Управление системами и процессами машиностроения - часть 14

 

 

57

Основные задачи в организации производственного процесса: определить 

цикл простого процесса при различных видах движения партии деталей (заго-
товок); определить цикл сложного процесса; создать оптимальную планировку 
на  производственных  площадях  оборудования  и  других  средств  технологиче-
ского оснащения для реализации производственного процесса. 

В  рамках  данного  практического  занятия  решается  задача  определения 

цикла простого процесса при различных видах движения партии деталей (заго-
товок) в производстве. 

 
 

7.2. Простой производственный процесс 

 

Производственный процесс в первую очередь характеризуется производ-

ственным циклом Т

п

 – интервалом календарного времени от начала до оконча-

ния процесса изготовления детали. 

Производственный  цикл  является  суммой  технологического  цикла,  вре-

мени перерывов в производстве в связи с регламентом работы и пролеживани-
ем заготовки или изделий между операциями. 

Основная часть производственного цикла – технологический цикл Т

т

, со-

стоящий  из  операционных  циклов  Т

опi

.  Операционный  цикл – это  продолжи-

тельность законченной части технологического  процесса, выполняемой на од-
ном рабочем месте: 

 

 

 

Т

оп i 

= n 

⋅ Т

шт.к 

/ 

ω

i ,  

 

 

 

 

(39) 

где n – размер партии деталей (заготовок), шт; Т

шт.к 

 – штучно-калькуляционное 

время (норма времени) на операцию, мин/шт; 

ω

i

 – число рабочих мест на опе-

рации, шт. 
 

Технологический  цикл  многооперационного  процесса  не  является  ариф-

метической суммой операционных циклов. Его длительность зависит от спосо-
ба передачи деталей (заготовок) с операции на операцию (вида движения): по-
следовательного, параллельно-последовательного, параллельного. 
 

При последовательном виде движения вся партия заготовок передаётся на 

последующую  операцию  лишь  после  окончания  обработки  всех  заготовок  на 
предыдущей операции. Длительность цикла технологического процесса в этом 
случае определяется суммой операционных циклов 

i

u

1

i

к

.

шт

пос

.

т

/

Т

n

Т

i

ω

∑

⋅

=

=

,  

 

 

 

(40) 

где u – количество операций технологического процесса.  
 

Длительность производственного цикла Т

п.пос 

 включает кроме того, есте-

ственные процессы Т

е

, межоперационные перерывы Т

мо

 и перерывы, связанные 

с режимом работы Т

реж 

: 

 

 

58

 

 

Т

п.пос

 = n 

⋅  ∑

=

u

1

i

к

.

шт

i

Т

/ 

ω

i

 + Т

е

 + u 

⋅ Т

мо

 + Т

реж

 . 

 

(41) 

Для  определения  производственного  цикла  в  календарных  днях  следует 

принимать  во  внимание  длительность  рабочей  смены  Т

см

,  число  смен  в  сутки  

f и соотношение между рабочими и календарными днями в году «к». Количест-
во  рабочих  дней  ежегодно  изменяется,  но  в  расчетах  можно  принимать  
к 

≈ 258 / 365 ≈ 0,706 [8] . 

Таким  образом,  производственный  цикл,  выраженный  в  календарных 

днях, определяется формулой  

24

Т

Т

u

/

Т

n

к

f

Т

1

Т

е

u

1

i

мо

i

к

.

шт

см

пос

.

п

i

+













∑

⋅

+

ω

⋅

⋅

⋅

=

=

.  

(42) 

При  параллельно-последовательном  виде  движения  детали  (заготовки)  с 

операции на операцию передаются транспортными партиями n

т

, или поштучно 

(n

т

 = 1). При  этом  происходит  частичное  совмещение  времени  выполнения 

смежных операций, а вся партия n обрабатывается на каждой операции без пе-
рерывов. Длительность технологического цикла Т

т.пп

 в этом случае меньше, чем 

при  последовательном  виде  движения,  на  суммарную  величину  совмещения 
операционных циклов: 

Т

т.пп

 = Т

т.пос

 – 

∑τ

−

=

1

u

1

i

i

, 

 

 

 

 

 

(43) 

а длительность производственного цикла 

 

Т

п.пп

 = n 

⋅ ∑

=

u

1

i

к

.

шт

i

Т

/ 

ω

i

  –

∑τ

−

=

1

u

1

i

i

+ u 

⋅ Т

мо

 + Т

е

 + Т

реж

,   (44) 

где 

τ

i 

 – время совмещения смежных операций, мин.

  

Этот  вид  движения,  сокращая  время  пролеживания,  уменьшает  продол-

жительность  всего  процесса.  Степень  параллельности  работ  в  производствен-
ном цикле характеризуется коэффициентом параллельности  

К

п.п

 = Т

п.пп

 / Т

п.пос

 . 

 

 

 

 

 

(45) 

Следует учитывать соотношение операционных циклов на предыдущей и 

последующей  операциях.  Если  операционный  цикл  на  предыдущей  операции 
меньше, чем на последующей, т. е. 

i

оп

Т

 < 

1

i

оп

Т

+

, обработка транспортной пар-

тии  на  последующей  операции  возможна  сразу  после  окончания  обработки  её 
на предыдущей, так как будет создан необходимый задел, обеспечивающий не-
прерывную работу на последующей операции. В этом случае для двух смежных 
операций длительность цикла  

Т

т.пп

 = Т

т.пос

 – 

τ

i

 ; 

при этом 

(

)

i

к

.

шт

i

к

.

шт

т

i

к

.

шт

i

/

Т

n

n

/

Т

n

/

T

n

i

i

i

ω

⋅

−

=

ω

⋅

−

ω

⋅

=

τ

τ

. 

 

 

59

 

Если  операционный  цикл  на  предыдущей  операции  больше,  чем  на  по-

следующей, т. е. Т

оп

 

> Т

оп

, то после обработки транспортной партии на преды-

дущей операции её нельзя сразу передать на последующую, поскольку не будет 
создан  задел  для  обеспечения  непрерывной  работы.  Начало  обработки  на  по-
следующей операции определяют из условия, что последняя транспортная пар-
тия  после  обработки  на  предыдущей  операции  немедленно  передаётся  на  по-
следующую. Тогда для двух смежных операций длительность цикла 

Т

т.пп

 = Т

т.пос

 – 

τ

i

 ; 

но в этом случае 

(

)

1

i

к

.

шт

1

i

к

.

шт

т

1

i

1

к

.

шт

i

/

Т

n

n

/

Т

n

/

T

n

1

i

1

i

i

+

τ

+

+

+

ω

⋅

−

=

ω

⋅

−

ω

⋅

=

τ

+

+

. 

 

Сравнение значений Т

шт.к

/ 

ω

i

 при определении величины совмещения для 

двух  случаев  показывает,  что  они  соответствуют  операции  с  более  коротким 
операционным циклом. Следовательно, 
 

 

                           

τ

i 

 = (n – n

т

) 

⋅ (Т

шт.кi

 / 

ω

i

) 

min

 . 

 

Подставляя значение 

τ

i 

 в формулы (43) и (44), получим: 

 - 

технологический цикл 

Т

п.пп

 = n 

⋅ ∑

=

u

1

i

к

.

шт

i

Т

/ 

ω

i

  –

(

)

(

)

min

i

к

.

шт

1

u

1

i

i

/

Т

n

n

i

ω

∑τ

⋅

−

−

=

τ

;  

(46) 

- производственный цикл 

Т

п.пп

 = n 

⋅ ∑

=

u

1

i

к

.

шт

i

Т

/ 

ω

i

  –

(

)

(

)

min

i

к

.

шт

1

u

1

i

i

/

Т

n

n

i

ω

∑τ

⋅

−

−

=

τ

+ u 

⋅ Т

мо

 + Т

е

 + Т

реж

. (47) 

 

Производственный  цикл  в  календарных  днях  при  параллельно-

последовательном виде движения 

Т

п.пп

 =

(

)

(

)

24

Т

Т

u

/

Т

n

n

/

Т

n

к

f

Т

1

е

мо

1

u

1

i

min

i

к

.

шт

u

1

i

i

к

.

шт

см

i

i

+









⋅

∑

+

ω

⋅

−

−

∑

ω

⋅

⋅

⋅

−

=

τ

=

. (48) 

 

При  параллельном  виде  движения  транспортные  партии  передаются  на 

следующие операции сразу после окончания их обработки на предыдущих опе-
рациях.  В  этом  случае  обеспечивается  наиболее  короткий  цикл.  В  случае  па-
раллельного вида движения транспортных партий технологический цикл 

(

)

(

)

∑

ω

+

ω

⋅

−

=

−

=

τ

τ

1

u

1

i

i

к

.

шт

max

i

к

.

шт

пар

.

т

/

Т

n

/

Т

n

n

Т

i

i

,   (49) 

а производственный цикл 

(

)

(

)

реж

е

мо

1

u

1

i

i

к

.

шт

max

i

к

.

шт

пар

.

т

Т

Т

Т

u

/

Т

n

/

Т

n

n

Т

i

i

+

+

⋅

+

∑

ω

+

ω

⋅

−

=

−

=

τ

τ

. (50) 

 

Производственный  цикл  в  календарных  днях  при  параллельном  виде 

движения 

Т

п.пп

 =

(

)

(

)

24

Т

Т

u

/

Т

n

/

Т

n

n

к

f

Т

1

е

мо

1

u

1

i

i

к

.

шт

max

i

к

.

шт

см

i

i

+









⋅

+

∑

ω

+

ω

⋅

−

⋅

⋅

−

=

τ

τ

. (51) 

 

 

60

 

Каждый  из  трёх  рассмотренных  способов  (видов)  движения  предметов 

труда имеет свои достоинства и недостатки. Основным преимуществом после-
довательного  вида  движения  является  простота  его  организации  в  отношении 
планирования движения предметов труда и загрузки рабочих мест. Недостаток 
заключается  в  относительно  большой  длительности  производственного  цикла. 
Эта последняя при параллельно-последовательном виде движения короче, чем 
при последовательном, но в этом случае достаточно сложны предварительные 
расчеты  при  планировании  производства  и  оперативное  регулирование  и 
управление им. Основное преимущество параллельного вида движения заклю-
чается в минимальной длительности цикла, а недостаток – в неизбежных про-
стоях оборудования при нарушении ритмичности и синхронизации процесса. 
 

При выборе вида движения предметов труда необходимо учитывать спе-

цифику  и  форму  организации  производства  на  каждом  предприятии  с  целью 
обеспечения  минимальной  длительности  производственного  цикла  при  мини-
мальных затратах и достаточной простоте управления производством. 
 
 

7.3. Пример расчёта производственного цикла простого процесса 

 

Исходные данные. 

 

Требуется  определить  длительность  технологического  и  производствен-

ного циклов обработки партии заготовок из 15 шт. и построить графики произ-
водственных процессов при различных видах движения. 
 

Величина транспортной партии равна пяти заготовкам; нормы времени по 

операциям соответственно 2,0; 3,0; 4,5; 2,0; 1,0 мин/шт. На пятнадцатой опера-
ции установлено два станка, на остальных – по одному. Среднее межопераци-
онное  время  перерывов – 2 мин.  Работа  производится  в  две  смены.  Длитель-
ность смены – 8 ч., длительность естественных процессов – 30 мин. 
 
 

Пример расчета. 

 

Для  последовательного  вида  движения  предметов  труда  операционный 

цикл определяют по зависимости (39): 
Т

оп5

 = 15 

⋅ 2 / 1 = 30 мин.; Т

оп10

 = 15 

⋅ 3 / 1 = 45 мин.; Т

оп15 

= 15 

⋅ 4,5 / 1 = 33,7 мин.; 

Т

оп20

 = 15 

⋅ 2 / 1 = 30 мин.;  Т

оп25

 = 15 

⋅ 1 / 1 = 15 мин. 

 

Технологический цикл рассчитывают по формуле (40): 

Т

т.пос

 = 15 (2/1 + 3/1 + 4,5/2 + 2/1 + 1/1) = 153,75 мин. 

Производственный цикл в календарных днях находят по формуле (42):  

Т

п.пос

 = 1/480

⋅2⋅0,706 ⋅ [15 (2/1 + 3/1 + 4,5/2 + 2/1 + 1/1) + 2⋅5] + 30/24⋅60 = 0,26 дня . 

 

По результатам расчётов строят график производственного цикла при по-

следовательном виде движения (рис. 11, а).