Организация производственного процесса во времени представляет собой способ сочетания во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов по переработке «входа» организации в ее «выход». Важнейшим параметром организации производственного процесса во времени является производственный цикл изготовления предмета труда, оказания услуги или выполнения работы от подготовительных операций до заключительных.

Одной из важнейших задач при построении производственного процесса во времени является достижение минимально возможной длительности производственного цикла.

Производственным циклом (ПЦ) называется промежуток времени от момента запуска в производство изделия до момента полного его изготовления, комплектации, приёмки и сдачи на склад. Производственный цикл один из важнейших показателей эффективности организации основных и вспомогательных процессов, влияющих на производственную мощность и производственную программу предприятия, на производительность работников, на величину оборотных средств и другие технико-экономические показатели.

Основными характеристиками производственного цикла является его продолжительность и структура. Длительность производственного цикла является одной из важнейших характеристик уровня организации процесса производства. Производственным циклом изготовления партии деталей считается время от поступления материала в производство до окончания изготовления деталей.

Показатель продолжительности производственного цикла широко применяется во внутризаводском планировании: при обосновании величины производственной программы предприятия, цеха, участка; в процессе разработки календарного графика движения предметов труда; в процессе производства; при расчете размеров незавершенного производства и величины оборотных средств.

Продолжительность производственного цикла изготовления продукции - это календарный период времени, в течение которого сырье, основные материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия превращаются в готовую продукцию. Продолжительность производственного цикла выражается в календарных днях или часах (при низкой трудоемкости изготовления изделий).

Рис. 1. Структура производственного цикла.

Производственный цикл изготовления любого изделия включает в себя:

1. Время, затрачиваемое на выполнение всех технологических операций по изготовлению изделия (технологический цикл).

Технологические операции - это операции, в результате которых изменяется внешний вид и внутреннее содержание предметов труда, а также подготовительно-заключительные операции. Их продолжительность зависит от типа производства, его технической оснащенности, прогрессивности технологии, приемов и методов труда и других факторов. Время выполнения технологических операций составляет технологический цикл. Время выполнения одной операции, в течение которой изготавливается одна деталь, называется операционным циклом.

2. Время на выполнение нетехнологических операций, т.е. время на транспортировку деталей и узлов, на учет и укладку продукции, на контроль за качеством продукции, и д.р.

3. Время естественных процессов, если они предусмотрены технологическим процессом, когда процесс труда отсутствует, но предмет труда изменяется, например остывание деталей в формах, сушка окрашенных деталей.

4. Время перерывов - это время, в течение которого не производится никакого воздействия на предмет труда и не происходит изменения его качественной характеристики, продукция еще не является готовой и процесс производства не закончен.

Различают регламентированные и нерегламентированные перерывы В свою очередь, нерегламентированные перерывы, в зависимости от вызвавших их причин, классифицируются на межоперационные (внутрисменные), межцеховые и междусменные (связанные с режимом работы). Межоперационные перерывы делятся на перерывы партионности и ожидания.

Перерывы партионности имеют место при обработке деталей партиями: каждая деталь или узел, поступая к рабочему месту в составе партии, пролеживает дважды: до начала и по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию

Перерывы ожидания обусловлены несогласованностью (несинхронностью) длительности смежных операций технологического процесса и возникают, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место 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. Перерывы комплектования возникают в тех случаях, когда детали и узлы пролеживают в связи с незаконченностью изготовления других деталей, входящих в один комплект.

Междусменные перерывы определяются режимом работы (количеством и длительностью смен) и включают в себя перерывы между рабочими сменами, выходные и праздничные дни, обеденные перерывы, перерывы для отдыха рабочих.

Нерегламентированные перерывы связаны с простоями оборудования и рабочих по различным не предусмотренным режимом работы организационным и техническим причинам (отсутствие сырья, поломка оборудования, невыход на работу рабочих и др.) и включаются в производственный цикл в виде поправочного коэффициента или не учитываются.

В общем виде, продолжительность производственного цикла партии деталей (Дпц) определяется по формуле:

Тпц=(Тпз+Ттех+Тест+Твсп+Тпер)-Тсов, где

Тпз - подготовительно-заключительное время, час; Ттех - время технологического цикла при последовательном виде движения предметов труда, ч; Тест - время естественных процессов. ч; Твсп - время вспомогательных операций, ч, Тпер - время перерывов организационно-технического порядка, ч; Тсов - время совмещенных операций.

Соотношение затрат времени на различные виды работ и перерывов в процессе производства называется структурой производственного цикла, которая определяется ха-рактером производимой продукции, особенностями технологического процесса ее изготов-ления, типом производства. Поэтому структура производственного цикла неодинакова на предприятиях различных отраслей. Так, на предприятиях с непрерывным процессом произ-водства (металлургические заводы) наибольший удельный вес имеет рабочая часть цикла. На предприятиях с партионным методом организации производства (машиностроение) в производственном цикле наибольшую долю времени занимают перерывы по различным причинам, которые часто составляют 60-80% от длительности производственного цикла.

Длительность структурных составляющих производственного цикла зависит также от факторов конструктивно-технологических и организационно-экономических.

Сложность конструкции, габариты, вес изделия предопределяют число используемых производственных процессов, их взаимосвязи, общую трудоемкость работ, а значит, и длительность производственного цикла. Длительность производственного цикла зависит от оснащенности техпроцесса разнообразными видами инструментов и приспособлений, что влияет па время обработки или сборки изделия.

Организационно-экономические факторы связаны с методами движения труда в производственном процессе (последовательный или параллельный), с уровнем организации рабочих мест (удобно ли рабочему осуществлять трудовые движения), с системами материального стимулирования (формами оплаты труда и показателями премирования). Организационно-экономичсекие условия оказывают решающее влияние на продолжительность вспомогательных операций, обслуживающих процессов, а также на продолжительность различного рода перерывов в движении предметов труда.

Экономическое значение сокращения длительности производственного цикла заключается в том, что его продолжительность определяет размер незавершенного производства, стоимость которого является одной из наиболее весомых частей оборотных средств предприятия. Так. на предприятиях машиностроения, имеющих относительно длительный производственный цикл, незавершенное производство составляет 30-50% оборотных средств в запасах товарно-материальных ценностей предприятий На предприятиях, где длительность производственного цикла особенно велика, (судостроительные заводы, заводы по изготовлению мощного энергетического оборудования и др.), в незавершенном производстве находится 60-80% оборотных средств.

Сокращение длительности производственного цикла приводит к уменьшению потребности в оборотных средствах, так как, чем больше длительность производственного цикла, тем больше оборотных средств требуется предприятию, тем длительнее период их оборота, тем на больший срок они «омертвляются» в производстве, т.е. остаются без движения.

Сокращение длительности производственного цикла ведет к уменьшению потребной площади складских помещений для хранения незавершенного производства, запасов сырья и материалов, к улучшению использования основных фондов, снижению себестоимости продукции

Расчет длительности производственного цикла

При определении продолжительности производственного цикла обычно рассчитывают длительность трех его составляющих: длительность технологической части цикла, время перерывов по различным причинам и время естественных перерывов, если они предусмотре-ны технологическим процессом. Остальные элементы длительности производственного цикла либо имеют незначительную величину, например время подготовительно-заключительное, либо они выполняются в течение времени перерывов по различным при-чинам, например, время на выполнение транспортных операций, время учета и упаковки продукции.

Длительность операционного цикла обработки партии деталей на одной операции То определяется по формуле:

где n - количество деталей в партии, t - время обработки одной детали, мин,c - количество рабочих мест, на которых выполняется данная операция.

Факторы, влияющие на длительность технологического цикла:

· трудоемкость выполняемых операций;

· нормативы продолжительности элементов цикла, регламентированных перерывов;

· способ передачи партий, обрабатываемых деталей с операции на операцию, с одного рабочего места на следующее, т.е. от вида движения предметов труда в производственном процессе.

Для построения графика движения партии изделий по операциям при различных видах движения определяем длительность операционного цикла обработки партии дета-лей при различных видах движения.

Существует три основных вида движения предметов труда: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный или смешанный (см. рис. 2).

Рис. 2.График движения предметов труда.

Последовательный вид движения предметов труда в производственном процессе характеризуется тем, что при изготовлении партии деталей в многооперационном технологическом процессе, она передается на каждую последующую операцию (рабочее место) только после завершения обработки всех деталей на предыдущей операции. Параллельность здесь допускается лишь при выполнении одноименной операции на нескольких рабочих местах.

Длительность технологического цикла Тц при последовательном способе сочетания операций пропорциональна размеру партии и трудоемкости операций и определяется по формуле:

где i - индекс операций; ti - трудоемкость обработки одного предмета труда на i-ой операции; п - количество деталей в партии, шт.

Недостатком последовательного движения является большая длительность операционного цикла. Каждая деталь перед началом последующей операции ожидает окончания обработки всей партии, в результате чего удлиняется общий цикл. Однако последовательное движение отличается простотой организации и широко применяется в единичном и серийном производстве при партийной обработке деталей и сборке узлов.

Пример. Предположим, что требуется обработать партию деталей (Пд) в количестве 20 штук, число операций - 4: первая операция продолжительностью (t1) - 0,5 мин; вторая (t2) - 2 мин; третья (t3) - 1 мин; четвертая (t4) - 3 мин. Количество рабочих мест на каждой операции - одно. Четвертая операция выполняется на двух рабочих местах (С). В данных условиях, длительность технологического цикла (Тц.посл) при последовательном виде составит:

Тц.посл = 20 * (0,5 / 1+ 2 /1 +1 / 1 +3 / 2) = 100мин.

Для сокращения длительности производственного цикла можно передачу предметов труда (деталей) с одной операции на другую осуществлять частями (транспортными, пере-даточными партиями). Такая передача предметов труда происходит при параллельном ви-де движения труда в производственном процессе.

Параллельный вид движения характеризуется тем, что партия обрабатываемых деталей делится на ряд транспортных партий. Первая транспортная партия запускается в производство па первую операцию производственного процесса, и после окончания обработки сразу же передается на вторую и последующие операции, не ожидая завершения обработки всей партии деталей на первой и последующих операциях. При этом обязательно предусматривается обеспечение непрерывности обработки партии деталей только по наиболее трудоемкой операции, в нашем примере расчета это вторая операция Непрерывность обработки деталей других транспортных партий по первой и остальным (в нашем примере это третья и четвертая операции) не обеспечивается.

Вторая транспортная партия запускается в производство на первую операцию производственного процесса с таким расчетом, чтобы время окончания ее обработки на первой операции совпало со временем окончания обработки первой транспортной партии на второй операции, которая в принятом условии является наиболее трудоемкой. После окончания обработки на второй операции вторая транспортная партия передается для обработки на третью и последующие операции (используется последовательный вид движения деталей в производственном процессе) Такой же порядок запуска на первую операцию третьей и четвертой транспортных партий.

Длительность производственного цикла при параллельном способе сочетания операций определяется по формуле:

где p - размер партии обработки; tгл - время выполнения наиболее длительной (главной) операции технологического процесса.

При параллельном движении по сравнению с последовательным, продолжительность операционного цикла значительно сокращается. Однако если при параллельном движении операции не равны и не кратны по длительности, т.е. не синхронизированы, то на всех операциях, за исключением операции с максимальной длительностью, возникают перерывы в работе оборудования и рабочих. Полная ликвидация таких перерывов достигается при условии синхронности операций, когда:

Параллельное движение применяется в массовом и крупносерийном производстве при выполнении операций равной или кратной длительности.

Исходя из принятых условий длительность технологического цикла при параллельном виде движения предметов труда (Тц.парал) в примере составит:

Тц.парал= 0,5·5+2·20+1·5+3/2·5=55 (мин).

При параллельном виде движения предметов труда длительность технологического цикла резко снижается по сравнению с последовательным видом движения. В принятом условии длительность технологического цикла сократилась со 100 мин до 55 (почти в два раза).

Однако параллельный вид движения вызывает простои оборудования на рабочих мес-тах, где продолжительность операции меньше, чем наиболее трудоемкой операции. Эти простои тем больше, чем значительнее разность между временем выполнения самой длительной (главной) операции и временем, затраченным на выполнение других операций. В связи с этим параллельный вид движения оправдан в том случае, когда время различных операций примерно равно или кратно друг другу, т.е. в условиях непрерывно-поточного производства.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что вся партия деталей не делится на транспортные (передаточные) партии, а запускается в производство на первую операцию и обрабатывается непрерывно. Выполнение последующей операции, (второй), начинается до окончания обработки всей партии деталей на пре-дыдущей операции, (первой). При этом виде движения предметов труда смежные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются в течение некоторого времени параллельно.

При параллельно-последовательном виде движения предметов труда определяют величину перекрываемого времени между двумя смежными операциями, которое равно времени на обработку всей партии деталей, запускаемой в производство, за минусом времени обработки одной транспортной партии - по продолжительности короткой операции между двумя смежными.

Длительность проиводственного цикла при параллельно-последовательном спосо-бе сочетания операций определяется по формуле:

где - совмещение во времени двух смежных операций, мин.

Совмещение S определяют по формуле (p=1):

где tmin - время выполнения менее длительной операции из двух смежных, мин.

Продолжительность параллельного выполнения двух смежных операций (время совмещения) зависит от сдвига во времени начала последующей операции по сравнению с предыдущей. Здесь возможны два случая:

1) продолжительность последующей операции больше или равна предыдущей (с учетом количества рабочих мест дублеров):

2) продолжительность последующих операций меньше предыдущей:

В первом случае деталь после обработки ее на предыдущей операции сразу поступает в обработку на последующую операцию. К моменту окончания обработки этой детали на второй операции с первой операции поступит очередная деталь и т.д. Таким образом, обработка на последующей операции идет без простоев оборудования, что и является условием параллельно-последовательного движения деталей. Время параллельного выполнения этих операций составит:

Во втором случае непрерывная работа на последующей операции требует некоторого, накопления количества деталей, что связано с большим смещением времени ее начала, чем в первом случае. Время параллельного выполнения операций при этом равно:

Как видим, в обоих случаях время параллельного выполнения смежных операций равно числу деталей в партии без одной, умноженное на продолжительность меньшей операции. Если последнюю операцию обозначить через, то в общем случае для любой пары смежных операций:

Для m - операций таких совмещений будет m-1. И тогда, окончательно можно записать:

В принятом условии перекрываемое время между первой и второй операциями составит:

S1=0,5 · (20 - 1) = 9,5 мин.

Между первой и второй операциями короткой операцией считается первая, продолжительностью 0,5 мин.

Определяем перекрываемое время между другими смежными операциями:

S2=1·(20-1)= 19мин.

S3=1·(20-1)= 19мин.

Между второй и третьей, между третьей и четвертой операциями короткой считается одна и та же третья операция, продолжительностью 1,0 мин, поэтому она принимается в расчетах величины перекрываемого времени.

Сумма перекрываемого времени составит:

=9,5+ 19+19 = 47,5 (мин).

Длительность технологического цикла при параллельно-последовательном виде движения составит:

Тц.п.п.=100 - 47,5=52,5 (мин).

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда исключает недостатки последовательного вида, где большая длительность производственного цикла, выполняющего короткие операции при обработке партии деталей. Однако смешанный вид движения требует тщательной организации производственного процесса во времени, так как надо постоянно поддерживать на расчетном уровне минимальные, но достаточно надежные запасы предметов труда (деталей) между операциями для обеспечения бесперебойной работы смежных рабочих мест

Анализ особенностей видов движения предметов труда позволяет сделать следующие выводы:

во-первых, уровень параллельности, непрерывности и величина технологического цикла существенно зависят от вида движения предметов труда в производственном процессе;

во-вторых, в условиях наличия несинхронизированных операций все виды движения предметов труда не обеспечивают минимальной длительности технологического цикла, а следовательно, имеют большие резервы рациональности;

в-третьих, увеличение размера партии обрабатываемых деталей особенно целесообразно при параллельном виде движения предметов труда, так как при этом технологический цикл увеличивается медленнее, чем размер партии;

в-четвертых, изменение норм времени по операциям значительно влияет на длительность технологического цикла, однако это влияние при различных видах движения партии деталей экономически противоречиво. Так. сокращение трудоемкости коротких операций при параллельно-последовательном движении предметов труда повышает производительность труда (выработку) на этих операциях, но в то же время вызывает потери на производстве из-за удлинения технологического цикла вследствие увеличения пролеживания деталей на рабочих местах, где трудоемкость выполнения операций более высокая.

Все виды движения предметов труда не учитывают длительности различного рода перерывов, возникающих на производстве. Перерывы можно разделить на группы: межоперационные (внутрицикловые), межцикловые перерывы из-за некомплектности незавершенного производства, перерывы из-за задержки выполнения части вспомогательных операций и режимные перерывы. К межоперационным перерывам относятся перерывы из-за партионности и перерывы из-за серийности загрузки оборудования, так называемые перерывы ожидания.

Перерывы из-за партионности обусловлены самой природой работы партиями деталей. Каждая деталь, поступая на рабочее место в составе партии, пролеживает два один раз до начала обработки, ожидая наступления очереди, другой раз - после по окончании обработки, ожидая окончания обработки последней детали в партии. Например, начинается обработка партии деталей в количестве 100 штук на токарном станке, трудоемкость обработки детали - 5 мин. Восьмая деталь ждала начала обработки (пролеживала) в течение 35 мин (7 лет. * 5 мин). После выполнения операции восьмая деталь будет ждать окончания обработки последней, сотой детали в течение 460 мин (5мин * 92 дет.).

Перерывы из-за серийности загрузки оборудования при обработке партии деталей возникают в тех случаях, когда обработка их закончена на одном рабочем месте и детали подвезены к другому рабочему месту для дальнейшей обработки Однако это рабочее место занято в данный момент обработкой партии деталей для другого серийного изделия. Например, после обработки на токарном станке партия транспортируется на рабочее место для фрезерования. Однако фрезерный станок занят обработкой партий деталей в 200 штук для другого изделия. При этом идет обработка сотой детали и продолжительность операции - 4 мин. Подвезенная партия деталей будет пролеживать у фрезерного станка 400 мин.

Средняя величина межоперационного пролеживания определяется опытным путем и колеблется в значительных пределах. Эта величина зависит от количества операций, выполняемых на рабочем месте, т.е. от его коэффициента серийности (уровня специализации).

Перерывы из-за некомплектности незавершенного производства происходят при комплексно-узловой системе планирования, когда готовые детали, узлы пролеживают в связи с отсутствием других заготовок, деталей, входящих совместно с первыми в один комплект.

Плохая организация рабочих мест, несвоевременная подача материалов и инструмента, плохое качество технической документации или задержка в ее подготовке, недостатки ремонта - все это может привести к вынужденным перерывам, а, следовательно, к увеличению продолжительности производственного цикла. Режимные перерывы регламентированы режимом работы предприятия (перерывы на обед, между сменами, нерабочие смены, нерабочие дни). Эти перерывы будут наименьшими при непрерывной рабочей неделе. Перерывы связанные с режимом работы предприятия, обычно учитывают путем перевода производственного цикла, рассчитанного по затратам рабочего времени, в календарное время, соблюдая при этом соразмерность всех слагаемых цикла.

Необходимо иметь в виду, что длительность производственного цикла всего изделия не является арифметической сумой времен циклов изготовления деталей и сборочных узлов, так как многие из них обрабатываются или собираются одновременно, иными словами параллельно.

Пути сокращения длительности производственного цикла

Одной из актуальных задач всех служб предприятия является разработка мероприятий, связанных с сокращением длительности производственного цикла. Сокращение необходимо осуществлять одновременно по двум направлениям: уменьшают рабочий период цикла и полностью ликвидируют или сводят к минимуму различные перерывы. Вес практические мероприятия по сокращению длительности производственного цикла вытекают из принципов построения производственною процесса, в первую очередь, из принципов пропорциональности, параллельности и непрерывности Существует два основных направления по сокращению длительности производственного цикла

Технический прогресс вызывает сокращение длительности производственного процесса в результате внедрения более современных технологических процессов; полного исключения некоторых операций или замены одних другими, более производительными; интенсификации длительности производственного процесса.

Длительность естественных прочесов значительно сокращается в результате замены их соответствующими технологическими операциями.

Сокращение трудоемкости может быть достигнуто за счет изменения исходных материалов. Сокращение подготовительно-заключительного времени достигается внедрением поточного метода организации производства, типовых и универсальных приспособлений. Уменьшение продолжительности контроля качества выполняемых операций достигается их механизацией и автоматизацией, совмещением времени выполнения технологических и контрольных операций.

Технический прогресс находит свое выражение в повышении технологичности конструкции, которая проявляется в максимальном приближении конструкции к требованиям технологического процесса.

Совершенствование организации производства оказывает часто решающее влияние на длительность производственного никла, так как, величина межоперационных перерыво на предприятиях с партионным или единичным методами организации производства может быть в несколько раз больше длительности технологического цикла. Основные пути совершенствования организации труда и производства включают в себя:

рациональную планировку рабочих мест, в соответствии с последовательностью технологических операций и совершенствованием организации передачи деталей с операции на операцию внутри участка, цеха;

сокращение времени перерывов, вызываемых авариями оборудования, для чего необходима четкая организация планово-предупредительного ремонта оборудования;

3. ускорение вспомогательных процессов путем широкой их механизации и автоматизации, благодаря чему они не только быстрее выполняются, но и повышается надежность обслуживания основных процессов;

совершенствование работы транспортного хозяйства с целью организации равномерного обслуживания транспортом всех цехов в течение всех смен путем организации кольцевых рейсов, внедрения твердого расписания, транспортных операций, применения счетно-мерной тары, весов-автоматов, внедрения контейнеров;

организацию подготовительной смены, в течение которой производится наладка оборудования, подготовка к производству материалов, инструмента, приспособлений,

внедрение сменно-суточного планирования и организация работ по часовому графику;

улучшение организации производства в обслуживающих и вспомогательных хозяйствах;

внедрение параллельного и параллельно-последовательного способов передачи деталей в производственном процессе;

определение наиболее рационального порядка запуска партии изделий в производство, что приводит к сокращению времени пролеживания деталей у рабочих мест;

организацию поточного метода производства, который характеризуется полным отсутствием межоперационного пролеживания, в случае полной синхронизации производственных операций или значительным сокращением межоперационного залеживания в условиях частичной синхронизации операции, то есть, на прерывно-поточных линиях.

повышение уровня специализации рабочих мест, что позволяет ликвидировать или значительно сократить время ожидания освобождения рабочих мест, занятых выполнением операций по изготовлению партий деталей другого серийного изделия, одновременно устраняются переналадки оборудования и тем самым сокращается подготовительно-заключительное время, являющееся составной частью рабочего времени цикла.

Вскрытию резервов сокращения длительности ПЦ способствуют фотографии рабочего дня занятых в различных стадиях ПЦ, которые позволят определить фактическую длительность рабочего времени цикла и время перерывов, как зависящих, так и не зависящих от рабочих. Для выявления резервов сокращения ПЦ могут быть использованы данные специальных наблюдений, либо данные планово-учетной документации.

Мероприятия по сокращению длительности ПЦ дают комплексный экономический эффект. Они создают предпосылки улучшения использования производственных мощностей, снижение удельного веса накладных расходов в себестоимости единицы продукции. Таким образом, сокращение длительности всех элементов ПЦ является важным условием улучшения многих технико-экономических показателей работы предприятия.

Список используемой литературы:

1. Аврашков Л.Я. Адамчук В.В., Антонова О.В., и др. Экономика предприятия.- М., ЮНИТИ, 2001.

2. Вильям ДЖ. Стивенсон Управление производством. - М., ЗАО «Изд-во БИНОМ», 2000.

3. Грузинов В.П., Грибов В.Д. Экономика предприятия. Учебное пособие.-М.:ИЭП, 2004.

4. Калачева А.П.Организация работы предприятия.-М.:ПРИОР, 2000.- 431с.

5. Сергеев И.В. Экономика предприятия: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 304с.