Логистическая организация производственного процесса во времени

6.2.1. Оптимизация процесса изготовления комплекта деталей с учётом динамизма хода производства

Процессы изготовления партий деталей или единичные производственные процессы организуются во времени, и их протяженность при различных способах обработки предметов труда определяется по соответствующим формулам длительности производственного цикла Тп, Тпр и Тпп.

Эти формулы не должны механически переноситься на более сложные частичные и частные производственные процессы. Например, в практике машиностроительных предприятий, из-за несовершенства действующих методик большие ошибки допускаются при определении длительности производственного цикла частичного производственного процесса (процесса изготовления комплекта деталей) и особенно при расчете опережений между операциями частичного производственного процесса (видами работ на производственном участке).

Обычно длительность производственного цикла изготовления комплекта деталей устанавливают по длительности цикла изготовления ведущей (наиболее трудоемкой и многооперационной) детали, что приводит к занижению цикла не менее чем в 1,5 раза. За опережениями между операциями частичного процесса вообще, как правило, не следят, отдают пред почтение отслеживанию прохождения деталями отдельных операций, что приводит к потере контроля за организацией производственного процесса в целом, к нарушению непрерывности производственного процесса (к внутрисменным простоям рабочих, к непредсказуемым движениям «широких» и «узких» мест в производстве), к неритмичной работе производственных участков и предприятия в целом.

Чтобы этого не допустить, длительность производственного цикла частичного процесса при параллельно-последовательном выполнении его операций должна определяться по формуле, аналогичной формуле длительности цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном способе обработки предметов труда.

Так, если в формуле длительности цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном способе организации процесса (Тпп) произвести следующие замены:

n — количество деталей в партии на n` — количество наименований деталей, подлежащих изготовлению на участке в определенном плановом периоде и составляющих один комплект деталей; tj — продолжительность технологической операции детали на — среднюю продолжительность технологических операций детали на каждой j-ой операции частичного производственного процесса (или j-го вида работ); tмj — продолжительность меньшей в каждой паре продолжительностей j-ой и (j+1)-ой операции детали на — продолжительность меньшей в каждой паре средних продолжительностей технологических операций на j-ой и (j+1)-ой операциях частичного процесса или на j-ом и (j+1)-ом видах работ, то получится формула для определения длительности производственного цикла изготовления комплекта деталей для случая, когда на каждой операции процесса используется только по одному рабочему месту:

Если на каждой операции частичного процесса используется разное количество рабочих мест, то длительность его производственного цикла может определяться по формуле:

где — средний интервал времени, через который осуществляется выпуск деталей после завершения их обработки на j-ой операции частичного процесса ;

- меньший из двух средних интервалов времени через который осуществляется передача деталей с j-ой или (j+1)-ой операций частичного процесса;

Сj — количество рабочих мест, участвующих в обработке деталей на j-ой операции частичного процесса.

Для того, чтобы объемно-календарный контур частичного процесса был более устойчив, и в него вписывались практически все очередности деталей комплекта при опережение между началами смежных операций процесса должно составлять .

В связи с увеличением совокупный цикл изготовления комплекта деталей, рассчитываемый по формуле Т``пп, несколько увеличится. Суммируя все по j-ым операциям частичного процесса, для которых , получим . На эту величину и надо увеличить размер цикла Т”пп, с тем чтобы расчетный совокупный цикл соответствовал протяженности реального процесса.

Проиллюстрируем это на примере. В верхней части табл. 5.3 приведены исходные данные, характеризующие трудоемкость изготовления деталей комплекта по операциям техпроцесса. В нижней части табл. 5.3 произведен расчет параметров процесса, по которым определяется размер цикла Т``пп.

Количество рабочих мест на каждой операции процесса устанавливается так, чтобы средние интервалы времени (через которые осуществляется передача деталей после завершения их обработки на каждой операции процесса) по величине были бы как можно ближе к минимальной средней продолжительности одной операции (в нашем примере центр синхронизации — это = 12,69). Это способствует минимизации совокупного цикла без дробления партий деталей при запуске.

В соответствии с вышеприведенными формулами для нашего примера имеем:

Он2 = n` - (n`-C3) = 13 * 13,654 – (13 – 2) * 9,885 = 177,5 -108,68 = 68,82;

Он5 = n` - (n`-C6) = 13 * 13,346 – (13 – 4) * 12,09 = 173,5 -108,81 = 64,69;

Совпадение результатов расчетов одного и того же цикла Т``пп указывает на отсутствие ошибок в них. Для уточнения расчетного цикла Т``пп нужно найти операции частичного процесса, у которых . В таблице 5.3 это первая, третья и четвертая операции процесса, и поэтому:

Таблица 5.3

Пример расчета совокупного цикла изготовления комплекта деталей при параллельно-последовательном способе выполнения операций процесса

Реальный совокупный цикл (Тр) изготовления рассматриваемого комплекта деталей составит

Тр = Т``пп + ∑∆Oнj = 369,11 + 34,03 = 403,14 час.

Использование параллельно-последовательного способа выполнения операций процесса или объемно-динамического метода (ОДМ) планирования хода производства на примере графического моделирования процесса изготовления рассматриваемого маршрутного комплекта деталей (МКД) на рис. 5.4. подтверждает высокую надёжность рекомендуемых объёмно календарных расчетов.

В настоящее время на машиностроительных предприятиях широко распространен объемно-календарный метод (ОКМ) планирования, который базируется на представлении о ходе производства как о статичном процессе.

ОДМ в отличие от ОКМ учитывает технологическую последовательность выполняемых работ и позволяет увязывать сроки и объемы выполняемых работ с загрузкой производственных подразделений не только на плановый интервал в целом, но и внутри интервала с учетом динамики распределения работ относительно их производственного цикла.

6.2.2. Оптимизация процесса исполнения программы предметно-замкнутым участком предприятия с учётом динамизма хода производства.

Процесс изготовления маршрутного комплекта деталей можно представить как объемно-календарный контур (ОКК) взаимосвязанных запараллеленых календарных прямоугольников, каждый из которых отражает продолжительность загрузки и количество взаимозаменяемых рабочих мест участка на соответствующей операции частичного процесса.

Площадь каждого календарного прямоугольника численно равна плановой трудоемкости изготовления МКД на соответствующей операции типового технологического маршрута. Длина прямоугольника характеризует длительность обработки, а высота — количество взаимозаменяемых рабочих мест, одновременно занятых обработкой данного МКД. Расчет основных параметров ОКК процесса изготовления МКД (длина и высота календарных прямоугольников, опережения между ними и совокупный цикл) подробно рассмотрены в предыдущем параграфе 6.2.1. Каждый календарный прямоугольник ОКК является комплектооперацией, то есть операцией типового технологического маршрута (вида работ), которая выполняется над всеми деталями МКД.

Процесс изготовления всех МКД, запланированных участку на определенный плановый период, можно представить как объединение их ОКК, опережения между операциями техмаршрута, исходя из условия, что комплектооперации каждого МКД выполняются последовательно, то есть по формуле:

где — опережение между k-ой и k+1-ой операциями технологического маршрута при последовательном выполнении комплектоопераций каждого МКД производственной программы участка;

— продолжительность комплектоопераций i-го МКД на предыдущей k-ой операции техмаршрута, выполняемой на данном производственном участке;

— продолжительность комплектоопераций предыдущего i-1-го МКД на последующей k+1-ой операции техмаршрута, выполняемой на данном производственном участке;

i — номер запускаемого МКД (i = 1,2,3,...m).

Максимальная разность в формуле обязательно определит i-ый лимитирующий МКД, требующий опережения . По лимитирующему МКД производят расчет возможного запараллеливания его комплектоопераций на k-й и k+1-й операциях технологического маршрута.

Величина запараллеливания Sk+1 между k-ой и k+1-ой комплектооперациями зависит от соотношения продолжительностёй комплектоопераций каждого i-го МКД, включенного в программу участка, и средней продолжительности выполнения одной технологической операции над деталями рассматриваемого МКД на соответствующих операциях процесса.

Так, если > , то Sk+1= - , если < , то Sk+1= - . Здесь и — средние продолжительности одной технологической операции на соответствующих комплектооперациях (k, k+1) i-го МКД.

Минимальное опережение между k-ой и k+1-ой операциями технологического маршрута (), обеспечивающее слияние всех ОКК плановых МКД и непрерывную загрузку рабочих мест на этих операциях, определяется по формуле

Пример. В таблице 5.4 в качестве исходных данных дана характеристика МКД, включенных в месячный план участка (цифры условные).

Таблица 5.4

Характеристика маршрутных комплектов деталей (МКД), включенных в месячный план маршрутного предметно-замкнутого участка.

В таблице 5.4 каждый МКД характеризуется продолжительностью своих комплектоопераций и средней продолжительностью технологических операций на каждой его комплектооперации.

В таблице 5.5 выполнен расчет опережений между операциями технологического маршрута при последовательном выполнении комплектоопераций каждого МКД.

По таблице 5.5 между первой и второй операциями технологического маршрута просматриваются все разности () между смежными комплектами деталей и выбирается наибольшая. То есть

Таблица 5.5

Расчёт опережений между операциями технологического маршрута при последовательном выполнении комплектоопераций каждого МКД

В таблице 5.5 опережение О2=19 является минимальным, чтобы обеспечить последовательное непрерывное выполнение комплектоопераций всех маршрутных комплектов деталей на второй операции процесса. Окончания обработки второго, третьего и четвертого маршрутных комплектов деталей на первой операции процесса имеют наибольшее опережение относительно окончания предыдущего комплекта деталей на второй операции, поэтому величину возможного запараллеливания комплектоопераций всех рассматриваемых комплектов деталей можно определить по комплектам деталей, имеющих наибольшие опережения.

У каждого (второго, третьего и четвертого) МКД есть своя максимальная продолжительность запараллеливания первой и второй комплектоопераций. В расчет принимают минимальную, то есть (n-1)tмj или min .

Например: min (Т12, Т22) = min (26, 15) = 15 = Т22 и тогда S22 = Т22 - = 15-3; min (Т13, Т23) = min (15, 20) = 15 = Т13 и тогда S13 = Т13 - = 15-4; min (Т14, Т24) = min (20, 26) = 20 = Т14 и тогда S14 = Т14 - = 20-4=16;

Минимальное опережение О`2 между первой и второй операциями процесса (видами работ на участке) определяется с учётом величины опережения между смежными операциями процесса и величины минимально возможного запараллеливания в ведущих МКД, то есть О`2 = О2 - min (S22, S13, S14) = О2 – S2 = 19 - min (12, 11, 16) = 19 -11 = 8. Таким образом, минимальное опережение между первой и второй операциями технологического маршрута составит 8 часов (см. рис. 55).

Между второй и третьей операциями технологического маршрута

О3 = 29, S3 = min (S36, S37) = min (16 - 6, 20 - 4) = 10; О`3 = 29-10 = 19.

Между третьей и четвертой операциями технологического маршрута

О4 = 26, S4 = min (S42, S43) = min (15 - 5, 24 - 3) = 10; О`4 = 26-10 = 21.

На рис. 5.5 проиллюстрирован процесс непрерывного изготовления восьми рассматриваемых МКД, который спланирован в строгом соответствии с параметрами, рассчитанными в табл. 5.5. План-график изготовления восьми МКД одновременно является планом-графиком ритмичной работы предметно замкнутого (маршрутного) участка. Если ОКК переходящих работ из предыдущего планового периода имеет опережения по свертыванию работ большие, чем соответствующие опережения ОКК по развертыванию работ данного планового периода, то эти ОКК стыкуются без нарушения непрерывной загрузки рабочих мест маршрутного участка в рассматриваемом плановом периоде.

Как правило, опережения по свертыванию работ больше опережений по развертыванию процесса, и это увеличивает опережения сверх минимально необходимых для организации непрерывной загрузки рабочих мест.

Рис. 5.5. План-график изготовления восьми бригадокомплектов деталей (МКД) (месячный план-график ритмичной работы предметно-замкнутого участка).

Там, где опережения по свертыванию работ ()меньше соответствующих опережений по развертыванию работ () может возникнуть перерыв (продолжительностью - ). Этот перерыв возможен, если до этого опережения по свертыванию работ не были больше опережений по развертыванию работ. Такие перерывы в календарном плане работы участка являются нежелательными, так как вызывают потери ресурса рабочего времени рабочих и оборудования. Но, поскольку эти перерывы заложены в план, то они являются дополнительным резервом, обеспечивающим повышение устойчивости выполнения плановых заданий в условиях действия различных возмущающих воздействий.

6.2.3. Оптимизация процесса исполнения производственной программы предприятия с учётом динамизма хода производства

Принято считать, что согласование сроков выполнения заказов и оптимизация загрузки основных цехов предприятия осуществляется при разработке сводного или единого плана-графика хода производства на базе индивидуальных производственных циклов изготовления изделий. На самом деле формирование длительности цикла выполнения каждого заказа — это процесс формирования выполнения производственной программы предприятия с учётом тех или иных форм и методов организации производства.

Если план-график хода производства составлен, то в нём и только в нём определяется реальная длительность производственного цикла выполнения каждого заказа. Поэтому методология определения длительности производственного цикла выполнения отдельного заказа имеет принципиальное значение.

В качестве исходных данных для определения длительности производственного цикла изделия аналитическим способом используются:

1) исходные данные для определения длительностей производственных циклов МКД, МКЗ (Тмкд, Тмкз), узловой и генеральной сборки изделий, включённых в производственную программу;

2) рекомендуемые размеры партий деталей для различных стоимостных групп (А, В, С) деталей программы на всех стадиях (S) производственного процесса (Пsa, Пsb, Пsc).

Важными этапами определения длительности производственного цикла заказа аналитическим способом является определение опережений между смежными стадиями единого производственного процесса, необходимых для обеспечения непрерывной загрузки цехов, требуемых для своевременной комплектации предметов труда и необходимых для компенсации работы цехов партиями предметов труда разного размера.