Производственный цикл: понятие, структура. Расчет длительности производственного цикла

Для обеспечения рационального взаимодействия всех элементов производственного процесса и упорядочения выполняемых работ во времени и в пространстве необходимо формирование производственного цикла изделия.

Производственным циклом называется комплекс определенным образом организованных во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, необходимых для изготовления определенного вида продукции.

Важнейшими характеристиками производственного цикла 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. Например, производственный цикл простого процесса начинается с запуска в производство заготовки (партии заготовок) и заканчивается выпуском готовой детали (партии деталей). 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.

Продолжительность производственного цикла, как правило, выражается в календарных днях или часах (при малой трудоемкости изделий).

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.

Структура производственного цикла включает время трудовых и естественных процессов, а также время перерывов в производственном процессе. В течение трудовых процессов выполняются технологические и нетехнологические операции.

К технологическим относятся операции, в результате которых изменяются внешний вид и внутреннее содержание предметов труда, а также подготовительно-заключительные работы. Их продолжительность зависит от типа производства, его технической оснащенности, прогрессивности технологии, приемов и методов труда и других факторов.

Время выполнения технологических операций впроизводственномцикле составляет технологический цикл (Т_ц). Время выполнения одной операции, в течение которого изготавливается одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько, различных деталей, называется операционным циклом (Т_оп).

К нетехнологическим относятся операции по транспортировке предметов труда и контролю качества продукции.

Естественными считаются такие процессы, которые связаны с охлаждением деталей после термообработки, с сушкой после окраски деталей или других видов покрытия и со старением металла.

Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть подразделены на межоперационные (внутрицикловые), межцеховые и междусменные.

Межоперационные перерывы обусловлены временем партионности и ожидания и зависят от характера обработки партии деталей на операциях. Перерывы партионности происходят потому, что каждая деталь, поступая на рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды: один раз – до начала обработки, а второй раз – по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию.

Перерывы ожидания вызываются несогласованной продолжительностью смежных операций технологического процесса. Эти перерывы возникают в тех случаях, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место, предназначенное для выполнения следующей операции.

Межцеховые перерывы обусловлены тем, что сроки окончания производства составных частей деталей сборочных единиц в разных цехах различны, и детали пролеживают в ожидании комплектности. Это пролеживание (перерывы комплектования) происходит при комплектно-узловой системе планирования, т.е. когда готовые заготовки, детали или узлы должны «пролеживать» в связи с незаконченностью других заготовок, деталей, узлов, входящих совместно с первыми в один комплект. Как правило, такие перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой.

Междусменные перерывы обусловлены режимом работы предприятия и его подразделений. К ним относятся выходные и праздничные дни, перерывы между сменами и обеденные перерывы (условно).

Длительность производственного цикла зависит от следующих основных факторов:

- числа операций в технологическом процессе;

- количества рабочих мест, выполняющих операции технологического процесса;

- конструктивной сложности изготовляемого изделия, его трудоемкости;

- объема выпуска и типа производства;

- технического, технологического и организационного уровней производства продукции;

- размера партии изготавливаемых изделий;

- вида движения предметов труда в процессе производства или способа сочетания операций технологического процесса и других факторов.

Существуют три вида движения предметов труда: последовательный, параллельный, параллельно-последовательный. 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. 3.1).

Рис. 3.1. График технологического цикла при последовательном движении деталей по операциям

,

где n – число деталей в обрабатываемой партии, шт.; – штучное время на i-й операции, мин; m – число операций в технологическом процессе.

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

.

Пример. Пусть имеется партия деталей (n=3), технологический процесс состоит из четырех операций, продолжительность выполнения которых составляет 2; 1; 1, 5; 2 мин. Все операции выполняются соответственно на одном рабочем месте.

Продолжительность цикла обработки партии деталей составляет:

3 (2+1+1, 5+2)=19, 5 мин.

Из рис 3.1 следует, что технологический цикл обработки партии деталей при последовательном виде движения равен сумме операционных циклов.

Как видно из рисунка и приведенных выше формул, продолжительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. 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.

Последовательный вид движения характеризуется наибольшей продолжительностью производственного цикла и представляет собой наиболее простой способ организации, применяемый 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 влиянию их на продолжительность производственного цикла.

При параллельном виде движения каждая деталь передается с операции на операцию немедленно после окончания ее обработки на предыдущей операции независимо от готовности партии в целом (рис 3.2). При этом виде передача обрабатываемых деталей с предыдущей операции на последующую производится поштучно по окончании каждой операции.

Рис. 3.2. График технологического цикла при параллельном движении деталей по операциям

Длительность технологической части производственного цикла может быть рассчитана по формуле:

,

где – время наиболее длительной операции; n – количество деталей в партии.

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.

Следует отметить, что и при параллельном виде движения партии деталей по операциям технологического процесса имеет место пролеживание, во-первых, до начала обработки на первой операции и после окончания обработки на последней операции и, во-вторых, пролеживание деталей внутри транспортной партии.

Преимущество этого вида движения состоит в том, что он обеспечивает наименьшую продолжительность технологического цикла, 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.

Сущность параллельно-последовательного движения заключается 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 (n), а поштучно или транспортными партиями (р). Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последовательном виде движения, а величина транспортной партии р = 1.

При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического процесса (рис. 3.3) необходимо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций.

Рис. 3.3. График технологического цикла при последовательно-параллельном движении деталей по операциям

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 < ). Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо от точки, соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией (п), отложить вправо отрезок, равный в принятом масштабе времени выполнения последующей операции () над одной транспортной партией (р), авлево – отрезок, равный продолжительности последующей операции над всеми предшествующими транспортными партиями.

3. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей (в нашем примере t₃ > t₂ и t₄ > t₃), то в этом случае транспортную партию (р) можно передавать с преды­дущей операции на последующую сразу же по окончании ее обработки.

Из рис. 3.3 видно, что продолжительность цикла изготовле­ния партии деталей (n=3) на четырех операциях технологического процесса при последовательно-параллельном движении меньше, чем при последовательном движении из-за наличия параллельности протекания каждой пары смежных операций на суммарное время совмещений. Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе за минусом единицы.

Продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном движении можно определить по формуле:

,

где – сумма времени длинных операций (расположенных между двумя более короткими); – сумма времени коротких операций (расположенных между двумя более длинными).

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 движения 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.

Рассмотренные выше формулы и графики используются для определения продолжительности технологической части производственного цикла. Для расчета обшей длительности необходимо учитывать время других его составляющих, т.е. время естественных процессов, контрольных и транспортных операций, время перерывов в производственном процессе.

Производственный цикл всегда продолжительнее технологического цикла, так как кроме выполнения технологических операций в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время, затрачиваемое на естественные процессы, и время различных перерывов.

Продолжительность естественных процессов перемещения предметов труда в процессе изготовления продукции, время на контроль качества определяется на основе нормативов, а при их отсутствии – путем наблюдения или экспертным путем.

Время междусменных перерывов устанавливается в соответствии с графиком работы предприятия и его подразделений.

Что касается межоперационных перерывов, то их величина устанавливается на основе специальных наблюдений и соответствующих расчетов:

,

– средняя продолжительность межоперационных перерывов; – фактическая продолжительность производственного цикла.

Длительность производственного цикла – это один из важнейших нормативов организации производства на предприятии. Она зависит от уровня техники и технологии производства и его организации, от сложности и трудоемкости изготовления изделий, специализации производства, режима работы предприятия и др. Длительность и структура цикла изготовления продукции – это показатели, которые наиболее полно характеризуют уровень организации производства. Продолжительность элементов производственного цикла и его структура позволяют судить о степени непрерывности производственного процесса. Длительность производственного цикла является одним из важнейших технико-экономических показателей работы предприятия, производственного подразделения, так как характеризует степень использования основных производственных фондов, размер незавершенного производства и движения оборотных средств. Исходя из длительности производственного цикла разрабатываются графики запуска и выпуска продукции, определяется объем незавершенного производства, потребность в материальных ресурсах.