Производственным циклом изготовления той или иной машины или ее отдельного узла (детали) называется календарный период времени, в течение которого этот предмет труда проходит все стадии производственного процесса – от первой производственной операции до сдачи (приемки) готового продукта включительно. Сокращение цикла дает возможность каждому производственному подразделению (цеху, участку) выполнить заданную программу с меньшим объемом незавершенного производства. Это значит, что предприятие получает возможность ускорить оборачиваемость оборотных средств, выполнить установленный план с меньшими затратами этих средств, высвободить часть оборотных средств.
Производственный цикл состоит из двух частей: из рабочего периода, т.е. периода, в течение которого предмет труда находится непосредственно в процессе изготовления, и из времени перерывов в этом процессе Tпер.
Рабочий период состоит из времени выполнения технологических Tтех и нетехнологических операций Tн/тех; к числу последних относятся все контрольные и транспортные операции с момента выполнения первой производственной операции и до момента сдачи законченной продукции.
Структура производственного цикла (соотношение образующих его частей – Tтех, Tн/тех, Tпер) в различных отраслях машиностроения и на разных предприятиях неодинакова. Она определяется характером производимой продукции, технологическим процессом, уровнем техники и организации производства. Однако, несмотря на различия в структуре возможности сокращения длительности производственного цикла заложены как в сокращении рабочего времени, так и в сокращении времени перерывов. Опыт передовых предприятий показывает, что на каждой стадии производства и на каждом производственном участке могут быть обнаружены возможности дальнейшего сокращения длительности производственного цикла. Оно достигается проведением различных мероприятий как технического (конструкторского, технологического), так и организационного порядка. Особое внимание следует обращать на сокращение времени перерывов Tпер, на долю которых в структуре производственного цикла в се-рийном производстве может приходиться до 60 % и только 40 % на долю (Tтех + Tн/тех).
В общем виде продолжительность производственного цикла рассчитывается по формуле
T = Tтех + Tн/тех + Tпер,
где (Tтех + Tн/тех) – продолжительность рабочего периода, состоящего из времени технологических операций и времени нетехнологических операций соответственно.
Время нетехнологических операций обычно не учитывают при расчете продолжительности производственного цикла, поскольку при изготовлении деталей партиями контрольные и транспортные операции перекрываются временем технологических процессов. Другими словами, пока изготавливается очередная партия деталей, предыдущая (уже изготовленная партия) контролируется и перемещается на следующую операцию. В единичном производстве в продолжительность производственного цикла обязательно следует включать время нетехнологических операций, а в серийном – нет. Далее будем рассматривать проблему расчета продолжительности производственного цикла для условий серийного производства.
Время перерывов, в основном, состоит из времени перерывов между операциями. Эти перерывы возникают из-за того, что принцип пропорциональности невозможно выдержать абсолютно для всех выпускаемых на предприятии деталей и узлов. В течение этого времени детали пролеживают около станков в ожидании обработки на следующем рабочем месте. Упрощенно полагают, что Tпер = mTmo, где m – количество технологических операций в производственном процессе, Tmo – среднее время перерыва между двумя операциями.
Время выполнения технологических операций (технологический цикл) зависит от вида движения предметов труда в процессе их обработки или сборки, то есть от того каким образом организован технологический процесс во времени. Различают три основных вида организации производственных процессов во времени.
1 Последовательный Tp, характерный для единичной или партионной обработки или сборки изделий.
2 Параллельно-последовательный Tpp, используемый в условиях прямоточной обработки или сборки изделий.
3 Параллельный Tpr, применяемый в условиях поточной обработки или сборки.
При последовательном виде движения производственный заказ – одна деталь, или одна собираемая машина, или партия деталей (серия машин) – в процессе их производства переходит на каждую последующую операцию процесса только после окончания обработки (сборки) всех деталей (машин) данной партии (серии) на предыдущей операции. В этом случае с операции на операцию транспортируется вся партия деталей одновременно. При этом каждая деталь партии машины (серии) пролеживает на каждой операции сначала в ожидании своей очереди обработки (сборки), а затем в ожидании окончания обработки (сборки) всех деталей машин данной партии (серии) по этой операции.
Партией деталей n называется количество одноименных деталей, одновременно запускаемых в производство (обрабатываемых с одной наладки оборудования). Серией машин называется количество одинаковых машин, одновременно запускаемых в сборку.
На рис. 2.1 показана диаграмма технологического цикла, состоящего из четырех операций различной продолжительности. Если на рисунке было бы показано и время перерывов между операциями – то это была бы уже диаграмма производственного цикла. Каждая операция выполняется на одном станке. После окончания обработки рабочим всей партии деталей n на предыдущей операции. она вся целиком передается на следующую операцию.
Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что процесс обработки деталей (сборки машин) данной партии (серии) на каждой последующей операции начинается раньше, чем
полностью заканчивается обработка всей партии деталей (сборки машин) на каждой предыдущей операции. Детали передаются с одной операции на другую частями, транспортными (передаточными) партиями величиной k. Накопление некоторого количества деталей на предыдущих операциях перед началом обработки партии на последующих операциях (производственный задел) позволяет избежать возникновения простоев.
Параллельно-последовательный вид движения предметов труда позволяет значительно уменьшить продолжительность производственного процесса обработки (сборки) по сравнению с последовательным видом движения. Применение параллельно-последовательного вида движения экономически целесообразно в случаях изготовления трудоемких деталей, когда длительности операций процесса значительно колеблются, а также в случаях изготовления малотрудоемких деталей крупными партиями (например, нормалей мелких унифицированных деталей и т.д.). На рис. 2.2, а представлена диаграмма параллельно-последовательного технологического цикла изготовления партии деталей величиной n, разбитой на три транспортные (передаточные) партии, каждая из которых содержит k единиц деталей. Время запуска каждой передаточной партии на следующую операцию подбирается так, чтобы на этой следующей операции обработка всех передаточных партий осуществлялась бы без простоев станков. Время межоперационных перерывов Tmo на графике не показано.
При параллельном виде движения обработка (сборка) каждой передаточной партии k на каждой последующей операции начинается немедленно после окончания предыдущей операции. Этим параллельный технологический цикл отличается от параллельно-последовательного, в котором передаточная партия может некоторое время пролеживать до запуска на следующую операцию. Общая продолжительность процесса обработки (сборки) партии деталей (серии машин) значительно уменьшается по сравнению с тем же процессом, выполняемым последовательно, а в некоторых случаях и параллельно-последовательно. В этом заключается существенное преимущество параллельного вида движения, позволяющего значительно сократить продолжительность производственного процесса.
График параллельного цикла изготовления партии деталей показан на
2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА, СООТВЕТСТВУЮЩИХ РАЗЛИЧНЫМ ВИДАМ ДВИЖЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ ТРУДА
Предположим, что процесс технологической обработки или сборки изделия состоит из i операций, каждая из которых имеет продолжительность ti мин. (i = 1, 2, ..., m). Для производства n изделий можно организовать последовательный, параллельно-последовательный и параллельный производственный циклы. Известны следующие формулы для расчета продолжительности этих циклов.
Последовательный производственный цикл
m
Tp=Tтех+Tпер=n $ ti+mTmo ;
i=1
(2.1)
параллельно-последовательный
m m-1
Tp=Tтех+Tпер=(n $ ti + (n-k)$tsi) + mTmo ;
i=1 i=1
параллельный
m
Tpr=Tтех +Tпер=[k$ti + (n-k)tg) + mTmo , (2.3)
i=1
где k - передаточная (транспортная) партия, ед.; tsi - более короткая по продолжительности операция из двух смежных в технологическом цикле; tg - главная операция (самая продолжительная) в технологическом цикле; Tmo - среднее время одного межоперационного перерыва; m - количество технологических операций.
Самый короткий по продолжительности и, следовательно, самый производительный - это параллельный цикл. Наиболее продолжительный и наименее производительный - это последовательный цикл.
Пример. Рассчитать продолжительность последовательного, параллельно-последовательного и параллельного производственного циклов. Исходные данные: t 1 = 6, t2 = 3, t 3 = 4, t4 = 1 мин, n = 12 ед., k = 4 ед. Среднее межоперационное время перерыва Tmo = 2 мин.
Р е ш е н и е . По (2.1) определяем продолжительность последовательного производственного цикла:
Tp = 12 (6 + 3 + 4 + 1) + 4 *2 = 168 + 8 = 176 мин.
По (2.2) определяем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла:
Tpp = [12 (6 + 3 + 4 + 1) - (12 - 4) (3 + 3 + 1)] + 4 ? 2 =
= [168 - 56] + 8 = 120 мин.
Более короткая по продолжительности операция tsi из двух смежных в технологическом цикле выбирается следующим образом из операций