Урок на тему: Производственный цикл

Производственный цикл

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 производственною 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.

Рабочий период состоит из времени выполнения технологи­ческих и нетехнологических операций; к числу последних от­носятся все контрольные и транспортные операции с момента выполнения первой производственной операции и до момента ^дачи законченной продукции.

Структура производственного цикла (соотношение образую­щих его частей) 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.

Осуществление производственных процессов тесно связано с методами их выполнения. Различают три основных вида ор­ганизации движения производственных процессов во времени.

1. Последовательный, характерный для единичной или партией ной обработки или сборки изделий.

2. Параллельный, применяемый в условиях поточной об­работки или сборки.

3. Параллельно-последовательный, используемый в усло­виях прямоточной обработки или сборки изделий.

При последовательном виде движения производственный заказ — одна деталь, или одна собираемая машина, или партия деталей 1 (серия машин 2) — 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 называется количество одноименных дета­ли, одновременно запускаемых в производство (обрабатываемых с одной наладки оборудования). Серией машин называется количество одинаковых машин, одновременно запускаемых в сборку.

На рис. 3.4 представлен график последовательного движе­ния предметов труда по операциям. Время обработки при по­следовательном виде движения предметов труда Т_пос прямо пропорционально числу деталей в партии и времени обработки одной детали по всем операциям, т.е.

T_пос=Е_t ^.n

где Е_t — время обработки одной детали по всем операциям в мин-л — число деталей в партии.

Рис. 3.4. График последовательного движения предметов труда

При параллельном виде движения обработка (сборка) каж­дой детали (машины) в партии (серии) на каждой последующей операции начинается немедленно после окончания предыду­щей операции независимо от того, что обработка (сборка) других деталей (машин) в партии (серии) на данной операции еще не окончена. При такой организации движения предметов труда несколько единиц одной и той же партии (серии) могут одновременно находиться в обработке (сборке) на разных опе­рациях. Общая продолжительность процесса обработки (сбор­ки) партии деталей (серии машин) значительно уменьшается по сравнению с тем же процессом, выполняемым последователь­но. В этом заключается существенное преимущество парал­лельного вида движения, позволяющего значительно сократить продолжительность производственного процесса. Время обработки (сборки) партии деталей (серии машин) при параллельном виде движения Т_пар может быть определено по следующей формуле:

Т_пар=Е_t+(n-1)*r

где r — такт выпуска, соответствующий в данном случае наиболее продолжительной операции, мин.

Однако при параллельном виде движения в процессе обра­ботки (сборки) партии деталей (машин) на некоторых рабочих постах могут возникать простои людей и оборудования (рис. 3.5), продолжительность которых определяется разностью между так­том и длительностями отдельных операций процесса. Такие простои неизбежны в том случае, если операции, следующие одна за другой, не синхронизированы (не выровнены по их длительности), как это обычно делается на поточных линиях. Поэтому практическое применение параллельного вида движе­ния предметов труда оказывается безусловно целесообразным и экономически выгодным при поточной организации производ­ственного процесса.

Рис. 3.5. График параллельного движения предметов труда

Необходимость выравнивания (синхронизации) длительно­сти отдельных операций существенно ограничивает возмож­ность широкого применения параллельного вида движения, что способствует применению третьего — параллельно-последовательного вида движения предметов труда.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что процесс обработки деталей (сбора 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. 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.),

При параллельно-последовательном виде движения предме­тов труда могут быть три случая сочетания длительности опе­раций.

1) предыдущая и последующая операции имеют одинаковую длительность (t₁=t₂);

2) длительность предыдущей операции t₂ больше длительно­сти последующей t₃, т.е. t₂>t₃

3) длительность предыдущей операции t₃ меньше длитель­ности последующей t₄ т.е. t₃< t₄

В первом случае передача деталей с операции на операцию может быть организована поштучно; из соображения удобства транспортировки может быть применена одновременная пере­дача нескольких деталей (передаточной партией).

Во втором случае последующая, менее продолжительная операция может быть начата только после окончания обработ­ки всех деталей на предыдущей операции, входящих в первую передаточную партию. На рис. 3.6 это имеет место при перехо­де от первой операции ко второй.

В третьем случае (на рис. 3.6 — переход от 3-й к 4-й опе­рации) нет необходимости накапливать детали на предыдущей операции. Достаточно передать одну деталь на последующую операцию и начать ее обработку без всякого опасения возмож­ности возникновения простоя. В этом случае, как и в первом, передаточная партия устанавливается только из транспортных соображений.

Момент начала работы на каждой следующей операции (рабочем месте) определяется по графику или путем расчета минимальных смещений с.

Минимальное смешение c₂ определяется разностью между длительностями предыдущей большей t₂ и последующей мень­шей операциями t₃, а именно:

c₂=n·t₂-(n-n_тр)·t₃

где n_тр— величина передаточной (транспортной) партии, которая для второго случая сочетания длительности операций определяется из соотношения с₁ / t₁(с₁ — минимальное смещение первой операции), во всех остальных случаях - из условий удобства транспортировки.

Рис. 3.6. График параллельно-последовательного движения предметов труда

Минимальное расчетное смещение включается в общую продолжительность производственного процесса Т при сочета­нии длительности операции, относящейся ко второму случаю. В первом и третьем случаях минимальное смещение устанавли­вается равным времени, необходимому для формирования пе­редаточной партии.

Определяя общую продолжительность производственного процесса при параллельно -последовательном виде движения предметов труда, следует учитывать расчетную величину сме­щения Е_с:

T_пп=Е_с+n·t_k

где t_k — длительность последней (конечной) операции в данном производственном процессе.

Пример. Определить общую продолжительность процесса обработ­ки партии деталей при различных видах движения, если число деталей в партии п = 40, а время обработки одной детали (в мин) по операци­ям составляет: t₁ = 1,5; t₂ = 1,5; t₃= 0,5;

 t₄ ⁼ 2,5; такт выпуска r = 2,5 мин.

А. В условиях последовательного вида движения деталей Т_пос

E_t =t₁ + t₂ + t₃ + t₄ = 1,5 + 1,5 + 0,5 + 2,5 = 6,0;

T_пос = Е_t·n = 6,0-40 = 240 мин = 4 ч.

 Б. В условиях параллельного вида движения деталей T_пар

T_пар = E_t+r·(n-1) =  6,0 +2,5 · (40 - 1) = 103,5 мин, или 1,725 ч.

В. В условиях параллельно- последовательного вида движения до-талей I_пп,

Т_пп = Е_с + n · t = 65 + 40 · 2,5 = 165 мин = 2,7 ч.

Сначала следует определить величину Е_с. Принимая размер пере­даточной партии, удобной для транспортировки n_тр, = 10 шт., можно найти минимальные смещения по операциям:

с₁=n_тр · t₁=10 · 1,5 = 15 мин;

c₂ = n · t₂-(n-n_тр) · t₃= 40 · 1,5 - (40 - 10) · 0,5 = 45 мин;

c₃= n_тр · t₃ = 10 · 0,5 = 5 мин.

Для определения суммы смещений Е_с необходимо знать число транспортных партий при передаче деталей со второй на третью опе­рацию, которое будет равно

k = с₂/(n_тр · t₂) = 45/(1,5 · 10) = 3;

тогда сумма смещений составит величину

Е_с = 15 + 45 + 5 = 65 мин.

Таким образом, применение параллельного и параллельно-последовательного видов движения предметов труда дает возможность сократить продолжительность производственного , или, иначе, уменьшить производственный цикл изготовления предмета труда.

Мероприятия организационного порядка направлены на улучшение обслуживания рабочих мест инструментом, заготовками, улучшение работы контрольного аппарата, внутрицехо­вого транспорта, складского хозяйства и т.д. Перестройка про­изводственной структуры завода, цеха, например организация предметно-замкнутых производственных участков, способст­вующая уменьшению времени перерывов в производственном процессе за счет уменьшения времени межоперационного пролеживания и транспортировки, приводит к сокращению длительности производственного цикла; особенно значительный экономический эффект дает внедрение поточных форм органи­зации производственного процесса.

Сокращение длительности производственного цикла пред­ставляет собой одну из наиболее важных задач организации производства на предприятии, от надлежащего решения кото­рой в большой мере зависит его эффективная, рентабельная работа.

3.3. Типы производства

Тип производства — комплексная характеристика техниче­ских, организационных и экономических особенностей машино­строительного производства, обусловленная его специализацией, объемом и постоянством номенклатуры изделий, а также формой движения изделий по рабочим местам.

Уровень специализации рабочих мест выражается рядом по­казателей, характеризующих конструктивно-технологические и организационно-плановые особенности продукции и производства. К таким показателям относятся удельный вес специализи­рованных рабочих мест в подразделении; число закрепленных заними наименований деталеопераций; среднее число операций, выполняемых на рабочем месте за определенный период времени. Среди этих показателей последний наиболее полно характеризует организационные и экономические особенности, соответствующие конкретному типу производства, уровню специализации рабочих мест. Этот уровень определяется коэффициентом закрепления операций К_зо

Коэффициент К_3.0 показывает отношение числа различных технологических операций, выполняемых или подлежащих вы­полнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест. Так как К_з.о отражает частоту смены различных операций и связанную с этим периодичность обслуживания рабочего раз­личными информационными и вещественными элементами производства, то оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделений за смену:

где m — суммарное число различных операций, выполняемых за планируемый период;

h — явочное число рабочих подразделения, выполняющих эти

операции.

При внешней неявности показатель К_з.о объединяет в себе значительное число факторов, определяющих степень стабиль­ности производственных условий на рабочих местах. Все пара­метры, влияющие на К_3.0, условно можно объединить в три группы: первая группа — параметры конструктивно -техно­логического порядка, определяющие основу производственного процесса; вторая — объемные параметры, характеризующие статику производственного процесса; третья — календарные параметры, определяющие динамику производственного про­цесса.

К первой группе относятся такие параметры, как: коэффици­ент подготовительно-заключительного времени, число операций, нормы времени операций, число наименований изделий.

Ко второй группе параметров относятся: явочное число ос­новных рабочих, фонд времени рабочего, программа выпуска, коэффициент выполнения норм времени, число рабочих мест.

Третья группа включает следующие параметры: размер и ритм партии изделий, ритм выпуска изделия, коэффициент межоперационного времени, длительность производственного цикла партии изделий.

Серией простейших подстановок, замен и преобразований можно связать эти параметры с К_з._о

Коэффициент К_з.о показывает в среднем по участку частоту смены технологических операций. Следовательно, изменение К_з.о влияет на специализированные навыки рабочих, трудоемкость обработки и оплату труда рабочих участка, затраты на пе­реналадки и периодичность в обслуживании со стороны масте­ра, планировщика, наладчика, а также на оплату рабочих в ожидании обслуживания, т.е. на себестоимость выпускаемой

продукции.

Коэффициент К_3.0 характеризует среднее время выполнения одной операции или совокупности схожих операций при груп­повой технологии. Следовательно, он связан с размером партии изделий, которая изготовляется непрерывно на каждой опера­ции. Изменение размера партии, в свою очередь, сказывается на длительности производственного цикла и величине неза­вершенного производства. Наличие как увеличивающихся, так и уменьшающихся затрат при однонаправленном изменении К_з.о свидетельствует о необходимости поиска оптимальной ве­личины К_з.о.

Номенклатура изготовляемых на рабочих местах изделий может быть постоянной и переменной. К постоянной номенк­латуре относятся изделия, изготовление которых продолжается сравнительно долгое время, т.е. год и более. При постоянной номенклатуре изготовление и выпуск изделий могут быть не­прерывными и периодическими, повторяющимися через опре­деленные промежутки времени. При переменной номенклатуре изготовление и выпуск изделий повторяются через неопреде­ленные промежутки.

По степени специализации, величине и постоянству но­менклатуры изготовляемых изделий все рабочие места делятся на следующие группы.

1.   Рабочие места массового производства, специализиро­ванные на выполнение одной непрерывной повторяю­щейся операции.

2.  Рабочие места серийного производства, на которых вы­полняется несколько различных операций, повторяю­щихся через определенные промежутки времени.

3.   Рабочие места единичного производства, на которых выполняется большое число различных операций, по­вторяющихся через неопределенные промежутки време­ни или вовсе не повторяющихся.

В зависимости от значения К_з.о рабочие места серийного производства подразделяются на крупно-, средне- и мелкосе­рийные:

ü при 1<= К_з.о < 10 рабочие места относятся к крупносе­рийному производству;

ü при 10<=К_з.о<20 рабочие места соответствуют средне­серийному производству;

ü при 20 <= К_з.о <= 40 — мелкосерийному производству.

Тип производства определяется по преобладающей группе рабочих мест.

Массовый тип производства характеризуется непрерывным изготовлением ограниченной номенклатуры изделий на узко­специализированных рабочих местах.

Серийный тип производства обусловливается изготовлением ограниченной номенклатуры изделий партиями (сериями), повто­ряющимися через определенные промежутки времени на рабочих местах с широкой специализацией. Серийный тип производства подразделяется также на крупно-, средне- и мелкосерийный в за­висимости от преобладающей группы рабочих мест.

Единичный тип производства характеризуется изготовлением широкой номенклатуры изделий в единичных количествах, по­вторяющихся через неопределенные промежутки времени или вовсе не повторяющихся, на рабочих местах, не имеющих оп­ределенной специализации.

Крупносерийный тип производства приближается по своей характеристике к массовому, а мелкосерийный — к единично­му типу производства.

Движение деталей (изделий) по рабочим местам (опера­циям) может быть: во Бремени — непрерывным и прерывным; в пространстве — прямоточным и непрямоточным. Если рабо­чие места расположены в порядке последовательности выпол­няемых операций, т.е. по ходу технологического процесса об­работки деталей (или изделий), то это соответствует прямоточ­ному движению, и наоборот.

Производство, в котором движение изделий по рабочим мес­там осуществляется с высокой степенью непрерывности и прямо-, точности, называется поточным.

В связи с этим в зависимости еще от формы движения из­делий по рабочим местам массовый и серийный типы произ­водства могут быть поточными и непоточными, т.е. может быть массовый, массово-поточный, серийный и серийно-поточный тип производства. В единичном типе производства осуществить непрерывность и прямоточность прохождения всех изделий, изготовляемых на группе рабочих мест, как правило, трудно, и потому единичный тип производства не может быть поточным.

По преобладающему типу производства определяется и тип участка, цеха и завода в целом.

На заводах массового производства преобладающим являет­ся массовый тип производства, но могут быть и другие типы производства. На таких заводах сборка изделий осуществляется по массовому типу, обработка деталей в механических цехах — по массовому и частично серийному, а изготовление заготовок — по массовому и серийному (в основном крупносерийному) типам производства. Заводами массового производства являют­ся, например, автомобильные, тракторные, шарикоподшипни­ковые и другие заводы.

На заводах, где преобладает серийный тип производства, сборка изделий может осуществляться по массовому и серий­ному типам производства в зависимости от трудоемкости сбор­ки и от количества выпускаемых изделий. Обработка деталей и изготовление заготовок осуществляются по серийному типу производства.

Для заводов единичного производства характерно преобла­дание единичного типа производства. Серийный, а иногда даже массовый тип производства встречаются при изготовлении стандартных, нормализованных и унифицированных деталей и сборочных единиц. Этому способствует также типизация техно­логических процессов и внедрение групповых методов обработки.

По мере повышения степени специализации рабочих мест, непрерывности и прямоточности движения изделий по рабочим местам, т.е. при переходе от единичного к серийному и от се­рийного к массовому типам производства, увеличивается воз­можность применения специального оборудования и техноло­гического оснащения, более производительных технологиче­ских процессов, передовых методов организации труда, меха­низации и автоматизации производственных процессов. Все это присолит к повышению производительности труда и снижению себестоимости продукции.

Основными факторами, способствующими переходу к се­рийному и массовому типам производства, являются повыше­ние уровня специализации и кооперирования в машинострое­нии, широкое внедрение стандартизации, нормализации и унификации изделий, а также унификация технологических процессов.