Організаційні основи виробництва

5. За ступенем вогнестійкості: незаймисті, важкозаймисті, займисті.

Технічне оснащення складів залежить від виду, форми і кількості збережених матеріалів; типу, характеру і розташування складських приміщень, а також від існуючої системи транспортування матеріалів поза межі складу.

Засоби зберігання на складах можна згрупувати за видами матеріалів, що зберігаються (штучні великогабаритні, тарно-штучні, сипучі, рідкі, газоподібні) відповідно до їх фізичного стану і характеристик.

Важливим завданням організації складського господарства є вибір і обґрунтування видів і структури складів, їх розміщення, розмірів та устаткування складських приміщень, а також визначення порядку роботи складів залежно від функцій, що ними виконуються.

Організація складських операцій включає: приймання, зберігання, облік і контроль за відпуском матеріальних цінностей.

Залежно від типу виробництва застосовують активну або пасивну системи організації відпуску матеріальних цінностей. Для великосерійного і масового виробництв характерна активна система, що передбачає підготовку матеріалів на складі заздалегідь і доставку їх точно за графіком у цех до робочих місць складськими транспортними засобами.

При пасивній системі споживачі одержують на складах товарно-матеріальні цінності за матеріальними вимогами чи лімітними картами і доставляють їх у цех своїм транспортом. Така система застосовується в одиничному і дрібносерійному виробництвах.

На складах виконується великий обсяг вантажно-розвантажувальних робіт, робіт з переміщення матеріалів. Тому основним напрямом у розвитку складського господарства є комплексна механізація й автоматизація робіт, поліпшення використання складських приміщень, а також організація матеріально-технічного постачання на основі оптової торгівлі, упровадження систем матеріально-технічного постачання типу «точно вчасно», що значно скорочують обсяг складських запасів.

Для оцінки рівня оснащеності складів вантажно-розвантажувальними засобами і механізмами застосовують показник насиченості засобами механізації:

Раціональна організація складського господарства передбачає обладнання всіх складів під'їзними коліями; урахування вантажно-розвантажувальних фронтів; забезпечення пожежної безпеки, визначення маси різних матеріалів і місця їх збереження всередині складу, кількості стелажів, виходячи з припустимої норми навантаження на 1 м² площі підлоги.

Складська площа поділяється на корисну та оперативну. Корисна (вантажна) призначається для безпосереднього розміщення матеріальних цінностей. Оперативна охоплює простір для приймально-відпускних операцій, сортування, комплектування матеріальних цінностей, а також для проходів і проїздів між штабелями і стелажами, для розміщення вагової і вимірювальної техніки, службових приміщень; конструкційну, що зайнята під перегородки, колони, сходи, підйомники, тамбури і т. д.

Співвідношення між корисною площею складу [S_кор) і загальною площею (S_заг) називається коефіцієнтом використання площі складу.

Величина цього коефіцієнта залежить від способу зберігання матеріальних цінностей. Наприклад, при зберіганні в штабелях він дорівнює 0,7--0,75, а на стелажах -- 0,3--0,4.

Службові приміщення складів розраховуються виходячи з норми 2,5--6 м² на одного працівника. Ширина проходів між стелажами і штабелями встановлюється 0,8--0,9 м, а для проїзду візків -- 1,1--1,2 м. Через кожні 20--30 м мають бути наскрізні проїзди.

Останнім часом набули розвитку автоматизовані склади тарно-штучних вантажів, обладнані системами машин, що забезпечують транспортування, установлення і пошук матеріалів за спеціальними програмами з використанням роботів.

Автоматизовані склади є невід'ємною частиною гнучких виробничих систем (виробництв) (ГВС). Вони створюються на різних етапах технологічного процесу, наприклад, на початку виробничої дільниці для складування вихідних матеріалів, на окремих дільницях -- для складування заготовок (оборотних заділів) і наприкінці дільниці чи у визначеному приміщенні -- для складування готової продукції.

За конструкційними особливостями розрізняють такі типи автоматизованих складів: з чарунковими стелажами та автоматичним стелажним краном-штабелером, автоматичним мостовим краном-штабелером, з гравітаційними стелажами та автоматичними стелажними каретками-операторами, з автоматичними елеваторними стелажами, автоматичні підвісні склади.

У складі ГВС автоматизовані склади виконують, в основному, оперативну і накопичувальну функції.

Система керування автоматизованим складом працює, як правило, у трьох режимах: 1) налагоджувальному -- переміщення виконавчих органів складу здійснюється з налагоджувального пульта керування; 2) напівавтоматичному -- кожен технологічний процес виконується з пульта управління складом; 3) автоматичному -- технологічні процеси виконуються по команді від ЕОМ ГВС.

Значна частина матеріальних цінностей має потребу зберігання і перевезення в тарі. Тара -- це виріб, у якому поміщають сировину, матеріали, напівфабрикати, готову продукцію, що забезпечує збереження їхньої якості та кількості при транспортуванні з місця заготівлі чи виробництва до місця зберігання або споживання.

Склад і організація тарного господарства залежать від виду продукції підприємства, вимог споживача до її фасування, упакування і тари, а також від кооперування з підприємствами -- постачальниками тари і пакувальних матеріалів.

Використання тари й пакування у виробництві передбачає таку обов'язкову операцію, як їх маркування, коли вказуються вид вантажу, його кількість, вимоги до перевезення, відправник вантажу і вантажоодержувач, спеціальні вимоги щодо схоронності вантажу і т. д.

Техніко-економічними показниками роботи транспортного і складського господарств є: частка транспортно-складських витрат у собівартості продукції, собівартість перевезення вантажів; витрати на машино-годину роботи транспортного засобу або підйомно-транспортної машини, собівартість складського зберігання 1 т вантажу та ін.

На сучасному етапі розвиток і підвищення ефективності транспортно-складського господарства пов'язані з такими загальними напрямами, як: централізація та спеціалізація; поліпшення структури парку підйомно-транспортних і транспортних машин; організація контейнерних перевезень; використання універсальної тари; комплексна механізація вантажно-розвантажувальних робіт; упровадження транспортних і складських систем з автоматичним адресуванням вантажів, автоматизованих складів, автоматизованих контейнерних майданчиків; удосконалювання організації переміщень і складських процесів та ін.

У підсистемі АСУВ технічне обслуговування виробництва і керування процесами обслуговування розглядається як невід'ємна частина керування всією системою виробничих процесів підприємства. Підсистема складається з низки підсистем нижчого рівня: інструментального, ремонтного, енергетичного, транспортного і складського обслуговування. У них вирішуються завдання планово-облікового характеру, календарного планування і регулювання виробничих процесів, а також забезпечується їх координація з процесами основного виробництва.

10. Одиничний і партіонний методи організації виробництва

10.1 Сутність і умови вибору організаційного методу

За конструктивно-технологічними особливостями вся продукція, що виготовляється, може бути поділена на дискретну та неподільну.

До дискретного виду належить продукція, що складається з різних частин (наприклад, машини, верстати, автомобілі, літаки, судна, прилади, комп'ютери, одяг, взуття, меблі та ін.).

Неподільна продукція являє собою однорідну масу, яку не можна поділити на різні частини або складові елементи (компоненти).

Виробництво неподільної продукції здійснюється тільки з застосуванням безперервних технологічних процесів. Дискретна продукція виготовляється із застосуванням перервних (дискретних) та напівбезперервних технологічних (виробничих) процесів.

Метод організації виробництва -- це спосіб сполучення організації виробничого процесу в часі і просторі як сукупності засобів і прийомів його реалізації.

Основними ознаками методу організації виробництва є: взаємозв'язок послідовності виконання технологічних операцій з порядком розташування устаткування та ступінь безперервності виробничого процесу.

Організація виробничого процесу в часі визначається ступенем його переривчатості, яка залежить від виду продукції та технології її виготовлення.

Організація виробничого процесу в просторі визначається розташуванням (плануванням) устаткування (робочих місць), дільниць та цехів і залежить від виду продукції, кількості та технології її виготовлення.

У перервних виробничих процесах устаткування (робочі місця) можуть розташовуватись за однорідними технологічними групами (однорідними технологічними операціями) або за групами для обробки однорідних за конструкцією і розмірами (масою) деталей.

Для здійснення безперервних виробничих процесів при виготовленні дискретної продукції устаткування (робочі місця) розташовуються за ходом технологічного процесу обробки деталей (складання складальних одиниць та виробів).

Певні особливості здійснення виробничих процесів, також тип виробництва на робочих місцях, дільницях, цехах потребує застосування одиничного (одиночно-технологічного), партіонпого або потокового методів організації виробництва. На вибір методу організації виробництва впливають такі чинники:

а) номенклатура продуції, що випускається. При незмінній номенклатурі протягом тривалого часу доцільне застосування потокового виробництва, а якщо номенклатура змінюється постійно, тоді вибирають партіонний чи одинично-технологічний;

б) кількість виробів, що підлягає випуску за певний період (рік, квартал, місяць, доба). Якщо, наприклад, передбачається випуск одного виробу на місяць, то економічно недоцільно організовувати потокове виробництво, яке потребує великих капітальних витрат;

в) розміри і маса виробу -- чим більший виріб і його маса, тим складніше створювати технологічну систему машин та організовувати потокове виробництво;

г) періодичність випуску виробів. За умови регулярного випуску вироби виготовляються ритмічно через певний час (наприклад, 30 виробів щомісячно або по одному за день). При нерегулярному випуску вироби виробляються через невизначені або різні відрізки часу, тому доцільно використовувати одиничний чи партіонний методи;

ґ) трудомісткість продукції, що випускається. У разі значної частки ручної праці під час виготовлення окремих виробів, де неможливе застосування машин і механізмів, використовується одинично-технологічний метод;

д) точність обробки та шерехатість поверхні виробу. При високій точності обробки та шерехатості поверхні вдаються до непотокового методу організації виробництва;

є) характер технології виробництва. Технології штучного, серійного та масового виробництв безпосередньо вказують на пріоритети того або іншого методу.

10.2 Організація непотокового виробництва

За умовами одиничного типу виробництва припускається виготовлення широкої номенклатури продукції в одиничних примірниках або невеликих партіях, що не повторюються. Тому одиничний (одиночно-технологічний) метод організації виробництва застосовується при виготовленні складного унікального устаткування (прокатні стани, турбіни тощо), спеціального оснащення, у дослідному виробництві, виконанні індивідуальних замовлень, виробів, при виконанні окремих видів ремонтів і т. д.

Особливими ознаками й умовами реалізації одиничного методу організації виробництв є такі:

а) на робочих місцях обробляються різні за конструкцією і технологією виготовлення предмети праці, що зумовлено обмеженим (майже одиничним) обсягом їх випуску. Невелика кількість кожного з таких виробів є недостатньою для нормального завантаження устаткування;

б) усі робочі місця розміщуються за однотипними технологічними групами без певного зв'язку з послідовністю виконання операцій (наприклад, на машинобудівних підприємствах групи: токарних, фрезерних, свердлильних, стругальних, шліфувальних та інших верстатів);

в) технологічне устаткування в основному універсальне, але для обробки дуже складних за конструкцією та великогабаритних деталей можуть використовуватися верстати з ЧПУ, «обробні центри» тощо;

б) предмети праці (деталі) переміщуються в процесі обробки за складними маршрутами, унаслідок чого є великі перерви між операціями. Деталі надходять після кожної операції на проміжні склади всередині виробництва і чекають звільнення робочого місця (устаткування) та виконання наступної операції.

Ще більші перерви виникають при міжцехових очікуваннях, коли деталі накопичуються в проміжних складах для запуску їх партій в обробку чи на складання вузлів або виробів у цілому.

Кількість устаткування в непотоковому виробництві визначається за групами однотипних верстатів, що взаємно замінюються.

Одиничний метод організації виробництва найбільш притаманний технологічній формі спеціалізації підрозділів, тому іноді й називається одинично-технологічним.

Технологічна форма характеризується створенням дільниць та цехів, на яких устаткування (робочі місця) спеціалізоване за ознаками його технологічної однорідності та розмірів виробів. На технологічних дільницях (при розташуванні устаткування за групами) партії деталей можуть оброблятися одночасно на кількох одиницях устаткування (дублерах). Це дає змогу організувати багатоверстатне обслуговування, що значно скорочує час обробки та тривалість виробничого циклу виготовлення партії деталей, зменшує її собівартість.

У разі розташування устаткування за технологічним принципом деталі можуть оброблятися на кількох групах робочих місць (дільницях), неодноразово повертатися на них для подальшої обробки, тому маршрут їх руху складний і тривалий, хоча і послідовний. При цьому збільшуються час і витрати на транспортування деталей, на передання їх з дільниці на дільницю (оформлення документів, очікування початку обробки на наступній за ходом технологічного процесу дільниці).

У виробничих підрозділах, сформованих за технологічним принципом, де реалізується одиничний метод організації виробництва, використовується універсальне устаткування, що розташоване за групами, технологічна спеціалізація дільниць, робітники-універсали мають високу кваліфікацію, можливий зворотний рух предметів праці по робочих місцях, тому тривалість виробничого циклу велика. Технологічні процеси для кожного виробу, деталі розробляються індивідуально. Пристрої, оснащення, спеціальний інструмент також мають оригінальний характер, проектуються і виготовляються під кожний виріб окремо. Усе це значно збільшує собівартість і вартість продукції.

Одиничний метод виробництва з організаційного погляду є досить складним і не відповідає повною мірою принципам раціональної організації виробничого процесу.

10.3 Партюнний метод обробки

Одним з актуальних завдань сучасної організації виробництва є розроблення і впровадження в практику організаційно-економічних передумов підвищення серійності і переходу до ефективніших методів -- партіонного та потокового. Це завдання вирішується шляхом підвищення рівня стандартизації та уніфікації конструкцій виробів» (вузлів, деталей); типізації технологічних процесів, застосування групових методів обробки деталей.

Суть останніх полягає в тому, що всі деталі групуються за ознаками конструктивної і технологічної подібності. З групи виділяється найскладніша деталь, що несе всі конструктивні і технологічні елементи групи. Якщо таку деталь виділити неможливо, то вона спеціально проектується. Для неї підбираються устаткування, оснащення, інструмент та технологія з таким розрахунком, щоб забезпечити без переналагоджень обробку всіх деталей групи.

На застосуванні групової технології обробки ґрунтується партіонний метод організації виробництва, котрий має такі характерні риси: запуск у виробництво предметів праці партіями; обробка одночасно продукції кількох найменувань; закріплення за робочим місцем виконання кількох операцій; широке застосування поряд із спеціалізованим устаткуванням і універсального; використання робітників високої кваліфікації з широкою спеціалізацією; переважне розташування устаткування за групами однотипних верстатів.

Найбільшого поширення партіонні методи організації набули в серійному і дрібносерійному виробництвах, у заготівельних цехах масового і великосерійного виробництва, що використовують високопродуктивне устаткування, яке перевершує за своєю потужністю пропускну спроможність сполучених верстатів і машин у наступних підрозділах.

Оскільки при партіонному виробництві на існуючих робочих місцях обробляється велика номенклатура деталей, дуже важливо визначити однакову за конструктивно-технологічними характеристиками кількість деталей, що обробляється безперервно на кожній операції.

Така кількість деталей визначається як розмір партії деталей (n), які одночасно запускаються у виробництво:

де Тп-з -- підготовчо-завершальний час для оброблювальної партії деталей (ознайомлення з кресленнями, установлення режимів роботи устаткування тощо);

t_шт -- трудомісткість обробки найскладнішої деталі в партії;

К_н -- коефіцієнт налагодження устаткування (0,08--0,1).

Розрахункова партія коригується так, щоб вона була кратною декадній або місячній програмі. Під час розрахунку партії деталей ураховуються конкретні виробничі умови, тому що за умови періодичної або постійної їх потреби не завжди устаткування в серійному виробництві може бути повністю завантажено.

Оптимальним є такий розмір партії деталей, за якого загальні витрати на їх виготовлення будуть мінімальні, ураховуючи також витрати, які пов'язані з наявністю незавершеного виробництва.

Групове виробництво на механообробній стадії може бути створене на базі групової технології у вигляді предметно-групових цехів, дільниць і групових (багатопредметних) поточних ліній, де деталі обробляються без переналагодження верстатів.

При предметно-груповій формі організації виробництва створюються виробничі дільниці, що спеціалізуються за предметами (деталі, складальні одиниці, вироби), котрі можуть бути предметно-замкненими або предметно-груповими.

На предметно-замкнених дільницях (з технологічного погляду) мають виконуватися, як правило, усі (від першої до останньої) або більшість операцій, що необхідні для повної обробки деталей або складальних одиниць у даному цеху.

Номенклатура деталей, що обробляються на предметно-замкненій дільниці, значно менша, ніж на будь-якій технологічній дільниці. В основу організації предметно-замкнених дільниць покладена класифікація деталей і складальних одиниць за певними ознаками. При цьому кожна класифікаційна група закріплюється за певною групою робочих місць.

Класифікація деталей здійснюється за допомогою теорії множини. Суть її полягає у визначенні низки конструктивно-технологічних та планово-організаційних ознак, за якими класифікується множина деталей, які є і можуть з'явитися вперше.

У результаті групування створюються горизонтальні та вертикальні ряди класифікації.

Типові представники груп виробів мають відповідати таким вимогам:

1) відображати принципові конструктивно-технологічні особливості виробів цієї групи;

2) близькість програми випуску виробів-представників до програми, що характерна для даної групи виробів;

3) достатність кількості типових представників найменувань деталей для забезпечення достовірності вибірки.

Планово-організаційна єдність сукупності деталей визначається за ознаками: трудомісткості і кількості деталей, що випускаються. Остаточно номенклатуру груп деталей виробів для обробки на конкретній дільниці визначають після розрахунків завантаження устаткування.

Предметно-замкнені дільниці вможливлюють обробку конструктивно і технологічно однотипних деталей на універсальному устаткуванні. Створення таких дільниць сприяє розширенню типізації технологічних процесів, що створює передумови до впровадження потокового методу організації в умовах серійного виробництва.

При організації предметно-замкнених дільниць, що спеціалізовані за деталями, ознаками класифікації є: застосовність деталей (оригінальні, уніфіковані, нормалізовані або стандартні); кількість і повторюваність випуску деталей або виробів (одиничний, серійний, масовий); вид матеріалу (чорні, кольорові метали тощо); метод отримання заготовки (лиття, ковання, різання і т. д.); розміри (маса), точність і шерхавість поверхні обробки; конфігурація і технологічні маршрути (однакові, схожі та різні).

Деталі (складальні одиниці) з однаковими технологічними маршрутами повинні мати той самий склад і таку саму послідовність виконання операцій.

Деталі з подібними технологічними маршрутами мають різний склад, але однакову послідовність виконання операцій і обробляються без зворотних рухів (однонаправлені маршрути).

Деталі з різними технологічними маршрутами мають різний склад і різну послідовність виконання операцій (різнонаправлені маршрути).

Найефективнішою є організація предметно-замкнених дільниць з однаковими або подібними технологічними маршрутами виготовлення деталей. Такі дільниці, являючи собою простішу форму потокової лінії, мають безперечні переваги: скорочення кількості дільниць, на яких проходить обробку кожна деталь; зменшення кількості і різноманітності маршрутів руху деталей, що обробляються на дільниці; зменшення міжопераційного часу; ліквідація часу пролежування деталей між дільницями і між цехами.

За однакової і точно визначеної послідовності обробки деталей на всіх робочих місцях забезпечується поточність і ритмічність виробництва. Варіантів послідовності обробки деталей, однакової для всіх робочих місць, може бути дуже багато. Кожний з варіантів має різну тривалість виробничого циклу обробки однієї партії групи деталей. Завдання полягає в тому, щоб знайти варіант, який дає мінімальну тривалість виробничого циклу обробки партії деталей.

Можливості виготовлення деталей (виконання всіх операцій обробки деталі) на одній предметно-замкненій або предметно-груповій дільниці в деяких випадках обмежені з причин малого завантаження частини устаткування і робітників, необхідності виконання окремих операцій в іншому приміщенні через санітарно-гігієнічні або технологічні умови. У таких випадках використовується змішана форма спеціалізації, суть якої полягає в обробці деталей на технологічних та предметно-замкнених (предметно-групових) дільницях.

Є такі різновиди предметно-замкнених дільниць:

1) з однаковими чи однорідними технологічними процесами або маршрутами руху (наприклад, обробка корпусів одного типу, але різних розмірів);

2) з обробки різноманітних деталей, подібних за конфігурацією й операціями обробки (наприклад, деталі плоскі, деталі типу тіл обертання й ін.);

3) з обробки деталей, подібних за габаритами й операціями обробки (наприклад, деталі великі, дрібні і т. д.);

4) з обробки деталей з матеріалів та заготовок певного виду (поковок, штамповок, сплавів, пластмас, кераміки тощо).

Створення й організація роботи предметно-замкнених дільниць ґрунтується на розрахунках низки календарно-планових нормативів: розмір партії деталей конкретного найменування; періодичність (ритмічність) чергування партії деталей цього найменування; кількість партій деталей кожного найменування; кількість одиниць устаткування на кожній операції виробничого процесу й коефіцієнт його завантаження; поопераційно-подетальний стандарт-план; тривалість виробничого циклу обробки партії деталей кожного найменування; нормативи заділів та незавершеного виробництва.

В основі розрахунку календарно-планових нормативів лежать: програма випуску (запуску) деталей кожного найменування на плановий період; технологічний процес і норми часу обробки деталей кожного найменування по конкретній операції; норми підготовчо-завершального часу на кожну операцію по кожному найменуванню деталі; припустимі втрати робочого часу на переналагодження і планові ремонти устаткування; кількість робочих днів у плановому періоді; тривалість робочої зміни і режим роботи.

За даними проведених розрахунків будується стандарт-план на визначений період часу, доки діє виробнича програма. Він установлює повторювані стандартні терміни запуску і випуску партій деталей кожного найменування по кожній операції. Загальний ритм чергування партій деталей береться найбільший з усіх прийнятих.

Характерні ознаки непотокових методів виробництва виявляються під час організації дільниць серійного складання виробів. По-перше, вироби виготовляються малими серіями при широкій номенклатурі або партіями. По-друге, повторюваність партій виробів даної номенклатури в програмі заводу відсутня або нерегулярна. По-третє, розміри партій змінюються.

Особливістю організації роботи дільниць серійного складання є розчленовування виробу на окремі складальні елементи (одиниці). Більшість деталей перед установленням їх на виріб попередньо складаються в складальні одиниці (дрібні складальні одиниці, підвузли, вузли і т. д.), відособлені від інших елементів виробу, що дає можливість організувати їх складання паралельно, а всі календарно-планові нормативи встановлюються на партію складальних одиниць.

Партія -- це заздалегідь установлена кількість однойменних предметів праці (складальних одиниць), що виготовляються з одного налагодження робочого місця (з однократною затратою підготовчо-завершального часу).

Тривалість операцій і процесів зі збирання складальних одиниць залежить не тільки від їх трудомісткості, а й від кількості робітників, одночасно зайнятих їх .виконанням, тобто від так званого фронту роботи. Це дає змогу в багатьох випадках зменшити тривалість виробничого циклу складання виробу.

Іншою важливою особливістю організації ділянок серійного складання є розрахунок періоду чергування партій складальних одиниць, побудова циклового графіка складання виробу і розрахунок тривалості виробничого циклу.

Розмір партії і період чергування слід погоджувати з термінами постачання готової продукції і періодами чергування партій на сполучених дільницях. Розміри партій виробів і періоди їх чергування мають бути такими, щоб забезпечувалися відповідний рівень продуктивності праці на кожному робочому місці, а також зручність передавання партій з одного робочого місця на інше. Прийнятий розмір партії великогабаритних складальних одиниць (вузлів, блоків і т. д.) може бути скоригований у меншу сторону (іноді менш мінімального розміру за розрахунком). По вузлах і інших складальних одиницях, що мають встановлений граничний термін збереження, прийнятий розмір партії скорочується.

Для всіх складальних одиниць певного виробу, як правило, установлюється єдиний період чергування партій. Протягом кожного періоду чергування забезпечується випуск комплекту партій усіх складальних одиниць, що належать даному виробу. Якщо на дільниці збирається кілька найменувань виробів (два--три і більш), що мають різну програму випуску (запуску), то і тоді варто вибирати єдину періодичність повторення всіх партій складальних одиниць кожного найменування. У крайньому разі на дільниці можна призначити два--три різних періоди чергування, але кратних один одному. Скорочення кількості різних ритмів партій значно спрощує побудову стандарт-плану, полегшує оперативне планування і регулювання робіт на ділянці.

Складальний процес у часі може будуватися відповідно до кожного з видів руху деталей по операціях: послідовного, послідовно-паралельного чи паралельного.

Орієнтація на інтереси споживача, конкуренція, ризик банкрутства зумовлюють необхідність розширення номенклатури виробів, що виготовляються, і розширення сфери використання партіонного методу організації виробництва. Японські корпорації успішно переводять свої виробництва на різноманітний асортимент продукції, яка ви- 1 готовляється малими серіями за допомогою впровадження гнучких виробничих систем.

Другим важливим напрямом підвищення ефективності партіонного методу є впровадження гнучких автоматизованих виробництв на основі гнучких виробничих систем (ГВС).

11. Потокове та автоматизоване виробництво

11.1 Потокове виробництво

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.

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).

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;

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

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

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;

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

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.

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.

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

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

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

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.

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

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

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

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

10. За рівнем охоплення виробництва виділяють: дільничні, цехові, міжцехові, наскрізні потокові лінії.

Після вибору технологічного устаткування та виду транспортних засобів здійснюється компонування потокової лінії.

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.

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 (г) 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.

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

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.

Синхронізація операцій забезпечується: упровадженням прогресивнішої технології; добором спеціального устаткування або оснащення, що скорочують тривалість операцій; укрупненням (концентрацією) дрібних операцій; поділом тривалих операцій на переходи; комбінуванням різних варіантів порядку виконання операцій; уведенням паралельних робочих місць на операціях, тривалість яких кратна такту; змінами режимів роботи устаткування, суміщенням часу виконання кількох переходів; раціоналізацією робочих прийомів; суміщенням часу машинної і ручної роботи та ін.

У період проектування потокової лінії здійснюється попередня синхронізація операцій з відхиленнями від такту (ритму) в межах до ±10 %, а потім більш точна в період налагодження та освоєння потокової лінії.

За умови повної синхронізації потокової лінії кількість робочих місць завжди ціле число, їх завантаженість максимальна й однакова на всіх операціях. На операціях, які неможливо повністю синхронізувати, кількість робочих місць доцільно округляти до найближчого цілого числа, передбачивши при цьому використання раціонального оснащення, ефективнішого режиму роботи обладнання та ін. Разом з тим при розрахунках допускається перевантаження робочих місць не більше 10--12% з наступним його зняттям під час налагодження та освоєння потокової лінії.

Показники завантаження робочих місць є показниками доцільності застосування потокового виробництва. Вважається доцільним у масово-потоковому виробництві мати нижню межу завантаження робочих місць 80--85 %, а в серійно-потоковому 70--75 %.

Крок конвеєра (l_k) визначається як відстань між центрами двох суміжних робочих місць чи виробів, що перебувають на конвеєрі. Його величина залежить від габариту виробу, що обробляється (збирається).

Швидкість руху конвеєра (V) -- важливий показник роботи потокової лінії. Для безперервно-потокової лінії вона визначається відношенням кроку конвеєра до такту, тобто відстань, яку конвеєр проходить за час, що дорівнює такту

Швидкість конвеєра коливається в межах 0,1--4,0 м/хв.

Найбільш технічно вдосконаленими є потокові лінії з розподільчим конвеєром зі зняттям предметів на окремих операціях, де є по кілька стаціонарних робочих місць. На такому конвеєрі необхідно забезпечити правильну черговість в обробці (складанні) виробів на кожному робочому місці. Для цього роблять розмітку конвеєра. Розподільчі конвеєри мають швидкість від 0,5 до 2 м/хв.

Потокові лінії з розподільчим конвеєром застосовуються при обробці заготовок та деталей, а також під час складання вузлів і виробів, як правило, невеликих за габаритами та масою.

Спочатку визначається період конвеєра (П) -- комплект знаків, що призначені для його розмітки. За однакової продуктивності всіх робітників, які закріплені за кожною операцією, (П) визначається як найменше загальне кратне з кількості робочих місць на всіх операціях потокової лінії. Період конвеєра використовується для адресування виробів на робочі місця. Стрічка розмічається таким чином, щоб у загальній її довжині період укладався ціле число разів.

Може застосовуватися як рівномірний, так і нерівномірний (при різному ступені освоєння операцій) розподіл розмічальних номерів між робітниками.

Найзручнішими періодами є 6, 12, 24, 30. При великих періодах рекомендується вводити дворядну (диференційовану) розмітку, застосовуючи, наприклад, цифрові та кольорові комплекти розмічальних знаків для певних груп операцій.

Довжина робочої частини конвеєра (L_K) дорівнює кількості робочих місць на конвеєрі, помноженій на його крок l_к.

На робочому конвеєрі з безперервним рухом робітник під час виконання операції переміщується в межах робочої зони за ходом конвеєра і повертається на початкове місце для виконання операції над наступним виробом. Межі робочої зони (майданчика) відмічаються умовними позначками на підлозі або на нерухомій частині конвеєра.

Робочий конвеєр оснащений механічним транспортером, який переміщує оброблюваний об'єкт уздовж лінії, регламентує ритм роботи та слугує місцем виконання операцій. Він застосовується для складання і зварювання виробів, заливання у форми (ливарні цехи), фарбування вузлів у спеціальних автоматичних камерах.

Кількість робітників на потокових лініях визначають виходячи з кількості робочих місць, норм обслуговування і коефіцієнта завантаження робочих місць.

На однопредметній потоковій лінії створюються заділи трьох видів: технологічний, транспортний та резервний.

Вироби, що перебувають у даний період на робочих місцях у процесі обробки (складання), створюють технологічний заділ Z,_ex.

Вироби, що перебувають у процесі транспортування, формуть транспортний заділ Z_Tp

Резервний (страховий) заділ Z_pe3 установлюється на випадок відхилень від заданого такту роботи лінії.

Прямоточні (перервно-потокові) лінії економічно виправдовують себе у випадках синхронізації більшої частини операцій та можливого комбінування дозавантаження робітників шляхом закріплення за ними двох-трьох операцій. Відсутність повної синхронізації процесу, різна продуктивність на суміжних операціях сприяє виникненню міжопераційних заділів.

При потоковій організації виробництва скорочуються всі елементи тривалості виробничого циклу, зокрема, технологічного -- за рахунок зростання продуктивності праці, транспортного -- за рахунок розташування робочих місць за ходом технологічного процесу, відсутності міжопераційного пролежування напівфабрикатів, застосування паралельного сполучення операцій, суміщення технологічних, транспортних і контрольних операцій, застосування високопродуктивних транспортних систем. Зменшення тривалості виробничого циклу сприяє скороченню заділів, розмірів оборотних коштів та прискоренню їх оборотності.

Потокова організація виробництва має певні недоліки. Так, основною вимогою при виборі виробів для виготовлення потоковим методом є відносна стабільність їх конструкцій, великі масштаби виробництва, що не завжди відповідає потребам ринку. Використання конвеєрних потокових ліній збільшує транспортний заділ (незавершене виробництво) і ускладнює передачу інформації про якість продукції на інші робочі місця та дільниці. Не менш важливим недоліком є також низька задоволеність працею робітників, що зайняті на потокових лініях. Монотонна, стомлива робота на них, виконання одноманітних операцій знижує матеріальну і моральну зацікавленість у результатах праці, сприяє збільшенню плинності кадрів.

На першому етапі вдосконалювання потокових методів необхідно впроваджувати такі організаційні заходи, що дають великий позитивний ефект і не потребують значних капітальних укладень: організація роботи при перемінних, протягом дня, такті і швидкості потокової лінії; переведення робітників протягом зміни з однієї операції на іншу; застосування багатоопераційних машин, що потребують регулярного переключення уваги робітників на різні процеси; заходи матеріального стимулювання; упровадження агрегатно-групових методів організації виробничого процесу, потокових ліній з вільним ритмом.

Таким чином, розвиток нових форм потокового виробництва дає змогу ефективно застосовувати його з урахуванням сучасних вимог науково-технічного прогресу.

11.2 Автоматизоване виробництво

Автоматизація виробничого процесу досягається шляхом використання систем машин-автоматів, що являють собою комбінацію різнорідного устаткування та інших технічних пристроїв, розташованих у технологічній послідовності й об'єднаних засобами транспортування, контролю та управління для виконання часткових процесів виготовлення виробів.

Під автоматизацією виробництва розуміють процес, під час якого всі або переважна частина операцій, що потребують фізичних зусиль робітника, передаються машинам і здійснюються без його особистої участі, крім функції налагодження, нагляду і контролю.

Етапи розвитку автоматизації в промисловості визначаються розвитком засобів виробництва, електронно-обчислювальної техніки, наукових методів, технології та організації виробництва.

На першому етапі автоматизувалися окремі операції або їх групи з повним або частковим вивільненням робітника від виконання трудомістких, шкідливих, монотонних операцій. Для цього створювалися напівавтомати й автомати.

Другий етап розвитку автоматизації характеризується впровадженням автоматичної лінії -- автоматичної системи машин, що розташовані за ходом технологічного процесу, яка здійснює без безпосередньої участі людини у визначеній послідовності і в заданому ритмі технологічні операції з виготовлення продукції. За робітником залишається виконання функцій налагодження та управління.

Важливою характеристикою автоматичних верстатних ліній є спосіб кінематичного зв'язку устаткування, який може бути жорстким і гнучким.

Для третього етапу розвитку автоматизації характерна поява електронно-програмного управління: були створені верстати з ЧПУ, обробні центри і автоматичні лінії, оснащені обладнанням з програмним управлінням.

Четвертий етап розвитку автоматизації пов'язаний з новими можливостями ЧПУ, які базуються на застосуванні мікропроцесорної техніки, що дало змогу створити принципово нову систему машин, яка поєднує в собі високу продуктивність автоматичних ліній з вимогами гнучкості виробничого процесу.

П'ятий етап автоматизації характеризується створенням комплексно-автоматизованих дільниць, цехів і заводів у цілому з використанням електронно-обчислювальної техніки та комп'ютерних систем.

Типовим прикладом комплексних систем машин є автоматична лінія. Автоматична лінія -- це система керуючих пристроїв та машин-автоматів, які розміщені за ходом технологічного процесу й об'єднані автоматичними механізмами та пристроями для транспортування, накопичення заділів, усування відходів, зміни орієнтації. Залежно від складу устаткування, що використовується, АЛ класифікуються за типами:

* автоматичні лінії з агрегатних верстатів вирізняються високою ефективністю, скороченими термінами проектно-монтажних робіт, високим рівнем надійності роботи агрегатів, оскільки їх збирають з уніфікованих агрегатних вузлів, що налагоджені у системах, які раніше діяли;

* автоматичні лінії з універсальних верстатів-автоматів і напівавтоматів -- проектуються на базі потокових ліній з оснащенням механізмами автоматичного завантаження-розвантаження деталей;

* автоматичні лінії зі спеціального устаткування високоефективні при використанні в умовах масового виробництва. Зазвичай для процесу їх створення характерні тривалі терміни проектування й освоєння, значні витрати;

* автоматичні лінії з багатоцільових верстатів (гнучкі автоматичні лінії) являють собою високоефективні автоматизовані гнучкі технологічні комплекси з управлінням від ЕОМ. Вони свідчать про високий рівень гнучкості, електронізації та інтеграції виробництва.

Основним параметром (нормативом) АЛ є продуктивність, яка розраховується за продуктивністю останнього верстата, який випускає з неї продукт. Визначають: технологічну, циклову, фактичну, потенційну продуктивність лінії.

Роторні лінії є різновидом АЛ із спеціального устаткування, створюються на основі роторних машин і роторних транспортуючих пристроїв, при цьому обробка виробів поєднується в часі з безперервним транспортуванням заготовок по операціях технологічного процесу.

Залежно від засобу забезпечення ритмічності розрізняють синхронні (жорсткі) АЛ, для яких характерні жорсткі міжагрегатні зв'язки і єдиний цикл роботи верстатів, та несинхронні (гнучкі) АЛ із гнучким міжагрегатним зв'язком. Кожний верстат у цьому випадку забезпечений індивідуальним магазином -- накопичувачем міжопераційних заділів.

Залежно від використання пристроїв-супутників розрізняють супутникові і безсупутникові автоматичні лінії, а від кількості технологічних потоків -- однопоточні та багатопоточні.

Відповідно до функціонального призначення автоматичні лінії можуть бути механообробними, механоскладальними, складальними, заготівельними, термічними, контрольно-вимірювальними, пакувальними, консерваційними та комплексними.

Промисловий робот -- універсальна автоматизована машина, що запрограмована на виконання у виробничому процесі багатьох послідовних команд для здійснення рухових функцій, аналогічних функціям людини.

Для здійснення різноманітних виробничих процесів в особливих умовах виробництва використовуються відповідні типи роботів, що об'єднуються в робототехнічні комплекси (РТК).

Залежно від виду роботизованого виробничого процесу РТК можуть бути призначені для одержання заготовок, обробки деталей, виконання процесів складання або для реалізації контрольно-сортувальних і транспортно-перевантажувальних завдань, у тому числі для внутрішньоцехового транспортування і складських операцій.

При проектуванні різноманітних видів РТК, як правило, виділяють два етапи.

На першому етапі розглядають проблеми виробництва, вибирають об'єкти роботизації, склад основного технологічного устаткування, вид руху деталей, систему раціонального автоматизованого управління технологічним процесом і функціональними завданнями.

На другому етапі здійснюють безпосереднє проектування РТК, формують структуру, визначають кількість і характеристики промислових роботів і технологічного устаткування, розробляють раціональні планування устаткування РТК у виробничому приміщенні, вибирають компоновочні схеми РТК, складають і відпрацьовують алгоритми і програми системи управління РТК, що необхідні в період функціонування.

Сучасне промислове виробництво характеризується, як уже відзначалося, прискореним оновленням продукції внаслідок посилення конкуренції, технологічного прогресу та орієнтації на виготовлення продукції для конкретного споживача, що зумовлює зниження серійності випуску продукції. Як правило, виробничий апарат промислових підприємств обновляється повільніше, ніж вироби, що випускаються. Звідси виникає гостра проблема адаптації виробництва до параметрів продукції, що швидко змінюється.

Гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ) являє собою організаційно-технічну виробничу систему, що функціонує на основі комплексної автоматизації і здатна (у діапазоні технічних можливостей) з мінімальними витратами й у короткі терміни, не припиняючи виробничого процесу і не зупиняючи устаткування, переходити на випуск нової продукції довільної номенклатури шляхом перебудови технологічного процесу (у межах наявного станочного парку й обслуговуючого комплексу) за рахунок заміни програм управління.

Складовими автоматизованого виробництва є:

гнучкі виробничі модулі (ГВМ);

гнучкі виробничі комплекси (ГВК);

автоматизована система технологічної підготовки виробництва (АСТПВ) і автоматизована система управління виробництвом (АСУВ).

Гнучкий виробничий модуль (ГВМ) -- елементарний компонент ГВК (ГАЛ, ГАД), здатна автоматично переналагоджуватися й автономно функціонувати одиниця автоматичного технологічного устаткування (із ЧПУ), оснащена автоматизованими пристроями (роботами) завантаження заготовок, зняття обробленої деталі (вузла), вилучення відходів (наприклад, стружки), подавання і заміни інструменту, вимірів і контролю в процесі обробки деталей довільної номенклатури, а також: пристроями діагностики негараздів і відмов у роботі.

...