Практическая работа

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ И ЕГО ДЛИТЕЛЬНОСТЬ

 

1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ

Производственный процесс машиностроительного предприятия представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в законченное изделие – машину.

Процесс изготовления отдельной детали или отдельный сборочный процесс, состоящий из ряда последовательных операций, является простым процессом. Совокупность простых процессов по изготовлению машин представляет собой сложный процесс. При календарном планировании производства для определения сроков начала и окончания работ необходимо определить период, в течение которого протекает тот или иной процесс производства.

Длительность производственного процесса, т.е. календарный период времени между началом и окончанием процесса изготовления заготовки, детали и всего изделия в целом, называется производственным циклом. Производственный цикл выражается в рабочих или календарных днях (сутках). Его длительность зависит от ряда факторов:

·          норм времени на выполнение технологических операций;

·          размера партии обрабатываемых изделий;

·          порядка передачи изделий с операции на операцию;

·          времени перерывов в производстве в связи с регламентом работы производства, а также в связи с пролёживанием изделий между операциями и выполнением вспомогательных работ.

Операционный цикл Т_оп, т.е. календарный период обработки партии деталей (изделий) на одной операции, равен:

где n – размер партии деталей, шт.; t_ш.к – полная норма времени на операцию (штучно-калькуляционная норма времени), мин; С – число рабочих мест на операции (фронт работы).

Возможны три вида движения партий в производстве:

·          последовательный;

·          параллельно-последовательный;

·          параллельный.

 

2. ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ ПАРТИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ

2.1. Последовательный вид движения

Последовательный вид движения возможен, когда вся обрабатываемая партия деталей передаётся на последующую операцию лишь после полного окончания всех работ на предыдущей операции. При этом длительность цикла технологических операций определяется суммой операционных циклов:

,

а длительность производственного цикла Т _посл включает дополнительно межоперационные перерывы, длительность естественных процессов и перерывы, связанные с режимом работы участка и завода (рис. 1):

где m – число операций в процессе; Т_ест – длительность естественных процессов, час.; t_м.о. – среднее межоперационное время, мин.

 

N опера- ции	tш.к , мин	C
1	2	1
2	3	1
3	1,5	1

Рис. 1. График цикла при последовательном виде движения партий
в производстве ( n =15 шт., t_м.о.= 3 мин. )

 

2.2. Параллельно-последовательный вид движения

Параллельно-последовательный вид движения, при котором следующая операция начинается ранее, чем наступает полное окончание обработки всей партии на предыдущей операции, и осуществляется без перерывов в изготовлении партии деталей на каждом рабочем месте. При этом происходит частичное совмещение времени выполнения смежных операционных циклов. Передача предметов труда с операции на операцию осуществляется партиями р или поштучно (р = 1). Длительность технологического цикла Т _п.п будет соответственно меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения операционных циклов τ (рис. 2):

N опера-ции	tш.к , мин	C
1	2	1
2	3	1
3	1,5	1

Рис. 2. График цикла при параллельно-последовательном виде движения партий в производстве ( n =15 шт., p = 5 шт., t_м.о.= 3мин. )

 

В практике встречаются два способа сочетания смежных операционных циклов:

а) предыдущий операционный цикл меньше последующего, т.е. Т _{оп i} < Т _{оп (i+1)} .

В этом случае начало обработки на последующей операции возможно сразу после окончания обработки первой штуки или передаточной партии на предыдущей операции.

Экономия времени τ вследствие параллельно-последовательного сочетания операционных циклов будет определяться разностью Т´ _посл и Т´ _п.п:

б) предыдущий операционный цикл больше последующего, т.е. Т _{оп i} > Т _{оп (i+1)} .

В этом случае начало обработки на последующей операции определяется из условия, что последняя штука или передаточная партия, будучи закончена обработкой на предыдущей операции, немедленно начинает обрабатываться на последующей. Остальные штуки или передаточные партии должны быть закончены обработкой (непрерывно) к этому моменту.

Экономия времени τ в этом случае определяется также разностью Т´_посл и Т´_п.л:

Обратите внимание на то, что экономия времени τ в том и другом случае сочетания операционных циклов определяется как произведение (n-p) на операционный цикл минимальной продолжительности из двух сочетаемых. Следовательно, в любом случае

тогда

где  – сумма коротких операционных циклов из каждой пары смежных операций.

 

2.3. Параллельный вид движения

Параллельный вид движения, когда небольшие передаточные партии p или отдельные детали запускаются на последующую операцию сразу после обработки их на предыдущей, независимо от всей партии. В этом случае полностью загружена наиболее трудоёмкая операция с самым длительным операционным циклом; менее трудоёмкие операции имеют перерывы (рис.3).

Рис. 3. График цикла при параллельном виде движения партий
в производстве ( n =15 шт., p = 5 шт., t_м.о.= 3 мин. )

 

При параллельном движении партии обеспечивается наиболее короткая длительность технологического производственного цикла Т´ _пар :

где  – цикл операции с максимальной продолжительностью.

При построении графика цикла целесообразно предусмотреть последовательную обработку первой транспортной партии без задержки по всем операциям; затем, предусмотрев непрерывную обработку всех партий на операции с максимальным операционным циклом, графически определить время начала и окончания обработки каждой партии на остальных операциях (рис. 4).

Рис. 4. График определения длительности цикла при параллельном виде движения

 

Только при условии соблюдения равенства, определяющего синхронность технологического процесса, т.е.

(где r – такт потока) работа на всех операциях и рабочих местах может вестись непрерывно. Это основное условие непрерывно-поточного производства.

 

3. ПРОСТОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Так как длительность производственного цикла для построения календарных планов необходимо определять в календарных и рабочих днях, то при расчёте циклов следует принимать во внимание длительность рабочего дня (в часах или минутах), число смен в сутки, режим работы участка и предприятия и межоперационные перерывы, вызванные выполнением транспортных, контрольных и других операций, а также в необходимых случаях – пролёживание деталей в ожидании обработки.

Кроме того, при необходимости следует предусматривать затраты времени на естественные процессы, выраженные в календарных днях.

Исходя из сказанного, приведённые выше формулы длительности производственного цикла примут следующий вид:

где s – число смен; T_см – длительность смены, час . или мин.; f – коэффициент для перевода рабочих дней в календарные:

при 254 рабочих днях в году f = 254/365 = 0.696;

для расчёта в рабочих днях f = 1.

Вследствие технологических особенностей операций либо различной производительности оборудования (например, в литейных и термических цехах) часты случаи, когда на отдельных стадиях процесса используются различные способы сочетания операционных циклов, например, параллельно-последовательный и последовательный. В этих случаях длительность производственного цикла необходимо определять не сразу по всему процессу, а по отдельным его частям.

Длительность сборочного процесса зависит от его сложности и условий выполнения. Сложность сборочного процесса определяется схемой сборки, которая может быть либо веерной, либо линейной.

Сборочный процесс представляет собой ряд технологических операций сборки и может рассматриваться как простой производственный процесс. Длительность его определяется так же, как и в ранее рассмотренных случаях.

 

4. CЛОЖНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Поскольку процессы изготовления деталей, сборки узлов и подузлов выполняются раздельно, то эти процессы могут производиться одновременно (параллельно) и задача сводится к правильной координации их во времени. Основным при этом является обеспечение комплектности хода производства, т.е. подача на сборку в точно установленное время всех необходимых для сборки деталей и узлов машины.

Поэтому для определения длительности производственного цикла сложного процесса необходимо по данным схемы сборки изделия построить цикловой график. Для построения этого графика предварительно определяют длительность циклов сборки каждой отдельной сборочной группы и узла, т.е. циклы сборочный процессов, а затем, зная срок окончания сборки изделия, можно определить сроки опережения сопряженных сборочных процессов и всего процесса в целом (рис. 5).

Рис. 5. Цикловой график производства изделия

 

Общая продолжительность цикла сборки изделия Т_{ц. сб} определяется как сумма циклов по наиболее продолжительной «сборочной цепочке» (на рис.5 цикл сборки равен сумме цикла общей сборки и цикла сборки узла С) при условии протекания процессов сборки в этой «цепочке» последовательно.

Аналогично на основе циклов изготовления деталей можно построить цикловой график изготовления всего изделия. Общая длительность цикла изготовления изделия Т_{ц. изд} будет определяться наибольшей суммой циклов последовательно связанных между собой процессов изготовления деталей и сборочных процессов, т.е.

На рис.6 длительность цикла изготовления изделия N определяется суммой циклов сборки изделия, узла 1 и изготовления детали 7.

 

Спецификация	График изготовления
Сборка изделия N
Изготовление детали 1
Изготовление детали 2
Изготовление детали 3
Изготовление детали 4
Сборка узла 1
Изготовление детали 5
Изготовление детали 6
Изготовление детали 7
Изготовление детали 8
Календарь	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21

Рис. 6. График последовательного сочетания простых процессов

 

При дифференцированной по срокам подаче узлов и деталей на разные этапы сборки (комплектно-узловая система) сопряженные циклы простых процессов могут протекать параллельно – последовательно, например, сборка узла У-1 и монтаж изделия (рис. 7).

 

Рис. 7. Параллельно-последовательное сочетание смежных простых процессов

 

Длительность производственного цикла и в этом случае будет определяться также максимальной суммой сопряжённых циклов простых процессов.

Между двумя смежными операциями или смежными частичными процессами разной производительности и при различных режимах их работы образуются межоперационные заделы.

Величина их определяется разностью производительностей этих операций за период работы в неизменных условиях:

где Т_п – период времени, в течение которого смежные операции находятся в неизменных условиях по производительности; C_i и C_i+1 – количество единиц оборудования, работающих на смежных операциях в течение времени Т_п; t_i и t_i+1 – нормы времени на смежные операции.

 

5. ЗАДАЧИ

Задача 1.

Определить длительность технологического цикла обработки партии деталей 50 шт. при последовательном виде движения её в производстве.

Построить график последовательного процесса обработки.

Технологический процесс состоит из следующих операций:

№ операции	1	2	3	4	5	6	7	8
Норма времени, мин.	12	3	2	5	8	10	2.5	6
Число станков на операции	2	1	1	1	1	2	1	1

 

Задача 2.

Построить графики цикла простого процесса при последовательном и параллельно-последовательном видах движения.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 180 шт., величина передаточной партии 30 шт.

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции	1	2	3	4	5	6	7
Норма времени, мин.	4.6	9.9	3.1	11.4	3.0	6.8	1

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 60 мин.;

работа производится в две смены.

Расчёт и построение графиков выполнить в рабочих днях.

 

Задача 3.

Построить графики циклов простого процесса при последовательном и параллельно-последовательном движении партии.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 800 шт., величина передаточной партии 80 шт.

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции	1	2	3	4	5	6	7
Норма времени, мин.	3.0	6.9	2.0	3.6	8.0	1.8	1.1

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 60 мин.;

работа производится в две смены.

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

 

Задача 4.

Построить графики циклов простого процесса при последовательном и параллельно-последовательном движении партии деталей.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 1000 шт.,

величина передаточной партии 200 шт.

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции	1	2	3	4	5	6
Норма времени, мин.	0.5	1.0	1.5	0.8	1.4	1.0

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 60 мин.;

работа производится в две смены.

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

 

Задача 5.

Построить графики циклов простого процесса при параллельном движении партии деталей.

Проверить правильность графического построения аналитическим расчётом длительности цикла при следующих условиях:

величина партии деталей 200 шт.,

величина передаточной партии 20 шт. Нормы времени по операциям следующие:

№ операции	1	2	3	4	5	6
Норма времени, мин.	1.7	2.1	0.9	4.3	2.8	0.7

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 2 мин.

Работа производится в две смены.

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

 

Задача 6.

Используя условия задачи 5, определить, как изменится длительность цикла простого процесса при параллельном виде движения, если передаточную партию сократить до 10 шт.

Длительность цикла выразить в рабочих днях.

 

Задача 7.

Определить длительность цикла простого процесса в рабочих днях при параллельном виде движения партии деталей при следующих условиях:

величина партии деталей 180 шт.,

величина передаточной партии 2 шт.

Нормы времени по операциям следующие:

№ операции	1	2	3	4	5	6	7
Норма времени, мин.	3.9	4.0	4.4	3.9	3.8	4.2	4.2

На каждой операции работа выполняется на одном станке;

среднее межоперационное время на каждую передаточную партию 5 час.

Работа производится в две смены.

 

Задача 8.

1) Определить длительность технологического и производственного циклов в часах.

Партия деталей из 30 шт. обрабатывается последовательно.

Среднее межоперационное время 15 мин.

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	1	2	3	4	5	6	7
Норма времени, мин.	3	7	5	6	2	3	6
Число станков на операции	1	2	1	2	1	1	2

2) Как изменится технологический цикл, если размер партии удвоить?

3) Как изменится длительность производственного цикла, если операция №2 будет разделена на две: на трехминутную и четырёхминутную, каждая из которых выполняется на одном станке?

 

Задача 9.

Определить срок исполнения заказа на 100 шестерён распределительного вала, если известно, что заготовки будут поданы в цех к 7 мая.

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	Операция	Норма времени, мин.	№ операции	Операция	Норма времени, мин.
1	Револьверная	12	5	Затыловка	10
2	Токарная	3	6	Протяжка	2.5
3	Токарная	20	7	Снятие заусенца	6
4	Зубофрезерная	30	8	Сверление	5

На операции № 4 может быть использовано два станка;

цех работает в две смены;

среднее межоперационное время 5 час.;

заказ не делится на партии и передаётся с операции на операцию целиком.

 

Задача 10.

Используя условия задачи 9, определить, можно ли ускорить выпуск шестерён распределительного вала и выполнить заказ к 17 мая, если перейти на параллельно-последовательный вид движения с передачей деталей с операции на операцию по 10 шт.

 

Задача 11.

Определить длительность (в рабочих днях) производственного цикла изготовления заказа на 200 шестерён распределительного вала.

Построить календарный график его изготовления при следующих условиях:

партия деталей обрабатывается параллельно-последовательно;

величина передаточной партии 10 шт.;

участок работает в две смены;

среднее межоперационное время 3 час.

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	Операция	Норма времени, мин.	Число станков на операции
1	Сверление	12	1
2	Расточка	3	1
3	Протяжка	1.5	1
4	Обточка	17	1
5	Зубонарезная	30	2
6	Протяжка	2.5	1
7	Снятие заусенца	6	1
8	Сверление	3	1

 

Задача 12.

Определить длительность технологического цикла обработки вилка соединительного ползуна с кулисой в количестве 400 шт.

Запуск деталей в производство осуществляется партиями по 40 шт.;

обработка ведётся параллельно-последовательно.

Технологический процесс обработки следующий:

№ операции	Операция	Норма времени, мин.	Число станков на операции
1	Токарная обточка	31.5	3
2	Фрезерование	16.4	2
3	Сверление	2.0	1
4	Фрезерование	12.6	2
5	Долбление	4.0	2