ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ 5 страница

зации, унификации и типизации позволяющие сократить время на пе- реналадку производственной системы.

Каждая производственная система в сравнении с аналогичными системами обладает рядом свойств определяемая ее функционально- стью. Данные свойства устанавливаются уровнем концентрации, специализации, кооперирования и комбинирования и позволяют про- изводственной системе иметь нужные внутренние и внешние воз- можности взаимодействия с другими производственными системами.

Таким образом, использование предложенной группировки принципов позволяет еще при проектировании производственной системы увидеть влияние описанных принципов на соответствующих этап деятельности производственной системы и спрогнозировать воз- никновение возможных проблем с целью их дальнейшей минимиза- ции.

В конкретной производственной системе описанные принципы проявляют себя различно в зависимости от влияние внешних и внут- ренних факторов. Часть из них имеют количественную оценку, дру- гие только качественную. Некоторые принципы можно количествен- но оценить на этапе проектирования, другие только в процессе функ- ционирования производственной системы.

Рассмотрим методики определения показателей характеризую- щих соответствующие принципы.

Принцип пропорциональности требует, чтобы производственные мощности подразделений предприятия были синхронизированы и обеспечивали равномерный и бесперебойный ход производства. Ина- че образуются «узкие» и «недогруженные» участки и рабочие места.

Коэффициент пропорциональности (К_проп) исчисляется как среднегеометрическое значение от пропускной способности отдель- ных звеньев и подразделений:

Кпроп =

,                                (5.1.)

где К_i – показатели пропускной способности производственных единиц;

z – число производственных единиц.

Пример расчета 5.1. Пропускная способность прямоточных ли- ний цеха моторного завода по обработке деталей четырех цилиндро- вого двигателя характеризуется следующими данными (%):

блок цилиндров -100;

Кпроп

головка блока -165;

коленчатый вал -127;

распределительный вал -137; шатун в сборе- 112;

гильза цилиндров-150;

=

=      = 1,5

К_проп – должен стремиться к 1.

Степень пропорциональности может быть величиной отклоне- ний пропускной способности каждой линии от принятой мощности:

o =                       ,                                   (5.2.)

-

где n – принятая мощность;

n – пропускная способность звеньев;

m – число звеньев.

σ – величина отклонений, должна стремиться к 0.

В нашем примере он составит:

o =                                                                                    = 0,67

Коэффициент пропорциональности может быть определен по упрощенному варианту как отношение минимальной пропускной способности: (М_мин) к максимальному ее значению (М_мах). Его можно применить для однородных операций,

Пример расчета 5.2. Первоначальная пропускная способность рабочих мест по изготовлению партии деталей из четырех операций на участке была следующей: М₁ = 10 шт.; М₂=15 шт.; М₃= 6 шт.; М₄ = 10 шт. в смену.

Определите коэффициент пропорциональности производствен- ного процесса на участке и наметьте мероприятия по его повышению.

Кпроп = Ммин : Ммах = 6 : 15 = 0,4

В данном случае необходимо увеличить пропускную способ-

ность третьей операции, например, поставить еще один станок, тогда мощность на этой операции увеличится, а пропорциональность улучшится.

Принцип ритмичности - равномерность выпуска продукции; проявляется он в том, что в равные промежутки времени выпускается одинаковое или постепенно нарастающее количество продукции.

Принцип ритмичности требует комплектного хода производства, со- гласованности в сроках и объемах изготовления отдельных частей, узлов, деталей продукта.

Коэффициент ритмичности может быть определен по формуле:

n

å Bпл - å DBi

К рит

n

= 1 - i =1           i =1     ,                            (5.3.)

i =1

где å DBi

i =1

n

– сумма продукции в пределах плана за период n;

å Bпл – плановый выпуск продукции за период n.

i =1

Пример расчета 5.3. Определите коэффициент ритмичности по данным следующей таблицы;

Таблица 5.2

К рит

= 1710

: 2000

= 0,86

К рит

= 1 - ( 2000 - 1710 ) : 2000

= 0,86

Чем ближе К_рит к 1, тем выше уровень организации производст- ва на предприятий.

Принцип непрерывности характеризует сокращение всех видов перерывов, вызываемых технологическими причинами, как в процес- се изготовления, так и в передвижении предметов труда от одной операции к следующей. Чем выше коэффициент непрерывности, тем меньше время производственного цикла, ниже задел незавершенного производства, эффективнее отдача и выше производительность обо- рудования.

Коэффициент непрерывности определяется отношением дли- тельности технологической части производственного цикла к полной

его продолжительности:

Кнепр

= åТц

: Тц.полн .                              (5.4.)

Коэффициент должен стремиться к 1.

Принцип прямоточности - кратчайший путь прохождения дета- ли по производственному циклу от запуска в производство до выхода готовой продукция. Производство должно быть организовано с наи- меньшими транспортными передвижениями предметов труда, без возвратного и встречного движения. Коэффициент прямоточности

есть отношение длительности транспортных операций åТ _тр

продолжительности цикла åТ _ц.полн :

Коэффициент прямоточности должен стремиться к 0.

к общей

Пример расчета 5.4. Определите коэффициент непрерывности и прямоточности, если известно, что длительность рабочего времени обработки изделий составляет 102 мин, сумма всех перерывов, свя- занных с транспортировкой, пролеживанием изделий между опера- циями, составляет 42 мин. При этом доля транспортных операций со- ставляет 50%.

К_непр = 102 : (102 + 42) = 0,7

К_прям = 42 • 0,5 : (102 + 42) = 0,15

å nti  ) к длительности цикла при параллельном движении предметов

1

труда Т^/ :

ц

При этом если в трудоемкости изготовления учитываются толь-

ко основные технологические операции, коэффициент определяется относительно технологического цикла; если же учитываются все опе- рации, включая и вспомогательные, то коэффициент определяется от- носительно производственного цикла.

Коэффициент параллельности зависит от размера партии, трудо- емкости и вида движения предметов труда.

Время цикла при различных видах движения предметов труда определяется по следующим формулам:

а) при последовательном виде движения партий

Тц.посл.

m

= nå

i =1

ti ,

(5.6.)

где n – количество деталей в производственной партии, шт.; m – число операций в технологическом процессе;

t_i – норма времени на выполнение i- й операции, нормо-час.;

С_р.м.i. – число рабочих мест на i-й операции, шт.

Следовательно, длительность последовательного цикла равна общей длительности цикла, т. е. α =1 не зависит от n (прямая линия, параллельная оси n (рис. 5.1));

б) при параллельном

Тц.пр.

= ( n -

p ) ti max +

Ср.м.i.

m

på

i =1

ti  ,

(5.7.)

где t_imax – норма времени максимальной по продолжительности

i- й операции с учетом числа рабочих мест, нормо-час. в)   при параллельно-последовательном

Т    = n    ⁱ

- ( n -

m-1

tRi   ,

å

i =1

р.м.i.

p ) å

i =1

р.м.i.

(5.8.)

t_Ri – наименьшая норма времени между i- й парой смежных опе- раций с учетом количества единиц оборудования, нормо-час.

Рис. 5.1.

Следовательно, при последовательном виде движения α = 1 (нет никакой параллельности), при параллельно - последовательном и па-

раллельном α > 1, что свидетельствует о наличии параллельной обра- ботки партий, причем α_посл <α_{пар.посл} ≤α_пар.

При этом следует помнить, что под t_б понимается такая большая операция, которая выполняется между двумя смежными операциями при переходе с большей на меньшую; под t_м – такая меньшая опера- ция, которая выполняется между двумя смежными операциями при пе- реходе с большей на меньшую; t_к – время обработки одного изделия на последней (конечной) операции (рис. 5.2).

Цикл возрастает с величиной обрабатываемой партии при лю- бом виде движения предметов труда по линейной зависимости, но с различной степенью интенсивности, т. е.

причем

Tц¢

Тп¢осл

= f ( n ),

= пt ;

(5.9.)

(5.10.)

Тп¢.п.  = t

+ tк ( п -1) + ( n -1)( åtб

- åtм );

(5.11.)

Тп¢ар

= nt

+ (n -1)tmax ,

(5.12.)

где t

= å ti

– трудоемкость процесса обработки детали (изде-

Рис. 5.2.

Графически эта зависимость иллюстрируется рис. 5.3. Следовательно, увеличение размера партии (объема выпуска)

оказывает наименьшее влияние на длительность цикла при параллель- ном виде движения предметов труда, наибольшее — при последова- тельном. Изменение трудоемкости обработки, т. е. норм времени t_i  по

операциям, также существенно влияет на длительность цикла. Однако это влияние при различных видах движения партий не однозначно.

Рис. 5.3.

Так, при последовательном виде движения партий уменьшение времени выполнения любой операции на Δt_i ведет к сокращению цикла на величину ΔT_ц = nΔt_i .

При параллельном виде движения партий:

а) изменение t_i любой операции, кроме главной, соответственно вызывает изменение Т_ц._пар только на эту величину Δt_i;

б) уменьшение продолжительности главной операции на вели- чину Δt_гл (при этом она остается главной), цикл уменьшается на вели- чину ΔT_ц = nΔt_гл; а каждая деталь будет завершаться обработкой бы- стрее на Δt_гл.

Следовательно, для сокращения длительности цикла наиболее важными мероприятиями являются такие, которые приводят к уменьшению времени выполнения главной операции.

При параллельно-последовательном виде движения партий:

а) уменьшение времени любой операции из больших Δt вызы- вает сокращение цикла на величину ∆Т_ц = nΔt;

б) уменьшение любой операции из меньших ведет не к сокра- щению, а наоборот к удлинению цикла на величину ΔТ_п._п = (n - 2) Δt.

Следовательно, ускорение коротких операций, приводя к уве- личению выработки на отдельной операции, вызывает потери в про- изводстве из-за удлинения цикла производства. Это свойство парал- лельно-последовательного процесса надо учитывать при определении эффективности мероприятий.

Кроме изложенного на длительность цикла оказывают влияние соотношения времени смежных операций и их последовательность. На- пример, если при параллельно-последовательном виде движения пар- тий упорядочить их последовательность таким образом, что нормы

времени (операционный цикл) на операциях будут монотонно возрас- тать или убывать, то на каждой операции процесс обработки партии будет идти непрерывно ( Т_п¢.п. = Т_п¢ар ).

В процессах, где норма времени (операционный цикл)  выступает

в форме монотонно возрастающей или убывающей функции åt_б = t_гл ;

åt _м = 0, эпюра норм времени (или операционных циклов) процесса

Рис. 5.4. График основных вариантов упорядоченных процессов

Во всех этих случаях формула длительности цикла при парал- лельно-последовательном виде движения партий переходит в формулу цикла параллельного вида движения партий.

Подставив в формулу параллельно-последовательного вида дви-

жения партий åtм  = 0; åtб  = tгл ,, получим ( Т_п¢.п. = Т_п¢ар  ).

Таким образом, становится возможным, не достигая полной син- хронизации процесса, а лишь упорядочив последовательность опера- ций при параллельно-последовательном виде движения партий, полу- чить циклы, равные циклам при параллельном виде движения партий.

Пример расчета 5.5. Построить графически и проверить анали- тически длительность технологического цикла приема партии про- дукта из четырех изделий при последовательном, параллельно – по- следовательном и параллельном движении предметов труда.

Технологический процесс состоит из следующих операций:

Решение.

1. Длительность технологического цикла приема партии продукта при последовательном движении предметов труда рассчитывается по формуле (5.6):

Ттц.посл.

= 4( 0,6 + 0,4 + 1,0 + 0,7 + 0,5 ) = 12,8

мин.

Порядок расчета показан на рис. 5.5.

Рис. 5.5. График длительности технологического цикла

при последовательном движении предметов труда

2. Длительность технологического цикла приема партии продукта при параллельно – последовательном движении предметов труда рас- считывается по формуле (5.7):

Т тц.пп. = 4( 0,6 + 0,4 +1,0 + 0,7 + 0,5 ) -( 4 -1)( 0,4 + 0,4 + 0,7 + 0,5 ) :1 = 6,8 мин.

Порядок расчета показан на рис. 5.6.

Рис. 5.6. График длительности технологического цикла при параллельно – последовательном движении предметов труда

3. Длительность технологического цикла приема партии продукта при параллельном движении предметов труда рассчитывается по формуле (5.8):

Т тц.пр. = ( 4 -1)×1,0 :1+ ( 0,6 + 0,4 +1,0 + 0,7 + 0,5 ) = 6,2

мин.

Рис. 5.7. График длительности технологического цикла при параллельном движении предметов труда

Помимо данных показателей, для оценки уровня организации производственного процесса делают анализ его структуры, разделяя производственный процесс по способу выполнения операций (табл. 5.3).

Таблица 5.3

Анализ его структуры производственного процесса

На основе полученных данных определяется уровень механиза- ции (Ум), % по формуле:

Ум = å М + 0, 5å МР ´100,

å В                                                          (5.13)

где М – количество машинных операций;

МР – количество машинно-ручных операций;

В – общее количество операций.

Графический способ. Сущность его заключается в установлении конкретных символов, характеризующих ту или иную операцию, а их штриховка может дать второй вариант.

Основные                                               Машинные              III

Контрольно-регулирующие         Машинно-ручные //// Транспортные                                        Ручные                   == Обслуживающие

Метод прямого счета. За основу принимается технологическая схема. Ее размечают, четко разграничивают каждую производствен- ную операцию, после чего все операции классифицируют в указан- ных направлениях. Классификационные таблицы не составляют. С помощью простейших обозначений особо выделяют только опера- ции, которых относительно мало на данном предприятии. Затем под-

считывают количество отмеченных операций по видам, их общее ко- личество, по разнице находят число операций остальных видов и оп- ределяют структуру производственного процесса и делают анализ структуры производственного процесса.

Другой показатель, используемый для оценки уровня механиза- ции и автоматизации используемых орудий труда в производствен- ных процессах – степень механизации. Он определяется процентом замещения рабочих функций человека применяемым оборудованием в сравнении с полностью автоматизированным технологическим про- цессом:

С=100М : (4В),                                            (5.14)

M = Z1M1 + Z2M2 + Z3M3 + Z3,5M3,5 + Z4M4,             (5.15)

В = M1 + M2 + M3 + M3,5 + M4,                               (5.16)

где С – степень механизации, %;

4 – максимальная звенность для автоматизированного техноло- гического процесса;

В – общее число операций;

Z1,..., Z4 -звенность применяемого оборудования, равная соот- ветственно 1,…,4;

М1,...,М4 – число механизированных операций с применением оборудования со звенностью Z1,..., Z4.

В зависимости от замещаемых функций все средства механиза- ции подразделяются:

ü на ручные орудия труда (лопаты, тележки без привода, ножи и т. п.) – Z= 0;

ü на машины ручного действия (ручной пресс, ручная дрель, при- боры без подвода внешнего источника энергии) – Z=1;

ü на механизированные ручные машины (электрозаточной станок, электродрель, тележки с приводом и другие машины с подводом внешнего источника энергии) – Z= 2;

ü на механизированные машины (универсальные станки и обору- дование, кран-балки, и другие машины и оборудование без сис- темы автоматического управления) – Z= 3;

ü на машины - полуавтоматы (выполняющие основные операции в автоматическом режиме) –Z=3,5;

ü на машины- автоматы (выполняющие основные и вспомога- тельные операции в автоматическом режиме) – Z= 4.

Пример расчета 5.6. Определить степень механизации модуля убоя для свиней на основе следующих данных:

- оглушение и убой свиней - электрическое оглушающее устрой- ство Z=3;

- обескровливание - элеватор подъема туш на путь обескровли- вания, нож, ванна для сбора крови – Z=2, Z=0;

- ошпаривание туши и удаление щетины - шпарчан-скреб- опалочная машина и стол, нож – Z= 4, Z= 0;

- подвешивание туши на подвесной путь с помощью тельфера - автоматический конвейер, моечная машина – Z= 3,5, Z= 3;

- нутровка (удаление и сортирование внутренностей) – нож, конвейер красных и белых органов – Z= 0, Z= 2;

- разделка на полутуши - ленточная пила – Z= 2;

- взвешивание и отправка полутуш на хранение - автоматиче- ские веса, холодильник – Z= 3,5, Z= 3.

M = 3∙1 + 2∙1+0∙1 + 4 • 1 + 0 • 1+3,5 • 1 + 3•1 + 0•1 + 2•2 + 2•1 + 3,5•1 + 3•1 = 28.

В = 1 + 1+1 + 1 + 1+1 + 1 + 1 + 2 + 1 + 1 + 1 = 12.

Тогда степень механизации будет равна:

С=100 • 28 : (4 • 12) = 58,3%.

Задание 5.1. Тест «Производственный процесс. Принципы ра- циональной организации производственных процессов».

Укажите правильный ответ(ы).

1. Производственный процесс представляет собой:

а) процесс превращения исходного сырья в готовый продукт; б) распределение работников по видам работ;

в) законченный круг производственных операций при изготов- лении продукции.

2. Деление производственного процесса на основной, вспомо- гательный и обслуживающий необходимо для:

а) определения необходимого количества оборудования;