Расчёт основных параметров и организация работы однопредметной прерывной поточной линии
Содержание
- Расчет годовой программы запус
ка, среднего ритма запуска и выпуска детале й. - Определение расчетного и потребного количества оборудования на технологических операциях.
- Расчет коэффициентов загрузки оборудования на операциях и построение графика загрузки оборудования.
- Построение расчетного графика работы операторов и станков на поточной линии.
- Расчет величины оборотных и переходных заделов на поточной линии.
Список литературы.
Введение.
Выполнение контрольной работы «Расчёт основных параметров и организация работы однопредметной прерывной поточной линии (ОППЛ)» предполагает проведение последовательности расчётов, на основе которых формируются варианты организации работы прямоточной линии.
Порядок выполнения задания предопределяется последовательностью расчета важнейших параметров функционирования поточной линии.
- Расчет годовой программы запус
ка, среднего ритма запуска и выпуска детале й.
Годовая программа выпуска - 305000 (шт./год).
Годовая программа запуска ( ) деталей на поточную линию отличается от программы выпуска (N ) на величину случайной убыли деталей на операциях (например, неисправимый брак). Пусть величина =0,1 есть коэффициент, учитывающий величину потерь, тогда
=N (1+ ).
=305000(1+0,1) =335500 [шт./год]
Обозначим через Rз и Rвритмы запуска и выпуска соответственно. Ритм –это интервал времени между запуском (выпуском) двух смежных деталей на поточной линии. Ритмы определяются, исходя из действительного годового фонда времени работы поточной линии. В известном смысле действительный фонд времени работы поточной линии есть величина средняя поскольку оборудование, установленное на операциях, характеризуется разными нормами простоя в плановых ремонтах и требует различного времени на техническое обслуживание. Поэтому и ритмы запуска и выпуска также есть величины средние.
[ ],
,
где - номинальный фонд времени работы поточной линии, (мин/год);
- коэффициент, учитывающий потери времени, связанные с проведением всех видов обслуживания оборудования ( =0,025);
- коэффициент, учитывающий потери времени на настройку и наладку оборудования во время рабочих смен ( =0,018).
Определим число рабочих смен в год с учетом времени, необходимого на проведение плановых ремонтов технологического оборудования на операциях, равным 275 (см/год).
Рассчитаем величину .
= 275 ∙480 ∙(1 - 0,025)∙(1 - 0,018) = 126383[ ]
[ ],
[ ],
- Определение расчетного и потребного количества оборудования на технологических операциях.
В поточном производстве расчетное и потребное (или установленное число единиц оборудования) количество оборудования определяют для каждой технологической операции. Первоначально определяют расчетное число единиц оборудования:
,
где - норма штучного времени на i-й, операции, (мин/шт.),
R3 - ритм запуска, (мин/шт.).
Расчетное число единиц оборудования, как правило, получается дробным. Поэтому на каждой операции устанавливается потребное количество единиц оборудования , . При установлении допускается перегрузка в небольших пределах (до 5-6%), особенно если расчетное число рабочих мест округляется до единицы или до двух. В этом случае перегрузка может быть компенсирована, например, некоторым повышением режимов обработки в процессе отладки поточной линии. Для определения потребного количества оборудования на i-й операции необходимо использовать следующее правило:
где - наибольшее целое, не превосходящее значения . Правило , при допускает перегрузку в пределах до 100 % на рабочее место. В расчетах применим = 0,05.
Нормы времени на каждую операцию возьмем из таблицы 1.
Таблица 1.
Номер операции |
Наименование операции |
Норма времени на операцию, мин. |
1 |
Токарная |
1,530 |
2 |
Протяжная |
1,530 |
3 |
Сверлильная |
0,777 |
4 |
Зубофрезерная |
0,740 |
5 |
Фрезерная |
0,592 |
6 |
Резьбонарезная |
0,143 |
7 |
Шлифовальная |
0,174 |
Рассчитываем количество оборудования по операциям:
Пользуясь правилом (1) определения потребного количества оборудования для каждой технологической операции, найдем значения , i=1(1)7:
=5(ед.), =5 (ед.), =3(ед.), =2(ед.), =2(ед.), =1(ед.), =1(ед.).
- Расчет коэффициентов загрузки оборудования на операциях и построение графика загрузки оборудования.
Коэффициент загрузки оборудования рассчитывают для каждой технологической операции:
,i=1(1)7
где - коэффициент загрузки оборудования на i-й технологической операции.
График загрузки оборудования на технологических операциях строится в обычной системе координат, где по оси абсцисса – время, по оси ординат – операции (станки) по порядку. Для построения графика загрузки оборудования используем пары чисел:( ), i=1(1)7. Работа каждого станка на графике отображается в виде прямой линии.
Рисунок 1. График загрузки оборудования.
На графике - период одного оборота (период комплектования поточной линии) - время, через которое работа на поточной линии повторяется в том же порядке. Величина должна определяться из экономических соображений. Так как с увеличением возрастает количество деталей, непрерывно обрабатываемых на каждой операции, а следовательно, растет и незавершенное производство - заделы деталей. Но с другой стороны с увеличением увеличиваются интервалы простоя операторов и расширяется возможность более эффективной их загрузки во времени другими операциями. На практике обычно R0 выбирают из следующих значений: половина смены, одна смена, две смены. В рассматриваемом варианте величина R0 равна длительности смены.
Как видно из графика на рис. 1 операторы на технологических операциях загружены крайне неравномерно. Эффективное использование операторов достигается внедрением многостаночного обслуживания и совмещением выполнения разных операций путем перемещения операторов по станкам в течение смены. В этих условиях необходимо разработать режим обслуживания (расчетный график), определяющий периоды работы оборудования и операторов, порядок и время перехода операторов, обслуживающих несколько станков на протяжении смены. Возникает задача выделения основных станков (работающих полную смену) и дополнительных (работающих менее длительности смены). Если на операции несколько одинаковых станков, то решение задачи очевидно: перерывы в работе всех станков концентрируются на одном из них, а остальные получают полную (сменную) нагрузку (см. рис.2).
1
2
3
4
5
6
7
Рисунок 2. График загрузки оборудования (основные и дополнительные станки).
Сведем результаты в табл. 2, в которой отражено решение задачи на первом этапе, т.е. выделены дополнительные станки на каждой операции.
Таблица 2 - Результаты решения на первом этапе
Номер операции |
Норма времени на операцию (мин./шт.) |
Производительность (шт./мин.) |
Трудоёмкость сменного задания (мин.) |
Кол-во основных станков |
Кол-во дополнительных станков |
Время работы дополнит.станков (мин.) |
1 |
1,530 |
0,654 |
1866,6 |
4 |
1 |
32 |
2 |
1,530 |
0,654 |
1866,6 |
4 |
1 |
32 |
3 |
0,777 |
1,287 |
947,94 |
2 |
1 |
30 |
4 |
0,740 |
1,351 |
902,8 |
1 |
1 |
445 |
5 |
0,592 |
1,689 |
722,24 |
1 |
1 |
264 |
6 |
0,143 |
6,993 |
174,46 |
– |
1 |
175 |
7 |
0,174 |
5,747 |
212,28 |
– |
1 |
213 |
Итого: |
6692,92 |
12 |
7 |
1191 |
Длительность смены составляет Т=480 ( )=460 (мин), производственная программа N(R0) = 335500/275=1220 (шт./см).
Дальнейшее построение расчетного графика связано с подсчетом числа операторов, которое определяется отношением суммарной трудоемкости (табл. 2, графа 4) к длительности смены: 6692,92/460 = 14,55 или 15 операторов. Причем 12 из них должны обслуживать основные станки и будут заняты в течение смены полностью, а остальные 3 должны быть распределены по семи дополнительным станкам.
Средняя величина простоя операторов, обслуживающих дополнительные станки, составит [3 - (0,069 + 0,069 + 0,066 + 0,968 + 0,574 + 0,38 + 0,462) 3=(3 - 2,588) 3 = 0,137 от длительности смены или 63 мин. в смену.
- Построение расчетного графика работы операторов и станков на поточной линии.
Необходимость обслуживания меньшим числом операторов (3 операторов) большего числа дополнительных станков (7 станков) почти всегда приводит к разбиению на части единого интервала непрерывной работы дополнительных станков. Эти части, согласно принятой терминологии, называют станко-очередями дополнительных станков.
При формировании множеств номеров операций, обслуживаемых оператором, следует учитывать их суммарную длительность. Наиболее просто учет данного обстоятельства состоит в группировке операций таким образом, чтобы суммарная трудоемкость была приблизительно кратна длительности смены (табл.3).
Таблица 3 - Группировка операций.
Номер группы операций |
Номер операций в группе |
Суммарная трудоёмкость |
Число операторов |
Степень недогруженности |
1 |
1,2,3,5 |
32+32+30+264=358 |
1 |
0,22 |
2 |
4 |
445 |
1 |
0,03 |
3 |
6,7 |
175+213=388 |
1 |
0,16 |
В графе 3 использованы данные о времени работы дополнительных станков (см. табл.2, графа 7). Выбор операторов для обслуживания дополнительных станков в группах осуществляется в соответствии с сформированными множествами N(m), m=1(1)3:
- первая группа обслуживается первым оператором;
- вторая группа - вторым;
- третья группа - третьим оператором;
Рассмотрим формирование станко-очередей на дополнительных станках групп операций и возможный порядок их обслуживания операторами.
Сформируем расчетный график работы станков на операциях:
0
1
51 32
2
83 32
3
175 30
4 7
445
5
6 36 175
7
8
Рисунок 4. Расчетный график работы станков на операциях
Отметим, что данный график реализует работу станков по одному их возможных вариантов, а потому является одним из множества возможных; моменты начала станко-очередей выбраны с учётом их длительности и принятых вариантов сопрягаемых операций.
- Расчет величины оборотных и переходных заделов на поточной линии.
Порядок расчета заделов следующий:
1.Последовательно рассматриваем пары смежных операций (i, i+1).
2.На протяжении всего периода оборота R выделяем для каждой пары смежных операций временные интервалы, когда операции находятся в неизменных условиях по производительность (число работающих станков на каждой операции в интервале неизменно).
3.Величина задела рассчитывается для каждого временного интервала как разность производительностей смежных операций за данный интервал. Рассмотрим определение оборотных и переходных заделов на поточной линии на основе расчётного графика (рис. 4). Расчет заделов будет полным, если учитывается поступление деталей с предыдущего участка и потреблении их последующим.
В условиях массового производства поступление деталей на первую операцию поточной линии и их потребление другим подразделением можно считать непрерывным и равномерным в течение всего R .
В этом случае целесообразно ввести в рассмотрение "0" и "8" операции с производительностью, равной 1220 (шт./см) 460(мин./см)=2,652(шт./мин.), т.е. (мин./шт.);
таким образом расчетный график дополнится двумя операциями на каждой из которых установлено по одному "станку".
Введем соответствующие обозначения.
k - номер временного интервала, в котором смежные операции находятся в неизменных условиях по производительности (число работающих станков на каждой операции в интервале неизменно),
S - число работающих станков в к-м интервале на с i-ой операции,
T , - длительность к-го интервала при расчете заделов между i-й и (i+1)-й операциями,
Z - величина задела между смежными i-й и (i+1)-й операциями, рассчитываемая на к -ом интервале.
Так как величина задела есть разность между производительностями смежных операций за каждый интервал, то расчет ведется следующим образом:
Расчет заделов между 0 и 1 операциями:
0
1
,
,
,
, расчеты сделаны правильно.
Расчет заделов между 1 и 2 операциями:
1
2
,
,
,
,
.
Расчет заделов между 2 и 3 операциями:
2
3
,
,
,
,
.
Расчет заделов между 3 и 4 операциями:
3
4
,
,
,
,
,
.
Расчет заделов между 4 и 5 операциями:
4
5
,
,
,
,
,
.
Расчет заделов между 5 и 6 операциями:
5
6
,
,
,
,
,
.
Расчет заделов между 6 и 7 операциями:
6
7
,
,
,
,
.
Расчет заделов между 7 и 8 операциями:
7
8
,
,
,
.
Проведенные расчёты позволяют построить стандарт-план работы поточной линии для выбранного варианта. Стандарт-план работы поточной линии является документом, регламентирующим работу операторов в течение периода оборота. Стандарт-планом определяются моменты начала и окончания работы дополнительных станков, сопрягаемые пары операций, загрузка операторов, движение заделов на поточной линии и их величина, переходящая на следующий период комплектования в целом и по операциям.
Список литературы.
- Бухалков, М. И. Планирование на предприятии : учеб. для вузов по экон. спец. / М. И. Бухалков .- 3-е изд .- М. : ИНФРА-М, 2005 .- 416 с.
- Сачко, Н. С. Организация и оперативное управление машиностроительным производством : учебник / Н. С. Сачко .- 3-е изд., испр .- Минск : Новое знание, 2008 .- 635 с.
- Глухов, В. В. Производственный менеджмент. Анатомия резервов. Lean Production : учеб. пособие / В. В. Глухов, Е. С. Балашова .- СПб. : Лань, 2008 .- 351 с. (УМО)
- Климов, А. Н. Организация и планирование производства на машиностроительном заводе : учеб. для вузов / Климов А. К., Оленев И. Д., Соколицын С. А. ; под ред. С. А. Соколицына .- 2-е изд., перераб. и доп .- Л. : Машиностроение, 1973 .- 496 с.
- Татевосов, К. Г. Основы оперативно-производственного планирования на машиностроительном предприятии : учеб. для вузов / К. Г. Татевосов .- 2-е изд., перераб. и доп .- Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985 .- 278 с.
- Новицкий, Н. И. Организация, планирование и управление производством : учеб.-метод. пособие / Н. И. Новицкий, В. П. Пашуто ; под ред. Н. И. Новицкого .- М. : Финансы и статистика, 2006 .- 575 с.
