Поточное производство

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

поточный производство линия непрерывность

Актуальность данной темы заключается в том, что в поточном производстве в полной форме находят свое воплощение прогрессивные принципы организации. Являясь передовым методом организации производства, поток имеет существенные экономические преимущества.

Поточное производство вследствие высокой специализации, механизации и четкой организации производственного процесса является наиболее эффективным. Сущность поточного производства заключается в организации непрерывного и ритмичного производства работ, что дает возможность равномерно использовать денежные, материальные и трудовые ресурсы, в равные промежутки времени выпускать определенные объемы продукции. Его эффективность проявляется в высокой производительности труда, сокращении производственного цикла и незавершенного производства, лучшем использовании основных фондов.

Проблема заключается в том, что поточное производство имеет ряд недостатков, и при неграмотной организации их последствия могут превысить преимущества, а следовательно, экономические показатели будут существенно ниже, чем при правильной организации.



Выбор и обоснование типа производства

Развитие предметной формы специализации цехов (участков) приводит к созданию поточного производства - наиболее прогрессивной и эффективной формы организации производственных процессов.

Поточное производство - это такая форма организации производства, которая основана на ритмичном повторяющемся времени выполнения операций (основных и вспомогательных) на специализированных рабочих местах, которые располагаются по ходу технологического процесса.

Основной составляющей на поточном производстве - поточная линия. Поточная линия - это совокупность рабочих мест, которые расположены по ходу тех. Процесса, предназначены для выполнения определенных технологических операций и связаны между собой специальными видами межоперационных транспортных средств.

Производственный процесс обработки детали или сборки изделия расчленяется на равные по продолжительности операции, выполняемые на специализированных рабочих местах (позициях). Позиции располагаются в последовательности технологического процесса, при этом перемещение изделий с позиции на позицию, как говорилось ранее, осуществляется при помощи специальных транспортных средств.

Все это можно представить следующим образом:

Рис. 1 - Схема компоновки и планировки поточных линий.

Производственные процессы в ряде отраслей классифицируются по характеру использования средств труда, по характеру протекания процесса во времени, отношению к выпускаемой продукции.

Типом производства называют классификационную категорию производственного процесса, выделяемую признаками номенклатуры, производимой продукции, стабильности и объемом выпуска изделий. Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций (Кзо), который представляет собой отношение числа всех технологических операций к числу рабочих мест при выполнении соответствующего технологического процесса изготовления продукции, определяемый по формуле 1.1:

, (1.1)

Где: Ко - количество деталей операций технологического процесса;

Р - расчетное число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Тип производства по коэффициенту закрепления операций - массовое, на основании данных, приведенных в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Значения коэффициента закрепления операций для различных типов производства

№ п/п	Тип производства	Значение коэффициента (Кзо)
1	Массовое	1 (или меньше единицы)
2	Крупносерийное	2-10
3	Среднесерийное	10-20
4	Мелкосерийное	20-40
5	Единичное	более 40

О типе производства можно судить - по коэффициенту загрузки одного рабочего места деталью одного наименования (Кзр), который определяется по формуле 1.2:

(1.2)

Где: Ni - программа выпуска деталей i-го данного наименования;

Sпр - принятое количество оборудования, которое получается путем округления в большую сторону до ближайшего целого числа;

Fn - номинальный фонд времени работы единицы оборудования, ч.

Т.к. номинальный фонд времени включает в себя: режим работы в цеху, число рабочих дней в году и количество смен, то он определяется для пятидневной рабочей недели по формуле (1.3):

Fн = ((kд - kв - kп) * tсм) - kпп*tсм.пп.) * n, (1.3)

Где: kд - количество календарных дней в году (366);

kв - количество выходных дней в году (105);

kп - количество праздничных дней в году, (11);

tсм - продолжительность смены ч. (8);

tсм.пп. - сокращение смены в предвыходные и предпраздничные дни на ч. (1);

kпп - количество предпраздничных дней в году (55);

n - количество смен в цеху (1)

Fн = ((366 - 105 - 11) * 8 - 55 * 1) * 1 = 1945 ч.

Действительный годовой фонд времени Fд с учетом коэффициента потерь рабочего времени (б), равный 0,95.

Fн = (((kд - kв - kп) * tсм - kпп * tсм.пп.) * n) * б (1.4)

Fд = 1945 * 0,95 = 1847,75 ? 1848 ч.

Зная действительный фонд работы оборудования можно рассчитать необходимое количество оборудования на участке (S), по формуле 1.5:

Sн = N * tшт i / 60 * Fд * kвн (1.5)

где kвн - коэффициент выполнение норм времени (1-1,25);

Fд - действительный фонд времени, ч. (1848, в одну смену 2016).

Sн1 = 123 * 248 * 0.8 / 60 * 1848 *1.15 = 0,192 => 1

Sн2 = 123 * 248 * 2.0 / 60 * 1848 *1.15 = 0,479 => 1

Sн3 = 123 * 248 * 1.0 / 60 * 1848 *1.15 = 0,239 => 1

Sн4 = 123 * 248 * 0.8 / 60 * 1848 *1.15 = 0,192 => 1

Sн5 = 123 * 248 * 1.6 / 60 * 1848 *1.15 = 0,383 => 1

Sн6 = 123 * 248 * 0.6 / 60 * 1848 *1.15 = 0,144 => 1

Sн7 = 123 * 248 * 3.4 / 60 * 1848 *1.15 = 0,813 => 1

Кз.р.1 = 123 * 248 * 0.8 / 60 * 1945 *1 = 0,209

Кз.р.2 = 123 * 248 * 2.0 / 60 * 1945 *1 = 0,523

Кз.р.3 = 123 * 248 * 1.0 / 60 * 1945 *1 = 0,262

Кз.р.4 = 123 * 248 * 0.8 / 60 * 1945 *1 = 0,209

Кз.р.5 = 123 * 248 * 1.6 / 60 * 1945 *1 = 0,418

Кз.р.6 = 123 * 248 * 0.6 / 60 * 1945 *1 = 0,157

Кз.р.7 = 123 * 248 * 3.4 / 60 * 1945 *1 = 0,889

Значения коэффициентов загрузки рабочих мест приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Значения коэффициента загрузки рабочих мест для различных типов производства

№ п/п	Тип производства	Значения коэффициента загрузки рабочих мест (Кз.р.)
1	Массовое	0,42-0,85
2	Крупносерийное	0,09-0,42
3	Среднесерийное	0,04-0,09
4	Мелкосерийное	0,02-0,04
5	Единичное	0,02

Данные для определения типа производства необходимо свести в таблицу 1.3



Таблица 1.3 - Определение загрузки рабочих мести типа производства (примерная форма)

№ п/п	tшт	Кз.о.	Кз.р.	Тип производства
1	0,8	1	0,209	Крупносерийное
2	2	1	0,523	Массовое
3	1	1	0,262	Крупносерийное
4	0,8	1	0,209	Крупносерийное
5	1,6	1	0,418	Массовое
6	0,6	1	0,157	Крупносерийное
7	3,4	1	0,889	Массовое

Анализируя полученные данные в таблице 1.3 делается вывод о типе производства в цеху, для базового варианта тип производства - массовое.

Обоснование вида поточной линии

Поточная линия - это ряд взаимосвязанных рабочих мест, расположенных в порядке следования технологического процесса и объединенных общей для всех нормой производительности. Производительность всей поточной линии определяется производительностью ведущей машины производственного процесса. Ее определяют такие ведущие процессы труда, выполнение которых максимально приближает полуфабрикат к стадии готового продукта. С помощью ведущего оборудования происходят основные изменения в сырье, полуфабрикатах, превращающие предмет труда в готовый продукт.

Производительность поточной линии определяется производительностью ведущего оборудования. Это означает, что исходя из производительности ведущей машины, устанавливают производственные задания каждому рабочему месту потока.

Производственное задание представляет то количество предметов труда (сырья, полуфабрикатов), которое должно быть обработано для обеспечения полной загрузки ведущей машины поточной линии, то есть, для бесперебойной работы ведущего оборудования или для выполнения сменного задания.

Конфигурация поточных линий в зависимости от планировки цеха, участка, количества рабочих мест и других условий предполагает следующие виды, в зависимости от следующих признаков:

По типу производства: однопредметные и многопредметные.

Однопредметные поточные линии - это линии, на которых постоянно выпускается один вид продукции в большом количестве, в течение длительного периода времени.

Характерные черты однопредметных поточных линий:

а) производство одного вида продукции в течение длительного периода времени до смены объекта производства на заводе;

6) постоянно действующий, несменяемый технологический процесс;

в) большой масштаб производства однотипной продукции.

Эти линии, как правило, применяются в условиях массового или крупносерийного производства.

Многопредметные поточные линии - это линии, на которых изготавливают продукцию (изделия) разного ассортимента, сходных в технологическом отношении. На таких поточных линиях используются одни и те же рабочие, одно и тоже оборудование, причем продукция изготавливается путем периодического переключения с производства одного вида продукции к другому виду.

Такой переход от выработки одного вида продукции к другому приводит к изменению режима работы оборудования. При этом часть оборудования исключается из потока, а часть вводится.

Существуют следующие формы многопредметных поточных линий:

- Групповые линии - это линии, на которых обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой технологии и с использованием групповой оснастки либо одновременно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест).

Примером групповой поточной линии может служить производство сменно-запасных деталей к судовым двигателям, механизмам.

- Переменно-поточная линия - это линия, на которой обрабатывается несколько конструктивно-однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовления предметов определенного наименования такая линия работает по тем же принципам, что и однопредметная.

Поточная линия может быть прямолинейной, прямоугольной, круговой, кольцевой, овальной. Более правильной считается прямая или кольцевая конфигурация поточной линии. При большом количестве оборудования и рабочих мест их размещают в несколько параллельных линий, но так, чтобы не было возвратных и пересекающихся линий движения предметов труда.

По степени прерывности процесса: непрерывными и прерывными.

На непрерывных линиях движение изделий по операциям осуществляется непрерывно (без межоперационного прослеживания) при непрерывной (без простоев) работе рабочих и оборудования. Предметы труда с операции на операцию непрерывно передаются поштучно или небольшими транспортными партиями с помощью механизированных или автоматизированных транспортных средств (конвейеров) через одинаковый промежуток времени, равный такту или ритму потока. При этом время выполнения всех операций технологического процесса на данном рабочем месте должно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологический процесс принято называть синхронизированным.

Непрерывно-поточные линии используются на всех стадиях производства. Особенно большое распространение они получили в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку его организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, добиваясь полной синхронизации.

Непрерывно-поточными могут быть как одно, так и многопредметные поточные линии.

Непрерывно-поточное производство может быть двух видов - постоянно-поточным и переменно-поточным.

Прерывными называются поточные линии, в которых не обеспечивается полная непрерывность движения предметов труда, так как не соблюдается условие синхронизации операций на всех рабочих местах. Загрузка оборудования и рабочих мест на таких линиях недостаточно равномерна. На отдельных рабочих местах, имеющих меньшую длительность операций, происходит накапливание полуфабрикатов.

Прерывно-поточными также могут быть одно- и многопредметные поточные линии. Они создаются, когда отсутствует равенство или кратность длительности операций такту и полная непрерывность производственного процесса не достигается. Для поддержания беспрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях создаются межоперационные оборотные заделы.

Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного производства, а прямоточные многопредметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производства.

По способу поддержания ритма движения: с регламентированным и свободным ритмом.

- Регламентированный (принудительный) ритм работы поддерживается с помощью конвейеров и световой сигнализации.

Линии с регламентированным ритмом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой или звуковой сигнализации при отсутствии конвейеров.

- Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, регламентирующих ритм работы линий, а необходимый ритм обеспечивается непосредственно рабочим на данной линии. Линии со свободным ритмом широко распространены в рыбоконсервном и кулинарном производстве.

Эти линии применяются при любых формах потока (непрерывной и прерывной), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии. Его величина должна соответствовать расчетной средней производительности за определенный период времени (час, смену).

По способу транспортировки предметов труда: со средствами непрерывного действия (конвейерами), с транспортными средствами прерывного действия (тележки на рельсах, монорельсы с тельферами, краны и др.) и линии без транспортных средств.

Наиболее совершенным транспортным средством в поточной линии является конвейер, который поддерживает ритм работы линии, уменьшает потребность в обслуживающих рабочих, требует равенства или кратности длительности операций на линии.

В зависимости от функций, выполняемыми средствами, линии непрерывного действия подразделяются на: линии с транспортным конвейером; линии с рабочим конвейером и линии с распределительным конвейером.

В зависимости от характера движения конвейеры бывают двух типов: непрерывно движущиеся и пульсирующие. Пульсирующий конвейер через определенные промежутки времени периодически останавливается, а затем снова движется.

Транспортные конвейеры поточных линий (ленточные, пластинчатые, цепные, подвесные и др.) предназначены для транспортировки предметов труда и поддержания заданного ритма работы линии.

Рабочие конвейеры поточных линий являются не только транспортными средствами непрерывного действия, выполняющими функции транспортных конвейеров, но и представляют собой систему рабочих мест, на которых осуществляются технологические операции без снятия предметов труда.

Распределительные конвейеры применяются на поточных линиях с выполнением операций на стационарных рабочих местах (станках) и с различным числом рабочих мест-дублеров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмичности необходимо обеспечить четкое адресование предметов труда по рабочим местам.

Линии с транспортными средствами прерывного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть подразделены на несколько видов. К транспортным средствам прерывного действия относятся: бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.); подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.).

Линии без наличия транспортных средств - это линии с неподвижным предметом труда (как правило, при сборке крупных объектов).

Основанием для выбора поточной линии служит:

- тип производства;

- технологический процесс изготовления продукции.

Если тип производства массовый и крупносерийный, целесообразно выбрать однопредметную поточную линию, если тип производства серийный или мелкосерийный, то выбирают многопредметную линию, так как выпуск продукта одного наименования не позволяет обеспечивать полную загрузку всех рабочих мест линий.

После того как сделан выбор на основании технологической и номенклатуры изготовленной продукции. Устанавливается степень непрерывности, она определяется исходя из сопоставления времени выполнения отдельных операций технологического процесса и такта потока если их отношение равно или кратно (допускается отклонение 5-7%), то технологический процесс считается синхронизированным и выбирается непрерывно - поточная линия.

Условие синхронизации можно записать следующим образом:

где t1, t2,… , tn - нормы штучного времени по операциям технологического процесса

c1, c2,…,cn - число рабочих мест по операциям технологического процесса и r - это такт (поштучный ритм) и рассчитывается мин/шт.

Вывод:

Выбрана однопредметная прерывно-поточная линия, так как:

1) тип производства массовый;

2) условие синхронизации не соблюдается

().

Особенности организации поточного производства

Общие положения.

Развитие предметной формы специализации цехов (участков) приводит к созданию поточного производства - наиболее прогрессивной и эффективной формы организации производственных процессов, основанных на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций. Производственный процесс обработки детали или сборки изделия расчленяется на равные по продолжительности операции, выполняемые на специализированных рабочих местах (позициях). Позиции располагаются в последовательности технологического процесса, при этом перемещение изделий с позиции на позицию осуществляется при помощи специальных транспортных средств.

К числу основных признаков, характеризующих поточное производство, относятся:

Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке следования операций технологического процесса. Прямоточность обеспечивает кратчайший путь движения изделия в производстве;

Принцип специализации воплощается в создании специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного закрепленного за данной линией изделия или нескольких технологически родственных изделий;

Принцип непрерывности проявляется в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной работе рабочих и оборудования. Подобные линии называются непрерывно-поточными. Непрерывность является прямым следствием принципа пропорциональности, в частности равной производительности на всех операциях линии. Если такого равенства нет, то линия называется прерывно-поточной или прямоточной;

Принцип параллельности предусматривает параллельное движение изделий, при котором они передаются по операциям поштучно либо небольшими транспортными партиями;

Принцип ритмичности характеризуется ритмичным выпуском продукции на линии и ритмичным повторением всех операций на каждом ее рабочем месте. На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изделия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или поштучным ритмом).

Характерные признаки организации поточного производства:

Расчленение процесса изготовления продукции на ряд составных частей, на более или менее простые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами (станками) или за группой одинаковых рабочих мест;

Повторение одних и тех же процессов на каждом рабочем месте;

Оснащение рабочих мест поточной линии специальным оборудованием, инструментом, приспособлениями, обеспечивающими высокопроизводительное выполнение закрепленных операций;

Транспортная направленность, регламентирующая все производство во времени и в пространстве;

Высокая степень механизации и автоматизации процессов производства;

Непрерывно повторяющееся единообразие всех производственных факторов качества и форм материалов, инструментов и приспособлений и т. п.;

Равномерность выпуска продукции на основе единого расчетного такта поточной линии;

Одновременное выполнение всех составных частей процесса.

Для того чтобы выполнять эти условия, необходимо:

Расположить оборудование и рабочие места по ходу технологического процесса;

Непрерывно и равномерно перемещать предметы труда по рабочим местам поточной линии, с предыдущей операции на последующую, поштучно или небольшими партиями, по мере их обработки на предыдущей с помощью специальных транспортных средств;

Согласовать, то есть синхронизировать продолжительность выполнения всех технологических операций на линии. Синхронизация означает равенство или кратность выполнения всех технологических операций на линии.

Условие синхронизации, выравнивания длительности всех операций необходимо для того, чтобы каждое предыдущее рабочее место потока непрерывно давало работу каждому последующему рабочему месту без пролеживания предметов труда и простоев оборудования. Это условие является наиболее характерной особенностью поточного производства. Поточное производство представляет собой основную форму организации производственного процесса на предприятиях массового типа производства, где от потока может быть получен наибольший эффект.

Условиями для перехода на поточные методы производства являются: достаточный объем выпуска однотипных изделий, для чего максимально унифицируют конструкции выпускаемых изделий; углубление специализации завода, цехов, участков и рабочих мест; отработку конструкций изделий с точки зрения требований поточной технологичности; разработка технологического процесса, обеспечивающего наибольшую пропорциональность в потоке, а в серийном производстве - унификация технологии и применение групповой обработки.

Основные виды и формы поточных линий

Важным элементом поточного производства является поточная линия. Поточная линия - это ряд взаимосвязанных рабочих мест, расположенных в порядке следования технологического процесса и объединенных общей для всех нормой производительности. Производительность всей поточной линии определяется производительностью ведущей машины производственного процесса. Ее определяют такие ведущие процессы труда, выполнение которых максимально приближает полуфабрикат к стадии готового продукта. С помощью ведущего оборудования происходят основные изменения в сырье, полуфабрикатах, превращающие предмет труда в готовый продукт. Например: в консервном производстве ведущим оборудованием являются обжарочные печи, бланширователи, автоклавы; в производстве консервов - закаточные машины; в коптильном производстве - коптильные установки; в жиромучных цехах - сушильные устройства.

Производительность поточной линии определяется производительностью ведущего оборудования. Это означает, что исходя из производительности ведущей машины, устанавливают производственные задания каждому рабочему месту потока.

Производственное задание представляет то количество предметов труда (сырья, полуфабрикатов), которое должно быть обработано для обеспечения полной загрузки ведущей машины поточной линии, то есть, для бесперебойной работы ведущего оборудования или для выполнения сменного задания.

Конфигурация поточных линий в зависимости от планировки цеха, участка, количества рабочих мест и других условий предполагает следующие виды, в зависимости от следующих признаков:

1. По типу производства: однопредметные и многопредметные. Однопредметные поточные линии - это линии, на которых постоянно выпускается один вид продукции в большом количестве, в течение длительного периода времени.

Характерные черты однопредметных поточных линий: а) производство одного вида продукции в течение длительного периода времени до смены объекта производства на заводе; 6) постоянно действующий, несменяемый технологический процесс; в) большой масштаб производства однотипной продукции.

Эти линии, как правило, применяются в условиях массового или крупносерийного производства.

Многопредметные поточные линии - это линии, на которых изготавливают продукцию (изделия) разного ассортимента, сходных в технологическом отношении. На таких поточных линиях используются одни и те же рабочие, одно и тоже оборудование, причем продукция изготавливается путем периодического переключения с производства одного вида продукции к другому виду.

Такой переход от выработки одного вида продукции к другому приводит к изменению режима работы оборудования. При этом часть оборудования исключается из потока, а часть вводится.

Существуют следующие формы многопредметных поточных линий:

* Групповые линии - это линии, на которых обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой технологии и с использованием групповой оснастки либо одновременно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест).

Примером групповой поточной линии может служить производство сменно-запасных деталей к судовым двигателям, механизмам.

* Переменно-поточная линия - это линия, на которой обрабатывается несколько конструктивно-однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовления предметов определенного наименования такая линия работает по тем же принципам, что и однопредметная.

Поточная линия может быть прямолинейной, прямоугольной, круговой, кольцевой, овальной. Более правильной считается прямая или кольцевая конфигурация поточной линии. При большом количестве оборудования и рабочих мест их размещают в несколько параллельных линий, но так, чтобы не было возвратных и пересекающихся линий движения предметов труда.

2. По степени прерывности процесса потоки бывают непрерывными и прерывными. На первых линиях движение изделий по операциям осуществляется непрерывно (без межоперационного прослеживания) при непрерывной (без простоев) работе рабочих и оборудования. Предметы труда с операции на операцию непрерывно передаются поштучно или небольшими транспортными партиями с помощью механизированных или автоматизированных транспортных средств (конвейеров) через одинаковый промежуток времени, равный такту или ритму потока. При этом время выполнения всех операций технологического процесса на данном рабочем месте должно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологический процесс принято называть синхронизированным.

Непрерывно-поточные линии используются на всех стадиях производства. Особенно большое распространение они получили в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку его организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, добиваясь полной синхронизации.

Непрерывно-поточными могут быть как одно-, так и многопредметные поточные линии.

Непрерывно-поточное производство может быть двух видов - постоянно-поточным и переменно-поточным.

Прерывными называются поточные линии, в которых не обеспечивается полная непрерывность движения предметов труда, так как не соблюдается условие синхронизации операций на всех рабочих местах. Загрузка оборудования и рабочих мест на таких линиях недостаточно равномерна. На отдельных рабочих местах, имеющих меньшую длительность операций, происходит накапливание полуфабрикатов.

Прерывно-поточными также могут быть одно- и многопредметные поточные линии. Они создаются, когда отсутствует равенство или кратность длительности операций такту и полная непрерывность производственного процесса не достигается. Для поддержания беспрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях создаются межоперационные оборотные заделы.

Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного производства, а прямоточные многопредметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производства.

3. По способу поддержания ритма движения различают линии с регламентированным и свободным ритмом.

Регламентированный (принудительный) ритм работы поддерживается с помощью конвейеров и световой сигнализации.

Линии с регламентированным ритмом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой или звуковой сигнализации при отсутствии конвейеров.

Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, регламентирующих ритм работы линий, а необходимый ритм обеспечивается непосредственно рабочим на данной линии. Линии со свободным ритмом широко распространены в рыбоконсервном и кулинарном производстве.

Эти линии применяются при любых формах потока (непрерывной и прерывной), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии. Его величина должна соответствовать расчетной средней производительности за определенный период времени (час, смену).

4. По способу транспортировки предметов труда различают линии со средствами непрерывного действия (конвейерами), с транспортными средствами прерывного действия (рольганги, желоба, тележки на рельсах, монорельсы с тельферами, краны и др.) и линии без транспортных средств.

Наиболее совершенным транспортным средством в поточной линии является конвейер, который поддерживает ритм работы линии, уменьшает потребность в обслуживающих рабочих, требует равенства или кратности длительности операций на линии.

В зависимости от функций, выполняемыми средствами, линии непрерывного действия подразделяются на: линии с транспортным конвейером; линии с рабочим конвейером и линии с распределительным конвейером.

В зависимости от характера движения конвейеры бывают двух типов: непрерывно движущиеся и пульсирующие. Пульсирующий конвейер через определенные промежутки времени периодически останавливается, а затем снова движется.

Транспортные конвейеры поточных линий (ленточные, пластинчатые, цепные, подвесные и др.) предназначены для транспортировки предметов труда и поддержания заданного ритма работы линии.

Рабочие конвейеры поточных линий являются не только транспортными средствами непрерывного действия, выполняющими функции транспортных конвейеров, но и представляют собой систему рабочих мест, на которых осуществляются технологические операции без снятия предметов труда.

Распределительные конвейеры применяются на поточных линиях с выполнением операций на стационарных рабочих местах (станках) и с различным числом рабочих мест-дублеров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмичности необходимо обеспечить четкое адресование предметов труда по рабочим местам.

Линии с транспортными средствами прерывного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть подразделены на несколько видов. К транспортным средствам прерывного действия относятся: бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.); подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.).

Линии без наличия транспортных средств - это линии с неподвижным предметом труда (как правило, при сборке крупных объектов).

5. По характеру движения конвейера.

В зависимости от характера движения конвейеры бывают двух типов: непрерывно движущиеся и пульсирующие.

Линии с непрерывным движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса операции должны выполняться во время движения рабочего конвейера без снятия предметов труда с рабочих мест или операции должны выполняться на стационарных рабочих местах (транспортный конвейер).

Линии с пульсирующим движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса операции должны выполняться при неподвижном объекте производства на рабочем конвейере. В этом случае привод конвейера включается автоматически через заданный интервал времени только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию. Пульсирующий конвейер через определенные промежутки времени периодически останавливается, а затем снова движется.

В зависимости от места выполнения операций различают рабочие конвейеры, когда все операции выполняются непосредственно на их несущей части, и распределительные, когда операции выполняются на стационарных рабочих местах.

6. По уровню механизации процессов различают автоматические и полуавтоматические поточные линии.

Полуавтоматические поточные линии агрегатированы из специальных станков-полуавтоматов (с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным агрегатированием).

Автоматические поточные линии характеризуются объединением в единый комплекс технологического и вспомогательного оборудования и транспортных средств, а также автоматическим централизованным управлением процессами обработки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процессы полностью синхронизированы и действуют по единому такту (ритму).

Особенности организации непрерывно-поточных линий

Синхронизация операций

Работа непрерывно-поточной линии основана на согласовании длительности операций с тактом линии. Длительность любой операции должна быть равна или кратна такту.

Процесс согласования длительности операций с тактом поточной линии называется синхронизацией.

Условие синхронности может быть выражено в следующем виде:

где t - нормы времени по операциям процесса, мин; С - число рабочих мест на операции.

Синхронизация осуществляется путём изменений структуры операций и организационных условий их выполнения.

Различают два этапа синхронизации процесса:

1. Предварительная синхронизация, выполняемая в период проектирования линий;

2. Окончательная синхронизация, осуществляемая во время отладки линии в цеховых условиях.

Предварительная синхронизация достигается подбором метода выполнения операций, оборудования и технологической оснастки, режимов обработки и структуры операции. В операциях с большим удельным весом ручного времени, например на сборке, синхронизация достигается в результате перекомпоновки переходов.

На первом этапе не всегда удаётся обеспечить полную синхронизацию процесса; в этот период допускаются отклонения в загрузке рабочих мест на 8?10 %.

Эта перегрузка должна быть снята при отладке линии путём внедрения организационных мероприятий, повышающих производительность труда на перегруженных рабочих местах, т.е. при окончательной синхронизации процесса.

В числе подобных мероприятий можно назвать применение средств малой механизации, форсирование технологических режимов, внедрение высокопроизводительной оснастки, рациональную планировку рабочего места и улучшение его обслуживания, индивидуальный подбор рабочих для перегруженных операций, а также материальное стимулирование повышения производительности труда на этих операциях.

При синхронизации технологического процесса следует учитывать условия выполнения операций на линии, т.е. характер транспортирования (непрерывное движение объекта или пульсирующее), размер передаточной партии, место выполнения операций (со съёмом изделия с транспортера или без съёма) и др., так как эти условия оказывают влияние на структуру и величину ритма.

Так, например, при единичной передаче изделий по рабочим местам, непрерывном движении транспортёра и выполнении работ на самом конвейере ритм работы линии будет соответствовать расчётному и по продолжительности совпадать с нормой времени на операцию, так как время транспортирования перекрывается временем выполнения самой операции, а установка и снятие изделия не требуются.

Но если при тех же условиях операция выполняется на стационарном рабочем месте, в ритме работы линии должно быть учтено время транспортирования tтр(если оно не перекрывается), время на снятие tсн и установку tуст изделия и время на обработку tобр:

.

Синхронность технологического процесса создаёт предпосылки для работы с регламентированным ритмом и для использования механизированных средств непрерывного транспорта.

При частично синхронизированных процессах, т.е. процессах со значительными колебаниями фактических затрат времени на операциях, создают непрерывно-поточные линии со свободным ритмом.

Поддержание ритма на подобных линиях достигается главным образом механизацией и поддержанием стабильной производительности оборудования на основных операциях. Для непрерывной работы на рабочих местах создают небольшой резервный задел (запас) полуфабрикатов. На линиях подобного типа могут быть использованы любые транспортные средства.

Если продолжительность каждой операции равна такту (при поштучной передаче изделий) или ритму (при партионной передаче изделий), то на каждой операции достаточно иметь по одному рабочему месту, и изделия через один и тот же интервал времени будут передаваться с предыдущего рабочего места на последующее.

Если же продолжительность операции кратна такту, то на параллельно работающих рабочих местах каждой операции будет подвергаться обработке одновременно несколько изделий.

Основы расчёта непрерывно-поточных линий.

Исходными данными для расчёта непрерывно-поточных линий являются:

- программа выпуска линии за определенный отрезок времени (месяц, декада, сутки, смена) Nвып;

- программа запуска на линию за этот же период Nзап;

- соответствующие фонды времени.

Суточная программа запуска Nзап определяется по суточной программе выпуска:

где а - процент технологических потерь.

Суточный действительный фонд времени работы линии Fд с учётом регламентированных перерывов для отдыха Tп равен:

где Fк - календарный фонд времени работы в смену, мин; S - число рабочих смен в сутки.

Исходным расчётным нормативом при проектировании поточной линии является её такт r (при партионной передаче - ритм), который должен обеспечить выполнение заданной программы на планируемый период:

Число рабочих мест Ci на i-й операции равно

где ti - норма времени на данной операции.

Число рабочих-операторов R с учётом многостаночного обслуживания определяют по формуле

где b - процент дополнительной численности рабочих на случай невыходов (отпуска, выполнение государственных обязанностей, болезни и т.п.); m - число операций на линии; уi - норма обслуживания рабочих мест на данной операции.

Скорость конвейера Vk должна быть согласована с тактом работы линии:



где lo - шаг конвейера, м (т.е. расстояние между осями смежных изделий или пачек, равномерно расположенных на конвейере).

Скорость конвейера должна обеспечивать не только его заданную производительность, но и удобство и безопасность труда.

Диапазон наиболее рациональных скоростей 0,1 - 2 м/мин.

На непрерывно-поточных линиях создаются заделы трёх видов:

- технологические;

- транспортные;

- резервные (страховые).

Технологический задел соответствует тому числу изделий, которое в каждый момент находится в процессе обработки на рабочих местах. При поштучной передаче технологический задел Zтех соответствует числу рабочих мест С.

Транспортный задел Zтр состоит из того числа изделий, которое в каждый момент находится в процессе транспортировки на конвейере. При поштучной передаче изделий с предыдущего рабочего места непосредственно на последующее задел равен:

.

Транспортный задел можно определить также исходя из величины шага конвейера:

где Lраб - длина рабочего участка конвейера, м.

Резервный (страховой) задел создаётся на наиболее ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, а также на контрольных пунктах.

Величину заделов устанавливают на основе анализа вероятности отклонений от заданного такта работы на данном рабочем месте (в среднем 4-5 % сменного задания).

Недостаток деталей восполняется в периоды регламентированных перерывов, во внеурочное время или на внепоточных производственных участках.

Основными разновидностями линий непрерывно-поточного производства являются линии:

- с рабочими конвейерами;

- с распределительными конвейерами;

- поточно-автоматические;

- с неподвижным объектом (стационарный поток).

Непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами применяют главным образом для сборки и отделки изделий при достаточно больших программных заданиях.

Операции выполняют непосредственно на конвейере; рабочие - операторы располагаются вдоль его несущей части, с одной или с двух сторон в порядке следования операций технологического процесса.

Изделия на конвейере устанавливают и закрепляют на равных расстояниях lо друг от друга.

Участок рабочего конвейера, на котором при постоянной скорости конвейера выполняется каждая операция, называется рабочей зоной операции.

В ряде случаев непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами характеризуются свободным ритмом.

Для поддержания ритма работы при заданной скорости конвейера границы рабочих зон по операциям отмечают на неподвижной части его или на полу специальными знаками, как показано на рисунке 3.1.

Рис. 3.1 - Схема планировки поточной линии с рабочим конвейером

Рабочие, следуя за изделием, перемещаются вдоль зоны, начиная операцию в начале зоны, заканчивая её в конце, после чего возвращаются в исходное положение.

Непрерывно-поточные линии с распределительными конвейерами применяют главным образом на участках механической обработки, отделки и сборки небольших изделий при больших программных заданиях. Операции выполняют на стационарных рабочих местах. Изделия снимают с конвейера и по окончании операции возвращают на него.

Изделия равномерно размещают на несущей части транспортёра на подвесках, тележках, каретках или на участках ленты, отмеченных знаками. При простых цепочках рабочих мест, когда операция выполняется за один такт, каждое подошедшее к рабочему месту изделие должно быть обработано до подхода следующего за ним.

При сложных технологических цепочках продолжительность операций различна и равна двум, трём, четырём и т.д. тактам. В этих условиях для ритмичной выдачи изделий необходимо, чтобы, работая непрерывно, каждое последующее рабочее место выполняло операцию со сдвигом на один такт от предыдущего.

С этой целью применяют автоматическое распределение изделий либо разметку распределительного конвейера. Разметочные знаки (цветные флажки, буквы, цифры, цветные обозначения) наносятся на деления несущего органа транспортёра и в нужной последовательности и количестве закрепляются за отдельными рабочими местами.

Минимально необходимый комплект разметочных знаков на линии соответствует наименьшему кратному из числа рабочих мест на всех операциях линии и называется числом периода распределительного конвейера П.

Разметочные знаки конвейера закрепляются за рабочими меcтами на каждой операции соответственно её продолжительности.

Наиболее удобны периоды 6, 12, 24 и 30. При больших периодах рекомендуется вводить двухрядную (дифференцированную) разметку, применяя два, комплекта разметочных знаков (например, цветовой и цифровой).

Особенности организации прерывно-поточных линий.

Регламент работы прерывно-поточных (прямоточных) линий

Эта форма поточного производства применяется при обработке трудоёмких деталей с использованием разнотипного оборудования. Технологические операции на прямоточных линиях не синхронизированы. Вследствие различной трудоёмкости операций на этих линиях возникают межоперационные оборотные заделы, что является показателем прерывности процесса.

Для обеспечения ритмичной работы на такой линии необходимо установить наиболее целесообразный регламент работы, который должен предусматривать:

- величину укрупненного ритма;

- порядок работы на каждом рабочем месте;

- последовательность и периодичность перехода рабочих-совместителей по обслуживаемым станкам;

- размер и динамику оборотных заделов.

При выборе укрупнённого ритма прямоточной линии необходимо учитывать периодичность передачи продукции данной линии на последующие участки; требования рациональной организации труда для рабочих-совместителей (частоту переходов), а также оптимальную величину заделов.

Для расчёта и организации линии составляют план-график её работы.

При составлении плана-графика предварительно определяют расчётный такт прямоточной линии по формуле

,

где Fд. см - действительный фонд времени за смену, мин; Nсм - сменная программа запуска, шт.

Далее определяют расчётное и принятое число единиц оборудования по операциям, рассчитывают загрузку рабочих мест и строят график работы оборудования и рабочих в течение укрупнённого ритма линии.

Совмещаемые работы могут выполняться только в установленной последовательности, что и предусматривает график работы линии. На смежных операциях вследствие различной их трудоемкости неизбежны межоперационные заделы.

В соответствии с принятым режимом работы они будут изменяться в течение каждого ритма от нуля до максимума.

Расчёт межоперационных оборотных заделов

Этот задел между смежными операциями определяется как разность числа изделий, обработанных на этих операциях за определенный период времени.

Максимальная величина задела Zmax за определённый период Т может быть рассчитана по формуле:

где Т - период работы на смежных операциях при неизменном числе работающих станков, мин; С - число единиц оборудования, работающих на смежных i и i+1- операциях в течение периода времени Т; tш, tш+1 - нормы времени на этих операциях, мин.

Зарубежный опыт организации поточного производства

Долгое время методам оптимизации организации производства не уделялось должного внимания. Впервые огромное значение правильной организации труда продемонстрировал на своих заводах выдающийся американский предприниматель и инженер Генри Форд. Сын небогатого фермера, он за несколько лет приобрел многомиллионное состояние и сделался одним из богатейших людей мира. Он разработал, воплотил в жизнь и довел до совершенства идею массового поточного конвейерного производства.

В 1893 году Генри Форд собрал автомобиль на газовом двигателе. Через несколько лет Форду удалось организовать «Детройтскую автомобильную компанию», в которой он занял пост главного инженера. В 1902 году Форд отказался от своего поста, ушел из компании и с головой погрузился в конструирование нового автомобиля. В 1903 году он создал новый гоночный автомобиль «999» с двигателем в 80 л.с. В том же году было основано «Общество автомобилей Форда», в котором Генри Форд был товарищем председателя, главным инженером и директором. К 1919 году он владел 92% акций. За первый год существования компании было реализовано 1700 автомобилей. Но тогда он мечтал выпускать такое же количество машин в день.

В 1908 году была разработана конструкция недорогого, но очень надежного автомобиля, получившего наименование модели "Т". Этот автомобиль сделал Форда миллионером, знаменитостью и одним из королей американской промышленности. Форд решил сосредоточиться на массовом выпуске этой единственной модели.

К 1910 году было продано уже 10 тысяч «фордов Т», а в 1911_1912 годах -- 34 тысячи. Производство стремительно набирало обороты. Форд купил в пригороде Детройта, в Хайленд_Парке, большой участок земли и начал здесь постройку огромного завода, рассчитанного на выпуск уже не тысяч, а миллионов автомобилей. Это был совершенно новый тип массового поточного производства, ранее в таких масштабах никогда и нигде не применявшийся. Именно Форд впервые сделал конвейер главной осью сборочного процесса и совершенно по-новому разработал систему разложения сложных трудоемких процессов на составные части. Он же первый осуществил идею максимально дешевого, но массового автомобиля.

Рекомендации Форда заключались в научной организации труда на каждой операции. Все процессы на его предприятиях, от отливки деталей до завинчивания ничтожной гайки, были рационализированы с таким совершенством, какого до него никто и никогда не достигал. Производственный поток двигался от источников сырья к готовой машине, нигде не поворачивая назад. Первоначально на заводе в Хайленд-Парке сборка автомобилей производилась при помощи рабочих бригад, которые передвигались по цеху с ручными тележками и подвозили к каждому автомобилю соответствующие части для сборки. Сборочные бригады переходили от одного автомобиля к другому и таким путем собирали весь автомобиль от начала до конца.

В усовершенствованной системе Форд оставил рабочих неподвижными, а материалы стал провозить мимо них вручную. Вскоре была устроена короткая линия для окончательной сборки машин, где части перемещались мимо рабочих с помощью механической силы. Эта система по мере дальнейшего усовершенствования превратилась в конвейер. Впервые опыт со сборочным путем был произведен в апреле 1913 года на сборке магнето. До этого один рабочий в течение девяти часов рабочего дня мог собрать от 35 до 40 магнето, то есть затрачивал на каждое около 20 минут. После введения конвейера время, затрачиваемое на сборку одного магнето, сократилось до 13 минут. Несколько дней Форд простоял возле работающего конвейера, наблюдая за каждым движением рабочих. Он заметил, что сборщикам приходится нагибаться во время работы из-за того, что конвейер располагается слишком низко. Он остановил производство и велел поднять конвейер на 8 дюймов. После этого время сборки одного магнето сократилось до 7 минут. Новые усовершенствования довели его до 5 минут. Не затрачивая средств на новые машины или материалы, одним только разложением процесса сборки на 45 простейших операций и передвижением материала мимо стоявших в достаточно удобной позе и неподвижных рабочих Форд добился поразительных результатов, увеличив производительность труда почти в 4 раза.

Вскоре конвейер был применен при сборке шасси. В результате всех усовершенствований время сборки одного шасси сократилось от 12 часов до 1 часа 33 минут. При этом процесс разделения труда был доведен буквально до предела: если один рабочий вгонял болт, то гайку ставил другой, а завинчивал ее третий.

Рабочий в фордовском производстве превратился в настоящий придаток машины. На конвейере во время работы он не мог сделать лишнего шага или движения. Инструменты его должны были располагаться так, чтобы ему не приходилось искать их или наклоняться за ними. Ритм сборки воздействовал сильнее самых свирепых надсмотрщиков. Благодаря ему Форд добивался максимальных темпов, каких только можно было достичь без ущерба для качества работы.

Однако, несмотря на это, безработные со всей Америки стремились попасть к Форду, привлеченные высокой заработной платой. Поскольку производственный процесс разбивался на простейшие операции, Форд почти не нуждался в квалифицированных рабочих. Он охотно принимал к себе людей совершенно неквалифицированных, невежественных, даже калек. Уже в 1915 году, едва ли не первым из крупных промышленников, Форд ввел 5_дневную рабочую неделю и сократил рабочий день до 8 часов.

Успех конвейерной сборки был настолько очевиден, что через некоторое время эта система была перенесена на все цеха фордовского завода. Все предприятия, вовлеченные Фордом в его производство, также должны были переходить на поточный метод. Купив однажды стекольный завод, Форд предложил местным специалистам производить зеркальное стекло для автомобилей непрерывной широкой лентой, без помощи ручного труда, механизируя все процессы от начала до конца. Через год его инженеры разработали блестящий метод полной механизации производства. По всему заводу были установлены конвейеры и новые машины. В результате завод стал выпускать 1 млн квадратных метров первоклассного зеркального стекла в год. После проведенной реорганизации это предприятие стало сберегать Форду 3 млн долларов в год.

...