11.3. Организация производственного процесса во времени

11.3. Организация производственного процесса во времени

Производственный цикл и его структура

Организация производственного процесса во времени характеризуется способами сочетания операций технологического процесса, структурой и длительностью производственного цикла. Производственный цикл — это временной интервал от начала до окончания процесса изготовления продукции, т. е. время в течение которого запущенные в производство предметы труда преобразуются в готовую продукцию.

Производственный цикл исчисляется для одного изделия или для определенного количества изготовляемых одновременно изделий и является важным календарно-плановым нормативом организации производственного процесса во времени. Исходя из его продолжительности, определяют срок запуска продукции в производство, составляют календарные планы изготовления продукции на всех стадиях производственного процесса, согласовывают работу смежных подразделений (участков, цехов). На основе производственного цикла исчисляется величина незавершенного производства — важного элемента оборотных средств предприятия.

Структура производственного цикла показана на рис. 11.3.

Из рис. видно, что производственный цикл состоит из собственно производственного времени и перерывов. Время производства особых пояснений не требует. Время перерывов включает перерывы в рабочее время, то есть тогда, когда предприятие работает, и нерабочее время, которое определяется режимом работы (выходные, праздничные дни, перерыв между рабочими сменами).

Перерывы в рабочее время делятся на перерывы партионности и ожидания. Перерывы партионности возникают тогда, когда предметы труда обрабатываются партиями. Партия предметов — это определенное количество одинаковых предметов, обрабатываемых на каждой операции непрерывно с одновременной затратой подготовительно-заключительного времени. Предметы из партии обрабатываются не одновременно, а по одному или по нескольку штук сразу. Каждый предмет труда ожидает сначала своей очереди на обработку, а затем — конца обработки всей партии. Перерывы партионности определяются не отдельно, а вместе с продолжительностью технологических операций, создавая технологический цикл. Перерывы ожидания возникают вследствие несинхронности операций производственного процесса: предметы труда негде обрабатывать, поскольку рабочие места заняты другими операциями. Перерывы ожидания возникают также тогда, и когда детали, входящие в один комплект, изготовляются в разное время.

Конкретная структура производственного цикла зависит от особенностей продукции, технологических процессов ее изготовления, типа производства и некоторых других факторов. В непрерывных производствах (химическом, металлургическом и т. п.) наибольшую часть производственного цикла занимает время производства, а в дискретных — именно перерывы. Особенно длительными являются перерыы в единичном производстве, меньшими — в серийном и минимальными — в массовом.

Методы сочетания операций и их влияние
на производственный цикл

Производственный цикл можно исчислять как для отдельных предметов (деталей, узлов, изделий), так и для целых партий. Определение цикла осуществляется по составляющим его элементам. Для изделий с длительным циклом величина последнего исчисляется в календарных днях; в этом случае учитывается все перерывы. Короткие циклы (до 5 дней) определяются в рабочих днях без учета выходных.

Во многих случаях выполнение вспомогательных операций совпадает со временем перерывов, особенно перерывов ожидания. Тогда временная протяжность цикла будет меньше чем сумма его составляющих. Это нужно учитывать при исчислении общей продолжительности цикла.

Основной составляющей производственного цикла является длительность технологических операций, которая составляет технологический цикл. Технологический цикл обработки партии предметов на одной операции равняется

          (11.3)

где Тm — технологический цикл в единицах времени (как правило минутах);

n — количество предметов в партии;

t — длительность обработки одного предмета;

М — количество рабочих мест, а которых выполняется операция.

Технологический цикл партии предметов, обрабатываемых на нескольких операциях, зависит также от того, как сочетается выполнение операций над предметами партии. Существуют три способа сочетания операций технологического процесса (три способа передачи, предметов): последовательный, параллельный и параллельно-последовательный (график на рис. 11.4).

Последовательное сочетание операций состоит в том, что следующая операция начинается только после окончания обработки всех предметов партии на предыдущей операции, т. о партия предметов передается с операции на операцию полностью. Технологический цикл при таком сочетании операций, как это видно из графика на рис. 11.4, определяется по формуле

               (11.4)

где m — количество операций технологического процесса
(і = 1,2… m);

По данным графика Тm.посл = 4 (2 + 1 + 1,5 + 0,5) = 20 мин.

Последовательное сочетание операций является достаточно простым по своей организации, она облегчает оперативное планирование и учет. Однако требует достаточно длительного производственного цикла, ибо каждый предмет лежит, ожидая обработки всей партии. Последовательное сочетание операций применяется в единичном и серийном производствах.

Параллельное сочетание операций характеризуется тем, что каждый предмет труда после окончания предыдущей операции сразу же передается на следующую операцию и обрабатывается. Это означает, что предметы одной партии обрабатываются параллельно на всех технологических операциях. Малогабаритные нетрудоемкие предметы могут передаваться не поштучно, а транспортными (передаточными) партиями — nm. При такой передаче nm = 1. На графике рис. 11.4 видно, что технологический цикл в этом случае равняется длительности обработки партии предметов на максимально трудоемкой операции и транспортной партии — на остальных операциях:

          (11.5)

По данным графика на рис. 11.4

Тm.пар = (2 + 1 + 1,5 + 0,5) + (4 – 1)∙2 = 11 мин.

При параллельном сочетании операций существенно сокращается технологический цикл по сравнению с последовательным способом. Однако если при этом длительность операций не одинакова и не кратна, то есть когда они не синхронизированы, то на всех операциях, кроме операций с максимальной продолжительностью (опер. 2,3,4), возникают перерывы в работе. Перерывы ликвидируются при условии синхронизации операций, когда

     (11.6)

Параллельное сочетание операций применяется в массовом и крупномасштабном производствах.

Параллельно-последовательное сочетание операций, которое еще называют смешанным, отличается тем, что обработка предметов труда на следующей операции начинается до завершения обработки всей партии на предыдущей, но при условии, чтобы партия обрабатывалась на каждой операции непрерывно.

Из графика на рис. 11.4 видно, что технологический цикл при параллельно-последовательном сочетании операций является более коротким чем цикл последовательного сочетания за счет параллельного выполнения смежных операций τ, т е.

             (11.7)

Время параллельного выполнения смежных операций равняется произведению количества деталей без одной транспортной партии и продолжительности наменьшей операции. Если последнюю обозначить как  то в общем виде для любой пары смежных операций

        (11.8)

Для m операций таких соединений будет m-1. Тогда можно окончательно записать:

, (11.9)

По данным графика на рис. 11.4

Тm.n.n = 20 – (4 – 1) (1 + 1 + 0,5) = 12,5

При параллельно-последовательном сочетании операций технологический цикл является более продолжительным, чем при параллельном, по меньшим, нежели цикл при последовательном сочетании операций. Применяется этот метод, когда предметы обрабатывают большими партиями, что соответствует условиям крупносерийного производства.

Для исчисления производственного цикла обработки партии предметов наряду с технологическим циклом нужно определить и другие элементы. Продолжительность природных процессов устанавливается в соответствии с требованиями технологии, время выполнения вспомогательных операций и межоперационных перерывов определяется по определенным нормативам или из опыта. Тогда производственный цикл обработки партий предметов в календарных днях может быть исчислен, например, для последовательного сочетания операций по формуле:

      (11.10)

где Ккал — коэффициент календарности т. е. это отношение количества календарных дней к количеству рабочих дней в определенном периоде (месяце, квартале, году);

Ксм — количество смен в сутки;

tсм — продолжительность смены в часах;

tпр, tg — продолжительность природных, вспомогательных, неперекрываемых операций, мин.,

tм.о — продолжительность среднего межоперационного перерыва (ожидания), мин.

Особенности исчисления производственного
цикла сложных изделий

Изложенная методика исчисления производственного цикла исходит из того, что готовое изделие получают вследствие последовательного выполнения операций над тем же самым предметом труда. Однако большинство изделий в дискретном производстве состоит из многих деталей, узлов, агрегатов (автомобили, станки, телевизоры и т. п.), которые изготовляются в определенной мере параллельно. Для такой продукции производственный цикл исчисляется графическим методом. Сначала определяются производственные циклы обработки отдельных деталей, сборки узлов, агрегатов и изделий в целом по методике, которая рассмотрена выше. После этого строится цикловой график (ленточный или сетевой) изготовления изделий с учетом параллельности отдельных процессов (рис. 11.5).

Производственный цикл сложного изделия равняется наибольшей сумме циклов взаимосвязанных последовательных процессов. На рис. 11.5 это циклы изготовления деталей Д-3, сборочной единицы Со — 2 и общей сборки С3.

Экономическое значение и способы сокращения
продолжительности производственного цикла

Производственный цикл является важным показателем производственного процесса, существенно влияющим на его эффективность. Сокращение времени производственного цикла уменьшает незавершенное производство и соответственно оборотные средства. Вследствие уменьшения незавершенного производства экономится площадь, занятая хранением предметов труда, а это обеспечивает экономию затрат. Кроме того, сокращение времени производственного цикла увеличивает производственную мощность соответствующих подразделений и предприятия вообще.

Для сокращения продолжительности производственного цикла нужно уменьшать время самого производства и перерывов. Время производства в конкретных условиях может уменьшаться под влиянием различных факторов и прежде всего — механизации и автоматизации технологических процессов, вспомогательных операций, интенсификации природных процессов, тщательной разработки технической документации на стадии подготовки производства, параллельного выполнения работ во время изготовления сложных изделий и др. Время перерывов сводится к минимуму благодаря применению передовых методов организации производства и систем оперативно календарного управления.