3.3. Организация поточных линий

Реализация принципов рациональной организации производственных процессов и поточного метода организации возможна в поточном производстве.

Поточный метод организации производства основан на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности операций технологического процесса.

Характерные черты поточного производства:

Закрепление одного или ограниченного числа изделий деталей за определенным оборудованием или группой оборудования.

Выполнение на каждом рабочем месте одной или небольшого числа операций, в результате чего обеспечивается узкая специализация рабочего места.

Расстановка оборудования строго по ходу технологического процесса, что обеспечивает непрерывность производственного процесса при взаимной согласованности рабочих мест и высокой степени ритмичности выполнения операций.

Механизация и автоматизация производственного процесса.

Обеспечивает единство в обслуживании рабочих мест.

Применение эффективной технологии.

Самая высокая производительность.

Снижение брака.

Уменьшение себестоимости.

Повышение качества.

Уменьшение транспортных расходов и внедрения регламентированного обслуживания рабочих мест.

Различаем две формы организации поточного производства: поточное, групповое поточное.

Поточная форма организации производства характеризуется тем, что обрабатывается один или несколько одноименных предметов.

114

Групповая форма организации поточного производства характеризуется тем, что одновременно обрабатываются близкие в конструктивно – технологическом отношении изделия (детали).

Поточное производство организуется в виде однономенклатурных, многономенклатурных и групповых поточных линий.

На однономенклатурных (однопредметных) линиях в течение планового периода обрабатывается одно наименование деталей по единичному технологическому процессу.

Многономенклатурные поточные линии характеризуются тем, что за линией закреплена группа предметов, обрабатываемых по типовому технологическому процессу. Среди многономенклатурных линий есть линии переменно-поточные, за которыми закрепляются два и более предметов, но в каждый момент времени обрабатывается только один предмет, и групповые.

На групповых поточных линиях обработка ведется по групповым технологическим процессам и в групповой оснастке.

Поточные линии проектируются для разных типов производства.

Классификация поточных линий приведена на рисунке 3.7. Для обеспечения непрерывности движения предметов труда

поточной линии необходимо выполнить условия равенства трудоемкости операций между собой или кратности их такту, т.е.

организация поточной линии базируется на синхронизации операций.

По способу поддержания такта и транспортному оборудованию линии разделяют на:

линии, оснащенные специальными транспортными средствами, средствами, регламентирующими такт;

линии с бесприводными транспортными средствами и свободным тактом (желоба, склизы);

линии, оснащенные конвейером (с регламентированным или свободным тактом).

Конвейеры классифицируются по роли в производственном процессе на:

транспортные (доставляют предметы труда на рабочее место через определенный такт);

115

распределительные (выполняют функции транспортировки и адресации предметов на рабочее место);

рабочие (выполняют функции транспортировки, обработка на них ведется, не снимая предмета труда с конвейера).

Рис. 3.7. Классификация поточных линий

116

Классификация конвейеров по конструкции: ленточные, подвесные, тележечные, пластинчатые.

Классификация конвейеров по характеру движения: непрерывные, прерывные (пульсирующие), быстроходные.

Располагают конвейеры вертикально и горизонтально. Пластинчатые – на полу в горизонтальной плоскости.

Пульсирующие конвейеры применяются там, где необходимо устранить вибрацию, т.е. передвигаются на один шаг – L за один такт – r, т.е. скорость v = L / r

Быстроходные конвейеры применяются на сборке – предметы труда передвигаются по замкнутой трассе непрерывно, но рабочие не зависят от скорости движения предметов. Предметы рассредоточены на конвейере и в каждый конкретный момент времени к рабочему месту подходит молька (тележка) с заготовкой независимо от того выполнена ли операция на предыдущем рабочем месте.

В настоящее время большое значение уделяется созданию роторных поточных линий, состоящих из рабочих и транспортных роторов. Линии рассчитываются так, что бы за время работы произошла транспортировка детали, в этом случае транспортный ротор перекрывается рабочим. Итак, первичным звеном поточного производства является поточная линия, т.е группа рабочих мест на которых осуществляется производственный процесс.

Порядок проектирования поточных линий в общем виде представлен на рисунке 3.8.

117

1.Подготовка информации

2.Определение целесообразности и вида поточной линии

3.Синхронизация операций технологического процесса

4.Расчет основных параметров поточных линий

5.Пространственная планировка поточных линий

Рис.3.8. Общий порядок проектирования поточного производства

О целесообразности поточного производства судим по

среднему показателю массовости γm' и достаточного числа операций (не менее 5).

Расчёт γm' проводится по формуле

где

Kдi – относительная трудоемкость детали (или обезличенное число рабочих мест, необходимых дл обработки детали); Ко – количество операций;

γ'm – характеризует обезличенное число рабочих мест, необходимых для выполнения данной операции и их загрузку.

Ориентировочные данные для выбора форм поточного производства приведены в таблице 3.5.

118

Таблица 3.5.

Выбор форм поточного производства

Для организации обработки деталей на поточной линии можно использовать метод распознавания образов.

Отбор деталей производится с помощью потенциальной функции, которая выступает как мера близости деталей по конструктивно-технологическим признакам и определяется по формуле (3.2)

119

где

f(R) – потенциальная функция, мера близости; R – условное расстояние между деталями;

α – коэффициент пропорциональности, от которого зависит скорость убывания функции, определяется в зависимости от числа разрядов максимальной величины R2.

Далее используется метод среднеквадратичного отклонения (3.3).

Для решения задачи выбора поточной линии с помощью потенциальной функции выбирается базовая деталь. Все признаки ее кодируются. С базовой деталью сравниваются другие детали, и устанавливается подобие деталей.

Использование потенциальной функции обеспечивает выбор варианта путем перебора множества образов и дальнейшего закрепления за линией лишь тех объектов классификации, которые удовлетворяют заданному критерию – признаку. В качестве признаков классификации принято конструктивное родство деталей и технологическая однородность операций. Выбор поточной линии осуществляется на основании анализа потенциальной функции, и при этом допускается закреплять за линией только те детали, которые имеют наибольшее значение f (R) и обеспечивают условие

– мера близости должна быть больше 0,7.

Пример расчета потенциальной функции по деталям участка приведен в таблице 3.6.

Для расчета параметров поточной линии аналитическим методом исходной информацией является программа выпуска (Ni), технологический процесс, трудоемкость (tшт) коэффициент выполнения норм (Кв), действительный фонд времени работы оборудования (Fд).

120

121

Расчет однопредметной поточной линии:

1. Определяем такт выпуска (3.4).

На однопредметных поточных линиях необходимо учитывать технологический брак. Коэффициент, учитывающий брак Кбр, устанавливается, исходя из того, что на каждом контрольном посту отбраковывается 0,5 % деталей (изделий) – ß. Тогда программа запуска равна

Такт запуска равен

2. Определив rзап,определяем расчетное число рабочих мест

по каждой операции (3.8).

где

tштij – трудоемкость обработки i-ой детали на j-ой операции.

122

Затем для непрерывных поточных линий осуществляют синхронизацию операций путем выравнивания операций за счет совмещения или разделения трудоемких приемов. Трудоемкости операций должны быть между собой равны или кратны такту.

Также регламентируются функции обслуживания при многостаночном методе обслуживания рабочих мест.

При синхронизации операций получаем непрерывную поточную линию.

3.Определяем принятое число рабочих мест Snpj – целое

число.

4.Определяем коэффициент загрузки каждого рабочего места (по каждой операции) (3.9). Коэффициент загрузки ŋз.

5. Определяем коэффициент загрузки линии (3.10).

Однопредметные поточные линии чаще всего организуются на сборке, реже – на механической обработке.

Пример расчета однопредметной поточной линии.

Исходные данные: N = 600 шт/мес. Fр= 330 часов

∑t ij = 2,8час/предмет

Кбр=1,02 Коi=5

Трудоемкость выполняемой операции – 2 строчка табл. 3.7. Определить вероятность организации потока.

123

Имеется вероятность организации однопредметной поточной линии, т.к. γm' > 0,75.

В таблица 3.7 определяем целесообразность организации поточной линии.

Если переход с одной операции на другую (на однотипном оборудовании) не требует переналадки, то принимаем одно рабочее место.

Вывод. При организации поточной линии необходимо:

расстановка оборудования по ходу технологического процесса;

составление схемы движения предметов на поточной линии;

124

разработка графика работы поточной линии на определенный период – смена, полсмены;

выбор транспортных средств; определение длины поточной линии.

Расчет многономенклатурной поточной линии

За линией закрепляется от двух до пяти предметов, схожих по конструктивно-технологическим параметрам. Но в каждый конкретный момент времени на переменной поточной линии обрабатывается один предмет.

Пусть за линией закреплено три предмета. Сначала обрабатывается одна деталь, затем идет переналадка; потом обрабатывается другая деталь – затем опять переналадка и т.д. Переход к обработке следующего предмета требует переналадки или подналадки оборудования. Следовательно, действительный фонд времени работы оборудования уменьшится и составит Fp:

где

Кп – коэффициент переналадки оборудования.

Особенность расчета многопредметной переменно-поточной линии состоит в том, что расчет ведется по частным тактам. Алгоритм расчета программы приведен ниже (3.12):

где

Ni – программа выпуска i-ой детали;

∑tштij / Кв – трудоемкость i-ой детали по всем операциям с учетом коэффциента выполнения норм (Кв)

Определяем суммарную трудоемкость деталей, закрепленных

n

за линией (∑ti * N i ) и устанавливаем долю трудоемкости

1

обработки каждой детали в общей трудоемкости обработки всех деталей, закрепленных за линией (3.13).

125

Определяем частный фонд времени (3.14).

Определяем частный такт по каждой детали по программе запуска с учетом брака (3.15).

Определяем расчетное число рабочих мест по всем операциям необходимого для обработки каждой детали (3.16).

Затем из всех расчетных рабочих мест выбираем максимальное число Sрij max, по отношению которого устанавливаем принятое число рабочих мест Sпр ij (целое число).

Определяем коэффициент загрузки по j-oму оборудованию

(3.17).

Определяем коэффициент загрузки линии i-ым предметом

(3.18):

126

Определяем общий коэффициент загрузки линии (3.19) или

(3.20).

где

К1,К2,К3 – доли трудоемкости обработки каждой детали на линии

Расчет групповой поточной линии

Групповые поточные линии характеризуются тем, что за ними закрепляются детали близкие в конструктивно-технологическом отношении или конструктивно подобные. Обработка таких деталей ведётся по групповому или типовому технологическому процессу.

Расчёт оборудования осуществляется по группе рабочих мест, для этого определяется потребное время обработки деталей на программу по каждой из них. Затем определяется потребный фонд времени обработки деталей по группе оборудования.

При расчете учитывается, что запуск ведется партиями. В обработке находятся одновременно все детали, закрепленные за линией.

По каждой детали ирабочему месту устанавливается потребный фонд времени обработки. Затем устанавливается фонд времени на оборудование с учетом всех деталей, закрепленных за данной поточной линией и коэффициент подготовительно-заключительного времени по данной группе оборудования.

Алгоритм расчета групповой поточной линии приведен на

рисунке 3.9.

127

Определение потребного фонда времени на программу по

2.каждой j-ой группе оборудования для изготовления i-го

предмета: ∑tшт ij×Ni

Определение потребного фонда времени c учетом

5.планируемого коэффициента выполнения норм по данной группе оборудования: Fпотр. j=F*потр. j/Кв

6.Определение располагаемого фонда времени: Fрасп. j

7.Определение количества рабочих мест по группе оборудования: Sp.j= Fпотр. j/Fрасп. j

8.Определение принятого количества рабочих мест по группе оборудования: Sпр.j - целое число

9.Расчет коэффициента загрузки j-ой группы оборудования:

ηзj= Sр.j /Sпр.j

10.Расчет коэффициента загрузки линии в целом:

ηзл= ∑Sр.j /∑Sпр.j

Рис. 3.9. Блок схема организационного проектирования групповой поточной линии

128

Наивысшей формой организации поточной линии являются автоматические поточные линии, которые делятся на: переменные и постоянные. Автоматические поточные линии бывают: однопредметные и многопредметные.

Расчет параметров автоматических поточных линий осуществляется, как и на однопредметных поточных линиях, но на линиях с непрерывным рабочим и транспортным движением нет необходимости рассчитывать транспортные заделы.

Когда же рабочее и транспортное движение отдельны, необходимо рассчитывать транспортные заделы.

Роторные поточные линии состоят из накопительного бункера, транспортных и рабочих роторов и бункера готовых деталей.

Особенностью является непрерывное движение деталей по всему циклу обработки.

Технической основой роторных линий являются станки специальные, специализированные, агрегатные и станки с ЧПУ.

130

Расстановка оборудования: прямоточно, под углом, зигзагообразно, по кругу.

Транспортное обслуживание:

жесткие – транспортные средства встроены в автоматическую поточную линию,

гибкие – не встроены.

Пространственная планировка поточных линий:

1.не автоматических:

односторонняя,

двухсторонняя,

зигзагообразная (с односторонним расположением),

зигзагообразная (с двухсторонним расположением).

2.автоматических:

прямоточные,

поточные,

бункерные,

бункерно-прямоточные,

бункерно-поточные.

Сравнивая достоинства и недостатки методов организации производства при проектировании участков и поточных линий, ориентируемся на следующую классификацию (рис. 3.10).

131