Расчет операционных циклов изготовления деталей

Различают простой и сложный производственные циклы.

Простойпроизводственный цикл – это цикл изготовления детали.

Сложный производственный цикл – цикл изготовления изделия.

Длительность производственного цикла в большой степени зависит от способа передачи детали (изделия) с операции на операцию. Существуют три вида движения детали (изделий) в процессе их изготовления:

– последовательный;

– параллельный;

– параллельно-последовательный .

При последовательном виде движения каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции (рис.2).

Рис.2. Операционный цикл при последовательном движении партии деталей

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

Тпосл= 3(tшт1+ tшт2+ tшт3+ tшт4) = 3(2+1+4+1,5) = 25,5

или:

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

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

где Cpмi– количество рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции.

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

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

,

где r – такт поточной линии (мин).

График движения партии деталей при параллельном движении приведен на рис.3.

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

По графику (рис.3) определяем операционный цикл при параллельном виде движения:

Тпар=(tшт1+ tшт2+ tшт3+ tшт4) + (3-1)tшт3= 8,5 + (3-1)4 = 16,5мин

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

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

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

Рис. 3. Операционный цикл при параллельном движении партии деталей

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

– время выполнения последующей операции больше времени выполнения предыдущей операции;

– время выполнения последующей операции меньше времени выполнения предыдущей операции.

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

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

Схема параллельно-последовательного вида движения показана на рис.4.

Рис.4. Операционный цикл при параллельно-последовательном движении партии деталей

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

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

– первая и вторая операции – АБ = (3-1 )t шт2;

– вторая и третья операции – ВГ = (3-1) t шт2 ;

– третья и четвертая операции – ДЕ = (3-1) t шт4.

(t шт2и t шт4имеют более короткое время t шт кориз каждой смежной пары операций).

Таким образом, время совмещений

.

Формула для расчета

;

.

При выполнении операций на параллельных рабочих местах

При передаче деталей операционными партиями

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

Расчет производственного цикла простого процесса.

Расчет производственного цикла начинается с определения длительности операционного цикла, а затем по всем другим элементам. Длительность однооперационного цикла выражается следующим образом:

Топ=(ntшт-к)/с,

Где n – размер партии, шт.

t – норма штучного времени по операциям, мин. / шт.

с – кол-во дублирующих станков на итерации.

При определении длительности многооперационного цикла необходимо учитывать степень одновременности обработки деталей, парных операциях.

Это зависит от вида движения деталей в производстве. Существует 3 стандартных вида движения: – последовательный, параллельный, параллельно-последовательный виды движения деталей.

1. Последовательный вид движения деталей в производстве

Передача детали с операции на операцию производства только после обработки всей партии деталей

Длительность операционного цикла при последовательном виде движения деталей рассчитывается по формуле:

Где n – размер партии, шт.

t – норма штучного времени по операциям, мин. / шт.

Преимущества последовательного вида движения деталей в производстве:

-отсутствие перерывов в загрузке оборудования по каждой операции

-простота планирования и управления производством

Недостатки последовательного вида движения деталей в производстве:

-самая большая длительность цикла

-большой объем незавершенного производства

-пролеживание деталей в ожидании обслуживания

Применение: мелкосерийное производство с большой номенклатурой, единичное производство.

2. Параллельный вид движения деталей в производстве

Предусматривается передача деталей с операции на операцию сразу же после окончания обработки на предыдущей операции. При этом обеспечивается непрерывность процесса обработки. В чистом виде параллельный вид м.б. только при поштучной передачи с операции на операцию. При передаче транспортными (передаточными) партиями, движение каждой партии будет носить последовательный характер, а весь процесс будет строиться по смешанной схеме.

Возможно 3 разновидности параллельного вида:

-разнооперационный (непрерывный)

-с кратным временем операции

-с различной длительностью операции

1) Процесс протекает непрерывно, все детали на всех операциях обрабатываются одновременно за исключением первой детали на первой операции и последней детали на последней операции

2) В этом случае можно достичь равноперационного процесса путем установления дублирующих станков на операциях.

 

 

Если нет дублирующих станков, то график строиться по третьему способу

3) Сначала строиться для кривой транспортной партии, детали как при последовательном виде движения, главная операция (максимальная по длительности) выполняется непрерывно и сроиться в виде сплошной линии. Все остальные операции подравниваются под эту главную операцию.

 

Длительность операционного цикла при параллельном виде движения деталей рассчитывается по формуле:

Где n – размер партии, шт.

p – размер передаточной партии, шт.

t – норма штучного времени по операциям, мин. / шт.

t глав. – длительность главной (самой длительной операции), мин.

 

Пример расчета операционного цикла при параллельном виде движения

Пусть партия n=40. Размер передаточной партии = 10. Длительности операций

t1=1мин, t2=2 мин, t3=3 мин, t4=4 мин. Рассчитаем операционный цикл.

Самая длинная операция четвертая, значит время главной операции = 4 мин.

(мин.).

Преимущества параллельного вида движения деталей в производстве

-минимально

-непрерывность обработки первой передаточной партии

Недостатки параллельного вида движения деталей в производстве

-перерывы в загрузке оборудования (отсюда его возможный простой)

-необходимо иметь запасы деталей м/у операциями

Применение: масса, крупносерийное производство, поточное производство

Параллельно-последовательный вид движения деталей в производстве

Предусматривает частное совмещение смежных операций. При это вся партия деталей обрабатывается на каждой операции без перебоев. Возможно 2 варианта построения смежных операций:

1) предыдущая короче последующей (t1<t2)

 

2)t1>t2

 

 

Длительность операционного цикла при параллельно-последовательном виде движения деталей рассчитывается по формуле:

Где n – размер партии, шт.

– сумма смещения

p – размер передаточной партии, шт.

t – норма штучного времени по операциям, мин. / шт.

t кор. опер. – сумма всех коротких смежных операций (каждая смежная операция сравнивается со следующей операцией).

Пример расчета операционного цикла при параллельно-последовательном виде движения:

Пусть партия n=40. Размер передаточной партии = 10. Длительности операций

t1=1мин, t2=2 мин, t3=3 мин, t4=4 мин. Рассчитаем операционный цикл.

Решение. Сравним операции друг с другом.

t1=1мин и t2=2 мин – короче первая, значит более короткое время 1 мин.

t2=2 мин и t3=3 мин – короче первая, значит более короткое время 2 мин.

t 3=3 мин и t4=4 мин – короче первая, значит более короткое время 3 мин.

Суммируем время коротких операций tкор=1+2+3=5 минут.

Длительность операционного цикла при параллельно-последовательном виде движения деталей рассчитывается по формуле:

Где n – размер партии, шт

– сумма смещения

p – размер передаточной партии, шт.

t – норма штучного времени по операциям, мин. / шт.

t кор. опер. – сумма всех коротких смежных операций (каждая смежная операция сравнивается со следующей операцией).

 

Тогда Т (оп. пар.посл.) = 40*(1+2+3+4)-(40-10)*5=250 минут.

Преимущества параллельно-последовательного вида движения:

-отсутствие перерывов в загрузке оборудования на каждой операции

Недостатки параллельно-последовательного вида движения:

Увеличивается длительность цикла по сравнению с параллельным видом, требуется тщательная организация оперативным управлением производства.

Применение: крупносерийное и серийное производство на многопредметных поточных линиях

Особенности параллельно-последовательного вида движения:

-сокращение короткой операции, находящейся между двумя более длительными будет не уменьшать, а увеличивать общую величину (длительность) операций цикла

-при сочетании операций возрастающих или убывающих по длительности цикл параллельно-последовательного движения будет равен циклу параллельного движения.