Особенности организации поточных линий

СОДЕРЖАНИЕ:

 

1. Особенности организации поточных линий …...…………..………..3

2. Расчет основных параметров поточных линий …………………......4

3. Содержание, задачи и функции оперативного планирования  производства ………………………………………………....................22

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………........28

 

 

 

1. Особенности организации поточных линий

 

Поточным называют производство, характеризуемое расположением средств технического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса определенным интервалом выпуска продукции. Это форма организации производства, при которой все операции согласованы во времени, повторяются через строго установленные интервалы, все рабочие места являются специализированными, с закреплением одного или ограниченного количества наименований предмета труда. Она воплощает все основные принципы научной организации производственных процессов, что обеспечивает наибольшую эффективность ее функционирования.

Основным звеном поточного производства является поточная линия - совокупность специализированных рабочих мест (оборудования), на которых производственные операции выполняются с характерными признаками поточного производства. Она может состоять из оборудования (рабочих мест) с равной производительностью в единицу времени.

Поточный метод характеризуется:

- сокращением номенклатуры выпускаемой продукций до минимума;

- расчленением производственного процесса на операции;

- специализацией рабочих мест на выполнении определенных операций;

- параллельным выполнением операций на всех рабочих местах в потоке;

- расположением оборудования по ходу технологического процесса;

- высоким уровнем непрерывности производственного процесса на основе обеспечения равенства или кратности продолжительности исполнения операций потока такту потока;

- наличием специального межоперационного транспорта для передачи предметов труда от операции к операции.

 

 

 

 

2. Расчет основных параметров поточных линий

 

Кратное размещение оборудования в системе машин поточной линии позволяет организовать выпуск одинакового количества продукции в разные промежутки времени, создает условия для организации непрерывного поточного производства. В основе организации поточной линии лежит единый такт потока.

Тактом поточной линии называется промежуток времени между выпуском или запуском отдельных последовательно обработанных деталей.

При большом выпуске изделий такт часто определяют по суточному выпуску.

В общем случае такт линии определяется как частное от деления фонда времени работы оборудования на программу изделий за это время:

,           

при этом следует различать такт выпуска и такт запуска:

         

         

где - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

- программа запуска;

- номинальный фонд времени;

- программа выпуска.

При сборке машин такт должен быть подсчитан как для главной сборки машин (программа ), так и для сборки узлов (программа ) по каждому узлу.

Для сборки машин   , для сборки узлов  .  

Для непрерывно действующих сборочных конвейеров время на выполнение технологической операции должно быть равным такту или .

Для периодически действующих пульсирующих конвейеров время на выполнение технологической операции должно укладываться в величину, равную разности времени такта или и времени быстрого (холостого) перемещения конвейера:     или         .  

Исходя из этих формул необходимо стремиться уменьшать :

- за счет увеличения скорости холостого хода;

- за счет уменьшения расстояния между изделиями, т.е. шага.

Для вновь проектируемого завода, цеха, линии программа выпуска готовых изделий определяется плановым заданием. Программа запуска должна рассчитываться исходя из условий работы и потребности всех сопряженных участков и линий. Сначала составляется программа для сборки изделий, затем узлов, обработки деталей, получения заготовок деталей.

Нормальная программа запуска для каждого участка поточной линии отличается от программы выпуска на величину изменения заделов и плановую величину технологически неизбежных потерь.

       

где - принятый процент технологически неизбежных потерь производства;

- нормальная суммарная величина планового задела незавершенного производства поточной линии;

- фактическая величина этого задела.

При большой программе выпуска иногда рассчитывают суточную программу запуска.

Различают три значения фонда времени.

1. Календарный фонд времени, т.е. весь годовой фонд времени единицы оборудования по календарю в часах:

,          

где - количество календарных дней в году;

- количество часов в сутках.

Календарный фонд времени применяется для оценки использования оборудования:  , 

где - коэффициент использования оборудования по календарному времени;

  - фактически отработанное число часов.

Чем больше смен работает оборудование, тем выше к; при непрерывной работе, например, в металлургии (тоннельные печи для отжига ковкого чугуна и др.), к приближается к единице.

2. Номинальный фонд времени - количество часов работы оборудования в течение года, которое можно максимально выработать при заданном количестве рабочих смен и определенном календарном количестве рабочих дней.

Величина номинального фонда может быть рассчитана по формуле:      ,    

где - количество дней работы оборудования в году, равное количеству календарных дней за вычетом выходных и праздничных дней;      - число предвыходных и предпраздничных дней в году;

- сменность работы;

- продолжительность смены в часах в нормальные рабочие дни;

- продолжительность смены в часах в сокращенные рабочие дни.

3. Действительный годовой фонд времени работы оборудования .

Он равен номинальному фонду времени, умноженному на коэффициент , который учитывает потери времени работы оборудования в связи с его ремонтом:   .                   

Для непрерывно-поточных линий, исходя из напряженности режима работы такой линии, кроме потерь , необходимо учитывать регламентированные перерывы, которые устанавливаются для организационно технического обслуживания линии и отдыха рабочих в течение смены. В среднем потери времени на регламентированные перерывы можно принимать - (7 ч 10) % .

После расчета такта запуска поточной линии проводится синхронизация операций технологического процесса обработки детали.

Синхронизация операции - это разбивка технологического процесса на операции и уравнивание их длительности до величины, равной или кратной такту потока. Весь процесс синхронизации разделяется на грубую синхронизацию и точную.

Вначале проводится грубая синхронизация операций с допустимыми отклонениями от такта, как правило, в сторону превышения на 10 ч 15 %, а в сторону уменьшения - на 5 ч 10 %.

Точная синхронизация осуществляется в процессе отладки линии в производственных условиях.

Если выровнять продолжительность операции техпроцесса с помощью синхронизации не удается, то проводится организационная регламентация.

Под организационной регламентацией понимается внесение определенной ритмичности и пропорциональности в прерывное протекание потока при наличии технологически не выровненных режимов операций.

Необходимость в организационной регламентации появляется в тех случаях, когда рабочий не может быть полностью загружен одной какой-либо операцией, при этом отсутствуют условия для многостаночной работы. Увеличение загрузки рабочего становится возможным на основе последовательного выполнения им ряда операций потока. Пропорциональность здесь достигается не в каждом такте, а лишь за большой промежуток времени.

Многостаночное обслуживание не применяется:

- в линиях с малым машинным временем и с преобладанием ручного труда;

- с большими масштабами выпуска и небольшим штучным временем;

- если такт потока слишком мал для того, чтобы можно было обслужить два станка .

Во всех этих случаях возникает необходимость организационной регламентации.

Она включает:

- подбор операций для последовательного их обслуживания одним рабочим;

- определение периодичности обслуживания;

- определение порядка и очередности обслуживания и необходимых оборотных заделов.

При подборе операции необходимо, чтобы количественная сторона подбираемых операций удовлетворяла одному из условий:

Сумма штучных времен должна равняться (примерно) такту.

или целому числу тактов , где - любое целое число.

Эта форма организации прерывного потока представляет собой ритмичное последовательное выполнение каждым рабочим в течение смены ряда операций на различных станках.

Данный способ наиболее распространен на практике.

Штучное время каждой из операций должно равняться половине такта плюс любое целое число тактов.

Этот способ представляет собой разносменную работу на операциях.

Второй способ имеет преимущество перед первым благодаря целосменной работе рабочего на одной операции, что способствует повышению производительности труда. Он проще, не требует четкого регламента и контроля за переходом рабочих с операции на операцию, однако требует больше оборотных заделов, а это иногда является решающим, особенно при обработке крупных деталей.

Сумма штучного времени двух операций должна равняться половине такта плюс любое целое число тактов.

В одной смене работа на каждой операции носит целосменный характер, в следующей смене один рабочий последовательно обслуживает две операции.

После разработки технологии, норм времени на операции и их синхронизации рассчитывается количество потребного оборудования.

Количество рабочих мест рассчитывается для каждой операции отдельно:

,

где - норма штучного времени на операцию;

- такт запуска поточной линии.

Необходимо заметить, что если такт рассчитывался для свободного нерегламентированного потока, время должно соответствовать норме штучного времени.

Если же такт определялся для регламентированного потока, когда из фонда времени смены были вычтены все внутрисменные потери, то должно соответствовать норме оперативного времени.

При синхронизированном потоке величина С - целое число, а при не синхронизированном потоке С - дробь.

Количество рабочих мест определяется с учетом резервных мест на отладку линии и для контроля продукции.

По результатам расчета количества рабочих мест можно судить о степени загрузки оборудования, он служит проверкой целесообразности организации потока.

Для оценки правильности выбора оборудования поточной линии используются показатели:

Коэффициент загрузки оборудования :

,

где - расчетное количество оборудования;

- принятое количество оборудования;

      , где - коэффициент загрузки линии в целом.

При универсальном оборудовании нижний предел коэффициента загрузки:

- для массово-поточного производства - 85 %;

- для серийно-поточного производства - 75 %.

Станкоемкость обработки детали на поточной линии. Сумма штучных времен всех операций: .

Коэффициент использования оборудования по основному времени показывает долю основного времени в штучном:

; ,

где - средний коэффициент использования оборудования по основному времени (его значение должно быть

После определения потребного количества рабочих мест рассчитываются заделы. Заделом называются находящиеся в производстве заготовки, полуфабрикаты, детали, узлы и изделия, обработка или сборка которых не окончена.

Заделы бывают внутрилинейные (цикловые) и межлинейные (складские).

Внутрилинейный задел подразделяется на 4 вида: технологический; транспортный; страховой; межоперационный оборотный.

Технологический задел представляет собой детали, узлы или изделия, находящиеся непосредственно на рабочих местах в обработке или на контрольных операциях.

Величина технологического задела рассчитывается по формуле:

,

где - количество рабочих мест на -той операции;

- количество деталей, одновременно обрабатываемых на станке;

- количество технологических операций, включая контрольные.

Если передача деталей осуществляется партиями, то расчет технологических заделов производится по формуле:

, где - величина транспортной партии.

При включении в технологический процесс термических операций, испытательных и др. расчет производится по формуле:

,

где - суммарное время операций, связанных с использованием различных установок (термических и др.).

Максимальная величина транспортного задела определяется исходя из расчета заполнения межоперационных транспортных средств.

При расчете нужно ориентироваться на минимальную величину транспортного задела, и только при напряженном темпе работы поточной линии принимается его максимальное значение.

При непрерывном транспортировании и поштучной передаче деталей или изделий: ,

где - рабочая длина транспортного устройства;

- шаг конвейера, расстояние между осями двух соседних изделий.

При непрерывном транспортировании и передаче деталей партиями

При периодической транспортировке деталей:

.

где - периодичность транспортировки;

- число операций.

При использовании на транспортировке простых устройств и поштучной передаче деталей транспортный задел равен технологическому заделу.

,

Страховой (резервный) задел составляют детали или узлы, необходимые для обеспечения бесперебойной работы поточной линии в случае возникновения на одном из рабочих мест аварий, брака, или другого перебоя и задержки.

Страховые заделы на рабочих местах можно рассчитать:

.

Межоперационные оборотные заделы - это количество деталей, узлов, или изделий, необходимое для обеспечения нормальной работы в тех случаях, когда на смежных рабочих местах выпускается различное количество продукции в единицу времени. Их значение зависит от производительности смежных операций и рассчитывается по формуле

,

где и - часовая производительность станков на двух смежных операциях;

- время работы станков, в течение которого производительность каждой из двух смежных операций остается постоянной.

Если на операции работает несколько параллельных станков, то:

где и - количество станков, параллельно работающих в течение на соответствующих операциях.

Часовая производительность рассчитывается: .

Для определения оборотного задела перед первой операцией необходимо знать такт линии и интервалы подвозок заготовок:

,

где - интервал подвозок заготовок в часах.

Если рассчитанная величина оборотного задела имеет знак «-», то это означает, что задел меняется от максимального к 0, и наоборот, знак «+» показывает, что задел меняется от 0 к максимальному.

Для нахождения общей величины оборотных заделов арифметически суммируются все значения заделов между операциями. Суммирование производится по максимальным значениям:

.

Чем меньше величина оборотных заделов, тем лучше организован поток.

Рассмотрим особенности организации работы некоторых типов поточных линий.

Непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами организуются главным образом для сборки и отделки средних и крупных изделий при больших программах.

Изделия на конвейере устанавливаются на равных расстояниях друг от друга и закрепляются. В зависимости от конструкции изделий, их габаритов, веса и конструкции конвейера для установки и крепления изделий служат тележки, сборочные кондукторы и др. Расстояние между этими элементами называется шагом конвейера . Минимальная длина деления равна 1,0 - 1,2 м; если изделие большое, то определяется его величиной и величиной минимального зазора между соседними изделиями. Максимальная величина лимитируется допустимой скоростью движения конвейера.

Скорость движения конвейера должна быть связана с тактом линии, т.е. за такт конвейер должен передвинуться на шаг

Кроме этого, необходимо, чтобы скорость конвейера обеспечивала удобство выполнения операций. В связи с этими фактами скорость конвейера выбирается в пределах 0,1 - 2 м/мин.

Для сборки небольших изделий наиболее удобны скорости 0,1 - 0,5 м/мин. Изменяя длину в допустимых пределах или увеличивая такт линии путем создания параллельных конвейеров, можно достигнуть необходимой скорости конвейера.

Для каждой операции на конвейере отводится рабочая зона. Границы зоны лучше отметить какими-либо знаками. Величина рабочей зоны равна столько шагов, сколько тактов длится операция; если длительность операции равна одному такту, то длина рабочей зоны равна шагу конвейера.

Длина рабочей зоны определяется по формуле: ,

где - нормальная продолжительность - той операции.

Так как продолжительность операции колеблется около своего среднего значения, то, чтобы использовать это среднее значение, а не максимальное (максимальное значение продолжительности операции применять не целесообразно, т.к. это приводит к понижению производительности труда), на рабочих местах организуются резервные зоны:

где - число резервных шагов.

.

Для определения необходимо знать интервал колебаний фактической продолжительности от до .

Резервные зоны лучше выделять определенными знаками.

Рабочий при выполнении операции перемещается вместе с конвейером вдоль своей зоны, возвращаясь после окончания операции в исходное место. Каждый рабочий должен выполнить свою операцию в строго заданное время, т.е. не выходя за свою рабочую зону. Отдых должен осуществляться во время регламентированных перерывов. На линии создается штат запасных рабочих (2 - 3 %) для экстренных случаев.

При наличии на операции параллельных рабочих мест в зоне ее выполнения в любой момент будут находиться несколько рабочих. Ввиду того, что изделия поступают в зону данной операции через такт, рабочие будут начинать и заканчивать операции поочередно тоже со сдвигом в один такт.

Непрерывно-поточные линии с распределительным конвейером организуются главным образом для обработки, отделки и сборки мелких деталей при больших величинах программных заданий. Изделия располагаются на конвейере на равном расстоянии друг от друга на специально отведенных местах. Расстояние между изделиями, как и для рабочего конвейера, называется длиной деления или шагом конвейера . Величина шага определяется либо габаритами изделия и зазорами между изделиями, либо габаритами рабочих мест и расстоянием между ними. Скорость конвейера строго соответствует такту, т.е. путь, равный шагу, конвейер проходит за такт. Рациональные значения скоростей конвейера лежат в пределах 0,2 ч 0,5 м/мин. Необходимую скорость движения конвейера можно получить, изменяя величину такта и шага конвейера.

В настоящее время применяются распределительные конвейеры двух видов: с автоматическим распределением и с распределением при помощи разметочных знаков.

На конвейерах с автоматическим распределением рабочие освобождаются от необходимости снимать поступающие детали или изделия и укладывать их обратно. Эта задача решается с помощью установленных у каждого рабочего места приемных и сдаточных устройств, сблокированных с движущимся конвейером. Непрерывно-поточная работа в этом случае основывается на определенном расположении изготавливаемых изделий на конвейере, надлежащей скорости конвейера, применении системы разметки конвейера и определенном порядке организации труда на линии.

Распределительные конвейеры с разметочными знаками применяются чаще. Назначение разметки - распределение движущихся изделий по рабочим местам и регламентирование ритма работы. Особое значение она приобретает при большом числе параллельных рабочих мест на операциях. Одним из способов разметки является установка на каждом делении конвейера флажка с порядковым номером. При большой длине конвейера номера могут периодически повторяться. Повторяющийся комплект номеров называется периодом конвейера. Номера периода распределяются и закрепляются за рабочими местами. Если на операции одно рабочее место, то за ним закрепляются все номера периода. Если на операции несколько рабочих мест, то чередующиеся номера периода распределяются между ними поровну при равной производительности рабочих, или пропорционально их индивидуальной выработке. При равномерном распределении номеров между рабочими период конвейера принимают как наименьшее общее кратное из числа рабочих мест на всех операциях линии. При неравномерном распределении номеров это требование отпадает, но величина периода должна быть достаточно большой для удобства распределения номеров в разных пропорциях в зависимости от индивидуальной производительности. Т.к. на проектируемых линиях количество рабочих мест составляет 1, 2, 3, 4 и редко более, то наиболее удобным наименьшим общим кратным является 12, удобны также 24 и 36 как достаточно большие и кратные многим числам. По длине конвейера должно разместиться целое число периодов, т.е.

где - длина комплекта конвейера;

 - длина конвейера;

- любое целое число.

Выбрав период конвейера, составляют вариант распределения номеров по операциям.

Движущиеся по конвейеру изделия с флажками адресуются определенному рабочему. При подходе деления конвейера с закрепленным за ним номером рабочий снимает поступившее с предыдущей операции изделие, положив взамен обработанное, которое переместится в зону следующей операции, где его возьмет рабочий, за которым закреплен этот же номер.

При большом количестве участков для облегчения пользования значительным числом закрепленных за каждым рабочим номеров применяется окраска участков в различные цвета или использование разных опознавательных знаков, изображенных на ленте.

Чтобы случайные задержки во времени не привели к нарушению порядка, на каждом рабочем месте следует иметь небольшой задел обработанных (по данной операции) изделий. Операторы к концу смены обязаны сдать сменщикам рабочее место с нормально укомплектованным заделом.

Особенности прямоточного производства сводятся к следующему:

- планомерная работа линии обеспечивается межоперационными оборотными заделами;

- рабочие, занятые на недогруженных рабочих местах, выполняют две и более операции;

- ритмичность работы линии соблюдается благодаря твердой периодичности обхода рабочими своих рабочих мест и выполнению заданий по всему фронту в течение отрезка времени, равного периоду оборота .

Наиболее часто к прямотоку прибегают при технологических процессах механической обработки, особенно при небольших программах и при невозможности полной синхронизации операций.

Все расчеты производятся так же, как и для непрерывно-поточных лини:

 

.

Определение количества рабочих мест осуществляется по формуле:

.

При расчете количество рабочих мест получается дробным, и увеличение их до целого вызывает недогрузку. При организации работы прямоточных линий, как правило, принимаются все меры для полной загрузки рабочих, а простои оборудования допускаются. Однако такое решение правильное лишь в случае, когда на недогруженных рабочих местах используется недорогое и недефицитное оборудование.

Коэффициент загрузки рабочего места рассчитывается по формуле :

Средняя загрузка линии по универсальному оборудованию не должна быть ниже 85%. В противном случае необходимо осуществить дополнительную загрузку линии одной или несколькими деталями.

Для установления режима работы линии необходимо выбрать период обслуживания. После выбора периода обслуживания определяется коэффициент загрузки недогруженного рабочего места и время его работы в течение принятого периода обслуживания. Этот коэффициент равен числу, стоящему после запятой в .

Время работы недогруженного рабочего места на протяжении периода обслуживания определяется по формуле:

 

,

где - период обслуживания прямоточной линии, в час.;

- коэффициент загрузки недогруженного рабочего места, в %.

На основании установленного числа рабочих мест, режима их работы и нормы обслуживания на операциях определяется потребное количество рабочих на линии. Для прерывно-поточной линии характерно совмещение рабочими ряда профессий. Рабочим, работающим на недогруженных рабочих местах, поручается последовательное выполнение двух и более коротких операций. При этом за период обслуживания рабочий обязан обеспечить обработку заданного количества изделий на каждой из операций. Период обслуживания можно считать ритмом прямоточной линии. С целью обеспечения подбора нагрузки для рабочих-совместителей важно, чтобы сумма норм времени двух или более операций была равна или кратна такту.

Организация и режим работы прямоточной линии регламентируется стандарт-планом, составляемым на период обслуживания, в течение которого обеспечивается ритмичный выпуск с линии одинакового количества изделий.

Рассмотрим особенности организации многопредметных поточных линий.

Для серийного производства в машиностроении наиболее характерны групповые и переменно-поточные (последовательно-партионные) линии.

Групповой называют многопредметную линию, на которой технологически родственные изделия обрабатываются без переналадок оборудования. Каждое рабочее место оборудуется групповыми приспособлениями, необходимыми для обработки изделий, закрепленных за линией. Изделия передаются от станка к станку поштучно или партиями. Станки размещаются по ходу выполнения операций технологического процесса. Подбор изделий (деталей) для закрепления за групповой линией должен обеспечивать единство технологического маршрута и возможность синхронизации операций.

Переменно-поточные линии характеризуются следующими особенностями:

- на таких линиях попеременно собираются или обрабатываются различные наименования изделий или деталей;

- за каждым рабочим местом закрепляется несколько технологических операций;

- на обрабатывающих переменно-поточных линиях партии деталей запускаются в производство поочередно, через строго определенный период времени;