Производственная структура предприятия -- это совокупность основных, вспомогательных и обслуживающих подразделений предприятия, обеспечивающих переработку входа системы в ее выход -- готовый продукт с параметрами, заданными в бизнес-плане..

В соответствии с рассмотренным выше содержанием производственного процесса как совокупности основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производственного назначения на любом машиностроительном заводе различаются основные, вспомогательные цехи и обслуживающие хозяйства. Их состав, а также формы производственных связей между ними принято называть производственной структурой предприятия.

Рис. Примерная производственная структура машиностроительного предприятия с предметно-технологическим принципом построения цехов

Цех - организационно обособленное подразделение предприятия, состоящее из ряда производственных и вспомогательных участков и обслуживающих звеньев. Цех выполняет определенные ограниченные производственные функции, обусловленные характером кооперации труда внутри предприятия. На большинстве промышленных предприятий цех является их основной структурной единицей. Часть мелких и средних предприятий может быть построена по бесцеховой структуре. В этом случае предприятие делится непосредственно на производственные участки. Некоторые наиболее крупные предприятия в организационно-административном отношении строятся по корпусной системе на основе объединения под единым руководством ряда цехов и хозяйств.

К цехам основного производства относятся цехи, изготовляющие основную продукцию предприятия. Это заготовительные (литейные, кузнечно-прессовые и др.); обрабатывающие (механической обработки деталей, холодной штамповки, термические и др.); сборочные (узловой сборки, генеральной сборки, монтажные, регулировочно-настроечные и др.) цехи.

К вспомогательным относятся цехи, которые способствуют выпуску основной продукции, создавая условия для нормальной работы основных цехов: оснащают их инструментом и приспособлениями, обеспечивают запасными частями для ремонта оборудования и проводят плановые ремонты, обеспечивают энергетическими ресурсами. Важнейшими из этих цехов являются инструментальные, ремонтно-механические, энергетические, электро-ремонтные, модельные и др. Число вспомогательных цехов и их размеры зависят от масштаба производства и состава основных цехов.

К обслуживающим хозяйствам производственного назначения относятся: складское хозяйство, включающее различные заводские склады и кладовые; транспортное хозяйство, в состав которого входят депо, гараж, ремонтные мастерские и необходимые транспортные и погрузочно-разгрузочные средства; санитарно-техническое хозяйство, объединяющее водопроводные, канализационные, вентиляционные и отопительные устройства; центральная заводская лаборатория, состоящая из лабораторий механической, металлографической, химической, пирометрической, рентгеновской и др. Все они выполняют работу по обслуживанию основных и вспомогательных цехов.

Наряду с производственной различают общую структуру предприятия. Последняя, кроме производственных цехов и обслуживающих хозяйств производственного назначения, включает различные общезаводские службы, а также хозяйства и предприятия, связанные с капитальным строительством, охраной окружающей среды и культурно-бытовым обслуживанием работников, например жилищно-коммунальное хозяйство, подсобное хозяйство, столовые, профилактории, медицинские учреждения и т. п.

Производственная структура предприятия определяется следующими важнейшими факторами: а) особенностями конструкции выпускаемой продукции; б) объемом выпуска продукции (масштаб производства) и трудоемкостью ее изготовления; в) характером и степенью специализации, или, как говорят, производственным профилем предприятия; г) способами изготовления продукции, т. е. составом и характером применяемых технологических процессов.

Производственный профиль предприятия непосредственно влияет на специализацию цехов: чем однороднее продукция, изготовляемая предприятием, тем возможна более узкая специализация цехов и, следовательно, тем шире возможности применения кооперирования не только внутри завода, но и вне его.

Объем выпуска продукции и трудоемкость ее изготовления влияют на размеры цехов, на их количество и специализацию. Чем больше объем выпуска продукции, тем крупнее могут быть цехи предприятия, тем отчетливее они специализированы. На крупных машиностроительных заводах нередко можно встретить несколько литейных, механических, механосборочных и других цехов, самостоятельное существование которых экономически оправдывается большими объемами выпуска продукции. Напротив, малый масштаб производства позволяет за счет кооперирования с другими предприятиями обходиться без некоторых цехов в производственной структуре завода. Например, при малом потреблении отливок нет необходимости в организации самостоятельного литейного цеха, продукция которого будет к тому же более дорогой, чем на специализированном предприятии. Небольшие размеры производства (наряду с некоторыми другими обстоятельствами) позволяют в ряде случаев полностью отказаться от выделения самостоятельных цехов и перейти на так называемую безцеховую производственную структуру, когда предприятие делится непосредственно на производственные участки.

В зависимости от особенностей конструкции машин и масштабов производства некоторые цехи могут быть основными и вспомогательными одновременно. Так, например, деревообделочный цех Может быть основным, если он создает детали для основной продукции предприятия, либо вспомогательным, если он изготовляет только тару для упаковки готовых изделий. При малых масштабах производства в одном таком цехе могут быть объединены обе эти функции. В этом случае в зависимости от удельного веса тех или иных работ он может быть отнесен к основным или вспомогательным цехам.

Характер применяемой технологии является одной из важнейших причин, определяющих производственную структуру завода. Так, наличие большого числа деталей, изготовляемых из поковок, требует организации самостоятельного кузнечного цеха; большая потребность в оригинальных крепежных деталях специальной конструкции предопределяет необходимость выделения автоматного цеха и т. д.

Производственная структура предприятия не может не изменяться в течение длительного времени, она динамична, так как на предприятиях всегда происходят: углубление общественного разделения труда, развитие техники и технологии, повышение уровня организации производства, развитие специализации и кооперирования, соединение науки и производства, улучшение обслу-живания производственного коллектива. Все это вызывает необходимость ее совершенствования.

Структура предприятия должна обеспечивать наиболее правильное сочетание во времени и в пространстве всех звеньев производственного процесса.

Основными факторами развития производственных структур предприятий являются:

- регулярное изучение достижений в области проектирования и развития производственных структур с целью обеспечения мобильности и адаптивности структуры предприятий к нововведениям и новой продукции;

- оптимизация числа и размеров производственных подразделений предприятия;

- обеспечение рационального соотношения между основными, вспомогательными и обслужи-вающими подразделениями;

- обеспечение конструктивной однородности выпускаемой продукции;

- рациональность планировки подразделений и генерального плана предприятия;

- повышение уровня автоматизации производства;

- обеспечение соответствия компонентов производственной структуры предприятия принципу пропорциональности по производственной мощности, прогрессивности технологических процессов (с точки зрения требований конструкции), уровня автоматизации, квалификации кадров и других параметров;

- обеспечение соответствия структуры принципу прямоточности технологических процессов с целью сокращения длительности(пути) прохождения предметов труда;

- обеспечение соответствия уровня качества процессов в системе (производственной структуре предприятия) уровню качества входа системы. Тогда и качество выхода системы будет высоким;

- создание внутри крупного предприятия (объединения, акционерного общества, фирмы и т. п.) юридически самостоятельных мелких организаций с предметной или технологической специализацией производства;

- сокращение нормативного срока службы основных фондов;

- соблюдение графиков планово-предупредительного ремонта основных производственных фондов предприятия, сокращение продолжительности проводимых ремонтов и повышение их каче-ства, своевременное обновление фондов.

2. Формы специализации основных цехов предприятия

Характер построения подразделений, их число определяется такими формами организации производства, как специализация, концентрация, кооперирование, комбинирование.

В зависимости от формы специализации производственные подразделения предприятия организуются по технологическому (на выполнении отдельной операции или вида работ), предметному (на изготовлении отдельного вида продукции или ее составной части) и смешанному (предметно-технологическому) принципам. По технологическому принципу на машиностроительных предприятиях специализируются литейные, кузнечные, термические, сборочные цехи; на текстильных предприятиях -- прядильные, ткацкие, отделочные (красильные) цехи; на металлургических предприятиях -- доменные, сталелитейные, прокатные цехи и т. д. При использовании технологического принципа оборудование располагают исходя из выполнения однородных технологических операций для обработки разных деталей. Оборудование формируют по однотипным группам, например, в механическом цехе на одном участке могут быть сгруппированы только токарные станки, на другом -- строгальные, на третьем -- фрезерные.

Технологический принцип облегчает руководство цехом или участком: мастер, отвечающий за группу однородных станков, может всесторонне изучить их; при чрезмерной загрузке одного станка работа может быть передана на любой освободившийся станок. Однако технологический принцип имеет и недостатки. Так, при большом разнообразии продукции нужны частые переходы от одних технологических операций к другим. Это требует дополнительного времени на переналадку станков, удлиняет цикл изготовления, усложняет планирование и производственные связи подразделений и др. Поэтому этот принцип неэкономичен. Его применяют в условиях единичного и мелкосерийного типа производства с большой номенклатурой деталей.

При использовании предметного принципа построения цехов каждый из них специализируется на изготовлении какого-либо определенного изделия или его составной части. По этому принципу сформированы цехи в крупносерийном и массовом производстве. Так, на автомобильном и тракторном заводах выделены цехи моторов, шасси, колес, кабин; на обувной фабрике -- цех рантовой обуви и т. д. Оборудование в цехах при использовании предметного принципа располагают в порядке (последовательности) выполнения технологических операций. Оно здесь разнородно и предназначено для изготовления отдельных деталей или составных частей изделия. Цехи делятся на отдельные предметные участки, например, участки по изготовлению валов, шестерен, поршней и т. д.

Оборудование устанавливается так, чтобы обеспечить прямолинейное движение деталей, закрепленных за участком. Детали обрабатывают партиями, время операции на отдельных станках не согласовано со временем операции на других. Детали во время работы хранят у станков и затем транспортируют всей партией. Предметные участки часто имеют замкнутый цикл. Как правило, они оснащены всем комплексом оборудования, необходимым для изготовления продукции. Так, на механических участках, организованных по предметно-замкнутому циклу, кроме механической производят термическую обработку, сварку, окраску и т. д. По такому принципу построены участки механических цехов многих заводов.

При организации цехов и участков по предметному принципу создаются благоприятные условия для применения передовых методов организации производства и труда. Расстановка оборудования по ходу выполнения технологических операций резко сокращает путь движения обрабатываемых деталей и затраты времени на их транспортировку. Возникают благоприятные предпосылки для организации поточных и автоматических линий, более полно используется оборудование, рабочие специализируются на выполнении узкого круга операций, в результате чего повышается их квалификация, улучшается организация труда, усиливается ответственность за качество выпускаемых изделий. При этом мастер полностью отвечает за весь цикл изготовления изделия. Все это ведет к росту производительности труда и снижению себестоимости продукции. К недостаткам, присущим предметным цехам и участкам, можно отнести неполную загрузку оборудования на отдельных операциях вследствие небольшого объема работ. Организация таких участков наиболее целесообразна при относительно постоянной и небольшой номенклатуре выпускаемых изделий, т. е. она присуща крупносерийному и частично массовому производству.

При поточном принципе построения цехов происходит разделение участков на поточные линии. Поточные линии организуют или в виде отдельных поточных участков, специализированных на обработке одного или нескольких изделий, или в виде одной сквозной поточной линии. Поточные методы работы свойственны массовому производству.

При предметно-технологическом (смешанном) принципе построения цехов заготовительные цехи (литейные, штамповочные, прессовые, кузнечные) специализируются по технологическому принципу, а обрабатывающие -- по предметному. Приведенная на рис. 4.1 производственная структура характерна для большинства крупных машиностроительных предприятий мелкосерийного и серийного типа производства, отличающихся высоким уровнем комбинирования и низким уровнем предметной и технологической специализации. Производственные структуры предприятий (организаций, фирм и т. п.) других отраслей народного хозяйства в целом значительно проще.

3. Производственная структура основных цехов предприятия

Под производственной структурой цеха понимают состав входящих в него производственных участков, вспомогательных и обслуживающих подразделений, а также связи между ними. Эта структура определяет разделение труда между подразделениями цеха, т. е. внутрицеховую специализацию и кооперирование производства.

Производственный участок как объединенная по тем или иным признакам группа рабочих мест представляет собой структурную единицу цеха, которая выделяется в отдельную административную единицу и возглавляется мастером при наличии в одну смену не менее 25 рабочих.

Рабочее место, являющееся первичным структурным элементом участка, - закрепленная за одним рабочим или бригадой рабочих часть производственной площади с находящимися на ней орудиями и другими средствами труда, в том числе инструментами, приспособлениями, подъемно-транспортным и иными устройствами соответственно характеру работ, выполняемых на данном рабочем месте.

В основу формирования производственных участков, так же как и цехов, может быть положена технологическая или предметная форма специализации.

При технологической специализации участки оснащаются однородным оборудованием (групповое расположение станков) для выполнения определенных операций технологического процесса. Так, механический цех может включать токарный, фрезерный, револьверный, сверлильный и другие участки.

Преимущества и недостатки технологической формы специализации участков такие же, как при формировании цехов в соответствии с этой формой специализации.

При предметной форме специализации цех разбивается на предметно-замкнутые участки, каждый из которых специализирован на выпуске относительно узкой номенклатуры изделий, имеющих схожие конструктивно-технологические признаки, и реализует законченный цикл их изготовления. Оборудование этих участков различное и располагается так, чтобы обеспечивалась более полная реализация принципа прямоточности движения закрепленных за участком деталей. В практической деятельности, как правило, выделяют три вида предметно-замкнутых участков:

- предметно-замкнутые участки по производству конструктивно и технологически однородных деталей (например, участки шлицевых валиков, пинолей, втулок, фланцев, шестерен ит.п.);

- предметно-замкнутые участки по производству конструктивно разнородных деталей, весь технологический процесс изготовления которых состоит, однако, из однородных операций и одинакового технологического маршрута (например, участок круглых деталей, участок плоских деталей и т. п.);

- предметно-замкнутые участки по производству всех деталей узла, подузла мелкой сборочной единицы или всего изделия (применяется покомплектная система оперативного планирования, в которой за планово-учетную единицу принимается узловой комплект).

Организация предметно-замкнутых участков обусловливает почти полное отсутствие производственных связей между участками, обеспечивает экономическую целесообразность использования высокопроизводительного специализированного оборудования и технологической оснастки, позволяет получать минимальную продолжительность производственного цикла изготовления деталей, упрощает управление производством внутри цеха. Другие преимущества и недостатки предметной формы специализации участков аналогичны преимуществам и недостаткам при формировании цехов по этой форме специализации.

В цехах предметной специализации могут быть созданы участки как предметной, так и технологической специализации, а в цехах технологической специализации - участки технологические, сформированные по группам оборудования и габаритам изделий.

Важной частью производственной структуры цеха является состав вспомогательных и обслуживающих подразделений. К ним относятся: участок ремонта оборудования и технологической оснастки, участок централизованной заточки инструмента. Эти участки разгружают вспомогательные цехи (ремонтно-механический, инструментальный и др.) от выполнения мелких заказов и срочных работ.

В состав обслуживающих структурных подразделений цехов основного производства входят: складские помещения (материальные и инструментальные кладовые), внутрицеховой транспорт (тележки, электрокары, конвейеры и др.) и пункты для осуществления технического контроля качества продукции, оснащенные контрольно-измерительной техникой. )

4. Производственный цикл изготовления изделия

При преобразовании предметов производства в конкретное изделие они проходят через множество основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, протекающих параллельно, параллельно-последовательно или последовательно во времени в зависимости от сложившейся на предприятии производственной структуры, типа производства, уровня специализации произ-водственных подразделений, форм организации производственных процессов и других факторов. Совокупность этих процессов, обеспечивающих изготовление изделия, принято называть произ-водственным циклом, основными характеристиками которого являются его продолжительность и структура.

Продолжительность производственного цикла изготовления продукции (независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей или изделий) - это календарный период времени, в течение которого сырье, основные материалы, полуфабрикаты и готовые комплектующие изделия превращаются в готовую продукцию, или, другими словами, это - отрезок времени от момента начала производственного процесса до момента выпуска готового изделия или партии деталей, сборочных единиц. Например, производственный цикл простого процесса начинается с запуска в производство заготовки (партии заготовок) и заканчивается выпуском готовой детали (партии деталей). Производственный цикл сложного процесса состоит из совокупности простых процессов и начинается с запуска в производство первой заготовки детали, а заканчивается выпуском готового изделия или сборочной единицы.

Продолжительность производственного цикла, как правило, выражается в календарных днях или часах (при малой трудоемкости изделий).

Знание продолжительности производственного цикла изготовления всех видов проду-кции (от изготовления заготовок, деталей до сборки изделий) необходимо: 1) для составления производственной программы предприятия и его подразделений; 2) для определения сроков начала производственного процесса (запуска) по данным сроков его окончания (выпуска); 3) для расчетов нормальной величины незавершенного производства.

Продолжительность производственного цикла зависит от времени трудовых и естест-венных процессов, а также от времени перерывов в производственном процессе (рис.5.1). В течение трудовых процессов выполняются технологические и нетехнологические операции.

К технологическим относятся операции, в результате которых изменяются внешний вид и внутреннее содержание предметов труда, а также подготовительно-заключительные работы. Их продолжительность зависит от типа производства, его технической оснащенности, прогрессивности технологии, приемов и методов труда и других факторов.

Время выполнения технологических операций в производственном цикле составляет технологический цикл (Тц). Время выполнения одной операции, в течение которого изготав-ливается одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько различных деталей, на-зывается операционным циклом (Топ).

К нетехнологическим относятся операции по транспортировке предметов труда и конт-ролю качества продукции.

Естественными считаются такие процессы, которые связаны с охлаждением деталей после термообработки, с сушкой после окраски деталей или других видов покрытия и со старением металла.

Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть подразделены на межоперационные (внутрицикловые), межцеховые и междусменные.

Межоперационные перерывы обусловлены временем партионности и ожидания и зависят от характера обработки партии деталей на операциях. Перерывы партионности происходят потому, что каждая деталь, поступая на рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды: один раз до начала обработки, а второй раз по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию.

Перерывы ожидания вызываются несогласованной продолжительностью смежных операций технологического процесса. Эти перерывы возникают в тех случаях, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место, предназначенное для выполнения следующей операции.

Межцеховые перерывы обусловлены тем, что сроки окончания производства составных частей деталей сборочных единиц в разных цехах различны и детали пролеживают в ожидании комплектности. Это пролеживание (перерывы комплектования) происходит при комплектно-узловой системе планирования, т. е. тогда, когда готовые заготовки, детали или узлы должны «пролеживать» в связи с незаконченностью других заготовок, деталей, узлов, входящих совместно с первыми в один комплект. Как правило, такие перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой.

Междусменные перерывы обусловлены режимом работы предприятия и его подразделений. К ним относятся выходные и праздничные дни, перерывы между сменами (при двухсменном режиме третья смена) и обеденные перерывы (условно).

Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов. Для изделий машиностроения характерна высокая доля технологических операций в общей продолжительности производственного цикла. Сокращение последней имеет большое экономическое значение. Как правило, продолжительность производственного цикла определяется для одной детали, партии деталей, одной сборочной единицы или партии единиц, одного изделия. При этом следует учитывать, что изделием называют любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению на предприятии или в его подразделениях.

При расчете продолжительности производственного цикла изготовления изделия учитывают лишь те затраты времени на транспортные и контрольные операции, естественные процессы и перерывы, которые не перекрываются операционным циклом.

5. 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 парал-лельный.

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 определяется по формуле на основе графика (рис.5.2).

где: n - число деталей в обрабатываемой партии, шт.; t - штучное время на i-й операции, мин; т - число операций в технологическом процессе.

Если на одной или нескольких операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (Спр), то продолжительность технологического цикла рас-считывается по формуле

Пример. Пусть имеем партию деталей n=3, технологический процесс состоит из т=4 операций, продолжительность выполнения которых составляет t1=2; t2=1; t3=1.5; t4=2мин. Все операции выполняются соответственно на одном рабочем месте.

Продолжительность цикла обработки партии деталей составляет

Тц(посл) = 3·(2 + 1 + 1,5 + 2) = 19,5 мин.

Из рис. 5.2 следует, что технологический цикл обработки партии деталей при последовательном виде движений равен сумме операционных циклов (п-1).

Как видно из рисунка и приведенных выше формул, продолжительность технологи-ческого цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. При этом имеют место существенные перерывы партионности. Это связано с тем, что каждая деталь партии, за иск-лючением первой и последней, пролеживает на каждой операции дважды: перед началом обработки и после нее до окончания обработки последней детали в партии.

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.

Однако на практике не все виды затрат времени из-за их незначительной величины учитываются при расчете продолжительности производственного цикла. Как правило, учитывают три основные его составляющие: продолжительность технологического цикла (с учетом перерывов партионности), время естественных процессов и время перерывов, не перекрываемых технологическим циклом, т. е.

где tмо - средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности), мин; R - коэффициент перевода рабочих дней в календарные, равный отношению числа рабочих дней к числу календарных дней в году; tcм - продолжительность одной смены, мин; S - число смен в сутках.

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). Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последовательном виде движения, а величина транспортной партии р= 1.

При построении графи-ка данного вида движений деталей по операциям технологического процесса (рис. 5.3) необходимо учитывать следу-ющие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций.

1. Если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу же после их обработки.

2. Если продолжительность последующей операции меньше, чем предыдущей, то отсутствие простоев оборудования на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней известного запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно (в примере t2 < t1). Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо от точки, соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией (n), отложить вправо отрезок, равный в принятом масштабе времени выполнения последующей операции tг) над одной транспортной партией (р), а влево - отрезок, равный продолжительности последующей операции над всеми предшествующими транспортными партиями.

3. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей (в нашем примере t3 > t2 и t4 > t3, тo в этом случае транспортную партию (р) можно передавать с предыдущей операции на последующую сразу же по окончании ее обработки.

Из рис. 5.3 видно, что продолжительность цикла изготовления партии деталей (п = 3) на т=4 операциях технологического процесса при последовательно-параллельном движении меньше, чем при последовательном движении из-за наличия параллельности протекания каждой пары смежных операций на суммарное время совмещений t. Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе за минусом единицы.

Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций

где индекс при tкoр соответствует операциям с наименьшим временем их выполнения. Например, между первой и второй операциями tкoр = t2, между второй и третьей операциями tкoр = t2, между третьей и четвертой операциями tкoр = t3.

Тогда продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить по формуле

Подставив данные рассматриваемого примера, получим продолжительность цикла обработки партии деталей при последовательно-параллельном виде движения

Тц(пп) = 3 (2 + 1 + 1,5 + 2) - (3 - 1)(1 + 1 + 1,5) = 12,5 мин.

Продолжительность производственного цикла при последовательно-параллельном движении деталей по операциям рассчитывается по формуле

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.

Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последовательном и последовательно-параллельном видах движения, и величина транспортной партии р = 1.

При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям (рис. 5.4) 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.

Из рис. 5.4 видно, что продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей (n = 3) на т = 4 операциях и при передаче их транспортными партиями (р = 1) определяется по формуле

Подставив данные из приведенного выше примера (n = 3, m = 4, р = 1) в полученную формулу, определим продолжительность технологического процесса:

Тц(пар) = (3-1)-2+1 -(2+ 1 + 1,5 + 2) = 10,5 мин.

Из графика и расчета видно, что технологический цикл изготовления партии деталей при данном виде движения является самым коротким по сравнению с другими видами движения. Вместе с тем на всех операциях, кроме операции максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами в работе оборудования. Исключение составляет случай, когда периоды выполнения операций технологического процесса равны либо кратны, т. е. синхронны. Этот вариант называется поточным видом движения, который применяется при организации непрерывно-поточных линий.

Продолжительность производственного цикла при параллельном виде движения деталей по операциям технологического процесса определяется по формуле

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.

6. Расчет и анализ производственного цикла сложного процесса

В условиях машиностроительного производства наиболее характерным примером сложного производственного процесса может служить процесс создания машины. Он включает производственные циклы изготовления всех деталей, сборки всех сборочных единиц (узлы, агрегаты, механизмы), сборку, отладку и контроль готового изделия. В сложном производственном процессе могут использоваться все рассмотренные выше виды движения предметов труда по операциям: последовательное, параллельно-последовательное или параллельное. Для условий единичного производства в едином цикле, как правило, объединяются процессы не только изготовления и сборки, но также проектирования изделия и подготовки его производства.

Сложный производственный процесс может включать большое количество операций, простых процессов, поэтому определение и оптимизация производственного цикла сложного процесса требует не только больших затрат времени, но и нередко практически невозможно без использования ЭВМ. Построение сложного производственного процесса во времени проводится, чтобы определить производственный цикл, координировать отдельные простые процессы, получить исходную информацию для планирования производства.

Структура производствен-ного цикла сложного процесса определяется составом операций и связями между ними. Состав операций зависит от номенкла-туры деталей, сборочных единиц и технологических процессов изготовления и сборки. Взаимная связь операций и процессов обусловливается схемой сборки изделия и производственными условиями. Схема сборки изделия может быть представлена в виде веерной диаграммы (рис.5.5).

На ее основе производ-ственный цикл сложного процесса может быть изображен в виде ленточного (циклового) или сетевого графиков. На рис. 5.6, а представлен такой цикловой график. Он построен для условий, когда изготовление деталей и сборка не лимитируются составом оборудования производственных цехов, участков, т. е. возможна максимальная параллельность работ. Длительность такого цикла будет минимальной. Однако условия производства, ограниченные ресурсы могут потребовать выполнения некоторых работ последовательно. Если, например, сборочные единицы Сб-1 и Сб-2 собираются и отлаживаются на одном и том же стенде, прежде чем поступают на общую сборку, то это приведет к изменению циклового графика и, как правило, к увеличению цикла (рис. 5.6, б).

Если взаимная связь работ сложного процесса достаточно велика и многообразна, то построение ленточного графика затруднено. Тогда строится ориентированный граф (сетевой график), с помощью которого можно оптимизировать весь комплекс работ по выбранному критерию.

7. Понятие и расчет партии деталей.

Партией деталей называется определенное количество одинаковых деталей, одновременно поступающих на рабочее место в обработку при одной и той же затрате подготовительно-заключительного времени на их изготовление.

Для серийного производства характерна работа периодически повторяющимися партиями деталей, их запуском-выпуском. Размер партии запуска-выпуска деталей имеет большое организационное и экономическое значение.

Он оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели предприятия.

Так, при увеличении размера партии деталей повышается производительность труда, наиболее эффективно используется оборудование (за счет сокращения затрат времени на пере-наладку), а также снижается себестоимость продукции. Но одновременно увеличение размера партии ведет к более длительным производственным циклам и увеличению незавершенного производства, а следовательно, и к росту оборотных средств.

При уменьшении размера партии сокращается длительность производственного цикла, снижается размер незавершенного производства, но увеличиваются потери времени, связанные с частой переналадкой оборудования, что снижает эффективность использования оборудования и приводит к дополнительным затратам. Поэтому размер партии должен быть оптимальным.

Чтобы определить оптимальный размер партии запуска деталей, следует руководствоваться рядом производственно-технических факторов, к которым относятся стойкость инструмента и трудоемкость наладки, наличие площадей и рабочих мест и т. д. Например, установление больших партий для крупногабаритных деталей приводит к загромождению производственных площадей. Это создает неудобства в работе цеха и произ-водственных участков. Установление очень больших партий затрудняет хранение нужного задела, вызывает повышение потерь от коррозии и т. д. Все это говорит о том, что при установлении размера партии деталей не может быть шаблонных формул для разных условий производства. Поэтому рассчитанное по формулам количество деталей в партии должно корректироваться с учетом изложенных факторов.

Размер партии деталей устанавливается планово-диспетчерским бюро совместно с технологическим бюро цеха и согласовывается с производственно-диспетчерским отделом предприятия.

При расчете размера партии сначала все детали цеха или участка разбиваются на группы по признакам трудоемкости обработки, однородности технологического маршрута, сходству конструкции, тождеству видов и размеров заготовок. Далее внутри каждой группы выделяется какая-нибудь типовая деталь (представитель) и для нее устанавливается определенная величина партии, которая затем распространяется на все детали соответствующей группы.

Для предварительного расчета минимального размера партии по деталям, изготовление которых связано с длительной наладкой (обычно более 0,7 ч), пользуются формулой

где Тпз -- время наладки станка по i-той операции, мин; Tшт -- норма штучного времени на i-той операции, мин; kп -- коэффициент допустимых потерь времени на наладку, показывающий отношение времени наладки ко времени обработки партии деталей; значение этого коэффициента в среднем принимается 0,03--0,07.

Полученный размер партии необходимо скорректировать с учетом производственных факторов. Например, установленные размеры партии деталей должны обеспечивать загрузку рабочих мест не менее чем на одну смену без необходимой переналадки оборудования. Выполнение этого требования даст возможность уменьшить подготовительно-заключительное время на партию и тем самым повысить производительность оборудования. Если для изготовления деталей больших габаритов отсутствуют достаточные площади для их хранения, то размер партии необходимо уменьшить.

8. Пути сокращения длительности производственного цикла

Сокращение продолжительности производственного цикла имеет важное экономическое значение. Чем меньше продолжительность производственного цикла, тем больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях можно выпустить на данном предприятии, в цехе или на участке; тем выше использование основных фондов предприятия; тем меньше потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство; тем выше фондоотдача и т. д.

В заводской практике производственный цикл сокращается одновременно по трем направлениям: (1) уменьшается время трудовых процессов, (2) сокращается время естественных процессов и (3) полностью ликвидируются или сводятся к минимуму различные перерывы.

Практические мероприятия по сокращению производственного цикла вытекают из принципов построения производственного процесса и в первую очередь из принципов пропорциональности, параллельности и непрерывности.

Сокращение времени трудовых процессов в части операционных циклов достигается путем совершенствования технологических процессов, а также повышения технологичности конструкции изделия.

Под совершенствованием технологических процессов понимают их комплексную механизацию и автоматизацию, внедрение скоростных режимов (например, скоростного и силового резания, скоростного нагрева под ковку и штамповку), штамповку вместо свободной ковки, литье в кокиль и литье под давлением вместо литья в песчаные формы, а также концентрацию операций. Последняя может заключаться в многоинструментальной и многопредметной обработке либо в совмещении в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций.

Повышение технологичности конструкций изделий заключается в максимальном приближении последних к требованиям технологического процесса. В частности, рациональное расчленение конструкции изделия на узлы и мелкие сборочные единицы является важным условием для параллельной их сборки, а следовательно, и для сокращения продолжительности производственного цикла сборочных работ.

Продолжительность транспортных операций может быть значительно уменьшена в результате перепланировки оборудования на основе принципа прямоточности, механизации и автоматизации подъема и перемещения продукции с помощью различных подъемнотранспортных средств.

Сокращение времени контрольных операций достигается путем их механизации и автоматизации, внедрения передовых методов контроля, совмещения времени выполнения технологических и контрольных операций. Входящее в этот период цикла время подго-товительно-заключительной работы, особенно время наладки оборудования также подлежит уменьшению. Наладку оборудования, как правило, необходимо выполнять в нерабочие смены, в обеденные и другие перерывы. В заводской практике успешно применяют мероприятия по сокращению периода выполнения этой работы, например внедрение групповой обработки деталей, типовых и универсальных наладок. Продолжительность естественных процессов уменьшается за счет замены их соответствующими технологическими операциями. Например, естественная сушка некоторых окрашенных деталей может быть заменена индукционной сушкой в поле токов высокой частоты со значительным (в 5-7 раз) ускорением процесса. Вместо естественного старения отливок ответственных деталей, длящегося 10-15 суток и более, во многих случаях может быть применено искусственное старение в термических печах в течение нескольких часов.

Время межоперационных перерывов может быть значительно уменьшено в результате перехода от последовательного к последовательно-параллельному и далее к параллельному виду движений предметов труда. Оно также может быть сокращено за счет организации цехов и участков предметной специализации. Обеспечивая территориальное сближение различных стадий производства, предметное строение цехов и участков позволяет значительно упростить внутризаводские и внутрицеховые маршруты движения и тем самым уменьшить время, затрачиваемое на межцеховые и внутрицеховые передачи.

Наконец, величина междусменных перерывов может быть снижена даже в рамках принятого режима работ предприятия, цеха, участка. Например, организация круглосуточной (трехсменной) работы по выпуску ведущих деталей к изделиям, имеющих длительный цикл обработки и определяющих продолжительность цикла изделия. Для вскрытия резервов сокращения производственного цикла (как трудовых процессов, так и перерывов) в практике прибегают к фотографии производственного цикла. Анализируя данные фотографии, можно выявить резервы сокращения продолжительности производственного цикла по каждому его элементу.