Организация работы однопредметных поточных линий

 

Содержание

 

Расчет и анализ продолжительности  производственного цикла простого процесса……………………………………………………………………………….3

Задача № 1………………………………………………………………………7

Расчет и анализ продолжительности  производственного цикла сложного процесса……………………………………………………………………………….9

Задача № 2……………………………………………………………………….11

Организация работы предметно-замкнутых  участков………………………..15

Задача № 3……………………………………………………………………….17

Организация работы однопредметных непрерывно-поточных линий………20

Задача № 4……………………………………………………………………….23

Организация работы однопредметных прерывно-поточных линий…………26

Задача № 5……………………………………………………………………….28

Организация работы многопредметных  прерывно-поточных линий……….33

Задача № 6……………………………………………………………………… 35

Приложение 1.1………………………………………………………………….37

Приложение 1.2………………………………………………………………….38

Приложение 1.3………………………………………………………………….39

Приложение 2……………………………………………………………………40

Приложение 3……………………………………………………………………41

Приложение 4……………………………………………………………………42

Приложение 5……………………………………………………………………43

Приложение 6……………………………………………………………………44

Список литературы…………………………………………………………….45

 

 

 

 

Расчет и  анализ продолжительности производственного  цикла простого процесса

 

       В простом процессе детали (заготовки) в большинстве случаев изготавливают партиями, поэтому очень важным является вопрос о рациональном выборе движения партии деталей через всю совокупность последовательно выполняемых операций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процесса и продолжительность производственного цикла изготовления партии деталей.

       Процесс изготовления партии деталей, проходящей через многие операции, состоит из совокупности операционных циклов, каждый из которых представляет собой выполнение одной операции над всеми предметами производства данной партии. Совокупность операционных циклов, а также способ сочетания во времени смежных операционных циклов и их частей об-разуют временную структуру многооперационного технологического цикла. Продолжительность многооперационного технологического цикла существенно зависит от способа сочетания во времени операционных циклов и их частей, а также от определяемого вида движения партии деталей по операциям. Существуют три вида движения партии деталей по операциям технологического процесса: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный.

       Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыдущей операции. При этом передача с одной операции на другую осуществляется целыми партиями.

       Продолжительность операционного технологического цикла обработки партии деталей при последовательном движении определяется по формуле:

Т_ц (посл.) = n * ∑t_i / C_i , мин.

где: n - число деталей  в обрабатываемой партии, шт.; t_i - штучное время на i-й операции, мин.; C_i – число единиц оборудования.

       Производственный цикл всегда продолжительнее технологического цикла, так как кроме выполнения технологических операций в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время, затрачиваемое на естественные процессы, и время различных перерывов.

       Длительность  производственного цикла рассчитывается  по формуле:

Т_ц^пр = Т_ц + m * t_м.о. + t_е , мин.

где: Т_ц – длительность технологического цикла, мин.; m – число операций; t_м.о. – среднее межоперационное время, мин.; t_е – длительность естественных процессов, мин.

       Преимуществом последовательного движения партии деталей является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования на всех операциях. Однако этот вид движения имеет и существенные недостатки. Во-первых, детали пролеживают в течение длительного времени из-за перерывов партионности, свойственных данному виду движения, в результате чего создается большой объем незавершенного производства. Во-вторых, продолжительность технологического (производственного) цикла значительно увеличивается из-за отсутствия параллельности в обработке деталей. В связи с этим последовательное движение применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах, так как на таких предприятиях весьма широкая номенклатура изделий, а обработка деталей ведется небольшими партиями, что приводит к сокращению перерывов партионности и влияния их на продолжительность производственного цикла.

       Сущность последовательно-параллельного движения заключается в том, что на каждом рабочем месте работа ведется без перерывов, как при последовательном движении, но вместе с тем имеет место параллельная обработка одной и той же партии деталей на смежных операциях. Передача деталей с предыдущей операции на последующую производится не целыми партиями (n), а поштучно или транспортными партиями (р).

       При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического процесса необходимо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций:

1. Если продолжительность последующей операции меньше, чем предыдущей, то с конца опускаем перпендикуляр, вправо откладываем время одной транспортной партии, влево – все оставшиеся.

2. Если продолжительность последующей операции больше или равен предыдущей операции, то операционный цикл строится сразу после обработки самой первой транспортной партии.

       Продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить по формуле:

Т_ц (п/п) = n * ∑t_i / C_i – (n – p) * ∑t_{кр i} / C_i , мин.

где: t_кр – наименьшее время между каждой парой смежных операций, мин.; p – величина транспортной партии, шт.  

       Достоинством этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования и значительное сокращение продолжительности технологического (производственного) цикла по сравнению с последовательным видом движения. Данный вид движения позволяет вести работу большими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, благодаря чему он широко используется в серийном и крупносерийном производстве.

       Сущность параллельного вида движений заключается в том, что детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными партиями (р) немедленно после завершения обработки (независимо от времени выполнения смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осуществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено. Это значительно сокращает продолжительность технологического цикла и, следовательно, производственного.

       При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям необходимо учитывать следующие правила:

1. Сначала строится технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними.

2. На операции с  самой большой продолжительностью  строится операционный цикл обработки деталей по всей партии (n) без перерывов в работе оборудования.

3. Для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы.

       Продолжительность  технологического цикла при параллельном  движении можно определить по формуле:

Т_ц (пар.) = (n – p) * t_{max i} / C_i + p * ∑t_i / C_i , мин.

где: t_{max i} – максимальное время, мин. 

       Преимущество этого вида движения состоит в том, что он обеспечивает наименьшую продолжительность технологического цикла и особенно, если процесс синхронизированный, а также равномерную загрузку рабочих и оборудования и высокую производительность труда. Данный вид движения применяется в серийном и массово-поточном производствах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № 1

 

       Определить  длительность технологического  и производственного циклов обработки  партии деталей при последовательном, параллельно-последовательном и параллельном видах движений, построить графики процесса обработки деталей при следующих исходных данных: величина партий деталей n = 30 шт.; величина транспортной партии p = 6 шт.; среднее межоперационное время t_м.о. = 2 мин.; длительность естественных процессов t_е = 35 мин.; нормы штучного времени на обработку единицы изделия и число единиц оборудования представлены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

№ операции	Нормы штучного времени  на обработку единицы изделия, мин
1	2
2	1
3	4
4	5

 

Таблица 1.2

№ операции	Число единиц оборудования
1	1
2	1
3	2
4	2

 

Решение задачи:

t_i^’ = t_i / C_i

t₁^’ = 2 / 1 = 2

t₂^’ = 1 / 1 = 1

t₃^’ = 4 / 2 = 2

t₄^’ = 5 / 2 = 2,5

Т_ц (посл.) = n * ∑t_i / C_i

Т_ц (посл.) = 30 * (2 + 1 + 2 + 2,5) = 225 мин.

Т_ц^пр = Т_ц + m * t_м.о. + t_е

Т_ц^пр = 225 + 4 * 2 + 35 = 268 мин.

       График  изображен в приложении 1.1.

Т_ц (п/п) = n * ∑t_i / C_i – (n – p) * ∑t_{kp i} / C_i

Т_ц (п/п) = 30 * 7,5 – (30 – 6) * (1 + 1 + 2) = 129 мин.

Т_ц^пр = 129 + 4 * 2 + 35 = 172 мин.

       График  изображен в приложении 1.2.

Т_ц (пар.) = (n – p) * t_{max i} / C_i + p * ∑t_i / C_i

Т_ц (пар.) = (30 – 6) * 2,5 + 6 * 7,5 = 105 мин.

Т_ц^пр = 105 + 4 * 2 + 35 = 148 мин.

       График  изображен в приложении 1.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и  анализ продолжительности производственного цикла сложного процесса

 

       Производственный  цикл сложного процесса представляет  собой общую продолжительность  скоординированных во времени  простых процессов.

       В  машиностроительном производстве  примером сложного процесса являются создание машин, станков, ЭВМ, блоков, узлов и мелких сборочных единиц.

       Производственный  цикл сложного процесса включает  в себя: изготовление деталей, сборку всех сборочных единиц, генеральную сборку изделия, контроль, регулировку и отладку.

       Все  производственные процессы протекают во времени последовательно, последовательно-параллельно и параллельно.

       В  условиях единичного производства  в производственном цикле также  будут учитываться затраты времени  на проектирование и подготовку  производства.

       Структура производственного цикла сложного процесса определяется составом операций и связей между ними. Такую взаимосвязь можно представить в виде веерной схемы сборки изделия, которая показывает, какие узлы, подузлы и мелкие сборочные единицы можно изготавливать параллельно, а какие только последовательно.

       В  сложном производственном процессе  рассчитывают следующие календарно-плановые нормативы:

1) Минимальный размер  партии изделия:

n_min = (100 – α_об) * ∑t_{п.з. i} / α_об * ∑t_i , шт.

где: t_{п.з. i} – подготовительно-заключительное время на i-ой операции сделки, мин.; t_i – штучное время на i-ой операции сделки, мин.; α_об – процент допустимых потерь времени на переналадку и ремонт рабочих мест.

2) Период чередования  изделий:

R_чер = Д_р * n_min / N_в , дн.

где: Д_р – количество рабочих дней в месяце; N_в – программа выпуска изделий, шт.

3) Оптимальный (нормальный) размер партии изделия:

n_o = R_пр * N_в / Д_р , шт.

где: R_пр – принятый период чередования, дн.

       Оптимальный  размер должен удовлетворяться  следующему условию:

n_min ≤ n_o ≤ N_в

4) Длительность операционного  цикла:

t_{оп i} = t_i^’ * n_o + t_{п.з. i} / 60 , ч.

где: t_i^’ – штучное время на i-ой операции с учетом коэффициента выполнения норм времени.

t_i^’ = t_i / К_в

где: К_в – коэффициент выполнения норм времени.

5) Длительность операционного цикла по сборочным единицам:

t_сб = ∑t_{оп i}

6) Число рабочих мест:

С = ∑t_{оп i} / R_пр

       Если  по расчету получается дробное  число рабочих мест, то его  необходимо округлить в большую сторону до целого значения.

7) Для определения  длительности производственного цикла сложного процесса необходимо построить цикловые графики:

а) цикловой график без  учета загрузки рабочих мест;

б) с учетом загрузки рабочих  мест;

в) уточненный цикловой график.

 

 

 

 

 

 

Задача № 2

 

       На  участке производится сборка изделия электродвигателя (изделия «А»). Условные обозначения сборочных единиц изделия, номера операций, подготовительно-заключительное время и подача сборочных единиц к операциям технологического процесса приведены в табл. 2.1; норма штучного времени указана в табл. 2.2; коэффициент выполнения норм времени по операциям технологического процесса приведен в табл. 2.3. Месячная программа выпуска изделий 700 шт. Количество рабочих дней в месяце - 21. Режим работы – двухсменный.  Продолжительность рабочей смены – 8 ч. Время на плановые ремонты и переналадку рабочих мест составляет 2%.

Необходимо: построить веерную  схему сборки изделия А; определить оптимальный размер партии изделий; установить удобнопланируемый ритм; определить длительность операционного цикла партии изделий по сборочным единицам; рассчитать необходимое количество рабочих мест; закрепить операции за рабочими местами; построить цикловые графики сборки изделия А (без учета загрузки рабочих мест, с учетом загрузки рабочих мест, уточненный цикловой график); рассчитать опережение (время запуска-выпуска) сборочных единиц изделия; определить длительность производственного цикла сборки партии изделий.

Таблица 2.1

Технологический процесс сборки изделия  А

Условное обозначение сборочных единиц	№ операции	Подготовительно-заключительное время, мин.	Подача сборочных единиц к операции
АВ1	1	20	3
АВ2	2	30	3
АВ	3	10	11
АБ	4 5 6	30 20 10	5 6 10
АА	7	20	8
	8	20	9
А	9 10 11	10 20 10	10 11 -

 

Таблица 2.2

Норма штучного времени, мин.

№ операции
1	8
2	14
3	5,9
4	9
5	12,6
6	3,5
7	10
8	16,5
9	12,4
10	9,2
11	9,8

 

Таблица 2.3

Коэффициент выполнения норм времени по операциям технологического процесса

№ операции
1	0,85
2	0,99
3	1,26
4	0,97
5	0,89
6	0,74
7	1,06
8	1,16
9	1,31
10	0,98
11	1,03

 

Решение задачи:

 

 

Условное обозначение	№ операции	ti , мин.	Кв	ti’ = ti / Кв	tп.з. i , мин.	Подача сборочных единиц к операции
АВ1	1	8	0,85	9,4	20	3
АВ2	2	14	0,99	14,1	30	3
АВ	3	5,9	1,26	4,7	10	11
АБ	4 5 6	9 12,6 3,5	0,97 0,89 0,74	9,3 14,2 4,7	30 20 10	5 6 10
АА	7 8	10 16,5	1,06 1,16	9,4 14,2	20 20	8 9
А	9 10 11	12,4 9,2 9,8	1,31 0,98 1,03	9,5 9,4 9,5	10 20 10	10 11 -

 

Построение веерной  схемы сборки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n_min = (100 – α_об) * ∑t_{п.з. i} / α_об * ∑t_i

n_min = (100 – 2) * 200 / 2 * 110,9 = 88 шт.

R_чер = Д_р * n_min / N_в

R_чер. = 21 * 88 / 700 = 2,64 → R_пр = 3 дн.

n_o = R_пр * N_в / Д_р

n_o = 3 * 700 / 21 = 100 шт.

t_{оп i} = t_i^’ * n_o + t_{п.з. i} / 60

t_{оп 1} = 9,4 * 100 + 20 / 60 = 16 ч.

t_{оп 2} = 14,1 * 100 + 30 / 60 = 24 ч.

t_{оп 3} = 4,7 * 100 + 10 / 60 = 8 ч.

t_{оп 4} = 9,3 * 100 + 30 / 60 = 16 ч.

t_{оп 5} = 14,2 * 100 + 20 / 60 = 24 ч.

t_{оп 6} = 4,7 * 100 + 10 / 60 = 8 ч.

t_{оп 7} = 9,4 * 100 + 20 / 60 = 16 ч.

t_{оп 8} = 14,2 * 100 + 20 / 60 = 24 ч.

t_{оп 9} = 9,5 * 100 + 10 / 60 = 16 ч.

t_{оп 10} = 9,4 * 100 + 20 / 60 = 16 ч.

t_{оп 11} = 9,5 * 100 + 10 / 60 = 16 ч.

t_сб = ∑t_{оп i}

t_А = t_{оп 9} + t_{оп 10} + t_{оп 11} = 16 + 16 + 16 = 48 ч.

t_АА = t_{оп 7} + t_{оп 8} = 16 + 24 = 40 ч.

t_АБ = t_{оп 4} + t_{оп 5} + t_{оп 6} = 16 + 24 + 8 = 48 ч.

t_АВ = t_{оп 3} = 8 ч.

t_{АВ 2} = t_{оп 2} = 24 ч.

t_{АВ 1} = t_{оп 1} = 16 ч.

С = ∑t_{оп i} / R_пр

С = 184 / 3 * 2 * 8 = 3,8 ~ 4

Закрепление операций за рабочими местами

№ рабочего места	№ операции, закрепленный за рабочим местом	Условное обозначение сборочных единиц	Суммарная длительность операционного цикла, ч.	Пропускная способность рабочего места
4	9,10,11	А	48	48
3	7,8,6	АА, АБ	48	48
2	3,4,5	АВ, АБ	48	48
1	1,2	АВ1 , АВ2	40	48

 

       Цикловой  график изображен в приложении 2.

 

 

Организация работы предметно-замкнутых участков

 

       На предметно-замкнутых участках (ПЗУ) производится полная обработка деталей (или почти полная, без отдельных операций), в результате которой получается законченная продукция.

       На практике различают следующие разновидности ПЗУ обработки деталей:

1) участки с одинаковыми  или однородными технологическими процессами или маршрутами движения (например, обработка корпусов одного типа, но разных размеров);

2) участки разнообразных  деталей, сходных по конфигурации и операциям обработки (например, детали плоские, детали типа тел вращения и др.);

3) участки деталей, сходных по габаритам и операциям обработки (например, детали крупные, мелкие и т.д.);

4) участки деталей  из материалов и заготовок  определенного вида (ковок, штамповок,  сплавов, пластмасс, керамики и т.д.).

       Изделия  на ПЗУ классифицируются по следующим признакам:

1) вид заготовки;

2) габаритные размеры,  масса;

3) по конструктивным  типам деталей;

4) основной технологический  маршрут обработки деталей.

       По  видам заготовки детали делят  на классы (детали, изготовленные  методом ковки, штамповки, литья и т. д.).

       По  габаритным размерам детали делятся  на подклассы (крупные, средние, мелкие).

       Детали  каждого подкласса делятся на  группы по конструктивным признакам (валы, винты, втулки и т. д.).

       По  основным технологическим маршрутам обработки деталей каждая группа деталей разбивается по технологическим маршрутам.

       На  ПЗУ рассчитывают следующие календарно-плановые  нормативы:

j – наименование обрабатываемых деталей;

i – наименование операций.

1) Минимальный размер  партии изделий j-ого наименования:

n_{min j} = (100 – α_об) * ∑t_{п.з. i j} / α_об * ∑t_{i j} , шт.

2) Период чередования  (ритм) партии деталей каждого  наименования:

R_j = Д_р * n_{min j} / N_{в j} , дн.

3) Оптимальный размер партии изделия:

n_{o j} = R_общ. * N_{в j} / Д_р , шт.

где: R_общ. – общий период чередования, равный максимальному периоду чередования, дн.

4) Число партии деталей  по каждому j-ому наименованию:

X_j = N_{в j} / n_{o j} , партий

5) Число единиц оборудования  по каждой i-ой операции:

C_i = ∑N_{в j} * t_{i j} + ∑X_j * t_{н.о. i j} + ∑t_{п.з. i j} / F_эф * К_в

где: К_в – коэффициент выполнения норм времени; F_эф – эффективный фонд времени работы оборудования, мин.; t_{н.о. i j} – время, затраченное на переналадку оборудования на i-ой операции по j-ому изделию, мин.

6) Длительность операционного цикла:

Т_{ц оп i j} = n_{o i j} * t_{i j} + t_{п.з. i j} / 60 * П_р , см.

где: П_р – продолжительность рабочей смены, ч.

7) Средний размер заделок:

Z_j = n_{o j} * Т_{ц оп j} / R_общ. * S , шт.

где: S – число смен.

8) Величина незавершенного  производства:

H_j = Z_j * (∑t_{i j} + (∑t_{п.з. i j} / n_{o j} )) * К_{н j}

где: К_н – коэффициент нормирования.

       Продолжительность  производственного цикла определяется  только графическим методом расчета по стандарт-плану.

 

 

Задача № 3

 

       На производственном  участке обрабатываются три вида  деталей: А, Б, В, каждая из которых обрабатывается на трёх станках: токарном, фрезерном, шлифовальном. Нормы штучного времени по операциям приведены в таблице 3.1.

       Затраты на  подготовительно-заключительное время  токарных и фрезерных работ t_{пз.ток.j} = t_{пз.фрез.j} = 15 мин., подготовительно-заключительное время шлифовальных работ t_{пз.шлиф.j} = 10 мин., время на переналадку оборудования t_н.о.ij = 20 мин. Месячная программа выпуска: N_А=1400 шт.; N_Б=2100 шт.; N_В=1750 шт. Число рабочих дней в месяце Д_р=21 день, режим работы двухсменный. Потери времени на подналадку оборудования  составляют 2 % номинального фонда времени. Коэффициент нормирования для изделия А и В k_нА= k_нВ=0,5; для изделия Б k_нБ=0,25.

       Определить календарно-плановые  нормативы ПЗУ. 

 

Таблица 3.1

Нормы штучного времени по операциям

А			Б			В
ток.	фрез.	шлиф.	ток.	фрез.	шлиф.	ток.	фрез.	шлиф.
4,1	3,6	6,2	3,82	4,29	5,48	2,72	4,3	8,16