6.1. Производственный цикл изготовления изделия

При преобразовании предметов производства в конкрет­ное изделие они проходят через множество основных, вспо­могательных и обслуживающих процессов, протекающих параллельно, параллельно-последовательно или последователь­но во времени в зависимости от сложившейся на предприятии производственной структуры, типа производства, уровня спе­циализации производственных подразделений, форм органи­зации производственных процессов и других факторов. Сово­купность этих процессов, обеспечивающих изготовление из­делия, принято называть производственным циклом, основ­ными характеристиками которого являются его продолжитель­ность и структура.

Продолжительность производственного цикла изготовления продукции (независимо от числа одновременно изготавлива­емых деталей или изделий) - это календарный период време­ни, в течение которого сырье, основные материалы, полуфаб­рикаты и готовые комплектующие изделия превращаются в готовую продукцию, или, другими словами, это - отрезок вре­мени от момента начала производственного процесса до мо­мента выпуска готового изделия или партии деталей, сбороч­ных единиц. Производственный цикл сложного процесса состо­ит из совокупности простых процессов и начинается с запуска в производство первой заготовки детали, а заканчивается вы­пуском готового изделия или сборочной единицы.

Знание продолжительности производственного цикла из­готовления всех видов продукции (от изготовления заготовок, деталей до сборки изделий) необходимо:

1) для составления производственной программы предприятия и его подразделе­ний;

2) для определения сроков начала производственного процесса (запуска) по данным сроков его окончания (выпус­ка);

3) для расчетов нормальной величины незавершенного производства.

Продолжительность производственного цикла зависит от времени трудовых и естественных процессов, а также от вре­мени перерывов в производственном процессе (рис.6.1).

При расчете продолжительности производственного цикла из­готовления изделия учитывают лишь те затраты времени на транс­портные и контрольные операции, естественные процессы и пе­рерывы, которые не перекрываются операционным циклом.

Рис. 6.1. Структура производственного цикла

Сокращение продолжительности производственного цикла имеет важное экономическое значение. Чем меньше продол­жительность производственного цикла, тем больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях можно выпус­тить на данном предприятии, в цехе или на участке; тем выше использование основных фондов предприятия; тем меньше по­требность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство; тем выше фондоотдача и т. д.

В заводской практике производственный цикл сокращает­ся одновременно по трем направлениям: уменьшается время трудовых процессов, сокращается время естественных про­цессов и полностью ликвидируются или сводятся к минимуму различные перерывы.

Практические мероприятия по сокращению производствен­ного цикла вытекают из принципов построения производствен­ного процесса и в первую очередь из принципов пропорцио­нальности, параллельности и непрерывности.

6.2. Расчет и анализ продолжительности производственного цикла простого процесса

В простом процессе детали (заготовки) в большинстве слу­чаев изготавливают партиями, поэтому очень важным являет­ся вопрос о рациональном выборе движения партии деталей через всю совокупность последовательно выполняемых опе­раций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процес­са и продолжительность производственного цикла изготовле­ния партии деталей.

Процесс изготовления партии деталей, проходящей через многие операции, состоит из совокупности операционных циклов, каждый из которых представляет собой выполнение одной операции над всеми предметами производства дан­ной партии. Совокупность операционных циклов, а также спо­соб сочетания во времени смежных операционных циклов и их частей образуют временную структуру многооперационно­го технологического цикла. Продолжительность многоопера­ционного технологического цикла существенно зависит от способа сочетания во времени операционных циклов и их час­тей, а также от определяемого вида движения партии деталей по операциям.

Существуют три вида движения партии деталей по опе­рациям технологического процесса: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный. Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыду­щей операции. При этом передача с одной операции на дру­гую осуществляется целыми партиями. Продолжитель­ность операционного технологического цикла обработки партии деталей определяется по формуле на основе гра­фика (рис. 6.2).

Рис. 6.2. График технологического цикла при последовательном движении деталей по операциям

где n - число деталей в обрабатываемой партии, шт.;

tj - штучное время на i-й операции, мин;

т - число операций в технологическом процессе.

Если на одной или нескольких операциях обработка де­талей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С_пр), то продолжительность технологического цикла рассчи­тывается по формуле

Преимуществом последовательного движения партии де­талей является отсутствие перерывов в работе рабочих и обо­рудования на всех операциях. Однако этот вид движения име­ет и существенные недостатки. Во-первых, детали пролежи­вают в течение длительного времени из-за перерывов парти­онности, свойственных данному виду движения, в результате чего создается большой объем незавершенного производства. Во-вторых, продолжительность технологического (производ­ственного) цикла значительно увеличивается из-за отсутствия параллельности в обработке деталей. В связи с этим последо­вательное движение применяется преимущественно в единич­ном и мелкосерийном производствах, так как на таких пред­приятиях весьма широкая номенклатура изделий, а обработка деталей ведется небольшими партиями, что приводит к сокра­щению перерывов партионности и влияния их на продолжи­тельность производственного цикла.

Сущность последовательно-параллельного движения зак­лючается в том, что на каждом рабочем месте работа ведет­ся без перерывов, как при последовательном движении, но вместе с тем имеет место параллельная обработка одной и той же партии деталей на смежных операциях. Передача де­талей с предыдущей операции на последующую производит­ся не целыми партиями (л), а поштучно или транспортными партиями (р). Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последовательном виде движения, а величина транспорт­ной партии р= 1.

Рис. 6.3. График технологического цикла при параллельно-последовательном движении деталей по операциям

При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического процесса (рис. 6.3) необходи­мо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполне­ния смежных операций.

1. Если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу же после их обработки.

2. Если продолжительность последующей операции меньше, чем предыдущей, то отсутствие простоев оборудования на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней известного запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно (в примере t ₂ < t ₁ ). Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо отточки, соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией (n), отложить вправо отрезок, равный в принятом масштабе времени выпол­нения последующей операции ( t ₂ ) над одной транспортной партией (р), а влево - отрезок, равный продолжительности пос­ледующей операции над всеми предшествующими транспор­тными партиями.

3. Если продолжительность последующей операции боль­ше, чем предыдущей (в нашем примере t ₃ > t ₂ , t ₄ > t ₃ ) то в этом случае транспортную партию (р) можно передавать с преды­дущей операции на последующую сразу же по окончании ее обработки.

Тогда продолжительность технологического цикла изготов­ления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить по формуле При такой организации производственный цикл изготов­ления партии деталей характеризуется тем, что, во-первых, его продолжительность меньше, чем при последовательном виде движения; во-вторых, в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих; в-третьих, при этом виде движений общее время пролеживания деталей на опера­циях намного меньше, чем при последовательном виде дви­жения.

Достоинством этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования и значительное сокращение продолжительности технологического (производ­ственного) цикла по сравнению с последовательным видом движения. Данный вид движения позволяет вести работу боль­шими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, благодаря чему он широко используется в серийном и крупносерийном производстве.

Сущность параллельного вида движений заключается в том, что детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными партиями (р) немедленно после заверше­ния обработки (независимо от времени выполнения смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осу­ществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено. Это значительно сокращает продолжительность технологичес­кого цикла и, следовательно, производственного.

Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последо­вательном и последовательно-параллельном видах движения, и величина транспортной партии р = 1.

При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям (рис. 6.4) необходимо учитывать следу­ющие правила:

1. Сначала строится технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними.

2. На операции с самой большой продолжительностью строится операционный цикл обработки деталей по всей партии (п) без перерывов в работе оборудования.

Для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы

Рис. 6.4. График технологического цикла при параллельном движении деталей по операциям

Из рис. 5.4 видно, что продолжительность технологическо­го цикла изготовления партии деталей (п = 3) на m = 4 операци­ях и при передаче их транспортными партиями (р = 1) опреде­ляется по формуле

или

Из графика и расчета видно, что технологический цикл из­готовления партии деталей при данном виде движения явля­ется самым коротким по сравнению с другими видами движе­ния. Вместе с тем на всех операциях, кроме операции макси­мальной по продолжительности, работа осуществляется с пе­рерывами в работе оборудования. Исключение составляет случай, когда периоды выполнения операций технологическо­го процесса равны либо кратны, т. е. синхронны. Этот вариант называется поточным видом движения, который применяет­ся при организации непрерывно-поточных линий.

Преимущество этого вида движения состоит в том, что он обеспечивает наименьшую продолжительность технологиче­ского цикла и особенно, если процесс синхронизированный, а также равномерную загрузку рабочих и оборудования и высо­кую производительность труда. Данный вид движения приме­няется в серийном и массово-поточном производствах.