7.2.4. Производственный цикл и его структура

В организации производственного процесса важное значение имеет согласование во времени всех его частей. Целью такого согласования является бесперебойная работа оборудования и рабочих.

Производственным циклом (временем производства) называется календарный период времени от момента запуска предметов труда в производственный процесс до выхода из него готового продукта.

На практике пользуются понятием длительности производственного цикла (Т_ц) изготовления изделия или его частей: узлов, деталей, заготовок. Длительность производственного цикла чаще всего выражается в днях, а при малой трудоемкости изделий – в часах.

На длительность производственного цикла влияют структура производственного процесса и характер операций. Поэтому ее уменьшение связано с совершенствованием конструкции изделия, технологических процессов, организации труда и производства. Сокращение производственного цикла влияет на повышение эффективности производства – повышение темпа выпуска продукции, улучшение использования основных фондов и оборотных средств, увеличение фондоотдачи.

Структура производственного цикла представлена на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Структура производственного цикла

На рисунке использованы следующие обозначения:

РП – рабочий период;

ВП – время перерывов;

Т_оц – операционный цикл (операционное время);

Т_оп – время технологических операций (оперативное время);

Т_пз – время подготовительно-заключительных работ;

Т_всп – время вспомогательных операций;

Т_кон – время контрольных операций;

Т_тр – время транспортных операций;

Т_ест – время естественных процессов (естественная сушка окрашенных изделий, естественное старение отливок и др.);

Т_мо – время межоперационных перерывов;

Т_мс – время межсменных перерывов;

П_п – перерывы партионности, вызываемые пролеживанием предметов партии до начала обработки на операции и после нее до окончания обработки всей партии. Партией называется количество одинаковых предметов труда, одновременно запускаемых в производство с однократной затратой подготовительно-заключительного времени. Каждый предмет труда в партии, кроме первого и последнего, пролеживает дважды – до начала обработки и по окончании нее;

П_ож – перерывы ожидания, вызываемые пролеживанием на рабочем месте партии предметов вследствие его занятости изготовлением других предметов;

П_ком – перерывы комплектования, вызываемые пролеживанием деталей перед началом сборки в ожидании комплектования их с другими деталями, входящими в состав сборочной единицы.

Межсменные перерывы – нерабочее время, обусловленное режимом работы, включают в себя:

П_см – перерывы между сменами;

П_об – перерывы на обед;

ВД – выходные дни;

ПД – праздничные дни.

Различают производственный цикл простого процесса – цикл изготовления детали или заготовки и сложного процесса – цикл изготовления изделия или сборочной единицы.

Методики определения длительности производственного цикла для этих двух случаев разные.

7.2.5. Производственный цикл простого и сложного процесса. Виды движения предметов труда

При простом процессе длительность производственного цикла складывается из операционного цикла и суммарного времени межоперационных перерывов:

Т_ц = Т_оц + Т_мо.

Операционный цикл выражается технологическим временем на партию предметов:

г де: n – количество предметов в партии; К₀ – число операций обработки по техпроцессу; t_j – штучно-калькуляционное (операционное) время на j-ю операцию.

Суммарное время межоперационных перерывов определяется по формуле:

где t_моj – норматив неперекрываемого межоперационного времени.

Таким образом, для партии предметов длительность производственного цикла выразится формулой:

Д лительность производственного цикла в большой степени зависит от величины межоперационных перерывов. В свою очередь, на длительность межоперационных перерывов большое влияние оказывает способ передачи обрабатываемых деталей между операциями, определяющий степень совмещения смежных операций во времени при обработке партий деталей. Способ сочетания смежных операций во времени называется видом движения предметов труда в производственном процессе.

Возможны три вида движения партии деталей по операциям процесса: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный.

При последовательном виде движения партия из n деталей целиком передается на последующую операцию после окончания ее обработки на предыдущей операции. График последовательного вида движения представлен на рис. 7.6.

Рис. 7.6. График последовательного вида движения

И з графика видно, что для производственного процесса, состоящего из К₀ операций, длительность производственного цикла определяется суммой однооперационных циклов:

В организационном отношении такой вид движения имеет некоторые преимущества: отсутствуют межоперационные перерывы, партии изделий не дробятся, поэтому невелико число планово-учетных единиц, невелик темп транспортирования. Однако при больших партиях образующиеся длительные циклы приводят к ухудшению экономических показателей производства. Возникают трудности выдерживания жестких сроков окончания и начала смежных операций.

Применяется последовательный вид движения в единичном и мелкосерийном, ограниченно в серийном производствах.

При параллельном виде движения передача предметов с предыдущей операции на последующую осуществляется поштучно или частичными транспортными партиями p, кратными целой партии n. График такого вида движения представлен на рис. 7.7.

Рис. 7.7. График параллельного вида движения

Н а графике выделяется наибольшая по трудоёмкости операция, называемая «главной»:

Д лительность производственного цикла складывается из трех зон продолжительностей обработки: p предметов на операциях, предшествующих «главной»; всей партии предметов на «главной»; p предметов на операциях, следующих за «главной»:

Выделяя полную трудоемкость обработки частичной партии в с амостоятельное слагаемое, получим:

При параллельном виде движения имеет место наиболее короткий производственный цикл, при этом детали не пролеживают в ожидании обработки. Вместе с тем, на всех операциях, кроме первой и главной, имеются простои оборудования и рабочих (микропаузы) из-за непропорциональности процесса. Увеличивается по сравнению с последовательным видом движения число планово-учетных единиц. Исключение или сокращение простоев может быть достигнуто полной или частичной синхронизацией операций процесса.

Применяется параллельный вид движения в массовом непрерывно-поточном производстве.

При параллельно-последовательном виде движения передача предметов между операциями также осуществляется частичными партиями или поштучно. Причем начало обработки предметов на последующей операции смещается таким образом, чтобы исключить простои оборудования. График такого вида движения представлен на рис. 7.8.

Рис. 7.8. График параллельно-последовательного вида движения

Смещения начал последующих операций зависят от соотношения операционного времени смежных операций. Величину этого смещения можно определить по следующему правилу:

• е сли t_j<t_j+1 , то начало (j+1)-й операции сдвигается вправо относительно начала j-й операции на частичный цикл j-й операции pt_j. При этом величина параллельного совмещения смежных операций (то есть сокращения длительности производственного цикла) будет равна

• если t_jt_j+1 , то окончание (j+1)-й операции сдвигается вправо относительно окончания j-й операции на частичный цикл (j+1)-й операции pt_j+1. При этом величина совмещения или сокращения длительности цикла составит:

В обоих случаях в формулах для t_ц величины t_j и t_j+1 являются трудоемкостями короткой из пары смежных операций. Обозначив их через t_кор, получим общую формулу для сокращения длительности цикла для каждой пары операций:

Т огда длительность цикла при параллельно-последовательном виде движения определится по формуле:

Достоинство данного вида движения в том, что существенно сокращается длительность цикла по сравнению с последовательным видом при непрерывной занятости рабочих мест. Однако при этом детали пролеживают в ожидании обработки, увеличивается число планово-учетных единиц, более высок темп работы транспортных средств.

Применяется этот вид движения в массовом прерывно-поточном и крупносерийном производствах, а также частично в более низких типах производства для сокращения длительности производственного цикла.

В последнем случае параллельно-последовательный вид движения распространяется только на такое число пар смежных операций, которое обеспечит требуемую величину сокращения длительности производственного цикла.

Пример: Определить необходимую суммарную величину сокращения и довести длительность цикла до заданной величины в условиях единичного производства при следующих данных:

t₁ = 1,6 ч. n = 45 шт.

t₂ = 0,9 ч. p = 15 шт.

t₃ = 0,7 ч. T_зад = 200 ч.

t₄ = 2,0 ч.

Решение:

1. Определение длительности цикла последовательного вида движения, свойственного данному типу производства

Т_{ц пос} = 45  (1,6 + 0,9 + 0,7 + 2,0) = 234 ч.

2. Определение необходимой величины сокращения длительности цикла

Т_ц = 234 – 200 = 34 ч.

3. Определение величины сокращения длительности цикла по каждой паре смежных операций и суммарного сокращения

t_{ц 1,2} = (45 – 15)  0,9 = 27 ч.;

t_{ц 2,3} = (45 – 15)  0,7 = 21 ч.;

t_ц = 27 + 21 = 48 ч. > 34 ч.

Суммарное сокращение превышает необходимое по двум первым парам операций. Далее процесс организуется по последовательному виду движения.

Соотношение длительности цикла при различных видах движения следующее:

Т_{ц пос} > Т_{ц п.п.} > Т_{ц пар.}

Сокращение длительности цикла определяется коэффициентом параллельности:

или

Чем меньше К_пар, тем выше параллельность процесса и меньше длительность производственного цикла.

Сложный процесс – процесс изготовления изделия или сборочной единицы – включает в себя простые процессы изготовления заготовок и деталей, процессы сборки отдельных сборочных единиц (узловая сборка), агрегатов (агрегатная сборка), прибора в целом (общая сборка), а также операции отделки, регулировки, настройки, испытаний.

По изготовлению указанных частей изделия образуются соответствующие множества параллельно выполняемых частичных производственных процессов с их циклами, составляющих в совокупности циклы стадий производства (заготовительной, механообрабатывающей, сборочной и т. д.).

Общая продолжительность комплекса этих скоординированных во времени частичных процессов представляет собой производственный цикл сложного процесса. Целью координации процессов, составляющих сложный процесс, является обеспечение комплектности и бесперебойности хода производства при полной загрузке оборудования и рабочих.

В результате координации достигается определенное совмещение ряда простых процессов в сложном, характеризуемое коэффициентом параллельности:

,

где Т_{ц сл} – длительность производственного цикла сложного процесса; Т_{ц прj} – длительность производственного цикла j-го частичного процесса, входящего в сложный; L – количество частичных процессов.

На рис. 7.9. показан пример построения графика производственного цикла сложного процесса при изготовлении прибора.

Рис. 7.9. График производственного цикла сложного процесса

Построение такого графика при большом числе частичных процессов представляет собой сложную задачу. Сложность решения этой задачи многократно возрастает при планировании изготовления в одном и том же периоде нескольких изделий. При этом необходимо решать: в какой очередности, в каких цехах и участках, на каких рабочих местах, в какие сроки должны запускаться, обрабатываться и собираться части изделия. Данные задачи призвана решать система оперативно-производственного планирования, проблемы и методы построения которой будут рассматриваться далее.