2 ПЛАНЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ "ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА"
Цель занятия. Определение продолжительности производственного цикла изготовления партии изделий при последовательном, последовательно-параллельном и параллельном движениях предметов труда во времени. Построение графиков продолжительности производственного цикла изготовления партии изделий при разных видах движения.
Определение продолжительности производственного цикла сложного процесса методом сетевого планирования.
Студент должен знать: основные термины и понятия теории организации производственных процессов во времени, сферы применения разных видов движения предметов труда во времени, их преимущества и недостатки, структуру производственного цикла и его состав, методику построения графиков при разных видах движения предметов труда во времени.
Основные элементы сетевой модели (событие, работа), основные параметры (ранний и поздний сроки свершения событий, резерв времени событий, сроки раннего и позднего начала и окончание робот, резерв работы), критический путь. Правила построения сетевых графиков.
Студент должен уметь: применять методику расчета и построения графиков продолжительности производственного цикла при разных видах движения, объяснить факторы, которые влияют на продолжительность производственного цикла.
Использовать методику расчета сетевой модели.
ЗАДАЧА №1
Определение продолжительности операционного цикла изготовления партии изделий при разных видах движениях предметов труда во времени (2 часа)
Порядок движения предметов труда (деталей) - является одним из важных факторов, которые определяют продолжительность производственного цикла.
В зависимости от одновременности выполнения сопредельных операций существуют три вида движения деталей за операциями, которые входят в данный процесс: последовательный, параллельно- последовательный и параллельный. Продолжительность операционного цикла при разных движениях отличается.
Пример и методика расчета производственных циклов следующая.
Количество деталей в партии - N= 100 шт.
Нормы времени отдельных операций:
t1 = 20 мин; t2 = 22 мин; t3 = 27 мин; t4 = 9 мин;
Количество единиц оборудования, одновременно занятого на і-й операции:
с1 = 2 ст; с2 = 2 ст; с3 = 3 ст; с4 = 1 ст;
При партиях большой величины передача деталей осуществляется частями, на которые делится обрабатываемая партия. Эти небольшие партии называются передаточными или транспортными партиями - р. Количество деталей в транспортной партии р= 20 шт
Определить продолжительность операционного цикла при разных видах движения.
Последовательный вид движения характеризуется тем, что при изготовлении некоторой партии деталей (сборочных единиц) в многооперационном технологическом процессе каждая последующая операция начинается только после выполнения предыдущей операции над всей партией.
Общая продолжительность процесса ТПОСЛ определяется как суммарная продолжительность выполнения всех операций:
.files/image010.gif)
где ti - нормы времени отдельных операций;
N - количество деталей в партии;
ci - количество единиц оборудования, одновременно занятого на i-й операции.
На рисунке 3 приведен график последовательного движения партии деталей (для упрощения межоперационные перерывы не предусмотрены).
Параллельно-последовательное движение - порядок передачи предметов труда в многооперационном производственном процессе, при котором выполнение следующей операции начинается еще до окончания обработки всей партии на предыдущей операции.
Вследствие уплотнения операционного процесса общая его календарная продолжительность Тпп меньше, чем при последовательном движении деталей на сумму тех отрезков времени t , на протяжении которых сопредельные операции выполняются параллельно:
.files/image011.gif)
Тогда .files/image012.gif){kind=small}
,
.files/image013.gif)
Рисунок 3 - Последовательный вид движения предметов труда во времени
Для определения .files/image014.gif){kind=small}
между
двумя сопредельными операциями определим .files/image015.gif){kind=small}
для
каждой операции
.files/image016.gif){kind=small}
.files/image017.gif){kind=small}
t1 / с1 = 20/2 =10 10
t1 / с1
= 20/2 =10 короче чем t2 / с2 = 22/2 =11
.files/image018.gif){kind=small}
t2 / с2 = 22/2 =11
.files/image019.gif){kind=small}
.files/image020.gif){kind=small}
t3 / с3 = 27/3 = 9 9
t3 / с3 = 27/3 = 9 короче чем t2
/ с2 = 22/2 =11
.files/image021.gif){kind=small}
t4 / с4 = 9/1 = 9 9
t4 / с4 = 9/1 = 9 равно
t3 / с3 = 27/3 = 9
– выбираем 9
.files/image022.gif)
.
При этом виде движения сопредельные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются на протяжении некоторого времени параллельно. (рис. 4).
Параллельный вид движения предметов труда - это такой порядок передачи предметов труда в многооперационном процессе производства, который характеризуется отсутствием перерывов партионности, при котором каждый экземпляр передается на следующую операцию немедленно после окончания обработки на предыдущей операции.
.files/image023.gif)
.
где .files/image024.gif)
-
продолжительность операционного цикла обработки на самой трудоемкой операции
(ее называют главной операцией в технологическом процессе).
Определим наиболее трудоемкую операцию, .files/image025.gif)
:
t1 / с1 = 20/2 =10
t2 / с2 = 22/2 =11 - главная операция
t3 / с3 = 27/3 = 9
t4 / с4 = 9/1 = 9
.files/image026.gif)
Рисунок 4 - Параллельно-последовательное движение предметов труда
График параллельного вид движения предметов работы во времени приведен на рис.5.
Правила построения параллельного графика следующие:
1 Строится график последовательного движения для первой передаточной партии (р) на все операциях.
2 Процесс обработки партии деталей на главной операции
происходит непрерывно, поэтому на этой операции строим без перерывов продолжительность
обработки партии р столько раз сколько есть передаточных партий .files/image027.gif){kind=small}
.
3 После этого достраиваются графики обработки других передаточных партий, аналогично к 1- й. Окончание обработки последней передаточной партии на последней операции означает окончание производственного процесса.
4 Находятся отрезки времени обработки передаточных партий деталей на операциях, расположенных у главной, исходя из необходимых сроков подачи передаточных партий на главную операцию.
Поскольку каждый предмет труда передается на следующую операцию немедленно после его обработки на предыдущей, достигается кратчайшее время прохождения детали по всем операциям. Однако подобный порядок может вызвать простой на рабочих местах, где производятся наиболее короткие операции.
.files/image028.gif)
Рисунок 5- Параллельный вид движения предметов труда во времени
Эти простои оказываются тем больше, чем значительнее разница между временем выполнения самой продолжительной главной операции и временем, затраченным на другие операции. Нетрудно убедиться, что при равной продолжительности всех операций простои совсем будут отсутствовать. К этому равенству в продолжительности отдельных операций и стремятся при организации массового производства на основе непрерывно-поточных методов работы.
ЗАДАЧА 2
Сетевое планирование и управление технической подготовкой к выпуску новой техники (2 часа)
Методика расчета параметров сетевого графика рассмотрена на примере (рис.6) .
Событие, которое имеет только исходные работы, называется НАЧАЛЬНЫМ (1).
Событие, которое имеет только входные работы, называется КОНЕЧНЫМ (4).
Любая цепочка работ, которая соединяет начальное и конечное событие, называется ПУТЕМ.
Путь, имеющий наибольшую продолжительность, называется КРИТИЧЕСКИМ.
.files/image029.gif)
Рисунок 6 – Пример обозначения работ в сети
Порядок определения параметров сетевого графика:
1) Определение продолжительности всех путей.
t (1-2-3-5-9) = 10+3+7+4 = 24
t (1-2-4-5-9) = 10+12+0+4 = 26
t (1-2-4-7-9) = 10+12+2+6 = 30 – критический путь
t (1-6-7-9) = 1+10+6 = 17
t (1-6-8-9) = 1+7+3 = 11
Среди всех путей выберем наиболее длинный - критический, и отметим его на графике (стрелки навести толстыми линиями).
2) Определение параметров событий (см. рис. 7).
.files/image030.gif)
Рисунок 7 – Схема для расчета параметров событий и работ
В каждом кружке отмечаются 4 параметра.
В нижней части обозначен номер события (i или j - он необходим только для идентификации события и в расчетах не участвует). Номер всегда указывается в задании.
Ранний срок наступления событий tр(і) - это наибольший по продолжительности путь, от начального события к искомому.
Пример:
Событие 1 - tр(1) = 0 - так как это начало отсчета.
Событие 2 - tр(2) = 0+10 =10
Событие 3 - tр(3) = 0+10+3= 13
Событие 4 - tр(4) = 0+10+12=22
Событие 5 - к нему ведут 2 пути:
tр(5) = 0+10+12+0=22 – выбираем наибольший путь
или tр(5) = 0+10+3+7=20
Событие 6 - tр(6) = 0+1=1
Событие 7 - к нему ведут 2 пути:
tр(7) = 0+10+12+2=24 – выбираем наибольший путь
или tр(7) = 0+1+10=11
Событие 8 - tр(8) = 0+1+7=8
Событие 9 - к нему ведут 5 путей и самый длинный – это критический, значит
tр(9) = 30
Ранний срок события записывается в левую часть кружочка. (см. рис.7)
Поздний срок наступления события tП (i) - рассчитывается от конца сетевого графика (из длительности критического пути вычитаем максимальный путь, который лежит за событием):
tП (i) = LКР ¾ L’ MAX,
где L' МАХ - максимальный путь, который лежит за событием.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ ! Поздний срок конечного события равняется ее раннему сроку. tП (конечн.) =tр(конечн.)
Дальше рассматриваются события, которые предшествуют конечному событию.
Пример:
Событие 9 - tП (9) = 30
Событие 8 - tП (8) = 30-3=27
Событие 7 - tП (7) = 30-6=24
Событие 6 – к нему с конца ведут 2 пути:
tП (6) = 30-6-10=14– выбираем наименьшее число
tП (6) = 30-3-7=20
Событие 5 - tП (5) = 30-4=26
Событие 4 - к нему с конца ведут 2 пути:
tП (4) = 30-6-2=22– выбираем наименьшее число
tП (4) = 30-4-0=26
Событие 3 - tП (3) = 30-4-7=19
Событие 2 - к нему с конца ведут 3 пути:
tП (2) = 30-6-2-12=10– выбираем наименьшее число
tП (2) = 30-4-0-12=14
tП (2) = 30-4-7-3=16
Событие 1 - к нему ведут 5 путей и самый длинный – это критический значит вычитаем его из 30
tП (1) = 30-30 = 0
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ ! Ранние и поздние сроки осуществления событий, которые лежат на критическом пути, совпадают.
Поздний срок события записывается в правую часть кружочка. (см. рис.7)
Резерв времени осуществления события Rі - это срок, на который можно передвинуть осуществление события, не увеличивая продолжительности производственного цикла изделия (критического пути):
Ri = tП (i) - tР(i).
Пример:
R(1) = 0-0=0 R(2) = 10-10=0
R(3) = 19-13=6 R(4) = 22-22=0
R(5) = 26-22=4 R(6) = 14-1=13
R(7) = 24-24=0 R(8) = 27-8=19
R(9) = 30-30=0
Его величина записывается в верхней части кружочка.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ ! резерв времени события лежащего на критическом пути всегда равен 0.
Все рассчитанные параметры событий занесем в график (рисунок 8)
.files/image031.gif)
Рисунок 8 – Параметры событий сетевого графика
3) Определение параметров работ.
Перед тем как рассчитывать параметры работ следует определиться с составом и обозначением работ. Каждая работа обозначается i-j – т.е. номерами событий, между которыми она заключена (см. рис. 7). Состав и названия всех работ перечислены в таблице 3 в столбце i-j.
Ранний срок начала работы (i ¾ j) между начальным событием i и конечным j равняется раннему сроку осуществления i- го события (см. рис.8):
t Р.Н (i-j) = t Р(i).
Пример:
t Р.Н (1-2) = 0 t Р.Н (4-5) = 22
t Р.Н (2-3) = 10 t Р.Н (4-7) = 22
t Р.Н (3-5) = 13 t Р.Н (7-9) = 24
t Р.Н (5-9) = 22 t Р.Н (1-6) = 0
t Р.Н (2-4) = 10 t Р.Н (6-7) = 1
t Р.Н (6-8) = 1 t Р.Н (8-9) = 8
Ранний срок окончания работы (i ¾ j) между начальным событием i и конечным j равняется раннему сроку осуществления (i) события плюс продолжительность работы между i и j событием (см. рис.8):
t Р.О (i-j) = t Р(i) + t(i-j).
Пример:
t Р.О (1-2) = 0+10=10 t Р.О (4-5) = 22+0=22
t Р.О (2-3) = 10+3=13 t Р.О (4-7) = 22+2=24
t Р.О (3-5) = 13+7=20 t Р.О (7-9) = 24+6=30
t Р.О (5-9) = 22+4=26 t Р.О (1-6) = 0+1=1
t Р.О (2-4) = 10+12=22 t Р.О (6-7) = 1+10=11
t Р.О (6-8) = 1+7=8 t Р.О (8-9) = 8+3=11
Поздний срок начала работы (i ¾ j) равняется позднему сроку осуществления конечного события j минус продолжительность данной работы (см. рис.8):
t П.Н (i-j) = t П (j) + t(i-j).
Пример:
t П.Н (1-2) = 10-10=0 t П.Н (4-5) = 26-0=26
t П.Н (2-3) = 19-3=16 t П.Н (4-7) = 24-2=22
t П.Н (3-5) = 26-7=19 t П.Н (7-9) = 30-6=24
t П.Н (5-9) = 30-4=26 t П.Н (1-6) = 14-1=13
t П.Н (2-4) = 22-12=10 t П.Н (6-7) = 24-10=14
t П.Н (6-8) = 27-7=20 t Р.О (8-9) = 30-3=27
Поздний срок окончания работы (i ¾ j) равняется позднему сроку осуществления конечного события j (см. рис.8):
t П.О (i-j) = t П (j).
Пример:
t П.О (1-2) = 10 t П.О (4-5) = 26
t П.О (2-3) = 19 t П.О (4-7) = 24
t П.О (3-5) = 26 t П.О (7-9) = 30
t П.О (5-9) = 30 t П.О (1-6) = 14
t П.О (2-4) = 22 t П.О (6-7) = 24
t П.О (6-8) = 27 t П.О (8-9) = 30
Полный резерв времени работы - это срок, на который можно передвинуть выполнение данной работы, не увеличивая критический путь:
R(i-j) = t П.О (i-j) – t P.О (i-j).
Пример:
R (1-2) = 10-10=0 R (4-5) = 26-22=4
R (2-3) = 19-13=6 R (4-7) = 24-24=0
R (3-5) = 26-20=6 R (7-9) = 30-30=0
R (5-9) = 30-26=4 R (1-6) = 14-1=13
R (2-4) = 22-22=0 R (6-7) = 24-11=13
R (6-8) = 27-8=19 R (8-9) = 30-11=19
Все рассчитанные параметры занесены в соответствующие столбцы таблицы 3.
Коэффициент напряженности работы - характеризует степень сложности выполнения в срок каждой группы работ, которые не лежат на критическом пути:
Кн(i -j) = [t(Lmax) -t(Lкр)] / [Lкр – t (Lkp)],
где t(Lmax) - продолжительность максимального пути, который проходит через данную работу (см. расчет длительности всех путей),
t(Lкp) - продолжительность отрезка пути, который совпадает с критическим путем.
Пример:
Кн(2-3) = (24 -10) / (30 – 10)= 0,7
Кн(5-9) = (26 -22) / (30 – 22)= 0,5
Кн(1-6) = (17 -6) / (30 – 6)= 0,46
Кн(6-8) = (11 -0) / (30 – 0)= 0,37
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ ! Кн(i -j) = 1 - для работ формирующих критический путь.
Рассчитанные значения КН(i -j) занесены в соответствующие столбцы таблицы 3.
Таблица 3 – Параметры работ сетевого графика
|
i-j |
tР.Н. |
tР.О. |
tП.О. |
tП.Н. |
Ri-j |
КН |
|
1-2 |
0 |
10 |
10 |
0 |
0 |
1 |
|
2-3 |
10 |
13 |
19 |
16 |
6 |
0,7 |
|
3-5 |
13 |
20 |
26 |
19 |
6 |
0,7 |
|
5-9 |
22 |
26 |
30 |
26 |
4 |
0,5 |
|
2-4 |
10 |
22 |
22 |
10 |
0 |
1 |
|
4-5 |
22 |
22 |
26 |
26 |
4 |
0,5 |
|
4-7 |
22 |
24 |
24 |
22 |
0 |
1 |
|
7-9 |
24 |
30 |
30 |
24 |
0 |
1 |
|
1-6 |
0 |
1 |
14 |
13 |
13 |
0,46 |
|
6-7 |
1 |
11 |
24 |
14 |
13 |
0,46 |
|
6-8 |
1 |
8 |
27 |
20 |
19 |
0,37 |
|
8-9 |
8 |
11 |
30 |
27 |
19 |
0,37 |
Решение задачи должно иметь следующий вид:
t (1-2-3-5-9) = 10+3+7+4 = 24
t (1-2-4-5-9) = 10+12+0+4 = 26
t (1-2-4-7-9) = 10+12+2+6 = 30 – критический путь
t (1-6-7-9) = 1+10+6 = 17
.files/image032.gif)
|
i-j |
tР.Н. |
tР.О. |
tП.О. |
tП.Н. |
Ri-j |
КН |
|
1-2 |
0 |
10 |
10 |
0 |
0 |
1 |
|
2-3 |
10 |
13 |
19 |
16 |
6 |
0,7 |
|
3-5 |
13 |
20 |
26 |
19 |
6 |
0,7 |
|
5-9 |
22 |
26 |
30 |
26 |
4 |
0,5 |
|
2-4 |
10 |
22 |
22 |
10 |
0 |
1 |
|
4-5 |
22 |
22 |
26 |
26 |
4 |
0,5 |
|
4-7 |
22 |
24 |
24 |
22 |
0 |
1 |
|
7-9 |
24 |
30 |
30 |
24 |
0 |
1 |
|
1-6 |
0 |
1 |
14 |
13 |
13 |
0,46 |
|
6-7 |
1 |
11 |
24 |
14 |
13 |
0,46 |
|
6-8 |
1 |
8 |
27 |
20 |
19 |
0,37 |
|
8-9 |
8 |
11 |
30 |
27 |
19 |
0,37 |
Прочие расчеты и формулы, приведенные в методике не нужны!
Цель занятия. Расчет основных параметров непрерывно-поточных линий (конвейера).
Расчет прерывно-поточной (прямоточной) линии.
Студент должен знать: основные термины и понятия теории организации поточного производства на предприятии, классификации поточных линий и их структуру, сущность синхронизации, такта линии, уровень загрузки рабочих мест, основные параметры конвейеров (шаг, скорость движения, длина, продолжительность цикла обработки на конвейере), сущность заделов и формулы расчета основных параметров поточных линий.
Студент должен уметь: применять методику расчета основных параметров поточной линии, построить график работы прерывно-поточной линии, рассчитать межоперационные заделы, построить графики движения межоперационных заделов.
ЗАДАЧА №3
Расчет параметров непрерывно поточных линий. (1 час)
Выбор организационных форм поточных линий определяется тактом работы линии, степенью синхронизации операций техпроцесса, уровнем загрузки рабочих мест на линии.
Методика расчета основных параметров поточных линий.
1) Определение такта поточной линии. Под тактом поточной линии r понимается календарный период времени между запуском (выпуском) на линию данного объекту (деталь, сб. единица, изделие) и следующего за ним. Величина такта, определяется:
r = Fд.э / Nзап, мин/шт
где Fд - действительный фонд времени за плановый период (смена, сутки, месяц, год), мин;
Nзап - количество объектов , которые запускаются на поточную линию, за тот же период (программа запуска), шт.
Fд.сут = (Тсм - Тпер)*S, мин.
Fд.мес,год = (Тсм – Тпер)*S*Др, мин
где S - число смен в сутки;
Тсм - продолжительность смены, мин.;
Тпер - продолжительность перерывов (по организационно - техническим причинам), мин;
Др - число рабочих дней в месяце или годе, дни.
Nзап = 100 Nвып / (100 – Пп),
где Nвып - производственное задание (программа выпуска), шт.;
Пп - технически неминуемые потери (пробные образцы, разрушения при контроле и отбраковывание) %.
Чтобы обеспечить единый такт, или ритм поточной линии, при организации поточного производства осуществляется синхронизация, т.е. производительность выравнивается по всем операциям техпроцесса.
Синхронизация - это достижение равенства или кратности выполнения операций техпроцесса установленному такту их работы.
Полная синхронизация обеспечивается достижением равенства:
tшт-к1 / С1 = tшт-к2 / С2 = . . . = tшт-к m / Сm = r = const
где tшт-к1,.шт-к m - штучно-калькуляционное время выполнения m-операции;
С1, m - количество рабочих мест на операциях линии.
2) Расчет Количества рабочих мест (оборудования) по операциям поточной линии:
Срi = tшт-к i / r
где t шт-к - штучно-калькуляционное время на і- ю операцию, мин;
r - такт работы линии, мин/шт.
Когда величина Срі - целое число, загрузка рабочих мест полное и одинаковое на всех операциях. При неполной синхронизации на несинхронных операциях Сpі - дробное число, округляется к ближайшему большему числу Спpі .
Общее количество оборудования на поточной линии:
.files/image033.gif){kind=small}
3) Определение Коэффициента загрузки оборудования:
kз.о = (Cр / Спр) 100%
4) Определение Скорости движения конвейера:
Vk = Iо / r, м/мин
где Iо - Шаг конвейера– расстояние между осями двух рядом расположенных объектов на конвейере.
5) Определение Длины рабочей части конвейера:
Lp = Iо*.files/image034.gif){kind=small}
- при одностороннем расположении оборудования, м;
Lp = Iо*
/ 2 - при двустороннем расположении оборудования, м.
6) Определение Длительности цикла изготовления изделия на конвейере, мин:
.files/image035.gif){kind=small}
ЗАДАЧА №4
Расчет параметров прерывисто-поточных (прямоточных) линий. (3 часа)
Пример:
За одну смену на поточной линии выпускается N изделий. Каждое обрабатывается на 4-х операциях. Длительность каждой операции ti мин.
Построить график работы поточной линии. Рассчитать межоперационные заделы и построить графики их движения. Если
N = 100 шт. t1 = 20 мин t2= 7 мин
t3 = 12 мин t4 = 2,5 мин
РЕШЕНИЕ
1) Определяем часовую производительность каждой операции
.files/image036.gif)
.files/image037.gif){kind=small}
.files/image038.gif){kind=small}
.files/image039.gif){kind=small}
.files/image040.gif)
2) Определяем время обработки всей партии на каждой операции
.files/image041.gif)
.files/image042.gif){kind=small}
.files/image043.gif){kind=small}
.files/image044.gif)
.files/image045.gif){kind=small}
3) Определяем количество станков на каждой операции и их загруженность во времени
.files/image046.gif)
(8 –часов в 1 смене)
После расчетов необходимо округлить полученное число в большую сторону до целого числа
.files/image047.gif){kind=small}
.files/image048.gif){kind=small}
.files/image049.gif){kind=small}
.files/image050.gif){kind=small}
.files/image051.gif)
.files/image052.gif)
.files/image053.gif)
.files/image054.gif)
В таблице 4 нанесем на график загруженность оборудования во времени, найдем точки перегибов и временные промежутки между ними.
1-2
операции .files/image055.gif){kind=small}
2-3
операции .files/image056.gif){kind=small}
3-4
операции .files/image057.gif){kind=small}
4) рассчитаем межоперационные заделы
.files/image058.gif){kind=small}
где.files/image059.gif){kind=small}
- количество станков работающих на 1 и 2 операциях в промежутке времени .files/image060.gif){kind=small}
(см.
график загрузки оборудования в таблице 4)
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! В формуле индексы 1 и 2 обозначают только последовательность операций. Т.е. в паре операций 3-4 - 3-я станет 1-й, а 4-я станет 2-й.
1-2
операции .files/image061.gif){kind=small}
.files/image062.gif){kind=small}
S=0
.files/image063.gif){kind=small}
2-3
операции .files/image064.gif){kind=small}
.files/image065.gif){kind=small}
S=0
.files/image066.gif){kind=small}
3-4 операции
.files/image067.gif){kind=small}
.files/image068.gif){kind=small}
S=0
.files/image069.gif){kind=small}
Таблица 4– График загрузки оборудования
.files/image070.gif)
Вывод: на начало смены в межоперационном заделе операций 2-3 должны находиться 27 деталей, а в в межоперационном заделе операций 3-4 – 38 деталей, для обеспечения бесперебойной работы прерывисто-поточной линии.