Длительность производственного цикла параллельный способ

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:

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.

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 ):

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:

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 :

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

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 ).

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 .

Источник

Тема 5.2. Определение длительности производственного цикла при последовательном, параллельно- последовательном и параллельном виде движения

5.2.1. Расчет длительности производственного цикла простого процесса при последовательном, параллельно – последовательном и параллельном видах движения

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:

, (5.2.1.)

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:

, (5.2.2.)

где m – количество операций в технологическом цикле.

Графический способ определения длительности технологического цикла при последовательном виде движения деталей приведен на рис. 5.2.1.

Рис. 5.2.1. Технологический цикл при последовательном виде движения предметов труда по операциям

Длительность производственного цикла при последовательном видедвижения определяется по формуле:

, (5.2.3)

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:

, (5.2.4.)

где – продолжительность смены в мин.;

f – количество смен в сутках;

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

, (5.2.5.)

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:

, (5.2.6.)

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:

(5.2.7.)

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

. (5.2.8.)

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельно – последовательном виде движения показаны на рис. 5.2.2.

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.5.2.2. 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:

. (5.2.9.)

Длительность производственного цикла при параллельном виде движения определяется по формуле:

. (5.2.10.)

Графический способ определения длительности технологического цикла при параллельном виде движения показан на рис. 5.2.3.

Рис. 5.2.3. 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. 5.2.3.) 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.

Источник