Расчет и анализ продолжительности производственного цикла простого процесса

В простом процессе детали (заготовки) в большинстве слу­чаев изготавливают партиями, поэтому очень важным являет­ся вопрос о рациональном выборе движения партии деталей через всю совокупность последовательно выполняемых опе­раций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процес­са и продолжительность производственного цикла изготовле­ния партии деталей.

Процесс изготовления партии деталей, проходящей через многие операции, состоит из совокупности операционных циклов, каждый из которых представляет собой выполнение одной операции над всеми предметами производства дан­ной партии. Совокупность операционных циклов, а также способ сочетания во времени смежных операционных циклов и их частей образуют временную структуру многооперационного технологического цикла.

Продолжительность многоопера­ционного технологического цикла существенно зависит от способа сочетания во времени операционных циклов и их частей, а также от определяемого вида движения партии деталей по операциям.

Существуют три вида движения партии деталей по опе­рациям технологического процесса:

- последовательный,

-параллельно-последовательный

-параллельный.

Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыду­щей операции. При этом передача с одной операции на дру­гую осуществляется целыми партиями. Продолжительность операционного технологического цикла обработки партии деталей определяется по формуле на основе гра­фика (рисунок 2).

Рисунок 2 – График технологического цикла при последовательном

движении деталей по операциям

где n — количество деталей в производственной партии (шт);

m — число операций технологического процесса;

t_штi — норма времени на выполнение i-й операции (мин.).

Если на всех или отдельных операциях имеются параллельные рабочие места, то операционный цикл определяется по формуле

где _i — количество рабочих мест, занятых изготовлением партии

деталей на каждой операции.

Как видно из рисунка и приведенных выше формул, про­должительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. При этом имеют место существенные перерывы партионности. Это свя­зано с тем, что каждая деталь партии, за исключением первой и последней, пролеживает на каждой операции дважды: перед началом обработки и после нее до окончания обработки пос­ледней детали в партии.

Производственный цикл всегда продолжительнее техноло­гического цикла, так как кроме выполнения технологических операций в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время, затрачиваемое на естествен­ные процессы, и время различных перерывов.

Однако на практике не все виды затрат времени из-за их незначительной величины учитываются при расчете продол­жительности производственного цикла. Как правило, учиты­вают три основные его составляющие: продолжительность технологического цикла (с учетом перерывов партионности), время естественных процессов и время перерывов, не пере­крываемых технологическим циклом, т. е.

где T_MO - средняя продолжительность одного межоперационного пере­рыва (кроме перерывов партионности), мин;

R - коэффициент перевода рабочих дней в календарные, равный отношению числа рабочих дней к числу календарных дней в году;

t_CM - продолжительность одной смены, мин;

S - число смен в сутках.

Преимуществом последовательного движения партии де­талей является отсутствие перерывов в работе рабочих и обо­рудования на всех операциях.

Однако этот вид движения име­ет и существенные недостатки:

- детали пролежи­вают в течение длительного времени из-за перерывов парти­онности, свойственных данному виду движения, в результате чего создается большой объем незавершенного производства.

- продолжительность технологического (производ­ственного) цикла значительно увеличивается из-за отсутствия параллельности в обработке деталей. В связи с этим последо­вательное движение применяется преимущественно в единич­ном и мелкосерийном производствах, так как на таких пред­приятиях весьма широкая номенклатура изделий, а обработка деталей ведется небольшими партиями, что приводит к сокра­щению перерывов партионности и влияния их на продолжи­тельность производственного цикла.

Сущность последовательно-параллельного движения зак­лючается в том, что на каждом рабочем месте работа ведет­ся без перерывов, как при последовательном движении, но вместе с тем имеет место параллельная обработка одной и той же партии деталей на смежных операциях. Передача деталей с предыдущей операции на последующую производится не целыми партиями (n), а поштучно или транспортными партиями (n_t). (рисунок 3)

Рисунок 3 - График технологического цикла при последовательно-

параллельном движении деталей по операциям

Длительность технологического цикла будет меньше, чем при последовательном виде движения на суммарную величину операционных циклов, т.е.:

.

При построении графиков следует учитывать виды сочетаний периодов выполнения смежных операций:

1. Если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу же после их обработки.

2. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей, то в этом случае транспортную партию (n_t) можно передавать с предыдущей операции на последующую сразу же по окончании обработки ее на предыдущей, так как будет создан необходимый задел, обеспечивающий непрерывную работу на последующей операции.

3. Если продолжительность последующей операции меньше, чем предыдущей, то после обработки транспортной партии на предыдущей операции ее нельзя сразу передать на последующую, поскольку не будет создан задел для обеспечения непрерывной работы. Начало обработки на последующей операции определяют из условия, что последняя транспортная партия, законченная обработкой на предыдущей операции, немедленно передается на последующую. Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо от точки, соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией, отложить вправо отрезок, равный в принятом масштабе времени выполнения последующей операции над одной транспортной партией, а влево - отрезок, равный продолжительности последующей операции над всеми предшествующими транспортными партиями.

Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций:

где t_кор – наименьшее время из двух смежных операций.

Тогда продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить по формуле:

При такой организации производственный цикл изготов­ления партии деталей характеризуется тем, что, во-первых, его продолжительность меньше, чем при последовательном виде движения; во-вторых, в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих; в-третьих, при этом виде движений общее время пролеживания деталей на опера­циях намного меньше, чем при последовательном виде дви­жения.

Продолжительность производственного цикла при после­довательно-параллельном движении деталей по операциям рассчитывается по формуле:

Достоинством этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования и значительное сокращение продолжительности технологического цикла по сравнению с последовательным видом движения. Данный вид движения позволяет вести работу боль­шими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, благодаря чему он широко используется в серийном и крупносерийном производстве.

Сущность параллельного вида движений заключается в том, что детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными партиями немедленно после заверше­ния обработки (независимо от времени выполнения смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осуществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено. В этом случае обеспечивается наиболее короткий цикл. (рисунок 4)

Рисунок 4 - График технологического цикла при параллельном движении

деталей по операциям

При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям необходимо учитывать следу­ющие правила:

1. Сначала строится технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания по всем операциям.

2. На операции с самой большой продолжительностью строится операционный цикл обработки деталей по всей партии без перерывов в работе оборудования.

3. Для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы.

Из рисунка видно, что продолжительность технологическо­го цикла изготовления партии деталей опреде­ляется по формуле:

Из графика и расчета видно, что технологический цикл изготовления партии деталей при данном виде движения является самым коротким по сравнению с другими видами движения. Вместе с тем на всех операциях, кроме операции максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами в работе оборудования. Исключение составляет случай, когда периоды выполнения операций технологического процесса равны либо кратны, т. е. синхронны. Этот вариант называется поточным видом движения, который применяется при организации непрерывно-поточных линий.

Следует отметить, что и при параллельном виде движения партии деталей по операциям технологического процесса имеет место пролеживание, во-первых, до начала обработки на первой операции и после окончания обработки на последней операции и, во-вторых, пролеживание деталей внутри транспортной партии.

Продолжительность производственного цикла при параллельном виде движения деталей по операциям технологического процесса определяется по формуле:

Преимущество этого вида движения состоит в том, что он обеспечивает наименьшую продолжительность технологического цикла и особенно, если процесс синхронизированный, а также равномерную загрузку рабочих и оборудования и высокую производительность труда. Данный вид движения применяется в серийном и массово-поточном производствах.