Производственный процесс и типы производств

В течение рабочего периода выполняются  технологические операции

Т_врп = Т_шк + Т_к + Т_тр + Т_е,

где Т_шк — штучно-калькуляционное время; 
Т_к — время контрольных операций; 
Т_тр — время транспортирования предметов труда; 
Т_е — время естественных процессов (старения, релаксации, естественной сушки, отстоя взвесей в жидкостях и т.п.).

Сумму времен штучного, контрольных  операций, транспортирования называют операционным временем (Т_опр):

Т_опр = Т_шк + Т_к + Т_тр.

В операционный цикл Т_к и Т_тр включены условно, так как в организационном отношении они не отличаются от технологических операций.

Т_шк = Т_оп + Т_пз + Т_ен +Т_ото,

где Т_оп — оперативное время; 
Т_пз — подготовительно-заключительное время при обработке новой партии деталей; 
Т_ен — время на отдых и естественные надобности рабочих; 
Т_ото — время организационного и технического обслуживания (получение и сдача инструмента, уборка рабочего места, смазка оборудования и т.п.).

Оперативное время (Т_оп) в свою очередь состоит из основного (Т_ос) и вспомогательного времени (Т_в):

Т_оп = Т_ос + Т_в.

Основное время — это непосредственное время обработки или выполнения работы.

Вспомогательное время:

Т_в = Т_у + Т_з + Т_ок,

где Т_у — время установки и снятия детали (сборочной единицы) с оборудования; 
Т_з — время закрепления и открепления детали в приспособлении; 
Т_ок — время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования) в ходе операции.

Время перерывов (Т_впр) обусловлено режимом труда (Т_рт), межоперационным пролеживанием детали (Т_мо), временем перерывов на межремонтное обслуживание и осмотры оборудования (Т_р) и временем перерывов, связанных с недостатками организации производства (Т_орг):

Т_впр = Т_мо + Т_рт + Т_р + Т_орг.

Время межоперационного пролеживания (Т_мо) определяется временем перерывов партионности (Т_пар), перерывов ожидания (Т_ож) и перерывов комплектования (Т_кп):

Т_мо = Т_пар + Т_ож + Т_кп.

Перерывы партионности (Т_пар) возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены пролеживанием обработанных деталей до готовности всех деталей в партии на технологической операции.

Перерывы ожидания (Т_ож) вызываются несогласованной длительностью смежных операций технологического процесса.

Перерывы комплектования (Т_кп) возникают при переходе от одной фазы производственного процесса к другой.

Таким образом, в общем виде производственный цикл выражается формулой

Т_ц = Т_опр + Т_е + Т_мо + Т_рт + Т_р + Т_орг.

При расчете производственного  цикла необходимо учитывать перекрытие некоторых элементов времени  либо технологическим временем, либо временем межоперационного пролеживания. Время транспортировки предметов труда (Т_тр) и время выборочного контроля качества (Т_к) являются перекрываемыми элементами.

Исходя из сказанного, производственный цикл можно выразить формулой

Т_ц = (Т_шк + Т_мо) к_пер к_ор + Т_е,

где к_пер — коэффициент перевода рабочих дней в календарные (отношение числа календарных дней (D_к) к числу рабочих дней в году (D_р), к_пер=D_к/D_р); 
к_ор — коэффициент, учитывающий перерывы на межремонтное обслуживание оборудования и организационные неполадки (обычно 1,15—1,2).

В серийном производстве изделия изготовляются  партиями.

Производственная партия (n) — это группа изделий одного наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.

Операционная партия — производственная партия или ее часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.

7.5. Методы расчета производственного  цикла

Различают простой и сложный  производственные циклы.

Простой производственный цикл — это цикл изготовления детали.

Сложный производственный цикл — цикл изготовления изделия.

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 каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Операционный цикл при последовательном движении партии деталей

Здесь рассчитывается операционный цикл партии, состоящей из трех деталей (n=3), обрабатываемых на четырех операциях:

Т_посл = 3(t_шт1 + t_шт2 + t_шт3 + t_шт4) = 3(2+1+4+1,5) = 25,5

или

где n — количество деталей в производственной партии (шт); 
Ч_оп — число операций технологического процесса; 
t_штi — норма времени на выполнение i-й операции (мин.).

Если на всех или отдельных операциях  имеются параллельные рабочие места, то операционный цикл определяется по формуле

где C_pмi — количество рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции.

При последовательном виде движения деталей (изделия) отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможна высокая  загрузка оборудования в течение  смены, но производственный цикл имеет  наибольшую величину, что уменьшает  оборачиваемость оборотных средств.

Параллельный вид движения характеризуется передачей деталей (изделий) на последующую операцию немедленно после выполнения предыдущей операции независимо от готовности остальной партии. Детали передаются с операции на операцию поштучно или операционными партиями, на которые делится производственная партия. Процесс происходит непрерывно, если достигнуто полное равенство или кратность выполнения операций во времени, что характерно для поточных линий:

,

где r — такт поточной линии (мин).

График движения партии деталей  при параллельном движении приведен на рис. 7.8.

Рис. 7.8. Операционный цикл при параллельном движении партии деталей

Параллельный вид движения детали (изделий) является наиболее эффективным, но возможности его применения ограничены, так как обязательным условием такого движения является равенство или  кратность продолжительности выполнения операций, о чем было сказано выше. В противном случае неизбежны  потери (перерывы) в работе оборудования и рабочего.

По графику (рис 7.8) определяем операционный цикл при параллельном виде движения:

Т_пар =(t_шт1 + t_шт2 + t_шт3 + t_шт4) + (3-1)t_шт3 = 8,5 + (3-1)4 = 16,5 мин.

,

где t_штmax — время выполнения операции, самой продолжительной в технологическом процессе (мин).

При передаче деталей (изделий) операционными  партиями (р) расчет ведется по формуле

,

где р — размер операционной партии (в шт.).

Параллельно-последовательный вид движения состоит в том, что изготовление изделий на последующей операции начинается до окончания изготовления всей партии на предыдущей операции с таким расчетом, чтобы работа на каждой операции по данной партии в целом шла без перерывов. В отличие от параллельного вида движения здесь происходит лишь частичное совмещение во времени выполнения смежных операций.

В практике существует два вида сочетания  смежных операций во времени:

- время выполнения последующей  операции больше времени выполнения  предыдущей операции; 
- время выполнения последующей операции меньше времени выполнения предыдущей операции.

В первом случае представляется возможность применять параллельный вид движения деталей и полностью загрузить рабочие места.

Во втором случае приемлем параллельно-последовательный вид движения с максимально возможным совмещением во времени выполнения обеих операций. Максимально совмещенные операции при этом отличаются друг от друга на время изготовления последней детали (или последней операционной партии) на последующей операции.

Схема параллельно-последовательного  вида движения показана на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Операционный цикл при параллельно-последовательном движении партии деталей

АБ, ВГ (равное А'Б'), ДЕ — время последующей операции, перекрываемое временем предыдущей операции:

В данном случае операционный цикл будет  меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения каждой смежной пары операций:

- первая и вторая операции  — АБ = (3-1) t_шт2 ; 
- вторая и третья операции — ВГ = (3-1) t_шт2 ; 
- третья и четвертая операции — ДЕ = (3-1) t_шт4, (t_шт2 и t_шт4 имеют более короткое время t_шт.кор из каждой смежной пары операций).

Таким образом, время совмещений

Формула для расчета

При выполнении операций на параллельных рабочих местах

При передаче деталей операционными  партиями

Параллельно-последовательный вид  движения деталей (изделий) обеспечивает работу оборудования и рабочего без  перерывов. Производственный цикл при  этом виде больше по сравнению с  параллельным, но меньше, чем при последовательном.

Производственный цикл изделия  Т_ци может быть рассчитан по формуле

Т_ци = Т_цд + Т_ц.сб,

где Т_цд — производственный цикл изготовления ведущей детали; 
Т_ц.сб — производственный цикл сборочных работ.

Пути и значение сокращения производственного цикла

Производственный цикл используется в качестве норматива при оперативном  планировании производства, финансовом управлении и других планово-производственных расчетах.

Производственный цикл (Т_ц) непосредственно связан с нормативом оборотных средств:

Т_ц = ОС_н.п / Q_дн,

где ОС_н.п — объем оборотных средств в незавершенном производстве (руб.); 
Q_дн — однодневный выпуск продукции (руб.).

Сокращение производственного  цикла имеет большое экономическое  значение:

- сокращается оборачиваемость  оборотных средств за счет  сокращения объемов незавершенного  производства; 
- увеличивается фондоотдача основных производственных фондов; 
- снижается себестоимость изделий за счет сокращения условно-постоянной части издержек на одно изделие и т.д.

Длительность производственного  цикла зависит от двух важнейших  групп факторов:

- технического уровня производства; 
- организации производства.

Эти обе группы факторов взаимообуславливают и дополняют друг друга.

Основными направлениями снижения производственного цикла являются:

- совершенствование технологии; 
- применение более производительных оборудования, инструментов, средств технологического оснащения; 
- автоматизация производственных процессов и применение гибких интегрированных процессов; 
- специализация и кооперирование производства; 
- организация поточного производства; 
- гибкость (многофункциональность) персонала; 
- многие другие факторы, влияющие на длительность производственного цикла (см. структуру Т_ц на рис. 7.6).

7.6. Организация поточного  производства

Поточное производство является наиболее эффективной формой организации  производственного процесса.

Признаки поточного производства:

- закрепление одного или ограниченного  числа наименований изделий за  определенной группой рабочих  мест; 
- ритмическая повторяемость согласованных во времени технологических и вспомогательных операций; 
- специализация рабочих мест; 
- расположение оборудования и рабочих мест по ходу технологического процесса; 
- применение специальных транспортных средств для межоперационной передачи изделий.

При поточном производстве реализуются  принципы: 
- специализации; 
- параллельности; 
- пропорциональности; 
- прямоточности; 
- непрерывности; 
- ритмичности.

Поточное производство обеспечивает самую высокую производительность труда, низкую себестоимость продукции, наиболее короткий производственный цикл.

Основой (первичным звеном) поточного  производства является поточная линия.

Расположение поточных линий (планировка) должна обеспечить:

- прямоточность и кратчайший путь движения изделия; 
- рациональное использование производственных площадей; 
- условия для транспортировки материалов и деталей к рабочим местам; 
- удобство подходов для ремонта и обслуживания; 
- достаточность площадей и оргоснастки для хранения требуемых запасов материалов и готовых деталей; 
- возможность легкого удаления отходов производства.

Примеры расположения оборудования и  пути движения изделия приведены  на рис. 7.10 и 7.11.

Рис. 7.10. Движение изделия по поточной линии при расположении оборудования:  
а — одностороннем; б — двухстороннем