2.3. Производственный цикл изготовления детали
Производственный цикл изготовления детали включает операционный цикл Топ по одному или нескольким цехам в зависимости от технологического маршрута, время транспортных Ттр и контрольных Тконт операций, длительность естественных процессов Тест, а также время перерывов Тпер.
Время операционного циклаПри наличии на данной операции нескольких параллельно работающих станков однооперационный цикл Топ, т.е. календарный период обработки партии деталей на этой операции, равен:
где
n - число деталей в партии; t ш - норма штучного времени; С - число рабочих мест на операции (фронт работы).
В дальнейшем условно принято, что на каждой операции работает только одно рабочее место (С=1).
При этом условии длительность операционного цикла партий деталей равна
При определении длительности многооперационного цикла необходимо учитывать степень одновременности (параллельности) обработки изделий на разных операциях технологического процесса, которая зависит от метода сочетания во времени выполнения операций, входящих в данный процесс.
Существуют три метода сочетания операций, или иначе, три вида движения предметов труда с предыдущей операции на последующую:
последовательный;
параллельно-последовательный;
параллельный.
Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии на предыдущей операции.
Последовательный вид движения целесообразно применять в тех случаях, когда свойственные ему перерывы партионности существенно не влияют на величину операционного цикла, а именно при относительно небольших партиях и невысокой трудоёмкости операций.
Параллельно-последовательный вид движения предусматривает такое частичное совмещение времени выполнения смежных операций, что вся изготовляемая партия деталей проходит через каждую операцию без каких-либо перерывов.
Передача заготовок или деталей с предыдущей на последующую операцию производится не целыми партиями, а частями, транспортными партиями по р штук.
Необходимо различать два основных варианта параллельно-последовательного сочетания каждой пары смежных операций:
а) при продолжительности операционного цикла предшествующей операции меньшей нежели последующей, т.е. когда транспортную партию р штук возможно передавать немедленно по окончании предыдущей операции на следующую;
б) при продолжительности операционного цикла предшествующей операции большей, нежели последующей, т. е. когда отсутствие простоев на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней известного запаса деталей, позволяющего эту операцию вести непрерывно.
Параллельно-последовательный вид сочетания операции по сравнению с последовательным характеризуется меньшей длительностью операционного цикла.
Этот вид движения следует применять в первую очередь при длительных операционных циклах, обусловленных значительными размерами партий или большой трудоёмкостью отдельных операций либо и тем, и другим.
Параллельный вид движения характеризуется полным отсутствием или незначительной величиной перерывов партионности; передаточные партии или отдельные изделия передаются на последующие операции немедленно после завершения предыдущих.
Параллельный вид движения в его общей форме характеризуется самой краткой продолжительностью операционного цикла, но одновременно и одним существенным для практики недостатком: все операции выполняются с перерывами, влекущими за собой простои оборудования.
Исключение составляет частный случай параллельного вида движения, при котором длительности отдельных операций равны либо кратны, т. е. синхронизированы.
Это вариант, называемый поточным видом движения, применяется в непрерывно-поточном производстве.
Время транспортных и контрольных операций
Эти элементы длительности производственного цикла могут быть перекрыты временем перерывов, в частности, перерывов ожидания. Поэтому в величину производственного цикла они не всегда вводятся.
Время транспортных операций учитывается в составе производственного цикла только при необходимости выполнения сложных погрузочно-разгрузочных работ. Последние имеют место, например, на заводах тяжелого машиностроения при межцеховой передаче крупных деталей железнодорожным транспортом.
Время контрольных операций выделяется в виде особого слагаемого лишь тогда, когда эти операции требуют значительной затраты времени, например, на стендовые испытания деталей под рабочей нагрузкой.
Во всех подобных случаях длительность транспортных и контрольных операций можно определить по опытным данным, отражающим передовые (прежде всего механизированные) методы их выполнения.
Длительность естественных процессов
Время этих процессов учитывается в размере, отвечающем минимально необходимому времени их осуществления (в заводской практике величина этого коэффициента часто находится в пределах 0,6≈0,75).
Длительность перерывов
Длительность межоперационных перерывов может быть рассчитана как произведение числа этих перерывов m на среднюю длительность одного межоперационного перерыва tмо:
ФОРМЫ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ ЦЕХОВ
Существуют две основные формы специализации цехов машиностроительного завода:
по признаку выполняемых ими технологических процессов - технологическая;
по признаку изготовляемых в них изделий - предметная.
К технологической относятся цехи, специализированные на выполнении определённых технологических процессов, например, кузнечные, литейные, механические, термические, сборочные и другие, наиболее распространённые в современной практике заводов широкой специализации, преимущественно единичного и серийного производства.
По мере увеличения масштаба производства часто происходит углубление технологической специализации цехов, в одних случаях по признаку габарита изделий (например, механические цехи крупных, средних и мелких деталей), в других ≈ по роду обрабатываемых материалов (например, литейные цехи чугунного, стального или цветного литья) и т. д.
При технологической специализации каждый из цехов выполняет одну или несколько операций, входящих в технологический процесс по изготовлению данного изделия.
Пройдя обработку в каком-либо цехе, изделие иногда многократно возвращается в него для дальнейших операций по специализации этого цеха. Внутризаводские маршруты и межцеховые связи в подобных случаях весьма усложнены.
Увязка работы цехов технологической специализации находит выражение в расчёте объёма работ и в планировании частных календарных сроков их выполнения по каждому цеху в отдельности.
Предметная форма специализации цеха в наибольшей мере характерна для заводов узкой специализации (массовое и крупносерийное производство).
Подобные цехи предназначены для производства отдельных деталей, узлов и агрегатов обычно ограниченной номенклатуры (например, рессорный цех на вагоностроительном заводе, цех двигателей на автомобильном заводе).
Предметное строение цехов приводит к замкнутым процессам: в подобных цехах часто совмещаются работы, относящиеся к различным стадиям и видам обработки.
Примером может служить совмещение заготовительной (кузнечно-штамповочные операции), обрабатывающей (термическая и механическая обработка) и сборочной стадий в предметных цехах заводов.
Это ведёт к упрощению оперативно-производственного планирования, обеспечивает территориальное сближение отдельных стадий производственного процесса и сокращение длительности производственного цикла.
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ЦЕХА
Под производственной структурой цеха понимают состав и формы взаимосвязи производственных участков, линий и других подразделений цеха.
Аналогично специализации цехов различают:
технологическую специализацию внутрицеховых подразделений;
предметную специализацию внутрицеховых подразделений.
В первом случае цехи состоят из отделений или участков, оснащённых однородным оборудованием и специализированных на выполнении отдельных технологических процессов.
Во втором случае цехи разделяются на участки, пролёты или линии, специализированные по видам изделий.
На рис. 2 показано размещение станков небольшого механического цеха, состоящего из четырех участков.
Деталь 1 обрабатывается последовательно на токарном, фрезерном, сверлильном и строгальном участках. На каждом из одноимённых станков выполняются операции над различными деталями.
Таким образом, технологическая специализация участков характерна для единичного и мелкосерийного производства; она обусловливает и большую протяжённость маршрутов деталей, и значительную длительность производственного цикла, и частые переналадки оборудования.
Теперь предположим, что деталь 1 необходима в столь больших количествах, когда указанные на рис. 2 четыре станка могут быть полностью загружены только её обработкой.
В таком случае появляется возможность перейти от технологической к предметной специализации и создать участок или линию для обработки детали, объединяющую перечисленные различные станки.
В соответствии с требованиями принципа прямоточности оборудование на подобных участках или линиях размещается в последовательности операций технологического процесса (рис. 3).
Простой и вместе с тем весьма прогрессивной формой предметной специализации являются предметно-замкнутые участки.
Если при технологической специализации участков на каждом из них проходят обработку все или многие изготовляемые в данном цехе детали, то на предметно-замкнутом участке осуществляется весь цикл обработки только нескольких закрепленных за данным участком деталей.
Детали подбирают по признаку общности их габаритов и технологических маршрутов, т. е. применяемого оборудования.
Экономическая эффективность предметно-замкнутых участков обусловлена тем, что на них создаются условия для закрепления операций за рабочими местами, упрощения календарного планирования производства, сокращения числа переналадок оборудования и в результате для повышения производительности труда.
Одновременно усиливается ответственность персонала участка за своевременное выполнение производственных заданий.
Дальнейшее развитие специализации предметно-замкнутых участков при достижении ритмичности их работы приводит к созданию поточных линий.
В целом маршруты изделий и длительность производственного цикла при предметной специализации, особенно в условиях автоматических линий, значительно короче, чем при технологической.
Первичным элементом производственной структуры цеха является рабочее место.
Рабочим местом называется закреплённая за одним рабочим либо за бригадой рабочих часть производственной площади с находящимися на ней орудиями и другими средствами труда, в том числе инструментами, приспособлениями, подъёмно-транспортными и иными устройствами соответственно характеру работ, выполняемых на данном рабочем месте.
В соответствии с принципом прямоточности поток материалов, заготовок и деталей, узлов и изделий в пределах каждого данного цеха следует строить с ориентировкой на кратчайшие маршруты.
Для достижения этой цели необходимо, чтобы планировка производственных участков и линий отвечала последовательности технологических операций.
Кроме того, размещение контрольных, инструментальных, складских и других вспомогательных подразделений цеха должно соответствовать планировке обслуживаемых ими участков и линий.
Естественно, что в наибольшей мере этим условиям удовлетворяют цехи с предметной формой специализации.