Расчет и анализ длительности производственного цикла простого процесса

Длительность производственного цикла (производственный цикл) во многом зависит от способа передачи изделия с операции на операцию.

Применяются три вида движения предметов труда в процессе производства: последовательный, параллельный, параллельно-последовательный.

 

Достоинства и недостатки этих видов движения рассмотрим на следующем примере.

 

Задан технологический процесс:

№ операции
ti, мин.

 

Необходимо организовать обработку партии из трех деталей:

n = 3, n - количество деталей в партии) на трех станках;

m = 3, m - число операций технологического процесса;

штучные нормы времени на выполнение операций технологического процесса ti (в мин.) указаны на графиках движения партии деталей при последовательном, параллельном и параллельно-последовательном видах движения (рис.3).

 

 

А) Последовательный вид движения

№ опер.

ti, мин.

t

пос m Тц = n S ti, i=1

Б) Параллельный вид движения

№ опер.

ti, мин.

t

пар m Тц = S ti + (n - 1) ti max, i=1

В) Параллельно-последовательный вид движения

№ опер.

ti, мин.

t0

t0

3

t

п-п пос m-1 m m-1 Тц = Тц - S t0 = n S ti - (n - 1) *S t i кор , i=1 i=1 i=1

Рис. 3. Графики движения партии деталей при последовательном, параллельном и параллельно-последовательном видах движения

При последовательном виде движения каждая последующая операция начинается только после обработки всей партии на предыдущей операции.

Достоинствами этого вида движения являются его простота и отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочих, к недостаткам следует отнести наибольшую длительность производственного цикла.

_{пос m}

Т_ц = n S t_i, (1.1)

ⁱ⁼¹

где n - количество деталей в партии, шт.;

m - число операций производственного процесса, ед.;

t_i - норма времени на выполнение операции (норма штучного времени), мин.

 

При параллельном виде движения изделия передаются на последующую операцию немедленно после выполнения предыдущей операции независимо от готовности остальной партии. Обработка изделий осуществляется передаточными (транспортными) партиями или поштучно.

_{пар m}

Т_ц = S t_i + (n - 1) t_{i max}, (1.2)

ⁱ⁼¹

где t_{i max} - время выполнения самой продолжительной по времени операции в технологическом процессе, мин.

Параллельный вид движения обеспечивает самый короткий производственный цикл, однако имеет место простой ряда станков (или пролеживание деталей из-за занятости рабочего места). Полностью загружена в том случае операция с самым длительным операционным циклом. На менее трудоемких операциях имеются перерывы в работе рабочих и оборудования.

 

Только при условии соблюдения равенства или кратности операционных циклов, т.е. при

t₁ t₂ t_m

---- = ---- =...= ---- = r,

С₁ С₂ С_m

где r - такт потока,

С_i число рабочих мест на i-ой операции (фронт работ),

работа на всех операциях и рабочих местах может вестись непрерывно.

Этот частный случай параллельного вида движения называется поточным видом движения и применяется при организации непрерывно-поточных линий.

 

Достоинства каждого из рассмотренных видов движения объединяются в комбинированном - параллельно-последовательном виде движения. Используются непрерывность последовательного вида движения и сокращение длительности производственного цикла при параллельном. При параллельно-последовательномвиде движения изготовление изделий на последующей операции начинается до окончания обработки всей партии на предыдущей операции с таким расчетом, чтобы работа на каждой операции по данной партии в целом шла без перерывов.

Существует два вида сочетания смежных операций во времени. Выбор вида определяется соотношением длительностей смежных операций:

1) если t_i > t_i+1 (в примере - операции 1-2), то применяется параллельно-последовательный вид движения с максимально возможным совмещением во времени выполнения обеих операций. Порядок построения графика параллельно-последовательного вида движения рассмотрим на первом фрагменте графика рис. 3-В) (рис. 4):

а) определяется момент окончания обработки последней (третьей) детали партии на предыдущей (первой) операции - 6 мин. с начала работы; этот же момент времени определяет самый ранний срок начала обработки третьей детали на последующей (второй) операции;

б) определяется момент окончания обработки последней детали партии на последующей операции (7 мин.);

в) определяется момент начала обработки всей партии деталей на последующей операции так, чтобы работа по партии в целом шла без перерывов:

7 - 3 = 4 мин. либо 6 - 2 = 4 мин.

Время совмещения смежных операций:

t_{0 1-2} = 6 - 4 = (n - 1) * t₂ = (3-1) *1 = 2 (мин.).

Заметим, что t₂ - время наиболее короткой из двух рассматриваемых смежных операций.

 

№ опер.

ti, мин.

t0

а)

б)

в)

t

 

Рис. 4. Фрагмент 1 графика движения партии деталей при параллельно-последовательном виде движения (см. рис. 3-В)

2) если t_i < t_i+1 (в примере - операции 2-3), то имеется возможность применить параллельный вид движения, полностью загружая рабочие места (рис.5). Время перекрытия двух смежных операций:

t_{0 1-2} = 7 - 5 = (n - 1) * t₂ = (3-1)* 1 = 2 (мин.).

Заметим также, что t₂ - время наиболее короткой из двух рассматриваемых смежных операций.

 

Таким образом, из двух рассмотренных случаев следует формула для определения времени перекрытия двух смежных операций:

t₀ = (n - 1) * t_кор .

 

Тогда длительность производственного цикла при параллельно-последовательном виде движения:

_{п-п пос m-1 m m-1}

Т_{ц =} Т_ц - S t₀ = n S t_i - (n - 1) *S t _{i кор} , (1.3)

^{i=1 i=1 i=1}

_m-1

где S t₀ - суммарное время совмещения смежных операций,

ⁱ⁼¹

t _{i кор} - время на выполнение более короткой по времени операции из каждой пары смежных операций.

 

№ опер.

ti, мин.

t0

3

t

 

Рис. 5. Фрагмент 2 графика движения партии деталей при параллельно-последовательном виде движения (см. рис. 3-В)

 

Учитывая, что:

- число рабочих мест на каждой операции С_i может быть > 1;

- изделия с операции на операцию могут передаваться транспортными партиями размером р (шт.);

- время межоперационных перерывов равно m*t _мо, где t _мо - среднее межоперационное время, m - количество операций в процессе;

- определение длительности производственного цикла для построения календарных планов необходимо производить в календарных днях, поэтому при расчете циклов следует принимать во внимание длительность смены и количество смен работы в сутках;

- при необходимости следует предусматривать затраты времени на естественные процессы t_ест в календарных днях,

формулы (1.1) - (1.3) для расчета длительности производственного цикла при последовательном, параллельном и параллельно-последовательном видах движения примут вид:

 

 

_пос 1 _m

Т_ц = ---------- * [ n å(t_i / С_i) + m*t _мо ] + t_ест (1.4)

s*F_см* f ⁱ⁼¹

 

 

_пар 1 _m

Т_ц = ----------* [ р å (t_i / С_i) + (n - р)*(t_i / С_i)_max + m*t _мо ] + t_ест (1.5)

s*F_см* f ⁱ⁼¹

 

_п-п 1 _{m m-1}

Т_ц = ---------- * [ n å (t_i / С_i) - (n - р) *å (t_i / С_i) _{кор +} m*t _мо ] + t_ест (1.6)

s*F_см* f ^{i=1 i=1}

 

где s - число смен в сутках;

F_см - длительность одной смены (мин.);

f - коэффициент для перевода рабочих дней в календарные,

при 253 рабочих днях в году и 365 календарных f = 0,69;

t_ест - время естественных процессов (в календарных днях).

 

 

1.5.3. Расчет и анализ длительности производственного цикла сложного процесса

Производственный цикл сложного процесса представляет собой общую продолжительность комплекса координированных во времени простых процессов, входящих в сложный процесс изготовления изделия или их партии.

При этом принято считать, что изготовление различных деталей изделия производится одновременно. Поэтому в длительность производственного цикла изготовления изделия включается, кроме цикла сборки, производственный цикл изготовления наиболее трудоемкой (ведущей) детали:

_{Изд Дет Сб}

Т_ц = Т_ц + Т_ц ,

_Изд

где Т_ц - длительность производственного цикла изготовления изделия (сложного процесса);

_Дет

Т_ц - длительность производственного цикла изготовления наиболее трудоемкой (ведущей) детали изделия;

_Сб

Т_ц - длительность производственного цикла сборочных работ.

 

На рис. 6. представлена веерная схема сборки изделия и соответствующая схема расчета производственного цикла сложного процесса.

 

Для оптимального построения сложных процессов с большим количеством работ, взаимные связи которых многообразны, целесообразно применение сетевых моделей.

 

 

 

 

СХЕМА СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ	Сборочные единицы
ИЗДЕЛИЕ	I - готовое изделие
			Узел	II - узел
Деталь 1	Деталь 2	Деталь 3	Деталь 4	Деталь 5	III - деталь

 

СХЕМА РАСЧЕТА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА СЛОЖНОГО ПРОЦЕССА

 

 

			ТцД1
	ТцД2
					ТцД3
		ТцД4							ТцИсб
						ТцУсб
			ТцД5
					ТцИ

 

 

Рис. 6. Длительность производственного цикла сложного процесса