- •Содержание
- •Лист замечаний Введение
- •1 Краткая характеристика исследуемого объекта
- •1.1 Назначение и производственная структура объекта
- •1.2 Характеристика производственного процесса
- •2 Анализ уровня организованности производственной системы
- •2.1 Расчет производственной мощности основного оборудования
- •2.2 Расчет производственной мощности вспомогательного оборудования
- •2.3 Расчет производственной мощности системы
- •2.4 Расчет показателей использования производственных мощностей
- •2.5 Анализ пропорций производственных мощностей
- •3 Моделирование оптимальной производственной структуры системы
- •3.1 Постановка задачи
- •3.2 Формирование критерия оптимальности
- •3.3 Краткая характеристика модели
- •3.4 Планирование и проведение модельных экспериментов
- •I … 1 1 2 3 смешан. Непрерывно-последоват.
- •3.5 Оценка результатов модельных экспериментов и выбор оптимального варианта производственной структуры системы
- •3.6 Разработка рекомендаций по повышению уровня организованности производственной системы
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
- •Приложение б Приложение в
- •Приложение г
- •Приложение д
2.2 Расчет производственной мощности вспомогательного оборудования
Для вспомогательного оборудования производственная мощность будет рассчитываться через производительность в номинальные сутки. Для расчета производственной мощности вспомогательного оборудования через производительность в фактические сутки нам потребуется определить фактический фонд времени работы оборудования. Сделать мы этого не сможем ввиду отсутствия исходных данных, в частности технически необходимых простоев.
(24)
где – техническая норма производительности вспомогательного оборудования в номинальные сутки при производстве l-ого вида изделия, т/сутки;
k – количество видов продукции, производимых в данном объекте;
– продолжительность операции, выполняемой единицей вспомогательного оборудования при производстве l-ого вида изделия, мин.;
– нормативная величина технически необходимых простоев на вспомогательном участке за сутки в расчете на одну единицу оборудования, мин;
– нормативная величина нециклических операций на вспомогательном участке за сутки в расчете на одну единицу оборудования, мин.
Рассчитаем производственную мощность вспомогательного оборудования через производительность в номинальные сутки двумя способами. Структура сортамента не оказывает влияния на производственную мощность единицы оборудования, поэтому результаты расчетов обоими способами должны совпасть.
Средняя техническая норма производительности вспомогательного оборудования в номинальные сутки рассчитывается аналогично, как и по основному оборудованию.
(25)
Расчёт производственной мощности единицы вспомогательного оборудования через производительность в номинальные сутки:
(26)
Расчёт производственной мощности единицы вспомогательного оборудования при производстве l-ого вида продукции через производительность в номинальные сутки:
(27)
(28)
Расчеты верны, так как производственная мощность единицы вспомогательного оборудования, рассчитанная по первому способу, равна производственной мощности единицы вспомогательного оборудования, рассчитанной по второму способу.
Производственная мощность вспомогательного участка составит:
На основе полученных данных о производительности и производственной мощности основного и вспомогательного оборудования можно рассчитать производственную мощность системы.
2.3 Расчет производственной мощности системы
Производственная мощность системы имеет существенные отличия от производственной мощности единицы оборудования и участка. Так, например, при определении производственной мощности единицы оборудования связи его с другими элементами не учитываются, а при расчете производственной мощности системы эти связи крайне важны. Именно поэтому производственная мощность системы может быть и не равна производственной мощности ни одного из элементов.
В теории и практике организации производства существует три подхода к определению производственной мощности системы:
1) подход, основанный на принципе ведущего звена – этот подход не используется на практике, поскольку не отвечает принципу системности;
2) подход, основанный на структурно-статическом анализе, который применим для систем с гибкой связью, а для систем с жесткой связью он подходит лишь в случаях, когда «узкое место» во всех ситуациях, связанных с наличием или отсутствием ремонтов оборудования за год не меняется, т.е. производительность системы определяется одной и той же фазой.
3) подход, основанный на структурно-динамическом анализе – основан на учете взаимосвязей и взаимодействия структурных элементов системы в динамике и дает наиболее точный результат.
Структурно-динамический анализ – это метод исследования объектов (систем) самой различной природы и сложности, основанный на учете взаимосвязей и взаимодействия структурных элементов объекта (системы) в процессе его функционирования.
Рассчитаем производственную мощность на основе структурно-статического анализа. На первом этапе рассчитаем производственную мощность каждого участка при производстве l-ого вида продукции по формуле.
Производственная мощность основного участка при производстве различных видов продукции составит:
Производственная мощность вспомогательного участка при производстве различных видов продукции составит:
Далее определим мощность системы при производстве каждого l-ого вида продукции ( ) по формуле:
(29)
где k – количество видов продукции;
ПМi l – производственная мощность i-ого элемента при производстве l-ого вида продукции, т.
Производственная мощность системы при производстве каждого l-ого вида продукции составит:
Определим производственную мощность системы по всему сортаменту (ПМс(сса)) по формуле:
(30)
Результаты, получаемые с использованием структурно-статического подхода к расчету производственной мощности системы, приемлемы лишь в случаях, когда во всех ситуациях, связанных с наличием или отсутствием ремонтов оборудования в производственной системе за год, узким местом является всегда одна и та же фаза. Если это условие не выполняется, то есть узкое место меняется, то результаты расчета производственной мощности, с использованием структурно-статического подхода будут неточны (завышены).
Структурно-динамический анализ, основанный на учете взаимодействия структурных элементов системы, используется для исследования сложных производственных систем. Его необходимо провести для того, чтобы учесть ситуации, связанные с ремонтами оборудования в году.
На первом этапе необходимо определить потребности в согласовании ремонтов. Гипотетические ситуации формируются с учётом ограничения: одновременно в фазе не может находиться больше одной единицы оборудования на ремонте, так как в составе ситуаций рассматриваются только ситуации, связанные с наличием или отсутствием ремонтов, поэтому производительность будем брать в номинальные сутки.
Возможны следующие ситуации:
1 ситуация: У1 и У2 – работают все единицы основного и вспомогательного оборудования;
2 ситуация: У1-1 и У2 – работает все вспомогательное оборудование, а одна единица основного оборудования находится на ремонте;
3 ситуация: У1 и У2 -1– работает все основное оборудование, а одна единица вспомогательного находится на ремонте;
4 ситуация: У1-1 и У2-1 – на ремонте находятся по одной единице, как у основного, так и у вспомогательного оборудования.
Графическое изображение ситуаций представлено на рисунке 4.
Рисунок 4 – Варианты гипотетических ситуаций, связанные с наличием или отсутствием ремонтов оборудования
Производственная система характеризуется данными, приведенными в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные для анализа потребности в согласовании ремонтов
№ ступени, i |
|
Единичная производительность оборудования в номинальные сутки, , т/сутки |
||
A |
B |
C |
||
1 |
3 |
3192,69 |
2940,63 |
2759,11 |
2 |
3 |
2164,21 |
2816,44 |
2602,53 |
Таблица 2 – Ситуации, связанные с отсутствием или наличием ремонтов, при
производстве продукции вида А
№ ситуации |
№ фазы |
Кол-во единиц оборудования в фазе, ед. |
Производитель-ность фазы, т/сутки |
Производительность системы, т/сутки |
1 |
1 |
3 |
9578,06 |
6492,63 |
2 |
3 |
6492,63 |
||
2 |
1 |
2 |
6385,37 |
6385,37 |
2 |
3 |
6492,63 |
||
3 |
1 |
3 |
9578,06 |
4328,42 |
2 |
2 |
4328,42 |
||
4 |
1 |
2 |
6385,37 |
4328,42 |
2 |
2 |
4328,42 |
Таблица 3 – Ситуации, связанные с отсутствием или наличием ремонтов, при
производстве продукции вида В
№ ситуации |
№ фазы |
Кол-во единиц оборудования в фазе, ед. |
Производитель-ность фазы, т/сутки |
Производительность системы, т/сутки |
1 |
1 |
3 |
8821,89 |
8449,32 |
2 |
3 |
8449,32 |
||
2 |
1 |
2 |
5881,26 |
5881,26 |
2 |
3 |
8449,32 |
||
3 |
1 |
3 |
8821,89 |
5632,88 |
2 |
2 |
5632,88 |
||
4 |
1 |
2 |
5881,26 |
5632,88 |
2 |
2 |
5632,88 |
Таблица 4 – Ситуации, связанные с отсутствием или наличием ремонтов, при
производстве продукции вида С
№ ситуации |
№ фазы |
Кол-во единиц оборудования в фазе, ед. |
Производитель-ность фазы, т/сутки |
Производительность системы, т/сутки |
1 |
1 |
3 |
8277,33 |
7807,59 |
2 |
3 |
7807,59 |
||
2 |
1 |
2 |
5518,22 |
5518,22 |
2 |
3 |
7807,59 |
||
3 |
1 |
3 |
8277,33 |
5205,06 |
2 |
2 |
5205,06 |
||
4 |
1 |
2 |
5518,22 |
5205,06 |
2 |
2 |
5205,06 |
Проанализировав таблицы 2, 3 и 4, можно сделать вывод, что узкое место при производстве продукции А, В и С меняется. Следовательно, есть потребность в согласовании ремонтов, поскольку оно позволит увеличить объем производства. Кроме того, результаты расчетов производственной мощности, выполненные на расчёте структурно-статического анализа, окажутся завышенными, то есть будут больше результата, полученного на основе структурно-динамического анализа.
На втором этапе осуществляется формирование графиков ремонтов оборудования, обеспечивающих максимально возможную степень согласованности, и определение состава ситуаций и их продолжительности за год.
Согласование ремонтов – это обеспечение одновременного проведения ремонтов оборудования связанных участков. Существует три варианта построения графиков ремонта оборудования в фазе:
– непрерывно-последовательный – в соответствии с этим графиком ремонты оборудования в фазе выполняются последовательно и непрерывно с организацией циклов ремонтов;
– рассредоточенный – ремонты проводятся через определенно равный промежуток времени, называемый ремонтным тактом;
– смешанный, включает элементы названных выше вариантов построения графиков ремонта оборудования в фазе.
Графики ремонтов формируются на основе нормативных данных о продолжительности и периодичности ремонтов оборудования всех видов, график строится на год.
Периодичность ремонтов – период времени между началом ремонта единицы оборудования до начала следующего подобного ремонта этой же единицы оборудования.
Исследуемая нами производственная система располагает следующей периодичностью ремонтов: на основном участке – 60 суток (то есть 6 ремонтов в год), на вспомогательном – 30 суток (то есть 12 ремонтов в год).
В таблице 5 отразим данные, необходимые для построения графика ремонтов.
Таблица 5 – Данные для построения графика ремонтов
№ фазы, i |
Количество единиц оборудования, ni |
Периодичность ремонтов (Пi), сутки |
Продолжительность одного ремонта единицы оборудования , сутки |
Суммарная продолжительность ремонтов за год (Тpi), сутки |
I |
3 |
60 |
37 / 6 = 6,17 |
37 × 3 = 111 |
II |
3 |
30 |
12 / 12 = 1,00 |
12 × 3 = 36 |
Так как продолжительность ремонтов, подлежащих согласованию (Тп.ср), определяется как минимальная из продолжительностей ремонтов каждой фазы:
, (31)
где Тpi – суммарная продолжительность ремонтов всех единиц оборудования в i-ой фазе по нормативу, сутки.
Согласованию подлежат:
В первой фазе ремонты организуем рассредоточенным способом, а во второй фазе – непрерывно-последовательным. Определим ремонтный такт для первой ступени.
Ремонтный такт – это период времени между одноименными моментами.
R = П / x, (32)
где П – периодичность ремонтов 2 фазы, сутки;
x – целое число, принимающее значение от 2 до n (количество единиц оборудования во второй фазе) включительно.
Примем х=2 для обеспечения максимальной согласованности ремонтов.
R = 60 / 2 = 30 (суток).
Для удобства осуществления процедуры согласования ремонтов, график ремонтов оборудования фазы целесообразно показывать на одной оси.
Фаза
I
…
1 2
1 2
3
П1
= 60
II
…
1 2 3
1 2 3
1 2 3
П2
= 30
Время, мин.
0
30
60
Рисунок 5 – График ремонта оборудования
Как видно из рисунка 5, все ремонты оборудования первой фазы, подлежащие согласованию, проводятся одновременно с ремонтами второй фазы, то есть, согласованы на 100%. Таким образом, из 36 суток, подлежащих согласованию, 36 согласованы. Рассчитаем коэффициент согласованности (Кс):
Кс = Тс.р /Тп.ср , (33)
где Тср – продолжительность согласованных ремонтов, сутки.
Кс = 36 / 36 = 1,00.
Коэффициент согласованности равный единице показывает, что достигнута максимальная степень согласованности ремонтов оборудования, что все ремонты первой фазы согласованы с ремонтами второй.
На основе полученных данных определим состав и продолжительность ситуаций, связанных с наличием или отсутствием ремонтов оборудования за год.
Г
Фаза
Фаза
I
II
Т1
Т2
Т3
0 36
111
365
Рисунок 6 – Состав ситуаций, связанных с наличием или отсутствием ремонтов
Т1 – ситуация, когда и в первой и во второй фазе имеется оборудование на ремонте;
Т2 – ситуация, когда только в первой фазе одно оборудование находится на ремонте;
Т3 – ситуация, когда всё оборудование работает.
Т1 = 36; T2 = 75; T3 = 254 (суток).
Третий этап расчёта производственной мощности системы посредством структурно-динамического подхода является расчёт по определённому алгоритму мощности системы.
Расчет максимально возможной производительности системы в j - ой ситуации при производстве l-го вида продукции производился по формуле:
Рcjl = {Pijl} , (34)
где Рcjl – максимально возможная производительность системы в каждой j-ой ситуации при производстве продукции вида l, т/сутки;
Pijl – максимально возможная производительность i-ой фазы в каждой j-ой ситуации при производстве l-ого вида продукции, т/сутки.
Результаты расчета представлены в таблице 1.
Рассчитаем максимально возможный объем производства системы за время ее нахождения в j-той ситуации при производстве l-го вида продукции по формуле:
= × , (35)
где – продолжительность нахождения системы в j-той ситуации за год, дни.
Вc1А = 4328,42 × 36 = 155823,16 (т);
Вc2А = 6385,37 × 75 = 478902,86 (т);
Вc3А = 6492,63 × 254 = 1649128,42 (т);
Вc1В = 5632,88 × 36 = 202783,56 (т);
Вc2В = 5881,26 × 75 = 441094,74 (т);
Вc3В = 8449,32 × 254 = 2146126,03 (т);
Вc1С = 5205,06 × 36 = 187382,28 (т);
Вc2С = 5518,22 × 75 = 413866,67 (т);
Вc3С = 7807,59 × 254 = 1983129,11 (т).
Рассчитаем производственную мощность системы при производстве l-го вида продукции по формуле:
= , (36)
ПМсА = 155823,16 + 478902,86 + 1649128,42 = 2283854,44 (т/год);
ПМсВ = 202783,56 + 441094,74 + 2146126,03 = 2790004,33 (т/год);
ПМсС = 187382,28 + 413866,67 + 1983129,11 = 2584378,06 (т/год).
Далее определим производственную мощность системы при заданной структуре сортамента:
= . (37)
Производственная мощность системы, рассчитанная на основе структурно-динамического анализа, составит:
(т/год).
Действительно, результаты расчетов производственной мощности, выполненные подходом, основанном на структурно-статическом анализе оказались выше результатов расчетов производственной мощности, полученных на основе структурно-динамического анализа, на 92804,38 т/год ( ).
Отклонение складывается оттого, что не всегда фаза, где производственная мощность наименьшая, является узким местом. Осуществим более детальный анализ и определим отклонения по каждому виду продукции. На основе ССА для продукции А – вторая фаза является узким местом. Но по данным таблицы 2, в ситуации при 2 единицах основного оборудования и 3 вспомогательного, узким местом является первая фаза. Длительность времени, когда система находится в данной ситуации – 75 суток. Таким образом, разность производственной мощности, принятой в расчёт в ССА и СДА, составит:
= (6492,63 – 6385,37) × 75 = 8044,51 (т/год);
Аналогично рассчитаем отклонения для продукций В и С. Узким местом при расчете производственной мощности посредством ССА является первая фаза.
= (5881,26 – 5632,88) × 36 + (8821,89 – 8449,32) × 254 = 103577,15 (т/год);
= (5518,22 – 5205,06) × 36 + (8277,33 – 7807,59) × 254 = 130587,27 (т/год).
Эти отклонения совпадают с отклонениями, полученными как разница производственной мощности системы, рассчитанной на основе ССА, и производственной мощности системы, рассчитанной на основе СДА, по каждому виду продукции, и тем самым подтверждают правильность расчетов:
= 2291898,95 – 2283854,44 = 8044,51 (т/год);
= 2893581,47 – 2790004,33 = 103577,15 (т/год);
= 2714965,33 – 2584378,06 = 130587,27 (т/год).
Для анализа уровня использования имеющихся производственных мощностей рассчитаем показатели использования производственных мощностей.