Практическая работа

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ И ЕГО ДЛИТЕЛЬНОСТЬ

1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ

Производственный процесс машиностроительного предприятия представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в законченное изделие – машину.

Процесс изготовления отдельной детали или отдельный сборочный процесс, состоящий из ряда последовательных операций, является простым процессом . Совокупность простых процессов по изготовлению машин представляет собой сложный процесс . При календарном планировании производства для определения сроков начала и окончания работ необходимо определить период, в течение которого протекает тот или иной процесс производства.

Длительность производственного процесса, т.е. календарный период времени между началом и окончанием процесса изготовления заготовки, детали и всего изделия в целом, называется производственным циклом . Производственный цикл выражается в рабочих или календарных днях (сутках). Его длительность зависит от ряда факторов:

· норм времени на выполнение технологических операций;

· размера партии обрабатываемых изделий;

· порядка передачи изделий с операции на операцию;

· времени перерывов в производстве в связи с регламентом работы производства, а также в связи с пролёживанием изделий между операциями и выполнением вспомогательных работ.

Операционный цикл Т оп , т.е. календарный период обработки партии деталей (изделий) на одной операции, равен:

где n – размер партии деталей, шт. ; t ш.к – полная норма времени на операцию (штучно-калькуляционная норма времени), мин ; С – число рабочих мест на операции (фронт работы).

Возможны три вида движения партий в производстве:

· последовательный;

· параллельно-последовательный;

· параллельный.

2. ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ ПАРТИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ

2.1. Последовательный вид движения

Последовательный вид движения возможен, когда вся обрабатываемая партия деталей передаётся на последующую операцию лишь после полного окончания всех работ на предыдущей операции. При этом длительность цикла технологических операций определяется суммой операционных циклов:

,

а длительность производственного цикла Т посл включает дополнительно межоперационные перерывы, длительность естественных процессов и перерывы, связанные с режимом работы участка и завода (рис. 1 ):

где m – число операций в процессе; Т ест – длительность естественных процессов, час .; t м.о. – среднее межоперационное время, мин.

N опера- ции	t ш.к, мин	C

Рис. 1. График цикла при последовательном виде движения партий
в производстве (n = 15 шт ., t м.о . = 3 мин .)

2.2. Параллельно-последовательный вид движения

Параллельно-последовательный вид движения, при котором следующая операция начинается ранее, чем наступает полное окончание обработки всей партии на предыдущей операции, и осуществляется без перерывов в изготовлении партии деталей на каждом рабочем месте. При этом происходит частичное совмещение времени выполнения смежных операционных циклов. Передача предметов труда с операции на операцию осуществляется партиями р или поштучно (р = 1 ). Длительность технологического цикла Т п.п будет соответственно меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения операционных циклов τ (рис. 2 ):

N опера-ции	t ш.к, мин	C

Рис. 2. График цикла при параллельно-последовательном виде движения партий в производстве ( n = 15 шт ., p = 5 шт. , t м.о . = 3 мин .)

В практике встречаются два способа сочетания смежных операционных циклов:

а) предыдущий операционный цикл меньше последующего, т.е. Т оп i < Т оп ( i +1) .

В этом случае начало обработки на последующей операции возможно сразу после окончания обработки первой штуки или передаточной партии на предыдущей операции.

Экономия времени τ вследствие параллельно-последовательного сочетания операционных циклов будет определяться разностью Т´ посл и Т´ п.п :

б) предыдущий операционный цикл больше последующего, т.е. Т оп i > Т оп ( i +1) .

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. Остальные штуки или передаточные партии должны быть закончены обработкой (непрерывно) к этому моменту.

Экономия времени τ в этом случае определяется также разностью Т´ посл и Т´ п.л :

Обратите внимание на то, что экономия времени τ в том и другом случае сочетания операционных циклов определяется как произведение ( n-p ) на операционный цикл минимальной продолжительности из двух сочетаемых. Следовательно, в любом случае

тогда

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

2.3. Параллельный вид движения

Параллельный вид движения, когда небольшие передаточные партии p или отдельные детали запускаются на последующую операцию сразу после обработки их на предыдущей, независимо от всей партии. В этом случае полностью загружена наиболее трудоёмкая операция с самым длительным операционным циклом; менее трудоёмкие операции имеют перерывы (рис. 3 ).

N опера-ции	t ш.к, мин	C

Рис. 3. График цикла при параллельном виде движения партий
в производстве (n = 15 шт ., p = 5 шт. , t м.о . = 3 мин .)

При параллельном движении партии обеспечивается наиболее короткая длительность технологического производственного цикла Т´ пар :

где – цикл операции с максимальной продолжительностью.

При построении графика цикла целесообразно предусмотреть последовательную обработку первой транспортной партии без задержки по всем операциям; затем, предусмотрев непрерывную обработку всех партий на операции с максимальным операционным циклом, графически определить время начала и окончания обработки каждой партии на остальных операциях (рис. 4 ).

Рис. 4. График определения длительности цикла при параллельном виде движения

Только при условии соблюдения равенства, определяющего синхронность технологического процесса, т.е.

(где r – такт потока) работа на всех операциях и рабочих местах может вестись непрерывно. Это основное условие непрерывно-поточного производства.

3. ПРОСТОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Так как длительность производственного цикла для построения календарных планов необходимо определять в календарных и рабочих днях, то при расчёте циклов следует принимать во внимание длительность рабочего дня (в часах или минутах), число смен в сутки, режим работы участка и предприятия и межоперационные перерывы, вызванные выполнением транспортных, контрольных и других операций, а также в необходимых случаях – пролёживание деталей в ожидании обработки.

Кроме того, при необходимости следует предусматривать затраты времени на естественные процессы, выраженные в календарных днях.

Исходя из сказанного, приведённые выше формулы длительности производственного цикла примут следующий вид:

где s – число смен; T см – длительность смены, час . или мин .; f – коэффициент для перевода рабочих дней в календарные:

при 254 рабочих днях в году f = 254/365 = 0.696;

для расчёта в рабочих днях f = 1 .

Вследствие технологических особенностей операций либо различной производительности оборудования (например, в литейных и термических цехах) часты случаи, когда на отдельных стадиях процесса используются различные способы сочетания операционных циклов, например, параллельно-последовательный и последовательный. В этих случаях длительность производственного цикла необходимо определять не сразу по всему процессу, а по отдельным его частям.

Длительность сборочного процесса зависит от его сложности и условий выполнения. Сложность сборочного процесса определяется схемой сборки, которая может быть либо веерной, либо линейной.

Сборочный процесс представляет собой ряд технологических операций сборки и может рассматриваться как простой производственный процесс. Длительность его определяется так же, как и в ранее рассмотренных случаях.

4. CЛОЖНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Поскольку процессы изготовления деталей, сборки узлов и подузлов выполняются раздельно, то эти процессы могут производиться одновременно (параллельно) и задача сводится к правильной координации их во времени. Основным при этом является обеспечение комплектности хода производства, т.е. подача на сборку в точно установленное время всех необходимых для сборки деталей и узлов машины.

Поэтому для определения длительности производственного цикла сложного процесса необходимо по данным схемы сборки изделия построить цикловой график. Для построения этого графика предварительно определяют длительность циклов сборки каждой отдельной сборочной группы и узла, т.е. циклы сборочный процессов, а затем, зная срок окончания сборки изделия, можно определить сроки опережения сопряженных сборочных процессов и всего процесса в целом (рис. 5 ).

Рис. 5. Цикловой график производства изделия

Общая продолжительность цикла сборки изделия Т ц. сб определяется как сумма циклов по наиболее продолжительной «сборочной цепочке» (на рис. 5 цикл сборки равен сумме цикла общей сборки и цикла сборки узла С) при условии протекания процессов сборки в этой «цепочке» последовательно.

Аналогично на основе циклов изготовления деталей можно построить цикловой график изготовления всего изделия. Общая длительность цикла изготовления изделия Т ц. изд будет определяться наибольшей суммой циклов последовательно связанных между собой процессов изготовления деталей и сборочных процессов, т.е.

На рис. 6 длительность цикла изготовления изделия N определяется суммой циклов сборки изделия, узла 1 и изготовления детали 7 .

Спецификация

График изготовления

Сборка изделия N

Изготовление детали 1

Изготовление детали 2

Изготовление детали 3

Изготовление детали 4

Сборка узла 1

Изготовление детали 5

Изготовление детали 6

Изготовление детали 7

Изготовление детали 8

Календарь

Рис. 6. График последовательного сочетания простых процессов

При дифференцированной по срокам подаче узлов и деталей на разные этапы сборки (комплектно-узловая система) сопряженные циклы простых процессов могут протекать параллельно – последовательно, например, сборка узла У-1 и монтаж изделия (рис. 7 ).

Рис. 7. Параллельно-последовательное сочетание смежных простых процессов

Длительность производственного цикла и в этом случае будет определяться также максимальной суммой сопряжённых циклов простых процессов.

Между двумя смежными операциями или смежными частичными процессами разной производительности и при различных режимах их работы образуются межоперационные заделы.

Величина их определяется разностью производительностей этих операций за период работы в неизменных условиях:

где Т п – период времени, в течение которого смежные операции находятся в неизменных условиях по производительности; C i и C i+1 – количество единиц оборудования, работающих на смежных операциях в течение времени Т п ; t i и t i+1 – нормы времени на смежные операции.

5. ЗАДАЧИ

Задача 1.

Определить длительность технологического цикла обработки партии деталей 50 шт. при последовательном виде движения её в производстве.

Построить график последовательного процесса обработки.

Технологический процесс состоит из следующих операций:

№ операции
Норма времени, мин .
Число станков на операции

Задача 2.

Построить графики цикла простого процесса при последовательном и параллельно-последовательном видах движения.

величина партии деталей 180 шт. , величина передаточной партии 30 шт.

№ операции
Норма времени, мин .

мин .;

Расчёт и построение графиков выполнить в рабочих днях.

Задача 3.

Построить графики циклов простого процесса при последовательном и параллельно-последовательном движении партии.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 800 шт. , величина передаточной партии 80 шт .

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции
Норма времени, мин .

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 60 мин .;

работа производится в две смены.

Задача 4.

Построить графики циклов простого процесса при последовательном и параллельно-последовательном движении партии деталей.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 1000 шт .,

величина передаточной партии 200 шт .

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции
Норма времени, мин .

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 60 мин .;

работа производится в две смены.

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

Задача 5.

Построить графики циклов простого процесса при параллельном движении партии деталей.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 200 шт. ,

величина передаточной партии 20 шт . Нормы времени по операциям следующие:

№ операции
Норма времени, мин.

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 2 мин .

Работа производится в две смены.

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

Задача 6.

Используя условия задачи 5, определить, как изменится длительность цикла простого процесса при параллельном виде движения, если передаточную партию сократить до 10 шт .

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

Задача 7.

Определить длительность цикла простого процесса в рабочих днях при параллельном виде движения партии деталей при следующих условиях:

величина партии деталей 180 шт. ,

величина передаточной партии 2 шт.

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции
Норма времени, мин.

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 5 час.

Работа производится в две смены.

Задача 8.

1) Определить длительность технологического и производственного циклов в часах.

Партия деталей из 30 шт . обрабатывается последовательно.

Среднее межоперационное время 15 мин.

№ операции
Норма времени, мин.
Число станков на операции

2) Как изменится технологический цикл, если размер партии удвоить?

3) Как изменится длительность производственного цикла, если операция №2 будет разделена на две: на трехминутную и четырёхминутную, каждая из которых выполняется на одном станке?

Задача 9.

Определить срок исполнения заказа на 100 шестерён распределительного вала, если известно, что заготовки будут поданы в цех к 7 мая.

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	Операция	Норма времени, мин.	№ операции	Операция	Норма времени, мин.
	Револьверная			Затыловка
	Токарная			Протяжка
	Токарная			Снятие заусенца
	Зубофрезерная			Сверление

На операции № 4 может быть использовано два станка;

цех работает в две смены;

среднее межоперационное время 5 ч ас.;

заказ не делится на партии и передаётся с операции на операцию целиком.

Задача 10.

Используя условия задачи 9, определить, можно ли ускорить выпуск шестерён распределительного вала и выполнить заказ к 17 мая, если перейти на параллельно-последовательный вид движения с передачей деталей с операции на операцию по 10 шт.

Задача 11.

Определить длительность (в рабочих днях) производственного цикла изготовления заказа на 200 шестерён распределительного вала.

Построить календарный график его изготовления при следующих условиях:

партия деталей обрабатывается параллельно-последовательно;

величина передаточной партии 10 шт. ;

участок работает в две смены;

среднее межоперационное время 3 час .

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	Операция	Норма времени, мин.	Число станков на операции
	Сверление
	Расточка
	Протяжка
	Зубонарезная
	Протяжка
	Снятие заусенца
	Сверление

Задача 12.

Определить длительность технологического цикла обработки вилка соединительного ползуна с кулисой в количестве 400 шт.

Запуск деталей в производство осуществляется партиями по 40 шт .;

обработка ведётся параллельно-последовательно.

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	Операция	Норма времени, мин.	Число станков на операции
	Токарная обточка
	Фрезерование
	Сверление
	Фрезерование
	Долбление

Различают следующие виды движений изделий по линиям:

1) Последовательное.

2) Параллельное.

3) Параллельно-последовательное.

1) Сущность последовательного вида движения:

1. каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции;
2. передача деталей с одной операции на другую осуществляется всей партией в целом.

Длительность технологического цикла при последовательном виде движения равна

Длительность операционного цикла обработки партии одинаковых деталей на отдельной операции равна

где n – количество деталей в партии;

m – число операций, на которых обрабатывается партия деталей;

ti – норма времени на i -ю операцию;

c i – количество рабочих мест, на которых выполняется данная операция.

Пример. Имеется партия деталей n = 8 шт., технологический процесс обработки которой состоит из m = 4 операци, продолжительностью t 1 = 2 мин.; t 2 = 1 мин.; t 3 = 3 мин.; t 4 = 4 мин. Все операции, кроме третьей, выполняются на одном рабочем месте: с 1 = 1; с 2 = 1; с 3 = 2; с 4 = 1. Определить аналитическим и графическим методами длительность технологического цикла при последовательном виде движения деталей.

Решение

Продолжительность цикла обработки партии деталей составляет

Длительность операционного цикла обработки партии по каждой операции равна

После определения продолжительности операционных циклов строится график технологического цикла (рис. 2):

На графике работа двух параллельно работающих станков на третьей операции показана двумя параллельными линиями.

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.

Параллельный вид движения

Сущность параллельного вида движения:

1. детали передаются с операции на операцию поштучно или транспортными (передаточными) партиями;
2. по каждой передаточной партии обеспечивается непрерывность ее обработки на всех операциях технологического процесса (обработка без пролеживания между операциями).

Под транспортной (передаточной) партией (p) понимается часть партии n, прошедшая обработку на данной операции и транспортируемая на непосредственно следующую за ней операцию.

Длительность технологического цикла при параллельном виде движения равна

Достоинства этого метода: он обеспечивает наименьшую продолжительность технологического цикла, а также равномерную загрузку рабочих и оборудования.

Недостатки этого метода: если процесс не синхронизированный (операционные циклы не равны), то на всех операциях, кроме операции с максимальным операционным циклом, наблюдаются перерывы в работе оборудования.

Данный вид движения применяется в серийном поизв-ве.

Параллельно – последовательный вид движения

Сущность параллельно – последовательного вида движения:

1. детали передаются с операции на операцию поштучно или транспортными (передаточными) партиями (как при параллельном движении);

2. обеспечивается непрерывность обработки всей партии деталей n, т.е. на каждом рабочем месте работа ведется без перерывов (как при последовательном движении).

Продолжительность технологического цикла рассчитывается по формуле:

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.

Производственный цикл

Одной из самых главных составляющих производственной деятельности является производственный цикл. Одной из основных его характеристик является длительность производственного цикла .

Под длительностью производственного цикла понимают время, через которое сырье превращается в готовую продукцию .

Производственный цикл включает в себя:

• Время технологических операций
• Межоперационный простой
• Время на протекание естественных природных процессов (охлаждение металла, затвердевание бетона).

Межоперационный простой можно сократить за счет обоснованного вида передачи с одной операции на другую и методов организации обработки изделия:

• последовательная обработка
• параллельно-последовательная обработка
• параллельная обработка изделия

Определение длительности производственного цикла

Формула длительности цикла последовательной обработки деталей

Организация производственного процесса методом последовательной обработки деталей осуществляется в том случае, когда одна технологическая операция выполняется после завершения предыдущей и нет возможности их совмещения (одновременного выполнения) при обработке одной и той же партии изделий. То есть, до окончания обработки всей партии изделий на одной технологической операции дальнейшая обработка не производится.

Длительность цикла последовательного способа обработки деталей можно найти по формуле:

n - количество деталей в обрабатываемой партии, шт.

i – операция

m – количество операций в технологическом процессе

ti

Сi

tест

tожид - длительность ожидания обработки между технологическими операциями (межоперационные простои и пролеживания)

Пояснение формулы расчета длительности производственного цикла при последовательной обработке . Следует обратить внимание, что формула состоит из трех частей.
Первая часть формулы позволяет определить непосредственно время, в течение которого деталь (изделие) подвергается непосредственной активной обработке. Длительность обработки операции мы делим на количество станков, которые эту операцию выполняют, умножаем на количество деталей в партии. Получаем время, за которое отдельная операция будет выполнена для всей партии деталей. Сумма времени по всем операциям дает нам затраты времени на обработку деталей без учета остальных факторов.
Вторая часть формулы добавляет технологически необходимое время естественных процессов (например, остывание, снятие внутренних напряжений и т.д.). В сумме получается длительность цикла технологических операций . Это значение выведено отдельной формулой в первой строке. Оно пригодиться нам позже.
Добавление третьей части формулы , которая учитывает ожидание обработки и другие потери времени, дает длительность производственного цикла, которую мы уже и можем учитывать для целей планирования.

Формула длительности цикла параллельно-последовательной обработки

Параллельно-последовательный способ обработки предполагает частичное совмещение времени выполнение смежных операций, то есть обработка на следующих операциях начинается до окончания изготовления всей партии на предыдущих операциях, при этом нужно выдерживать условия непрерывности обработки каждой операции.

Такой способ обработки применяется в том случае, когда оборудование может работать только в непрерывном цикле. Например, термообработка партии будет экономически не целесообразна, если детали будут поступать на нее в произвольные моменты времени с произвольными перерывами. Поэтому нам нужно будет начать цикл термообработки таким образом, чтобы с момента начала обработки партии до момента ее окончания оборудование работало бы непрерывно. Момент начала обработки на таком оборудовании должен быть вычислен таким образом, что время начала обработки на текущей операции было бы таким, что деталь, вышедшая последней с предыдущей операции, тут же была отправлена в обработку на текущей или уже находилась в ожидании обработки.

Длительность технологического цикла при параллельно-последовательном способе передачи деталей (Т ц п-п ) рассчитывается по формуле:

T цикла пар посл – суммарное время выполнения технологического процесса обработки деталей при параллельно-последовательной обработке

n

p

ti – штучное время исполнения i-той операции, минут

Сi – количество станков, на которых осуществляется обработка детали на i-той операции

(t/c) кор . – длительность выполнения наименьшей из двух смежных операций

tест - длительность операций, во время которых происходят естественные (природные) процессы

Пояснение формулы расчета длительности производственного цикла при параллельно-последовательной обработке . Как видно из первой строки блока формул, из времени, рассчитанного на последовательную обработку деталей вычитается экономия времени, возникающая из-за того, что партия деталей пролеживает лишь частично и ее обработка начинается до момента окончания обработки всей партии.
Вторая строка блока формул расшифровывает первую. Длительность обработки операции мы делим на количество станков, которые эту операцию выполняют, умножаем на количество деталей в партии. Получаем время, за которое отдельная операция будет выполнена для всей партии деталей. Сумма времени по всем операциям дает нам затраты времени на обработку деталей без учета остальных факторов. Потом мы добавляем время, необходимое для естественных процессов остывания, затвердения и т.д. и вычитаем экономию времени, получающуюся за счет более раннего времени начала обработки деталей на следующей операции.
Третья строка блока формул показывает нам, как вычисляется время уменьшения обработки партии. Примите во внимание, что первая операция может быть короче второй, а может быть и наоборот. Поэтому, из двух смежных операций нам нужно выбрать ту, длительность обработки которой меньше. Теперь, когда от размера всей партии мы вычитаем размер передаточной партии, то получим количество деталей, которые, фактически, будут обработаны параллельно. Пролеживает у нас максимум, передаточная партия, которую мы и вычли. Теперь, умножив количество параллельно обрабатываемых деталей на время их параллельной обработки (t/c), при чем меньшего из двух операций, мы и получим величину экономии времени на обработку при такой организации производства.
Четвертая строка блока формул всего лишь дополняет рассчитанное нами время (см. вторую строку блока формул) временем потерь на ожидание деталями обработки в результате пролеживания.

Формула длительности цикла параллельной обработки партии деталей

Параллельное движение партии деталей характеризуется тем, что одновременно на всех операциях обрабатываются разные экземпляры данного наименования, и каждый образец проходит обработку по всем операциям непрерывно. Передача деталей с операции на операцию осуществляется поштучно или передаточными партиями. В этом случае полностью загружена самая трудоемкая операция ("узкое место"), а на других есть ожидание обработки.

Длительность цикла при параллельной обработке партии деталей находят по формуле:

T цикла паралл – суммарное время выполнения технологического процесса обработки деталей при параллельной обработке

n – количество деталей в обрабатываемой партии, шт.

p – величина транспортной (передаточной) партии шт.

ti – штучное время исполнения i-той операции, минут

Сi – количество станков, на которых осуществляется обработка детали на i-той операции

tест - длительность операций, во время которых происходят естественные (природные) процессы

Пояснение формулы расчета длительности производственного цикла при параллельной обработке . Поскольку в самом "узком месте" обработка выполняется непрерывно, то время обработки партии увеличиться только на время "застревания" деталей, превышающих размер передаточной партии (n-p) в "узком месте" (t/c)max , что нам и показывает формула.
Первая часть формулы позволяет определить непосредственно время, в течение которого деталь (изделие) подвергается непосредственной активной обработке. Длительность обработки (t) операции мы делим на количество станков (C), которые эту операцию выполняют, умножаем на количество деталей в передаточной (!) партии.
Вторая часть формулы позволяет нам вычислить длительность "застревания" партии в "узком месте". Поскольку все остальные операции будут выполнены быстрее, то длительность пролеживания и будет равна количеству ожидающих деталей (n-p) умноженному на длительность обработки в "узком месте" (t/c)max.
Третья часть формулы , которая учитывает ожидание обработки и другие потери времени, если, конечно она не указана в технологической карте как технологическая операция

Коэффициент параллельности производственного процесса

Параллельность – одновременное выполнение частей производственного процесса (стадий, операций), то есть осуществление процессов с перекрытием.

Коэффициент параллельности производства находится по формуле:

Т паралл обработки – длительность цикла при организации обработки параллельным способом движения деталей

Т факт – фактическая длительность цикла обработки деталей.

Определение длительности производственного цикла также возможно графическим способом.

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

Расчет длительности производственного цикла простого процесса

при последовательном, параллельно – последовательном и параллельном

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

Операционный цикл – это продолжительность обработки детали или партии деталей на одной операции производственного процесса.

В общем виде длительность i -го операционного цикла определяется по формуле:

где п – размер партии деталей, шт.;

– штучно – калькуляционная норма времени на i -й операции, мин.;

– количество рабочих мест на i -й операции.

Сочетание во времени выполнения операционных циклов существенно влияет на длительность технологического и, следовательно, производственного цикла.

Возможны три вида сочетания операционных циклов, которые и определяют вид движения изделий (деталей) по операциям: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный.

При последовательном виде движения вся партия деталей передается на последующую операцию лишь после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Партия деталей – это количество одноименных деталей, запускаемых в производство с однократной затратой подготовительно – заключительного времени.

Длительность технологического цикла при последовательном виде движения определяется суммой операционных циклов по формуле:

где m – количество операций в технологическом цикле.

Графический способ определения длительности технологического цикла при последовательном виде движения деталей приведен на рис. 3.2.

N оп.

Рис. 3.2. Технологический цикл при последовательном

Длительность производственного цикла при последовательном видедвижения определяется по формуле:

где – время естественных процессов, мин.;

– длительность межоперационных перерывов, мин.;

– длительность перерывов, связанных с режимом работы предприятия.

Производственный цикл, выраженный в календарных днях , определяется по формуле:

где – продолжительность смены в мин.;

f – количество смен в сутках;

– коэффициент, учитывающий режим работы предприятия, определяется по формуле:

где и – количество рабочих и календарных дней в году.

Достоинствами последовательного вида движения деталей являются:

– относительная простота организации труда;

– отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего;

– возможность их высокой загрузки в течение смены.

Однако производственный цикл при последовательном виде движения обладает наибольшей продолжительностью, т.к. каждая деталь задерживается (пролеживает) на рабочем месте в ожидании обработки всей партии деталей. Поэтому последовательный вид движения может быть рекомендован при обработке небольших партий деталей с малой их трудоемкостью на операциях, что характерно для единичного и мелкосерийного производства.

Чтобы сократить технологический цикл, применяют параллельно-последовательный вид движения . Сущность его состоит в том, что вся обрабатываемая партия деталей делится на транспортные партии по “p” деталей в каждой или поштучно (р=1). Транспортная партия обрабатывается на каждой операции без перерывов и ее можно передавать на следующую операцию, не ожидая окончания обработки по другим транспортным партиям. При этом должно соблюдаться условие непрерывной работы на каждой операции при обработке всей партии “n”.

Длительность технологического цикла будет меньше, чем при последовательном виде движения, на суммарную величину совмещения операционных циклов (), которая определяется по формуле:

где п – количество деталей в обрабатываемой партии, шт.;

р – количество деталей в транспортной партии, шт.;

– минимальное значение операционного цикла по двум смежным операциям.

Длительность технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения определяется по формуле:

Длительность производственного цикла в календарных днях для параллельно – последовательного вида движения определяется по формуле:

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения показаны на рис. 3.3.

При построении графика следует учитывать соотношение операционных циклов на смежных операциях. Если операционный цикл на предыдущей операции меньше или равен, чем на последующей, т.е. , то транспортная партия после обработки ее на предыдущей операции может сразу передаваться на последующую операцию. Непрерывность обработки достигается за счет того, что производительность на предыдущей операции выше, чем на последующей.

Рис.3.3. Технологический цикл при параллельно – последовательном

виде движения предметов труда по операциям

Если операционный цикл на предыдущей операции больше, чем на последующей, т.е. , то после обработки первой транспортной партии на предыдущей операции ее нельзя сразу передавать на последующую, так как производительность на i -ой операции меньше и не будет обеспечена непрерывность работы оборудования на (i + 1)-й операции.

Непрерывность обработки партии на последующей операции может быть достигнута лишь при накоплении перед началом ее минимального необходимого задела деталей, и, следовательно, последующая операция может быть начата в более поздний срок. Графически начало обработки на последующей операции определяют из условия, что последняя транспортная партия после ее обработки на предыдущей операции, передается сразу на последующую.

Параллельно – последовательный вид движения имеет более короткий цикл, но приводит к увеличению числа учетно-плановых единиц, к более высокому темпу работы транспортных средств. Его целесообразно применять при больших партиях и большой трудоемкости изделий, что свойственно крупносерийному производству. Однако здесь также имеет место пролеживание деталей в ожидании обработки из-за несинхронности во времени операций.

При параллельном виде движения деталей транспортные партии передаются на следующую операцию сразу после окончания их обработки на предыдущей. В этом случае пролеживание деталей между операциями ликвидируется, все операции технологического цикла выполняются параллельно, вследствие чего продолжительность технологического цикла сокращается до минимума. Простои оборудования и рабочих возникают вследствие несинхронности операционных циклов во времени. При равной длительности их простоев не будет.

Длительность технологического цикла при параллельном виде движения определяется по формуле:

Длительность производственного цикла при параллельном виде движения определяется по формуле:

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельном виде движения показан на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Технологический цикл при параллельном

виде движения предметов труда по операциям

Правила построения графика технологического цикла при параллельном виде движения формулируется следующим образом:

1. Строится технологический цикл по первой транспортной партии на всех операциях без перерывов между ними.

2. Определяется операция с самым длительным циклом и для нее строится цикл по всей обрабатываемой партии “n” без перерывов.

3. Для остальных транспортных партий, кроме первой (для нее уже построен по п. 1.), достраиваются операционные циклы на всех операциях, кроме самой продолжительной (для нее он построен по п. 2.).

Как видно из графика (рис. 3.4) непрерывно загружено оборудование только на операции, имеющей максимальный операционный цикл. На остальных операциях оборудование частично простаивает. Только для синхронного процесса, в котором операционные циклы равны, т.е. ,работа на всех операциях будет вестись без перерывов. Такой вариант процесса характерен для непрерывно – поточных линий в массовом производстве.