WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

Г.Г. СЕРЕБРЕННИКОВ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА • ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ • Министерство образования Российской Федерации Международная академия науки и практики организации производства ТАМБОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Г.Г. СЕРЕБРЕННИКОВ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Утверждено Ученым советом университета в качестве учебного пособия Тамбов • Издательство ТГТУ • 2004 УДК 338.2(075.8) ББК 65.050.9(2Р)2я7 С28 Рецензенты:

Доктор технических наук, заместитель директора ГНУ ВИИТ и Н А.Н. Зазуля, Кандидат экономических наук, доцент Л.В. Пархоменко Серебренников Г.Г.

С28 Организация производства: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 96 с.

Представлен основной теоретический материал к курсу «Организация производства на предпри ятиях отрасли». Особое внимание уделено экономическим проблемам организации производства в современных условиях. Теоретические положения проиллюстрированы примерами решения задач.

Содержит методические указания по выполнению контрольной работы.

Предназначено для студентов специальности 060800 «Экономика и управление на предприятии» дневного и заочного отделений.

УДК 338.2(075.8) ББК 65.050.9(2Р)2я ISBN 5-8265-0257-6 © Серебренников Г.Г., © Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), Учебное издание СЕРЕБРЕННИКОВ Геннадий Григорьевич ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Учебное пособие Редактор В.Н. Митрофанова Инженер по компьютерному макетированию Т.А. Сынкова Подписано к печати 9.03.2004.

Формат 60 84/16. Гарнитура Times. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Объем: 5,58 усл. печ. л.;

5,5 уч.-изд. л.

Тираж 250 экз. С. Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета 392000, Тамбов, ул. Советская, 106, к. ВВЕДЕНИЕ Объектом изучения учебной дисциплины «Организация машиностроительного производства» яв ляется промышленное предприятие, которое выпускает либо уже освоенные виды продукции, либо на ходится в состоянии разработки и вывода на рынок новых товаров или услуг. Процесс производства из вестных, либо впервые осваиваемых товаров или услуг подчиняется определенным закономерностям.

Знание этих закономерностей позволяет разработать рациональную схему размещения цехов на терри тории предприятия, оборудования внутри цеха, а также установить оптимальную последовательность выполнения работ в цехах и технологических операций на рабочих местах.

Предметом изучения данной дисциплины являются организационные закономерности функциони рования современного производства. Знание основ организации производства является актуальным для экономиста-менеджера, поскольку ему необходимо обеспечить высокую эффективность и производи тельность всех операций, осуществляемых персоналом и производимых оборудованием. Для того чтобы освоить новую продукцию на предприятии требуется осуществить комплекс работ, называемый подго товкой производства. Подготовкой производства занимаются инженеры-конструкторы, технологи и экономисты. Эти специалисты должны разработать чертежи нового изделия и технологию его произ водства, рассчитать величину затрат и эффективность нового производства.

Организация производства – это наука, опирающаяся на определенную технологию производства.

Техническое оформление производственных процессов на химическом и машиностроительном пред приятии будет существенно отличаться. В одном случае продукция будет производиться внутри хими ческих аппаратов и передаваться затем по трубопроводам, а в другом – на станках, связанных друг с другом подъемно-транспортными механизмами. Однако, принципы организации производства будут в том и другом случае общими, независимо от отраслевой принадлежности предприятия.

Закономерности организации производственных процессов – это частные случаи более общих зако нов организации живой и неживой природы. Окружающая нас действительность организована как в пространстве, так и во времени.

Организованность пространства – это внутренняя упорядоченность отдельных частей целого.

Например, кристаллическая решетка алмаза имеет четкую внутреннюю структуру;

города не застраи ваются хаотично, а разбиваются на районы;

районы состоят из кварталов, которые формируют улицы.

Такая пространственная организация города существенно сокращает время поиска нужного жителя.

Подобным образом организована и территория предприятия.

Организованность времени – это заданная последовательность, чередование явлений, процессов или действий во времени. Например: зима – весна – лето – осень;

день – ночь;

сон – работа – отдых и т.д.

Время работы предприятия также четко организовано – установлены интервалы поставки материа лов и отгрузки готовой продукции;

технологией производства определены последовательность и время выполнения операций и т.д.

Организованность пространства промышленного предприятия и производственных процессов во времени обеспечивает эффективное использование ресурсов предприятия.

Природа этой эффективности – в организационном эффекте. Суть организационного эффекта в том, что организованная система имеет большую производительность, чем нейтральная производственная система.

Рассмотрим простой пример. Пусть условный технологический процесс состоит из трех операций, и. Первые две, и – позволяют изготовить две детали, а третья операция – это сборка двух де талей в узел. Предположим, что трудоемкость операции – 4 ч, – 2 ч и – 2 ч. Структура технологи ческого процесса будет следующей 4 – 2 – 2. Один рабочий, выполняющий эти операции последова тельно, будет затрачивать 8 ч рабочего времени (4 + 2 + 2 = 8) и за рабочую смену он сможет собрать один узел. Очевидно, что если численность рабочих на производственном участке будет достаточно большой (в нашем случае – это четыре человека), то они могут уже специализироваться на операциях, что приведет к увеличению производительности труда – рис. 1.

1 e.

4 # 2 # 4 e.

1 e.

4 # 2 # 1 e.

4 # 2 # 1 e.

4 # 2 # ) ) Рис. 1 Преобразование нейтральной системы (а) в организованную систему (б) В нейтральной системе (рис. 1, а) каждый рабочий условно изображен прямоугольником. Труд ра бочих никак между собой не связан, каждый из них самостоятельно осуществляет изготовление узла, выполняя все три необходимые операции. В организованной системе (рис. 1, б) также четверо рабочих, однако, двое из них специализируются на операции и заняты этой работой полный рабочий день (8).

Два других рабочих 8 и 8 заняты полный рабочий день на операциях и. Между этими рабочими возникают организационные связи, показанные на рис. 1 стрелками. Рабочего-сборщика (8) трое дру гих рабочих должны обеспечивать необходимыми количеством деталей для сборки четырех узлов в смену.

Таким образом, в организованной системе отдельные ее элементы утрачивают самостоятельность и между ними возникают пространственно-временные связи. Такие связи отсутствуют в нейтральной сис теме. Очевидно, что специализированные рабочие уже не будут на операциях, и затрачивать по 4, 2, и 2 ч, соответственно, а смогут выполнять их быстрее, поскольку не нужно менять инструмент, пере страиваться с одной операции на другую и т.д. Поэтому за смену будет изготавливаться не 4 ед. про дукции, а больше.

Производительность нейтральной системы получается простым суммированием продуктивности составляющих ее элементов: (4 рабочих) (1 ед.) = (4 ед./смену). В организованной системе каждый ее элемент производит полуфабрикат и пра вило суммирования продуктивности не действует. Однако, за счет организационного эффекта, произво дительность организованной системы будет выше, чем нейтральной.

Организационные эффекты присутствуют и во многих других случаях. Например, футбольная ко манда, состоящая из мастеров высокого класса, но играющих каждый сам за себя, будет заведомо сла бее отлично сыгранной команды, в которой каждый игрок не обладает высоким личным мастерством и в индивиду альном соперничестве всегда проигрывает мастеру.

Структуру производственной системы формируют ее обособленные части и устойчивые про странственно-временные связи между ними. Например, литейный цех передает отливки механическому цеху, где из них делают детали. Детали затем поступают в сборочный цех, где из деталей собирают из делие. В данном случае простейшая производственная структура будет иметь линейный вид (рис. 2).

Пространственно-временные связи – это устойчивые грузопотоки предметов труда возникающие из-за того, что в каком-то одном цехе невозможно произвести все технологические операции, связанные с изготовлением и сборкой изделия. Каждый цех имеет определенную специализацию и, в совокупности со своими связями, они образуют систему, обладающую определенным организационным эффектом.

Рис. 2 Пример простейшей производственной структуры из трех цехов и двух пространственно-временных связей между ними На производственную структуру предприятия влияют следующие факторы: объемы производства, особенности технологии и сложность выпускаемой продукции. Предпосылки к специализации и к воз никновению организационного эффекта появляются только при относительно больших объемах произ водства. Например, если бы в ранее рассмотренном примере потребность в узлах была бы не 4 ед. в смену, а 2 ед.

(рис. 1, а), то специализация рабочих на операциях и была бы невозможна, так как их занятость в течение рабочей смены была бы всего лишь 50 %, т.е. 4 ч на операции и 4 ч на операции при вось мичасовой рабочей смене.

Российские машиностроительные предприятия по размерам значительно больше аналогичных за падных и имеют преимущественно технологическую специализацию цехов. При технологической спе циализации подразделений предприятия крайне сложно его разукрупнить и из одного большого трудно создать несколько небольших, но более конкурентоспособных. Другая особенность производственной структуры отечественных предприятий в том, что практически каждое из них имеет неоправданно большое количество вспомогательных служб – это ремонтное, инструментальное, энергетическое, складское хозяйство. Наличие той или иной службы должно определяться экономической целесообраз ностью. Например, энергия вырабатываемая собственной котельной обычно стоит дороже, чем тепло, подаваемое от крупной ТЭЦ. Поэтому наличие собственной котельной на предприятии повышает себе стоимость производимой продукции, но обеспечивает независимость от поставок тепловой энергии осуществляемых монопольным производителем – ТЭЦ.

Целью данной дисциплины является формирование целостного представления о процессах произ водства и освоения продукции и понимание того факта, что их высокоэффективная организация позво ляет предприятию реализовать стратегию лидирования в области снижения производственных издер жек.

Задачей данной дисциплины является знакомство студента с типовыми способами и методами ор ганизации современного производства, а также приобретение навыка решения организационных задач и производственных ситуаций.

«Организация машиностроительного производства» основывается на таких курсах как «Экономика предприятия» и «Технология машиностроения» и, в свою очередь, является базой для более углублен ного понимания общего менеджмента, бухгалтерского учета, логистики и других учебных дисциплин.

Рекомендации по самостоятельной работе с учебником. После прочтения основного текста раз дела необходимо выполнить три тренировочных задания. Рекомендуется самостоятельно решить каж дое задание, а затем уже сверить свое решение с тем, которое приведено в учебнике. При ответе на во просы теста следует иметь в виду, что только один ответ является правильным. Результаты тестирова ния засчитываются студенту только в том случае, если он ответил правильно на семь вопросов из деся ти, приведенных в тесте.

1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА 1.1 РОДОВЫЕ ФУНКЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ Последовательность осуществляемых действий на предприятии, связанных с производством про дукции, характеризует организованность производственной системы во времени. Эти действия имеют определенные целевые установки. Однородные действия, объединенные по их назначению или роли в организации, называются внутренними функциями. Эти функции выполняются специализированными подразделениями предприятия, которые расположены на территории предприятия не хаотично, а упо рядочено, что свидетельствует о пространственной организации системы. Например, операция сборки узла следует после операций изготовления деталей этого узла. Поэтому сборочный участок располагают после участков механообработки, а, например, литейный участок – перед участками механообработки.

Каждый из этих участков имеет свое назначение, играет определенную роль в процессе производства продукции.

Функции, выполняемые внутренними подразделениями предприятия, можно разделить на три взаимосвязанные группы (рис. 1.1).

Специальные функции Вспомогательные функции Основные функции процесса производства процесса производства Рис. 1.1 Взаимосвязь функций производственной системы Основные функции процесса производства на машиностроительном предприятии реализуются ос новными цехами предприятия в следующей последовательности:

Обработочная Сборочная ЗАГОТОВИТЕЛЬ Заготовительная функция выполняется литейным, кузнечным цехами, участками резки металла.

Обработочная реализуется в механическом, термическом, гальваническом цехах. Сборочная – в механо сборочных и сборочных цехах.

Если на предприятии выполняются все три функции, то его относят к предприятиям с полным цик лом изготовления изделий. Если завод осуществляет только заготовительные операции, то он имеет технологическую специализацию. Например, центролит – это завод, специализирующийся на литье разного размера, веса и сорта. На механических заводах, например, инструментальном или заводе поршневых колец выполняют заготовительные операции и механообработку. Обработочная и сбороч ная функция реализуются на механосборочных заводах, например, на заводе подшипников скольжения.

Такие заводы специализируются на выпуске отдельных сборочных узлов или комплектующих изделий.

Сборочные предприятия имеют предметную специализацию и обычно их относят к массовому или крупносерийному типу производства. Например, ВАЗ, КАМАЗ и т.д.

Вспомогательные функции выполняют цехи и службы предприятия, которые обеспечивают основ ные цехи техническими услугами (ремонт оборудования, транспортировка и складирование материалов и продукции), а также энергией (например, электроподстанция), горячей водой (котельная) и инстру ментом (инструментальный цех). Предприятие не обязательно располагает полным перечнем всех вспомогательных цехов и служб;

с экономической точки зрения, это не всегда целесообразно. Однако, любое машиностроительное предприятие имеет свою ремонтную службу (ремонтно-механический цех – РМЦ) и складское хозяйство.

Специальные функции управления производством осуществляет заводоуправление, а также линей ные руководители в цехах основного производства (начальник цеха, мастер участка). Заводоуправление, как правило, выполняет следующие специальные функции управления производством:

1) техническая подготовка производства к выпуску новых изделий;

2) планирование объемов работ и календарных сроков их выполнения по подразделениям предпри ятия;

3) учет затрат по видам продукции и подразделениям предприятия;

4) диспетчирование, т.е. устранение отклонений от разработанных планов и графиков и другие спе циальные функции.

Специальные функции являются следствием специализации работников подразделений предпри ятия на том или ином виде работы, виде деятельности. Закрытый перечень специальных функций не возможно составить. Это связано с тем, что в деловой среде организации происходят определенные пе ремены, изменения и предприятие реагирует на них возникновением специальных функций. Например, в связи с бурным развитием глобальных компьютерных сетей, предприятия работающие в таких сетях, вынуждены пресекать несанкционированные проникновения внешних пользователей в собственную базу данных. Функция защиты своей базы данных – это относительно новый и важный вид деятельно сти работников предприятия, специализирующихся в этой области знаний. Однако, для одних органи заций эта функция чрезвычайно актуальна, а для других – нет. Или, например, для государственного вуза маркетинговая деятельность имеет второстепенное значение, а для частного вуза она очень важна, поскольку его существование зависит от набора абитуриентов.

Таким образом, без тех или иных специальных функций организация может существовать, однако, имеются родовые функции системы, без которых она уже не является таковой. Существование про мышленного предприятия обеспечивают три родовые функции (рис. 1.2).

Очевидно, что если будет отсутствовать, например, вторая родовая функция – преобразование ре сурсов, то это будет не промышленное предприятие, а например, оптовая база, где товары складируют ся, но не подвергаются переработке или преобразованию. Эти три родовые функции реализуются каж дым рабочим местом, производственным участком, цехом предприятия, предприятием, как целостной системой. Родовые функции присущи любому технологическому процессу. Однако, они не всегда вы полняются в той последовательности, в какой они изображены на рис. 1.2. Например, на непрерывно движущемся рабочем конвейере сборка изделия осуществляется в процессе перемещения последнего в пределах рабочей зоны операции. На роторно-конвейерной линии преобразование материалов также происходит в процессе их транспортировки с операции на операцию. В этих случаях функции ввода вывода реализуются параллельно, т.е. одновременно с функцией преобразования предметов труда. Ро довые функции – это удобная абстракция, позволяющая формально описать любой производственный процесс. Однако, эти функции выполняют вполне определенные транспортные средства, станки и рабо чие.

Скорость ввода ресурсов, например, материалов и скорость вывода продукции из производственной системы должны в среднем совпадать со скоростью преобразования ресурсов внутри этой системы. На пример, поставки металла на предприятие осуществляются повагонно – по 80 т через каждые 10 дней, а механический цех перерабатывает по 8 т металла в день. Таким образом, средняя скорость обеспечения предприятия металлом 80/10 = 8 т в день совпадает с производительностью станков механического цеха также – 8 т деталей в день. В этом случае на складе будет поддерживаться средняя величина запаса 40 т (рис. 1.3).

3 ФУНКЦИЯ 1 ФУНКЦИЯ 2 ФУНКЦИЯ ВЫВОДА ВВОДА РЕСУР- ПРЕОБРАЗО ПРОДУКЦИИ СОВ ВАНИЯ ( ) РЕСУРСОВ Рис. 1.2 Родовые функции производственной системы n, А n = 1 В t, 0 10 Рис. 1.3 Изменение величины текущего запаса n на складе между интервалами поставок в 10 дней Производительность второй родовой функции (преобразование ресурсов) характеризуется танген сом угла наклона отрезков прямых АВ, А1В1 и А2В2 к оси абсцисс. Чем меньше угол наклона, тем меньше производительность второй родовой функции, тем больше будет интервал времени поставки материалов на предприятие. Чем больше будет угол, тем быстрее идет преобразование ресурсов, тем чаще следует завозить материал на предприятие.

Если бы скорость ввода ресурсов и скорость их преобразования существенно отличались бы, то за пас металла на складе предприятия либо возрастал бы через каждые 10 дней, либо производство про стаивало бы в конце этого периода из-за недостатка металла. Аналогичным образом должны быть со гласованы объемы и интервалы поставок заготовок и деталей одних цехов предприятия другим.

В Японии получила распространение техника работы предприятий, получившая название «точно в срок». В этом случае, например, при производительности станков механического цеха 8 т деталей в день, поставки осуществлялись бы на предприятие ежедневно восьмитонным грузовиком. Запаса мате риала на предприятии вообще бы не было, однако, существенно выросли бы транспортные расходы, при отсутствии расходов на хранение материала.

Техника работы «точно в срок» возможна только в случае очень надежных поставщиков материа лов, расположенных на небольшом расстоянии от предприятия. В случае ненадежных поставщиков ма териалов предприятие формирует страховые запасы материалов и комплектующих изделий на случай срыва очередной поставки. Следовательно, появляются дополнительные затраты на хранение страхово го запаса, ухудшаются показатели оборачиваемости запасов. На рис. 1.4 показана ситуация, когда пер вая партия материалов величиной 80 т поступила с опозданием и предприятию пришлось расходовать страховой запас. Вторая поставка материалов должна быть увеличена на n т, с тем, чтобы обеспечить текущий запас в 80 т и пополнить страховой запас в 40 т.

Если поставщики материалов и комплектующих изделий надежны, однако расстояния перевозки грузов большие, то, как правило, предприятию выгоднее формировать текущий запас материалов и комплектующих изделий, а не использовать технику работы «точно в срок». Оптимальный размер по ставки материалов на предприятие можно рассчитать по формуле Вильсона 2Na n0 =, P где n0 – оптимальная величина партии поставки материала, т;

N – годовая потребность в материалах, т;

a – расходы на обслуживание одной партии поставки, р.;

P – цена материалов, р./т;

– коэффициент, учитывающий затраты на хранение материалов на складе.

Графическая интерпретация формулы Вильсона дана на рис. 1.5. Из рисунка видно, что с ростом количества материала в партии поставки, количество этих поставок N / n в течение года уменьшится.

n, t n 0 t, Рис. 1.4 Ситуация запаздывания поставки материалов на t дней, приводящая к использованию части n страхового запаса.

Страховой запас – 40 т,.

n 0 n Рис. 1.5 Графический способ расчета оптимальной величины n поставки материала на предприятие:

1 – затраты на обслуживание поставок материалов в течение года;

2 – затраты на хранение партии материалов;

3 – суммарные затраты Следовательно, уменьшаются и годовые затраты, связанные с обслуживанием поставок (размеще ние заказа на материал, приемка материала, контроль прохождения платежей и т.д.). С другой стороны, с увеличением n растет требуемая площадь склада и, следовательно, увеличиваются и затраты на хране ние партии материала. Складывая ординаты кривых 1 и 2 получим величину суммарных затрат, изо браженных на рис. 1.5 кривой 3. Минимум на кривой 3 соответствует оптимальной величине партии n поставки материала.

Пример. Годовая потребность предприятия в материале 800 т. Цена материала 9000 р./т;

затраты на обслуживание одной поставки 300 р., независимо от ее величины;

затраты на хранение партии при нимаются равными 5 % от среднегодовой стоимости материалов, хранящихся на складе. Определить рациональную величину партии поставки материала.

Решение. По формуле Вильсона определяем 2 n0 = = 33 т.

9000 0, Однако, 33 т не равны и не кратны годовой потребности предприятия в материалах, равной 800 т. По этому принимаем величину партии такой, чтобы количество поставок в течение года было бы целым числом. Очевидно, что при 40 т количество поставок будет равно 800/40 = 20. Окончательно величину партии поставок материалов принимаем равной 40 т, как наиболее близкую к оптимальной.

Формулу Вильсона также можно использовать и для расчета оптимальной величины партии отгруз ки готовой продукции.

Укажем на некоторые полезные следствия, вытекающие из формулы Вильсона. Для этого рассмот рим внутризаводские поставки заготовок и деталей, которые осуществляются основными цехами пред приятия. Введем в формулу Вильсона некоторые изменения. Будем считать, что P – это цеховая себе стоимость одной заготовки или детали, произведенной цехом;

a – затраты на переналадку оборудования в цехе при переходе с одного наименования деталей на другое. Очевидно, что при прочих равных усло виях себестоимость деталей из цветных металлов будет больше чем из черных;

себестоимость крупных деталей будет больше себестоимости мелких;

по ходу технологического процесса себестоимость детали будет увеличиваться. Принимая во внимание вышесказанное можно прийти к следующим выводам:

1) для деталей из цветных металлов партия n0 будет меньше, чем для деталей из черных металлов;

2) для мелких деталей n0 будет больше, чем для крупных;

3) для заготовительных цехов величина n0 будет больше, чем для сборочных.

1.2 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА В ПРОСТРАНСТВЕ Основные, вспомогательные и специальные функции управления производством взаимосвязаны (см. рис. 1.1). Эта взаимная связь и взаимообусловленность функций особенно четко просматривается на генеральном плане предприятия. Генеральный план – это вычерченное в определенном масштабе графическое изображение территории предприятия с расположением всех зданий, сооружений, складов, коммуникаций, дорог, зеленых насаждений и ограждений. Генеральный план разрабатывается на основе определенных принципов. Эти принципы позволяют рационально организовать процесс производства продукции на территории предприятия (т.е. в пространстве) и тем самым минимизировать затраты на строительство и эксплуатацию предприятия.

Основные принципы организации производства в пространстве (на территории предприятия) сле дующие.

1 Здания основных цехов, складов сырья и материалов, а также готовой продукции должны распо лагаться по ходу производственного процесса, обеспечивая минимальное значение грузооборота на предприятии. Внутри производственных подразделений также должен выполняться принцип прямоточ ности, т.е. путь прохождения изделием всех стадий и операций производственного процесса – от запуска в производство исходных материалов и до выхода готовой продукции – должен быть минимальным.

2 Склады сырья и основных материалов должны размещаться на границе территории предприятия со стороны ввоза грузов, около заготовительных цехов. Склады готовой продукции располагаются око ло сборочных цехов в месте вывоза грузов с предприятия.

3 Вспомогательные цехи должны быть по возможности расположены ближе к основным цехам, потребляющим их продукцию.

4 Должна быть обеспечена компактность застройки за счет: рационального зонирования террито рии (зона основных цехов, энергетических подстанций, зона общезаводских служб и учреждений, зона складов);

минимальных разрывов между зданиями и сооружениями;

объединения отдельных цехов в одном здании – блоке цехов.

5 Взаимное расположение зданий должно удовлетворять всем правилам и нормам пожарно технической безопасности, экологическим, санитарно-гигиеническим и другим требованиям.

Свое дальнейшее развитие генеральный план получает в планировке (размещении) оборудования и рабочих мест в пространстве цеха и производственного участка. На планировке цеха (участка) показы ваются: строительные элементы (стены, колонны);

технологическое оборудование и производственный инвентарь (станки, машины, верстаки, стенды);

подъемно-транспортные устройства (краны, транспор теры, рольганги);

кладовые, конторские помещения, санитарные узлы, вспомогательные помещения, расположенные на площади цеха. Рациональная планировка должна обеспечивать благоприятные усло вия труда, наименьшую продолжительность производственного цикла и наилучшие условия для управ ления работниками и материальными факторами производства.

Взаимное расположение рабочих мест и оборудования определяется характером технологического процесса и общей компоновкой цеха.

Применяются два основных способа расположения оборудования – по типам оборудования (цехи и уча стки технологической специализации) и по ходу технологического процесса (цехи и участки предметной специализации).

Первый способ характерен для единичного и мелкосерийного производства. Оборудование группи руется по признаку однородности – участки токарных, фрезерных, шлифовальных станков и т.д. В ме ханических цехах при обработке деталей, имеющих форму тел вращения, участки располагаются в сле дующем порядке: токарные, фрезерные, поперечно-строгальные, радиально- и вертикально сверлильные станки и т.д. Учитывается также использование подъемно-транспортного оборудования. С этой целью это оборудование распределяется на группы в зависимости от веса обрабатываемых деталей и потребности в кранах и транспортных средствах соответствующей грузоподъемности.

При размещении оборудования по второму способу, характерному для цехов серийного и массово го производства, руководствуются рядом правил:

• длина линий станков не должна превышать 60 м с учетом требований нормального обслужива ния производственного процесса;

• линии станков следует размещать вдоль проходов;

при передаче предметов труда из одного про лета в другой не должна нарушаться прямоточность движения;

• проходы и проезды должны пересекаться под прямыми углами во избежание излишних потерь площади;

• при расположении каждой отдельной единицы в линии учитывается удобство размещения стан ков относительно транспортных устройств.

На машиностроительных предприятиях часто проводятся перепланировки оборудования на участ ках и в цехах. Выбор рациональной планировки оборудования определяется тем, что она влияет на пря моточность, непрерывность и ритмичность производственного процесса, на величину транспортных расходов, себестоимость продукции, капиталовложения, уровень организации труда и т.д.

Для участка или цеха с ограниченной номенклатурой изготовляемых деталей и, следовательно, с небольшим числом различных технологических маршрутов нахождение рациональной планировки обо рудования достаточно просто решается методами классического анализа. Для участков, на которых об рабатывается широкая номенклатура деталей при большом числе различных технологических маршру тов изготовления (например, свыше 100) нахождение оптимальной планировки оборудования является многовариантной задачей.

В общем случае число всех возможных вариантов расположения оборудования на участке опреде ляется числом перестановок станков, которое может быть очень большим (например, для участка из шести станков число вариантов планировок оборудования составляет 720). Поэтому и возникает задача нахождения оптимального варианта планировки оборудования на многономенклатурном участке.

Наиболее обобщенным критерием, позволяющим получить количественную оценку влияния плани ровки оборудования производственного участка на результаты работы, является себестоимость продук ции. Себестоимость продукции изменяется за счет следующих факторов: изменения затрат на переме щение материала в процессе производства на участке;

изменение размеров производственной площади участка;

повышения коэффициента загрузки оборудования. Влияние двух последних факторов на себе стоимость продукции незначительно, поэтому основным фактором, влияющим на себестоимость продукции, является изменение затрат на перемещение материала в процессе производства. Затраты на перемещение, в свою очередь, зависят от объема грузооборота на участке. (Под грузооборотом понимается общий объем транспортных работ на участке.) Таким образом, критерием количественной оценки того или иного варианта планировки может быть объем грузооборота. В таком показателе отражено влияние важнейших факторов: номенклатуры деталей, закрепленных за предметно-замкнутым участком;

программы выпуска, веса деталей, маршрута обработки.

В процессе изготовления, в зависимости от вариантов планировки участка, детали проходят раз личный путь Lij, где Lij – общая длина транспортного пути за весь цикл изготовления i-го наименования детали при j-ом варианте.

Суммарный путь определяется по формуле m L =.

Lij i= Суммарный грузооборот участка зависит от плана расположения рабочих мест на участке m Qi = giLij, ni i= где m – количество закрепленных за участком деталей;

ni – программное задание по i-му наименованию детали;

gi – вес i-й детали.

Задача формулируется следующим образом. Требуется разместить рабочие места на площади уча стка или цеха так, чтобы свести к минимуму грузооборот участка, т.е. найти такую планировку рабочих мест, чтобы был обеспечен минимум величины Qi. Для решения сформулированной задачи можно при менить метод направленного перебора – метод перестановок, основанный на приближении к оптимуму с помощью транспозиций матриц. Решение этой задачи возможно также с помощью метода Монте Карло, метода с применением теории графов, а также с помощью «булевой» алгебры.

1.3 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ВО ВРЕМЕНИ Пропорциональность в организации производства предполагает соответствие пропускной спо собности (относительной производительности в единицу времени) всех подразделений предприятия – цехов, участков, отдельных рабочих мест по выпуску готовой продукции. Степень пропорциональности производства может быть охарактеризована величиной отклонения пропускной способности (мощно сти) каждого технологического передела от запланированной величины выпуска продукции.

Пример. Имеются три последовательно выполняемые операции с нормами времени: t1 = мин/ед.;

t2 = 4 мин/ед.;

t3 = 2 мин/ед. Каждая операция выполняется на одном рабочем месте. Опреде лить часовую производительность этой цепи рабочих мест.

Решение. Определим часовую пропускную способность каждого рабочего места. Первое рабо чее место: 60/6 = 10 ед./ч;

второе – 60/4 = 15 ед./ч и третье – 60/2 = 30 ед./ч. Следовательно, «узким местом» в технологическом процессе будет первое рабочее место и производительность всей цепи рабочих мест составит 10 ед./ч. Принцип пропорциональности в данном случае не выполняется. Второе и третье рабочее место будут недогруже ны и рабочие, выполняющие эти операции, будут заняты на (10/15) 100 % = 67 % и на (10/30) 100 % = 33 %, соответственно. Рабочий на первом рабочем месте будет занят на 100 %.

Пропорциональность производства исключает перегрузку одних рабочих мест, т.е. возникновение «узких мест», и недоиспользование мощностей в других звеньях и является предпосылкой равномерной работы предприятия т.е. обеспечивает бесперебойный ход производства.

Базой соблюдения пропорциональности является правильное проектирование предприятия, опти мальное сочетание основных и вспомогательных производственных звеньев. Однако при современных темпах обновления производства, быстрой сменяемости номенклатуры производимой продукции и сложной кооперации производственных звеньев задача поддержания пропорциональности производства становится постоянной.

С изменением производства меняются взаимоотношения между производственными звеньями, загрузка отдельных переделов. Перевооружение определенных подразделений производства изменяет установившиеся пропорции в производстве и тре бует повышения мощности смежных участков.

Одним из методов поддержания пропорциональности в производстве является оперативно календарное планирование, которое позволяет разрабатывать задания для каждого производственного звена с учетом, с одной стороны, комплексного выпуска продукции, а с другой – наиболее полного ис пользования возможностей производственного аппарата. В этом случае работа по поддержанию про порциональности совпадает с планированием ритмичности производства.

Пропорциональность в производстве поддерживается также своевременной заменой орудий труда, по вышением уровня механизации и автоматизации производства, путем изменений в технологии про изводства и т.д. Это требует системного подхода к решению вопросов реконструкции и технического переос нащения производства, планирования освоения и пуска новых производственных мощностей.

Усложнение продукции, использование полуавтоматического и автоматического оборудования, уг лубление разделения труда увеличивают число параллельно проводимых процессов по изготовлению одного продукта, органическое сочетание которых надо обеспечить, т.е. дополняет пропорциональность принципом параллельности. Под параллельностью понимается одновременное выполнение отдельных частей производственного процесса применительно к разным частям общей партии деталей.

Чем шире фронт работ, тем меньше при прочих равных условиях длительность изготовления продук ции. Вернемся к предыдущему примеру. Длительность изготовления 1 ед. продукции в этом случае со ставит:

t1 + t2 + t3 = 6 + 4 + 2 = 12 мин. Введем параллельные рабочие места на этих операциях c1 = 3, c2 = 2, c3 = 1 так, чтобы среднее время выполнения каждой операции было бы одинаковым: t1 / c1 = t2 / c2 = t3 / c3 = мин. Очевидно, что в этом случае будет выполняться принцип пропорциональности («узкие места» будут отсутствовать), а длительность изготовления 1 ед. продукции сократится до 2 + + 2 = 6 мин. Часовая производительность увеличится с 10 ед./ч до 60/2 = 30 ед./ч за счет введения па раллельных рабочих мест.

Параллельность реализуется на всех уровнях организации. На рабочем месте параллельность обес печивается совершенствованием структуры технологической операции, и в первую очередь технологи ческой концентрацией, сопровождающейся многоинструментальной, либо многопредметной обработ кой. Параллельность в выполнении основных и вспомогательных элементов операции заключается в совмещении времени машинной обработки со временем установки и съема деталей, контрольных про меров, загрузки и выгрузки аппарата с основным технологическим процессом и т.п. Параллельное вы полнение основных процессов реализуется в многопредметной обработке деталей, одновременном вы полнении сборочно-монтажных операций над одинаковыми или различными объектами. Уровень па раллельности производственного процесса может быть охарактеризован при помощи коэффициента па раллельности, исчисляемого как соотношение длительности производственного цикла при последова тельном движении предметов труда Tp и фактической его длительности T = Tp / T.

Коэффициент параллельности показывает во сколько раз данный производственный цикл короче последовательно организованного цикла.

Пропорциональности реализуемых технологических операций можно также достичь посредством перекомпоновки технологических переходов.

Пример. Имеются три последовательно выполняемые ручные операции с нормами времени: t1 = мин/ед.;

t2 = 4 мин/ед.;

t3 = 5 мин/ед. Каждая операция выполняется на одном рабочем месте. Разбить операции на технологические переходы и перекомпоновать их так, чтобы выполнялся принцип пропор циональности.

Решение. «Узким местом» является первая операция. Часовая производительность всей цепи ра бочих мест составит 60/6 = 10 ед./ч. Разделим первую операцию на два технологических перехода t11 = 5 и t12 = 1 мин/ед. и затем объединим t12 и t2. В результате получим t11 = 5, t12 + t2 = 1 + 4 = 5 и t3 = 5 мин/ед. Производительность процесса повысится: 60/5 = 12 ед./ч.

Перекомпоновка технологических переходов осуществима только в тех случаях, когда на смежных операциях установлено взаимозаменяемое оборудование, либо эти операции выполняют взаимозаме няемые рабочие.

В условиях сложного многозвенного процесса изготовления продукции все большее значение при обретает непрерывность производства, что обеспечивает ускорение оборачиваемости оборотных средств. Повышение непрерывности – важнейшее направление интенсификации производства. На рабо чем месте она достигается в процессе выполнения каждой операции путем сокращения вспомогательно го времени (внутриоперационных перерывов), на участке и в цехе при передаче полуфабриката с одного рабочего места на другое (межоперационных перерывов) и на предприятии в целом;

сведения переры вов до минимума в целях максимального ускорения оборачиваемости материально-энергетических ре сурсов (межцехового пролеживания).

Непрерывность работ в пределах операции обеспечивается прежде всего совершенствованием ору дий труда – введением автоматической переналадки, автоматизацией вспомогательных процессов, ис пользованием специальной оснастки и приспособлений.

Сокращение межоперационных перерывов связано с выбором наиболее рациональных методов со четания и согласования частичных процессов во времени. Одними из предпосылок сокращения меж операционных перерывов являются применение непрерывных транспортных средств, использование в процессе производства жестко взаимосвязанной системы машин и механизмов, применение роторных линий. Степень непрерывности производственного процесса может быть охарактеризована коэффици ентом непрерывности, исчисляемым как соотношение длительности технологической части производ ственного цикла продолжительности Ттех и продолжительности полного производственного цикла Т = Ттех / Т.

Непрерывность производства рассматривается в трех аспектах: непрерывного участия в процессе производства предметов труда – сырья и полуфабрикатов;

непрерывной загрузки оборудования;

рацио нального использования рабочей силы (рабочего времени исполнителей). Обеспечивая непрерывность движения предметов труда, одновременно необходимо свести к минимуму остановки оборудования для переналадки, в ожидании поступления материалов и т.п. Это требует повышения однообразия работ, выполняемых на каждом рабочем месте, а также использования быстро переналаживаемого оборудова ния (станков с программным управлением), копировальных станков и т.д.

Для обеспечения полного использования оборудования, материально-энергетических ресурсов и рабочего времени важное значение имеет ритмичность производства, являющаяся основополагающим принципом его организации.

Принцип ритмичности предполагает равномерный выпуск продукции и ритмичный ход произ водства. Уровень ритмичности может быть охарактеризован коэффициентом, который определяется отношением фактических объемов выпуска продукции nf, но не больше планового задания, к плановому выпуску продукции n = nf / n.

Пример. Имеются следующие месячные показатели работы производственного участка:

Объем выпуска Первая де- Вторая де- Третья де продукции, % када када када Плановый n 33 33 Фактический nf 10 10 Определить коэффициент ритмичности работы участка в течение месяца по декадным данным.

Решение.

10 +10 + = = 0,54.

33 + 33 + Производственное задание на участке было выполнено, но участок работал неритмично – план был выполнен за счет объема продукции, произведенного в третьей декаде.

Равномерный выпуск продукции означает изготовление в равные промежутки времени одинакового или постепенно возрастающего количества продукции. Ритмичность производства выражается в повто рении через равные промежутки времени частных производственных процессов на всех стадиях произ водства и осуществлении на каждом рабочем месте в равные промежутки времени одинакового объема работ, содержание которых в зависимости от метода организации рабочих мест может быть одинако вым или различным.

Ритмичность производства – одна из основных предпосылок рационального использования всех его элементов. При ритмичной работе обеспечиваются полная загрузка оборудования, нормальная его экс плуатация, улучшается использование материально-энергетических ресурсов, рабочего времени.

Обеспечение ритмичной работы является обязательным для всех подразделений производства – ос новных, обслуживающих и вспомогательных цехов, материально-технического снабжения. Неритмич ная работа каждого звена приводит к нарушению нормального хода производства.

Порядок повторения производственного процесса определяется производственными ритмами. Не обходимо различать ритм выпуска продукции (в конце процесса), операционные (промежуточные) рит мы, а также ритм запуска (в начале процесса). Ведущим является ритм выпуска продукции. Он может быть длительно устойчивым только при условии, если соблюдаются операционные ритмы на всех рабо чих местах. Методы организации ритмичного производства зависят от особенностей специализации предприятия, характера изготовляемой продукции и уровня организации производства. Ритмичность обеспечивается организацией работы во всех подразделениях предприятия, а также своевременной его подготовкой и комплексным обслуживанием.

Современный уровень научно-технического прогресса предполагает соблюдение гибкости органи зации производства. Традиционные принципы организации производства ориентированы на устойчи вый характер производства – стабильную номенклатуру продукции, специальные виды оборудования и т.п. В условиях быстрого обновления номенклатуры продукции меняется технология производства.

Между тем, быстрая смена оборудования, перестройка его планировки вызвали бы неоправданно высо кие затраты, и это явилось бы тормозом технического прогресса. Невозможно также часто менять про изводственную структуру (пространственную организацию звеньев). Это выдвинуло новое требование к организации производства – гибкость. В поэлементном разрезе это означает прежде всего быструю пе реналаживаемость оборудования. Достижения микроэлектроники создали технику, способную к широ кому диапазону использования и производящую в случае необходимости автоматическую самоподна ладку.

Широкие возможности повышения гибкости организации производства дает использование типо вых процессов выполнения отдельных стадий производства. Хорошо известно построение переменно поточных линий, на которых без их перестройки может изготовляться различная продукция. Так, сейчас на обувной фабрике на одной поточной линии изготовляются различные модели женской обуви при од нотипном методе крепления низа;

на автосборочных конвейерных линиях без переналадки происходит сборка машин не только разной расцветки, но и модификации. Эффективно создание гибких автомати зированных производств, основанных на применении роботов и микропроцессорной техники. Большие возможности в этом плане обеспечивает стандартизация полуфабрикатов.

В таких условиях при переходе на выпуск новой продукции или освоении новых процессов нет необхо димости перестраивать все частичные процессы и звенья производства.

Одним из важнейших принципов современной организации производства является ее комплекс ность, сквозной характер. Современные процессы изготовления продукции характеризуются сращива нием и переплетением основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, при этом вспомога тельные и обслуживающие процессы занимают все большее место в общем производственном цикле.

Это связано с известным отставанием механизации и автоматизации обслуживания производства по сравнению с оснащенностью основных производственных процессов. В этих условиях становится все более необходимой регламентация технологии и организации выполнения не только основных, но и вспомогательных и обслуживающих процессов производства.

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ Задание 1 Рассчитать величину грузооборота на производственном участке для данного вариан та размещения станков на этом участке.

Вес детали, кг 3 2,5 0, Количество деталей, ед. 100 200 Расстояние перемещения, м 20 12 Задание 2 Имеются три последовательно выполняемые ручные операции с нормами времени: t = 4 мин/ед.;

t2 = 5 мин/ед.;

t3 = 3 мин/ед. Каждая операция выполняется на одном рабочем месте. Разбить операции на технологические переходы и перекомпоновать их так, чтобы выполнялся принцип пропорционально сти. Определить часовую производительность цепи рабочих мест до и после перекомпоновки техноло гических переходов.

Задание 3 Выяснить выполняется ли принцип пропорциональности для различных групп обору дования. Перераспределить производственную программу так, чтобы этот принцип соблюдался. По технологии производства можно перераспределять производственную программу между группами то карных (ТК) и револьверных (РВ) станков. «Узкие места» определяются с точностью 5 %.

Токарные Револьвер- Фрезерные Группа оборудова станки ные станки станки ния (ТК) (РВ) (ФР) Производственная 16 526 8163 программа, ч Пропускная спо 15 024 8800 собность группы, ч РЕШЕНИЯ ТРЕНИРОВОЧНЫХ ЗАДАНИЙ Решение задания 1 Величина грузооборота на участке определяется по формуле m Qi = giLij = 100 3 20 + 200 2,5 12 +100 0,8 18 = 13 440 кг м.

ni i= Решение задания 2 «Узким местом» является вторая операция. Часовая производитель ность всей цепи рабочих мест до перекомпоновки составит 60/5 = 12 ед./ч. Разделим вторую операцию на два технологических перехода t21 = 4 и t22 = 1 мин/ед. и затем объединим t22 и t3. В результате полу чим t1 = 4, t21 = 4, t22 + t3 = 1 + 3 = 4 мин/ед. Производительность процесса после перекомпоновки техно логических переходов повысится: 60/4 = 15 ед./ч.

Решение задания 3 Определим коэффициенты загрузки различных групп оборудования:

ТК = 16 526 / 15 024 = 1,1;

РВ = 8163 / 8800 = = 0,93;

ФР = 2080 / 2000 = 1,04. Очевидно, что «узким ме стом» являются станки группы ТК, а недогруженной группой – станки РВ. Загрузка станков ФР нахо дится в пределах нормы. Обозначим через x трудоемкость производственной программы, которую нуж но передать со станков ТК на станки РВ так, чтобы загрузка станков ТК понизилась, например, до 1,04.

Имеем: (16 526 – x) / 15 024 = 1,04, отсюда x = 901 ч. После перераспределения загрузка станков РВ уве личится: (8163 + 901) / 8800 = 1,03, но будет в пределах нормы (допустимая перегрузка 5 %). Оконча тельно: для станков ТК трудоемкость производственной программы 16 526 – 901 = 15 625 ч, а для станков РВ 8163 + 901 = 9064 ч.

ТЕСТ 1 Основной производственный процесс состоит из следующих стадий:

а) заготовительной, обработочной и реализующей;

б) обрабатывающей, транспортной, складской;

в) заготовительной, обработочной и сборочной;

г) обработочной, складской и сборочной.

2 Если производственные участки располагаются по ходу технологического процесса, то выполня ется принцип:

а) согласованности;

б) пропорциональности;

в) прямоточности;

г) комплексности.

3 Если производительность смежных производственных участков одинакова, то выполняется принцип:

а) равномерности;

б) ритмичности;

в) пропорциональности;

г) согласованности.

4 К основным цехам предприятия относят:

а) механический;

б) ремонтный;

в) инструментальный;

г) транспортный.

5 Оптимальную величину партии поставок материалов определяют исходя из следующих затрат:

а) на транспортные расходы и затраты на обработку материалов;

б) на хранение материалов и стоимость их приобретения;

в) на возобновление заказа и хранение материалов;

г) на переналадку оборудования и транспортные расходы.

6 Генеральный план предприятия это:

а) годовой план производства и реализации продукции;

б) план подготовки производства к выпуску новых видов продукции;

в) годовой финансовый план предприятия;

г) чертеж, на котором показано размещение на местности всех цехов и служб предприятия.

7 На участке технологической специализации установлено:

а) оборудование одного и того же функционального назначения, но разных типоразмеров;

б) оборудование различного функционального назначения, предназначенного для выпуска опреде ленной продукции;

в) самое различное оборудование не предназначенное для выпуска определенной продукции;

г) оборудование для массового производства продукции.

8 При расчете коэффициента ритмичной работы предприятия учитывают объемы производства, а) которые были получены сверх установленного плана;

б) полученные фактически, но не превышающие планового задания;

в) только полученные фактически, независимо от плана производства;

г) максимальные и минимальные объемы производства.

9 Для непрерывного хода производственного процесса необходимо выполнение следующих прин ципов:

а) параллельности и комплексности;

б) прямоточности и ритмичности;

в) пропорциональности и ритмичности;

г) пропорциональности и прямоточности.

10 Производственная структура предприятия это а) совокупность цехов и служб предприятия и устойчивых взаимосвязей между ними;

б) совокупность служб, осуществляющих управление предприятием;

в) совокупность основных и вспомогательных цехов предприятия;

г) совокупность основных цехов, связанных между собой взаимными поставками полуфабрикатов.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ВО ВРЕМЕНИ 2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА Производственным циклом изготовления той или иной машины или ее отдельного узла (детали) называется календарный период времени, в течение которого этот предмет труда проходит все ста дии производственного процесса – от первой производственной операции до сдачи (приемки) готового продукта включительно. Сокращение цикла дает возможность каждому производственному подразде лению (цеху, участку) выполнить заданную программу с меньшим объемом незавершенного производ ства. Это значит, что предприятие получает возможность ускорить оборачиваемость оборотных средств, выполнить установленный план с меньшими затратами этих средств, высвободить часть оборотных средств.

Производственный цикл состоит из двух частей: из рабочего периода, т.е. периода, в течение кото рого предмет труда находится непосредственно в процессе изготовления, и из времени перерывов в этом процессе Tпер.

Рабочий период состоит из времени выполнения технологических Tтех и нетехнологических опера ций Tн/тех;

к числу последних относятся все контрольные и транспортные операции с момента выполне ния первой производственной операции и до момента сдачи законченной продукции.

Структура производственного цикла (соотношение образующих его частей – Tтех, Tн/тех, Tпер) в различных отраслях машиностроения и на разных предприятиях неодинакова. Она определяется харак тером производимой продукции, технологическим процессом, уровнем техники и организации произ водства. Однако несмотря на различия в структуре возможности сокращения длительности производст венного цикла заложены как в сокращении рабочего времени, так и в сокращении времени перерывов.

Опыт передовых предприятий показывает, что на каждой стадии производства и на каждом производст венном участке могут быть обнаружены возможности дальнейшего сокращения длительности произ водственного цикла. Оно достигается проведением различных мероприятий как технического (конст рукторского, технологического), так и организационного порядка. Особое внимание следует обращать на сокращение времени перерывов Tпер, на долю которых в структуре производственного цикла в се рийном производстве может приходиться до 60 % и только 40 % на долю (Tтех + Tн/тех).

В общем виде продолжительность производственного цикла рассчитывается по формуле T = Tтех + Tн/тех + Tпер, где (Tтех + Tн/тех) – продолжительность рабочего периода, состоящего из времени технологических опе раций и времени нетехнологических операций соответственно.

Время нетехнологических операций обычно не учитывают при расчете продолжительности произ водственного цикла, поскольку при изготовлении деталей партиями контрольные и транспортные опе рации перекрываются временем технологических процессов. Другими словами, пока изготавливается очередная партия деталей, предыдущая (уже изготовленная партия) контролируется и перемещается на следующую операцию. В единичном производстве в продолжительность производственного цикла обя зательно следует включать время нетехнологических операций, а в серийном – нет. Далее будем рас сматривать проблему расчета продолжительности производственного цикла для условий серийного производства.

Время перерывов, в основном, состоит из времени перерывов между операциями. Эти перерывы возникают из-за того, что принцип пропорциональности невозможно выдержать абсолютно для всех выпускаемых на предприятии деталей и узлов. В течение этого времени детали пролеживают около станков в ожидании обработки на следующем рабочем месте. Упрощенно полагают, что Tпер = mTmo, где m – количество технологических операций в производственном процессе, Tmo – среднее время перерыва между двумя операциями.

Время выполнения технологических операций (технологический цикл) зависит от вида движения предметов труда в процессе их обработки или сборки, то есть от того каким образом организован тех нологический процесс во времени. Различают три основных вида организации производственных про цессов во времени.

1 Последовательный Tp, характерный для единичной или партионной обработки или сборки изде лий.

2 Параллельно-последовательный Tpp, используемый в условиях прямоточной обработки или сбор ки изделий.

3 Параллельный Tpr, применяемый в условиях поточной обработки или сборки.

При последовательном виде движения производственный заказ – одна деталь, или одна собираемая машина, или партия деталей (серия машин) – в процессе их производства переходит на каждую после дующую операцию процесса только после окончания обработки (сборки) всех деталей (машин) данной партии (серии) на предыдущей операции. В этом случае с операции на операцию транспортируется вся партия деталей одновременно. При этом каждая деталь партии машины (серии) пролеживает на каждой операции сначала в ожидании своей очереди обработки (сборки), а затем в ожидании окончания обра ботки (сборки) всех деталей машин данной партии (серии) по этой операции.

Партией деталей n называется количество одноименных деталей, одновременно запускаемых в производство (обрабатываемых с одной наладки оборудования). Серией машин называется количество одинаковых машин, одновременно запускаемых в сборку.

На рис. 2.1 показана диаграмма технологического цикла, состоящего из четырех операций различ ной продолжительности. Если на рисунке было бы показано и время перерывов между операциями – то это была бы уже диаграмма производственного цикла. Каждая операция выполняется на одном станке.

После окончания обработки рабочим всей партии деталей n на предыдущей операции. она вся целиком передается на следующую операцию.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что процесс обработки деталей (сборки машин) данной партии (серии) на каждой последующей операции начинает ся раньше, чем i Tp n n Рис. 2.1 Последовательный технологический цикл изготовления партии деталей величиной n на четырех технологических операциях с номерами i = 1, 2, 3, 4 в те чение времени F полностью заканчивается обработка всей партии деталей (сборки машин) на каждой предыдущей опе рации. Детали передаются с одной операции на другую частями, транспортными (передаточными) партиями величиной k. Накопление некоторого количества деталей на предыдущих операциях перед началом обработки партии на последующих операциях (производственный задел) позволяет избежать возникновения простоев.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда позволяет значительно уменьшить продолжительность производственного процесса обработки (сборки) по сравнению с последовательным видом движения. Применение параллельно-последовательного вида движения экономически целесооб разно в случаях изготовления трудоемких деталей, когда длительности операций процесса значительно колеблются, а также в случаях изготовления малотрудоемких деталей крупными партиями (например, нормалей мелких унифицированных деталей и т.д.). На рис. 2.2, а представлена диаграмма параллельно последовательного технологического цикла изготовления партии деталей величиной n, разбитой на три транспортные (передаточные) партии, каждая из которых содержит k единиц деталей. Время запуска каждой передаточной партии на следующую операцию подбирается так, чтобы на этой следующей опе рации обработка всех передаточных партий осуществлялась бы без простоев станков. Время межопера ционных перерывов Tmo на графике не показано.

i i Tpp Tpr n = 3k n = 3k 1 k k k k k k 2 3 4 k k k k k k ) ) Рис. 2.2 Технологический цикл, партия деталей состоит из трех передаточных партий, величи ной k:

а – параллельно-последовательный;

б – параллельный;

– время пролеживания передаточной партии на второй операции до момента ее запуска При параллельном виде движения обработка (сборка) каждой передаточной партии k на каждой по следующей операции начинается немедленно после окончания предыдущей операции. Этим параллель ный технологический цикл отличается от параллельно-последовательного, в котором передаточная пар тия может некоторое время пролеживать до запуска на следующую операцию. Общая продолжитель ность процесса обработки (сборки) партии деталей (серии машин) значительно уменьшается по сравне нию с тем же процессом, выполняемым последовательно, а в некоторых случаях и параллельно последовательно. В этом заключается существенное преимущество параллельного вида движения, по зволяющего значительно сократить продолжительность производственного процесса.

График параллельного цикла изготовления партии деталей показан на рис. 2.2, б. Партия деталей величиной n, разбита на три транспортные (передаточные) партии, каждая из которых содержит k единиц деталей. Из сравнения рис. 2.2, а и б видно, что параллельный вид движе ния предметов труда допускает простои станков между обработкой передаточных партий на операциях (например, на операциях с номерами i = 2, 3, 4), а параллельно-последовательный – нет.

2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА, СООТВЕТСТВУЮЩИХ РАЗЛИЧНЫМ ВИДАМ ДВИЖЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ ТРУДА Предположим, что процесс технологической обработки или сборки изделия состоит из i операций, каждая из которых имеет продолжительность ti мин. (i = 1, 2,..., m). Для производства n изделий можно организовать последовательный, параллельно-последовательный и параллельный производственный циклы. Известны следующие формулы для расчета продолжительности этих циклов.

Последовательный производственный цикл m Tp = Tтех + Tпер = n + mTmo ;

(2.1) ti i= параллельно-последовательный m m- n Tpp = Tтех + Tпер = - (n - k) + mTmo ;

(2.2) ti tsi i=1 i= параллельный m k Tpr = Tтех + Tпер = + (n - k)tg + mTmo, (2.3) ti i= где k – передаточная (транспортная) партия, ед.;

tsi – более короткая по продолжительности операция из двух смежных в технологическом цикле;

tg – главная операция (самая продолжительная) в технологиче ском цикле;

Tmo – среднее время одного межоперационного перерыва;

m – количество технологических операций.

Самый короткий по продолжительности и, следовательно, самый производительный – это парал лельный цикл. Наиболее продолжительный и наименее производительный – это последовательный цикл.

Пример. Рассчитать продолжительность последовательного, параллельно-последовательного и параллельного производственного циклов. Исходные данные: t1 = 6, t2 = 3, t3 = 4, t4 = 1 мин, n = 12 ед., k = 4 ед. Среднее межоперационное время перерыва Tmo = 2 мин.

Решение. По (2.1) определяем продолжительность последовательного производственного цикла:

Tp = 12 (6 + 3 + 4 + 1) + 4 2 = 168 + 8 = 176 мин.

По (2.2) определяем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла:

Tpp = [12 (6 + 3 + 4 + 1) – (12 – 4) (3 + 3 + 1)] + 4 2 = = [168 – 56] + 8 = 120 мин.

Более короткая по продолжительности операция tsi из двух смежных в технологическом цикле вы бирается следующим образом: из операций t1 = 6 и t2 = 3 более короткая – 3 мин;

из операций t2 = 3 и t3 = 4 более короткая – 3 мин;

из операций t3 = 4 и t4 = 1 более короткая – 1 мин. Итак, имеем (n – k) = (12 – 4) (3 + 3 + 1) = 56 мин.

tsi По (2.3) находим продолжительность параллельного производственного цикла, имея ввиду, что продолжительность главной операции tg = 6 мин: Tpr = 4 (6 + 3 + 4 + 1) + (12 – 4) 6 + 4 2 = 56 + 48 + 8 = 112 мин. Из всех циклов самый корот кий по продолжительности – параллельный. Однако, он имеет один недостаток – это простои станков и рабочих на всех операциях, кроме главной, в данном случае – это первая операция технологического цикла (рис. 2.2, б). Параллельно-последовательный цикл имеет большую продолжительность за счет то го, что обработку некоторых передаточных партий приходится сдвигать на более поздние сроки с це лью ликвидации простоев станков при выполнении технологических операций (рис. 2.2, а). Самый про должительный и самый простой по организации – это параллельный производственный цикл.

Степень параллельности работ в технологическом цикле обычно характеризуют коэффициентом параллельности = Tp / T, где Т – продолжительность того технологического цикла, длительность которого оценивается относи тельно последовательного цикла Tp.

Например, используя данные предыдущего примера определяем, что продолжительность последо вательного цикла будет длиннее продолжительности параллельно-последовательного цикла в 176 / = 1,46 раза, параллельного в 176 / 112 = 1,57 раза.

Чем короче производственный цикл, тем большее количество продукции n можно произвести в те чение планового периода времени F, тем выше производительность производства продукции n / F. Поскольку Tpr < Tpp < Tp, то за период времени F наибольшие объемы производства npr будут соответствовать па раллельному производственному циклу, наименьшие np – последовательному, а средние объемы npp – параллельно-последовательному производственному циклу. Каждый вид движения предметов труда ха рактеризуется определенной величиной переменных производственных затрат (рис. 2.3). Из рисунка видно, что в интервале небольших объемов производства (0 – np) целесообразно организовать последо вательный производственный цикл;

в среднем интервале (np – npp) – параллельно-последовательный и в интервале наибольших объемов (npp – npr) – параллельный производственный цикл.

Затраты F E D C B A n np npp npr Рис. 2.3 Зависимость переменных затрат на производство продукции от объемов производства n:

AB – последовательный;

CD – параллельно-последовательный;

EF – параллельный производственный цикл Увеличения объема производства до величины np, затем до npp и npr можно достигнуть только за счет увеличения численности работников и коэффициентов загрузки оборудования. Если производство продукции предполагается осуществлять в течение периода времени F, то объем производства n за этот период предопределяет и вид движения предметов труда. Из условия F = Tp, следует, что до объема производства np цикл будет последовательным m np = (F - mTmo ). (2.4) ti i= Из условия F = Tpp определяются объемы производства npp, до которых цикл будет параллельно последовательным m-1 m m- npp = F - mTmo - k -. (2.5) tsi ti tsi i=1 i=1 i= Из условия F = Tpr рассчитывается максимально возможный объем производства npr, до которого организация работ в производственном цикле будет параллельной m npr = F - mTmo - k + ktg tg. (2.6) ti i= Как следует из (2.5) и (2.6) объемы производства npp и npr зависят от величины передаточной партии k. Максимальные объемы производства будут достигаться при k = 1 ед. С ростом k объемы производст ва npp и npr будут уменьшаться, при прочих равных условиях. В качестве приемлемых значений величи ны k следует выбирать только те, для которых npp / k или npr / k – целые числа. То есть объем производ ства в количестве n изделий можно разбить на целое число передаточных партий n / k.

Пример. Технологический процесс имеет четыре технологические операции (m = 4) со следую щими нормами времени: t1 = 8;

t2 = 5;

t3 = 7;

t4 = 3 мин. Плановый период времени F = 480 мин (одна рабочая смена). Среднее межоперационное время Tmo = 5 мин. Передаточная партия k = 6 ед. Определить интервалы объемов производства (0 – np) на которых организация производствен ного цикла будет последовательной;

параллельно-последовательной (np – npp) и параллельной (npp – npr).

Решение. Верхнюю границу при которой еще возможен последовательный цикл находим из (2.4):

np = (480 – 4 5) / (8 + 5 + 7 + 3) = 20 шт.

Определим верхнюю границу параллельно-последовательного цикла при k = 6 ед. По (2.5) находим npp = (480 – 4 5 – 6 13) / (23 – 13) = 38 ед., где = (5 + 5 + 3) = 13;

= (8 + 5 + 7 + 3) = 23 мин.

tsi ti Принимаем npp = 36 ед., как величину кратную k = 6 ед.

По (2.6) рассчитаем максимально возможные объемы производства, соответствующие параллель ному производственному циклу npr = (480 – 4 5 – 6 23 + 6 8) / 8 = 46 ед., где tg = 8 мин.

Принимаем npr = 42 ед. как величину кратную k = 6 ед. Окончательно имеем: np = 20, npp = 36, npr = 42 ед.

Преимущества и недостатки видов движения предметов труда Последовательный производственный цикл. Отличается простотой организации и широко применя ется в единичном и серийном производстве при партионной обработке деталей и сборке узлов. Недос татком последовательного движения является большая продолжительность технологического цикла.

Каждая деталь перед началом последующей операции ожидает окончания обработки всей партии, в ре зультате чего удлиняется общий цикл.

Параллельно-последовательный производственный цикл. Характеризуется тем, что изготовление предметов труда на последующей операции начинается до окончания обработки всей партии на преды дущей операции, т.е. имеется некоторая параллельность выполнения операций. При этом ставится усло вие, чтобы партия непрерывно обрабатывалась на каждом рабочем месте. Из-за этого условия парал лельно-последовательный цикл может быть продолжительнее параллельного. Преимуществом парал лельно-последовательного цикла является его более короткая продолжительность по сравнению с цик лом последовательным. Недостатком этого вида движения является его очень сложная организация.

Применяется главным образом в обрабатывающих цехах при изготовлении больших и трудоемких по операциям партий деталей.

Параллельный производственный цикл характеризуется тем, что предметы труда, передаются на по следующую операцию и обрабатываются немедленно после выполнения предыдущей операции незави симо от готовности всей партии. Таким образом, детали одной и той же партии изготавливаются парал лельно на всех операциях. Малогабаритные нетрудоемкие предметы труда могут передаваться не по штучно, а передаточными (транспортными) партиями. Количество деталей в транспортной партии уста навливается опытным путем. Достоинством этого вида движения является самая короткая продолжи тельность производственного цикла при относительно простой организации. Если при параллельном движении операции не равны и не кратны по длительности и, следовательно, невозможно ввести парал лельные рабочие места на эти операции так, чтобы выполнялся принцип пропорциональности, то на всех операциях кроме главной возникают перерывы в работе оборудования и рабочих. Параллельное движение применяется в массовом и крупносерийном производстве при выполнении операций равной или кратной длительности.

2.3 ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА Рассмотрим основные правила, позволяющие сократить продолжительность производственного цикла.

1 При последовательном технологическом цикле уменьшение времени любой операции на вели чину t приводит к сокращению цикла на величину nt.

2 При параллельном технологическом цикле сокращение времени главной операции tg на величину tg, при условии, что она остается главной, приводит к тому, что цикл сокращается на величину ntg.

3 Если нормы времени технологических операций монотонно возрастают или убывают по ходу производственного процесса, то продолжительность параллельного и параллельно-последовательного циклов будет одинаковой. Другими словами, наименьшую продолжительность будет иметь тот парал лельно-последовательный цикл, у которого нормы времени подчиняются именно этому правилу.

Пример. Технологический процесс имеет четыре операции (m = 4) со следующими нормами вре мени: t1 = 8;

t2 = 7;

t3 = 5;

t4 = 3 мин. Величина партии обработки n = 10 ед., передаточная партия k = 2 ед.

Среднее межоперационное время Tmo = 3 мин. Рассчитать продолжительность параллельно последовательного и параллельного производственного циклов.

Решение. Воспользуемся (2.2), (2.3). Для последовательно-параллельного цикла имеем m m- Tpp = n - (n - k) + mTmo = ti tsi i=1 i= = 10(8 + 7 + 5 + 3) - (10 - 2) (7 + 5 + 3) + 4 3 = 10 23 - 815 +12 = 122 мин.

Отбор более коротких по продолжительности операций tsi из двух смежных в технологическом цик ле осуществляется следующим образом: из двух операций продолжительностью 8 и 7 мин более корот кая – 7 мин;

из двух операций продолжительностью 7 и 5 мин более короткая – 5 мин и, наконец, из двух операций продолжительностью 5 и 3 мин – более короткая 3 мин. Сумма коротких по времени операций: (7 + 5 +3) = 15 мин.

Для параллельного производственного цикла:

m Tpr = k + (n - k)tg + mTmo = ti i= = 2(8 + 7 + 5 + 3) + (10 - 2)8 + 4 3 = 2 23 + 88 +12 = 122 мин.

Главной операцией tg (самой продолжительной по времени) технологического цикла является пер вая операция длительностью 8 мин. Таким образом, продолжительность параллельно последовательного и параллельного циклов оказалась одинаковой из-за того, что нормы времени по хо ду технологического процесса монотонно возрастают.

4 Если несколько деталей требуется изготовить на одном станке, то при запуске деталей в обра ботку в порядке возрастания норм времени, суммарное время пролеживания деталей у станка будет минимальным.

Пример. К станку было подано четыре детали со следующими нормами времени на обработку: t = 5;

t2 = 25;

t3 = 10;

t4 = 15 мин. Рассчитать суммарное время пролеживания деталей для данной последо вательности обработки;

составить оптимальную очередность обработки деталей.

Решение. В табл. 2.1 и 2.2 приведено решение данной задачи. Первая деталь с нормой времени на изготовление 5 мин немедленно поступает в обработку. Поэтому время пролеживания этой детали рав но 0. Вторая деталь с нормой времени 25 мин (табл. 2.1) или 10 мин (табл. 2.2) пролеживает в течение мин, т.е. все то время, пока обрабатывается первая деталь. Третья по счету деталь пролеживает в тече ние времени обработки первых двух и т.д. В рассматриваемом случае оптимальная очередность запуска деталей в обработку позволяет сократить суммарное время пролеживания деталей у станка на 25 мин (75 – 50 = 25 мин).

2.1 Исходная последовательность обработки деталей ti, мин Время пролеживания детали, мин 5 25 10 15 Итого 2.2 Оптимальная последовательность обработки деталей ti, мин Время пролеживания детали, мин 5 10 15 25 Итого 5 Если несколько наименований деталей обрабатывается на двух станках, то первой в обработку запускается деталь с минимальным временем изготовления на первом станке, а последней – с мини мальным временем изготовления на втором станке. После чего эти детали исключают из очереди и дальнейший отбор деталей производится по тому же правилу. Полученная последовательность запуска деталей в обработку обеспечивает минимальную продолжительность производственного цикла обра ботки этих деталей.

Пример. Каждая из пяти деталей должна пройти обработку сначала на первом, а затем на втором станке. Нормы времени на обработку даны в табл. 2.3.

2.3 Исходные данные по обработке деталей Норма времени на обработку детали, мин/ед.

№ станка Деталь Деталь Деталь Деталь Деталь 1 2 3 4 Станок 1 3 2 5 4 Станок 2 3 1 4 2 Определить продолжительность производственного цикла обработки пяти деталей в той последова тельности, которая указана в табл. 2.3. Составить оптимальную очередность обработки этих деталей и рассчитать продолжительность производственного цикла.

Решение. Продолжительность производственного цикла обработки пяти деталей в последова тельности 1 – 2 – 3 – 4 – 5 определим графически (рис. 2.4). Из рисунка видно, что продолжительность цикла равна 19 мин.

Осуществим отбор деталей для оптимальной очередности запуска в обработку. Первой в обработку будет запущена деталь с минимальным временем изготовления на первом станке – это деталь 5;

послед ней – деталь 2, поскольку у нее самое малое время изготовления на втором станке (1 мин – табл. 2.3).

Изобразим полученную последовательность таким образом: 5 – 2. Повторим процесс отбора исключив из него детали 5 и 2. Далее первой будет запущена в обработку деталь 1, поскольку она имеет мини мальное время изготовления на первом станке (3 мин);

последней в этом отборе будет деталь 4 с мини мальным временем изготовления на втором станке – 2 мин. После второго отбора последовательность запуска будет выглядеть так: 5 – 1 – 4 – 2. Результат второго отбора помещается «внутрь» первой по следовательности обработки деталей. Остается деталь 3 – она будет и первой и последней в третьем отборе. Результат третьего отбора помещается «внутрь» второй последовательности деталей:

Станок 1 2 3 4 1 2 3 4 t, мин 0 2 4 6 8 10 12 14 18 Рис. 2.4 Продолжительность цикла обработки деталей 19 мин в последовательности 1 – 2 – 3 – 4 – Станок 5 1 3 4 5 1 3 4 t, мин 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Рис. 2.5 Продолжительность цикла обработки деталей 16 мин в оптимальной последовательности 5 – 1 – 3 – 4 – 5 – 1 – 3 – 4 – 2. График производственного цикла обработки деталей в этой последовательности изо бражен на рис. 2.5. Продолжительность цикла получилась более короткой – 16 мин вместо 19 мин на рис. 2.4. Перечисленные выше правила позволяют без дополнительных затрат сократить продолжитель ность производственного цикла и повысить производительность производственной системы.

2.4 ОРГАНИЗАЦИЯ МНОГОСТАНОЧНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ Многостаночное обслуживание оборудования применяется в следующих случаях:

1) на прямоточных поточных линиях с ручным управлением оборудования;

2) при обслуживании полуавтоматического оборудования;

3) при обслуживании оборудования, работающего в автоматическом режиме.

В первых двух случаях многостаночное обслуживание называется циклическим;

в третьем – нецек лическим (стохастическим).

Циклическое многостаночное обслуживание характерно тем, что рабочий по одному и тому же маршруту обходит оборудование, осуществляя одни и те же ручные манипуляции, связанные с обслу живанием каждой единицы оборудования (рис. 2.6). Примером такого обслуживания является работа на рабочего на токарных полуавтоматах.

Нециклическое многостаночное обслуживание имеет ту особенность, что рабочий обслуживает оборудование по мере необходимости в случайные моменты времени. Поэтому не существует стабиль ного маршрута обхода оборудования (рис. 2.7).

Примером стохастичекого обслуживания является обслуживание ткацких станков – рабочий связы вает оборвавшуюся нить на том станке, где это произошло. Заранее предвидеть это событие невозмож но.

Норма многостаночного обслуживания – это число станков одновременно обслуживаемых рабо чим-многостаночником. Норма многостаночного обслуживания N может быть установлена как для цик лических, так и для нециклических процессов. В общем случае для рабочего места рабочего многостаночника справедливо следующее равенство:

Рис. 2.6 Циклическое многостаночное обслуживание:

рабочий обслуживает оборудование по постоянному маршруту в последовательности 1 – 2 – 3 – 1 Рис. 2.7. Нециклическое многостаночное обслуживание:

рабочий обслуживает оборудование по случайному маршруту N = D + H + L, где D – среднее число действующих станков на рабочем месте рабочего-многостаночника;

H – среднее число станков, находящихся в состоянии обслуживания со стороны рабочего;

L – среднее число стан ков, простаивающих в ожидании обслуживания.

Методика расчета нормы обслуживания оборудования в случае циклических процессов. Цикл многостаночного обслуживания Тмц – это период времени в течение которого проводится комплекс ра бот по всей группе обслуживаемых станков. На каждом станке рабочий осуществляет работы и дейст вия определенной продолжительности: вспомогательную работу, неперекрываемую работой станка (tвн);

активное наблюдение за работой запущенного станка (tан);

вспомогательную работу, перекрываемую работой станка (tвп);

переход к следующему станку (tпер) (рис. 2.8).

Вспомогательное работа, неперекрываемая работой станка, т.е. выполняемая на холостом ходе обо рудования или во время его полной остановки, – это операции, связанные со съемом обработанной де тали, установкой новой заготовки и запуском станка в автоматический режим обработки заготовки.

Вспомогательная работа, перекрываемая работой станка, т.е. выполняемая в процессе работы оборудо вания в автоматическом режиме, включает операции по контролю качества предварительно изготовлен ной детали.

t t t t t T T Рис. 2.8 Время занятости рабочего на одном станке Tз и свободное машинное время работы станка Tс Таким образом, время занятости рабочего на одном станке рассчитывается по формуле Tз = tвн + tан + tвп + tпер.

Свободное машинное время, в течение которого не требуется присутствие рабочего у данного стан ка, должно использоваться этим рабочим для запуска следующего станка-полуавтомата. Свободное ма шинное время Tс = tо – tан – tвп – tпер, где tо – время работы станка в автоматическом режиме обработки заготовки после его запуска рабочим.

Предварительная норма обслуживания оборудования рабочим-многостаночником рассчитывается по формуле N1 = Tс / Tз + 1.

Величина N1 может быть числом дробным. Если это так, то необходимо дробное число округлить до целого N, которое и будет принятой нормой обслуживания оборудования, т.е. тем количеством стан ков, которое будет предложено рабочему для обслуживания.

Пример. Время занятости рабочего на одном станке 2 мин. Свободное машинное время работы станка 2 мин. Определить норму обслуживания станков и построить график многостаночного обслуживания.

Решение. Предварительная норма обслуживания станков N1 = Tс / Tз + 1 = 2 / 2 + 1 = 2 станка.

Поскольку получено целое число, то принятая норма обслуживания также будет равна N1 = N = станкам. На рис. 2.9 показан цикл многостаночного обслуживания Тмц.

///////// T ////////// T ///////// T ///////// T ///////// T ///////// T Рис. 2.9 Последовательность обслуживания двух станков-полуавтоматов рабочим-многостаночником (N1 = N) После обслуживания станка 1 в течение времени Tз рабочий переходит к станку 2 и начинает его обслуживать, а в это время станок 1 работает в автоматическом режиме в течение времени Tс. После за пуска станка 2 рабочий возвращается к станку 1, который к этому времени останавливается и цикл мно гостаночного обслуживания Тмц повторяется. Очевидно, что в течение цикла многостаночного обслужи вания не будет наблюдаться ни простоев оборудования, ни простоев рабочего только в том случае, ко гда значения Tс и Tз равны или кратны друг другу, другими словами когда N1 – целое число.

Рассмотрим более подробно три возможных случая:

а) N1 = N – целое число;

б) N1 – дробное число и принимается N > N1;

в) N1 – дробное число и принимается N < N1.

а) Если N1 – целое число, то при обслуживании оборудования не возникает простоев в работе мно гостаночника и станков, которыми он управляет. Следовательно, в этом случае на рабочем месте много станочника в состоянии работы будет находиться максимальное количество станков, поскольку количе ство станков, ожидающих обслуживание L = 0. Как уже указывалось, для рабочего места рабочего многостаночника соблюдается следующее равенство: N = D + H + L, следовательно N = D + 1. Из рис.

2.9 видно, что в течение цикла многостаночного обслуживания Тмц, в среднем один станок обслужива ется рабочим (2Tз = Тмц), т.е. H = 1 станку. С другой стороны N = Tс / Tз + 1;

сравнивая последнее выра жение с формулой N = D + 1 делаем вывод, что максимальное количество станков, работающих на ра бочем месте многостаночника Dmax = Tс / Tз. Из рис. 2.9 следует, что в течение цикла многостаночного обслуживания Тмц в среднем один станок функционирует, производя продукцию (2Tс = Тмц), что под тверждается и расчетом: Dmax = Tс / Tз = 2 / 2 = 1 станку.

Коэффициент занятости рабочего в течение цикла многостаночного обслуживания рассчитывается по формуле: Kзц = N / N1. Очевидно, что в рассматриваемом случае всегда Kзц = 1 и потребуется еще один рабочий (подменный), который временно заменяя основного многостаночника, позволит иметь ему паузы на отдых и личные надобности в течение рабочей смены.

б) N1 – дробное число и принимается N > N1. Этот случай аналогичен предыдущему, с той лишь разницей, что станки на рабочем месте многостаночника начинают в течение некоторого времени про стаивать в ожидании обслуживания, т.е. L 0, поскольку рабочему дается на обслуживание большее количество станков, чем предусмотрено предварительной нормой обслуживания N1. Максимальное ко личество действующих станков Dmax не увеличится, а коэффициент занятости рабочего по-прежнему будет равен 1 (Kзц = 1).

Пример. Время занятости рабочего на одном станке 2 мин. Свободное машинное время работы станка 1 мин. Определить норму обслуживания станков и построить график многостаночного обслуживания.

Решение. Предварительная норма обслуживания станков:

N1 = Tс / Tз + 1 = 1 / 2 + 1 = 1,5 станка.

Получено дробное число;

принимаем N = 2 станкам, т.е. N > N1. На рис. 2.10 показан цикл много станочного обслуживания Тмц.

Из рисунка видно, что после запуска второго станка рабочий возвращается к первому, который к этому моменту уже простаивает в течение 1 мин. Очевидно, что N = D + H + L = 0,5 + 1,0 + 0,5 = 2 станкам, если оценивать среднее количество станков, находящихся в том или ином состоянии, пропорционально времени этого состояния. Напри мер, в течение цикла Тмц = 4 мин суммарное время простоя двух станков равно 2 мин, следовательно среднее число станков, простаивающих в ожидании обслуживания, L = 2 / 4 = 0,5 станка.

Среднее число действующих станков Dmax = Tс / Tз = 1 / 2 = 0,5 станка, или, что то же, (Tс) / Тмц = 2 / 4 = 0,5 станка. Среднее число станков, находящихся в состоянии обслуживания рабочим H = (Tз) / Тмц = 4 / 4 = 1,0 станок. По этой же форму ле можно рассчитать и коэффициент занятости рабочего в течение цикла многостаночного обслуживания: Kзц = (Tз) / Тмц = 4 / 4 = 1, или Kзц = = N / N1 = 2 / 1,5 = 1,33. Хотя Kзц > 1, его принимают в этом случае равным 1 и необходимо предусмот реть подменного рабочего.

в) N1 – дробное число и принимается N < N1. В этом случае число действующих станков на рабочем месте многостаночника будет меньше максимально возможного, и коэффициент занятости рабочего бу дет меньше единицы и подменный рабочий может не потребоваться, как это было в случаях а) и б). Это несомненное преимущество случая в). Число действующих станков корректируют с учетом понижения предварительной нормы обслуживания оборудования: D = Dmах(N / N1) = (Tс / Tз) (N / N1). На рис. 2. показан цикл многостаночного обслуживания для рассматриваемого случая.

///////// T ///////// T ///////// T ////////// T ///////// T ///////// T Рис. 2.10 Последовательность обслуживания двух станков-полуавтоматов рабочим многостаночником (N > N1) /// T /// /// T /// T T /// T /// /// T /// T Рис. 2.11. Последовательность обслуживания двух станков-полуавтоматов рабочим многостаночником (N

Пример. Время занятости рабочего на одном станке 2 мин. Свободное машинное время работы станка 3 мин. Определить норму обслуживания станков и построить график многостаночного обслуживания.

Решение. Предварительная норма обслуживания станков N1 = Tс / Tз + 1 = 3 / 2 + 1 = 2,5 станка.

Получено дробное число;

принимаем N = 2 станкам, т.е. N < N1. Число действующих станков на ра бочем месте многостаночника будет меньше максимально возможного значения (Dmах = 1,5):

D = Dmах (N / N1) = (Tс / Tз) (N / N1) = 1,5 (2 / 2,5) = 1,2 станка.

Количество станков, находящихся в состоянии обслуживания, определяем по формуле H = (Tз) / Тмц = 4 / 5 = 0,8 станка.

Итак, N=D+H+L=1,2+0,8+0=2 станкам. При этом коэффициент занятости многостаночника равен Kзц = 0,8. Другими словами, время простоя рабочего, в течение цикла многостаночного обслуживания, составляет 20 % от времени продолжительности цикла (см. рис. 2.11).

Основные этапы методики расчета нормы обслуживания оборудования в случае, когда значения Tс и Tз у всех станков одинаковы. Такие станки называются дублерами.

1 Определяют предварительную норму обслуживания оборудования по формуле: N1 = Tс / Tз + 1.

2 Рассматривают следующие случаи:

а) N1 = N – целое число;

б) N1 – дробное число и принимается N > N1;

в) N1 – дробное число и принимается N < N1.

3 Рассчитывают необходимое число станков, достаточное для выполнения нормы выработки на рабочем месте рабочего-многостаночника: Dн = (Tсn) / (Fkи), где n – программа выпуска изделий в те чение периода времени F;

kи – коэффициент, учитывающий простои оборудования в ремонте и наладке.

Устанавливают нормативное значение коэффициента занятости рабочего многостаночника, например, н на уровне Kзц = 0,88. Это означает, что согласно установленной норме – 88 % рабочего времени рабоче го приходится на обслуживание станков, а 12 % – на отдых и личные надобности.

4 Анализируют случаи а), б), в) и выбирают тот, который соответствует условиям: D Dн н (условие выполнения нормы выработки) и Kзц Kзц (условие нормальной занятости рабочего). Пред почтение отдается случаю в), когда не требуется вводить подменного рабочего.

Пример. Определить норму обслуживания оборудования и численность рабочих многостаночников на производственном участке. На участке установлено 16 станков полуавтоматов.

Для выполнения производственной программы на участке в состоянии работы должно находиться девять станков из 16. Норма времени на отдых и личные надобности рабочего составляет 12 % от про должительности цикла многостаночного обслуживания. Каждый станок имеет следующие значения времени Tс = 4 и Tз = 3 мин.

Решение. Определяем предварительную норму обслуживания N1 = Tс / Tз + 1 = 4 / 3 + 1 = 1,33 + 1 = 2,33 станка. Очевидно, что Dmах = 1,33 станка. Принимаем норму обслуживания оборудования согласно условию N < N1, т.е. равной двум станкам. Следовательно, об служивая два станка один рабочий сможет поддерживать в состоянии непрерывной работы D = Dmах (N / N1) = 1,33 (2 / 2,33) = 1,14 станка. При норме N = 2 станкам на одного рабочего на участке потребуется 16 / 2 = 8 человек, каждый из которых обеспечивает работу 1,14 станка. Тогда на участке в состоянии непрерывной работы будет находиться 8 1,14 = 9,12 станка, что больше величины Dн = станкам, необходимой для выполнения производственной программы участка. Коэффициент занятости рабочего Kзц = N / N1 = н = 2 / 2,33 = 0,86, что меньше установленной нормы Kзц = 0,88 (12 % – на отдых и личные надобности по условию задачи). Итак, норма обслуживания два станка на одного рабочего соответствует установлен ным требованиям и может быть внедрена в производство.

Основные этапы методики расчета нормы обслуживания оборудования, имеющего различные зна чения Tс и Tз. Если рабочему-многостаночнику необходимо подобрать несколько станков с различными значениями Tс и Tз, то в этом случае используют графический способ подбора нормы обслуживания.

1 Строят график многостаночного обслуживания, подобный тому, который изображен на рис. 2. для двух станков, с той лишь разницей, что значения Tс и Tз на графике будут иметь различную про должительность. Построение начинают со станка, имеющего максимальное значение (Tс + Tз).

2 Количество действующих станков определяют (используя построенный график) по формуле: D = (Tс) / Тмц;

количество станков, находящихся в состоянии обслуживания рабочим: H = (Tз) / Тмц (эта величина числено равна коэффициенту занятости рабочего Kзц);

количество станков, простаивающих в ожидании обслуживания:

L = (Tпр) / Тмц, где Tпр – суммарное время простоя всех станков (по графику) в течение цикла Тмц.

Если расчеты сделаны верно, то должно выполняться равенство:

N = D + H + L.

3 Норму обслуживания N проверяют на соответствие норме выработки: D Dн и критерию нор н мальной занятости рабочего Kзц Kзц. Если эти условия выполняются, то норма обслуживания прини мается и внедряется в производство. Норма обслуживания оборудования для рабочего не должна пре вышать 3 – 4 станков;

для обслуживания рабочему следует подбирать станки с примерно одинаковыми значениями (Tс + Tз). В этом случае простои станков в течение цикла многостаночного обслуживания будут минимальными.

Методика расчета нормы обслуживания оборудования в случае нециклических (стохастиче ских) процессов. При нециклических процессах оборудование обслуживается по мере остановки, без соблюдения одного и того же порядка обхода станков. В этом случае величины Tс и Tз имеют сущест венные колебания и расчет нормы обслуживания оборудования N и численности рабочих Ч должен осуществляться с учетом вероятностных закономерностей – теории массового обслуживания. Расчет N и Ч по формулам теории массового обслуживания весьма трудоемок, поэтому следует пользоваться го товыми таблицами нормативов для определения оптимальных норм N и Ч (табл. 2.4). Более подробные таблицы нормативов можно найти в справочниках нормировщика.

2.4 Фрагмент таблицы нормативов для определения оптимальных норм обслуживания оборудо вания N и численности рабочих Ч N Kз 6 7 8 9 – 18 – Ч D Ч D Ч D Ч D – Ч D – Ч D 1 5,23 1 6,02 1 6,75 1 7,46 – 1 10,63 – 1 10, 2 5,48 2 6,37 2 7,27 2 8,16 – 2 15,59 – 2 18, 0, – – – – 3 7,32 3 8,22 – 3 16,23 – 3 19, – – – – – – – – – – – – 4 20, Условные обозначения: Kз1 – коэффициент заня тости рабочего при обслуживании одного станка;

D – число действующих станков на рабочем месте многостаночников численностью Ч, обслуживающих N станков.

Существует два варианта использования таблицы нормативов для определения оптимальных норм обслуживания оборудования N и численности рабочих Ч:

1) участок, на котором установлены станки в количестве N единиц, не разделяется на зоны обслу живания между рабочими численностью Ч. Это вариант бригадной формы организации труда на участ ке;

2) участок поделен между рабочими на зоны обслуживания. В этом варианте обслуживания обору дования требуется большая численность рабочих на производственном участке, чем в случае бригадной формы организации труда.

Пример. На участке установлено 18 станков-автоматов. Определить численность операторов станков для двух вариантов разделения труда на участке: 1) бригадная форма организации труда;

2) с разделением участка на зоны обслуживания. Для выполнения производственной программы в состоя нии непрерывной работы должно находиться 15,59 станка из 18, имеющихся на участке. Средний коэф фициент занятости оператора на одном станке-автомате составляет 0,085 (8,5 %).

Решение. 1) В табл. 2.4 находим необходимое число действующих станков D = 15,59 и для этой величины определяем численность Ч операторов – 2 человека. Другими словами, если на участке уста новлено N = 18 станков, то два оператора смогут поддерживать в состоянии работы 15,59 станка, что обеспечит выполнение производственной программы участка.

2) Разделим участок на две зоны, в каждой из которых будет по девять станков и по одному челове ку. В таблице нормативов находим, что для N = 9 и Ч = 1 – количество действующих станков D = 7,46.

Следовательно, в двух зонах будет действовать 7,46 2 = 14,92 станка, что меньше необходимого коли чества 15,59. Очевидно, что необходимо увеличить количество зон на участке. Разобьем участок на три зоны обслуживания, в каждой из которых будет по шесть станков и одному человеку. В таблице норма тивов находим, что для N = 6 и Ч = 1 – количество действующих станков D = 5,23. Следовательно, в трех зонах будет действовать 5,23 3 = 15,69 станка, что больше необходимого количества 15,59. Таким образом, трое операторов на участке, разделенном на три индивидуальные зоны обслуживания, смогут обеспечить выполнение про изводственной программы.

Окончательный выбор одного варианта из двух рассмотренных, будет зависеть от минимума целе вой функции Чi ), (TCi где ТСi – тарифная ставка оплаты труда операторов станков.

В случае бригадной формы организации труда на участке, значение ТСi будет максимальным, по скольку труд операторов более интенсивный, чем в варианте разделения участка на индивидуальные зоны обслуживания. Однако численность операторов при бригадной форме труда будет минимальной.

При разделении участка на зоны обслуживания ситуация изменяется – ТСi будет минимальной, а чис ленность операторов – наибольшей. Тот вариант разделения труда на участке будет оптимальным, ко торый обеспечит минимальные затраты на оплату труда рабочих, обслуживающих станки.

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ Задание 1 Рассчитать продолжительность последовательного, параллельно последовательного и параллельного производственного циклов. Определить коэффициенты параллель ности для двух последних циклов. Исходные данные: t1 = 1, t2 = 4, t3 = 2, t4 = 5 мин/ед.;

партия деталей – 20 ед., передаточная партия 5 ед. Среднее время межоперационного перерыва 5 мин.

Задание 2 Имеется параллельно-последовательный производственный процесс со следующи ми данными: t1 = 1, t2 = 4, t3 = 2, t4 = 5 мин/ед.;

партия деталей – 20 ед., передаточная партия 5 ед. Сред нее время межоперационного перерыва 5 мин. Целесообразно ли увеличить норму времени на третьей операции с 2 до 4 мин/ед., если да, то какое правило сокращения продолжительности параллельно последовательного цикла в этом случае используется?

Задание 3 Обосновать графическим способом (построить цикл многостаночного обслужива ния) приемлемость нормы обслуживания трех станков-полуавтоматов одним рабочим. Исходные дан ные, мин:

№ станка Тс Тз Тс + Тз Станок 1 8 4 Станок 2 7 4 Станок 3 8 2 Необходимое число действующих станков 1,5 для цели выполнения рабочим производственного за дания. Нормативный коэффициент занятости рабочего-многостаночника 0,88.

РЕШЕНИЯ ТРЕНИРОВОЧНЫХ ЗАДАНИЙ Решение задания 1 Определяем продолжительность последовательного производствен ного цикла по (2.1) Трр = 20 (1 + 4 + 2 + 5) + 4 5 = 260 мин.

Рассчитываем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла по (2.2):

Трр = 20 (1 + 4 + 2 + 5) - (20 - 5) (1 + 2 + 2) + 4 5 = 185 мин.

Определяем продолжительность параллельного производственного цикла по (2.3):

Тpr = 5 (1 + 4 + 2 + 5) + (20 - 5) 5 + 4 5 = 155 мин.

Рассчитываем коэффициент параллельности параллельно-последовательного цикла: = Tp / T = / 185 = 1,41;

параллельного цикла: = Tp / T = 260 / 155 = 1,68.

Решение задания 2 Третье правило разд. 2.3 звучит следующим образом: если нормы времени технологических операций монотонно возрастают или убывают по ходу производственного процесса, то продолжительность параллельно-последовательного цикла будет минимальной.

В первом случае, когда t1 = 1, t2 = 4, t3 = 2, t4 = 5 мин/ед. нормы времени по ходу технологического про цесса изменяются скачкообразно. Во втором случае t1 = 1, t2 = 4, t3 = 4, t4 = 5 мин/ед. нормы времени по ходу процесса не убывают, т.е. изменяются монотонно. Следовательно, продолжительность параллель но-последовательного цикла во втором случае будет меньше, хотя норма времени на третьей операции увеличилась на 2 мин. Убедимся в этом, сделав соответствующие расчеты.

Рассчитываем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла для первого случая по (2.2) Трр = 20 (1 + 4 + 2 + 5) - (20 - 5) (1 + 2 + 2) + 4 5 = 185 мин.

Рассчитываем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла для второго случая по той же формуле Трр = 20 (1 + 4 + 4 + 5) - (20 - 5) (1 + 4 + 4) + 4 5 = 165 мин.

Производственный цикл сократился на 20 мин за счет ликвидации «узкого места» на третьей опера ции.

Решение задания 3 Построение цикла многостаночного обслуживания следует начинать со станка, имеющего максимальное значение Тс + Тз, т.е. с первого. График цикла вычерчивается в оп ределенном масштабе, например, 0,5 см – 1 мин. Для первого станка в выбранном масштабе сначала изображается время Тз, а за тем Тс. В той же последовательности осуществляется построение операци онных циклов и для станков 2 и 3 (рис. 2.12).

Для того, чтобы выявить время простоя станков и рабочего, необходимо построить смежный цикл мно гостаночного обслуживания, примыкающий справа к первому циклу. Затем подсчитать суммарное время простоя станков и рабочего в течение второго цикла обслуживания станков посредством из мерения на графике соответствующих отрезков времени.

////// ////// ////// ////// /// /// ////////////////// ////////////////// T T Рис. 2.12 График обслуживания трех станков одним рабочим.

Стрелками показаны переходы рабочего от станка к станку.

Тмц = 12 мин соответствует максимальному значению Тс + Тз с р В нашем примере: суммарное время простоя станков = 3 мин;

рабочего = 2 мин. Количе Tпр Tпр с ство станков, простаивающих в ожидании обслуживания: L = (Tпр) Tмц = 3 / 12 = 0,25 станка. Количест во станков, находящихся в состоянии обслуживания рабочим: H = (Tз) Tмц.

Эта величина числено равна коэффициенту занятости рабочего Kзц = (12 – 2) / 12 = 0,83, или H = (4 + 4 + 2) / 12 = 0,83 станка. Количество действующих станков опре деляем по формуле: D = (Tс) Tмц = = (8 + 7 + 8) / 12 = 1,92 станка. Поскольку расчеты сделаны верно, то выполняется равенство: N = D + H + L = 1,92 + 0,83 + 0,25 = 3 станка, находящиеся на рабочем месте многостаночника. Норму обслужива ния N проверим на соответствие норме выработки: D Dн и критерию нормальной занятости рабочего н Kзц Kзц. Имеем: 1,92 > 1,5 и 0,83 < 0,88, соответственно. Необходимые условия выполняются, поэтому норма обслуживания N = 3 станка на одного рабочего принимается и внедряется в производство.

ТЕСТ 1 Какой вид движения предметов труда имеет минимальную продолжительность во времени:

а) последовательный;

б) параллельно-последовательный;

в) параллельный;

г) последовательно-параллельный.

2 С уменьшением передаточной партии продолжительность параллельно-последовательного и па раллельного циклов а) уменьшается;

б) увеличивается;

в) остается неизменной;

г) нет определенной зависимости.

3 На какую величину продолжительность производственного цикла больше продолжительности технологического цикла:

а) на величину простоев оборудования;

б) на величину простоев рабочих;

в) на величину межоперационных перерывов;

г) на величину продолжительности выходных и праздничных дней.

4 Продолжительность параллельно-последовательного и параллельного цикла будет одинаковой в случае:

а) циклического изменения продолжительности норм времени операций по ходу технологического процесса;

б) неравномерного изменения продолжительности норм времени операций по ходу технологиче ского процесса;

в) монотонного изменения продолжительности норм времени операций по ходу технологического процесса;

г) неупорядоченного изменения продолжительности норм времени операций по ходу технологиче ского процесса.

5 Детали требуется изготовить на одном станке. Для того, чтобы суммарное время пролеживания деталей у станка было минимальным необходимо:

а) запускать их в обработку в порядке возрастания норм времени на изготовление деталей;

б) запускать их в обработку в порядке убывания норм времени на изготовление деталей;

в) чередовать запуск детали с минимальной нормой времени на обработку, с деталью, имеющей максимальное значение нормы времени;

г) установить такую очередность запуска, чтобы вначале нормы времени возрастали, а затем убы вали.

6 Основной недостаток параллельного производственного цикла в том, что:

а) на всех операциях, кроме главной, наблюдаются простои станков и рабочих;

б) он самый продолжительный во времени;

в) он самый сложный в смысле организации;

г) он самый трудоемкий из всех.

7 При многостаночном обслуживании в норму занятости рабочего на одном станке включают:

а) вспомогательное время, перекрываемое и неперекрываемое работой станка;

время активного на блюдения;

время организационного обслуживания станка;

б) вспомогательное время, перекрываемое и неперекрываемое работой станка;

время активного на блюдения;

время перехода к другому станку;

в) вспомогательное время, неперекрываемое работой станка;

время организационного обслужива ния станка;

время переналадки станка;

г) вспомогательное время;

время активного наблюдения;

время переналадки станка;

время на от дых и личные надобности.

8 При нециклическом многостаночном обслуживании:

а) рабочий обходит станки по одному и тому же маршруту, обслуживая их по мере необходимости;

б) на каждом станке значения свободного машинного времени и времени занятости рабочего на од ном станке имеют неизменную, стабильную величину;

в) свободное машинное время и время занятости рабочего на каждом станке подвержены большим колебаниям и имеют неопределенное значение.

9 Рабочему-многостаночнику следует подбирать для обслуживания станки, имеющие:

а) существенно различное значение времени занятости рабочего на одном станке и свободного ма шинного времени;

б) примерно одинаковое значение суммы свободного машинного времени и времени занятости ра бочего на одном станке;

в) возрастающее значение свободного машинного времени;

г) убывающее значение свободного машинного времени.

10 В каком случае рабочему-многостаночнику потребуется подменный рабочий при обслуживании станков-дублеров:

а) когда значения свободного машинного времени и времени занятости рабочего на одном станке не равны и не кратны друг другу;

б) когда значения свободного машинного времени и времени занятости рабочего на одном станке максимально отличаются друг от друга;

в) когда значения свободного машинного времени и времени занятости рабочего на одном станке равны или кратны друг другу;

г) когда свободное машинное время существенно меньше времени занятости рабочего на одном станке.

3 ПОТОЧНЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА 3.1 ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ Поточное производство является высокоэффективным методом организации производственного процесса. В условиях потока производственный процесс осуществляется в максимальном соответствии с принципами его рациональной организации – пропорциональности, ритмичности и прямоточности.

Для поточного производства характерны следующие основные признаки:

1) рабочие места располагаются по ходу технологического процесса;

2) технологический процесс изготовления изделия разбивается на операции и на каждом рабочем месте выполняется одна – три родственные операции;

3) предметы передаются с операции на операцию поштучно или небольшими транспортными пар тиями в соответствии с заданным тактом работы поточной линии, благодаря чему достигается высокая производительность линии.

Впервые поточное производство было организовано Г. Фордом в начале XX в. при изготовлении автомобилей. После Октябрьской революции поточные методы получили широкое распространение в промышленности. В годы Великой Отечественной войны они сыграли огромную роль в бесперебойном снабжении фронта боеприпасами и военной техникой. В настоящее время поточные методы распро странены в пищевой, автомобильной, электронной и других отраслях промышленности. Основным зве ном поточного производства является поточная линия. Упрощенная классификация поточных линий (ПЛ) приведена на рис. 3.1.

Однопредметной называется ПЛ, на которой обрабатывается или собирается предмет одного типо размера в течение длительного периода времени. Однопредметные линии применяются при устойчивом выпуске изделий в больших количествах, т.е. в массовом производстве.

Многопредметной называется ПЛ, за которой закреплено изготовление нескольких типоразмеров предметов, сходных по конструкции и технологии обработки или сборки. Такие линии характерны для серийного производства, когда объем выпуска предметов одного типоразмера является недостаточным для эффективной загрузки рабочих мест на линии.

Непрерывно-поточной является линия, на которой обрабатываемые или собираемые предметы пе ремещаются по всем операциям линии непрерывно, т.е. без межоперационного простоя. Условием не прерывной работы ПЛ является равная производительность на всех операциях линии. Для создания тако го условия необходимо, чтобы продолжительность каждой операции на линии была равна или кратна единому такту работы линии.

() - Перемен но Рис. 3.1 Упрощенная классификация поточных линий Прямоточной или прерывной, называется ПЛ, операции которой не равны и не кратны единому такту работы линии и, следовательно, не могут быть выравнены по производительности. Между опера циями образуются оборотные заделы (запасы) обрабатываемых предметов, вследствие чего непрерыв ность процесса производства нарушается. Прямоточные линии применяются при обработке трудоемких деталей на разнотипном оборудовании, когда нормы времени операций невозможно синхронизировать.

Эти ПЛ относят к неконвейерному типу, т.е. в этом случае не используют транспортные средства непре рывного действия с механическим приводом, называемыми конвейерами. На прямоточных линиях ис пользуют разнообразные транспортные средства – краны, элетротележки, автопогрузчики и т.д.

Рабочий конвейер – на такой ПЛ – все рабочие места связаны конвейером. В данном случае конвей ер служит еще и местом выполнения операций, которые осуществляются на его несущей части. Типич ным примером таких ПЛ являются сборочные конвейеры.

Распределительный конвейер – это ПЛ на которой конвейер служит средством доставки предметов к рабочим местам или оборудованию, расположенному вдоль конвейера. Предметы снимаются с кон вейера, обрабатываются на оборудовании, а затем возвращаются на него.

В зависимости от характера перемещения различают конвейеры с непрерывным и пульсирующим движением. На конвейере с непрерывным движением несущая его часть движется непрерывно с уста новленной скоростью. На конвейере с пульсирующим движением во время обработки (сборки) предме тов несущая часть конвейера находится в неподвижном состоянии в течение времени равном такту ли нии, а затем конвейер приводится в движение и предмет перемещается в следующую зону операции.

Пульсирующее и непрерывное движение характерно как для рабочего, так и распределительного кон вейеров.

На переменно-поточной линии различные предметы обрабатываются или собираются последова тельно чередующимися партиями. После обработки или сборки партии одних предметов проводится переналадка оборудования и запускается в производство следующая партия.

На групповой ПЛ обрабатывается или собирается группа родственных в технологическом отноше нии предметов без переналадки оборудования. Для этого каждое рабочее место должно быть оснащено групповыми приспособлениями, необходимыми для обработки изделий, закрепленных за линией.

3.2 ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ НЕПРЕРЫВНО-ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ Основные параметры непрерывно-поточных линий: такт (r), количество рабочих мест на опера ции (ci), коэффициент загрузки рабочих мест (Kзi). Эти параметры рассчитываются в следующей после довательности. Сначала рассчитывается такт поточной линии r = Fэф / N, (3.1) где Fэф – эффективный фонд времени работы линии за определенный период (месяц, сутки, смену);

N – производственная программа за этот же период.

Такт показывает тот интервал времени, через который на конвейер запускается очередной предмет, либо выпускается с конвейера уже изготовленное или собранное изделие. Такт конвейера принято из мерять в минутах.

Далее определяется расчетное количество рабочих мест на каждой операции cрi = ti / r, (3.2) где ti – продолжительность i-й операции, мин.

Величина cpi округляется до целого числа и устанавливается принятое число рабочих мест ci. После чего рассчитывается средний коэффициент загрузки рабочих мест на i-й операции по формуле Kзi = (срi / ср )100 %. (3.3) При проектировании конвейеров перегрузка рабочих мест не должна превышать 10 – 12 %, т.е. Kзi 112 %. Такая перегрузка рабочих снимается в процессе отладки поточной линии, за счет совершенство вания навыков и опыта работы на конвейере. При большей перегрузке рабочих, организация непрерыв но-поточной линии невозможна и следует рассмотреть вопрос о проектировании иной ПЛ – прямоточ ной, на которой не требуется осуществлять точной синхронизации времени выполнения операций.

Для непрерывно движущегося конвейера рассчитывается дополнительный параметр – скорость движения конвейера v = l / r, (3.4) где l – расстояние между осями двух смежных изделий, находящихся на конвейере, называемое шагом конвейера, м.

Скорость движения конвейера не должна быть слишком большой, ее величина колеблется в преде лах 0,1 – 4,0 м/мин.

Рабочий конвейер. Рассмотрим особенности организации рабочего конвейера на примере. Предпо ложим, что изделие должно проходить сборку на трех операциях со следующими нормами времени t1 = 1, t2 = 3, t3 = 2 мин. Такт поточной лини r = 1 мин;

шаг конвейера l = 2 м. Нормы времени на операциях по продолжительности либо равны, либо кратны такту поточной линии. Следовательно, расчетное число рабочих мест (cpi) будет целым числом и коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции Kзi = 1,0. Очевидно, что принятое число рабочих мест на каждой операции будет следующим: c1 = 1, c2 = и c3 = 2. Длина рабочей зоны i-й операции рассчитывается по формуле:

Li = lci. (3.5) Длина зоны первой операции – L1 = 2 1 = 2 м;

второй – L2 = 2 3 = 6 м;

третьей – L3 = 2 2 = м. Изобразим эти зоны и рабочий конвейер на схеме (рис. 3.2).

Предположим, что конвейер – пульсирующий, т.е. в течение времени r = 1 мин он неподвижен, а затем быстро перемещается на расстояние l = 2 м. Поскольку на первой операции норма времени t1 = 1 мин, то рабочему 1.1 будет вполне доста точно времени на выполнение этой операции.

l l 1.1 2.1 2.2 2.3 3. 3. L1 L2 L Рис. 3.2 Схема планировки поточной линии с рабочим конвейером Рабочий 2.1 будет перемещаться вдоль второй рабочей зоны за тем изделием, которое лежит на конвей ере. Очевидно, что рабочий 2.1 сделает во второй зоне три остановки по 1 мин каждая, т.е. он также сможет осуществить свою сборочную операцию продолжительностью t2 = 3. Дойдя до конца зоны второй операции, рабочий возвращается в ее начало. Рабочий 2.2 идет после рабочего 2. и перед рабочим 2.1. Каждый из них достигнув конца своей зоны, возвращается в ее начало, встречая но вое изделие, входящее во вторую зону из зоны первой операции. Аналогичным образом осуществляют переходы и рабочие 3.1 и 3.2 в третьей зоне операции.

Если конвейер движется непрерывно, то его скорость должна быть равной v = l / r = 2 / 1 = м/мин. Следовательно, первую зону операции длиной 2 м изделие будет проходить за 1 мин;

вторую зо ну длиной 6 м – за 3 мин, а третью соответственно – за 2 мин. Каждый рабочий будет в течение опреде ленного времени сопровождать изделие в своей зоне, одновременно осуществляя необходимую сбороч ную операцию.

Общая длина конвейера рассчитывается по формуле:

m Lо =, (3.6) Li i= где m – количество операций на линии.

В нашем примере Lo = 2 + 6 + 4 = 12 м.

На операциях с нестабильным временем их выполнения и возможными задержками создается ре зервная зона, на длину которой увеличивается протяженность зоны Li. Длина резервной зоны должна быть либо равной, либо кратной шагу конвейера, благодаря чему время выполнения нестабильной опе рации может быть больше установленной нормы.

Распределительный конвейер. Воспользуемся исходными данными предыдущего примера для ил люстрации работы ПЛ со снятием изделий с конвейера. Схема распределительного конвейера с теми же параметрами, что и у рабочего конвейера, рассмотренного выше, приведена на рис. 3.3. Если на конвей ере на отдельных операциях имеется по несколько рабочих мест, то необходимо обеспечить правильное чередование в обработке изделий на каждом рабочем месте. Для этой цели делается разметка конвейера – на его ленту краской наносят числа, которые образуют период П распределительного конвейера.

Период распределительного конвейера равен наименьшему кратному из числа рабочих мест на ка ждой операции. В нашем примере П = 6. Действительно, шесть цифр – это самое малое число, которое без остатка может быть распределено между рабочими местами на любой операции ПЛ. За рабочим 1. следует закрепить шесть цифр, за каждым из рабочих 2.1, 2.2, 2.3 – по две цифры и за рабочими 3.1, 3. – по три цифры (по три разметочных знака). Разметочные знаки периода необходимо распределять 2.1 2.3 3. 6 5 4 3 2 1.1 2.2 3. L L2 L Рис. 3.3 Схема планировки поточной линии с распределительным конвейером и двусторонним расположением рабочих мест между рабочими на данной операции так, чтобы каждому хватало времени на обработку детали. Рас пределительный конвейер может быть как пульсирующим, так и с непрерывным движением. В любом случае, каждое следующее изделие подходит к рабочему через время, равное такту ПЛ. Если рабочий будет обрабатывать каждое изделие, которое подает ему конвейер, то норма времени у такого рабочего должна быть равна такту ПЛ, если рабочий будет брать с конвейера каждое второе изделие, то его нор ма времени должна быть равна двум тактам ПЛ и т.д. В табл. 3.1. показано, каким образом следует за креплять разметочные знаки периода распределительного конвейера за рабочими, чтобы время обра ботки детали на каждом рабочем месте соответствовало бы установленной норме.

Например, за рабочим 2.1 закреплены знаки первый и четвертый. Когда с рабочим поравняется пер вый разметочный знак, то к этому моменту должна закончиться обработка предыдущего изделия. Рабо чий должен положить на первый разметочный знак обработанное изделие и затем с этого же знака взять очередное изделие, т.е. заменить необработанное изделие на обработанное. Четвертый разметочный знак подойдет к рабочему через интервал времени, равный трем тактам ПЛ, в нашем примере это – 3 мин, что числено равно t2 = 3 мин, которые отводятся рабочему на выполнение второй операции. Ка ждый рабочий на третьей операции заменяет необработанное изделие на обработанное через два такта ПЛ, т.е. через 2 мин, что также соответствует t3 = 2 мин.

Период конвейера на общей длине ленты может повторяться несколько раз, но обязательно целое число раз. Удобны для работы следующие периоды 6, 12, 24 и 30. При больших периодах вводится дифференцированная разметка, при которой на конвейер наносится двойной комплект знаков, например окраска полей и нумерация. При этом часть рабочих пользуется одним комплектом знаков, а другая часть – другим.

3.1 Пример закрепления номеров периода распределительного конвейера за рабочими Номер рабочего на ПЛ Номера периода 1.1 1, 2, 3, 4, 5, 2.1 1, 2.2 2, 2.3 3, 3.1 1, 3, 3.2 2, 4, Общая длина распределительного конвейера определяется из условий расположения оборудования и конструктивных особенностей транспортера. Станки могут быть расположены с одной или с двух сторон конвейера в линейном или шахматном порядке. На рис. 3.3 показано шахматное двустороннее расположение станков на поточной линии.

3.3 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРЯМОТОЧНЫХ ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ Прямоточные поточные линии применяются в тех случаях, когда при проектировании производст венного процесса не удается достичь синхронности выполнения операций, поскольку их продолжи тельность не равна и не кратна такту ПЛ. Этапы расчета основных параметров прямоточной ПЛ сле дующие.

А) Определяется такт работы ПЛ по (3.1). Затем рассчитывается расчетное количество рабочих мест на каждой операции по (3.2). Расчетное число рабочих мест будет существенно отличаться от целого числа, так как норма времени на данной операции, как уже говорилось, не равна и не кратна такту по точной линии. Поэтому необходимо определить индивидуальные коэффициенты загрузки рабочих мест по следующему правилу. Для всех рабочих мест на операции, кроме последнего, коэффициент загрузки Kзi принимается равным 100 %. Загрузка последнего рабочего места рассчитывается по остаточному принципу. Например, расчетное количество рабочих мест получилось равным 2,4 следовательно, пер вые два рабочих места будут загружены на 100 %, а последнее, третье – на 40 %. Если бы расчетное число рабочих мест было бы равно 2,1, то в этом случае можно образовать только два рабочих места на операции, поскольку перегрузка рабочих величиной 5 % (Kзi = 2,1 / 2 100 % = 105 %) может быть снята в процессе отладки поточной линии за счет совершенствования навыков и опыта работы на ПЛ и, в ко нечном итоге, она будет на этих рабочих местах по 100 %. Перегрузка в 40 % требует организации до полнительного рабочего места именно с такой неполной загрузкой. Особенность прямоточной поточной линии в том, что станки с неполной загрузкой, расположенные на различных операциях ПЛ, передаются в обслуживание одному рабочему-многостаночнику так, чтобы его занятость была близка к 100 %. Это позволяет экономить на рабочей силе.

Тип поточной линии в процессе проектирования определяется по предельной перегрузке рабочих мест, приблизительно равной 10 – 12 %. Если перегрузка рабочих мест не более 12 %, на всех рабочих местах ПЛ, то можно организовать конвейер;

если перегрузка достигает большей величины, то необхо димо проектировать рабочие места с неполной загрузкой, вводить многостаночное обслуживание, а это уже иной тип поточной линии – прямоточная ПЛ.

Б) Выбирается период комплектования заделов на ПЛ. Период комплектования иначе называется ритмом работы R поточной линии. Он должен быть кратен продолжительности смены, например 60, 120, 240 или 480 мин, что делается для целей удобства планирования заделов. В течение промежутка времени, рав ному R, на всех операциях поточной линии формируется выработка заданной величины, а между опера циями, вследствие различной производительности оборудования, образуются запасы полуфабрикатов, называемые межоперационными оборотными заделами. На этом этапе строится план-график загрузки оборудования и рабочих на ПЛ. От вида этого графика будет зависеть величина межоперационных обо ротных заделов и, в конечном итоге, объем незавершенного производства на ПЛ. На плане-графике по казывают моменты переходов рабочих-многостаночников от станка к станку. Характерной особенно стью прямоточных поточных линий является то, что на них количество рабочих меньше количества станков из-за наличия многостаночного обслуживания.

В) Рассчитывается изменение величины межоперационного оборотного задела по формуле:

Z = (Tci ) / ti - (Tci+1) / ti+1, (3.7) где T – период времени, в течение которого на смежных операциях количество действующих станков остается неизменным;

ti и ti+1 – нормы времени на смежных операциях;

ci и ci+1 – число единиц оборудо вания, действующих на смежных операциях в течение периода времени T.

Величина задела между смежными операциями должна рассчитываться для каждого значения T, т.е.

для каждого случая изменения его величины на протяжении периода комплектования.

На этом этапе строятся графики межоперационных оборотных заделов на ПЛ. Проиллюстрируем все этапы расчета параметров поточной линии на примере.

Пример. На участке обрабатывается 184 детали в сутки. Участок работает в две смены по 8 ч.

Нормы времени на обработку одной детали:

t1 = 2,9, t2 = 2,3, t3 = 6,2, t4 = 4,21 мин. Рассчитать количество оборудования на операциях и численность рабочих на прямоточной линии. Составить план-график работы оборудования и рабочих, рассчитать эпюры оборотных заделов.

Решение. А) Определим такт работы прямоточной линии по (3.1): r = 480 2 / 184 = 5,2 мин на одну деталь. Здесь 480 – продолжительность рабочей смены в мин. Далее рассчитаем количество рабо чих мест (станков) на ПЛ по (3.2) и их индивидуальную загрузку. Все расчеты сведены в таблицу.

Индивидуальный Номер Расчетное коли- Принятое коли коэффициент за опера- чество рабочих чество рабочих грузки станков на ции мест, cpi мест, ci операции 1 2,9/5,2 = 0,56 1,0 1.1 – 56 % 2 2,3/5,2 = 0,44 1,0 2.1 – 44 % 3 6,2/5,2 = 1,19 2,0 3.1 – 100 %;

3.2 – 19 % 4 4,21/5,2 = 0,81 1 4.1 – 81 % Итого 5 станков Определим численность рабочих на ПЛ исходя из трудоемкости производственной программы.

Сменная программа выпуска 184 / 2 = 92 ед. в смену. Трудоемкость сменного задания: 92 (2,9 + 2,3 + 6,2 + 4,21) = 1436 мин. Численность рабочих 1436 / 480 = 3 человека. Итак, пять станков должно обслуживать три рабочих.

Б) Выбираем период комплектования задела на ПЛ равным 240 мин, или 0,5 от продолжительности рабочей смены. План-график загрузки оборудования и рабочих на ПЛ в течение периода комплектования R = 240 мин показан на рис. 3.4.

Если время выполнения операции разделить на норму времени на этой операции, то получим коли чество деталей произведенных за период комплектования задела:

• на первой операции 134 / 2,9 = 46 ед.;

• на второй операции 106 / 2,3 = 46 ед.;

• на третьей операции 286 / 6,2 = 46 ед.;

• на четвертой операции 194 / 4,21 = 46 ед.

ci R = № № ВР 0, 1 1.1 0,56 = 0, 240 0,44 = 2 2.1 1 = 1, 0, 3.2 3.1 240 + + 240 0,19 = = 0, 4 4.1 240 0,81 = = Рис. 3.4 План-график загрузки оборудования и рабочих на прямоточной поточной линии Таким образом, в течение рабочей смены будет изготовлено 46 2 = 96 деталей, что и требуется по плану производства. Из рис. 3.4 видно, что рабочий 1 обслужива ет станки 1.1 и 2.1;

рабочий 2 работает на одном станке 3.1;

рабочий 3 занят на станках 3.2 и 4.1. Таким образом, рабочие-многостаночники 1 и 3 за период комплектования задела проделывают по одному пе реходу от станка к станку, а за смену – по два перехода.

В) На рис. 3.5 изображены графики межоперационных оборотных заделов. Разберем процесс расче та и построения этих графиков, иначе называемых эпюрами.

Рассчитаем эпюру задела между первой и второй операциями в два приема. Выбираем период вре мени, в течение которого на смежных операциях состояния станков остаются неизменными: на первой операции – это один работающий станок, на второй операции – это один простаивающий станок. Оче видно, что в (3.7) T = 0,56 240 мин:

Z1-2 = (Tc1) / t1 – (Tc2) / t2 = (0,56 240 1) / 2,9 - (0,56 240 0) / 2,3 = 46 ед.

ti, Z R = № № 0,56 1 2,9 0,44 2, 2 1, 0,19 3 6, 5 0, 4, Z = 37 Рис. 3.5 График межоперационных оборотных заделов на прямоточной поточной линии На эпюре задел растет с нулевого значения до 46 ед. В течение следующего периода времени (T = 0,44 240 мин) на первой операции станок бездействует, а на второй функционирует Z'1-2 = (Tc1) / t1 – (Tc2) / t2 = (0,44 240 0) / 2,9 - (0,44 240 1) / 2,3 = -46 ед.

На эпюре задел убывает до нулевого значения.

Задел между второй и третьей операциями рассчитывается в три приема: изменение задела в течение 0,56 240 мин;

в течение (0,44 – 0,19) 240 = 0,25 240 мин и 0,19 240 мин:

Z2-3 = (Tc2) / t2 – (Tc3) / t3 = (0,56 240 0) / 2,3 - (0,56 240 1) / 6,2 = -22 ед.;

Z'2-3 = (Tc2) / t2 – (Tc3) / t3 = (0,25 240 1) / 2,3 - (0,25 240 1) / 6,2 = 17 ед.;

Z"2-3 = (Tc2) / t2 – (Tc3) / t3 = (0,19 240 1) / 2,3 - (0,19 240 2) / 6,2 = 5 ед.

В течение первой части периода комплектования (0,56 240 мин.) на второй операции станок про стаивает, а на третьей работает один станок;

во второй части периода на второй и на третьей операциях действует по одному станку;

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.