Расчет операционных циклов изготовления деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача № 1

Построить графики последовательного, параллельного и параллельно-последовательного способов изготовления партии деталей в производстве и определить графически и аналитически длительность цикла Т_ц обработки. В партии 3 детали. Штучные нормы времени на операции.

	Токар	Фрезн	Сверлен	Обдироч	Слесарн	Шливов
№ операции технологичского маршрута	1	2	3	4	5	6
Штучная норма времени	4'	2'	1'		2'	3'

Решение

I. Последовательный вид движения

Длительность цикла обработки (продолжительность обработки) при последовательном виде движения определяется по формуле:

,

где n - количество обрабатываемых деталей в партии

m - количество операций в технологическом процессе

- штучная норма времени на операцию

-количество рабочих мест на операции

- коэффициент выполнения норм времени на операцию.

По условию задачи значения и - не заданы, поэтому принимаем их равными единице. Тогда формула для определения длительности обработки будет иметь вид:

, при n=3 шт, m=6 операций

Построим график последовательного вида движения.

nt₁ nt₂ nt₃ nt₄ nt₅

Примечание: К сожалению график изображен не правильно - по оси Х откладывается время в минутах (на графике это изображено верно), а по оси Y от точки 0 необходимо вверх откладывать номера рабочих мест - на графике это изображено не верно - №№ рабочих мест идут к точки 0 по убывающей, а не от точки 0 по возрастающей! И так на всех графиках! Их надо переделать.

Правило построения

При последовательном виде движения в процессе производства детали передаются с одной операции на другую всей обрабатываемой партией деталей. Следовательно, при построении графика сначала откладываем время обработки n- деталей на первой операции , затем вся партия поступит для обработки на вторую операцию, где продолжительность ее обработки составит -и т.д. При последовательном виде движения самый длительный цикл обработки, в следствии того, что первые из обработанных деталей в партии будут пролеживать на каждой операции, ожидая окончания обработки всей партии.

Пролеживание деталей так, как цикл обработки и является главным недостатком этого вида движения, т.к. вызывает увеличение незавершенного производства. Достоинством является- полная, без перерывов загрузки оборудования и рабочих. Последовательный вид движения применяется в мелкосерийном и опытном производстве, где обработка деталей осуществляется небольшими партиями (с небольшим количеством одинаковых деталей).

Параллельный вид движения.

В общем виде формула для расчета при параллельном виде движения деталей записывается так:

где - размер передаточной (транспортной) партии.

- штучная норма времени на операциях

- количество рабочих мест на операции

- коэффициент выполнения норм на операциях

- штучная норма времени на главной операции ( т.е. максимальной по времени операции)

- количество рабочих мест на

- коэффициент выполнения норм на max операции

По условию задачи:

, ==5 минут - наиболее продолжительная по времени операция технологического процесса.(Иногда эту операцию называют «главной»)

Значение ,,,- принимаем равным единице.

Для простоты освоения передачу деталей с операции на операцию будем производить поштучно = 1 шт.

Если же обрабатываемая партия велика (100-200 шт.), то передачу деталей осуществляют небольшими подпартиями - транспортными или передаточными партиями .

Применительно к данной задаче

Правило построения графика

При параллельном виде движения детали передаются с одной операции на другую поштучно или транспортными партиями , не ожидая пока будет обработана вся партия из n-деталей.

При построении графика сначала вычерчиваем последовательную обработку одной детали из первой транспортной партии на всех операциях.

Затем, на наиболее трудоемкой операции (t_max или t_гл) достраиваем обработку всех других деталей партии без микропростоев оборудования. А затем от каждой детали «max» операции вверх и вниз строим обработку на предыдущих и последующих операциях.

Из графика видно, что на всех операциях, кроме «главной», имеются микропростои в работе оборудования и рабочих, которые характеризуют основной недостаток параллельного вида движения.

Достоинством является минимальная длительность цикла обработки из всех трех видов движения (27 мин. против 51 мин. при последовательном виде).

Этот вид движения применяется при поточном способе производства, но с предварительной синхронизацией продолжительности операций под ритм.

Необходимо пояснить как на графике получаются два слагаемых формулы . График цикла обработки при параллельном виде движения состоит из двух частей:

I-ая часть- это сумма () обработки одной детали(транспортной партии) по всем операциям технологического процесса , как при последовательном виде движения.

II-ая часть- равна продолжительности обработки партии без одной детали (n-1) на той операции, которая является максимальной по времени( главной операцией технологического процесса).

Микропростои оборудования и рабочих мест возникают вследствие того, что продолжительности операций синхронизированы по времени, загрузить другими деталями () практически не представляется возможным, так как переналадка оборудования требует большего количества времени, чем сами (перерывы, простоит).Поэтому, ликвидировать микропростои можно только за счёт некоторого сдвига начала обработки на последующей операции вправо. Этот сдвиг вызывает, как бы суммирование всех микропростоев в один, образующийся до начала операции.

Но в этом случае, наряду с элементами параллельности выполнения различных операций образуются элементы последовательности, за счет сдвига вправо начала последующей операции по отношению к предыдущей.

Такое построение производственного процесс во времени называется параллельно-последовательным видом движения.

Вывод: Устранить основной недостаток параллельного вида движения - микропростои оборудования можно, применив иную форму построения производственного процесса - параллельно-последовательную.

III. Параллельно-последовательный вид движения

Дадим определение этого вида движения:

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда в производственном процессе имеет такой вид, при котором детали передаются с одной операции на другую до полного окончания обработки всей партии, с таким расчетом, чтобы на каждой операции обработка всей партии деталей велась без перерывов (без микропростоев).

Продолжительность обработки при параллельно-последовательном виде движения определяется по следующей формуле:

Где - сумма min-ой по времени операций из (t_i-1, t_i+1 - двух смежных операций).

Остальные обозначения смотри ранее. Применительно к условиям данной задачи формула принимает упрощенный вид:

, где



№опер	tщт мин
1
2
3
4
5
6

Правило построение графика:

Сначала строим обработку всей партии деталей (n штук) на первой операции.

Далее построение графика зависит от продолжительности обработки на последующей операции. Здесь может быть два различных сочетания операций.

1) Время обработки на последующей операции меньше, чем на предыдущей, т.е. t₂<t₁ , в этом случае график строится от момента окончания обработки последней детали. Передав деталь с первой операции на вторую, строим ее выполнение на второй операции (т.е. откладываем вправо продолжительность обработки на второй операции), а слева от нее достраиваем обработку остальных деталей партии (в нашем случае t₂<t₁,t₃<t₄<t₂;t₅<t₄ ) (смещение по окончанию обработки заказа).

2) Время обработки на последующие операции больше чем на предыдущей (например, t₄>t₃; t₆>t₅) в этом случае график строится от момента окончания обработки первой детали (смещение по началу обработки заказа).

Обработав одну деталь на предыдущей операции сразу передаем ее для обработки на последующую операцию, а по мере освобождения оборудования достраиваем встык обработку остальных деталей, поступивших с предыдущей операции(см. операции t₄>t₃ и t₆>t₅).

Достоинства параллельно-последовательного вида движения состоят в том, что здесь получают работу оборудования без простоев и длительности цикла имеют меньшую, чем при последовательном виде движения.

Построим график параллельно-последовательного вида движения.

График параллельно-последовательного вида движения напоминает, в какой-то мере напоминает график последовательного вида движения. Но здесь имеются перекрытия во времени - элементы присущие параллельному способу: .

Нетрудно убедиться, что величина перекрытия (или совмещения) во времени между первой и второй операцией ;

Между второй и третьей

Между третьей и четвертой

Между четвертой и пятой

Между пятой и шестой

Значения t₂, 2t₃ и 2t₅ будут наименьшие по продолжительности операции из 2-ух смежных. Таким образом, длительность цикла обработки при параллельно-последовательном виде движения равна длительности при последовательном виде за минусом суммы всех совмещений во времени из (n-n_тр)t_min , которая равна:

Параллельно-последовательный вид движения чаще всего применяется при производственном изготовление деталей, когда детали обрабатываются партиями.

И так, расчетами подтвердим графическое построение:

_.

Задача №2

Определить продолжительность обработки партии деталей при последовательном, параллельном и параллельно-последовательном видах движения. Размер партии - 36 деталей. Технологический процесс состоит из 6 операций следующей продолжительности:

№№ Операции	1	2	3	4	5	6
Штучная норма времени	5	4	6	8	3	5
Tшт при 1) варианте	5	4	1	8	3	5
Tшт при 2) варианте	5	4	6	3	3	5

Определить, как изменится продолжительность обработки, если сократить нормы времени:

1) на операцию №3 до 1 минуты(остальные не меняются)

2) на операцию №4 до 3-х минут(остальные не меняются)

Данная задача состоит в том что, чтобы определить влияние сокращения норм времени на различных операциях (опер. №3 «рядовая», а опер. №4 «главная») на одну при всех видах движения.

Решение:

I. Определим продолжительность обработки для исходного технологического процесса.

а) Последовательный вид движения:

б) Параллельный вид движения:

где =8 мин

=1 шт.

в) Параллельно-последовательный вид движения

№1	№2	№3	№4	№5	№6
+ + + +

где

и равно 20 минут

II. Определим продолжительность обработки для I-го варианта измененного технологического процесса.

а) Последовательный вид:

б) Параллельный вид движения:

в) Параллельно-последовательный вид движения

В данном случае

III.Определим продолжительность обработки для второго варианта измененного технологического процесса.

а)

б)

в)

Составим сводную таблицу решений

Варианты тех. процесса Вид движения	Исходн.	Первый измен.	Второй измен.	При nтр=6шт
Последовательный	1116'	936'	936'	1116
Параллельный	311'	396'	336'	426
Параллельно-посл.	416'	576'	426'	516

После решения задачи обратить внимание студентов на то, что:

1) При последовательном виде движения -сокращение нормы времени на любой операции уменьшает общую продолжительность обработки партии деталей. При этом сокращение нормы времени на различных операциях на одну и ту же величину одинаково уменьшает общую продолжительность обработки ()

2) При параллельном виде движения- общую продолжительность обработки больше всего сокращает уменьшение нормы времени на «главной» (максимальной по времени) операции.

Так, при сокращении «рядовой» операции (№3) на 5 минут

- снизился на 5 мин. (по сравнению с исходным вариантом), а при сокращении «главной» операции на 5 мин., снизился на 75 мин.

3)При параллельно-последовательном виде движения на продолжительность обработки партии деталей влияет сумма минимальных операций из двух смежных. Чем больше эта сумма, тем короче продолжительность обработки партии деталей (но при одинаковой сумме штучных норм времени, т.е. здесь мы можем сравнивать только первый и второй варианты измененного техпроцесса, где )

1)

2)

Тема №1. Способы (формы) выполнения трудовых процессов в пространстве и во времени

1) Рассмотрим последовательный способ движения деталей. Обработка партии деталей на последующей операции начинается с момента окончания обработки размера всей партии на предшествующей операции. Длительность цикла , где n-число деталей, t_i-норма времени на операцию (мин., час).

Преимущества: Наглядный и удобный, используется в единичном и опытном производстве, где размер партии до 10 единиц.

Недостатки: Длительность цикла максимальная, наблюдается длительное пролеживание готовой продукции.

2) При параллельном способе обработка деталей на последующей операции начинается сразу после завершения обработки транспортной(передаточной) партии детали на предшествующей операции.

Преимущества: Наименьшая длительность цикла.

Недостатки: Наличие микропростоев - существенный недостаток.

Используется в массовом, поточном производстве, где n, n_тр составляют 1000 и 100 единиц.

Возможно исключение простоев, для этого делают частное запараллеливание(совмещение) работ по времени это соответствует параллельно-последовательному способу выполнения работ.

3)При последовательно-паралллельном. При этом способе вся партия обрабатывается без перерывов, а момент начала отработки всей партии на последующей операции рассчитывается по одному из 2-х правил:

а) По окончанию обработки

Строим обработку последней транспортной партии вправо от момента окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции и достраиваем влево без перерывов обработку всех остальных транспортных партий.

Б) По началу обработки

Момент начала обработки всей партии деталей на последующей операции равен времени окончания обработки первой транспортной партии деталей на предыдущей операции.

Достоинства: уменьшенное, нет микропростоев.

Используется при обработке деталей с большими нормами времени, при выполнении творческих трудовых процессов наряду с последовательным. обработка изготовление партия деталь

Тема 2: Организация научно-технической подготовки производства

Методические указания.

Настоящее методическое пособие содержит три задачи, относящиеся к теме «Организация технической подготовки производства».

Занятие рассчитано на 2 часа. Даны краткие сведения из теории. Задача №2 содержит перечень всех этапов конструкторской подготовки производства, для которых рассчитывается длительность цикла и строится график при параллельно-последовательном способе выполнения отдельных этапов.

Даны правила, позволяющие получить минимальную общую длительность цикла конструкторской подготовки производства.

Литература указана в конце теоретической части.

Сведения из теории

Техническая подготовка производства новых изделий осуществляется в три основные стадии: научные исследования и изыскания, конструкторская подготовка производства и технологическая подготовка производства. Предполагаемые задачи относятся к организации конструкторской подготовки производства, поэтому теория дается применительно к этой стадии ТПЦ.

Единой Системой Конструкторской Документации (ЕСКД) предусмотрены следующие этапы выполнения конструкторской подготовки производства:

1) техническое задание (ТЗ)

2) техническое предложение (ТП)

3) эскизный проект (ЭП)

4) технический проект (ТП)

5) разработка рабочей документации (РП)

На каждом этапе выполняются определенные виды работ.

Длительность цикла этапа любой стадии ТПП рассчитывается по формуле:

Где: -трудоемкость i-го этапа, нормо-час,

- действительный фонд времени работы одного работника (час),

- коэффициент выполнения норм,

- коэффициенты, учитывающие перерывы в работе (k_n>1), и сокращение длительности цикла за счет параллельности выполнения некоторых работ (k_пар<1),

- количество одновременно занятых работников на этапе.

В задачах значения k_пар и k_n не задаются и не используются.

Если задана календарная продолжительность этапа, то необходимое число работников определяется по формуле:

Теория по данной теме изложена в учебном пособии «Организация, планирование и управление производством радиоэлектронной аппаратуры» под редакцией Куксина И.Б., Моисеева С.В. изд. «Машиностроение», М., 1979 г. стр.46-78.

Задача №1

Определить длительность цикла (в неделях) и составить план-график выполнения отдельных видов работ конструкторской подготовки производства при последовательном и параллельно-последовательном способе их выполнения по следующим исходным данным.Изделия имеет 500 оригинальных деталей.

№№ пп	Наименование этапов	Средняя норма времени на 1 деталь (час)	Число исполнителей (чел.)	не диктуется
				Трудоемкость работ tраб	Tцi
1	Конструкторская разработка чертежей	12 час	22	6000	5,2
2	Производственный контроль чертежей	2,4	6	1200	3,8
3	Разработка	16	9	8000	17

Приведенные нормы перевыполняются в среднем на 30%. Рабочая неделя 40 час. Минимальный разрыв во времени между сроками начала или окончания 2-х смежных работ при параллельно-последовательном способе их выполнения принять равным одной неделе.

Решение.

1. Определим трудоемкость выполнения работ (t_раб)

Где -количество оригинальных деталей в изделии;

-средняя норма времени на 1 оригинальную деталь.

2. Определим длительность цикла в неделях по каждой работе по формуле:

Где - трудоемкость i-ой работы в нормо-час.

-число работников одновременно занятых на данной работе (или фронт работ)

-действительный(оптимальный) фонд времени работы 1-го работника в часах (за неделю).В неделю =5 дней * 8 часов=40 часов.

-коэффициент выполнения норм времени.

3.Определим общую длительность цикла выполнения всех работ при последовательным их выполнении.

где n-число работ на этапах.

4. Составим план графики выполнения работ.

а) при последовательном выполнении

б) при параллельно-последовательном выполнении работ

Методические указания.

Построение графика при параллельно-последовательном выполнении работ основано на использовании следующего правила:

а) если последующего < предыдущего, то смещение во времени берется по окончанию этапов [ откладываем от 5,1+1нед=6,1нед и строим влево длительность II этапа=3,7 нед. Точка начала работ II этапа будет=6,1-3,7=2,4 нед]

б) если последующего > предыдущего - смещение во времени берется по началу этапов [ через неделю после начала II этапа (т.е. 2,4+1=3,4) начинаем работу III этапа.

Это правило обеспечивает min длительность цикла Длительность цикла общая при этом будет равна:

Где -одновременное выполнение (совмещение во времени) 1-го и 2 го этапов.

-совмещение во времени между 2-м и 3-м этапами.

При этом совмещения всегда равны минимальной длительности цикла из 2-х смежных этапов за минусом смещений во времени (у нас задано 1 неделя), т.е.

Таким образом

Задача №2

Определить общую длительность подготовки производства нового изделия в рабочих неделях и построить поэтапный график по следующим исходным данным.

№№ п.п.	Наименование этапов	Наименование отделов	Число исполнителей	Трудоемкость в н--часах	Длительность цикла в неделях
1.	Разработка технического задания	ОГК	2	200	2
2.	Разработка тех. предложения и эскизного проекта		3	450	3
3.	Разработка тех. проекта		5	1250	5
4.	Разработка рабочего проекта		10	4000	8
5.	Разработка технологии изготовления опытного образца	ОГТ	7	3500	10
6.	Нормирование технологии		3	450	3
7.	Проектирование оснастки		6	8100	27
8.	Разработка технологии изготовления оснастки		7	2450	7
9.	Изготовление оснастки	инструментальный цех	26	15600	12
10.	Изготовления и испытание опытного образца	экспер.-производств.цех	-	-	8
11.	Корректирование тех.документации по результатам испытаний	ОГК и ОГТ	2	600	6
	ИТОГО			36600

При составлении графика учесть:

1) последовательное выполнение этапов №1 и № 2, № 2 и №3, №5 и №6.

2) Смещение на одну неделю для этапов №4 и №5, №7 и №8.

3) смещение на 2 недели для этапов №3 и №4, №6 и №7, №8 и №9, №10 и №11.

4) Изготовление опытного образца (этап №10) может быть начато после выполнения 80% общего объема работ по изготовлению оснастки (этап №9).

5) Для изготовления и испытания опытного образца предусмотреть 8 недель.

Учесть, что 1 исполнитель за неделю выполняет работу в объеме 50 н.-час.

(т.е. , так как , то принято )

Решение.

1) Определим длительность цикла каждого этапа ОКР.

Задано =50 час в неделю и берем из исходных данных.

(начало 10 этапа через 12нед+0,8=9,6=10 нед)

(задано в условии)

2) Длительность цикла ОКР при последовательном выполнении этапов:

3) Построим поэтапный график выполнения работ ОКР с учетом заданных смещений во времени

План-график организации подготовки производства (Диаграмма Г. Гантта по расчетам модели СПУ)

Шифр работы	Тож	Резерв работы	недели, года
			3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	33	36	39	42	46	48
1,2	12	0	(12)
2,3	6	0					(6)
3,4	5	0							(5)
3,5	9	1								(9)
3,6	2	15												(2)
4,5	5	0									(5)
4,8	9	8												(9)
5,6	5	2											(5)
5,7	3	4												(3)
5,8	12	0											(12)
7,9	5	2													(5)
9,1	6	0															(6)

Размещено на Allbest.ru