операций в производственном цикле.

Операционнымциклом (Т оп) называют время выполнения одной операции, в течении которого изготавливается одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько различных деталей.

Процессы, связанные с охлаждением деталей после термообработки, с сушкой после окраски деталей или других видов покрытия и со старением металла считаются естественными .

Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть:

· межоперационными (внутрицикловыми);

· межцеховыми;

· междусменными.

Межоперационные перерывы обусловлены временем партионности и ожидания и зависят от характера обработки партий деталей на операциях. Перерывы партионности происходят потому, что каждая деталь поступая на рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды:

· один раз до начала обработки;

· второй раз по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию.

Перерывыожидания вызываются несогласованной продолжительностью смежных операций технологического процесса. Эти перерывы возникают в тех случаях, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место, предназначенное для выполнения следующей операции.

Межцеховыеперерывы имеют место, когда сроки окончания производства составных частей деталей сборочных единиц в разных цехах различны и детали пролеживают в ожидании комплектности. Это пролеживание (перерывы комплектования) происходят при комплектно - узловой системе планирования, т.е. когда готовые заготовки детали или узлы должны «пролеживать» в связи с незаконченностью других заготовок, деталей, узлов, входящих совместно с первыми в один комплект. Эти перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой.

Междусменныеперерывы обусловлены режимом работы предприятия и его подразделений (выходные и праздничные дни, перерывы между сменами и обеденные перерывы (условно)).

Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов.

Важноеэкономическоезначение имеет сокращение продолжительности производственного цикла в результате которого можно:

· выпустить больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях (на предприятии, в цехе, на участке);

· лучше использовать основные фонды предприятия;

· уменьшить потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство;

· повысить фондоотдачу и т.д.

Производственный цикл сокращается одновременно по трем направлениям :

· уменьшается время трудовых процессов;

· сокращается время естественных процессов;

· полностью ликвидируются или сводятся к минимуму различные перерывы.

Сокращение времени трудовых процессов в части операционных циклов достигается путем совершенствования технологических процессов, а также повышения технологичности конструкции изделия.

Под совершенствованиемтехнологическихпроцессов понимают:

· их комплексную механизацию и автоматизацию,

· внедрение скоростных режимов (например скоростного и силового резания, скоростного нагрева под ковку и штамповку),

· штамповку вместо свободной ковки,

· литье в кокиль и литье под давлением вместо литья в песчаные формы,

· концентрацию операций, например многоинструментальная и многопредметная обработка или совмещение в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций. Многоинструментальная обработка характеризуется тем, что в работе одновременно участвует несколько инструментов. При этом производительность повышается, но возможны затруднения в обеспечении хорошего отвода стружки, охлаждения инструментов, высокой жесткости системы, удобства для обслуживания и контроля инструментов.

Повышениетехнологичностиконструкций изделий заключается в максимальном приближении последних к требованиям технологического процесса. В частности, рациональное расчленение конструкции изделия на узлы и мелкие сборочные единицы является важным условием для параллельной их сборки, а следовательно и для сокращения продолжительности производственного цикла сборочных работ.

Продолжительность транспортныхопераций может быть значительно уменьшена в результате перепланировки оборудования на основе принципа прямоточности, механизации и автоматизации подъема и перемещения продукции с помощью различных подъемно – транспортных средств.

Сокращение времени контрольныхопераций достигается путем их механизации и автоматизации, внедрение передовых методов контроля, совмещение времени выполнения технологических и контрольных операций. Уменьшение времени подготовительно-заключительной работы зависят от уменьшения времени на наладку оборудования (наладка в нерабочие смены).

Уменьшение продолжительности естественныхпроцессов происходит путем замены их соответствующими технологическими операциями. Например, естественная сушка некоторых окрашенных деталей может быть заменена индукционной сушкой в поле токов высокой частоты со значительным (в 5-7 раз) ускорением процесса.

Время межоперационныхперерывов может быть уменьшено в результате перехода от последовательного к последовательно-параллельному и далее к параллельному виду движений предметов труда, а также организации цехов и участков предметной специализации. Предметное строительство цехов и участков позволяет значительно упростить внутризаводские и внутрицеховые маршруты движения и тем самым уменьшить время, затрачиваемое на межцеховые и внутрицеховые передачи.

Величину междусменныхперерывов можно снизить за счет организации круглосуточной (трехсменной) работы по выпуску ведущих деталей, имеющих длительный цикл обработки и определяющих продолжительность цикла изделия.

Для вскрытия резервов сокращения производственного цикла (как трудовых процессов, так и перерывов) в практике прибегают к фотографиипроизводственногоцикла , анализ которой позволит выявить резервы сокращения продолжительности производственного цикла по каждому его элементу.

В простом процессе детали (заготовки) в большинстве случаев изготавливаются партиями, поэтому очень важным является вопрос о рациональном выборе движения партий 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, проходящий через многие операции, состоит из совокупности операционных циклов, каждый из которых представляет собой выполнение одной операции над всеми предметами производства данной партии.

Существуют три вида движения партии деталей по операциям технологического процесса:

· последовательный;

· параллельно-последовательный;

· параллельный.

Последовательный вид 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:

Где n - число деталей в обрабатываемой партии, шт;

t i – штучное время на I-й операции, мин;

m – число операций в технологическом процессе.

Если на одной или нескольких операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), то продолжительность технологического цикла рассчитывается по формуле:

Пример. Технологический процесс состоит из 4 операций (m), число деталей в обрабатываемой партии 3 штуки (n), продолжительность выполнения операций составляет на 1 ой – 2 мин. (t 1); на 2 ой – 1 мин. (t 2); на 3 ей – 1,5 мин. (t 3); на 4 ой – 2 мин. (t 4). Все операции выполняются на одном рабочем месте. Определить продолжительность цикла обработки партии деталей и построить график технологического процесса при последовательном движении деталей по операциям.

Т ц (посл) = 3* (2+1+1,5+2) = 19,5 мин.

График технологического цикла при последовательном движ ении

деталей по операциям.

Номер операции

Т ц (посл) = 19,5 мин. n*t 4

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Из графика следует, что технологический цикл обработки партии деталей при последовательном виде движений равен сумме операционных циклов (n*t); 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.

Общее время внутри партионного пролеживания одной детали на всех операциях определяется по формуле:

t пр = (n-1) = Т ц (посл) – t обр,

где t обр – суммарное время обработки одной детали на всех операциях технологического процесса (2+1+1,5+2=6,5 мин.)

В данном примере

T пр = 19,5-6,5=13 мин.

Общее пролеживание всех деталей в партии (для определения величины незавершенного производства) рассчитывается по формуле:

Т пр = n * t пр = 3* 13 = 39 мин.

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

При расчете продолжительности производственного цикла учитываются три основные составляющие затрат времени :

· продолжительность технологического цикла (с учетом перерыва партионности);

· время естественных процессов;

· время перерывов не перекрываемых технологическим циклом, т.е.

где t мо – средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности), мин;

Т е – время естественных процессов;

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

T см – продолжительность одной смены, мин.;

S – число смен в сутках.

Преимущество последовательного движения партии деталей – отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования на всех операциях.

Недостатки :

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

2. Продолжительность технологического (производственного) цикла значительно увеличивается из-за отсутствия параллельности в обработке деталей.

В связи с этим последовательное движение применяется преимущественно в единичном и мелкосерийномпроизводствах , т.к. на таких предприятиях широкая номенклатура изделий, а обработка деталей ведется небольшими партиями, что приводит в сокращению перерывов партионности и влияние их на продолжительность производственного цикла.

Последовательно-параллельное движение 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 (р). Например, имеется такая же партия деталей, что и при последовательном виде движения, а величина транспортной партии р=1.

При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического процесса необходимо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций.

График технологического цикла при

последовательно–параллельном движении деталей по операциям .

Номер операции

Т ц (пп) = 12,5 мин.

2 4 6 8 10 12 14 t

1. Если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковы, 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 меньше чем предыдущей, то отсутствие простоев оборудования на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней известного запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно (в примере t 2

3. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей (t3>t2 и t4>t3), то этом случае транспортную партию (р) можно передавать с предыдущей операции на последующую сразу же по окончанию ее обработки.

Из графика видно, что продолжительность цикла изготовления партии деталей (n=3) на m=4 операциях технологического процесса при последовательно-параллельном движении меньше, чем при последовательном движении из-за наличия параллельности протекания каждой пары смежных операций на суммарное время совмещений t. Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе за минусом единицы.

Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций.

,

где индекс при t кр соответствует операциям с наименьшим временем их выполнения. Например, между первой и второй операциями t кр =t 2 , между второй и третьей операциями t кр =t 2 , между третьей и четвертой операциями t кр =t 3 .

Суммарное время совмещений по всему технологическому процессу рассчитывается по формуле:

или (n-p)

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

Если на отдельных операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С пр), то

Т ц (пп) = 3(2+1+1,5+2)-(3-1)(1+1+1,5)=12,5 мин.

Производственный цикл изготовления партии деталей при последовательно-параллельном виде движения 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.

Время пролеживания одной детали на всех операциях технологического процесса определяется по формуле:

t пр = Т ц(пп) -t обр.

t пр = 12,5-6,5=6 мин.

Общее время пролеживания всех деталей в партии на всех операциях составляет:

Т пр = n*tпр = 3*6 = 18 мин.

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 (производственного) 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 .

При параллельном виде движений детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными партиями (р) немедленно после завершения обработки (независимо от времени выполнения смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осуществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено, что приводит к сокращению продолжительности технологического цикла и следовательно, производственного.

Пример . Имеется та же партия деталей, что и при последовательном и последовательно-параллельном видах движения, и величина транспортной партии р=1.

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 между ними.

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

3. Для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы.

График технологического цикла

при параллельном движении деталей по операциям .

Номер операции

При определении продолжительности производственного цикла обычно рассчитывают длительность трех его составляющих: длительность технологической части цикла, время перерывов по различным причинам и время естественных перерывов, если они предусмотре-ны технологическим процессом. Остальные элементы длительности производственного цикла либо имеют незначительную величину, например время подготовительно-заключительное, либо они выполняются в течение времени перерывов по различным при-чинам, например, время на выполнение транспортных операций, время учета и упаковки продукции.

Длительность операционного цикла обработки партии деталей на одной операции Т о определяется по формуле:

где n - количество деталей в партии, t - время обработки одной детали, мин,c - количество рабочих мест, на которых выполняется данная операция.

Факторы, влияющие на длительность технологического цикла:

· трудоемкость выполняемых операций;

· нормативы продолжительности элементов цикла, регламентированных перерывов;

· способ передачи партий, обрабатываемых деталей с операции на операцию, с одного рабочего места на следующее, т.е. от вида движения предметов труда в производственном процессе.

Для построения графика движения партии изделий по операциям при различных видах движения определяем длительность операционного цикла обработки партии дета-лей при различных видах движения.

Существует три основных вида движения предметов труда: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный или смешанный (см. рис. 2).

Рис. 2.

Последовательный вид движения предметов труда в производственном процессе характеризуется тем, что при изготовлении партии деталей в многооперационном технологическом процессе, она передается на каждую последующую операцию (рабочее место) только после завершения обработки всех деталей на предыдущей операции. Параллельность здесь допускается лишь при выполнении одноименной операции на нескольких рабочих местах.

Длительность технологического цикла Т ц при последовательном способе сочетания операций пропорциональна размеру партии и трудоемкости операций и определяется по формуле:

где i - индекс операций; t i - трудоемкость обработки одного предмета труда на i-ой операции; п - количество деталей в партии, шт.

Недостатком последовательного движения является большая длительность операционного цикла. Каждая деталь перед началом последующей операции ожидает окончания обработки всей партии, в результате чего удлиняется общий цикл. Однако последовательное движение отличается простотой организации и широко применяется в единичном и серийном производстве при партийной обработке деталей и сборке узлов.

Пример. Предположим, что требуется обработать партию деталей (П д) в количестве 20 штук, число операций - 4: первая операция продолжительностью (t 1) - 0,5 мин; вторая (t 2) - 2 мин; третья (t 3) - 1 мин; четвертая (t 4) - 3 мин. Количество рабочих мест на каждой операции - одно. Четвертая операция выполняется на двух рабочих местах (С). В данных условиях, длительность технологического цикла (Т ц.посл) при последовательном виде составит:

Т ц.посл = 20 * (0,5 / 1+ 2 /1 +1 / 1 +3 / 2) = 100мин.

Для сокращения длительности производственного цикла можно передачу предметов труда (деталей) с одной операции на другую осуществлять частями (транспортными, пере-даточными партиями). Такая передача предметов труда происходит при параллельном ви-де движения труда в производственном процессе.

Параллельный вид движения характеризуется тем, что партия обрабатываемых деталей делится на ряд транспортных партий. Первая транспортная партия запускается в производство па первую операцию производственного процесса, и после окончания обработки сразу же передается на вторую и последующие операции, не ожидая завершения обработки всей партии деталей на первой и последующих операциях. При этом обязательно предусматривается обеспечение непрерывности обработки партии деталей только по наиболее трудоемкой операции, в нашем примере расчета это вторая операция Непрерывность обработки деталей других транспортных партий по первой и остальным (в нашем примере это третья и четвертая операции) не обеспечивается.

Вторая транспортная партия запускается в производство на первую операцию производственного процесса с таким расчетом, чтобы время окончания ее обработки на первой операции совпало со временем окончания обработки первой транспортной партии на второй операции, которая в принятом условии является наиболее трудоемкой. После окончания обработки на второй операции вторая транспортная партия передается для обработки на третью и последующие операции (используется последовательный вид движения деталей в производственном процессе) Такой же порядок запуска на первую операцию третьей и четвертой транспортных партий.

Длительность производственного цикла при параллельном способе сочетания операций определяется по формуле:

где p - размер партии обработки; t гл - время выполнения наиболее длительной (главной) операции технологического процесса.

При параллельном движении по сравнению с последовательным, продолжительность операционного цикла значительно сокращается. Однако если при параллельном движении операции не равны и не кратны по длительности, т.е. не синхронизированы, то на всех операциях, за исключением операции с максимальной длительностью, возникают перерывы в работе оборудования и рабочих. Полная ликвидация таких перерывов достигается при условии синхронности операций, когда:

Параллельное движение применяется в массовом и крупносерийном производстве при выполнении операций равной или кратной длительности.

Исходя из принятых условий длительность технологического цикла при параллельном виде движения предметов труда (Т ц.парал) в примере составит:

Т ц.парал = 0,5·5+2·20+1·5+3/2·5=55 (мин).

При параллельном виде движения предметов труда длительность технологического цикла резко снижается по сравнению с последовательным видом движения. В принятом условии длительность технологического цикла сократилась со 100 мин до 55 (почти в два раза).

Однако параллельный вид движения вызывает простои оборудования на рабочих мес-тах, где продолжительность операции меньше, чем наиболее трудоемкой операции. Эти простои тем больше, чем значительнее разность между временем выполнения самой длительной (главной) операции и временем, затраченным на выполнение других операций. В связи с этим параллельный вид движения оправдан в том случае, когда время различных операций примерно равно или кратно друг другу, т.е. в условиях непрерывно-поточного производства.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что вся партия деталей не делится на транспортные (передаточные) партии, а запускается в производство на первую операцию и обрабатывается непрерывно. Выполнение последующей операции, (второй), начинается до окончания обработки всей партии деталей на пре-дыдущей операции, (первой). При этом виде движения предметов труда смежные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются в течение некоторого времени параллельно.

При параллельно-последовательном виде движения предметов труда определяют величину перекрываемого времени между двумя смежными операциями, которое равно времени на обработку всей партии деталей, запускаемой в производство, за минусом времени обработки одной транспортной партии - по продолжительности короткой операции между двумя смежными.

Длительность проиводственного цикла при параллельно-последовательном спосо-бе сочетания операций определяется по формуле:

где - совмещение во времени двух смежных операций, мин.

Совмещение S определяют по формуле (p=1):

где t min - время выполнения менее длительной операции из двух смежных, мин.

Продолжительность параллельного выполнения двух смежных операций (время совмещения) зависит от сдвига во времени начала последующей операции по сравнению с предыдущей. Здесь возможны два случая:

1) продолжительность последующей операции больше или равна предыдущей (с учетом количества рабочих мест дублеров):

2) продолжительность последующих операций меньше предыдущей:

В первом случае деталь после обработки ее на предыдущей операции сразу поступает в обработку на последующую операцию. К моменту окончания обработки этой детали на второй операции с первой операции поступит очередная деталь и т.д. Таким образом, обработка на последующей операции идет без простоев оборудования, что и является условием параллельно-последовательного движения деталей. Время параллельного выполнения этих операций составит:

Во втором случае непрерывная работа на последующей операции требует некоторого, накопления количества деталей, что связано с большим смещением времени ее начала, чем в первом случае. Время параллельного выполнения операций при этом равно:

Как видим, в обоих случаях время параллельного выполнения смежных операций равно числу деталей в партии без одной, умноженное на продолжительность меньшей операции. Если последнюю операцию обозначить через, то в общем случае для любой пары смежных операций:

Для m - операций таких совмещений будет m-1. И тогда, окончательно можно записать:

В принятом условии перекрываемое время между первой и второй операциями составит:

S 1 =0,5 · (20 - 1) = 9,5 мин.

Между первой и второй операциями короткой операцией считается первая, продолжительностью 0,5 мин.

Определяем перекрываемое время между другими смежными операциями:

S 2 =1·(20-1)= 19мин.

S 3 =1·(20-1)= 19мин.

Между второй и третьей, между третьей и четвертой операциями короткой считается одна и та же третья операция, продолжительностью 1,0 мин, поэтому она принимается в расчетах величины перекрываемого времени.

Сумма перекрываемого времени составит:

9,5+ 19+19 = 47,5 (мин).

Длительность технологического цикла при параллельно-последовательном виде движения составит:

Т ц.п.п. =100 - 47,5=52,5 (мин).

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда исключает недостатки последовательного вида, где большая длительность производственного цикла, выполняющего короткие операции при обработке партии деталей. Однако смешанный вид движения требует тщательной организации производственного процесса во времени, так как надо постоянно поддерживать на расчетном уровне минимальные, но достаточно надежные запасы предметов труда (деталей) между операциями для обеспечения бесперебойной работы смежных рабочих мест

Анализ особенностей видов движения предметов труда позволяет сделать следующие выводы:

во-первых, уровень параллельности, непрерывности и величина технологического цикла существенно зависят от вида движения предметов труда в производственном процессе;

во-вторых, в условиях наличия несинхронизированных операций все виды движения предметов труда не обеспечивают минимальной длительности технологического цикла, а следовательно, имеют большие резервы рациональности;

в-третьих, увеличение размера партии обрабатываемых деталей особенно целесообразно при параллельном виде движения предметов труда, так как при этом технологический цикл увеличивается медленнее, чем размер партии;

в-четвертых, изменение норм времени по операциям значительно влияет на длительность технологического цикла, однако это влияние при различных видах движения партии деталей экономически противоречиво. Так. сокращение трудоемкости коротких операций при параллельно-последовательном движении предметов труда повышает производительность труда (выработку) на этих операциях, но в то же время вызывает потери на производстве из-за удлинения технологического цикла вследствие увеличения пролеживания деталей на рабочих местах, где трудоемкость выполнения операций более высокая.

Все виды движения предметов труда не учитывают длительности различного рода перерывов, возникающих на производстве. Перерывы можно разделить на группы: межоперационные (внутрицикловые), межцикловые перерывы из-за некомплектности незавершенного производства, перерывы из-за задержки выполнения части вспомогательных операций и режимные перерывы. К межоперационным перерывам относятся перерывы из-за партионности и перерывы из-за серийности загрузки оборудования, так называемые перерывы ожидания.

Перерывы из-за партионности обусловлены самой природой работы партиями деталей. Каждая деталь, поступая на рабочее место в составе партии, пролеживает два один раз до начала обработки, ожидая наступления очереди, другой раз - после по окончании обработки, ожидая окончания обработки последней детали в партии. Например, начинается обработка партии деталей в количестве 100 штук на токарном станке, трудоемкость обработки детали - 5 мин. Восьмая деталь ждала начала обработки (пролеживала) в течение 35 мин (7 лет. * 5 мин). После выполнения операции восьмая деталь будет ждать окончания обработки последней, сотой детали в течение 460 мин (5мин * 92 дет.).

Перерывы из-за серийности загрузки оборудования при обработке партии деталей возникают в тех случаях, когда обработка их закончена на одном рабочем месте и детали подвезены к другому рабочему месту для дальнейшей обработки Однако это рабочее место занято в данный момент обработкой партии деталей для другого серийного изделия. Например, после обработки на токарном станке партия транспортируется на рабочее место для фрезерования. Однако фрезерный станок занят обработкой партий деталей в 200 штук для другого изделия. При этом идет обработка сотой детали и продолжительность операции - 4 мин. Подвезенная партия деталей будет пролеживать у фрезерного станка 400 мин.

Средняя величина межоперационного пролеживания определяется опытным путем и колеблется в значительных пределах. Эта величина зависит от количества операций, выполняемых на рабочем месте, т.е. от его коэффициента серийности (уровня специализации).

Перерывы из-за некомплектности незавершенного производства происходят при комплексно-узловой системе планирования, когда готовые детали, узлы пролеживают в связи с отсутствием других заготовок, деталей, входящих совместно с первыми в один комплект.

Плохая организация рабочих мест, несвоевременная подача материалов и инструмента, плохое качество технической документации или задержка в ее подготовке, недостатки ремонта - все это может привести к вынужденным перерывам, а, следовательно, к увеличению продолжительности производственного цикла. Режимные перерывы регламентированы режимом работы предприятия (перерывы на обед, между сменами, нерабочие смены, нерабочие дни). Эти перерывы будут наименьшими при непрерывной рабочей неделе. Перерывы связанные с режимом работы предприятия, обычно учитывают путем перевода производственного цикла, рассчитанного по затратам рабочего времени, в календарное время, соблюдая при этом соразмерность всех слагаемых цикла.

Необходимо иметь в виду, что длительность производственного цикла всего изделия не является арифметической сумой времен циклов изготовления деталей и сборочных узлов, так как многие из них обрабатываются или собираются одновременно, иными словами параллельно.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС И ЕГО ОРГАНИЗАЦИЯ

Практическая работа №1

(Вариант 81)

Цель работы: закрепить и конкретизировать знания студентов в области рациональной организации производственного процесса, проанализировать и оценить степень влияния на производственный цикл различных организацион­ных факторов.

Задача

Определить длительность технологического и производственного циклов при всех трех видах движения предметов труда; как изменится длительность технологического цикла, если партию обработки удвоить; какой вид движения партий и ее размер оказывает наиболее существенное влияние на сокращение цикла. Построить графики технологических циклов при параллельном и парал­лельно-последовательном движении предметов труда.

Работа производится в две смены по 8 ч. Естественные процессы при об­работке партии деталей отсутствуют. Исходные данные для варианта 81 приведены в таблице 1.

Таблица 1 Исходные данные

№ операции	Норма времени t шт , мин	Количество станков с , шт	Размер обрабатываемой партии n , шт	Размер транспортной пачки p , шт	Среднее межоперационное время t мо , мин

Предварительный расчет

№ операции	Норма времени t шт , мин	Количество станков с , шт

Расчет технологических и производственных циклов движения деталей

Последовательный вид движения

Длительность производственного процесса, то есть календарный период времени, в течение которого выполняется производственный процесс, называ­ется производственным циклом. Основу производственного цикла составляет технологический цикл, который в свою очередь состоит из операционных цик­лов.

Операционный цикл, т. е. продолжительность обработки партии деталей (мин) на одной (данной) операции процесса равен

,

где п - размер партии деталей, шт.;

t m - штучно-калькуляционная норма времени на операцию, мин;

с - число рабочих мест на операции.

Сочетание во времени выполнения операционных циклов существенно влияет на производственный цикл и определяет порядок передачи деталей (пар­тий) в процессе. Возможны 3 вида сочетания операционных циклов (видов движения предметов труда по операциям процесса): последовательный, парал­лельный и параллельно-последовательный.

Последовательный вид движения,когда вся обрабатываемая партия деталей полностью передается на последующую операцию после полно­го окончания всех работ на предыдущей. При этом длительность технологиче­ского процесса (мин) определяется суммой операционных циклов

где m - число операций в процессе.

Длительность производственного цикла (календарные дни) включает до­полнительно межоперационные перерывы (t мо ) и время естественных процессов (Т ест )

Где S - число смен;

q - продолжительность смены, мин;

f - коэффициент для перевода рабочих дней в календарные (при 260 рабочих днях в году f= 260/365 = 0,71).

n =150шт; р =15шт

Рисунок 1 - График технологического цикла при последовательном виде

Параллельный вид движения

Параллельный вид движения, когда небольшие транспортные партии р или отдельные штуки (р=1) деталей запускаются на последующую операцию сразу после обработки их на предыдущей операции, независимо от всей партии. Полностью загружена в этом случае наиболее трудоемкая операция с самым длительным операционным циклом, менее трудоемкие имеют перерывы.

Число транспортных пачек N , шт.:

.

где р- количество деталей в транспортной партии (пачке), шт;

- цикл операции с максимальной продолжительностью, мин.

Длительность производственного цикла (календарные дни) примет вид

При удвоенном размере партии (2n=300)

n =150шт; р =15шт

Рисунок 2 - График технологического цикла при параллельном виде

движения партии деталей в производстве

Параллельно-последовательный вид движения

Параллельно-последовательный вид движения, при котором следующая операция начинается до полного окончания работы на предыдущей операции и осуществляется без перерывов в изготовлении партии деталей. При этом имеет место частичное совмещение времени выполнения смежных опера­ционных циклов. Передача изготовляемых деталей с предыдущей на после­дующую операцию производится не целыми партиями, а частями, транспорт­ными партиями р (пачками) или поштучно (р=1).

Длительность технологического цикла (мин) будет соответственно мень­ше, чем при последовательном виде движения на величину совмещения опера­ционных циклов.

где
- сумма коротких операционных циклов из каждой пары смежных операций.

Длительность производственного цикла (календарные дни) при параллельно- последовательном виде движения примет вид:

При удвоенном размере партии (2n=300)

Рисунок 2 - График технологического цикла при параллельно-последовательном виде движения партии деталей в производстве

Выводы:

Проанализировав расчеты технологических и производственных циклов для трёх видов движения деталей, а также графики технологических циклов, можно однозначно утверждать, что самым продолжительным является последовательное движение (4800 мин). Это объясняется тем, что вся обрабатываемая партия деталей полностью передается на последующую операцию после полно­го окончания всех работ на предыдущей. Самым быстрым является параллельный вид движения (1830 мин). Это обусловлено тем, что небольшие транспортные партии деталей запускаются на последующую операцию сразу после обработки их на предыдущей операции, независимо от всей партии. Полностью загружена в этом случае наиболее трудоемкая операция с самым длительным операционным циклом, менее трудоемкие имеют перерывы. Последовательно-параллельный вид движения оказался чуть продолжительнее параллельного (1965 мин), т.к. имеет место частичное совмещение времени выполнения смежных опера­ционных циклов, т.е. следующая операция начинается до полного окончания работы на предыдущей операции и осуществляется без перерывов в изготовлении партии деталей.

Что касается удвоения размера партии, то здесь наиболее эффективным также оказывается параллельный вид движения, т.к. технологический цикл при этом завершится на 330 мин. быстрее (3330 мин), чем если бы мы дважды его повторили (3660 мин). Такая же ситуация наблюдается и при последовательно-параллельном движении. Здесь выигрыш по времени составил бы 105 мин. (3825 мин. против 3930 мин.). При последовательном движении время технологического процесса не сократится, а продолжительность производственного цикла уменьшится всего на 0,26 календарных дней (против 0,52 дней при параллельном и 0,19 календарных дней при параллельно-последовательном виде движения партии деталей в производстве).

Цель курсового проекта – сформировать у студентов четкое системное представление о производстве, организации и планировании механических цехов машиностроительных предприятий. Усвоение концепции проектирования производства на уровне участка, знание основных методологических положений общего подхода и оценки технико-экономической эффективности проектируемого варианта – основная задача данного курсового проекта.

Исходными данными для выполнения курсового проекта служат: индивидуальное задание, литературные и справочные источники, нормативно-справочные материалы для дипломного и курсового проектирования.

Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки на стандартных листах бумаги формата А4. Образец титульного листа приведен в приложении. В начале записки приводится ее содержание с указанием страниц, а в конце – перечень использованной литературы и нормативно-справочных материалов.

Все расчеты оформляются в виде таблиц (формы таблиц приведены в соответствующих разделах методических указаний). Каждая таблица сопровождается пояснением порядка расчета с указанием источника исходных данных. Номер литературного источника по перечню проставляется в квадратных скобках.

В расчетно-пояснительной записке должны быть приведены следующие разделы:

Введение.

Расчет программы запуска деталей.

Расчет нормативного размера партии деталей.

Расчет периодичности повторения производства.

Расчет длительности производственного цикла партии деталей.

Расчет необходимого количества оборудования.

Расчет капитальных затрат на здание и оборудование. Этот раздел должен содержать схему компоновки основного оборудования в виде эскизного плана.

Расчет численности и фонда заработной платы промышленно-производственного персонала. В этом же разделе приводится расчетная таблица сводных показателей по труду и заработной плате.

Расчет проектной себестоимости продукции.

Основные технико-экономические показатели участка.

Финансово-экономическая оценка инвестиционного проекта.

Выводы по проекту.

Введение

Во введении приводится описание индивидуального задания: технологического процесса, положенного в основу производства, состава оборудования, вида заготовок и основного материала.

Расчет программы запуска деталей (узлов)

Производственным процессом в машиностроении называют совокупность действий, необходимых для выпуска готовых изделий. В основу производственного процесса положен технологический процесс изготовления изделий, во время которого происходит изменение качественного состояния объекта производства. Для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса изготовления изделия необходимы еще и вспомогательные процессы. Различные этапы производственного процесса на машиностроительном заводе могут выполняться в отдельных цехах или в одном цехе.

Производственные процессы делятся на поточные и непоточные. Под поточным производственным процессом понимают такой процесс, при котором заготовки, детали или собираемые изделия в процессе их производства находятся в движении, причем это движение осуществляется с постоянным тактом в рассматриваемый промежуток времени. Под непоточным производством понимают такое производство, при котором полуфабрикаты в процессе их изготовления находятся в движении с различной продолжительностью операций и пролеживания между ними. В данном курсовом проекте будет рассматриваться непоточное производство.

Программа выпуска – число изделий, подлежащих изготовлению в единицу времени (год, квартал, месяц). В индивидуальном задании курсового проекта программа выпуска готовых деталей установлена.

На основании принятой к расчету программы выпуска продукции должна быть рассчитана программа запуска ее в производство.

Количество деталей, подлежащих запуску в цехе (на участке) в течение месяца (по каждой детали, входящей в комплект), определяется по следующей формуле:

Nз = Nвып +(-) N нп, (1)

где Nз – количество деталей, запускаемых в производство в течение месяца (величина технически допустимого брака в механическом цехе курсовым проектом не учитывается);

Nвып- количество выпускаемых готовых деталей (количество изделий или комплектов деталей, подлежащих выпуску, умноженное на количество деталей данного наименования, идущих на одно изделие в комплект);

N нп – изменение суммарных остатков незавершенного производства (заделов) на конец месяца в натуральном выражении.

Указанный расчет выполняется в таблице 1.

Таблица 1- Расчёт программы запуска деталей

Партионный метод организации производства

Организация производственного процесса во многом зависит от типа производства на предприятии. Тип производства – это классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, стабильности объема выпуска продукции и специализации рабочих мест. Различают три основных типа организации производства: единичное, серийное и массовое. В данном курсовом проекте студентам необходимо организовать среднесерийный производственный процесс, протекающий в рамках производственного участка машиностроительного предприятия.

Производственным участком называют часть объема цеха, в котором расположены рабочие места, объединенные транспортно-накопительными устройствами; средства технического, инструментального и метрологического обслуживания; средства управления участком и охраны труда.

Серийным производственным процессом называют такой процесс, при котором периодически изготавливают относительно ограниченную номенклатуру изделий в количествах, определяемых партиями или сериями. Основным принципом этого вида является изготовление всей партии (серии) целиком как в обработке деталей, так и в сборке. Понятие «партия» чаще относится к количеству деталей, «серия» - к количеству машин, запускаемых в производство одновременно. Среднесерийный производственный процесс – это классическая форма партионного метода. Для данного типа производства характерно использование станков: универсальных, специализированных, автоматизированных, агрегатных; применяется универсально-переналаживаемая оснастка; квалификация рабочих – средняя.

Достижение равномерной работы при партионном методе обеспечивается разработкой ряда нормативов, организующих производственный процесс. Важнейшими из них являются: величина партии деталей, длительность производственного цикла изготовления партии деталей, период повторяемости запуска партий.

Методы расчета партии деталей

Первый способ заключается в нахождении такого количества деталей в партии, при которой общая сумма затрат на одну деталь принимает минимальное значение. Так, при росте партии деталей со 100 до 600 штук затраты на переналадку снижаются в 6 раз.

Второй способ расчета партии деталей исходит из условия, что время обработки данной партии деталей на любом рабочем месте не должно быть продолжительностью менее смены. Это условие объясняется стремлением не допустить переналадки оборудования для обработки других деталей в течение одной смены. В этом случае за основу расчет принимается минимальное штучное время операции (Тштм), затрачиваемое при изготовлении детали в данном цехе. Расчет партии деталей ведется по формуле:

N= Тсм/ Т штм ×К н, (2)

где Тсм- сменный фонд времени работы оборудования, ч;

Тштм – минимальное штучное время операции;

Третий способ расчета партии деталейисходит из условия наиболее полного использования оборудования. Именно этот способ расчета и предлагается использовать студентам в курсовом проекте для расчета нормативного размера партии деталей. В основу расчетов положено предельно допустимое соотношение между подготовительно-заключитльным временем (Тпз) и штучным временем (Тшт) ведущей операции. Размер партии, рассчитанный для ведущей операции детали, является обязательным для всех других операций. Ведущей при этом считается операция с самым длительным подготовительно-заключительным временем. Расчет партии деталей (N) ведется по формуле:

N = Тпз / Т шт ×Кн, (3)

где Т пз – подготовительно-заключительное время по ведущей опрации;

Т шт- штучное время по ведущей операции;

Кн- коэффициент наладки оборудования.

N =Σ Тпз / ΣТ шт ×Кн. (3’)

Коэффициент наладки оборудования характеризует максимально допустимое отношение времени наладки к штучному времени. Размеры коэффициентов наладки определены отраслевыми научно-исследовательскими институтами с учетом типа производства, материалоемкости деталей. Так, для крупносерийного производства коэффициент наладки определен в пределах от 0,03 до 0,06; а мелкосерийного производства-0,1.

При определении размера партии для материалоемких деталей коэффициент наладки выбирается в зависимости от себестоимости детали и числа операций, закрепленных за одним рабочим местом. Например, при себестоимости деталей 2-15 рублей и числа операций, закрепленных за одним рабочим местом-10, коэффициент наладки составляет 0,03; при 20 операциях -0,04; при 30 операциях – 0,06.

При определении коэффициента наладки можно ориентироваться на вес и габаритные размеры изготавливаемых деталей. Так, для больших деталей весом 5-10 кг, коэффициент наладки принимается – 0,03; для средних деталей весом от 1 до 5 кг, коэффициент наладки равен 0,05; для мелких деталей весом менее кг, коэффициент наладки принимается 0,07. В индивидуальном задании на выполнение курсового проекта приводятся данные о весах изготавливаемых деталей, поэтому предпочтительнее использовать последний вариант выбора коэффициента наладки.

Определение нормативного размера партии деталей

Расчет нормативного размера партии деталей осуществляется в следующей последовательности.

На основе технологических карт на обработку деталей определяют ведущую операцию. Выбор ведущей операции производится только по станочным операциям механической обработки. Оборудование и операции других видов обработки (термические, гальванические и др.) в расчет не принимаются, как и станки на ручных операциях. Необходимо иметь в виду, что станки в пределах отдельных групп оборудования, например, токарно-винторезные станки (шифр

СТВ-1,СТВ-2,СТВ-3, СТВ-4 и СТВ-5), вертикально-фрезерные станки (шифр ВФ-1), продольно-фрезерные станки (шифры ПФ-1 и ПФ-2) и др. объединяются в одну группу.

По этой группе и производится расчет ведущей операции по каждой детали и отдельным ее операциям. Осуществлять указанный расчет в целом по широкой группе оборудования (например, токарным, фрезерным, сверлильным и др. станкам) нельзя.

В таблице 2 приводится выбор ведущей операции по пяти группам станков (продольно-фрезерным, токарно-винторезным, копировально-фрезерным, долбежным и вертикально-сверлильным).

Таблица 2-Выбор ведущей операции по группам станков (условный пример)

№ детали	Группы станков
	Продольно-фрезерные ПФО-1		Токарно-винторезные СТВ-1		Копировально-фрезерные КОПФ-4		Долбежные		Вертикально-сверлильные СВС-2
					82

Суммарное подготовительно-заключительное ΣТпз и штучное ΣТшт время определено в таблице 2 путем последовательного сложения этих времен по каждой группе станков применительно к данным, приведенным в соответствующих технологических картах на обработку деталей. Указанный расчет осуществляется по отдельным операциям технологического процесса. Поскольку наибольшее ΣТпз оказалось по копировально- фрезерной группе станков, копировально-фрезерная операция и будет ведущей. В случае, если ΣТпз окажется одинаковым по двум и более группам станков, то ведущей операцией считается та, которой соответствует наименьшее ΣТшт.

Определив ведущую операцию, производят расчет минимального размера партии деталей по формуле (3’):

N min=ΣТпз/Кн*ΣТшт, (3`)

где N min – минимальный размер партии, шт;

ΣТпз – суммарное подготовительно-заключительное время по ведущей операции комплекта;

ΣТшт- суммарное штучное время по ведущей операции комплекта;

Кн – коэффициент наладки оборудования.

Если вес и габаритные размеры деталей различны настолько, что Кн принимает разные значения, то расчет минимального размера партии деталей ведется по самой тяжелой детали с соответствующим ей Кн.

Полученная по формуле (3`) минимальная величина партии корректируется применительно к конкретным производственным условиям.

При установлении нормативного размера партии деталей следует руководствоваться следующими основными правилами:

1.размер партии деталей должен быть равным или кратным величине месячной программы запуска данной детали;

2.количество деталей в партии должно быть таково, чтобы для их обработки на одном рабочем месте требовалось времени не менее полусмены (240 мин) , но не более смены (480 мин). При этом данный расчет производится по операции, требующей минимального штучного времени на механическую обработку одной детали.

Периодичность повторения производства

Под периодичностью повторения производства (ритмом партии) понимается отрезок времени между запуском или выпуском двух последовательно изготавливаемых партий предметов данного наименования.

Расчет периодичности запуска – выпуска партии деталей (ритм партии) производится по следующей формуле (4) :

П= Тп / Nзап *N норм, (4)

где П- периодичность запуска-выпуска партии деталей, дн;

Тп- период, на который установлена программа запуска, дн (число рабочих дней в месяце);

N зап – программа запуска деталей за месяц, шт;

N норм – нормативный размер партии деталей, шт.

5. Определение длительности производственного цикла

партии деталей

Эффективность и технико-экономические показатели производственного процесса зависят от его организации во времени. Одним из показателей является длительность производственного цикла. Под длительностью производственного цикла понимается отрезок времени от момента запуска изделия (узла, детали) в производство до момента полного изготовления и приемки отделом технического контроля.

При одном и том же задании, при одних и тех же нормах времени на операцию, меняя только путь и вид движения предметов труда во времени, можно управлять продолжительностью производственного процесса производства. Результат зависит от длительности операции, количества единиц продукции и количества одновременно работающих станков на данной операции.

Количество изделий, одновременно передвигающихся от одной операции к другой, называется передаточной партией.

Существует три основных вида движения деталей в процессе производства: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный (смешанный).

Последовательный вид движения деталей по операциям характеризуется тем, что вся партия деталей передается с операции на операцию целиком. Длительность цикла при последовательном сочетании операций является наибольшей и исчисляется по формуле:

Т ц посл = ∑Тшт ×n , (5)

где ∑Тшт- время обработки одной детали на всех операциях;

n- количество деталей в партии.

При параллельном движении предмет труда немедленно передается с одной операции на другую и производство осуществляется одновременно на всех операциях. Длительность цикла для параллельного вида движения определяется по формуле:

Тц пар = ∑Тшт + (n-1) T max , (6)

где T max- время выполнения наиболее длительной операции.

При параллельном виде движения предметов труда длительность технологического цикла резко снижается, однако появляются простои на рабочих местах, где продолжительность операции меньше, чем наиболее трудоемкой,главной операции. В свзи с этим параллельный вид движения оправдан в том случае, когда время различных операций примерно равно или кратно друг другу, т.е. в условиях непрерывно-поточного производства.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что выполнение последующей операции начинается до окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции. При этом виде движения деталей смежные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются некоторое время параллельно. При параллельно-последовательном виде движения деталей по операциям длительность цикла определяется по формуле:

Т ц смеш = ∑ С + n*T к, (7)

где ∑ С- сумма смещений (С 2 означает первое смещение 2-й операции

относительно 1-й; соответственно С 3 означает смещение

3-й относительно 2-й и т.д).;

Т к – время обработки детали на конечной операции;

m- число операций изготовления детали;

Пусть T m – время обработки детали на последующей операции.

Если на предшествующей операции обработка детали потребует меньшего или равного времени по сравнению с последующей, т.е.

Т m -1 ≤ Tm, то смещение Сm = Т m -1 , а когда Т m -1 > Tm , то смещение определяется по формуле 7.1:

Сm = n* Т m -1 – (n-1) Tm. (7.1)

Другим способом определения длительности цикла при параллельно-последовательном виде движения служит следующая формула:

Т ц смеш = ∑Тшт + (n-1) [∑Тдл- ∑Ткор], (8)

где ∑Тдл- время суммарной продолжительности всех длительных операций;

∑Ткор- время продолжительности всех коротких операций.

Для определения длительности операций строят эпюру. Под длительными понимают операции, расположенные между двумя менее длительными. Короткими считаются операции, которые расположены между двумя длительными. Операции, расположенные на склоне, в расчете не участвуют и не входят в сумму длительных и коротких операций .

В серийном производстве применяется последовательный и параллельно-последовательный виды движения партии деталей.

Длительность производственного цикла состоит из рабочего периода и перерывов. Рабочий период состоит из суммы времени технологических операций, суммы времени межоперационного пролеживания и суммы времени междусменного пролеживания. Длительность технологических операций и подготовительно-заключительной работы в сумме образуют операционный цикл. Поэтому, длительность производственного цикла в календарных днях определяется по формуле (9):

∑Тпз+ n ∑Тшт * К пар, (9)

Тц календ = 60 * Тсм* С * К в.н.

где Тц календ – длительность производственного цикла партии деталей, кал.дн (без учета выходных и праздничных дней);

n – нормативный размер партии;

∑Тшт - суммарная норма штучного времени по всем операциям изготовления данной детали;

∑Тпз – суммарная норма подготовительно- заключительного времени по всем операциям изготовления данной детали;

Кпар – коэффициент параллельности; Кпар = Тц смеш / Тц посл;

60 – коэффициент перевода в часы;

Тсм – нормальная продолжительность смены, час;

С- количество рабочих смен в сутки;

Кв.н. – плановый коэффициент выполнения нормы (для упрощения расчетов Кв.н. в курсовом проекте принимается лишь по станочным работам);

Км.о. – средний коэффициент межоперационного времени, который равен 1,25-2,0; этот коэффициент показывает время междусменного и внутрисменного пролеживания, а также время технического контроля и время транспортировки деталей внутри цеха.

Для проверки возможности выполнения всей программы по запуску деталей в течение месяца исходят из определившейся длительности производственного цикла обработки партии деталей и производят дополнительный расчет по следующей формуле:

Тц об = (А-1)×П + Тц+ Д, (10)

где Тц об - общая длительность производственного цикла обработки всей программы по запуску деталей каждого наименования в течение месяца, кал.дн;

А- число партий, запускаемых в течение месяца (определяется путем деления программы по запуску деталей каждого наименования на нормативный размер партии деталей);

П – периодичность запуска партий деталей, дн;

Тц- длительность производственного цикла партии деталей, дн.;

Д- число выходных и праздничных дней в месяце.

В случае, если общая длительность производственного цикла обработки всей программы превышает количество рабочих дней в месяце, необходимо перейти с последовательного вида движения партии деталей на параллельно-последовательный или увеличить число смен работы участка.

Расчет длительности производственного цикла, как партии деталей, так и всей программы по запуску их в производство, осуществляется в таблице 3.

Методические указания к выполнению практической работы

на тему «Расчет длительности производственного и технологического цикла»

Цель практической работы: изучить сущность производственного цикла, научиться выполнять расчет длительности производственного цикла, выявить основные пути сокращения длительности производственного цикла.

Введение

Производственный процесс представляет собой совокупность отдельных процессов труда, направленных на превращение сырья и материалов в готовую продукцию. Содержание процесса производства оказывает определяющее воздействие на построение предприятия и его производственных подразделений. Грамотная организация производственного процесса является основой деятельности любого предприятия.

Основные факторы производственного процесса, определяющие характер производства, – это средства труда (машины, оборудование, здания, сооружения и т.д.), предметы труда (сырье, материалы, полуфабрикаты) и труд как целесообразная деятельность людей. Непосредственное взаимодействие этих трех основных факторов и образует содержание производственного процесса.

Производственный цикл - один из важнейших технико- экономических показателей, который является исходным для расчета многих показателей производственно-хозяйственной деятельности предприятия. На его основе, например, устанавливаются сроки запуска изделия в производство с учетом сроков его выпуска, рассчитываются мощности производственных подразделений, определяется объем незавершенного производства и осуществляются другие планово-производственные расчеты.

Производственный процесс протекает во времени и пространстве, поэтому производственный цикл можно измерить длиной пути движения изделия и его комплектующих элементов, а так же временем, в течение которого изделие проходит весь путь обработки.

Основные понятия о производственном и технологическом цикле

Производственный цикл - календарный период времени с момента запуска сырья и материалов в производство до момента выхода готовой продукции, приемки ее службой технического контроля и сдачи на склад готовой продукции, который измеряется в днях, часах.

Различают простой и сложный производственные циклы.

Простой производственный цикл – это цикл изготовления детали. Сложный производственный цикл – цикл изготовления изделия.

Структура производственного цикла включает время выполнения основных и вспомогательных операций, естественных процессов и перерывов в изготовлении изделий (рис. 1).

Рисунок 1 – Структура производственного цикла

Производственный цикл имеет две стадии:

1) время протекания процесса производства;

2) время перерывов в процессе производства.

Время протекания процесса производства, которое называется технологическим циклом, или рабочим периодом, включает:

Время на подготовительно-заключительные операции;

Время на технологические операции;

Время на протекание естественных процессов;

Время на транспортировку в процессе производства;

Время на технический контроль.

Время перерывов в процессе производства - время, в течение которого не осуществляется никакого воздействия на предмет труда и не происходит изменения его качественной характеристики, но продукция еще не является готовой и процесс производства не закончен.

Время перерывов в процессе производства включает:

Время межоперационного пролеживания;

Время междусменного пролеживания.

Подготовительно-заключительное время затрачивается рабочим (или бригадой) на подготовку себя и своего рабочего места к выполнению производственного задания, а также на все действия по его завершению. Оно включает время на получение наряда, материала, специальных инструментов и приспособлений, наладку оборудования и др.

Время технологических операций - это время, в течение которого осуществляется непосредственное воздействие на предмет труда либо самим рабочим, либо машинами и механизмами под его управлением.

Время естественных технологических процессов - это время, в течение которого предмет труда изменяет свои характеристики без непосредственного воздействия человека и техники (сушка на воздухе окрашенного изделия, остывание нагретого изделия и др.).

Время на технический контроль и время на транспортировку в процессе производства составляют время технического обслуживания, которое включает:

Контроль качества обработки изделия;

Контроль режимов работы машин и оборудования;

Перевозку заготовок, материалов, приемку и уборку обработанной продукции.

Различают регламентированные и нерегламентированные перерывы. Регламентированные перерывы делятся на межоперационные и междусменные.

Межоперационные (внутрисменные) перерывы делятся на:

Перерывы партионности (имеют место при обработке деталей партиями: каждая деталь, поступая к рабочему месту в составе партии, пролеживает дважды - до начала и по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию);

Перерывы ожидания (обусловлены несогласованностью (несинхронностью) длительности смежных операций технологического процесса и возникают, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место для выполнения следующей операции);

Перерывы комплектования (возникают в, тех случаях, когда детали и узлы пролеживают в связи с незаконченностью изготовления других деталей, входящих в один комплект).

Междусменные перерывы определяются режимом работы (количеством и длительностью смен) и включают перерывы между рабочими сменами, выходные и праздничные дни, обеденные перерывы.

Нерегламентированные перерывы включают:

1) перерывы из-за нарушения производственного процесса – это время перерывов по организационно-техническим причинам (неисправность оборудования и устранение неисправности; отсутствие заготовок, деталей, материалов на рабочем месте; отсутствие электроэнергии, пара, газа, воды; отсутствие инструмента, оснастки; ожидание крана, электрокара);

2) перерывы, зависящие от исполнителя, которые в свою очередь делятся на два вида:

Перерывы, вызванные нарушением трудовой дисциплины (опоздание на работу, самовольные отлучки с рабочего места, преждевременный уход с работы и т.п.);

Перерывы по уважительным причинам (отлучка исполнителя с разрешения администрации, внезапное заболевание, травма, посещение медпункта, обучение ученика и т.п.).

Расчет производственного и технологического цикла

Расчет длительности производственного цикла производится по формуле:

где Т п.ц. , Т техн. - соответственно длительность производственного и технологического циклов;

Т ест.пр. - время естественных процессов;

Т пер. - продолжительность перерывов.

При расчете длительности производственного цикла Т п.ц. учитываются лишь те затраты времени, которые не перекрываются временем технологических операций (например, затраты времени на контроль, транспортирование изделий). Перерывы, вызванные организационно-техническими неполадками (несвоевременное обеспечение рабочего места материалом, инструментами, нарушение трудовой дисциплины и т.п.), при расчете плановой длительности производственного цикла не учитываются.

Основной составляющей производственного цикла является продолжительность технологических операций, которая составляет технологический цикл. Длительность технологического цикла в большой степени зависит от способа передачи деталей с операции на операцию. Существуют три вида движения деталей в процессе их изготовления: последовательный; параллельно- последовательный; параллельный.

1. При последовательном виде движения предметов труда детали на каждой операции обрабатываются целой партией. Передача деталей на последующую операцию производится после окончания обработки всех деталей данной пар­тии.

При последовательном виде движения технологический цикл Т посл. обра­ботки партии деталей n на операциях m равен:

где n - количество деталей в партии, шт.;

i - число операций (i = 1…m);

t i - штучное время обработки одной детали на i-ой операции, мин;

РМ i - число параллельных рабочих мест на i-ой операции.

При последовательном виде движения предметов труда партия деталей за­держивается на каждой операции до полной обработки всех деталей из партии (т.е. наблюдаются перерывы партионности). Это приводит к увеличению неза­вершенного производства, удлинению технологической части производствен­ного цикла. Данный вид применяется в единичном и мелкосерийном производ­стве.

Длительность технологического цикла обработки партии деталей на i-ой опе­рации равна:

Длительность технологического цикла при последовательном виде движе­ния предметов труда складывается из времени выполнения партии деталей на каждой операции, т.е. из операционных циклов:

Для сокращения длительности технологического цикла применяются дру­гие виды движения предметов труда.

№ опе- рации	t шт. , мин.	РМ	Время, мин.
0 20 40 60 80 100 120 140 160
n = 20 шт.
			40
			60
			20
			40

Рисунок 2 - Технологический цикл при последовательном движении партии деталей

Достоинства этого метода: отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего на каждой операции; возможность их высокой загрузки в течение смены; простота организации.

Недостатки этого метода: детали пролеживают длительное время из-за перерывов партионности, следствием чего является создание большого объема незавершенного производства; из-за отсутствия параллельности в обработке деталей продолжительность технологического цикла наибольшая.

Последовательный вид движения применяется, как правило, в единичном и мелкосерийном производствах.

2. Параллельно-последовательный вид движения - это такой порядок пере­дачи предметов труда, при котором выполнение последующей операции начи­нается до окончания обработки всей партии на предыдущей операции, т.е. име­ется параллельность выполнения операций. При этом обработка деталей всей партии на каждой операции производится непрерывно.

Возможны 2 варианта параллельно-последовательного вида движения:

а) Длительность операционного цикла на предшествующей операции меньше, чем на последующей. В этом случае начало обработки на последующей операции возможно сразу после окончания обработки первой штуки или передаточной партии на предыдущей операции. На последующую опера­цию детали передаются поштучно по мере их готовности, при этом они (кроме первой) будут пролеживать в ожидании освобождения рабочего места на последующей операции.

б) Продолжительность операционного цикла на предшествующей операции больше, чем на последующей. В этом случае начало обработки на последующей операции определяется из условия, что последняя штука или передаточная партия, будучи закончена обработкой на предыдущей операции, немедленно начинает обрабатываться на последующей. Для обеспечения непрерывной работы на после­дующей (короткой) операции на предшествующих создается задел готовых де­талей. При передаче деталей на последующую операцию ориентируются на по­следнюю деталь. Ко времени начала работы над ней на последующей операции надо закончить обработку всех остальных деталей в партии.

При больших партиях передача деталей осуществляется не по­штучно, а транспортной (или передаточной) партией р .

Общая продолжительность технологического цикла при параллельно-последовательном движении Т п-п сокращается по сравнению с последователь­ным движением на сумму тех отрезков времени τ , в течение которых смежные операции выполняются параллельно, т.е.:

, (5)

В практических расчетах эта экономия может быть рассчитана по наиболее короткой операции из двух смежных:

, (6)

Таким образом, получаем:

, (7)

Если передача предметов труда осуществляется поштучно, то вместо р подставляется 1.

№ опе- рации	t шт. , мин.	РМ	Время, мин.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
n = 20 шт., p = 5 шт.
			10 10 10 10
			15 15 15 15
			5 5 5 5
			10 10 10 10

Рисунок 3 - Технологический цикл при параллельно- последовательном движении партии деталей

Этот метод применяется при значительном выпуске одноименной продук­ции на участках с неравномерной мощностью оборудования на предприятиях серийного и крупносерийного выпуска продукции при больших партиях дета­лей и значительной трудоемкости операций. Его применение требует постоян­ного поддержания между операциями минимальных запасов предметов труда, тщательных предварительных расчетов, четкого планирования и регулирования производства.

Достоинства этого метода: отсутствие простоев в работе оборудования и рабочих; значительное сокращение продолжительности технологического цикла по сравнению с последовательным видом движения.

Данный вид движения широко используется в среднесерийном и крупносерийном производствах при обработке деталей большой трудоемкости.

3. Параллельный вид движения - это такой порядок передачи предметов тру­да, при котором каждая деталь (или транспортная партия) передается на после­дующую операцию немедленно после окончания обработки на предыдущей операции.

При парал­лельном виде движения предметов труда достигается ещё большее сокращение технологического цикла.

Таким образом, обработка деталей партии осуществляется одновременно на многих операциях. Здесь нет пролеживания деталей из-за перерывов партионности, что приводит к сокращению длительности технологической части производственного цикла и уменьшению незавершенного производства.

При построении графика параллельного вида движения сначала отмечается технологический цикл для первой детали или транспортной партии р. Затем на операции с самым продолжительным операционным циклом (t гл. - главная опе­рация) строится цикл проведения работ по всей партии n без перерывов. Для всех деталей (транспортных партий), кроме первой, достраиваются операцион­ные циклы на всех других операциях.

Общая длительность технологической части производственного цикла Т пар. определяется по формуле:

, (8)

где - время наиболее продолжительной операции (главной).

При поштучной передаче р = 1.