Производственный и операционный менеджмент
..pdfНорма штучного времени (нормо-мин/шт.)
Программа
Деталь Операции выпуска
(шт7мес.)
|
1 |
2 |
3 |
|
А |
6.1 |
4.6 |
9.9 |
900 |
В |
0 |
7.4 |
4.9 |
1080 |
С |
2.8 |
0 |
3.2 |
1320 |
D |
7.1 |
9.2 |
8.5 |
600 |
Число рабочих |
|
|
|
|
мест |
2 |
2 |
2 |
|
Выполнение |
|
|
|
|
нормы, % |
106 |
102 |
108 |
|
Ответ |
11.21: дпр= ( 1, 2, 2) ед.; h = (.69; |
.47; .60). |
||
Матрица времен обработки партий деталей на ПЗУ |
||||
|
Время обработки партии, ч |
|
|
|
Деталь |
|
Операции |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|||
А |
21.6 |
8.4 |
|
17.2 |
В |
0 |
16.3 |
|
10.2 |
С |
14.5 |
0 |
|
8.1 |
D |
16.7 |
11.3 |
|
9.8 |
Оптимальная последовательность запуска: В—A—D—С. Гец = 67,5 ч.
11.4.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И РЕШЕНИЯ
Задача 11.1 .ДОП
Пять работ должны быть выполнены в мебельном магазине на заказ. Необходимая информация представлена в таблице.
Работа |
Дни окончания |
Обещанная дата (в днях |
|
от сегодняшней) |
|||
|
|
||
А |
2 |
5 |
|
В |
8 |
8 |
|
С |
6 |
12 |
|
D |
4 |
10 |
|
Е |
1 |
4 |
Сравним FCFS-расписание с EDD и SPT.
a) FCFS |
|
|
|
|
|
Последова |
Время |
Время |
Срок |
|
|
выполнения |
Опоздание |
||||
тельность |
процесса |
потока |
|||
работы |
|
||||
|
|
|
|
||
А |
2 |
2 |
5 |
0 |
|
В |
8 |
10 |
8 |
2 |
|
С |
6 |
16 |
12 |
4 |
|
D |
4 |
20 |
10 |
10 |
|
Е |
1 |
21 |
4 |
17 |
|
|
21 |
69 |
|
33 |
Среднее время завершения = 69/5 = 13.8 дня. Среднее число работ в системе = 69/21 = 3.28 работы. Среднее опоздание = 33/5 = 6.6 дня.
б) EDD |
|
|
|
|
|
Последова |
Время |
Время |
Срок |
|
|
выполнения |
Опоздание |
||||
тельность |
процесса |
потока |
|||
работы |
|
||||
|
|
|
|
||
Е |
1 |
1 |
4 |
0 |
|
А |
2 |
3 |
5 |
0 |
|
В |
8 |
11 |
8 |
3 |
|
D |
4 |
15 |
10 |
5 |
|
С |
6 |
21 |
12 |
9 |
|
|
21 |
51 |
|
17 |
Среднее время завершения = 51/5 = 10.2 дня. Среднее число работ в системе = 51/21 =2.43 работы. Среднее опоздание = 17/5 = 34 дня.
в) SPT |
|
|
|
|
|
Последова |
Время |
Время |
Срок |
|
|
выполнения |
Опоздание |
||||
тельность |
процесса |
потока |
|||
работы |
|
||||
|
|
|
|
||
Е |
1 |
1 |
4 |
0 |
|
А |
2 |
3 |
5 |
0 |
|
D |
4 |
7 |
10 |
0 |
|
С |
6 |
13 |
12 |
1 |
|
В |
8 |
21 |
8 |
13 |
|
|
21 |
45 |
|
14 |
Среднее время завершения = 45/5 = 9 дней.
Среднее число работ в системе = 45/21 =2.14 работы. Среднее опоздание = 14/5 = 2.8 дня.
Шесть работ ожидают процесса обработки прямо сейчас (вре мя = 0 ч). Исходные данные приведены в таблице:
Работа |
Время |
Время |
Критическое отношение = |
|
= (оставшееся время)/(время |
||||
процесса |
выполнения |
|||
|
процесса) |
|||
|
|
|
||
407 |
2 |
7 |
7/2 = 3.5 |
|
281 |
8 |
16 |
16/8 = 2.0 |
|
306 |
4 |
4 |
4/4 = 1.0 |
|
429 |
10 |
17 |
17/10 = 1.7 |
|
038 |
5 |
15 |
15/5 = 3.0 |
|
998 |
12 |
18 |
18/12 = 1.5 |
Решение
Последовательность согласно правилу CR: 306— 998— 429—
— 281— 038— 407.
Задача 11.3.ДОП
Пять работ проходят через два рабочих центра, как показано ниже:
Работа |
Грунтовка (центр 1), ч |
Окраска (центр 2), ч |
R |
4 |
5 |
S |
17 |
7 |
Т |
14 |
12 |
и |
9 |
2 |
V |
11 |
6 |
Решение
Выполняем шаги:
1.Окраска U минимальна (2 ч), поэтому U назначается на 5-ю позицию центра 2.
2.Теперь грунтовка R — наиболее короткая операция (4 ч),
поэтому R назначается на 1-ю позицию. Остаются только S, Т и V.
3.Окраска V теперь наименее продолжительна (6 ч), поэтому V назначается на 4-ю позицию.
4.Продолжая, получаем такую последовательность: R— Т—
—S— V— U. Время прохождения имеет минимальное значение 57 ч.
Грунтовка |
R |
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
Центр 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окраска |
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
Центр 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
4 |
9 |
18 |
30 |
35 |
42 |
46 |
52 |
55 |
57 |
|
|
т |
|
т |
|
т |
|
т |
|
т |
R |
Т |
S |
V |
и |
На предметно-замкнутом участке (ПЗУ) обработки деталей типа тел вращения могут выполняться пять технологических опе раций, указанных в таблице.
N2 |
Наименование операции |
РФ |
Рв |
|
п/п |
||||
|
|
|
||
1 |
Фрезерно-центровальная |
2 |
108 |
|
2 |
Черновая токарная |
2 |
103 |
|
3 |
Чистовая токарная |
2 |
107 |
|
4 |
Фрезерная |
2 |
105 |
|
5 |
Круглошлифовальная |
3 |
101 |
Для выполнения каждой операции фактически организовано несколько рабочих мест (<?ф). Известны значения среднего про цента выполнения норм выработки рабочими на каждой опера ции (д„).
Для повышения непрерывности и прямоточности процесса обработки рабочие места расположены на участке в указанной последовательности. В планируемом квартале за ПЗУ закрепляет ся обработка пяти типоразмеров деталей, имеющих сходные техмаршруты, соответствующие специализации и планировке участ ка. Нормы штучного времени выполнения деталеопераций (/) и размеры партий запуска деталей в обработку (я) заданы в следую щей таблице.
|
|
Норма времени, нормо-ч/шт. |
|
Партия |
||
Деталь |
|
|
Операции |
|
|
|
|
|
|
|
запуска, шт. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
А |
0.1 |
0.2 |
— |
0.1 |
0.2 |
200 |
В |
0.2 |
0.6 |
0.9 |
— |
— |
40 |
С |
0.4 |
0.3 |
0.8 |
0.2 |
0.1 |
60 |
D |
0.2 |
0.9 |
— |
0.6 |
0.5 |
15 |
Е |
0.1 |
0.3 |
0.3 |
— |
0.4 |
150 |
Требуется определить количество рабочих мест на каждой операции, которое потребуется задействовать для выполнения квартальной производственной программы участка, и реальную загрузку каждого из них, если в плановом периоде осуществляют ся шесть запусков всех деталей в обработку.
Требуется определить оптимальную последовательность запус ка партий в обработку и совокупную длительность цикла обработ ки всех партий в течение одного запуска.
Участок работает в одну смену. Планово-предупредительных ремонтов оборудования в планируемом квартале не предусмотре но. Количество рабочих дней — 60. Плановая загрузка оборудова ния — 80%. Время переналадки оборудования и межоперацион ное время из рассмотрения исключить.
Количество рабочих мест (др), необходимое для выполнения производственной программы ПЗУ, может быть рассчитано по формуле
9 р/ = I = 1 .......к <
где Tj — трудоемкость (станкоемкость) производственной про граммы на операции / в плановом периоде; Фа— фонд времени единицы оборудования ПЗУ в плановом периоде (может быть раз личным по операциям и даже по рабочим местам); к — число опе раций, выполняемых на ПЗУ.
Расчет Tj, в свою очередь, выполняется по формуле
7} = — Xf»N-,y=i....к ,
Р* /=1
где Л/в; — квартальная производственная программа деталей /-го типоразмера; к — число типоразмеров деталей, вошедших в квар тальную программу ПЗУ.
Квартальную программу по каждой детали рассчитывают исхо дя из размера партии запуска и количества запусков за квартал, что составит:
NBi = 200X 6 = 1200 шт.;
Л/ В2 = 40 х 6 = 240 шт.; Л/вз = 60 х 6 = 360 шт.; Л/В4 = 15 х 6 = 90 шт.; Л/в5 = 150x6 = 900 шт.
Расчет Tj удобно записывать в виде таблицы, где каждая стро ка получается путем умножения строки исходной таблицы значе ний Ц на соответствующее значение Л/в,- (/=1, ... ка), затем все получившиеся значения складываются по столбцам, а элементы суммарной строки делятся на соответствующие значения р„/100
0'=1.....к).
Выполним полученные действия. Втаблице все значения трудо
емкости выражены в часах. |
|
|
|
|||
Деталь |
|
|
Операции |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
||||||
А |
120 |
240 |
0 |
120 |
240 |
|
В |
48 |
144 |
216 |
0 |
0 |
|
С |
144 |
108 |
288 |
72 |
36 |
|
D |
12 |
54 |
0 |
36 |
30 |
|
Е |
90 |
270 |
270 |
0 |
360 |
|
Общее: |
414 |
816 |
774 |
228 |
666 |
|
Tl |
383.3 |
792.2 |
723.4 |
217.1 |
659.4 |
Действительный фонд времени за квартал (без учета потерь на плановые ремонты оборудования) будет равен:
Фд = 60 х 8 х 0.8 = 384 ч.
Тогда расчетное количество рабочих мест определится следу ющим образом:
9 Р1 = 383384.3 = 1.00;
Чр2 = 792384.2 = 2.06;
<7рз = 723384.4 = 1.88;
<?Р4 = 217384.1 = 0.56;
<7р5 = 659384.4 = 1.72.
С учетом того, что количество рабочих мест может быть только целым числом, округлим расчетные значения до ближайшего боль шего целого числа qrnm- = (1, 3, 2, 1, 2). Таким образом, получено принятое для выполнения производственной программы количест во оборудования. Как видно, оно отличается от фактически уста новленного на ПЗУ. Можно оценить реальную загрузку фактически установленного оборудования участка (к„):
/Сэ1 = 0,8;
кз2= 0.8 х ^ |
= 0.824; |
|
к* = 0.8 |
х± |8 = 0.752 |
|
/<з4 = 0.8 |
х ^ |
= 0.224; |
/<35 = 0 . 8 xи^ = 0.459.
Анализ показывает, что на второй операции оборудование за гружено выше планового уровня. Это допустимо только в случае указания конкретных организационно-технических мер, обеспечи вающих улучшение показателей использования оборудования. Примем q2= 2. На четвертой и пятой операциях загрузка оборудо вания явно недостаточна. Это позволяет использовать часть рабо чих мест для выполнения дополнительных работ, а именно: на четвертой и пятой операциях по одному рабочему месту. Тогда реальная загрузка оборудования на этих операциях составит:
км = 0.8 х |
= 0.448; |
/<35= 0.8 x ^ = 0.688.
Полученные цифры показывают, что четвертая операция оста ется существенно недогруженной. Это позволяет закрепить за ПЗУ дополнительный объем фрезерных работ на (0.8 - 0.448) х 60 х 8 = = 169 ч.
Оптимизацию порядка запуска партий в обработку выполним методом Петрова-Соколицына. Метод относится к классу эври стических и позволяет отобрать из кя вариантов запуска три (или около трех), среди которых с большой степенью вероятности нахо дится оптимальный. Затем из отобранных вариантов прямым сче том ищется лучший по критерию min совокупной длительности цикла обработки партий.
Элементами исходной для применения метода Петрова-Соко- лицины матрицы являются длительности обработки партии дета лей /'-го типоразмера на операциях у Т, (ч). Их расчет выполняется
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тц 1 0 0 tjj пj |
/= |
1.....kя, j =^,.... /с. |
|
|
||||
|
|
|
Pi Pi |
|
|
|
|
|
|
|
Покажем этот расчет на примере элементов Т ц |
и Т55: |
|
||||||||
|
|
|
Т ц = ° А -а |
|
= 1 8 - 5 2 ч; |
|
|
|
||
|
|
|
|
1.08x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т55 = |
0.4x150 |
= 29.70 ч. |
|
|
|
||
|
|
|
1.01 х 2 |
|
|
|
||||
Результаты расчета приведены в левой части следующей таб |
||||||||||
лицы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Операции |
|
|
|
Вспомогательные |
|||
Деталь |
|
|
|
|
|
|
суммы |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
Тм |
Т2/ |
Тз/ |
А |
18.52 |
19.42 |
0 |
|
19.05 |
19.80 |
58.27 |
56.99 |
1.28 |
|
В |
7.41 |
11.65 |
16.82 |
0 |
|
0 |
28.47 |
35.88 |
7.41 |
|
С |
22.22 |
8.74 |
22.42 |
11.43 |
2.97 |
45.56 |
64.81 |
19.25 |
||
D |
2.77 |
6.55 |
0 |
|
8.57 |
3.71 |
18.83 |
17.89 |
0.94 |
|
Е |
13.88 |
21.84 |
21.03 |
0 |
|
29.70 |
72.57 |
56.75 |
15.82 |
В правой части таблицы приведены рассчитанные вспомога тельные суммы:
к/с-1
7"i/ = X |
Tjj] Т2/ = X T;j\ T3i = [Tv,-T2i]. |
i = 2 |
/=1 |
Согласно методу Петрова-Соколицына партии деталей запус каются в обрабоку:
1)в порядке убывания суммы Tv, т. е. Е— А— С— В— D;
2)в порядке возрастания суммы Та, т. е. D— В— Е— А— С;
3)в порядке убывания разности Т3(, т. е. С— Е— В— А— D.
Для выбора лучшей последовательности из трех получен ных согласно правилам необходимо рассчитать совокупные дли тельности цикла обработки партий для всех трех последова тельностей. Сделать это можно путем построения графической и аналитической моделей процесса. График для последователь ности Е— А— С— В— D изображен на рисунке лиже; согласно
ему ТСц = 118 ч.
Аналитическая модель строится на основании матрицы значе ний Тцследующим образом. Строки исходной матрицы расставля ются в порядке запуска в обработку соответствующих им партий, затем рассчитывается матрица оценок И/</ (/' = 1,..., ka,j = 1.....к) по следующему алгоритму:
Wn = Тц;
Wv = WilM + rij,y = 2,...,fc;
Wn = W/_ 1,1 + 7,1, / = 2 kR,
Wij = max {W,и./! Wu -1} + TiUi = 2.....kR,j = 2...... k.
Элемент в правом нижнем углу матрицы оценок покажет вели чину ТСц для данной последовательности.
Матрицы оценок для двух оставшихся последовательностей запуска показаны ниже. Здесь каждая клетка матрицы имеет сле дующую структуру TijWij. Для упрощения расчетов произведено округление Тцдо ближайшего целого числа.
Деталь |
|
|
Операции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
D |
3 |
10 |
10 |
19 |
23 |
|
3 |
7 |
0 |
9 |
4 |
В |
11 |
23 |
40 |
40 |
40 |
|
8 |
12 |
17 |
0 |
0 |
Е |
25 |
47 |
69 |
69 |
99 |
|
14 |
22 |
22 |
0 |
30 |
А |
44 |
• 67 |
69 |
89 |
119 |
|
19 |
20 |
0 |
20 |
20 |
С |
67 |
76 |
99 |
111 |
112 |
|
23 |
9 |
23 |
12 |
3 |
Деталь |
|
|
Операции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
с |
23 |
32 |
55 |
67 |
70 |
|
23 |
9 |
23 |
12 |
3 |
Е |
37 |
59 |
81 |
81 |
111 |
|
14 |
22 |
22 |
0 |
30 |
В |
45 |
71 |
98 |
98 |
111 |
|
8 |
12 |
17 |
0 |
0 |
А |
64 |
91 |
98 |
118 |
138 |
|
19 |
20 |
0 |
20 |
20 |
D |
67 |
98 |
98 |
127 |
142 |
|
3 |
7 |
0 |
9 |
4 |
Таким образом, лучшим является вариант запуска партий в последовательности Е— А— С— В— D с ТСц = 118 ч.
Г л а в а 12
ОПЕРАТИВНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Дискретное производство характеризуется прерывностью про изводственного процесса, что, с одной стороны, усложняет управ ление им со стороны операционного менеджера, а с другой — нарушает движение материального потока от входа системы до выхода из нее. Увеличивается длительность производственного цикла, растут производственные запасы (заделы), возникают пе рерывы на рабочих местах, что в конечном счете приводит к ухудшению показателей производительности.
Оперативно-производственное планирование (ОПП) — это один из инструментов операционного менеджера, позволяющий ему успешно справляться со сложностями оперативного управления основным производством. В этой главе мы рассмотрим возмож ность практического использования некоторых специфических моделей и методов ОПП на примере управления машинострои тельной фирмой. Здесь приведены две системы ОПП: применяе мая для цехового планирования в условиях серийного типа про изводства (задачи с решениями 12.1 и 12.2) и применяемая для планирования работы поточных линий в условиях массового типа производства. Эти системы в наибольшей степени структурирова ны и формализованы для практического применения на предпри ятиях в различных типах экономики. Обе они представляют один подход к построению системы ОПП, основанный на принципе «выталкивания» полуфабриката на всем пути движения матери ального потока. Система ОПП, основанная на противоположном подходе «вытягивания», рассмотрена в главах 9 и 10.
Рассматриваемые в главе методы позволяют рассчитывать ве дущие календарно-плановые нормативы, характерные для того или иного типа производства, организационно-технические пара метры конвейерных линий и т. п., а также наглядно представлять происходящие процессы в виде разверток во времени. При этом первое направление можно отнести к построению аналитических моделей, второе — к построению графических моделей.
12.1. ЗАДАЧИ С РЕШЕНИЯМИ
Задача 12.1
Партии деталей одного типоразмера проходят обработку по следовательно в трех цехах и поступают на сборку в четвертый цех.