С применением ленточных графиков

Процесс изготовления или ремонта одной детали или партии деталей считается простым. Длительность производственного цикла при обработке одной детали, если не учитывать время перерывов между операциями, определяется как сумма длительностей всех операций над деталью. При обработке одной детали, предусмотренные технологическим процессом операции, могут выполняться только последовательно.

Производственный процесс обработки партии деталей в одном цехе состоит из технологического процесса обработки их на одном или нескольких рабочих местах и процесса транспортировки и контроля после каждой операции.

Различают три вида сочетаний операций технологического процесса при обработке партии деталей:

Последовательный вид сочетания операций заключается в том, что детали (изделия) передаются на другое рабочее место для выполнения следующей операции только после окончания обработки всей партии на предыдущем рабочем месте. При этом продолжительность цикла технологической обработки всей партии на всех операциях составит:

(2.24)

где n - числодеталей в партии; m – число операций при обработке детали;

- время обработки детали на i-ой операции; t – время, затрачиваемое на обработку одной детали на всех операциях, при условии, что на каждой из операций число рабочих мест равно 1.

На рис. 3 приведены графики цикла изготовления партии деталей при различных способах сочетания операций. Графики, отображающие производственный процесс на рис. 3 называются ленточными графикам или графиками Гантта (по имени американского инженера, впервые применившего их). Как следует из рис. 3а при последовательном способе сочетания операций в каждый момент времени в обработке находится всего одна деталь, остальные детали лежат в ожидании обработки. Следовательно, не выполняется один из принципов организации производства – принцип параллельности.

Параллельный вид сочетания операций заключается в том, что каждая деталь сразу же после окончания ее обработки на одном рабочем месте передается на следующее рабочее место для выполнения следующей операции, независимо от всей партии.

Детали находятся одновременно на нескольких операциях обработки. В этом случае полностью загружена наиболее продолжительная (ведущая) операция. Менее трудоемкие операции имеют перерывы, величина которых равна разности между продолжительностью самой длительной (ведущей) опера-

ции и данной операцией. Следовательно, здесь нарушается принцип непрерывности организации производства. Сокращение продолжительности перерывов может быть достигнуто установкой дополнительного оборудования для обработки деталей на длительных операциях.

а) Операции:

1-я t₁=2 n=5

2-я t₂=3

3-я t₃=1

4-я t₄=5

5-я t₅=2 Т_посл

Т

б) Операции: n=5

1-я t₁=2

2-я t₂=3

3-я t₃=1

4-я t₄=5

5-я t₅=2 Т_пар.

Т

в) Операции:

τ1

1-я t₁=2 n=5

τ2

2-я t₂=3

τ

3-я t₃=1

4-я t₄=5

5-я t₅=2 Т_{посл-пар}

Т

а) последовательный метод; б) параллельный метод;

в) последовательно-параллельный метод.

Рис. 3 Графики сочетания операций при обработке партии деталей:

Продолжительность цикла обработки всей партии деталей складывается из продолжительности обработки одной детали на всех операциях и продолжительности обработки всех деталей кроме первой, на ведущей (самой длительной) операции:

Т_пар.=t+(n – 1)t_вед (2.25)

где n – число деталей в партии; t_вед. – продолжительность ведущей операции.

При передаче деталей с операции на операцию не по одной, а передаточными партиями по деталей ( меньше и кратно длительность технологического цикла при параллельном способе сочетания операций равна:

Тр_пар.=рt+(n – р)t_вед (2.26)

Параллельно-последовательный (смешанный) вид сочетания операций заключается в том, что передача деталей от операции к операции совершается параллельно, но с накоплением перед некоторыми операциями такого количества деталей, которое обеспечивало бы бесперебойную работу на каждом рабочем месте. Такое накопление производится при передаче деталей с более продолжительной операции на менее продолжительную.

На рис. 3в приведен график цикла изготовления деталей при последовательно-параллельном методе сочетания операций. Продолжительность цикла обработки всей партии деталей определяется по формуле:

(2.27)

где первое слагаемое представляет собой продолжительность цикла при последовательном сочетании операций, а второе – экономию времени, достигаемую за счет частичного совмещения времени выполнения смежных операций.

При построении графиков принято допущение, что время на контроль и передачу деталей с операции на операцию равно нулю, т.е. межоперационные перерывы отсутствуют.

Построение графика цикла при последовательно-параллельном методе сочетания операций (см. рис. 3в) отличается от рассмотренных, так как последующая операция может начинаться раннее, чем наступает полное окончание обработки все партии на предыдущей операции. Передача предметов труда с операции на операцию в общем случае может осуществляться передаточными партиями по несколько деталей в каждой, причем «n» должно быть кратно размеру передаточной партии, для обеспечения стабильности процесса. На графике передаточная партия состоит из одной детали.

При построении этого графика могут встретиться два случая.

Длительность последующей операции меньше длительности предыдущей, т.е. . При этом начало (i+1) –й операции определяется из условия, что момент окончания изготовления всей партии деталей на i-й операции соответствует моменту начала обработки последней детали на последующей (i+1) – й операции.

На рис. 3в подобным образом определены абсциссы точек на 2-й, 5-й, 7-й, 8-й операциях. В сопоставлениях с последовательным методом сочетания операций за счет частичного совмещения каждой подобной пары операции будет достигнута экономия времени:

τ= (n – 1) t_i+1 = (n – 1) t_кор (2.28)

Длительность последующей операции больше длительности предыдущей, т.е. t_i‹ t_i+1 . При этом начало обработки деталей на i+1-й операции возможно сразу после окончания обработки первой детали на i-й операции. На рис.3 это положение демонстрируется моментом начала обработки деталей на 3-й, 4-й и 6-й операциях. Из рис. 3в видно, что достигаемая здесь экономия времени (для каждой пары, состоящей из короткой и длинной операции) определяется так:

(2.29)

Таким образом, для любой смежной пары операций при осуществлении последовательно-параллельного метода сочетания операций по сравнению с последовательным имеем экономию времени:

(2.30)

и, следовательно, в общем случае приходим к формуле (2.31):

, (2.31)

где - абсолютная сумма длительности коротких операций.

Для расчета производим попарно сравнение длительности i-й и

(i + 1)-й операций, начиная с первой. После каждого сравнения время выполнения более короткой суммируем. Итоговая сумма дает значение , которое подставляется в формулу (2.31).

Для случая, когда передача деталей с операции на операцию осуществляется передаточными партиями по деталей, длительность цикла обработки последовательно-параллельным способом определяется из выражения:

(2.32)

Каждый из вышеприведенных способов сочетания операций в сопоставлении друг с другом имеет и преимущества и недостатки, которые и определяют целесообразность применения того или иного способа на производстве.

Последовательный способ имеет наибольшую продолжительность цикла изготовления партии деталей, но при его применении легче организовать планирование загрузки оборудования, учет и контроль прохождения деталями технологических маршрутов. Поэтому последовательный способ применяется в основном в единичном и мелкосерийном производствах там, где детали изготавливаются небольшими партиями и трудоемкость их изготовления незначительна или где изготавливаемые детали имеют сложные технологические маршруты. Последовательный способ широко распространен на промышленных предприятиях речного транспорта, в частности, он применяется при изготовлении большинства деталей при зимнем плановом судоремонте.

При последовательно-параллельном способе сочетания операций длительность цикла меньше, чем при последовательном, но больше чем при параллельном способе. Последовательно-параллельный способ сочетания операций сокращает длительность цикла обработки деталей в сравнении с параллельным и обеспечивает непрерывную загрузку оборудования на операциях в отличие от параллельного способа. Но при его применении более сложно организовать учет деталей и контроль за их движением. Этот способ используется в среднесерийном и крупносерийном производствах там, где маршруты движения деталей коротки и несложны.

Параллельный способ сочетания операций обеспечивает самую меньшую длительность производственного цикла, но на отдельных операциях имеют место перерывы в работе оборудования, которые возникают вследствие нарушения принципа пропорциональности отдельных операций. Синхронизация операций устраняет этот недостаток. Синхронизация операций осуществляется за счет изменения технологических режимов на отдельных операциях или путем проведения организационных мероприятий, повышающих пропускную способность этих операций. Синхронизированные параллельные процессы характерны для поточных линий, для которых соотношение трудоемкостей равно

(2.33)

где - время обработки детали на i – ой операции;

- количество единиц оборудования на i – ой операции;

t – такт потока.

Применение параллельного способа сочетания операций эффективно в крупносерийном и массовом производстве в тех случаях, когда детали изготавливаются крупными партиями.

Процесс изготовления или ремонта какого-либо изделия считается сложным производственным процессом, так как помимо изготовления отдельных он включает сборку их в отдельные узлы и общую сборку. Для отображения сложного процесса во времени также могут применяться ленточные графики, а отдельные операции могут сочетаться последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. В этом случае сочетание операций во времени связано не только с длительностью цикла их изготовления и загрузкой при этом оборудования, но и с последовательностью сборки отдельных узлов и общей сборки. Для того чтобы уяснить последовательность запуска отдельных деталей и узлов в производство в сложном процессе, помимо ленточного графика, изображается схема сборки изделия. Вместе они дают полное представление о последовательности и времени сборки изделия (рис.4).