Тема 2.3 Производственный и технологический процессы

Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных

процессов труда и естественных процессов, в результате которых исходные материалы

превращаются в готовые изделия. Во всяком процессе труда рабочий с помощью средств

труда (оборудование, инструмент, приспособления) воздействует на предметы труда

(исходное сырье, материалы), превращая их в готовый продукт. Естественные процессы - это

процессы, происходящие без участия человека, например остывание отливок, сушка изделия

после окраски. Они имеют очень малый удельный вес во всем производственном процессе.

В зависимости от характера и масштаба выпускаемой продукции производственные

процессы могут быть простыми и сложными. Сложность производственных процессов

зависит, прежде всего от характера изготовляемой продукции. Продукция, изготовляемая на

предприятиях, как правило, состоит из большого количества деталей и сборочных единиц.

Детали имеют разнообразные габаритные размеры и сложные геометрические формы,

обрабатываются с большой точностью, для их изготовления требуются различные материалы.

Все это усложняет производственный процесс, который делится на части, и отдельные части

этого сложного процесса выполняются различными цехами и производственными участками

завода. Производственный процесс включает как технологические, так и нетехнологические

процессы. Технологически - это процессы, в результате которых изменяются формы, размеры,

свойства предметов труда (Например, сварка, пайка, термическая обработка).

Нетехнологические - это процессы, которые не приводят к изменению форм, размеров,

свойств предметов труда (например, транспортировка). Таким образом, технологический

процесс есть часть производственного процесса. Технологический процесс изготовления

деталей и изделий разбивается на ряд операций, каждая операция в свою очередь на ряд

переходов.

В зависимости от того, какой продукт является результатом производства,

производственные процессы подразделяются на основные, вспомогательные,

обслуживающие. Центральное место в этой совокупности занимает основной

производственный процесс, в результате которого исходное сырье и материалы

превращаются в продукцию, объем выпуска и реализации которой установлены планом 24

объединения (предприятия). Например, на автомобильных предприятиях основным

процессом будет изготовление заготовок для деталей, обработка деталей, сборка сборочных

единиц и полная сборка автомобилей.

Основной производственный процесс делится на три стадии: заготовительную,

обрабатывающую и сборочную.

Вспомогательный производственный процесс есть процесс изготовления продукции,

которая будет использована внутри предприятия. Например, вспомогательный процесс

на автомобильном предприятии включает изготовление инструментов, которые

используются при обработке деталей автомобилей, изготовление запасных деталей для

ремонта оборудования.

Обслуживающий производственный процесс - это процесс труда, в результате

которого никакой продукции не создается. К нему относятся транспортные, складские

операции, технический контроль и др.

Своевременное и качественное выполнение основного Процесса в значительной степени

зависит от того, как налажено выполнение вспомогательных и обслуживающих процессов,

которые подчинены задаче лучшего обеспечений основного процесса производства.

Основные принципы передовой организации производственного процесса.

Производственный процесс протекает во времени и пространстве, поэтому его необходимо

организовать. Рациональная организация производственного процесса - одно из условий

эффективной работы предприятия; она предполагает соблюдение следующих принципов:

пропорциональности отдельных частей производственного процесса; согласованности

отдельных частей процесса во времени и обеспечения его непрерывности, прямоточности,

параллельности выполнения процесса на различных участках производства; ритмичности

процессов производства.

Виды движения предметов труда в процессе производства. В производственном

процессе детали (изделия) передаются с одного рабочего места на другое, с операции на

операцию; эта задача может быть осуществлена по разному, т.е. могут быть использованы

различные виды движения предметов труда. Существует три вида движения предметов труда

в процессе производства: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное

(смешанное).

Последовательным видом движения называют такой способ передачи деталей

(изделий), при котором обработка производится партиями, передача партии с операции на

операцию происходит только после того, как все детали партии прошли обработку на

предыдущей операции. При применении последовательного вида движения отдельные детали

(изделия) длительное время пролеживают на каждой операции в ожидании окончания

обработки всей партии.

Для определения длительности обработки партии деталей при этом способе движения

можно построить график (рис. 2.3.1).

Согласно графику, длительность обработки партии при последовательном виде

движения Тпос определяется так:

Тпос = n(tшт1 + tшт2 + tшт3 + tшт4 + tшт5 + tшт6)

где n – количество деталей в партии, шт.;

tшт1, …, tшт6 - нормы времени по операциям технологического процесса.

Для нашего случая Тпос = 5(5+2,5+1+2,5+5+2,5) = 5 · 8,5 = 92,5 мин.

Формула для определения длительности обработки партии при последовательном виде

движения будет иметь следующий вид, мин.:

Т пос

m

t n

1

штi

где m – число операций.

С учетом коэффициента выполнения норм длительность обработки при

последовательном способе движения определяется по формуле, ч: 25

Т пос

m

t n

1

штi / (60 )

Последовательный вид движения обычно применяется в единичном и мелкосерийном

производстве.

Рисунок 2.3.1 - График последовательного вида движения: 1-5 номера деталей

Параллельным видом движения называется такой способ передачи деталей (изделий),

при котором с операции на операцию детали (изделия) передаются поштучно или

небольшими транспортными партиями. При таком способе передачи каждая деталь (или

транспортная партия) после обработки передается сразу на следующую операцию до

окончания обработки остальных деталей в партии. Это сокращает или полностью устраняет

время пролеживания отдельных деталей, что делает длительность обработки партии самой

короткой.

Длительность обработки при параллельном виде движения можно рассчитывать с

помощью графика (рис. 2.3.2).

На основании графика можно определить длительность обработки партии при

параллельном способе движения:

Тпар = tшт1 + tшт2 + tшт3 + tшт4 + tшт5 + tшт6 + (n – 1) tшт5 = 18,5 + (5 - 1)5= 38,5 мин.

Формулу для определения длительности обработки партии можно представить в

следующем виде, мин:

Тпар

m

t n

1

штi+(n-1)tгл.

где tгл – время наиболее длительной операции.

С учетом коэффициента выполнения норм длительность обработки партии

рассчитывается по формуле, ч:

m

t n

1

штi+(n-1)tгл

Тпар= ---------------------------------

60

№ tшт

опера- мин. Время обработки, мин

ции

1 2 3 4 5

1 5

2 2,5 1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

3 1

4 2,5 1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

5 5

1 2 3 4 5

6 2,5

Тпос 26

При сопоставлении графиков двух видов движения одной и той же партии видно, что

при параллельном виде движения длительность обработки при том же технологическом

процессе значительно меньше, чем при последовательном. Вместе с тем, как видно из

графика (рис. 2.3.2), работа над партией деталей (изделий) на некоторых операциях идет с

перерывами. Для устранения этого недостатка на операциях с длительным временем

обработки (I и V) следует поставить дополнительное оборудование или на операциях с

коротким временем иметь запасы деталей, уже прошедших обработку на всех предыдущих

операциях.

Рисунок 2.3.2 - График параллельного вида движения: 1-5 – номера деталей

Параллельно-последовательным (смешанным) видом движения называется такой

способ передачи деталей (изделий), при котором отдельные детали в партии частично

одновременно обрабатываются на двух или нескольких операциях технологического процесса

и работа на всех операциях идет без перерыва. Одновременная (параллельная) обработка

части партии на нескольких операциях уменьшает пролеживание отдельных деталей и

приводит к сокращению длительности обработки по сравнению с последовательным

способом.

Для определения длительности обработки партии при смешанном виде движения

построим график (рис 2.3.3) для той же партии и с тем же технологическим процессом,

который использовался нами при разборе последовательного и параллельного видов

движения.

При использовании параллельно-последовательного способа могут встречаться два

случая сочетания операций. Первый случай, когда время обработки одной детали на

последующей операции больше, чем на предыдущей, например tшт3 < tшт4 . В этом случае

передавать первую деталь можно сразу же после ее обработки на предыдущей операции. При

построении графика при передаче деталей с короткой операции на более длительную от

конца обработки первой детали следует опустить перпендикуляр и вправо от него отложить

время обработки всех деталей партии (на графике см. передачу с III на IV операцию).

Второй случай, когда время обработки одной детали на последующей операции

меньше, чем на предыдущей (tшт1 > tшт2). В этом случае нельзя передавать первую деталь на

№ tшт

опера- мин. Время обработки, мин

ции

1 2 3 4 5

1 5

1 2 3 4 5

2 2,5

1 2 3 4 5

3 1

1 2 3 4 5

4 2,5

5 5 1 2 3 4 5

6 2,5 1 2 3 4 5

Тпос

27

последующую операцию сразу после ее обработки на предыдущей операции, так как будет

иметь место простой. Во избежание простоя надо накопить необходимый запас деталей.

Рисунок 2.3.3 - График параллельно-последовательного вида движения: 1-5 – номера

деталей; t - время одновременной работы на смежных операциях, например t1 – время

одновременной работы на I и II операциях, t2 - время одновременной работы на II и III

операциях.

Величину запаса и время, когда можно начать передачу первой детали на

последующую операцию, находят так: от конца времени обработки последней детали на

предыдущей операции необходимо опустить перпендикуляр, вправо от перпендикуляра

отложить время обработки одной последней детали, а влево – время обработки остальных

деталей партии (передача деталей с I на II операцию).

Длительность обработки партии при параллельно-последовательном виде движения

Тпар.пос определяется по следующей формуле, мин.:

Тпар.пос

m

t n

1

штi+(n-1)(

t

шт.б-

t

шт.м)

или с учетом коэффициента выполнения норм, ч:

m

t n

1

штi+(n-1)(

t

шт.б-

t

шт.м)

Тпар.пос = ________________________

60

где

t

шт.б - сумма времени больших операций;

t

шт.м - сумма времени меньших операций.

Большей считается операция, которая в технологическом процессе стоит между двумя

по времени меньшими операциями. Меньшей считается такая операция, которая в

технологическом процессе стоит между двумя по времени большими операциями. Если

операция находится, с одной стороны, между большей по времени операцией, а с другой –

между меньшей, она не будет считаться ни большей, ни меньшей.

№ tшт

опера- мин. Время обработки, мин

ции

1 2 3 4 5

1 5

t1

2 2,5 1 2 3 4 5

t2

3 1 1 2 3 4 5

t3

4 2,5 1 2 3 4 5

t4

5 5 1 2 3 4 5

t5

6 2,5 1 2 3 4 5

Тпос 28

Для определения большей и меньшей операций в начале и в конце технологического

процесса условно следует поставить цифру 0.

В нашем примере используется следующий технологический процесс:

0

I операция ………… tшт1 = 5 мин - большая

II » …….…… tшт2 = 2,5 мин

III » ………..… tшт3 = 1 мин – меньшая

IV » ……….… tшт4 = 2,5 мин

V » ………… tшт5 = 5 мин – большая

VI » …………. tшт6 = 2,5 мин

0

Операция I (tшт1 = 5 мин) стоит между нулем и операцией II (tшт2 = 2,5 мин), поэтому

она большая. Операция II (2,5 мин) стоит между операциями I и III (tшт1 = 5 мин; tшт3 = 1 мин),

поэтому она ни большая, ни меньшая. Операция III (1 мин) стоит между операциями II и IV

(tшт2 = 2,5 мин; tшт4 = 2,5 мин), поэтому она меньшая.

В нашем примере

t

шт.6 = tшт1 + tшт5 = 5 + 5 = 10 мин,

t

шт.м = tшт3 = 1 мин. Тогда

Тпар.пос = 18,5 + 4 (10-1) = 18,5 + 36 = 54,5 мин.

Как видно из графиков и приведенных расчетов, наиболее короткое время обработки

партии деталей при параллельном виде движения, но его применение, так же как и

смешанного вида, будет эффективно только при расположении оборудования в порядке

последовательности операций технологического процесса, а также при наличии станков-

дублеров на операциях с длительным временем обработки или производственных запасов на

операциях с коротким временем обработки. Если эти условия невыполнимы, то применение

этих видов движения нецелесообразно.

В условиях единичного и мелкосерийного производства, когда оборудование

располагается по группам, а не в порядке последовательности технологического процесса,

использование параллельного или параллельно-последовательного вида движения

производства невозможно.

Понятие о производственном цикле и путях его сокращения. Показателем степени

рациональности организации производственного процесса может служить длительность

производственного цикла и его структура. Длительность производственного цикла — это

отрезок времени от запуска материалов в производство до выпуска готовой продукции, т. е.

время, в течение которого обрабатываемые изделия находятся в производстве.

Длительность цикла определяется в календарных единицах времени: сутках, неделях и т, д. с

учетом выходных и праздничных дней. Структура показывает, из каких частей состоит

производственный цикл.

Длительность производственного цикла прежде всего включает основное время Тосн -

время обработки на всех стадиях технологического процесса от запуска материала в

производство до сборки и испытания включительно, т. е. технологический цикл, а также

время выполнения некоторых обслуживающих процессов Тобс, а именно: транспортировки

(при передаче с операции на операцию, на склад, из цеха в цех и т. д.) и технического

контроля.

В длительность производственного цикла также входит время перерывов Тпер,

вызывающих пролеживание обрабатываемых изделий. Перерывы возникают по разным

причинам. Все перерывы можно разбить на две группы: регламентированные, обусловленные

режимом труда и отдыха работающих, и перерывы по организационно-техническим

причинам. К первой группе относятся перерывы в праздничные и выходные дни, между

сменами, перерывы на отдых рабочих внутри смены. Ко второй группе относятся перерывы,

вызываемые плохой организацией работ и техническими причинами, например поломка

станка, отсутствие электроэнергии, несвоевременная подача материалов или инструментов на

рабочие места, а также межоперационное пролеживание деталей (изделий) на складе в

ожидании освобождения рабочего места, на котором детали (изделия) должны

обрабатываться. 29

Таким образом, длительность производственного цикла:

Тц = Тосн+Тобс+Тпер

Каждое промышленное предприятие стремится к сокращению длительности

производственного цикла, так как это позволяет сократить время нахождения изделий в

производстве, ускорить оборачиваемость оборотных средств, получить возможность лучше

использовать фонды: увеличить съем продукции с каждой единицы оборудования и с 1 м2

производственной площади. Для сокращения длительности производственного цикла

предприятия проводят различные технические и организационные мероприятия,

направленные на сокращение отдельных затрат времени, определяющих длительность

производственного цикла. Такими мероприятиями являются: механизация и автоматизация

процессов обработки, сборки, технического контроля, погрузочно-разгрузочных и

транспортных операций; использование производительных инструментов, многоместных,

быстросъемных и быстрозажимных приспособлений; использование прогрессивных

технологических процессов (штамповка, методы точного литья, электроискровой метод

обработки деталей и т. д.); замена естественных процессов искусственными (например,

замена сушки на воздухе сушкой в печах); четкое планирование работы участков,

составление и соблюдение графиков загрузки рабочих мест, графиков ремонтов оборудования

и оснастки, что уменьшает перерывы, ликвидирует простои; рациональная организация

рабочих мест, своевременное их снабжение технической документацией, материалами,

инструментом, что приводит к повышению производительности труда за счет устранения

непроизводительных затрат времени; использование параллельного и параллельно-

последовательного видов движения.

Сущность, особенности организация и эффективность поточного производства.

Наиболее прогрессивным методом организации производства является поточный метод.

Потоком принято называть такую организацию производственного процесса, при которой

все операции процесса выполняются непрерывно и ритмично. Для внедрения поточного про-

изводства создаются поточные линии, представляющие собой совокупность рабочих мест,

расположенных в последовательности, определяемой технологическим процессом.

За каждым, а иногда за несколькими рабочими местами закрепляется одна

определенная операция. Этому предшествует тщательная отработка технологического

процесса и расчленение его на равные или кратные по продолжительности (трудоемкости)

операции и установление наиболее целесообразной последовательности их выполнения.

Рабочие места поточной линии оснащаются специальным оборудованием, несъемными

приспособлениями и соединяются межоперационным транспортом, который перемещает

изготовляемую продукцию с операции на операцию с определенной скоростью, соответству-

ющей заданному ритму производства.

Повышение производительности труда на поточных линиях достигается за счет:

а) снижения трудоемкости отдельных операций технологического процесса благодаря

применению передовой техники и высокопроизводительного оборудования;

б) снижения потерь времени в процессе производства благодаря автоматизации и ме-

ханизации транспортных операций и других вспомогательных работ, отсутствию переналадок

оборудования и равномерному питанию всех рабочих мест;

в) более качественного выполнения рабочими своих функций.