Потокове виробництво

     ЗМІСТ 

     Вступ

1. Сутність і характерні ознаки потокового методу.
2. Вибір та компонування потокових ліній
3. Основні параметри потокової лінії
4. Організаційно-технічні особливості потокових ліній
5. Удосконалювання потокових методів

     Висновки

     Література 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВСТУП 
 

     З розвитком предметної спеціалізації  цехів (дільниць) створюються умови  для застосування потокового методу виробництва. Потоковий метод —  це прогресивна, найефективніша форма  організації виробничого процесу, яка ґрунтується на ритмічній повторювальності та узгодженості в часі основних і допоміжних операцій, що виконуються на спеціалізованих робочих місцях, котрі розташовані за ходом технологічного процесу, де передавання предметів праці з операції на операцію здійснюється з мінімальними витратами часу спеціальними транспортними засобами.

     Потоковий метод виробництва є найбільш досконалим за своєю чіткістю і завершеністю, за якого предмет праці в процесі обробки переміщується за встановленим найкоротшим маршрутом у заздалегідь фіксованому темпі. При цьому максимально втілюються основні принципи раціональної організації виробничого процесу: спеціалізації, прямоточності, паралельності, безперервності, пропорційності та ритмічності. У результаті досягається висока продуктивність праці й забезпечується належна якість виготовлення продукції за істотної економії затрат праці, матеріальних та енергетичних ресурсів порівняно з непотоковим виробництвом.

     У цілому потоковий метод характеризується: глибоким розчленовуванням виробничого процесу на операції; чіткою спеціалізацією робочих місць на виконанні визначених операцій; пропорційністю виконання операцій на всіх робочих місцях; розташуванням устаткування за ходом технологічного процесу; наявністю спеціального міжопераційного транспорту для переміщення предметів праці з операції на операцію; високим рівнем безперервності виробничого процесу, що досягається забезпеченням рівності або кратності тривалості операцій такту потоку (такт — період між двома черговими виробами, що сходять з останньої операції потокової лінії; величина, обернена такту, називається ритмом потокової лінії). 

1. Сутність  і характерні ознаки потокового методу

     При використанні потокового методу організації  виробництва підвищення продуктивності праці відбувається за рахунок скорочення перерв у виготовленні продукції, механізації виробничого процесу, спеціалізації робочих місць і т. д.; завдяки скороченню циклу обробки прискорюється оборотність оборотних коштів; сукупність цих та інших чинників веде до істотного зниження собівартості продукції.

     Найважливішою умовою потокової організації виробництва  є стійка концентрація в одній виробничій ланці значних масштабів випуску однорідної або конструктивно і технологічно подібної продукції.

     У масовому виробництві, що характеризується стійким випуском однорідної продукції, потік є основним методом його організації. Застосовується він також під час велико- і середньосерійного випуску продукції, особливо на дільницях, де випускаються вузли і деталі широкого призначення. В одиничному виробництві використовуються елементи потокового виробництва для виготовлення уніфікованих деталей і вузлів.

     Потокове  виробництво являє собою економічно доцільну форму організації процесу виготовлення виробів та їх елементів, основними ознаками якого є:

     1) закріплення за певною групою  робочих місць одного найменування  або обмеженої кількості найменувань  виробів, деталей або складальних  одиниць, споріднених конструктивно  і технологічно, а кожної окремої  операції за певним спеціалізованим робочим місцем (або кількома робочими місцями), що забезпечується виконанням принципу спеціалізації;

     2) виконання на кожному робочому  місці однієї або невеликої  кількості технологічно споріднених  операцій, що зумовлює вузьку  спеціалізацію робочих місць і самих робітників;

     3) розташування робочих місць за  ходом технологічного процесу,  що забезпечує найкоротший шлях (прямоточність) руху деталей під час обробки;

     4) переміщення предметів праці  з операції на операцію поштучно  або невеликими транспортними  (передаточними) партіями відповідно до встановлених ритмів роботи потокової лінії, що забезпечує високий ступінь паралельності та безперервності;

     5) високий рівень механізації та  автоматизації основних і допоміжних  операцій завдяки вузькій спеціалізації  робочих місць;

     6) підтримання ритму виробництва  міжопераційним транспортом поряд з функцією переміщення.

     Основною  структурною ланкою потокового виробництва  є потокова лінія, яка являє собою сукупність робочих місць, розташованих за ходом технологічного процесу, призначених для виконання закріплених за ними операцій і пов’язаних між собою спеціальними видами міжопераційних транспортних засобів. За потоковою лінією закріплюється виготовлення одного або обмеженої кількості найменувань предметів праці.

     Найбільшого поширення в умовах підвищення впливу конкуренції потокові методи набули в легкій і харчовій промисловості, машинобудуванні і металообробці та інших галузях.

     Залежно від рівня спеціалізації виробництва, обсягу і характеру продукції, що випускається, використання техніки і технології застосовуються різні види потокових ліній, які можуть бути розподілені за класифікаційними групами:

     1. За ступенем спеціалізації (номенклатурою виробів, що виготовляються) потокові лінії розрізняють на однопредметні і багатопредметні.

     Однопредметною називається потокова лінія, на якій обробляються або збираються предмети одного типорозміру протягом тривалого часу. Такі лінії називають постійно-потоковими. Для переходу на виготовлення предмета іншого типорозміру потрібна перебудова лінії (зміна технологічного процесу, переставлення, заміна устаткування, їх перепланування тощо). Однопредметні потокові лінії застосовуються в разі стійкого випуску виробів у великих кількостях, що характерно для масового або великосерійного виробництва.

     Багатопредметною називається потокова лінія, за якою закріплене виготовлення кількох типорозмірів предметів, подібних за конструкцією і технологією обробки або складання без переналагодження устаткування. Такі постійно-потокові багатопредметні лінії характерні для серійного виробництва, коли обсяг випуску (трудомісткість робіт) предметів одного типорозміру є недостатніми для повного завантаження робочих місць.

     2. За методом обробки та чергування виробів багатопредметні лінії підрозділяються на змінно-потокові та групові.

     Змінно-потокова лінія орієнтована на обробку декількох конструктивно однотипних (деталей) виробів різного найменування з подібним технологічним маршрутом, де обробка ведеться почергово через певні інтервали часу з переналагодженням робочих місць (устаткування) або без їх переналагодження. Після виготовлення чи складання одних деталей (виробів) здійснюється переналагодження потокової лінії і запускається у виробництво наступна партія. У період виготовлення одного найменування виробів вона працює за принципами однопредметної лінії. Застосовується змінно-потокова лінія в серійному виробництві. Строки запуску у виробництво продукції регулюються стандартними графіками.

     Групова лінія спрямована на обробку різних виробів декількох найменувань за груповою технологією й з використанням групового технологічного оснащення одночасно чи почергово, але без переналагодження устаткування (робочих місць). На основі спеціальної класифікації підбирається група деталей, що мають конструктивну і технологічну спільність. Створюється умовна деталь, що має особливості деталей даної групи, і для неї розробляється єдиний груповий технологічний процес, визначається набір інструменту і спеціальних пристроїв, що забезпечують обробку всіх деталей групи.

     3. За ступенем безперервності технологічного процесу розрізняють безперервні та перервні (прямоточні) лінії.

     Безперервні потокові лінії  є найсучаснішою формою потокового виробництва. Вони можуть бути як одно-, так і багатопредметними. На такій лінії предмети праці з однієї операції на іншу просуваються відповідно до такту (ритму) потоку поштучно або невеликими транспортними партіями і без пролежування за допомогою механізованих або автоматизованих транспортних засобів (конвеєрів); тривалість кожної технологічної операції дорівнює або кратна такту; застосовується паралельний метод руху предметів праці; забезпечується сувора ритмічність і якнайменша тривалість виробничого циклу.

     Безперервні потокові лінії широко застосовуються у складальних процесах, де переважає ручна праця, оскільки її організаційна гнучкість дає змогу розподілити технологічний процес на операції, досягаючи синхронізації (наприклад, складання годинників, тракторів, приладів, автомобілів).

     Перервні (прямоточні) лінії також можуть бути як одно-, так і багатопредметними. Вони створюються, коли відсутня рівність або кратність (синхронізація) тривалості всіх операцій такту й повна безперервність виробничого процесу не досягається. Для підтримання безперервності процесу на найбільш трудомістких операціях утворюються міжопераційні оборотні заділи, для обробки яких залучаються додаткові робочі місця; робота ведеться партіями за стандартним графіком.

     Перервно-поточні  однопредметні лінії найбільш широко застосовуються в механообробних цехах  масового великосерійного виробництва. Прямоточні багатопредметні лінії ефективні при обробці трудомістких деталей на різнотипному устаткуванні в механічних цехах серійного типу виробництва.

     4. За способом підтримки  ритму розрізняють лінії з регламентованим та вільним ритмом.

     Лінії з регламентованим ритмом, на яких вироби (деталі) передаються з однієї операції на наступну через точно фіксований час за допомогою конвеєрів або за допомогою світлової чи звукової сигналізації на возиках за відсутності конвеєрів. Такі лінії характерні для безперервно-потокового виробництва.

     Лінії з вільним ритмом не мають технічних засобів, які суворо регламентують ритм роботи. Такі лінії застосовуються при будь-яких формах потоку (безперервний або перервний). Підтримання ритму здійснюється безпосередньо робітниками, які передають деталі на наступну операцію в міру готовності. При цьому можливі відхилення від розрахункового ритму, тому що його величина залежить від середньої продуктивності за певний відрізок часу (годину, зміну).

     5. За способом транспортування предметів між операціями розрізняють поточні лінії з засобами безперервної дії (конвеєри), з транспортними засобами дискретної дії (неконвеєрні лінії) та лінії без транспортних засобів.

     Конвеєрні поточні лінії  засновані на застосовуванні транспортних засобів безперервної дії з механічним приводом — конвеєрів, які не тільки переміщують предмети праці, а також регулюють заданий ритм роботи.

     За  конструкцією конвеєри розподіляються на: стрічкові, пластинчасті, возикові, підвісні та ін. На вибір виду конвеєра в першу чергу впливають конструктивні параметри виробу, що підлягає обробці або збиранню (габаритні розміри, маса тощо).

     Неконвеєрні лінії з транспортними засобами дискретної дії (в основному перервно-поточні лінії), на яких застосовуються два типи транспортних засобів: безприводні (гравітаційної дії) — рольганги, схили, жолоби, сковзала; підйомно-транспортні засоби циклічної дії — мостові крани, монорейки з тельферами, електрокари, електровізки, автонавантажувачі та ін.

     Лінії без транспортних засобів — це стаціонарна потокова лінія, яку доцільно організувати для складання великих важких машин і на якій виріб, що збирається, установлюється нерухомо на складальному стенді, а переміщаються спеціалізовані бригади робітників, за якими закріплені окремі операції. Стаціонарні потокові лінії організуються в літакобудуванні, суднобудуванні, при виробництві важких верстатів.

     6. Залежно від функцій, що виконуються транспортними засобами безперервної дії, розрізняють лінії з: транспортним, робочим та розподільчим конвеєрами.

     Транспортні конвеєри потокових ліній (стрічкові, пластинчасті, ланцюгові, підвісні й ін.) призначені для транспортування предметів праці і підтримки заданого ритму роботи лінії.

     Робочі  конвеєри потокових ліній є не тільки транспортними засобами безупинної дії, що виконують функції транспортних конвеєрів, але і являють собою систему робочих місць, на яких здійснюються технологічні операції без зняття предметів праці.

     Розподільні конвеєри застосовуються на потокових лініях з виконанням операцій на стаціонарних робочих місцях (верстатах) і з різною кількістю робочих місць — дублерів на окремих операціях, коли для підтримки ритмічності необхідно забезпечити чітке адресування предметів праці по робочих місцях. За кожним робочим місцем закріплюється певна послідовність їх номерів для обробки предметів праці. При цьому візки, каретки, на яких розташовуються предмети праці, також нумеруються.

     В механоскладальних цехах сучасних машинобудівних підприємств застосовуються штовхаючі автоматичні конвеєри з програмним управлінням для адресування виробів на робочі місця.

     7. За місцем виконання операцій розрізняють потокові лінії з робочими конвеєрами та зі зняттям предметів.

     Потокові  лінії з робочими конвеєрами, де крім транспортування і підтримки такту (ритму) на його несучій частині виконуються безпосередньо операції (наприклад, складальні конвеєри).

     Конвеєрні потокові лінії зі зняттям предметів характерні для обробки деталей на різноманітному устаткуванні.

     8. За характером переміщення розрізняють конвеєрні лінії з безперервним та пульсуючим рухом.

     Лінії з безперервним рухом, коли несуча його частина рухається з установленою швидкістю.

     Лінії з пульсуючим рухом, коли при обробці (складанні) предметів несуча частина конвеєра перебуває в нерухомому стані і приводиться в рух періодично за тактом лінії (наприклад, при складанні особливо точних приладів та машин).

     Загалом конвеєри, що діють у комплексі  та одночасно з іншими робочими машинами, дають змогу регламентувати рух  виробів на лінії за встановленим тактом (ритмом). Вони забезпечують пропорційне виконання операцій, знижують тривалість виробничого циклу, підвищують продуктивність праці.

     9. За рівнем механізації процесів розрізняють автоматичні і напівавтоматичні потокові лінії.

     Автоматичні потокові лінії характеризуються об’єднанням у єдиний комплекс технологічного і допоміжного устаткування та транспортних засобів, а також автоматичним централізованим управлінням процесами обробки і переміщення предметів праці. На цих лініях усі технологічні, допоміжні та транспортні процеси цілком синхронізовані і діють у єдиному такті (ритмі).

     Напівавтоматичні  потокові лінії агреговані зі спеціальних  верстатів-напівавтоматів (з послідовним, послідовно-паралельним і паралельним  агрегуванням). 

2. Вибір та компонування потокових  ліній

     Вибір та формування потокових ліній пов’язані з розробленням організаційно-технічних заходів, розрахунків параметрів та показників їх роботи. При проектуванні потокового виробництва високі вимоги ставляться до вибору та розміщення устаткування, якості і точності оснащення, якості матеріалів, відпрацювання конструкції і прогресивності технологічних процесів, обслуговування основного виробництва, планування, обліку та оперативного управління.

     Конструкція виробів має бути відпрацьована, стабільна, із широким застосуванням стандартних і уніфікованих деталей та вузлів. Велике значення має технологічність конструкції, що забезпечує мінімальну трудомісткість та собівартість її виготовлення, мінімальну матеріаломісткість. Конструкція виробу розробляється на принципі взаємозамінності деталей і вузлів; її висока якість сприятиме її усталеності.

     Технологія, що розробляється, має забезпечувати  застосування високопродуктивного  спеціального устаткування і прогресивних методів обробки, взаємозамінність деталей і вузлів, спеціалізацію робочих місць і синхронізацію операцій.

     Організація потокового виробництва безпосередньо  пов’язана з вибором виду лінії, яка залежить від типу виробництва  та технологічного процесу виготовлення продукції. Для досягнення достатньо високого навантаження робочих місць у масовому та великосерійному виробництві доцільне використання однопредметної лінії, а в серійному або дрібносерійному — багатопредметної лінії.

     Після вибору однопредметної або багатопредметної лінії на підставі технології та номенклатури продукції, установлюється ступінь безперервності виробництва шляхом зіставлення тривалості технологічних операцій та такту потоку. У разі їх відхилення в межах 5—7 % технологічний процес уважається синхронізованим і вибирається одно- або багатопредметна безперервно-потокова лінія. Якщо відхилення більше, то вибір обмежується одно- або багатопредметною перервно-потоковою лінією.

     Залежно від номенклатури та технології виготовлення виробів вибираються: багатопредметні  безперервно-потокові лінії з послідовним виготовленням (перемінно-потокові), з паралельним виготовленням (багаторядні) або групові, якщо технологічний процес виготовлення виробів різного найменування синхронізований і при переході з виготовлення одного виробу певного найменування на виготовлення іншого виробу не потрібно переналагодження устаткування; багатопредметні перервно-потокові лінії (перемінно-потокові чи групові), якщо процеси виготовлення виробів не синхронізуються.

     Наступним кроком після вибору виду потокової  лінії є визначення типу устаткування та транспортних засобів. Вибір типу устаткування для потокової лінії визначається характером технологічного процесу, складом, складністю та призначенням операцій, що входять до нього; габаритами, масою виробів та вимогами до їх якості.

     Вибір транспортних засобів поточно-механізованого й автоматизованого виробництва передбачає врахування конфігурації, габаритних розмірів, маси, особливостей виконання операцій та їх синхронізації, обсягу і сталості випуску виробів, а також функцій, що виконуються транспортними пристроями і системами, їх технічних і експлуатаційних можливостей.

     Виходячи  з різноманіття зазначених чинників, при комплектуванні потокових ліній  використовуються засоби періодичного транспорту — мостові крани, монорейки  з тельферами, електровізки, електрокари й ін.; безприводні засоби безупинного транспорту — рольганги, схили, спуски тощо; приводні засоби безупинного транспорту — стрічкові, пластинчасті, ланцюгові, підвісні та інші транспортери (конвеєри); роботизовані транспортні засоби (роботи-маніпулятори, роботи-електрокари), різні транспортно-накопичувальні автоматизовані системи.

     Після вибору технологічного устаткування та виду транспортних засобів здійснюється компонування потокової лінії. Під час комплектування лінії доцільно забезпечити прямолінійність розташування устаткування (рис. 11.1 а, б), якщо дозволяють площі та тип транспортних засобів. При дефіциті площ доцільне компонування з Г- та П-подібними (рис. 11.2), а також з кільцеподібними та комбінованими контурами (рис. 11.3, 11.4). Дворядне або шахове розташування устаткування дає змогу раціональніше використовувати площі та економити кошти за рахунок використання транспортних засобів меншої довжини.

      а 

      б

     Рис. 11.1. Потокова лінія з прямолінійним  розташуванням устаткування:

      а — однобічна; б — двобічна; 1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — схил; 4 — рольганг; — контролер

     Рис. 11.2. Г- і П-подібні потокові лінії:

     1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — рольганг; — контролер

     Рис. 11.3. Кільцеподібна потокова лінія: 
1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — конвеєр

     Рис. 11.4. Комбінована потокова лінія: 
1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — рольганг; 4 — конвеєр 

     Прямолінійне  розташування робочих місць за ходом  технологічного процесу вважається найпростішим плануванням. Але це можливо  за невеликої кількості робочих  місць на лінії. В інших випадках використовують дворядне, зигзагоподібне, кільцеве та інші види розташування робочих місць.

     Вибір раціонального виду, структури та компонування покладаються в основу розроблення оптимальних планувань  потокових ліній. Під структурою потокової лінії розуміють склад робочих місць (технологічних дільниць), транспортних засобів, керуючих та інших пристроїв (систем) і виробничі зв’язки між ними.

     Розроблення планувань (розташування) потокових  ліній залежить від кількості  робочих місць, транспортних засобів, які застосовуються, площі дільниці. Суміжні потокові лінії мають розташовуватися з умовою полегшення транспортування виробів між ними. При організації потокової обробки та складання виробів лінії, що забезпечують складальний конвеєр необхідними компонентами, розташовуються звичайно перпендикулярно до нього. 
 
 
 
 

3. Основні параметри потокової  лінії 

     Вибір організаційних форм при проектуванні потокової лінії здійснюється на основі розрахунків показників її роботи: такту, темпу, ритму, ступеня синхронізації  технологічного процесу, кількості  робочих місць та їх завантаження, швидкості руху конвеєра, довжини лінії, виробничих заділів.

     Такт (t) потокової лінії — це інтервал календарного часу, через який періодично запускаються на першу операцію або виходять з останньої операції лінії суміжні об’єкти виробничого виготовлення (деталі, складальні одиниці, вироби). Такт є функцією заданої програми випуску продукції, істотно впливає на вибір технологічного процесу, устаткування, оснащення, транспортних засобів.

     Для однопредметної лінії такт визначається за формулою:

     де  Ф_пл — плановий (дійсний) фонд часу роботи лінії за розрахунковий період (зміна, доба, місяць, рік) з урахуванням регламентованих перерв, хв або год;

     N_{вип(зап)} — кількість виробів, що випускається (запускається) за той самий період на лінії, шт.

     Кількість виробів, що має бути випущена, визначається виробничою програмою виготовлення продукції. Якщо за умовами технологічного процесу передбачені втрати виробів (так звані технологічно неминучі втрати (брак)) у відсотках — α, тоді розрахунок ведеться за програмою запуску:

     З урахуванням регламентованих перерв (Т_пер) та рівня браку:

     Якщо  проектується безперевно-потокова лінія, то після розрахунку такту здійснюється синхронізація операцій з метою наближення до умови:

      .

     Обернена  такту величина називається темпом, тобто кількістю продукції, що зійде з потокової лінії за 1 год її роботи: Т = 
= 60 / t, або Т = 1 / t¢, де t¢ — час у годинах.

     Коли  переміщення виробів з операції на операцію здійснюється транспортними партіями (невеликі деталі, мала величина такту (по кілька штук одночасно), розраховується ритм лінії:

     R = t · р,

     де р — кількість виробів у транспортній партії.

     Синхронізація операцій передбачає вирівнювання продуктивності за усіма операціями технологічного процесу. Вона полягає в забезпеченні рівності або кратності часу виконання операцій такту потокової лінії і є важливою передумовою безперервного її функціонування. Шляхом синхронізації операцій здійснюється пошук можливостей перетворення перервно-потокового виробництва в безперервно-потокове з обґрунтуванням вибору виду потокової лінії. Чітка синхронізація забезпечує ритмічну роботу лінії.