книги из ГПНТБ / Писчиков М.М. Организация и планирование производства в черной металлургии учебник

а также совмещения во времени выполнения отдельных микроэле­

ментов.

Состав производственного процесса по перечисленным составным частям называется структурой его (рис. 7).

Рис. 7. Структура производственного процесса

§ 4. Виды производственных процессов

Производственные процессы на металлургических предприятиях могут быть двух видов: простые (без перекрытия циклов) и сложные (с перекрытием циклов).

В простых процессах каждый последующий цикл начинается после окончания предыдущего. Особенностью таких процессов яв­ ляется выполнение всех операций с помощью одного орудия труда и, как правило, одним исполнителем.

Процессы без перекрытия циклов могут осуществляться в двух вариантах:

1)с перерывами, когда последующий цикл начинается после окончания предыдущего не сразу, а через определенный промежуток времени (рис. 8);

2)без перерывов, когда последующий цикл начинается сразу же после окончания предыдущего (рис. 9).

Производительность процессов, протекающих с перерывами, определяется по формуле

К— число единиц продукции, изготовляемой за один цикл, т, шт. и т. д.

50

Для процессов, протекающих без перерывов между операциями, производительность рассчитывается по 'следующей формуле:

Р к к.

То

Производительность за смену для указанных вариантов:

вается проведением мероприятий, сокращающих длительность обра­ ботки и перерыва (интервала).

В металлургическом производстве большинство процессов осу­ ществляется не на одной ступени, а на двух, трех и более ступенях, оснащенных своими орудиями труда и обслуживаемых закреплен­ ными за ними исполнителями. Такие процессы называются сложными.

Поскольку в таких процессах отдельные операции цикла обра­ ботки осуществляются на многих ступенях, становится возможным одновременное осуществление операций на отдельных ступенях.

Следовательно, эти процессы могут осуществляться с перекрытием смежных циклов. Циклом в сложных процессах называется сово­ купность операций, протекающих на всех ступенях.

В цикле операции группируются применительно к отдельным ступеням процесса (орудиям труда, участкам или исполнителям). Если транспортные операции выполняются параллельно и одновре­ менно с основными операциями смежных ступеней, то они выделя­ ются в самостоятельную ступень. В остальных случаях транспортные операции включаются в группу операций той ступени, на которой

51

обработка начинается только после окончания транспортировки обрабатываемой продукции.

Выполнение операций смежных циклов на отдельных ступенях может осуществляться непрерывно (без интервалов), а также с пе­ рерывами, если длительность операций отдельных ступеней различна. В зависимости от характера протекания операций на отдельных сту­ пенях процессы с перекрытием циклов могут иметь различные орга­ низационные формы. Наиболее характерными из них являются:

1)процессы с последовательным протеканием операций на от­ дельных ступенях;

2)процессы, осуществляемые с опережением операций, проте­ кающих на последующих ступенях, по отношению к операциям,

протекающим на предыдущих ступенях; 3) процессы с параллельным протеканием операций на отдель­

ных ступенях.

Процессы с последовательным протеканием операций

Производительность процессов с последовательным протеканием операций на отдельных ступенях определяется только тактом про­ цесса и не зависит от числа ступеней процесса, а следовательно, и от продолжительности цикла.

Тактом процесса называется интервал времени между вводом или выводом из обработки смежных единиц продукции.

На рис. 10 представлены графики процессов с различным числом ступеней при равной продолжительности операций. Производи­ тельность в обоих случаях будет одинаковой, несмотря на различ­ ную длительность цикла обработки.

Такт процесса в обоих случаях составляет 6 мин. Он определяется по разности длительностей цикла и перекрытия. Перекрытием на­ зывается период одновременного протекания двух смежных циклов.

52

Рис. 11. Графики процессов с прерывным протеканием операций на ступенях

Производительность в фактическое время осуществления про­ цесса рассчитывается по формуле

где Т — принятая единица времени, ч, мин; К — число единиц продукции, обрабатываемых за один цикл,

т, шт. и т. д.

На рис. 11 представлены графики процессов с прерывным проте­ канием на ступенях (продолжительность операций и перерывов на ступенях различны). В этом случае такт процесса также равен раз­ ности между длительностями цикла и перекрытия или сумме времени операции и перерыва нр любой ступени процесса. Производительность в единицу времени рассчитывается по формуле

Производительность за смену для процессов как непрерывных, так и с перерывами на отдельных ступенях исчисляется по формуле

53

Повышение производительности процессов с непрерывным про­ теканием операций на ступенях может быть обеспечено лишь интен­ сификацией протекания операций на всех ступенях в одинаковой мере.

В прерывных процессах повышение производительности также может быть достигнуто путем одновременного сокращения длитель­ ности интервалов (перерывов) на всех ступенях. Очевидно, что мак­ симальное сокращение интервалов будет равно интервалу ступени с минимальной продолжительностью перерыва между операциями. На этой ступени длительность операции будет наибольшей.

С сокращением времени перерывов увеличивается перекрытие. В этом случае максимальное значение его определяется по формуле

П

При обеспечении максимального перекрытия работа на ступени с наибольшей длительностью операций будет непрерывной (без интервалов).

Процессы, осуществляемые с опережением операций

Отдельные многоступенчатые процессы могут быть организо­ ваны таким образом, что обработка единицы продукции на последую­ щей ступени начинается до окончания операций обработки ее на предыдущей ступени, т. е. процесс осуществляется с опережением

операций по ступеням. Такая организация процессов характерна для прокатного производства (непрерывная прокатка металла в не­ скольких клетях).

На рис. 12 приведены два графика процессов, протекающих с опе­ режением операций.

На первом графике изображен процесс, протекающий непрерывно на всех ступенях. В этом случае длительность операций на различ­ ных ступенях одинакова. На втором —: процесс с прерывным про­ теканием операций на ступенях (длительность операций различная).

54

Поскольку в обоих случаях процесс протекает с перекрытием циклов, то производительность будет определяться только тактом процесса.

В процессах, протекающих с опережением операций, продолжи­ тельность цикла не совпадает с суммой длительностей операций на всех ступенях. Такт определяется как разность между календарной продолжительностью цикла (время от начала цикла до окончания его) и перекрытием:

R = V ц — р,

где тк ц— календарная продолжительность цикла, ч, мин. Производительность процессов рассчитывается по формуле

Р = тк. ц Р К- R К.

При непрерывном протекании операций на ступенях такт равен длительности операций на любой ступени процесса. Если же опера­ ции протекают с перерывами, то такт определяется как сумма про­ должительностей операции и интервала на любой ступени.

Следовательно, производительность процесса в первом случае

11

во втором

Р= -Л ~ ,-К .

+ті

Для процессов, протекающих с опережением операций, произво­ дительность определяется так же, как и для процессов с последова­ тельным протеканием операций — только тактом процесса и не за­ висит от числа ступеней.

Процессы с параллельным протеканием операций на отдельных ступенях

В некоторых процессах длительности операций на отдельных ступенях могут быть резко различными. В этих случаях во избежа­ ние простоев на ступенях с малой продолжительностью операций организуется параллельная обработка двух или более единиц про­ дукции на ступенях с большей длительностью операций.

На рис. 13 приведен график процесса с параллельным протека­ нием операций на двух ступенях (протекание операций на всех сту­ пенях непрерывное).

Для обеспечения непрерывности процесса единица обрабатывае­ мой продукции должна поступать на каждую ступень через одина­ ковый промежуток времени, равный такту процесса. При непрерыв­ ном протекании процесса такт равен операционному времени на сту­

55

пенях с последовательным протеканием операций. Такт для ступени с параллельным протеканием операций определяется по формуле

раллельным протеканием операций и с опережением операций рассчитываются по тем же формулам, что и для процессов с последовательным протеканием опера­ ций.

Если сложные процессы начинаются заново, то при исчислении производительности из общего времени необходимо исключить время одного перекрытия, поскольку перед первым циклом нет предыду­ щего цикла, а следовательно, и нет перекрытия его.

Как видно, производительность сложных процессов будет тем выше, чем больше величина перекрытия, т. е. чем меньше такт. При наличии на ступенях перерывов перекрытие можно увеличить путем их уменьшения. Максимальным увеличением перекрытия может быть только минимальная величина перерыва. При этом на данной ступени операции будут осуществляться непрерывно, т. е. эта сту­

исключать узкие места вплоть до обеспечения непрерывного проте­ кания операции на всех ступенях.

56

§5. Методы устранения узких мест

впроизводственных процессах

Существует несколько методов устранения узких мест в произ­ водственных процессах. Использование того или иного метода за­ висит от организации процесса, применяемой технологии, исполь­ зуемого оборудования и т. д.

Одним из методов является устранение лишних операций на узкой ступени. При этом произойдет увеличение перекрытия на величину, равную длительности исключенных операций. Следовательно, на эту же величину уменьшится продолжительность такта, что обеспе­

пени любым путем, интенсифицирующим операцию (увеличение скоростей работы машин, механизация и автоматизация выполнения операции и т. д.).

Третий метод— перегруппировка операций на ступенях (перенос части операций с узкой ступени на ступень, имеющую интервалы). Например, в процессе, изображенном на рис. 14, представляется возможным перенос части операций второй ступени длительностью, равной 2 мин, на первую ступень. В этом случае длительности опе­ раций на первой и второй ступенях будут равными 6 мин. На третьей ступени продолжительность операции остается неизменной. После перегруппировки перекрытие увеличилось на 2 мин, на эту же вели­ чину уменьшился такт. Сокращение такта приводит к соответствую­ щему росту производительности (на 25%). График процесса после его перестройки представлен на рис. 15.

Рассмотренная перестройка процесса характерна для прокатного производства, в котором узкую клеть разгружают путем изменения схемы прокатки и калибровки валков, перенося часть пропусков на менее загруженную клеть.

Четвертый метод — установление на узкой ступени дополнитель­ ного оборудования (организация параллельного выполнения всех

57

операций на этой ступени). В таком случае на узкой ступени выпол­ нение операций осуществляется двумя потоками. Перестройка про­ цесса приведена на рис. 16.

В результате перестройки такт процесса сократился вдвое, сле­ довательно, вдвое возросла производительность его. Примером та­ кой перестройки процесса является установление второго миксера в сталеплавильном цехе, обслуживание прокатного стана двумя на­ гревательными печами вместо одной.

В практике часто бывают случаи, когда ни один из рассмотренных методов устранения узкого места не может быть использован по орга-

низационным или техническим причинам. В этих случаях перестройка процесса осуществляется путем создания новой ступени и переноса на нее части операций с узкой ступени (рис. 17).

Примером такой перестройки процесса может служить введение новой клети в линии прокатных станов. При перенесении части опе­ рации длительностью 4 мин с узкой ступени на новую (третью сту­ пень) продолжительность такта сокращается вдвое, при этом соответ­ ственно возрастает и производительность процесса.

§ 6. Организация производственных потоков

Производство продукции на металлургическом предприятии не ограничивается одним циклом, производственные циклы непрерывно повторяются, т. е. в производство систематически поступает сырье или полуфабрикаты, систематически же и выдается продукция. После того как предыдущая единица (партия) продукции перейдет на последующую ступень, на освободившуюся ступень поступает в обработку новая единица (партия) продукции. Такая организация производственного процесса называется поточной.

В поточном металлургическом производстве поступление пред­ метов труда в обработку и выход продукции из нее могут происходить

58

с интервалами той или иной длительности, основные же операции протекают непрерывно либо с небольшими интервалами. Так, подача шихтовых материалов в доменную печь осуществляется с интерва­ лами, равными времени подъема (или опускания) скипа и его за­ грузки (выгрузки), выпуски чугуна производятся через опреде­ ленное количество часов, основная же операция (доменная плавка) протекает непрерывно.

Загрузка шихты в сталеплавильные агрегаты и выпуск плавки осуществляется со значительными интервалами, основные же опе­ рации (плавки) следуют одна за другой.

В прокатном производстве слитки загружаются в нагреватель­ ную печь также с интервалами различной длительности, а прокатка и выдача прокатанной продукции производятся практически без интервалов.

Во всех рассмотренных производствах на каждую ступень посту­ пает последующая единица (партия) продукции до окончания обра­ ботки на последующих ступенях предыдущей единицы (партии) продукции. Именно такая организация металлургических процессов дает основание относить их к типу поточных производств.

Процессы, в которых нет систематического повторения перекры­ вающихся производственных циклов, не могут относиться к поточным. Например, плавка стали в сталеплавильном агрегате, проводимая один раз в несколько дней.

Таким образом, к поточным относятся такие процессы, в которых все операции, включая транспортные, одного производственного цикла протекают непрерывно, а циклы систематически повторяются.

Систематическое и равномерное повторение циклов с непрерыв­ ным движением предметов труда по стадиям процесса называется производственным потоком. Производственные потоки могут быть простыми и комбинированными,

Простые производственные потоки

К простым производственным потокам относятся процессы, про­ текающие в пределах одного основного агрегата и закрепленных за ним вспомогательных участков.

Организационная форма производственного потока при этом сов­ падает с ранее рассмотренными вариантами процессов, протекаю­ щих на нескольких ступенях с перекрытием производственных цик­ лов.

Поступление и выход обрабатываемой продукции осуществляются; в одних случаях — по одной линии, в других — либо поступление, либо выход (или и то, и другое) — по нескольким линиям.

На рис. 18, 19 приведены схемы простого потока, осуществляе­ мого по одной и нескольким линиям (основной агрегат — II и III сту­ пени).

Особенностью простых потоков является то, что производствен­ ный процесс осуществляется на данном основном агрегате и обслу­ живающих его вспомогательных участках независимо от других

59