3.2 Расчет продолжительности производственного цикла

При изготовлении партии одинаковых предметов труда может использоваться один из видов движения предметов труда по операциям: последовательный, параллельно-последовательный, параллельный.

Каждый из этих видов характеризуется определенными условиями передачи изделий от одного рабочего места к другому, работой оборудования и пауз в обработке деталей.

При последовательном виде движения предметов трудадетали на каждой операции обрабатываются целой партией. Передача деталей на последующую операцию производится после окончания обработки всех деталей данной партии.

При последовательном виде движения технологический цикл T_{посл.техн.}обработки партии деталейnна операцияхmравен:

, (4.2)

где t_i– штучное время обработки одной детали наi-й операции, мин;

n– количество деталей в партии;

i– число операций (i=1,…,m).

Если на одной или нескольких операциях работа проводится одновременно на нескольких местах PM_i, то

(4.3)

где PM_i– число рабочих мест наi-й операции.

При последовательном виде движения партия деталей задерживается на каждой операции до полной обработки всех деталей из партии (т.е. наблюдаются перерывы партионности). Это приводит к увеличению незавершенного производства, удлинению технологической части производственного цикла (рис. 4.2).

m	t, мин	PM	График движения партии деталей n=3 шт.
1 2 3 4 5	20 10 120 10 20	1 1 3 1 1	nt1/PM1 nt2/PM2 nt3/PM3 nt4/PM4 nt5/PM5 t Tц.посл.техн.

Рис. 4.2. График последовательного вида движения партии деталей по операциям

Из рис. 4.2 видно, что длительность технологического цикла при последовательном виде движения предметов труда складывается из времени выполнения партии деталей на каждой операции, т.е. из операционных циклов.

Длительность операционного цикла обработки партии деталей на i-й операции равна:

, (4.4)

где n– количество деталей в партии;

t_i– время обработки одной детали наi-й операции, мин;

PM_i– количество рабочих мест, на которых выполняется операция.

Преимуществамипоследовательного вида движения являются:

- отсутствие перерывов в работе рабочих и простоев оборудования в пределах обработки одной партии изделий;

- простота организации, которая делает целесообразным его использование в единичном и мелкосерийном организационных типах производства, где достаточно широкая номенклатура изделий, обработка и сборка узлов осуществляются небольшими партиями, что приводит к сокращению перерывов партионности и их влияния на продолжительность производственного цикла.

Недостаткамиданного вида движения являются:

- во-первых, детали пролеживают продолжительное время по причине перерывов партионности, что делает большим объем незавершенного производства.

- во-вторых, отсутствие параллельности в обработке значительно увеличивает продолжительность технологического (производственного) цикла.

Для сокращения длительности технологического цикла применяются другие виды движения предметов труда.

Параллельно-последовательный вид движения– это такой порядок передачи предметов труда, при котором выполнение последующей операции начинается до окончания обработки всей партии на предыдущей операции, т.е. имеется параллельность выполнения операций. При этом обработка деталей всей партии на каждой операции производится непрерывно.

Возможны два варианта параллельно-последовательного вида движения:

а) длительность операционного цикла на предшествующей операции меньше, чем на последующей (сочетание 2-й и 3-й, 4-й и 5-й операций). В этом случае детали на последующую операцию передаются поштучно по мере их готовности, при этом они (кроме первой) будут пролеживать в ожидании освобождения рабочего места на последующей операции;

б) продолжительность операционного цикла на предшествующей операции больше, чем на последующей (сочетание 1-й и 2-й, 3-й и 4-й операций). Для обеспечения непрерывной работы на последующей (короткой) операции на предшествующих создается задел готовых деталей. При передаче деталей на последующую операцию ориентируются на последнюю деталь. Ко времени начала работы над ней на последующей операции надо закончить обработку всех остальных деталей в партии.

При больших партиях передача предметов труда осуществляется не поштучно, а частями, на которые делится обрабатывающая партия. Эти количества предметов труда называют транспортной (или передаточной) партией p.

При построении графика параллельно-последовательного движения надо руководствоваться такими правилами (рис. 4.3):

1. если периоды выполнения сопредельных операций (предыдущей и следующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются из предыдущей операции на следующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу после их обработки;

2. если следующая операция длиннее, чем предыдущая (в нашем примере t₃  t₂), то она начинается позднее на время, которое равняется времени обработки одного изделия на предыдущей операции. В этом случае транспортную партию (р) можно передавать из предыдущей операции на следующую сразу после окончания ее обработки;

3. если следующая операция менее продолжительная, чем предыдущая, то она заканчивается позднее на время, которое равняется времени обработки одного изделия на данной операции. Это связано с тем, что отсутствие простоев оборудования на следующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней определенного запаса деталей, который дает возможность эту операцию выполнить беспрерывно (в примере t₂ < t₁; t₄ < t₃). Для того чтобы определить момент начала следующей операции, необходимо от точки, которая отвечает окончанию предыдущей операции над всей партией (n), отложить по правую сторону отрезок, который равняется в принятом масштабе времени выполнения следующей операции над одной транспортной партией (р), а по левую сторону – отрезок времени, который равняется продолжительности данной операции над всеми предыдущими транспортными партиями.

m	t, мин	PM	График движения партии деталей n=3 шт.
1 2 3 4 5	20 10 120 10 20	1 1 3 1 1	τ1 nt3/PM3 τ2 τ3 τ4 t Tц.п.-п.техн.

Рис. 4.3.График параллельно-последовательного вида движения партии

деталей по операциям

Общая продолжительность технологического цикла при параллельно-последовательном движении T_{п.-п техн}сокращается по сравнению с последовательным движением на сумму тех отрезков времени, в течение которых смежные операции выполнялись параллельно, т.е. .

В практических расчетах эта экономия может быть рассчитана по наиболее короткой операции из двух смежных, т.е.

Таким образом, получаем:

(4.5)

Если передача предметов труда осуществляется поштучно, то в формуле (4.5) вместо величины транспортной партии pподставляется 1.

Для нашего примера T_{п.-п техн}=300-(3-1)(10+10+10+10)=220 мин. Сокращение времени составило 80 (300-220) мин.

Этот метод применяется при значительном выпуске одноименной продукции на участках с неравномерной мощностью оборудования на предприятиях серийного и крупносерийного выпуска продукции при больших партиях деталей и значительной трудоемкости операций. Его применение требует постоянного поддержания между операциями минимальных запасов предметов труда, тщательных предварительных расчетов, четкого планирования и регулирования производства.

При последовательно-параллельном виде движения производственный цикл изготовления партии деталей характеризуется рядом преимуществ:

- во-первых, его продолжительность меньшая, чем при последовательном виде движения;

- во-вторых, в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих;

- в-третьих, при этом виде движения общее время пролеживання деталей на операциях намного меньше, чем при последовательном виде движения.

Этот метод используется в случае выпуска значительного количества одноименной продукции большими партиями и при значительной трудоемкости операций на участках с неравномерной мощностью оборудования на предприятиях серийного и крупнсерийного выпуска продукции. Его применение нуждается в постоянной поддержке между операциями минимальных запасов предметов труда, тщательных предварительных расчетов, четкого планирования и регулирования производства.

Еще большее сокращение технологического цикла достигается при параллельном виде движения предметов труда.

Параллельный вид движения– это такой порядок передачи предметов труда, при котором каждая деталь (или транспортная партия) передается на последующую операцию немедленно после окончания обработки на предыдущей операции. Таким образом, обработка деталей партии осуществляется одновременно на многих операциях.

К преимуществамданного вида движения предметов труда следует отнести:

- отсутствие пролеживания деталей по причине ожидания обработки других деталей из партии (перерывов партионности), что приводит к сокращению длительности технологической части производственного цикла и уменьшению незавершенного производства.

- равномерная загрузка рабочих и оборудования;

- обеспечение условий для высокопроизводительной работы.

Параллельное движение применяется в серийном и массовом производствах во время выполнения операций равной или кратной продолжительности.

При построении графика параллельного вида движения сначала отмечается технологический цикл для первой детали или транспортной партии. Затем на операции с самым продолжительным операционным циклом (tгл– главная операция) строится цикл проведения работ по всей партииnбез перерывов. Для всех деталей (транспортных партий), кроме первой, достраиваются операционные циклы на всех других операциях (рис.4.4).

m	t, мин	PM	График движения партии деталей n=3 шт.
1 2 3 4 5	20 10 120 10 20	1 1 3 1 1	nt3/PM3 nt4/PM4 Tпар.технt

Рис. 4.4. График параллельного вида движения партии деталей по операциям

Общая длительность технологической части производственного цикла T_{пар.техн}определяется по формуле

(4.6)

где - время наиболее продолжительной операции (главной).

При поштучной передаче p=1. В нашем примере

T_{пар.техн}= 100 + (3 - 1) = 180 мин.

Однако, как видно из рис. 4.4, при параллельном методе обработки деталей на операциях, выполняемых до и после главной, возникают простои оборудования и рабочих. Данные простои возникают вследствие различий в длительности операций. Они оказываются тем больше, чем значительнее разность между временем выполнения главной и остальных операций.

Эффективное применение этого вида движения требует установления равенства или кратности всех операций по обработке данного наименования деталей, т.е. их синхронизации. Практически это обеспечивается только при поточной организации производства, где можно получить синхронизированный график параллельного процесса, обеспечив равенство:

, (4.7)

где ч– такт потока.

Наиболее распространенными способами синхронизации (выравнивания времени по операциям технологического процесса) являются:

- расчленение операций на переходы и комбинирование различных вариантов порядка их выполнения;

- группирование переходов нескольких операций;

- концентрация операций;

- введение параллельных рабочих мест на операциях, длительность которых кратная такту;

- рационализация рабочих приемов;

- интенсификация режимов работы;

совмещение времени машинной и ручной работы и др.

В нашем примере, где установлена кратная продолжительность операций, используя введение параллельных рабочих мест, можно организовать выполнение 1-й и 5-й операций на шести параллельно работающих станках, а выполнение 3-й – на 12. В результате можно организовать работу непрерывным потоком.

Особого внимания при параллельном виде движения заслуживает главная операция. Всякое сокращение времени на нее приведет к уменьшению простоев на всех остальных операциях.

По приведенным графикам и формулам определяется длительность технологической части производственного цикла. Остальные его элементы определяются по нормативам, расчетам и опытным путем. Величина подготовительно-заключительного времени определяется по нормативным картам, время естественных процессов – на основе требований технологии. Время на транспортировку и контроль учитывается только неперекрываемое другими элементами цикла и определяется расчетным путем. Длительность межоперационного и межсменного пролеживания определяется расчетным путем на основе графиков загрузки рабочих мест, обработки отдельных партий деталей.

Для выражения длительности производственного цикла в календарных днях учитывается соотношение календарных и рабочих дней в году, т.е. коэффициент календарности. Например, 365:255=1,4. Длительность цикла, исчисленная в рабочих днях (как отношение длительности цикла в часах на количество часов работы в течение суток), умножается на коэффициент календарности.