5.2.3. Расчет и анализ производственного цикла сложного процесса

Производственный цикл сложного (сборочного) процесса представляет собой общую продолжительность комплекса координированных во времени простых процессов, входящих в сложный процесс изготовления изделия или его партий.

В условиях машиностроительного производства наиболее характерными примерами сложного процесса являются процессы создания машин или узлов, блоков и мелких сборочных единиц, из которых они состоят.

Производственный цикл сложного процесса включает в себя производственные циклы изготовления всех деталей, сборку всех сборочных единиц, генеральную сборку изделия, контроль, регулировку и испытания. В сложном производственном процессе могут использоваться все рассмотренные выше виды движения предметов труда по операциям: последовательный, последовательно-параллельный и параллельный. Для условий единичного производства в единый цикл, как правило, включаются не только процессы изготовления и сборки, но и процессы проектирования изделия и подготовки его производства.

Построение сложного производственного процесса во времени осуществляется для того, чтобы определить продолжительность производственного цикла, скоординировать выполнение отдельных простых процессов, получить необходимую информацию для оперативно-календарного планирования и расчета операции запуска-выпуска предметов труда.

Целью координации производственных процессов, составляющих сложный процесс, является обеспечение комплектности и бесперебойности хода производства при полной загрузке оборудования, рабочих мест и рабочих.

Структура производственного цикла сложного процесса определяется составом операций и связей между ними. Состав операций зависит от номенклатуры деталей, сборочных единиц и технологических процессов их изготовления. Взаимосвязь операций и процессов обусловлена технологией изготовления изделия и веерной схемой его сборки. Веерная схема сборки изделия показывает, какие узлы или мелкие сборочные единицы можно изготавливать параллельно, т. е. независимо друг от друга, а какие – только последовательно.

После разработки структуры выполняется расчет производственного цикла изделия:

Т_п.ц = Т_ц.д + Т_ц.сб,

где Т_ц.д – производственный цикл изготовления ведущей (наиболее трудоемкой) детали, календарных дней; Т_ц.сб – производственный цикл сборочных и испытательных работ, календарных дней.

Для расчета цикла сложного производственного процесса предварительно устанавливаются производственные циклы простых процессов, входящих в сложный процесс, а затем строится цикловой график сложного процесса. По этому графику анализируется срок опережения одних процессов другими и определяется общая продолжительность цикла сложного процесса производства изделия или партии изделий как наибольшая сумма циклов связанных между собой простых процессов и межоперационных перерывов. На графике справа налево в масштабе времени откладываются циклы частичных процессов, начиная от испытаний и заканчивая изготовлением деталей.

Методику расчета параметров сложного процесса рассмотрим на примере.

Пример 5.4. Требуется рассчитать продолжительность производственного цикла сборки изделия А (см. рис. 5.5). Месячная программа выпуска N_в = 700 штук. Число рабочих дней в месяце D_р = 21, режим работы участка k_см = 2 смены. Потери рабочего времени на плановые ремонты А_р составляют 2 % от номинального фонда времени.

А

9, 10, 11

Изделие А

Узлы

АА

7, 8

АБ

4, 5, 6

АВ

3

АВ₂

2

АВ₁

1

Мелкие сборочные

единицы

Рис. 5.5. Веерная схема сборки изделия А

Нормы времени выполнения операций по сборке изделия А приведены в табл. 5.1. Графы «Расчетные значения» этой таблицы заполняются по ходу расчета.

Р е ш е н и е. Так как изделия на сборку запускаются партиями, то прежде чем приступить к расчету продолжительности производственного цикла, необходимо определить следующие календарно-плановые нормативы:

– размер партии изделий;

– рациональный планируемый ритм;

– число партий, запускаемых в течение планового периода;

– время операционного цикла партии изделий;

– продолжительность операционного цикла партии изделий по сборочным единицам;

– количество рабочих мест, необходимых для изготовления изделий;

– цикловой график сборки изделий без учета загрузки рабочих мест.

При решении вопроса о величине партии необходимо исходить из ее экономически оптимального размера. Работа большими партиями позволяет реализовать принципы партионности, которые обеспечивают:

– возможность применения более производительного процесса, что снижает затраты на изготовление изделий;

– уменьшение подготовительно-заключительного времени, приходящегося на единицу продукции;

– сокращение потерь времени рабочих-сборщиков на освоение приемов работы;

– упрощение календарного планирования производства.

Таблица 5.1

Параметры технологического процесса

Исходные данные				Расчетные значения
Условные обозначения сборочных единиц	Номер операции i	Штучное время на операцию ti, мин	Подготовительно-заключительное время мин	Размер партии изделий Nн, штук	Длительность операционного цикла партии изделий, ч	Длительность операционного цикла партии по сборочной единице, ч
1	2	3	4	5	6	7
АВ1	1	7,0	20	100	12	12
АВ2	2	16,5	30	100	28	28
АВ	3	4,7	10	100	8	8
АБ	4 5	15,9 12,4	30 20	100 100	27 21	56
	6	47	10	100	8
АА	7 8	7,0 16,6	20 20	100 100	12 28	40
А	9 10	11,3 7,6	10 20	100 100	19 13	48
	11	9,5	10	100	16
Всего	–	113,2	200	–	192	192

Эти факторы способствуют росту производительности труда и снижению себестоимости продукции.

Однако в единичном и серийном производствах, где за каждым рабочим местом закрепляется выполнение нескольких операций и где преобладает последовательный вид движения предметов труда, с ростом размера партии повышается степень нарушения принципа непрерывности. Это связано с тем, что поскольку увеличивается время пролеживания каждой сборочной единицы и, соответственно, продолжительность производственного цикла изготовления партии изделий, то растет число сборочных единиц, находящихся в заделе и на хранении, т. е. незавершенное производство. Кроме того, возрастает потребность в площадях для хранения изделий и в материальных ценностях, одновременно необходимых для производства.

В этом случае противоположные факторы, связанные с реализацией одного принципа – партионности – и нарушением другого принципа – непрерывности, с увеличением партии изделий требуют определения такого ее размера, при котором сочетание экономии от реализации первого принципа и потерь от нарушения второго было бы наиболее рациональным с экономической точки зрения. Такой размер партии принято называть экономически оптимальным.

Определение оптимального размера партии изделий является одним из важнейших календарно-плановых нормативов при организации серийного производства, так как все остальные календарно-плановые нормативы устанавливаются именно на партию предметов труда.

На предприятиях машиностроения обычно применяют упрощенный метод расчета, основанный на использовании приемлемого коэффици- ента потерь рабочего времени на переналадку и текущий ремонт рабочих мест _об. На практике величину коэффициента _об принимают в пределах 2…10 %. Мéньшие значения коэффициента соответствуют крупносерийному производству, бóльшие – мелкосерийному и единичному. Задав величину данного коэффициента _об, можно определить число изделий в партии:

(5.14)

Полученный результат рассматривается как минимальная величина партии изделий. За максимальную величину можно принять месячную программу выпуска изделий (сборочных единиц).

Применительно к данным примера 5.4 получим

Таким образом, в результате проведенных расчетов можно установить пределы нормального размера партии изделий:

.

Предельные размеры партии изделий корректируются исходя из минимального размера. Корректировка начинается с установления рационального планируемого ритма R_р – периода чередования партий изделий. При этом необходимо учитывать следующие рекомендации: если в месяце 20 рабочих дней, то рациональными планируемыми ритмами будут 20, 10, 5, 4, 2 и 1; если в месяце 21 рабочий день, то такими ритмами будут 21, 7, 3 и 1; если 22 рабочих дня, то 22, 11, 2 и 1.

Период чередования партий изделий рассчитывается по формуле

(5.15)

где D_p – число рабочих дней в месяце. Для данных примера 5.4 этот период составит

Если по расчету получается дробное число, то из ряда ритмов выбирается ближайшее целое число, т. е. принятое значение периода чередования R_пр. Из ряда рациональных планируемых ритмов 21, 7, 3 и 1 возьмем ближайшее значение R_пр = 3 дня.

Далее в соответствии с принятым периодом чередования корректируем размер партии изделий:

. (5.16)

Для примера 5.4 имеем

Отметим, что при этом выполняется условие 86 < 100 < 700.

Нормальный размер партии изделий должен быть кратным месячной программе выпуска (запуска) изделий. Исходя из этого условия определим число партий в месяц X:

Х = = = 7 партий.

Результат расчета оптимального размера партии изделий заносим в графу 5 табл. 5.1.

Продолжительность операционного цикла партии изделий по каждой операции рассчитывается по формуле

(5.17)

Для сборочной единицы АВ₁

Аналогично выполняем расчеты по другим операциям и результаты вписываем в табл. 5.1.

В свою очередь продолжительность операционного цикла партии изделий по всем сборочным единицам будет рассматриваться как сумма оперативных циклов:

(5.18)

где k – число операций, входящих в сборочную единицу. Для сборочной единицы АБ получим

t_с.ед = 27 + 21 + 8 = 56 ч.

Таким же образом выполняем расчеты по другим сборочным единицам и результаты вписываем в графу 7 табл. 5.1.

Необходимое число рабочих мест для сборки изделий определяется следующим образом:

(5.19)

Для данных примера 5.4

места.

Построение циклового графика сборки изделия А без учета загрузки рабочих мест ведется на основе веерной схемы сборки (см. рис. 5.5) и продолжительности циклов сборки каждой i-й операции и каждой сборочной единицы (см. табл. 5.1).

По данным примера 5.4 и полученным результатам расчета построим цикловой график сборки изделия А (рис. 5.6).

Условное обозначение сборочных. единиц	tcб.ед,ч	Опережение, ч		Ритм, дни, смены
				Rпр = 3 дня							Rпр = 3 дня
		выпуска	запуска	1		2		3		4			5		6
				1	2	1	2	1	2	1		2	1	2	1	2
А	48	0	48							9			10		11
АА	40	48	88	7			8
АБ	56	29	85			4			5	6
АВ	8	16	24										3
АВ2	28	24	52							2
АВ1	12	24	36									1
				Т ц.сб = 88 ч

Рис. 5.6. Цикловой график сборки изделия А

Как правило, такой график строится в порядке, обратном ходу технологического процесса, начиная с последней операции, с учетом того, к какой операции поставляются сборочные единицы. Продолжительность цикла этого графика будет минимальной.

Если взаимная связь работ сложного процесса достаточно велика и многообразна, то построение ленточного графика затруднено. В этом случае целесообразно использование ориентированного графа (сетевого графика), с помощью которого можно оптимизировать весь комплекс работ по выбранному критерию.

Таким образом, рассмотрев проблемы организации простых и сложных производственных процессов, мы можем отметить, что их оптимизация во времени является основным методом сокращения производственного цикла.