• загрузка...
    5

1.2 . Производственно-технологический процесс.

загрузка...

Ограничимся рассмотрением ПТП поточного производства, типичного,

например, для машиностроения.

Ниже под материалами будем понимать покупные сырье, материалы,

комплектующие; под деталями – заготовки, детали, сборочные единицы, изделия

(машины).

Для широкого круга реальных ПТП их структура описывается сетью [4,5]

укрупненных операций (УО), связанных между собой в соответствии с

движением материалов и деталей в ходе производства (рис.2).

Рис. 2. Структура ПТП как сети укрупненных операций (М-материалы, Д-деталь).

Каждая УО является субпроцессом, состоящим из элементарных ___,4_L_3операций

(ЭО) (рис.3).

ЭО 4.1 ЭО 4.2 ЭО 4.3

Д

УО 4

Д

УО 1

УО 2

УО 3 УО 4

М

М

ПТП

Д

 

1897

Рис. 3. Структура УО как цепь элементарных операций.

Сущностные признаки УО и ЭО уточняются ниже.

Классификацию производственных операций представляет рис. 4.

Укрупненная

Операция

Элементарная

Обработки

Операция Сборки

Передачи

Связанная

Веерная

Операция Свободная

Конвейерная

Рис. 4. Классификация производственных операций.

Веерная операция – это элементарная операция с параллельной обработкой

(сборкой, передачей) партии деталей; связанность операции означает ее

одновременное начало и окончание для всех деталей партии, свободность –

независимые начало и окончание для каждой детали. Пример связанной веерной

операции дает сушка партии деталей в электропечи, свободной веерной –

поштучная параллельная обработка деталей на нескольких станках.

Конвейерная операция – это укрупненная операция с последовательной

обработкой (сборкой, передачей) на элементарных веерных операциях, входящих в

ее состав. Пример конвейерной операции дает механообработка детали,

включающая фрезерную, токарную, сверлильную, шлифовальную и др.

элементарные операции.

Отметим сущностные признаки ЭО и УО.

Элементарная операция:

- не имеет структуры;

- является веерной операцией, связанной или свободной;

- реализуется на одном рабочем месте (в одном рабочем центре).

Укрупненная операция:

- состоит из нескольких элементарных операций;

- является конвейерной операцией;

- реализуется в рамках одного подразделения (участка, цеха).

Порядок моделирования структуры ПТП тот же, что и порядок проектирования

техпроцессов производства изделия:

1) формируется дерево состава изделия (рис.5);

2) дерево состава трансформируется в изоморфное дерево ПТП с вершинами-

субпроцессами типа «изготовление детали» (рис.6);

3) субпроцессы «изготовление детали» декомпозируются на укрупненные

операции обработки, сборки, передачи (рис.6);

4) укрупненные операции декомпозируются на элементарные (рис.7).

На рис. 5-8 представлена трансформация дерева состава изделия в процесс

его производства на примере сборочной единицы электродвигателя – ротора.

Рис. 5. Дерево состава изделия «Ротор»

Изготовление

Изготовление пакета ротора

ротора Изготовление

вала

Штамповка листов ротора УО 1

Шихтовка пакета ротора УО 2

Изготовление Заливка пакета ротора УО 3

пакета ротора Зачистка пакета ротора УО 4

Передача пакета ротора УО 5

на механообработку и сборку

ротора

Рубка заготовки вала УО 6

Изготовление Механообработка вала УО 7

вала Передача вала на

механообработку и сборку

УО 8

ротора

Сборка и механообработка

ротора

УО 9

Передача ротора на сушку УО 10

Изготовление Сушка ротора УО 11

ротора Окраска ротора УО 12

Передача ротора УО 13

на сборку двигателя

Рис. 6. Декомпозиция субпроцессов «Изготовление детали» на укрупненные операции.

Ротор

Пакет

ротора

Вал

 

1899

Шпоночно-фрезерная под пакет ЭО 7.1

Центровка заготовки ЭО 7.2

Токарная обработка 1 ЭО 7.3

Токарная обработка 2 ЭО 7.4

Изготовление Токарная обработка на ЧПУ ЭО 7.5

ротора Проточка канавок ЭО 7.6

Сверлильная

ЭО 7.7

Шпоночно-фрезерная ЭО 7.8

Сверление и нарезка резьбы в

торце вала

ЭО 7.9

Шлифовка ЭО 7.10

Рис. 7. Декомпозиция укрупненных операций на элементарные (фрагмент).

а)

б)

Рис. 8. Сетевые структуры: а) ПТП «Изготовление ротора»; б) УО «Механообработка

вала».

Пару «деталь-операция», в которой деталь является выходом элементарной

операции, называют деталеоперацией; если деталь является выходным продуктом

укрупненной операции, деталеоперацию называют укрупненной.

Приведем минимальный набор технологических норм и нормативов, необходимых

для нормирования труда и поддержки решения основных задач управления

производством (см. п.5.1).

Пусть:

ЭО 7.1 ЭО 7.2 ЭО 7.3 ЭО 7.4 ЭО 7.5 ЭО 7.6 ЭО 7.7 ЭО 7.8 ЭО 7.9 ЭО 7.10

УО 1 УО 2 УО 3 УО 4 УО 5

УО 6 УО 7 УО 8

УО 9 УО 10 УО 11 УО 12 УО 13

- d – тип деталеоперации;

- D – совокупность всех типов деталеопераций d, освоенных производством;

- h – тип технологического ресурса (тип, марка оборудования);

- H – совокупность всех типов технологического ресурса h в парке оборудования;

- М – общее число единиц оборудования в парке;

- w – тип трудового ресурса (профессия, квалификация рабочего);

- W – совокупность всех типов трудового ресурса w в производственном

персонале;

- N – общая численность производственного персонала;

- c – рабочий центр;

- С – совокупность всех рабочих центров с производства.

Рабочие центры структурируют деталеоперации и ресурсы. Каждому с∈С

однозначно соответствуют:

- h(c) ∈ H – тип технологического ресурса;

- m(c) ∈ [1,M] - количество единиц ресурса h(c);

- w(c) ∈ W – тип трудового ресурса;

- n(c) ∈ [1,N] - количество единиц ресурса w(c);

- D(c) – множество деталеопераций.

Пример рабочего центра дает рабочее место, которому соответствует одна

единица технологического оборудования.

Все деталеоперации распределяются по рабочим центрам, не пересекаясь:

D(C) = D (1)

с1 ≠ с2 <=> D(c1) D(c2) = φ, ∀с1,с2 ∈ С

Все типы и единицы ресурсов также распределяются по рабочим центрам,

возможно, пересекаясь:

h(С) = H, Σ

c C

m(c) M

w(С) = W, Σ

c C

n(c) N (2)

Таким образом, условия (1), (2) означают, что каждая деталеоперация может

выполняться в одном и только в одном рабочем центре. В то же время один и тот

же станок или рабочий, могут обслуживать несколько центров.

Из (2) также следует, что все типы ресурсов потребляются производством.

В результате, как нетрудно видеть, каждой деталеоперации d ∈ D

однозначно соответствует выполняющий ее рабочий центр c(d) ∈ C, которому, в

свою очередь, однозначно соответствуют обслуживающие его типы ресурсов:

h(d) = h(c(d)) H, w(d) = w(c(d)) W,

и количество их единиц:

m(d) = m(c(d)) ∈ [1,M], n(d) = n(c(d)) ∈ [1,N]

Иными словами, существуют однозначные (точечно-точечные) отображения:

h : D → H, m : D → [1,M]; w : D → W, n : D → [1,N]

Обратные к ним отображения, вообще говоря, точечно-множественные.

Пусть далее:

- t(d) – длительность деталеоперации d, выполняемой на одной единице

оборудования в центре с(d) (час);

- Q(d) – объем обработочной (сборочной, передаточной) партии деталей,

одновременно обрабатываемых (собираемых, передаваемых) в деталеоперации d на

каждой единице оборудования в центре c(d) (шт);

- q(d) – применяемость детали, обрабатываемой в деталеоперации d, в готовом

изделии (выходной детали ПТП) – объем сборочного комплекта деталей (шт/изд);

- p(d) – численность персонала, выполняющего деталеоперацию d на одной

единице оборудования в центре с(d) (чел);

- r (d), r (d) w h – доли ресурсов w,h, потребляемые рабочим центром c(d);

- k(d) – коэффициент использования оборудования (КИО) в центре c(d);

- τ(d) – такт деталеоперации d, реализуемой в центре с(d) – время за которое центр

выпускает дополнительный сборочный комплект деталей (час/изд);

- f(d) – выпуск деталеоперации d, реализуемой в центре с(d) – количество

сборочных комплектов деталей, выпускаемых центром в дополнительную единицу

времени (изд/час):

( )

( ) 1

d

f d

τ

=

Опуская зависимость введенных параметров от d, сформулируем:

Утверждение 1. Такт деталеоперации определяется равенством:

h w

h w

mr nr

pmr nr

Q

t q max( , ) τ = (3)

Доказательство. По определению такт τ есть время выпуска дополнительного

сборочного комплекта деталей. Это означает, что в установившемся режиме

выполнения рабочим центром большого числа фиксированных деталеопераций,

каждый очередной комплект выпускается через время τ. При этом возможны два

варианта:

1) Выпуск комплекта ограничен технологическим ресурсом центра, т.е.

трудового ресурса достаточно, чтобы обслуживать все оборудование:

h w pmr ≤ nr (4)

Тогда, очевидно,

Q mrh

τ = t q 1 (5)

2) Выпуск комплекта ограничен трудовым ресурсом центра, т.е. трудового

ресурса недостаточно, чтобы обслуживать всё оборудование:

h w pmr ≥ nr (6)

Тогда, очевидно,

w nr

p

Q

τ = t q (7)

Покажем теперь, что равенство (3) эквивалентно системе равенств и неравенств

(4)-(7).

Действительно, пусть выполняется (4), тогда:

h w h max( pmr ,nr ) = pmr и (5) совпадает с (3).

Если же выполняется (6), то h w w max( pmr ,nr ) = nr и (7) совпадает с (3).

Одни из введенных объектов – d, D, h, H, w, W, c, C, m, M, n, N и q – относятся к

инфраструктурным параметрам ПТП и его выходного изделия, другие – к

нормируемым параметрам (характеристикам), называемым применительно к

деталеоперации:

- n – норма численности;

-

r

1 – норма обслуживания;

- Q – норма обработочной партии;

- t – норма длительности;

- τ – норма такта;

- f – норма выпуска;

- èî k – норматив надежности (нормативный КИО).

При проектировании ПТП все перечисленные характеристики разрабатываются с

учетом паспортных данных технологического оборудования. Позже, в процессе

эксплуатации ПТП, они пересматриваются с учетом изменения условий

эксплуатации, износа и т.п. Процедура обновления норм и нормативов

осуществляется предприятиями регулярно, обычно один раз в год.

Перечисленные нормы и нормативы составляют минимальный набор

технологических норм и нормативов, поддерживающий решение основных задач

управления производством. Сюда не относятся задачи бизнес-планирования ПТП,

для решения которых технологические нормы должны быть пополнены другими,

например, нормами амортизации оборудования [6].

Отметим также, что представленные нормы и нормативы относятся к так

называемым дифференцированным нормам и нормативам и называются (при

фиксированном оборудовании) подетально-пооперационными. Наряду с такими

нормами используются также укрупненные и комплексные нормы и

нормативы, относящиеся к укрупненным операциям, подпроцессам, процессу в

целом (ПТП).

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я