Простого процесса

Для построения графика движения партии изделий по операциям при различных видах движения предметов труда необходимо определить длительность операционного цикла обработки партии деталей для каждого из этих видов.

Существует три основных вида движения предметов труда: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный, или смешанный.

Форма организации производства при последовательной передаче предметов труда представляет собой такое сочетание элементов производственного процесса, при котором обеспечивается движение обрабатываемых изделий по всем производственным участкам партиями произвольной величины (рис. 5.2).

Номер

операции

1

2

3

т

Т _ц.посл

Рис. 5.2. График технологического цикла

при последовательном движении деталей

Последовательный вид движения предметов труда в производственном процессе характеризуется тем, что при изготовлении партии деталей в многооперационном технологическом процессе она передается на каждую последующую операцию (рабочее место) только после завершения обработки всех деталей на предыдущей операции. Параллельность здесь допускается лишь при выполнении одноименной операции на нескольких рабочих местах.

Данная форма является наиболее гибкой по отношению к изменениям, возникающим в производственной программе и позволяет достаточно полно использовать оборудование, что дает возможность снизить затраты на его приобретение.

Продолжительность операционного технологического цикла обработки партии деталей определяется на основе графика (см. рис. 5.2):

(5.1)

где n – число деталей в обрабатываемой партии, штук; t_i – 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

,

где – число рабочих мест на i -й операции.

Время внутрипартионного пролеживания одной детали на всех операциях находится следующим образом

, (5.2)

где – суммарное время обработки одной детали на всех операциях технологического процесса.

Тогда общее время пролеживания всех деталей в партии будет

T _пр = n × t _пр. (5.3)

Таким образом, продолжительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций.

Недостаток формы организации производства с последовательной передачей предметов труда заключается в относительно большой длительности производственного цикла из-за существенных перерывов партионности. Это связано с тем, что каждая деталь партии, за исключением первой и последней, пролеживает на каждой операции дважды: перед началом обработки и после нее до окончания обработки последней детали в партии.

Однако последовательное движение отличается простотой организации и широко применяется в единичном и серийном производстве при партионной обработке деталей и сборке узлов.

Пример 5.1. Пусть имеется партия деталей n = 5, технологический процесс состоит из m = 4 последовательных операций, продолжительность выполнения которых t ₁ = 2 мин, t ₂ = 1 мин, t ₃ = 1, 5 мин, t ₄ = 2 мин. Все операции выполняются соответственно на одном рабочем месте. Рассчитать параметры технологического цикла.

Р е ш е н и е. Технологический цикл обработки партии деталей при последовательном виде движений равен сумме операционных циклов (см. рис. 5.2), т. е. определяется по формуле (5.1). В этом случае продолжительность цикла обработки партии деталей составляет

= 5 × (2 + 1 + 1, 5 + 2) = 32, 5 мин.

Суммарное время обработки одной детали на всех операциях технологического процесса

t _обр = 2 + 1 + 1, 5 + 2 = 6, 5 мин.

Тогда время внутрипартионного пролеживания одной детали на всех операциях можно рассчитать по формуле (5.2):

= 32, 5 – 6, 5 = 26 мин,

а общее время пролеживания всех деталей в партии (для определения величины незавершенного производства) – по формуле (5.3):

T _пр = n × t _пр= 5 × 26 = 130 мин.

Другой формой организации производства является форма с параллельной передачей предметов труда, основанная на таком сочетании элементов производственного процесса, которое позволяет запускать, обрабатывать и передавать предметы труда с операции на операцию поштучно или транспортными партиями р немедленно после завершения обработки независимо от времени выполнения смежных операций (рис. 5.3).

Номер

операции

1

2 Время

пролеживания

3

т
Т _{ц. пар}

Рис. 5.3. График технологического цикла при параллельном движении

деталей по операциям

Такая организация производственного процесса приводит к уменьшению количества деталей, находящихся в обработке, сокращению потребностей в площадях, необходимых для складирования и проходов, а ее недостаток связан с возможными простоями оборудования (рабочих мест) вследствие различий в длительности операций.

Пусть имеется партия деталей с величиной р = 1. Соотношение продолжительности выполнения операций составляет t ₁ = 1, 5 t ₂, t ₂ = t ₃, t ₄ = 2 t ₃.

При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям необходимо учитывать следующие правила:

– сначала строится технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними;

– на операции с самой большой продолжительностью строится операционный цикл обработки деталей по всей партии n без перерывов в работе оборудования (на рис. 5.3 такая операция обозначена через т);

– для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы.

Таким образом, на первой операции обработка деталей осуществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено. Это значительно сокращает продолжительность технологического цикла и, следовательно, производственного цикла. Однако при параллельном движении деталей на операциях, продолжительность которых меньше продолжительности операции т (кроме первой), возникают простои рабочих мест t ₂ и t ₃ (см. рис. 5.3). Эти простои будут тем больше, чем больше разница в продолжительности между операцией т и данной операцией.

Продолжительность технологического цикла изготовления партии
n деталей на m операциях и при передаче их транспортными партиями р определяется по формуле

(5.4)

или

. (5.5)

Если на отдельных операциях работа выполняется одновременно на нескольких рабочих местах, то формула (5.5) принимает следующий вид:

. (5.6)

где t _max, C _пр – время выполнения и число рабочих мест на наиболее длительной операции соответственно.

При этом общее время пролеживания каждой детали в партии составит

t _пр = Т _ц.пар – t _обр. (5.7)

Пример 5.2. Дана партия деталей n = 5, технологический процесс состоит из m = 4 последовательных операций, продолжительность выполнения которых t ₁ = 3 мин, t ₂ = t ₃ = 2 мин, t ₄ = 4 мин. Все операции выполняются соответственно на одном рабочем месте. Рассчитать параметры технологического процесса.

Р е ш е н и е. Подставив исходные данные в формулу (5.4), определим продолжительность технологического цикла:

= (5 – 1) × 4 + 1 × (3+ 2 + 2 + 4) = 27 мин.

Для рассматриваемого примера общее время пролеживания каждой детали в партии составит

t _пр = Т _ц.пар – t _обр= 27 – 11= 16 мин,

а общее время пролеживания всех деталей в партии

Т _пр = n × t _пр = 5 × 16 = 80 мин.

Таким образом, технологический цикл изготовления партии деталей при параллельном виде движения является более коротким по сравнению с последовательным видом. Вместе с тем на всех операциях, кроме первой и максимальной, работа осуществляется с перерывами в работе оборудования. Преимущество параллельного 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.

Промежуточной между последовательной и параллельной формами является форма организации производства с последовательно-параллельной передачей предметов труда, которая частично устраняет присущие этим формам недостатки. При этом обеспечивается непрерывность использования оборудования и рабочей силы и возможно частично параллельное прохождение партии деталей по операциям технологического процесса.

Пусть имеется такая же партия деталей, что и при параллельном виде движения, т. е. соотношение продолжительности выполнения операций составляет t ₁ = t ₃ = 1, 5 t ₂, t ₄ = 2 t ₃, а величина транспортной партии р = 1. Передача деталей с предыдущей операции на последующую производится не целыми партиями n, а поштучно или транспортными партиями р (рис. 5.4).

Номер = n∙ t ₁

операции

1 = n ∙ t ₂

2

= n ∙ t ₃

3 = n ∙ t ₄

т
Т _{ц.пар-посл}

Рис. 5.4. График технологического цикла при последовательно-параллельном

движении деталей по операциям

При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического процесса необходимо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций:

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

– 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 выполнять эту операцию непрерывно (в нашем примере t ₂ < t ₁). Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо от точки, 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;

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

График на рис. 5.4 показывает, что продолжительность цикла изготовления партии деталей n = 5 на m = 4 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 τ _Σ . Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе, за минусом единицы.

Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций будет

(5.8)

где индекс при t _кp соответствует операциям с наименьшим временем их выполнения. Например, между первой и второй операциями t _кp = t ₂, между второй и третьей операциями t _кp = t ₂, между третьей и четвертой операциями t _кp = t ₃.

Суммарное время совмещений по всему технологическому процессу рассчитывается по формуле

(5.9)

Тогда продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить как

(5.10)

Если на отдельных операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах, то расчет выполняется по формуле

(5.11)

Время пролеживания одной детали на всех операциях технологического процесса определяется как

t _пр = Т _{ц.пар-посл} – t _обр. (5.12)

Общее время пролеживания всех n деталей в партии на всех операциях (для определения величины незавершенного производства) составляет

Т _пр = n × t _пр. (5.13)

Пример 5.3. Пусть имеется партия деталей n = 5, технологический процесс состоит из m = 4 операций при последовательно-параллельном виде движения, продолжительность выполнения каждой операции t ₁ = t ₃ = 3 мин,
t ₂ = 2 мин, t ₄ = 6 мин. Все операции выполняются соответственно на одном рабочем месте. Рассчитать параметры технологического процесса.

Р е ш е н и е. Технологический цикл обработки партии деталей при последовательно-параллельном виде движений определяется по формуле (5.10).

Подставив исходные данные, получим продолжительность цикла обработки партии деталей при заданном виде движения:

= 5 (3 + 2 + 3 + 6) – (5 – 1)(2 + 2 + 3) = 42 мин.

Для рассматриваемого примера время пролеживания одной детали на всех операциях технологического процесса определим по формуле (5.12):

t _пр = Т _{ц.пар-посл} – t _обр= 42 – 14 = 28 мин.

Общее время пролеживания всех n деталей в партии на всех операциях по формуле (5.13) составляет

Т _пр = 5 × 28 = 140 мин.

Таким образом, при параллельно-последовательной 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.