е – время естественных процессов;

t_k – время контрольных операций;

t_m – время транспортных операций;

t_мо – время межоперационных перерывов (ожидания);

t_мц – время межцеховых перерывов (ожидания).

Длительность операционного цикла обработки партии деталей на одной операции:

t

То=n ---- ,

q

где n – количество деталей в партии;

t – время, затрачиваемое на обработку одной детали;

q – количество рабочих мест, на которых выполняется данная операция.

зависит и от степени параллельности сочетания операций, которая определяется видом движения деталей ( об этом будет изложено ниже)

Типы и структура производственного цикла (соотношение образующих его частей) в различных отраслях машиностроения и на разных предприятиях неодинакова. Она определяется характером производимой продукции, технологическим процессом, уровнем техники и организации производства. Однако, несмотря на различия в структуре, возможности сокращения длительности производственного цикла заложены как в сокращении рабочего времени, так и в сокращении времени перерывов. Опыт передовых предприятий показывает, что на каждой стадии производства и на каждом производственном участке могут быть обнаружены возможности дальнейшего сокращения длительности производственного цикла. Оно достигается проведением различных мероприятий как технического (конструкторского, технологического), так и организационного порядка.

Осуществление производственных процессов тесно связано с методами их выполнения. Различают три основных вида организации движения производственных процессов во времени:

• последовательный, характерный для единичной или партионной обработки или сборки изделий;

• параллельный, применяемый в условиях поточной обработки или сборки;

• параллельно-последовательный, используемый в условиях прямоточной обработки или сборки изделий.

При последовательном виде движения производственный заказ – одна деталь, или одна собираемая машина, или партия деталей 1 (серия машин 2) – в процессе их производства переходит на каждую последующую операцию процесса только после окончания обработки (сборки) всех деталей (машин) данной партии (серии) на предыдущей операции. В этом случае с операции на операцию транспортируется вся партия деталей одновременно. При этом каждая деталь партии машины (серии) пролеживает на каждой операции сначала в ожидании своей очереди обработки (сборки), а затем в ожидании окончания обработки (сборки) всех деталей машин данной партии (серии) по этой операции.

Партией деталей называется количество одноименных деталей, одновременно запускаемых в производство (обрабатываемых с одной наладки оборудования). Серией машин называется количество одинаковых машин, одновременно запускаемых в сборку.

№ операции

n (t1/q1)
	n (t2/q2)
		n t3/q3)
			n (t4/q4)
				Т

Т_{о. посл.}

Рис. 19График последовательного движения предметов труда по операциям

На рис. 19 представлен график последовательного движения предметов труда по операциям. Время обработки при последовательном виде движения предметов труда прямо пропорционально числу деталей в партии и времени обработки одной детали по всем операциям, т. е.

_m

Т_о.посл.= n (t_i /q_i),

^{i = 1}

где m – число операций в данном

При параллельном виде движения (рис. 20) обработка (сборка) каждой детали (машины) в партии (серии) на каждой последующей операции начинается немедленно после окончания предыдущей операции, независимо от того что обработка (сборка) других деталей (машин) в партии (серии) на данной операции еще не окончена. При такой организации движения предметов труда несколько единиц одной и той же партии (серии) могут одновременно находиться в обработке (сборке) на разных операциях. Общая продолжительность процесса обработки (сборки) партии деталей (серии машин) значительно уменьшается по сравнению с тем же процессом, выполняемым последовательно. В этом заключается существенное преимущество параллельного вида движения, позволяющего значительно сократить продолжительность производственного процесса.

№ операции

			p(t1/q1)
				p(t2/q2)
					p(t3/q3)
						p(t4/q4)
							Т

Т_{о. пар.}

Рис.20 График параллельного движения предметов труда

Время обработки (сборки) партии деталей (серии машин) при параллельном виде движения может быть определено как

_m

Т_о.пар. = (n – p) ( t / q) max + p  (t_i / q_i) ,

ⁱ⁼¹

где p – число деталей в передаточной партии или поштучной передаче равно единице.

Однако при параллельном виде движения, в процессе обработки (сборки) партии деталей (машин) на некоторых рабочих местах могут возникать простои людей и оборудования, продолжительность которых определяется разностью между тактом и длительностями отдельных операций процесса.

Такие простои неизбежны в том случае, если операции, следующие одна за другой, не синхронизированы (не выровнены по их длительности), как это обычно делается на поточных линиях. Поэтому практическое применение параллельного вида движения предметов труда оказывается безусловно целесообразным и экономически выгодным при поточной организации производственного процесса.

Если операции не равны и не кратны по длительности, т.е. не синхронизированы, то на всех операциях, за исключением операций с max длительностью (операция 2) возникают перерывы в работе оборудования и рабочих. Полная ликвидация таких перерывов достигается при синхронности операций. Практически это обеспечивается только при поточной организации производства, где можно получить синхронизированный график процесса, т.е.

t₁/q₁₌t₂/q_2=…t_m/q_m=const=r,

где r – такт потока.

Тогда

Т_о.пар.=(n–p)r+prm.

Необходимость выравнивания (синхронизации) длительности отдельных операций существенно ограничивает возможность широкого применения параллельного вида движения, что способствует применению третьего – параллельно-последовательного вида движения предметов труда.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что процесс обработки деталей (сборки машин) данной партии (серии) на каждой последующей операции начинается раньше чем полностью заканчивается обработка всей партии деталей (сборки машин) на каждой предыдущей операции. Детали передаются с одной операции на другую частями, транспортными (передаточными) партиями. Накопление некоторого количества деталей на предыдущих операциях перед началом обработки натрии на последующих операциях (производственный задел) позволяет избежать возникновения простоев.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда позволяет значительно уменьшить продолжительность производственного процесса обработки (сборки) по сравнению с последовательным видом движения. Применение параллельно-последовательного вида движения экономически целесообразно в случаях изготовления трудоемких деталей, когда длительности операций процесса значительно колеблются, а также в случаях изготовления малотрудоемких деталей крупными партиями (например, нормалей мелких унифицированных деталей и т. д.).

1. Параллельно–последовательный вид движения: частичная параллельность выполнения операций сочетается с непрерывностью обработки партии деталей на каждом рабочем месте.

Детали передаются партиями, но последующая операция начинается при условии, что обработка всей партии выполняется непрерывно, без ожидания очередных передаточных партий (рис.21). Длительность операционного цикла:

^m-1

Т _о.n.n=T_{o. посл.}-,

¹

где  - сумма времени совмещения смежных операций.

Продолжительность параллельного выполнения двух смежных операций (время совмещения) зависит от сдвига во времени начала последующей операции по сравнению с предыдущей, тогда можно рассматривать три варианта:

1. предыдущая и последующая операции имеют одинаковую длительность (t₁ = t₂);

№ операции

1
	2
		3
	То. п.п.				Т

Рис. 21. График параллельно-последовательного движения партии деталей по операциям

2. Продолжительность последующей операции больше или равна предыдущей (1 и 2, 3 и 4 опер.)

(t_{i + 1})/(q_{i + 1})  t_i/q_i.

Передаточная партия после обработки ее на предыдущей операции сразу поступает в обработку на последующую операцию. К моменту окончания обработки этой передаточной партии на второй операции с первой операции поступит очередная партия и т.д. Обработка на последующей операции осуществляется непрерывно, без простоев оборудования. Время параллельного выполнения этих операций:

=(n–p)t_i /q_i.

3. Продолжительность последующей операции меньше предыдущей (2 и 3 операция)

(t_{i + 1})/(q_i+1)t_i /q_i.

В этом случае непрерывная работа на последующей операции требует накопления количества деталей, что связано с большим смещением сроков ее начала, чем в первом случае. Время параллельного выполнения операций:

T₂=(n–p)t_i+1/q_i+1.

После преобразований:

_m

T_o.n.n. =pt_i/q_i+(n–p)t/q _д -t/q_kб,

ⁱ⁼¹

где t/q_д, t/q_k - сумма времени на выполнение «длинных» и «коротких» операций.

К «длинным» операциям относятся операции, выполняемые между двумя менее продолжительными.

К «коротким» – операции, выполняемые между операциями большой продолжительности.

Последовательный вид движения деталей менее эффективен. Однако обработка и передача деталей целыми партиями облегчает оперативное планирование. В многономенклатурном производстве величина партии деталей небольшая, что сокращает перерывы партионности. Область применения – единичное и мелкосерийное производство.

Параллельный – обеспечивает наиболее короткую длительность операционного цикла. Однако при несинхронности операций имеются перерывы в работе оборудования и снижение его загрузки. Эффективно на поточных линиях.

Параллельно-последовательный вид движения целесообразен при большой длительности обработки партии деталей на отдельных операциях (большая партия, высокая трудоемкость), когда производительность оборудования на участке не позволяет обрабатывать детали параллельно. Характерно для крупносерийного и серийного производства.

Пути сокращения длительности производственного цикла: снижение трудоемкости технологических и вспомогательных операций, ускорение естественных процессов, сокращение времени перерывов. Это можно обеспечить за счет:

1) совершенствования техники и технологии, механизации и автоматизации производства;

2) совершенствования организации производства.

При высоком уровне синхронизации (равенство или кратность цикла операций) можно достичь высокой степени непрерывности, параллельности и ритмичности процессов, что обеспечивает минимальную длительность производственного цикла. Сокращение производственного цикла повышает эффективность использования оборудования, уменьшает размер незавершенного производства, увеличивает фондоотдачу и повышает рентабельность производства.

Мероприятия организационного порядка направлены на улучшение обслуживания рабочих мест инструментом, заготовками, улучшение работы контрольного аппарата, внутрицехового транспорта, складского хозяйства и т. д. Перестройка производственной структуры завода, цеха, например организация предметно-замкнутых производственных участков, способствующая уменьшению времени перерывов в производственном процессе за счет уменьшения времени межоперационного пролеживания и транспортировки, приводит к сокращению длительности производственного цикла; особенно значительный экономический эффект дает внедрение поточных форм организации производственного процесса.

Сокращение длительности производственного цикла представляет собой одну из наиболее важных задач организации производства на предприятии, от надлежащего решения которой в большой мере зависит его эффективная, рентабельная работа.