Производственный цикл; расчет длительности производственного цикла

РАСЧЕТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА Производственный цикл и его структура Производственный цикл — это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходит все операции производственного процесса или определенной его части и превращается в готовую продукцию. Он выражается в календарных днях или при малой трудоемкости изделия — в часах. Структура производственного цикла представлена на рисунке. Структура производственного цикла Методы расчета длительности производственного цикла Различают простой и сложный производственные циклы. Простой производственный цикл — это цикл изготовления детали. Сложный производственный цикл — цикл изготовления изделия. 1 В наиболее общем виде длительность производственного цикла выражается формулой: Тц = Тт + Тп-з + Te + Tк + Tmp + Тмо + Тпр, где Тт — время технологических операций, выполняемых с участием человека; Тп-з — время работ подготовительно-заключительного характера; Те — время естественных процессов; Тк — время контрольных операций; Ттр — время транспортирования предметов труда; Тмо — время межоперационного пролеживания (внутрисистемные перерывы); Тпр — время перерывов, обусловленных режимом труда. Длительность технологических операций, выполняемых с участием человека, и подготовительно-заключительных работ в совокупности образует операционный цикл — Топ. Методы расчета длительности операционного цикла простого процесса Длительность производственного цикла в большой степени зависит от способа передачи детали (изделия) с операции на операцию. Существуют три вида движения детали (изделий) в процессе их изготовления: - последовательный; - параллельный; - параллельно-последовательный. При последовательном виде движения вся производственная партия деталей передается на последующую операцию после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Пусть, например, технологический процесс обработки детали А, партия запуска для которой принята равной n = 20 штукам, состоит из пяти операций. Время выполнения каждой операции соответственно равно: t1 = 4 мин, t2 = 2 мин, t3 = 5 мин, t4 = 3 мин, t5 = 3 мин. Суммарное время обработки одной детали равно 17 минутам. Схема движения партии деталей А при заданных условиях и при последовательной форме организации производственного процесса изображена на рис. 1. N 6 5 1 nt1=80мин nt2=40мин 4 3 2 2 5 4 nt3=100мин 3 3 nt4=60мин 2 1 4 nt5=60мин 1 5 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 t Рисунок 1 - Движение партии деталей А при последовательной форме организации производственного процесса 2 Длительность операционного цикла обработки партии деталей А в данном случае (видно из графика) складывается из времени пребывания всей партии деталей на каждом рабочем месте. Тц.пос  nt1  nt 2  nt 3  nt 4  nt 5  80  40  100  60  60  340 мин или: m Тц.пос  n  t i i 1 m В общем виде: t Т ц.пос  n    ,  i 1   i где n – количество деталей в производственной партии; m – количество операций в технологическом процессе; t i - время выполнения i-й операции;  i - количество оборудования на i-й операции. Последовательная форма организации производственного процесса во времени имеет свои преимущества и свои недостатки. Достоинства: - отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможность их высокой загрузки в течение смены; -невелико число учетно-плановых единиц, т.к. партии не дробятся. Недостатки: - велико время межоперационного пролеживания из-за отсутствия параллельности в обработке деталей; - большой объем незавершенного производства; - самая большая продолжительность цикла из-за того, что при такой форме детали больше лежат, чем обрабатываются. Этот недостаток устраняется при параллельной форме. Применяется при небольших партиях и небольшой трудоемкости работ. При параллельном виде движения каждая деталь из производственной партии после обработки на предыдущей операции сразу передается на последующую операцию поштучно или небольшими частями по p – штук (так называемая транспортная или передаточная партия). Пусть для нашего примера p = 5. Схема движения партии деталей по рабочим местам при такой форме приведена на рис. 2. Из этой схемы следует, что длительность операционного цикла для рассматриваемого нами примера может быть представлена в виде трех составляющих: A, B, C. Каждая из этих составляющих, в свою очередь, может быть представлена следующим образом: 3 6 N pt1=20мин 1 рt 1  рt 2  рt 3 A 5 B  рt 3  рt 3  pt 3 pt2=10мин 5 C 4  рt 4  рt 5 . pt3=25мин 2 3 3 2 4 pt4=15мин 2 pt4=15мин 3 1 pt5=15мин 1 4 A  B0 C  pt 1А pt 2  pt 3 Вpt 4  pt 5  (Сn  p)t max  20  10  25  15  15  15  5  160 мин А 5 В С 0 2020 40 40 60 6080 80 100 100 120 140 200 180 220 240 300260 320 280 340 300 320 340 120 160 140180160 200 260 220280240 t Рисунок 2 - Движение партии деталей А при параллельной форме организации производственного процесса A  рt 1  рt 2  рt 3 B  рt 3  рt 3  pt 3 C  рt 4  рt 5 . Составляющая операционного цикла B здесь представляет собой не что иное, как время обработки партии деталей без одной передаточной партии (n-p) на четвертой операции, время выполнения которой наибольшее из всех операций технологического процесса обработки детали (tmax). Суммируя все составляющие цикла, получаем: Суммируя все составляющие цикла, получаем: A  B  C  pt 1  pt 2  pt 3  pt 4  pt 5  (n  p)t max  20  10  25  15  15  15  5  160 мин В общем виде: m Т ц.пар  p  t i  n  p  t max i 1 m t t Тц.пар  p     n  p        max i 1   i где p – количество деталей в передаточной партии. Достоинства: - самый короткий цикл; - четкая ритмичность процесса производства и отсутствие пролеживания деталей на всех операциях, кроме первой и последней, при поштучной передаче деталей с операции на операцию. Недостаток: возможности применения метода ограничены, так как обязательным условием его реализации является равенство или кратность продолжительности выполнения операций. В противном случае неизбежны перерывы в работе оборудования и рабочих (на всех операциях, кроме главной), что значительно ухудшает эффективность использования последних. Применяется в поточном производстве, на сборке, где легче синхронизировать операции, т.е. выровнять их продолжительность между собой. Если условие полной синхронизации технологических процессов невыполнимо, то в этом случае рациональна параллельно-последовательная форма организации производственного процесса во времени. 4 При параллельно-последовательном виде движения деталей с операции на операцию они передаются транспортными (передаточными) партиями. При этом происходит частичное совмещение времени выполнения смежных операций, а вся партия обрабатывается на каждой операции без перерывов. Производственный цикл больше по сравнению с параллельным, но меньше, чем при последовательном движении предметов труда. Схема обработки деталей для рассматриваемого нами примера приведена на рис. 3. t N 6 1 pt1=20мин 5 2 4 3 3 τ τ1 pt2=10мин τ2 1 4 pt3=25мин τ3 5 3 pt4=15мин 2 1 2 τ4 pt5=15мин 4 1 5 00 2020 40 40 60 6080 80 140 180 160200 180 260 320 280 340 300 320 340 100 100 120 120 140 160 220200 240220 260 240 280 300 Рисунок 3 - Схема движения партии деталей при параллельно-последовательной форме организации производственного процесса Из этой схемы видно, что возможны два варианта сочетания смежных операций во времени. Первый вариант – это когда время выполнения предыдущей операции меньше времени выполнения последующей операции. При таком варианте построение схемы движения деталей на последующее рабочее место начинаем с обработки на нем первой передаточной партии деталей. Второй вариант – это когда, наоборот, время выполнения предыдущей операции технологического процесса больше времени выполнения последующей операции. При таком варианте построение схемы движения деталей на последующее рабочее место начинаем с последней передаточной партии деталей. Из схемы на рис. 3 видно, что длительность производственного цикла обработки партии деталей при рассматриваемой форме организации производственного процесса можно представить как длительность цикла при последовательной форме за вычетом времени перекрытия обработки детали на смежных рабочих местах, т.е. как: Тцп.п.  Тц.пос.  Тц.пер. Для иллюстрируемого нами примера суммарное время перекрытия: Тпер  1   2  3   4 . В свою очередь, время перекрытия  1 можно представить, как время обработки производственной партии деталей без одной передаточной партии p на первом рабочем месте, т.е. как 1 npt2. Аналогично: 2 npt2 3 npt4 4 npt5. 5 Следовательно, суммарное время перекрытия можно определить как Тпер  n  p t 2  t 2  t 4  t 5 , где слагаемые второго сомножителя представляют собой наименьшее время выполнения операции из каждой пары двух смежных операций. m 1 В общем виде: t , t   n  p   m 1 i i 1 t t t  i  1 Тц п  п  n     n  p     ;min       i 1   i i 1   i   i 1  min . Т m пер В рассматриваемом нами примере длительность производственного цикла: Тц.пар.пос  340  15  2  2  3  3  190 мин. Таким образом, параллельно-последовательная форма организации производственных процессов сочетает в себе преимущества и последовательной, и параллельной форм организации производственных процессов во времени. Последовательно-параллельный вид движения предметов труда широко применяется в заготовительных, обрабатывающих и сборочных цехах при значительной трудоемкости изделий и больших размерах производственной партии. Необходимо отметить, что в условиях единичного производства преобладающей является последовательная форма, в условиях массового – параллельная, а в условиях серийного – параллельно-последовательная. Расчет длительности цикла простого производственного процесса Напомним, что в наиболее общем виде длительность производственного цикла выражается формулой: Тц = Топ + Te + Tк + Tmp + Тмо + Тпр . На практике Тmp и Тк не рассчитываются, т.к. для большинства производств это время во много раз меньше Тпер. Исключение составляют поточные линии, где Тmp и Тк сравнимы с Топ. Производственный цикл изготовления партии деталей учитывает не только операционный цикл, но и естественные процессы, и перерывы, связанные с режимом работы, и другие составляющие. В этом случае цикл для рассмотренных видов движения определяется по формуле: Тц  1 Т оп  m  Т мо   1 Т ест . t см  n см  К пер , 24 где Топ - длительность операционного цикла, рассчитывается по одной из вышеприведенных методик в зависимости от вида движения предметов труда, ч; tсм - продолжительность одной рабочей смены, ч; nсм - число смен, в течение которых изготовляется данная производственная партия; Кпер – коэффициент перевода рабочих дней в календарные (Кпер = 0,71 - 0,72); Тмо - среднее время межоперационного пролеживания (определяется по статистическим данным конкретного производства), ч; Тест - длительность естественных процессов (берется из карт технологического процесса), ч. Пример расчета длительности простого процесса Определить длительность операционного и производственного цикла изготовления партии деталей. при последовательном, параллельном и параллельно-последовательном видах 6 движения предметов труда и срок сдачи заказа, если дата начала изготовления партии – 9 октября. Исходные данные: - размер партии n=120 шт. - транспортная партия р=30 шт.; - средняя величина межоперационных перерывов для последовательного, параллельного и параллельно-последовательного вида движения равна соответственно 40 мин, 5 мин, 25 мин; - длительность естественных процессов – 2,8 ч; - режим работы – две смены по 8 ч. Нормы времени и количество рабочих мест по операциям приведены в таблице. Номер операции Нормы времени, мин Количество рабочих мест (число станков) 1 12 2 2 5 1 3 4 1 4 18 3 5 7 1 Решение: 1. Длительность операционного цикла при каждом из видов движения: 2. Длительность производственного цикла для каждого из видов движения (в календарных днях): Срок сдачи заказа – 15 октября (к концу первой смены). Срок сдачи заказа – 12 октября (к концу первой смены). Срок сдачи заказа – 12 октября (середина второй смены). Определение длительности цикла сложного процесса Производственный цикл изделия включает циклы изготовления деталей, сборки узлов и готовых изделий, испытательных операций. При этом принято считать, что различные детали изготавливаются одновременно. Поэтому в производственный цикл изделия включается цикл наиболее трудоемкой (ведущей) детали. Производственный цикл изделия может быть рассчитан по формуле: Т ц.п  Т ц.д  Т ц.б , где Тц.д - производственный цикл изготовления ведущей детали, календ. дн.; Тц.б - производственный цикл сборочных и испытательных работ, календ. дн. Для расчета длительности цикла сложного производственного процесса необходимо знать сборочный состав изделия, а также данные по времени сборки этого изделия, сборки сборочных единиц и длительности циклов изготовления деталей. 7 Для определения цикла сложного производственного процесса может быть использован графический метод. Для этой цели составляется цикловой график. Предварительно устанавливаются производственные циклы простых процессов, входящих в сложный. По цикловому графику анализируется срок опережения одних процессов другими и определяется общая продолжительность цикла сложного процесса производства изделия или партии изделий как наибольшая сумма циклов связанных между собой простых процессов и межоперационных перерывов. Циклограмма строится в порядке, обратном ходу технологического процесса, т.е. построение и расчет ведутся справа налево по заданному моменту выпуска изделия (прибора). На графике справа налево в масштабе времени откладываются циклы частичных процессов, начиная от испытаний и кончая изготовлением деталей. При построении графика необходимо учитывать резервное время между участками и цехами. Если детали в цехе изготавливаются на одном и том же оборудовании, то на графике они изображаются последовательно. Длительность цикла всего изделия (прибора) определяется на графике по самой длительной цепочке. Нормативная величина Тц является основой для определения очередности и сроков подачи деталей и сборочных единиц на сборку изделия, основой для внутрицехового планирования и организации контроля за ходом сборки. Тц позволяет установить величину незавершенного производства и связанных в нем оборотных средств. Пример расчета длительности цикла сложного процесса Построить циклограмму, учитывая, что детали (узлы) пролеживают на комплектовочном складе в течение одного дня. Детали Д-22 и Д-23 изготавливаются на одном оборудовании. Исходные данные приведены в таблице и на рисунке Таблица - Длительность изготовления деталей и сборочных узлов Деталь Д11 Д12 Д21 Д22 Время, дни 4 2 6 3 Деталь Д31 Д32 Д41 Д42 Время, дни 4 3 4 7 Сборочные единицы П С1 С2 С3 Время, дни 5 6 10 5 Д23 4 С4 4 П С1 Д11 С2 Д12 Д21 Д22 С3 Д23 Д31 С4 Д32 Д41 Д42 Рисунок - Схема сложного процесса Нарисуем циклограмму сложного процесса: 8 6 Тскл=1 день Д11 Д12 5 Д21 4 Д22 С1 С2 5 4 Д23 Д31 3 П Д32 3 С3 2 1 2 Д41 С4 Д42 1 рабочих 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Тц=24 220 240 260 дня 280 300 320 340 9