Организация однопредметных непрерывно-поточных линий

Оглавление

 

Введение 2

1. Организации однопредметных непрерывно-поточных линий 3

2. Расчет показателей работы распределительного конвейера 7

3. Модели и методы расчета ОНПЛ, оснащенных распределительными конвейерами 10

4. Направления совершенствования организации однопредметных непрерывно-поточных линий на предприятии 15

Заключение 17

Список используемых источников 19

 

 

Введение

 

Современное промышленное предприятие представляет собой сложный производственно-хозяйственный комплекс, в который входят люди, выполняющие определенные виды работ, здания и сооружения, оборудование и технологии, производственная инфраструктура, сырье и материалы. В ходе производственной деятельности должен быть рационально организован производственный процесс, выбраны оптимальные формы движения предметов труда, выбрана оптимальная система управления, главными целями которой является повышение производительности труда и снижение себестоимости продукции при сохранении положенной продукции качества. Выбор предприятием на стратегии процесса производства продукции дает ему возможность строить процессы, в полной мере отвечающие принципам рациональной организации производства. Для обеспечения непрерывного, прямоточного, ритмичного прохождения материальных потоков наиболее оптимальным является поточное производство. Поточное производство вследствие высокой специализации, механизации и четкой организации производственного процесса является наиболее эффективным. Его эффективность проявляется в высокой производительности труда, сокращении производственного цикла и незавершенного производства, лучшем использовании основных фондов. Все это обеспечивает уменьшение затрат на производство. В зависимости от количества и видов обрабатываемых изделий поточные линии подразделяются на многопредметные и однопредметные, которые, в свою очередь, подразделяются на непрерывно-поточные линии (производственный процесс непрерывен) и прерывно-поточные (переменные), если не не достигается полной непрерывности производства.

 

1. Организации однопредметных непрерывно-поточных линий

 

Организация однопредметной непрерывно-поточной линии (ОНПЛ) - наиболее совершенная форма  организации поточного производства, при которой: а) нормы времени  выполнения операций равны или кратны такту (ритму); б) предметы труда перемещаются с одного рабочего места на другое без пролеживания (параллельный вид  движения); в) каждая операция закреплена за определенным рабочим местом (узкая  специализация рабочих мест); г) рабочие  места расположены в порядке  последовательности рабочего процесса. Если продолжительность каждой операции равна такта или ритму, то на каждой операции достаточно одного рабочего места и изделия через один и тот же интервал времени будут  передаваться с предыдущей операции на последующую. Если же продолжительность  операции кратна такту, то на параллельно  работающих рабочих местах каждой операции будет обрабатываться одновременно несколько изделий, поступающих  в определенной последовательности. Основными календарно-плановыми  нормативами ОНЛП являются:

• такт или ритм потока;
• число рабочих мест по операциям и по всей поточной линии;
• период конвейера и система адресования;
• длина ленты конвейера;
• скорость движения ленты конвейера и пропускная способность поточной линии;
• величина заделов и незавершенное производство;
• продолжительность производственного цикла;
• мощность, потребляемая конвейером.

Для расчета  такта (ритма) потока прежде всего должны быть определены программа запуска  продукции на линию за рассчитываемый период (месяц, сутки, смена), фактический (эффективный) фонд времени работы оборудования за этот же период; нормы времени для выполнения каждой операции. Программа запуска рассчитывается для того, чтобы учесть отсев продукции на технологические потери (изготовление пробных деталей при наладке оборудования) или из-за брака. Программа запуска (N_з) определяется исходя из программы выпуска:

 

N_з = N_в / (100 - б), (1)

 

где N_в - программа выпуска изделий, штук; б - доля отсева продукции из-за технологических потерь или по причине брака, %; 100 - принятый максимум %.

Фактический фонд работы оборудования рассчитывается по формуле:

 

F_эф = F_н К_см (1 - (б_р - б_п) / 100), (2)

 

где F_н - номинальный фонд времени работы оборудования за рассчитываемый период, минут или часов; К_см - число рабочих смен в сутки;

б_р - потери рабочего времени на проведение всех видов плановых ремонтов, обслуживание, настройку и наладку оборудования, %; б_п - потери рабочего времени на регламентированные перерывы для отдыха рабочих-операторов, %.

Номинальный фонд времени работы оборудования определяется по формуле:

 

F_н = t_смД_р - t_нД_н, (3)

 

где t_см - продолжительность одной рабочей смены, минут или часов; Д_р - число рабочих дней в плановом периоде; t_н - нерабочее время в праздничные дни, минут или часов; Д_н - число предпраздничных дней.

Такт  линии определяется по формуле:

 

r_нп = F_эф / N_з,  (4)

 

где F_эф - эффективный фонд времени работы линии в плановый период, минут; N_з - программа запуска по изделию на этот же период, штук.

При передаче изделий транспортными партиями (пачками) ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, отделяющим выпуск одной партии от выпуска последующей за ней, то есть ритмом линии, который определяется по формуле:

 

R_нп = r_нп с,  (5)

 

где с - число  изделий в транспортной партии, штук.

 

с = 1 / r_н.л. (6).

 

Число рабочих  мест (единиц оборудования) определяется для ОНЛП по каждой операции по формуле:

 

С_pi = t_штi / r_н.л,  (6)

 

где t_штi - норма штучного времени на выполнение i-ой операции с учетом коэффициента выполнения норм, минут.

Если  нормы времени на операциях равны  или кратны такту, то при расчете  число рабочих мест равно целому числу. Если же процесс не полностью синхронизирован, то в результате расчета число рабочих мест получается дробным. После соответствующего анализа его необходимо округлить в большую или меньшую сторону до целого числа. Это будет принятое число рабочих мест на i-ой операции (С_пpi). Перегрузка допускается в пределах 5-6 %.

Число рабочих  мест по всей ОНПЛ определяется по формуле:

 

m

Сл = ∑  С_пpi (7)

i=1

 

Коэффициент загрузки определяется по формуле:

 

К_зi = С_pi / С_пpi (8).

 

На ОНЛП должны быть технологические, транспортные и страховые заделы, тем самым  обеспечивается непрерывность движения конвейера (производственного процесса) засчет имеющихся запасов (заделов).

Определим технический задел (Z_тех).

 

m

Z_тех = ∑ C_прi (9)

i=1

 

Транспортный  задел (Z_тр, штук) равен:

 

Z_тр = C_л - 1  (10)

 

Определим страховой задел, необходимый в  случае остановки или выхода из строя  поточной линии.

 

m

Z_стр = ∑ t_резi / r_н.л., (11)

i=1

 

где t_резi - время, на которое создается запас для операции.

Общая величина задела (Z_общ, штук) равна сумме транспортного, технического и страхового заделов.

 

Z_общ = Z_тех + Z_тр + Z_стр (12).

 

Величина  незавершенного производства (Н_в) равна:

m

Н_в = ∑ t_штi / 2 Z_общ (13)

i=1

 

где t_штi - суммарная норма времени по всем операциям технологического процесса, нормо-часы, равная 200 нормо/ часам.

2. Расчет показателей работы распределительного конвейера

 

При организации  непрерывно-поточного производства строго должен выдерживаться ритм, заключающийся в подаче изделий  на рабочие места равными партиями через равные промежутки времени. Это  условие выполняется в том  случае, если в качестве транспортных средств используются распределительные конвейеры (средства непрерывного действия с выполнением операций на стационарных рабочих местах (станках) и с различным числом рабочих мест-дублеров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмичности необходимо четко адресовать предметы труда по рабочим местам). Изделия снимают с конвейера и по окончании операции возвращают на него. Рабочие места располагаются вдоль конвейера с одной или двух его сторон. Движение деталей на линии организовано так, что они перемещаются конвейером с постоянной скоростью, проходя путь за такт потока, равный расстоянию между рабочими местами. Изделия равномерно размещают на несущей части конвейера на участках специальной ленты, отмеченных знаками, например цветными флажками, буквами или цифрами. Делается это для определения периода размещения рабочих мест и показывает окончании одной операции на конвейере и переход к следующей, тем самым организуется оптимальное размещение и количество рабочих мест на всем протяжении однопредметной непрерывной поточной линии. Минимальный комплект разметочных знаков на лини соответствует наименьшему общему кратному (НОК) числа рабочих мест на всех операциях линии и называется периодом распределительного конвейера (П):

 

П = НОК [C₁, C₂, C₃, …C_n] (14)

 

Период  конвейера используется для адресования  изделий на рабочие места. Лента  размечается так, чтобы период в  общей длине ленты укладывался  целое число раз. Каждый разметочный  знак проходит мимо каждого рабочего места через один и тот же интервал времени, равный такту (r_н.л), умноженному на число разметочных знаков в периоде (П):

 

Т_п = r_н.л П (15)

 

После разметки ленты конвейера знаки закрепляются за рабочими местами. Это производится в соответствии с продолжительностью выполнения каждой операции. Наиболее удобные периоды 6, 12, 24, 30. При больших  периодах рекомендуется вводить  двухрядную (дифференцированную) разметку, при этом применяют два комплекта  разметочных знаков (например, цифровой и цветовой), каждый из которых предназначен не для всех операций, а только для  определенной их группы. После расчета  периода конвейера, разметки ленты  и закрепления разметочных знаков за рабочими местами определяют рабочую  и полную длину ленты конвейера.

Рабочая длина ленты конвейера (L_p, м) определяется по формуле:

 

m

L_p = l_пр ∑ C_прi, (16)

i=1

 

где l_пр - шаг конвейера, метров или расстояние между осями смежных изделий, равномерно расположенных на конвейере (1-1,2 м);

C_пр - принятое число рабочих мест (единиц оборудования) на i-ой операции.

Полная (общая) длина ленты распределительного конвейера (L_п, м) должна быть несколько больше двойной рабочей длины ленты и согласована с условиями распределения. Ее величина определяется по формуле:

 

L_п = 2L_p + рD ≤ КПl_пр, (17)

 

где р -постоянное число, р = 3,14;

D - диаметр  натяжного и приводного барабанов,  метров;

К -число  повторений периода на полной длине  ленты конвейера (всегда целое число);

П - число  разметочных знаков в периоде.

Число повторений периода определяется по формуле (округляется  до целого числа):

 

К = L_п / Пl_пр  (18)

 

Если  условие не удовлетворяется, то корректируется шаг конвейера.

Оптимальность варианта планировки линии оценивается  по таким технико-экономическим  показателям, как доля площади, занятой  непосредственно технологическим  оборудованием, выпуск продукции на 1 м² производственной площади, длина пути, проходимого за смену рабочими при обслуживании ими нескольких единиц оборудования. Достаточно рациональные компоновки и планировки линии получаются при использовании макетов моделей рабочих мест. Моделирование поточных линий на ЭВМ обеспечивает выбор их рациональных компоновок и планировок по принятому критерию оптимизации.

Скорость  распределительного конвейера рассчитывается по формуле:

 

V = l_пр /t_тр, (19)

 

где t_тр - время транспортировки изделия на один шаг конвейера.

3. Модели и методы расчета ОНПЛ, оснащенных распределительными конвейерами

 

На ОНЛП рабочие обязаны выполнять свою операцию в установленное время, равное такту или кратное ему. Это обеспечивается жесткой регламентацией работы транспортных средств, в частности  установлением для конвейеров определенной скорости. Существуют различные модели для определения скорости распределительного конвейера в зависимости от способа передачи изделий.

При непрерывном  движении конвейера и поштучной  передаче ему придается скорость (V, метров в минуту), определяемая по формуле:

 

V = l_пр /r _н.л  (14).

 

При передаче изделий транспортными партиями(Р) скорость конвейера рассчитывается:

 

V = l_пр /рr _н.л (15).

 

При пульсирующем движении конвейера скорость определяется по формуле:

 

V = l_пр /t_тр, (16)

 

где t_тр - время транспортировки изделия на один шаг конвейера, минут.

Диапазон  наиболее рациональных скоростей для  конвейеров с непрерывным движением  составляет 0,5 -2,5 метров/ в минуту, для  ленточных конвейеров пульсирующего  движения - 20-40 м/мин и для конвейеров с непрерывным движением при  передаче изделий транспортными  партиями - 0,1 - 4 м/мин.

На ОНЛП создаются технологические, транспортные и резервные (страховые) заделы, поскольку  это является одним из наиболее важных условий непрерывности производственного  процесса. Под производственными  заделами понимается незавершенное  производство (заготовки, полуфабрикаты, готовые детали, находящиеся на разных стадиях производственного процесса).

Технологический задел (Z_тех, штук) соответствует числу изделий, которые в каждый момент времени находятся в процессе обработки на рабочих местах. При поштучной передаче изделий он соответствует числу рабочих мест на линии:

 

m

Z_тех = ∑ C_прi  (17)

i=1

 

При передаче изделий транспортными партиями (р, штук) технологический задел равен:

 

m

Z_тех =р∑ C_прi (18)

i=1

 

Транспортный  задел (Z_тр, штук) состоит из количества изделий, которые в каждый момент времени находятся в процессе транспортировки на конвейере.

При поштучной  передаче изделий транспортный задел  равен:

 

Z_тр = С_л - 1, (19)

 

где С_л - число рабочих мест на линии.

При передаче изделий транспортными партиями он равен:

 

Z_тр = (С_л - 1) р (20).

 

На ОНЛП с применением пульсирующего  или рабочего конвейера транспортный задел совпадает с технологическим.

Резервный (страховой) задел создается на наиболее ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, а  также на контрольных пунктах. Этот задел должен восполнять недостаток деталей при отклонении от заданного  такта на данной операции. Величина этого задела (Z_стр, штук) устанавливается на основе анализа вероятности отклонения от заданного такта на данном рабочем месте (в среднем 4-5% сменного задания) или может быть рассчитан по выражению:

 

m

Z_стр = ∑ t_резi / r_н.л.,  (21)

i=1

 

где t_резi - время, на которое создается резервный запас предметов труда на i-ой операции (величина t_резi принимается равной продолжительности цикла ремонта единицы оборудования), минут.

Общая величина задела на ОНЛП (Z_общ, штук) равна сумме транспортного, технического и страхового заделов.

 

Z_общ = Z_тех + Z_тр + Z_стр (22)

 

Для ОНЛП продолжительность производственного  цикла (период от поступления предмета труд на первую операцию поточной линии  до его выхода с нее (t_ц)) определяется графическим и аналитическим способами.

При графическом  способе составляется стандарт-план, который определяет способ и период передачи деталей с операции на операцию (по одной детали или транспортными  партиями, через один такт или через  несколько тактов). Он составляется на такой период, который достаточен для выполнения повторяемости процесса производства на данной линии.

Расчет  продолжительности производственного  цикла аналитическим способом ведется  в зависимости от движения предметов  труда перед первой операцией  и после последней операции.

Если  обработка изделия начинается непосредственно  с первого рабочего места и  без лишнего интервала движения после последней операции, то продолжительность  цикла (t_ц, минут) определяется по формуле:

 

t_ц = (2C_прi - 1) r_н.л. (23)

 

Если  имеет место движение предмета перед  первой или после последней операции, то продолжительность цикла определяется:

 

t_ц = 2C_л r_н.л.  (24)

 

Таким образом, можно отметить, что ОНПЛ характеризуются  непрерывностью производственного  процесса изготовления продукции, так  как каждая деталь движется без каких-либо перерывов. Тем самым достигается полная синхронизация операций производственного процесса, при которой при которой нормы времени выполнения операций равны или кратны такту (ритму), который должен строго выдерживаться. Это условие выполняется в том случае, если в качестве транспортных средств используются распределительные конвейеры. Изделия равномерно размещают на несущей части конвейера на участках ленты, отмеченных знаками, например цветными флажками, буквами или цифрами. Существуют различные модели для определения скорости распределительного конвейера в зависимости от способа передачи изделий (поштучного, транспортными партиями, при пульсирующем движении конвейера).

4. Направления совершенствования организации однопредметных непрерывно-поточных линий на предприятии

 

В качестве направлений повышения эффективности  в организации и функционировании однопредметных непрерывно-поточных линий  можно порекомендовать следующие  меры.

Пространственное  размещение поточных линий может  быть различным в зависимости  от количества рабочих мест, типа транспортных средств, площади участков (цехов). Самым  простым и распространенным является прямолинейное размещение рабочих  мест по ходу технологического процесса.Так же может применяться двухрядное и кольцевое размещение. Смежные поточные рабочие места должны размещаться таким образом, чтобы было удобно организовать перемещение предметов труда между ними. В случае организации поточной обработки и сборки изделий вспомогательные линии, обеспечивающие сборочный конвейер, должны размещаться перпендикулярно к нему.

Узкая специализация  рабочих мест, их жесткая привязанность  к ходу технологического процесса создают  трудности для перехода на выпуск новой продукции. Возникает необходимость  в замене оборудовании, его перемещении, создания новой оснастки, переквалификации рабочих, что связано с большими затратами времени и средств.

Данная проблема решается путем повышения гибкости производственных систем, применением  станков с числовым программным  управлением (ЧПУ), внедрением автоматических многофункциональных манипуляторов. Объединение станков с ЧПУ, автоматических транспортных средств и складов  под общим управлением с помощью  программного обеспечения позволяет  создавать гибкие автоматизированные системы (ГАС) с дальнейшим приобщением  к ним автоматического проектирования продукции. Такие системы соединяют  преимущества поточного (высокая производительность) и непоточного (гибкость) производства и являются более эффективными по сравнению с традиционными производственными системами. Они быстро и без больших затрат средств и времени переналаживаются на выпуск другой продукции (в переделах технических возможностей). Для этого необходимо всего лишь изменить программу производственного процесса, записанную на машинном носителе.

Для достижения синхронизации  операций целесообразно осуществлять следующие действия:

• Если операционная норма времени больше и не кратна такту и процесс сборки легко поддается дифференциации, выравнивать время, затрачиваемое на каждую операцию, можно путем разбиения ее на более мелкие части (переходы).
• Если операция по длительности меньше такта, мелкие операции или переходы, запроектированные в других операциях, группируются в одну.
• Если время выполнения двух смежных операций меньше такта работы сборочной линии, можно организовать передвижение рабочего вместе с собираемым им изделием, поручив ему выполнение нескольких операций. После того как достигнута синхронизация операций на поточной линии, составляется план-график ее работы, облегчающий контроль за использованием оборудования и рабочих.
• Одно из основных условий непрерывной и ритмичной работы поточных линий - организация межоперационного транспорта.

 

Заключение

 

Однопредметные  непрерывные поточные линии характеризуются  тем, что на них обрабатываются одни и те же изделия или детали в  течение длительного времени  и непрерывностью производственного  процесса. Каждая деталь на такой линии  движется без каких-либо перерывов. Отсутствие сложного и разнообразного оборудования для выполнения операции позволяет весь объем сборочных  работ расчленить на необходимое  количество операций примерно равной или кратной продолжительности. Для расчета такта (ритма) потока прежде всего должны быть определены программа запуска продукции  на линию за рассчитываемый период (месяц, сутки, смена), фактический (эффективный) фонд времени работы оборудования за этот же период; нормы времени для  выполнения каждой операции. При организации  непрерывно-поточного производства строго должен выдерживаться ритм, заключающийся в подаче изделий  на рабочие места равными партиями через равные промежутки времени. Это  условие выполняется в том  случае, если в качестве транспортных средств используются распределительные  конвейеры. Изделия равномерно размещают  на несущей части конвейера на участках ленты, отмеченных знаками, например цветными флажками, буквами или цифрами. Существуют различные модели для  определения скорости распределительного конвейера в зависимости от способа  передачи изделий в зависимости  от способа передачи изделий (поштучного, транспортными партиями, при пульсирующем движении конвейера). Для ОНЛП продолжительность производственного цикла (период от поступления предмета труд на первую операцию поточной линии до его выхода с нее определяется графическим и аналитическим способами. При графическом способе составляется стандарт-план, который определяет способ и период передачи деталей с операции на операцию (по одной детали или транспортными партиями, через один такт или через несколько тактов). Он составляется на такой период, который достаточен для выполнения повторяемости процесса производства на данной линии. Расчет продолжительности производственного цикла аналитическим способом ведется в зависимости от движения предметов труда перед первой операцией и после последней операции.

 

Список используемых источников

 

1. Генкин, Б. Организация, нормирование и оплата труда на промышленных предприятиях [Текст]. - М.:НОРМА, 2003. – 312 с.
2. Грузинов, В. Экономика предприятия [Текст]:учеб. пособ.– М.:ИЭП, 2004.
3. Новицкий, Н. Организация, планирование и управление производством [Текст]: учеб.-метод. пособ./Н. Новицкий, В. Пашуто. – М.: «Финансы и статистика», 2007. – 380 с.
4. Организация, планирование и управление деятельностью предприятий [Текст]/ С.Е. Каменицер, Ф.М. Русинов – М.: Высш. шк., 1984. – 550 с.
5. Основы организации производства [Текст]/ Н.А. Чечин. - Самара: Изд-во Самарск. гос. экон. акад., 1999. – 384 с.
6. Парамонов, Ф.И. Солдак Ю. М. Теоретические основы производственного менеджмента [Текст]. – М.: БИНОМ, 2003. – 420 с.
7. Трубочкина, М. Управление затратами предприятия [Текст]/М. Трубочкина. – М.: ИНФРА-М, 2004. – 307 c.