Основные принципы организации и функционирования производства на машиностроительном предприятии

Время выполнения технологических операций (технологический цикл) зависит от вида движения предметов труда в процессе их обработки или сборки, то есть от того каким образом организован технологический процесс во времени. Различают три основных вида организации производственных процессов во времени.

1 Последовательный Tp, характерный для единичной или партионной обработки или сборки изделий.

2 Параллельно-последовательный Tpp, используемый в условиях прямоточной обработки или сборки изделий.

3 Параллельный Tpr, применяемый в условиях поточной обработки или сборки.

При последовательном виде движения производственный заказ - одна деталь, или одна собираемая машина, или партия деталей (серия машин) - в процессе их производства переходит на каждую последующую операцию процесса только после окончания обработки (сборки) всех деталей (машин) данной партии (серии) на предыдущей операции. В этом случае с операции на операцию транспортируется вся партия деталей одновременно. При этом каждая деталь партии машины (серии) пролеживает на каждой операции сначала в ожидании своей очереди обработки (сборки), а затем в ожидании окончания обработки (сборки) всех деталей машин данной партии (серии) по этой операции.

Партией деталей n называется количество одноименных деталей, одновременно запускаемых в производство (обрабатываемых с одной наладки оборудования). Серией машин называется количество одинаковых машин, одновременно запускаемых в сборку.

На рис. 2.1 показана диаграмма технологического цикла, состоящего из четырех операций различной продолжительности. Если на рисунке было бы показано и время перерывов между операциями - то это была бы уже диаграмма производственного цикла. Каждая операция выполняется на одном станке. После окончания обработки рабочим всей партии деталей n на предыдущей операции. она вся целиком передается на следующую операцию.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что процесс обработки деталей (сборки машин) данной партии (серии) на каждой последующей операции начинается раньше, чем

полностью заканчивается обработка всей партии деталей (сборки машин) на каждой предыдущей операции. Детали передаются с одной операции на другую частями, транспортными (передаточными) партиями величиной k. Накопление некоторого количества деталей на предыдущих операциях перед началом обработки партии на последующих операциях (производственный задел) позволяет избежать возникновения простоев.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда позволяет значительно уменьшить продолжительность производственного процесса обработки (сборки) по сравнению с последовательным видом движения. Применение параллельно-последовательного вида движения экономически целесообразно в случаях изготовления трудоемких деталей, когда длительности операций процесса значительно колеблются, а также в случаях изготовления малотрудоемких деталей крупными партиями (например, нормалей мелких унифицированных деталей и т.д.). На рис. 2.2, а представлена диаграмма параллельно-последовательного технологического цикла изготовления партии деталей величиной n, разбитой на три транспортные (передаточные) партии, каждая из которых содержит k единиц деталей. Время запуска каждой передаточной партии на следующую операцию подбирается так, чтобы на этой следующей операции обработка всех передаточных партий осуществлялась бы без простоев станков. Время межоперационных перерывов Tmo на графике не показано.

При параллельном виде движения обработка (сборка) каждой передаточной партии k на каждой последующей операции начинается немедленно после окончания предыдущей операции. Этим параллельный технологический цикл отличается от параллельно-последовательного, в котором передаточная партия может некоторое время пролеживать до запуска на следующую операцию. Общая продолжительность процесса обработки (сборки) партии деталей (серии машин) значительно уменьшается по сравнению с тем же процессом, выполняемым последовательно, а в некоторых случаях и параллельно-последовательно. В этом заключается существенное преимущество параллельного вида движения, позволяющего значительно сократить продолжительность производственного процесса.

График параллельного цикла изготовления партии деталей показан на

2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА, СООТВЕТСТВУЮЩИХ РАЗЛИЧНЫМ ВИДАМ ДВИЖЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ ТРУДА

Предположим, что процесс технологической обработки или сборки изделия состоит из i операций, каждая из которых имеет продолжительность ti мин. (i = 1, 2, ..., m). Для производства n изделий можно организовать последовательный, параллельно-последовательный и параллельный производственный циклы. Известны следующие формулы для расчета продолжительности этих циклов.

Последовательный производственный цикл

m

Tp=Tтех+Tпер=n $ ti+mTmo ;

i=1

(2.1)

параллельно-последовательный

m m-1

Tp=Tтех+Tпер=(n $ ti + (n-k)$tsi) + mTmo ;

i=1 i=1

параллельный

m

Tpr=Tтех +Tпер=[k$ti + (n-k)tg) + mTmo , (2.3)

i=1

где k - передаточная (транспортная) партия, ед.; tsi - более короткая по продолжительности операция из двух смежных в технологическом цикле; tg - главная операция (самая продолжительная) в технологическом цикле; Tmo - среднее время одного межоперационного перерыва; m - количество технологических операций.

Самый короткий по продолжительности и, следовательно, самый производительный - это параллельный цикл. Наиболее продолжительный и наименее производительный - это последовательный цикл.

Пример. Рассчитать продолжительность последовательного, параллельно-последовательного и параллельного производственного циклов. Исходные данные: t 1 = 6, t2 = 3, t 3 = 4, t4 = 1 мин, n = 12 ед., k = 4 ед. Среднее межоперационное время перерыва Tmo = 2 мин.

Р е ш е н и е . По (2.1) определяем продолжительность последовательного производственного цикла:

Tp = 12 (6 + 3 + 4 + 1) + 4 *2 = 168 + 8 = 176 мин.

По (2.2) определяем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла:

Tpp = [12 (6 + 3 + 4 + 1) - (12 - 4) (3 + 3 + 1)] + 4 ? 2 =

= [168 - 56] + 8 = 120 мин.

Более короткая по продолжительности операция tsi из двух смежных в технологическом цикле выбирается следующим образом из операций

t 1 = 6 и t 2 = 3 более короткая - 3 мин; из операций t 2 = 3 и t 3 = 4 более короткая - 3 мин; из операций t 3 =

4 и t 4 = 1 более короткая - 1 мин. Итак, имеем (n - k)? tsi = (12 - 4) (3 + 3 + 1) = 56 мин.

По (2.3) находим продолжительность параллельного производственного цикла, имея в виду, что продолжительность главной операции

tg = 6 мин: Tpr = 4 (6 + 3 + 4 + 1) + (12 - 4) 6 + 4 ? 2 = 56 + 48 + 8 = 112 мин.

Из всех циклов самый короткий по продолжительности - параллельный. Однако, он имеет один недостаток - это простои станков и рабочих на всех операциях, кроме главной, в данном случае - это первая операция технологического цикла (рис. 2.2, б). Параллельно-последовательный цикл имеет большую продолжительность за счет того, что обработку некоторых передаточных партий приходится сдвигать на более поздние сроки с целью ликвидации простоев станков при выполнении технологических операций (рис. 2.2, а). Самый продолжительный и самый простой по организации - это параллельный производственный цикл.

Степень параллельности работ в технологическом цикле обычно характеризуют коэффициентом параллельности "альфа" = Tp / T, где Т - продолжительность того технологического цикла, длительность которого оценивается относительно последовательного цикла Tp.

Например, используя данные предыдущего примера, определяем, что продолжительность последовательного цикла будет длиннее продолжительности параллельно-последовательного цикла в 176 / 120 = 1,46 раза, параллельного в 176 / 112 = 1,57 раза.

Чем короче производственный цикл, тем большее количество продукции n можно произвести в течении планового периода времени F, тем выше производительность производства продукции n / F. Поскольку Tpr < Tpp < Tp, то за период времени F наибольшие объемы производства npr будут соответствовать параллельному производственному циклу, наименьшие np - последовательному, а средние объемы npp -параллельно-последовательному производственному циклу. Каждый вид движения предметов труда характеризуется определенной величиной переменных производственных затрат (рис. 2.3). Из рисунка видно, что в интервале небольших объемов производства (0 - np) целесообразно организовать последовательный производственный цикл; в среднем интервале (np - npp) - параллельно-последовательный и в интервале наибольших объемовот объемов производства n:

AB - последовательный; CD - параллельно-последовательный; EF - параллельный производственный цикл

Увеличения объема производства до величины np, затем до npp и npr можно достигнуть только за счет увеличения численности работников и коэффициентов загрузки оборудования. Если производство продукции предполагается осуществлять в течение периода времени F, то объем производства n за этот период предопределяет и вид движения предметов труда. Из условия F = Tp, следует, что до объема производства np цикл будет последовательным

np=(F-mTmo) /$ ti .

i=1

(2.4)

Из условия F = Tpp определяются объемы производства npp, до которых цикл будет параллельно-последовательным

m-1 m m-1

npp =(F-mTmo-k$tsi)/($ti - $ tsi)

i=1 i=1 i=1

Из условия F = Tpr рассчитывается максимально возможный объем производства npr, до которого организация работ в производственном цикле будет параллельной

m

npr= (F-mTmo-k$ti+ktg)/ tg . (2.6)

i=1

Как следует из (2.5) и (2.6) объемы производства npp и npr зависят от величины передаточной партии k. Максимальные объемы производства будут достигаться при k = 1 ед. С ростом k объемы производства пkр и npr будут уменьшаться, при прочих равных условиях. В качестве приемлемых значений величины следует выбирать только те, для которых npp / k или npr / k - целые числа. То есть объем производства в количестве n изделий можно разбить на целое число передаточных партий n / k.

Пример. Технологический процесс имеет четыре технологические операции (m = 4) со следующими нормами времени: t 1=8; t2=5;t 3=7;t 4 = 3 мин. Плановый период времени F = 480 мин (одна рабочая смена). Среднее межоперационное

время Tmo = 5 мин. Передаточная партия

k = 6 ед. Определить интервалы объемов производства (0 - np) на которых организация производственного цикла будет последовательной; параллельно-последовательной (np - npp) и параллельной (npp - npr).

Решение. Верхнюю границу, при которой еще возможен последовательный цикл находим из (2.4): np = (480 - 4 * 5) / (8 + 5 + 7 + 3) = 20 шт.

Определим верхнюю границу параллельно-последовательного цикла при k = 6 ед. По (2.5) находим

npp = (480 - 4 * 5 - 6 ? 13) / (23 - 13) = 38 ед., где $tsi = (5 + 5 + 3) = 13; $ti = (8 + 5 + 7 + 3) = 23 мин.

Принимаем npp = 36 ед., как величину кратную k = 6 ед.

По (2.6) рассчитаем максимально возможные объемы производства, соответствующие параллельному производственному циклу

npr = (480 - 4 * 5 - 6* 23 + 6 * 8) / 8 = 46 ед.,

где tg = 8 мин.

Принимаем npr = 42 ед. как величину кратную k = 6 ед. Окончательно имеем: np = 20, npp = 36, npr =42 ед.

Преимущества и недостатки видов движения предметов труда

Последовательный производственный цикл. Отличается простотой организации и широко применяется в единичном и серийном производстве при партионной обработке деталей и сборке узлов. Недостатком последовательного движения является большая продолжительность технологического цикла. Каждая деталь перед началом последующей операции ожидает окончания обработки всей партии, в результате чего удлиняется общий цикл

Параллельно-последовательный производственный цикл. Характеризуется тем, что изготовление предметов труда на последующей операции начинается до окончания обработки всей партии на предыдущей операции, т.е. имеется некоторая параллельность выполнения операций. При этом ставится условие, чтобы партия непрерывно обрабатывалась на каждом рабочем месте. Из-за этого условия параллельно-последовательный цикл может быть продолжительнее параллельного. Преимуществом параллельно-последовательного цикла является его более короткая продолжительность по сравнению с циклом последовательным. Недостатком этого вида движения является его очень сложная организация. Применяется главным образом в обрабатывающих цехах при изготовлении больших и трудоемких по операциям партий деталей.

Параллельный производственный цикл характеризуется тем, что предметы труда, передаются на последующую операцию и обрабатываются немедленно после выполнения предыдущей операции независимо от готовности всей партии. Таким образом, детали одной и той же партии изготавливаются параллельно на всех операциях. Малогабаритные нетрудоемкие предметы труда могут передаваться не поштучно, а передаточными (транспортными) партиями. Количество деталей в транспортной партии устанавливается опытным путем. Достоинством этого вида движения является самая короткая продолжительность производственного цикла при относительно простой организации. Если при параллельном движении операции не равны и не кратны по длительности и, следовательно, невозможно ввести параллельные рабочие места на эти операции так, чтобы выполнялся принцип пропорциональности, то на всех операциях кроме главной возникают перерывы в работе оборудования и рабочих. Параллельное движение применяется в массовом и крупносерийном производстве при выполнении операций равной или кратной длительности.

2.3 ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА

Рассмотрим основные правила, позволяющие сократить продолжительность производственного цикла.

1 При последовательном технологическом цикле уменьшение времени любой операции на величину "дельта"t приводит к сокращению цикла на величину n?t.

2 При параллельном технологическом цикле сокращение времени главной операции tg на величину "дельта"tg, при условии, что она остается главной, приводит к тому, что цикл сокращается на величину n"дельта"tg.

3 Если нормы времени технологических операций монотонно возрастают или убывают по ходу производственного процесса, то продолжительность параллельного и параллельно-последовательного циклов будет одинаковой. Другими словами, наименьшую продолжительность будет иметь тот параллельно-последовательный цикл, у которого нормы времени подчиняются именно этому правилу.

Пример. Технологический процесс имеет четыре операции (m = 4) со следующими нормами времени: t 1 = 8; t2 = 7; t 3 = 5; t 4 = 3 мин. Величина партии обработки n = 10 ед., передаточная партия k = 2 ед. Среднее межоперационное время Tmo = 3 мин. Рассчитать продолжительность параллельно-последовательного и параллельного производственного циклов.

Решение. Воспользуемся (2.2), (2.3). Для последовательно-параллельного цикла имеем

m m-1

Tpp=n$ ti-(n-k )$ tsi+mTmo = = 10(8 + 7+5 + 3)-(10-2)(7 + 5 + 3) + 4*3 = 10*23-8*15 + 12 = 122 мин.

i=1 i=1

Отбор более коротких по продолжительности операций tsi из двух смежных в технологическом цикле осуществляется следующим образом: из двух операций продолжительностью 8 и 7 мин более короткая - 7 мин; из двух операций продолжительностью 7 и 5 мин более короткая - 5 мин и, наконец из двух операций продолжительностью 5 и 3 мин - более короткая 3 мин. Сумма коротких по времени операций: (7 + 5 +3) = 15 мин.

Для параллельного производственного цикла:

m

Tpr=k$ti+(n-k)tg+mTmo = i=1 = 2(8 + 7 + 5 + 3) + (10-2)8 + 4?3 = 2*23+8*8 + 12 = 122 мин.

i=1

Главной операцией tg (самой продолжительной по времени) технологического цикла является первая операция длительностью 8 мин. Таким образом, продолжительность параллельно-последовательного и параллельного циклов оказалась одинаковой из-за того, что нормы времени по ходу технологического процесса монотонно возрастают.

Если несколько деталей требуется изготовить на одном станке, то при запуске деталей в обработку в порядке возрастания норм времени, суммарное время пролеживания деталей у станка будет минимальным.

Пример. К станку было подано четыре детали со следующими нормами времени на обработку: t 1 = 5; t2 = 25; t 3 = 10; t4 = 15 мин. Рассчитать суммарное время пролеживания деталей для данной последовательности обработки; составить оптимальную очередность обработки деталей.

Р е ш е н и е . В табл. 2.1 и 2.2 приведено решение данной задачи. Первая деталь с нормой времени на изготовление 5 мин немедленно поступает в обработку. Поэтому время пролеживания этой детали равно 0. Вторая деталь с нормой времени 25 мин (табл. 2.1) или 10 мин (табл. 2.2) пролеживает в течение 5 мин, т.е. все то время, пока обрабатывается первая деталь. Третья по счету деталь пролеживает в течение времени обработки первых двух и т.д. В рассматриваемом случае оптимальная очередность запуска деталей в обработку позволяет сократить суммарное время пролеживания деталей у станка на 25 мин (75 - 50 = 25 мин).

Определить продолжительность производственного цикла обработки пяти деталей в той последовательности, которая указана в табл. 2.3. Составить оптимальную очередность обработки этих деталей и рассчитать продолжительность производственного цикла.

Р е ш е н и е . Продолжительность производственного цикла обработки пяти деталей в последовательности 1 - 2 - 3 - 4 - 5 определим графически (рис. 2.4). Из рисунка видно, что продолжительность цикла равна 19 мин.

Осуществим отбор деталей для оптимальной очередности запуска в обработку. Первой в обработку будет запущена деталь с минимальным временем изготовления на первом станке - это деталь 5; последней - деталь 2, поскольку у нее самое малое время изготовления на втором станке (1 мин - табл. 2.3). Изобразим полученную последовательность таким образом: 5 - 2. Повторим процесс отбора, исключив из него детали 5 и 2. Далее первой будет запущена в обработку деталь 1, поскольку она имеет минимальное время изготовления на первом станке (3 мин); последней в этом отборе будет деталь 4 с минимальным временем изготовления на втором станке - 2 мин. После второго отбора последовательность запуска будет выглядеть так: 5 - 1 - 4 - 2. Результат второго отбора помещается «внутрь» первой последовательности обработки деталей. Остается деталь 3 - она будет и первой и последней в третьем отборе. Результат третьего отбора помещается «внутрь» второй последовательности деталей:

5 - 1 - 3 - 4 - 2. График производственного цикла обработки деталей в этой последовательности изображен на рис. 2.5. Продолжительность цикла получилась более короткой - 16 мин вместо 19 мин на рис. 2.4. Перечисленные выше правила позволяют без дополнительных затрат сократить продолжительность производственного цикла и повысить производительность производственной системы.

2.4 ОРГАНИЗАЦИЯ МНОГОСТАНОЧНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Многостаночное обслуживание оборудования применяется в следующих случаях:

1) на прямоточных поточных линиях с ручным управлением оборудования;

2) при обслуживании полуавтоматического оборудования;

3) при обслуживании оборудования, работающего в автоматическом режиме.

В первых двух случаях многостаночное обслуживание называется циклическим; в третьем - нециклическим (стохастическим).

Циклическое многостаночное обслуживание характерно тем, что рабочий по одному и тому же маршруту обходит оборудование, осуществляя одни и те же ручные манипуляции, связанные с обслуживанием каждой единицы оборудования (рис. 2.6). Примером такого обслуживания является работа на рабочего на токарных полуавтоматах.

Нециклическое многостаночное обслуживание имеет ту особенность, что рабочий обслуживает оборудование по мере необходимости в случайные моменты времени. Поэтому не существует стабильного маршрута обхода оборудования (рис. 2.7).

Примером стохастического обслуживания является обслуживание ткацких станков - рабочий связывает оборвавшуюся нить на том станке, где это произошло. Заранее предвидеть это событие невозможно.

Норма многостаночного обслуживания - это число станков одновременно обслуживаемых рабочим-многостаночником. Норма многостаночного обслуживания N может быть установлена как для циклических, так и для нециклических процессов. В общем случае для рабочего места рабочего-многостаночника справедливо следующее равенство:

Методика расчета нормы обслуживания оборудования в случае циклических процессов. Цикл многостаночного обслуживания Тмц - это период времени в течение которого проводится комплекс работ по всей группе обслуживаемых станков. На каждом станке рабочий осуществляет работы и действия определенной продолжительности: вспомогательную работу, неперекрываемую работой станка (tвн); активное наблюдение за работой запущенного станка (tан); вспомогательную работу, перекрываемую работой станка (tвп); переход к следующему станку (tпер) (рис. 2.8).

Вспомогательное работа, неперекрываемая работой станка, т.е. выполняемая на холостом ходе оборудования или во время его полной остановки, - это операции, связанные со съемом обработанной детали, установкой новой заготовки и запуском станка в автоматический режим обработки заготовки. Вспомогательная работа, перекрываемая работой станка, т.е. выполняемая в процессе работы оборудования в автоматическом режиме, включает операции по контролю качества предварительно изготовленной детали.

Tз = tвн + tан + tвп + tпер.

Свободное машинное время, в течение которого не требуется присутствие рабочего у данного станка, должно использоваться этим рабочим для запуска следующего станка-полуавтомата. Свободное машинное время

Tс = tо - tан - tвп - tпер,

где tо - время работы станка в автоматическом режиме обработки заготовки после его запуска рабочим. Предварительная норма обслуживания оборудования рабочим-многостаночником рассчитывается по формуле

N1 = Tс / Tз + 1.

Величина N1 может быть числом дробным. Если это так, то необходимо дробное число округлить до целого N, которое и будет принятой нормой обслуживания оборудования, т.е. тем количеством станков, которое будет предложено рабочему для обслуживания.

П р и м е р . Время занятости рабочего на одном станке 2 мин. Свободное машинное время работы станка 2 мин. Определить норму обслуживания станков и построить график многостаночного обслуживания.

Р е ш е н и е . Предварительная норма обслуживания станков

N1 = Tс / Tз + 1 = 2 / 2 + 1 = 2 станка.

Поскольку получено целое число, то принятая норма обслуживания также будет равна N1 = N = 2 станкам. На рис. 2.9 показан цикл многостаночного обслуживания Тмц.

После обслуживания станка 1 в течение времени T з рабочий переходит к станку 2 и начинает его обслуживать, а в это время станок 1 работает в автоматическом режиме в течение времени T с. После запуска станка 2 рабочий возвращается к станку 1, который к этому времени останавливается и цикл многостаночного обслуживания Тмц повторяется. Очевидно, что в течение цикла многостаночного обслуживания не будет наблюдаться ни простоев оборудования, ни простоев рабочего только в том случае, когда значения Tс и T з равны или кратны друг другу, другими словами когда N1 - целое число.

Рассмотрим более подробно три возможных случая:

а) N 1 = N - целое число;

б) N 1 - дробное число и принимается N > N1;

в) N 1 - дробное число и принимается N < N1.

а) Если N 1 - целое число, то при обслуживании оборудования не возникает простоев в работе многостаночника и станков, которыми он управляет. Следовательно, в этом случае на рабочем месте многостаночника в состоянии работы будет находиться максимальное количество станков, поскольку количество станков, ожидающих обслуживание L = 0. Как уже указывалось, для рабочего места рабочего-многостаночника соблюдается следующее равенство: N = D + H + L, следовательно, N = D + 1. Коэффициент занятости рабочего в течение цикла многостаночного обслуживания рассчитывается по формуле: Kзц = N / N 1. Очевидно, что в рассматриваемом случае всегда Kзц = 1 и потребуется еще один рабочий (подменный), который временно заменяя основного многостаночника, позволит иметь ему паузы на отдых и личные надобности в течение рабочей смены.

б) N 1 - дробное число и принимается N > N1. Этот случай аналогичен предыдущему, с той лишь разницей, что станки на рабочем месте многостаночника начинают в течение некоторого времени простаивать в ожидании обслуживания, т.е. L <> 0, поскольку рабочему дается на обслуживание большее количество станков, чем предусмотрено предварительной нормой обслуживания N 1. Максимальное количество действующих станков Dmax не увеличится, а коэффициент занятости рабочего по-прежнему будет равен 1 (K зц = 1).

Пример. Время занятости рабочего на одном станке 2 мин. Свободное машинное время работы станка 1 мин. Определить норму обслуживания станков и построить график многостаночного обслуживания.

Решение. Предварительная норма обслуживания станков:

N 1 = Tс / T з + 1 = 1 / 2 + 1 = 1,5 станка.

Получено дробное число; принимаем N = 2 станкам, т.е. N > N 1. На рис. 2.10 показан цикл многостаночного обслуживания Тмц .

Из рисунка видно, что после запуска второго станка рабочий возвращается к первому, который к Этому моменту уже простаивает в течение 1 мин. Очевидно, что N = D + H + L = 0,5 + 1,0 + 0,5 = 2 станкам, если оценивать среднее количество станков, находящихся в том или ином состоянии, пропорционально времени этого состояния. Например, в течение цикла Тмц = 4 мин суммарное время простоя двух станков равно 2 мин, следовательно среднее число станков, простаивающих в ожидании обслуживания, L = 2 / 4 = 0,5 станка.

Среднее число действующих станков Dmax = Tс / T з = 1 / 2 = 0,5 станка, или, что то же, ($T с) / Тмц = 2 / 4 = 0,5 станка. Среднее число станков, находящихся в состоянии обслуживания рабочим H = ($T з) / Тмц = 4 / 4 = 1,0 станок. По этой же формуле можно рассчитать и коэффициент занятости рабочего в течение цикла многостаночного обслуживания: Kзц = ($T з) / Тмц = 4 / 4 = 1, или Kзц = = N / N 1 = 2 / 1,5 = 1,33. Хотя Kзц > 1, его принимают в этом случае равным 1 и необходимо предусмотреть подменного рабочего.

в) N 1 - дробное число и принимается N < N1. В этом случае число действующих станков на рабочем месте многостаночника будет меньше максимально возможного, и коэффициент занятости рабочего будет меньше единицы и подменный рабочий может не потребоваться, как это было в случаях а) и б). Это несомненное преимущество случая в). Число действующих станков корректируют с учетом понижения предварительной нормы обслуживания оборудования: D = Dm ах (N / N 1) = (T с / Tз) (N / N 1). На рис. 2.11 показан цикл многостаночного обслуживания для рассматриваемого случая.

После окончания обслуживания станка 2 рабочий возвращается к станку 1, который еще продолжает работать в автоматическом режиме в течение некоторого времени, которое обозначено на рисунке как время простоя рабочего.

П р и м е р . Время занятости рабочего на одном станке 2 мин. Свободное машинное время работы станка 3 мин. Определить норму обслуживания станков и построить график многостаночного обслуживания.

Р е ш е н и е . Предварительная норма обслуживания станков

N1 = Tс / Tз + 1 = 3 / 2 + 1 = 2,5 станка.

Получено дробное число; принимаем N = 2 станкам, т.е. N < N1. Число действующих станков на рабочем месте многостаночника будет меньше максимально возможного значения ( D mах = 1,5):

D = Dmах (N / N1) = (Tс / T з) (N / N1) = 1,5 (2 / 2,5) = 1,2 станка.

Количество станков, находящихся в состоянии обслуживания, определяем по формуле

H = (ЕT з) / Тмц = 4 / 5 = 0,8 станка.

Итак, N=D+H+L=1,2+0,8+0=2 станкам. При этом коэффициент занятости многостаночника равен Kзц = 0,8. Другими словами, время простоя рабочего, в течение цикла многостаночного обслуживания, составляет 20 % от времени продолжительности цикла (см. рис. 2.11).

Основные этапы методики расчета нормы обслуживания оборудования в случае, когда значения Tс и T з у всех станков одинаковы. Такие станки называются дублерами.

1 Определяют предварительную норму обслуживания оборудования по формуле: N1 = Tс / Tз + 1.

2 Рассматривают следующие случаи:

а) N 1 = N - целое число;

б) N 1 - дробное число и принимается N > N 1;

в) N 1 - дробное число и принимается N < N1.

3 Рассчитывают необходимое число станков, достаточное для выполнения нормы выработки на рабочем месте рабочего-многостаночника: D н = (2T с n ) / (Fkи ), где n - программа выпуска изделий в течение периода времени F; k и - коэффициент, учитывающий простои оборудования в ремонте и наладке. Устанавливают нормативное значение коэффициента занятости рабочего многостаночника, например, на уровне K знц = 0,88. Это означает, что согласно установленной норме - 88 % рабочего времени рабочего приходится на обслуживание станков, а 12 % - на отдых и личные надобности.

Анализируют случаи а), б), в) и выбирают тот, который соответствует условиям: D > D н (условие выполнения нормы выработки) и K зц<K знц (условие нормальной занятости рабочего). Предпочтение отдается случаю в), когда не требуется вводить подменного рабочего.

Пример. Определить норму обслуживания оборудования и численность рабочих-многостаночников на производственном участке. На участке установлено 16 станков полуавтоматов. Для выполнения производственной программы на участке в состоянии работы должно находиться девять станков из 16. Норма времени на отдых и личные надобности рабочего составляет 12 % от продолжительности цикла многостаночного обслуживания. Каждый станок имеет следующие значения времени Tс = 4 и T з = 3 мин.

Решение.

Определяем предварительную норму обслуживания

N 1 = Tс / T з + 1 = 4 / 3 + 1 = 1,33 + 1 = 2,33 станка.

Очевидно, что Dmах = 1,33 станка. Принимаем норму обслуживания оборудования согласно условию N < N 1, т.е. равной двум станкам. Следовательно, обслуживая два станка один рабочий сможет поддерживать в состоянии непрерывной работы D = Dmах (N / N1) = 1,33 (2 / 2,33) = 1,14 станка. При норме N = 2 станкам на одного рабочего на участке потребуется 16 / 2 = 8 человек, каждый из которых обеспечивает работу 1,14 станка. Тогда на участке в состоянии непрерывной работы будет находиться 8 * 1,14 = 9,12 станка, что больше величины D н = 9 станкам, необходимой для выполнения производственной программы участка. Коэффициент занятости рабочего

Kзц = N / N 1= 2 / 2,33 = 0,86,

что меньше установленной нормы K знц = 0,88 (12 % - на отдых и личные надобности по условию задачи). Итак, норма обслуживания два станка на одного рабочего соответствует установленным требованиям и может быть внедрена в производство.

Основные этапы методики расчета нормы обслуживания оборудования, имеющего различные значения Tс и T з. Если рабочему-многостаночнику необходимо подобрать несколько станков с различными значениями Tс и T з, то в этом случае используют графический способ подбора нормы обслуживания.

1 Строят график многостаночного обслуживания, подобный тому, который изображен на рис. 2.11 для двух станков, с той лишь разницей, что значения Tс и T з на графике будут иметь различную продолжительность. Построение начинают со станка, имеющего максимальное значение (Tс + Tз).

2 Количество действующих станков определяют (используя построенный график) по формуле: D = (?Tс) / Тмц; количество станков, находящихся в состоянии обслуживания рабочим: H = (?Tз) / Тмц (эта величина числено равна коэффициенту занятости рабочего Kзц); количество станков, простаивающих в ожидании обслуживания:

L = (ЕTпр) / Тмц,

равенство:

где ЕTпр - суммарное время простоя всех станков (по графику) в течение цикла Тмц .

Если расчеты сделаны верно, то должно выполняться

N = D + H + L.

3 Норму обслуживания N проверяют на соответствие норме выработки: D > D н и критерию нормальной занятости рабочего K зц*K знц. Если эти условия выполняются, то норма обслуживания принимается и внедряется в производство. Норма обслуживания оборудования для рабочего не должна превышать 3 - 4 станков; для обслуживания рабочему следует подбирать станки с примерно одинаковыми значениями (Tс + T з). В этом случае простои станков в течение цикла многостаночного обслуживания будут минимальными.

Методика расчета нормы обслуживания оборудования в случае нециклических (стохастических) процессов. При нециклических процессах оборудование обслуживается по мере остановки, без соблюдения одного и того же порядка обхода станков. В этом случае величины Tс и T з имеют существенные колебания и расчет нормы обслуживания оборудования N и численности рабочих Ч должен осуществляться с учетом вероятностных закономерностей - теории массового обслуживания. Расчет N и Ч по формулам теории массового обслуживания весьма трудоемок, поэтому следует пользоваться готовыми таблицами нормативов для определения оптимальных норм N и Ч (табл. 2.4). Более подробные таблицы нормативов можно найти в справочниках нормировщика.

Существует два варианта использования таблицы нормативов для определения оптимальных норм обслуживания оборудования N и численности рабочих Ч:

1) участок, на котором установлены станки в количестве N единиц, не разделяется на зоны обслуживания между рабочими численностью Ч. Это вариант бригадной формы организации труда на участке;

2) участок поделен между рабочими на зоны обслуживания. В этом варианте обслуживания оборудования требуется большая численность рабочих на производственном участке, чем в случае бригадной формы организации труда.

П р и м е р . На участке установлено 18 станков-автоматов. Определить численность операторов станков для двух вариантов разделения труда на участке: 1) бригадная форма организации труда; 2) с разделением участка на зоны обслуживания. Для выполнения производственной программы в состоянии непрерывной работы должно находиться 15,59 станка из 18, имеющихся на участке. Средний коэффициент занятости оператора на одном станке-автомате составляет 0,085 (8,5 %).

Р е ш е н и е . 1) В табл. 2.4 находим необходимое число действующих станков D = 15,59 и для этой величины определяем численность Ч операторов - 2 человека. Другими словами, если на участке установлено N = 18 станков, то два оператора смогут поддерживать в состоянии работы 15,59 станка, что обеспечит выполнение производственной программы участка.

2) Разделим участок на две зоны, в каждой из которых будет по девять станков и по одному человеку. В таблице нормативов находим, что для N = 9 и Ч = 1 - количество действующих станков D = 7,46.

Следовательно, в двух зонах будет действовать 7,46 ? 2 = 14,92 станка, что меньше необходимого количества 15,59. Очевидно, что необходимо увеличить количество зон на участке. Разобьем участок на три зоны обслуживания, в каждой из которых будет по шесть станков и одному человеку. В таблице нормативов находим, что для N = 6 и Ч = 1 - количество действующих станков D = 5,23. Следовательно, в трех зонах будет действовать 5,23 х 3 = 15,69 станка, что больше необходимого количества 15,59. Таким образом, три оператора на участке, разделенном на три индивидуальные зоны обслуживания, смогут обеспечить выполнение производственной программы.

Окончательный выбор одного варианта из двух рассмотренных, будет зависеть от минимума целевой функции

В случае бригадной формы организации труда на участке, значение ТСi будет максимальным, поскольку труд операторов более интенсивный, чем в варианте разделения участка на индивидуальные зоны обслуживания. Однако численность операторов при бригадной форме труда будет минимальной. При разделении участка на зоны обслуживания ситуация изменяется - ТСi будет минимальной, а численность операторов - наибольшей. Тот вариант разделения труда на участке будет оптимальным, который обеспечит минимальные затраты на оплату труда рабочих, обслуживающих станки.

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ

З а д а н и е 1. Рассчитать продолжительность последовательного, параллельно-последовательного и параллельного производственного циклов. Определить коэффициенты параллельности для двух последних циклов. Исходные данные: t1 = 1, t2 = 4, t3 = 2, t4 = 5 мин/ед.; партия деталей - 20 ед., передаточная партия 5 ед. Среднее время межоперационного перерыва 5 мин.

З а д а н и е 2. Имеется параллельно-последовательный производственный процесс со следующими данными: t1 = 1, t2 = 4, t3 = 2, t4 = 5 мин/ед.; партия деталей - 20 ед., передаточная партия 5 ед. Среднее время межоперационного перерыва 5 мин. Целесообразно ли увеличить норму времени на третьей операции с 2 до 4 мин/ед., если да, то какое правило сокращения продолжительности параллельно-последовательного цикла в этом случае используется?

З а д а н и е 3. Обосновать графическим способом (построить цикл многостаночного обслуживания) приемлемость нормы обслуживания трех станков-полуавтоматов одним рабочим. Исходные данные, мин:

№ станка Тс Тз Тс + Тз

Станок 1 8 4 12

Станок 2 7 4 11

Станок 3 8 2 10

Необходимое число действующих станков 1,5 для цели выполнения рабочим производственного задания. Нормативный коэффициент занятости рабочего-многостаночника 0,88.

РЕШЕНИЯ ТРЕНИРОВОЧНЫХ ЗАДАНИЙ

Р е ш е н и е з а д а н и я 1. Определяем продолжительность последовательного производственного цикла по (2.1)

Трр = 20 (1 + 4 + 2 + 5) + 4.5 = 260 мин.

Рассчитываем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла по

Трр = 20 (1 + 4 + 2 + 5) - (20 - 5) (1 + 2 + 2) + 4.5 = 185 мин.

Определяем продолжительность параллельного производственного цикла по (2.3):

Т pr = 5 (1 + 4 + 2 + 5) + (20 - 5) 5 + 4.5 = 155 мин.

Рассчитываем коэффициент параллельности параллельно-последовательного цикла: а = Tp / T = 260 / 185 = 1,41; параллельного цикла: а = Tp / T = 260 / 155 = 1,68.

Решение задания 2. Третье правило разд. 2.3 звучит следующим образом: если нормы

времени технологических операций монотонно возрастают или убывают по ходу производственного процесса, то продолжительность параллельно-последовательного цикла будет минимальной. В первом случае, когда t 1 = 1, t2 = 4, t 3 = 2, t 4 = 5 мин/ед. нормы времени по ходу технологического процесса изменяются скачкообразно. Во втором случае t 1 = 1, t2 = 4, t 3 = 4, t 4 = 5 мин/ед. нормы времени по ходу процесса не убывают, т.е. изменяются монотонно. Следовательно, продолжительность параллельно-последовательного цикла во втором случае будет меньше, хотя норма времени на третьей операции увеличилась на 2 мин. Убедимся в этом, сделав соответствующие расчеты.

Рассчитываем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла для первого случая по (2.2)

Трр = 20 (1 + 4 + 2 + 5) - (20 - 5) (1 + 2 + 2) + 4.5 = 185 мин.

Рассчитываем продолжительность параллельно-последовательного производственного цикла для второго случая по той же формуле

Трр = 20 (1 + 4 + 4 + 5) - (20 - 5) (1 + 4 + 4) + 4.5 = 165 мин.

Производственный цикл сократился на 20 мин за счет ликвидации «узкого места» на третьей операции.

Р е ш е н и е з а д а н и я 3. Построение цикла многостаночного обслуживания следует начинать со станка, имеющего максимальное значение Тс + Т з, т.е. с первого. График цикла вычерчивается в определенном масштабе, например, 0,5 см - 1 мин. Для первого станка в выбранном масштабе сначала изображается время Тз, а за тем Тс. В той же последовательности осуществляется построение операционных циклов и для станков 2 и 3 (рис. 2.12).

Для того, чтобы выявить время простоя станков и рабочего, необходимо построить смежный цикл многостаночного обслуживания, примыкающий справа к первому циклу. Затем подсчитать суммарное время простоя станков и рабочего в течение второго цикла обслуживания станков посредством измерения на графике соответствующих отрезков времени.

В нашем примере: суммарное время простоя станков? T пср =3 мин; рабочего T прр =2 мин. Количество станков, простаивающих в ожидании обслуживания: L = (? T пср T мц = 3 / 12 = 0,25 станка. Количество станков, находящихся в состоянии обслуживания рабочим: H = (?Tз)T мц.

Эта величина числено равна коэффициенту занятости рабочего

Kзц = (12 - 2) / 12 = 0,83, или H = (4 + 4 + 2) / 12 = 0,83 станка.

Количество действующих станков определяем по формуле: D = (?Tс)T мц = (8 + 7 + 8) / 12 = 1,92 станка. Поскольку расчеты сделаны верно, то выполняется равенство: N = D + H + L = 1,92 + 0,83 + 0,25 = 3 станка, находящиеся на рабочем месте многостаночника. Норму обслуживания N проверим на соответствие норме выработки: D ? D н и критерию нормальной занятости рабочего Kзц Kнзц. Имеем: 1,92 > 1,5 и 0,83 < 0,88, соответственно. Необходимые условия выполняются, поэтому норма обслуживания N = 3 станка на одного рабочего принимается и внедряется в производство.

ТЕСТ

1 Какой вид движения предметов труда имеет минимальную продолжительность во времени:

а) последовательный;

б) параллельно-последовательный;

в) параллельный;

г) последовательно-параллельный.

2 С уменьшением передаточной партии продолжительность параллельно-последовательного и параллельного циклов

а) уменьшается;

б) увеличивается;

в) остается неизменной;

Страницы: 1, 2, 3, 4