Глава 8. Организация производственных процессов во времени

8.1. Производственный цикл

Для обеспечения рационального взаимодействия всех элемен­тов производственного процесса и упорядочения циклически повторяющихся работ во времени и в пространстве необходимо организовать производственный цикл изделия.

Производственным циклом называется комплекс основных, вспомогатель­ных и обслуживающих процессов, необходимых для изготовле­ния определенного вида продукции. Важнейшей характеристи­кой производственного цикла является его длительность.

Длительность производственного цикла — это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или дру­гой обрабатываемый предмет проходят все операции производ­ственного процесса или определенной его части и превращаются в готовую продукцию. Длительность цикла выражается в ка­лендарных днях или часах.

Необходимо разли­чать производственный цикл отдельных деталей и цикл изготовле­ния сборочной единицы или изделия в целом. Производственный цикл детали обычно называют простым, а изделия или сборочной единицы — сложным. Цикл может быть однооперационным и многооперационным. Длительность цикла многооперационного процесса зависит от способа передачи деталей с операции на опе­рацию.

Структура производственного цикла включает время рабочего периода и время перерывов.

Производственный цикл (Т_ц) : Т_ц = Т_рп + Т_пер, где: Т_рп — время рабочего процесса; Т_пер — время перерывов.

В течение рабочего процесса выполняются технологические операции:

Т_рп = (Т_шк + Т_к + Т_тр) + Т_е, где Т_шк — штучно-калькуляционное время; Т_к — время контрольных операций; Т_тр — время транспортирования предметов труда; Т_е — время естественных процессов (старения, релаксации, естественной сушки, отстоя взвесей в жидкостях и т.п.).

Сумму времени штучного, контрольных операций, транспортирования называют операционным временем (Т_опер): Т_опер = Т_шк + Т_к + Т_тр.

В операционный цикл Т_к и Т_тр включены условно, так как в организационном отношении они не отличаются от технологических операций.

Т_шк = Т_оп + Т_пз + Т_ен +Т_ото,

где: Т_оп — оперативное время; Т_пз — подготовительно-заключительное время при обработке новой партии деталей; Т_ен — время на отдых и естественные надобности рабочих; Т_ото — время организационного и технического обслуживания (получение и сдача инструмента, уборка рабочего места, смазка оборудования и т.п.), которое может включаться в подготовительно-заключительные операции.

Оперативное время (Т_оп) в свою очередь состоит из основного (Т_ос) и вспомогательного времени (Т_в): Т_оп = Т_ос + Т_в.

Основное время (время основных операций) - это непосредственное время обработки изделия или выполнения работы.

Вспомогательное время (время вспомогательных операций): Т_в = Т_у + Т_з + Т_ок, где: Т_у — время установки и снятия детали (сборочной единицы) с оборудования; Т_з — время закрепления и открепления детали в приспособлении; Т_ок — время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования) в ходе операции.

Время перерывов (Т_пер) обусловлено режимом труда (Т_рт), межоперационным пролеживанием детали (Т_мо), временем перерывов на межремонтное обслуживание и осмотры оборудования (Т_р) и временем перерывов, связанных с недостатками организации производства (Т_орг):

Т_пер = Т_мо + Т_рт + Т_р + Т_орг.

Время межоперационного пролеживания (Т_мо) определяется временем перерывов партионности (Т_пар), перерывов ожидания (Т_ож) и перерывов комплектования (Т_кп):

Т_мо = Т_пар + Т_ож + Т_кп.

Перерывы партионности (Т_пар) возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены пролеживанием обработанных деталей до готовности всех деталей в партии на технологической операции.

Перерывы ожидания (Т_ож) вызываются несогласованной длительностью смежных операций технологического процесса.

Перерывы комплектования (Т_кп) возникают при переходе от одной фазы производственного процесса к другой.

Таким образом, в общем виде производственный цикл выражается формулой

Т_ц = Т_опер + Т_е + Т_мо + Т_рт + Т_р + Т_орг.

При расчете производственного цикла необходимо учитывать перекрытие некоторых элементов времени либо технологическим временем, либо временем межоперационного пролеживания. Время транспортировки предметов труда (Т_тр) и время выборочного контроля качества (Т_к) являются перекрываемыми элементами. то есть, производственный цикл можно выразить:

Т_ц = (Т_шк + Т_мо) * к_пер * к_ор + Т_е, где: к_пер - коэффициент перевода рабочих дней в календарные (отношение числа календарных дней (D_к) к числу рабочих дней в году (D_р), к_пер=D_к/D_р; к_ор - коэффициент, учитывающий перерывы на межремонтное обслуживание оборудования и организационные неполадки (обычно 1,15—1,2).

В серийном производстве изделия изготовляются партиями.

Производственная партия (n) — это группа изделий одного наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.

Операционная партия — производственная партия или ее часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.

При расчете производственного цикла необходимо разли­чать производственный цикл отдельных деталей и цикл изготовле­ния сборочной единицы или изделия в целом. Производственный цикл детали обычно называют простым, а изделия или сборочной единицы — сложным. Цикл может быть однооперационным и многооперационным. Длительность цикла многооперационного процесса зависит от способа передачи деталей с операции на опе­рацию.

Основу производственного цикла составляет технологический цикл, который в свою очередь состоит из операционных циклов.

Длительность производственного цикла зависит от следующих факторов:

- нормы времени на выполнение технологических операций ( );

- размера партии обрабатываемых деталей;

- порядка передачи изделий с операции на операцию;

- времени регламентированных перерывов в производстве;

- остановки перед выполнением вспомогательных работ;

- от времени пролеживания перед операциями.

Партия - это количество одинаковых предметов, обрабатываемых или собираемых на любой операции с однократной затратой подготовительно-заключительного времени.

Рис. 8.1. Структура производственного процесса

Время обработки партии детали на операции характеризуется операционным циклом:

, где: С — число рабочих мест на операции, n — количество деталей в партии.

Если С=1, то .

8.2. Организация движения партии деталей в процессе обработки по операциям может быть трех видов: последовательной; параллельной; параллельно-последовательной.

Покажем расчет длительности производственного цикла по каждому виду движения деталей на упрощенном примере (примем, что операция состоит из одного перехода и Т_пз = 0, размер партии - n = 20 шт., размер передаточной партии - p = 5 шт.).

Последовательный вид движения деталей

Данный вид состоит в том, что каждая последующая операция начинается после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции.

Длительность последовательного цикла:

,

где: - длительность цикла технологической операции как сумма операционного цикла и естественных процессов; - длительность межоперационных перерывов (m — число операций в процессе, t_мо – норматив времени межоперационного пролеживания на 1 операцию);

- длительность регламентированных перерывов, связанных с режимом работы.

При последовательном виде движения длительность операционного цикла пропорциональна величине партии и трудоемкости. Этот вид движения целесообразно применять при небольших партиях и небольшой трудоемкости технологических операций (рис. 8.2.).

Р ис. 8.2. Последовательный вид движения деталей

Параллельный вид движения деталей

Вся партия разбивается на небольшие передаточные партии (p, шт.), которые передаются на последующие операции немедленно после окончания работы на предыдущих. При таком виде движения полностью загружается наиболее трудоемкая технологическая операция, то есть с максимальным операционным циклом, а менее трудоемкие (менее продолжительные) имеют перерывы. Это принцип параллельного вида движения.

Длительность производственного цикла при параллельном движении определяется по формуле:

,

где: - длительность наиболее трудоемкой операции по обработке всей партии;

- длительность обработки одной передаточной партии деталей на самой трудоемкой операции;

- сумма операционных циклов операций с меньшей трудоемкостью при обработке передаточных партий;

- цикл операции с максимальной продолжительностью или трудоемкостью.

При организации производственного цикла во времени нужно предусмотреть последовательную обработку первой передаточной партии без задержек по всем операциям, затем, предусмотрев непрерывную обработку всех партий на операции с максимальной трудоемкостью, графически определить время начала и окончания обработки каждой передаточной партии на остальных операциях.

В нашем примере размер передаточной партии - p = 5 шт., а длительность цикла равна:

мин

Параллельный вид движения применяется тогда, когда важно обеспечить непрерывную работу уникального (сложного) агрегата, который считается основным. Другие операции в технологической цепочке выполняются на менее сложном оборудовании или даже в ручную, то есть главная цель организации такого движения — обеспечение максимального съема продукции с основного агрегата.

Достоинство параллельного вида движения состоит в минимальной продолжительности операционного цикла.

Недостаток состоит в том, что все операции кроме операций с максимальной трудоемкостью выполняются с перерывами. Исключение составляет частный случай параллельного движения, когда длительности всех операций равны, либо кратны, то есть имеется синхронность технологического п роцесса.

Рис. 8.3. Параллельный вид движения деталей

При этом соблюдается равенство:

, где: r — такт потока.

Наличие такта потока является условием непрерывно-поточного производства. Параллельный вид движения деталей используется для гибких автоматизированных процессов.

Параллельно — последовательный вид движения деталей

Данный вид движения предусматривает частичное совмещение времени смежных операционных циклов так, чтобы прохождение обрабатываемой партии через каждую операцию осуществлялась без перерывов. Следующая операция начинается раньше, чем наступает полное окончание обработки всей партии на предыдущей операции. Передача изготавливаемых деталей с операции на операцию производится частями, то есть передаточными (транспортными) партиями в количестве p, включая p=0. При этом длительность цикла с параллельно-последовательным движением будет меньше длительности технологического цикла при последовательном движении (при тех же условиях) на величину времени совмещения операционных циклов: .

Существует два варианта параллельно-последовательного движения:

А. Предыдущее время операции меньше последующего: ;

В этом варианте начало обработки на последующей операции возможно сразу после окончания обработки предыдущей партии:

В.Предыдущее время операции больше последующего: ;

После обработки последней передаточной партии на предыдущей операции эта передаточная партия без промедления начинает обрабатываться на последующей операции. Это и определяет величину совмещения смежных операций = 20 * 0,5 — 5*0,5 = 7,5 мин.

Параллельно-последовательный вид движения деталей используется в серийном и крупносерийном производстве. При этом вся партия разбивается на передаточные партии. В период обработки передаточных партий оборудование работает непрерывно и при этом штучно-калькуляционное время в каждой операции не равно.

Деятельность цикла равняется:

= 100 — (15)*(0,5 + 2 ) = 62,5 мин.

Рис. 8.4. Параллельно-последовательный вид движения деталей