Раздел 2.Организация производства

2.1. Организация поточного производства

Определение типа производства

Определение типа производства и вида поточной линии выполняется в подразделе «Определение типа производства»технологической частии начинается с расчета по исходным данным коэффициента специализации (1.2) или коэффициента массовости (1.3).

Проектированияоднопредметной прерывно-поточной линии (ОППЛ)

Исходные данные для проектированияоднопредметной прерывно-поточной линии (ОППЛ) по обработке детали «ХХХ»:

1. Годовая программа выпуска изделияN_вып (согласовывается с руководителем проекта и консультантом по организации производства и экономике).

2. Потребность в материалах на изделие: вид заготовки, материал, масса,

3. Описание технологического процесса производства изделия из раздела «Технологическая часть»

4. Усредненное значение коэффициента нормативной загрузки К_з.н на данном этапе принимается порядка 0,75…0,8.

5. Режим работы предприятияs = 2 смены.

6. Технологические потери в процессе производства α= 0,3%.

7. Планируемые перерывы оборудования в планово-предупредительном ремонте - рекомендуется использовать фактически принятые по конкретному предприятию.

Первые три пункта исходных данных определяются на начальной стадии проектированияи описывается в технологической части дипломного проекта.

Пошаговый расчет поточной линии

1. Расчет программы запуска ведущей детали на год.

2. Расчет эффективного фонда времени работы оборудования за год.

3. Расчет такта работы поточной линии.

4. Расчет потребности в оборудовании (рабочих местах) на каждой операции.

5. Расчет коэффициента загрузки оборудования.

6. Расчет общего коэффициента загрузки оборудования на поточной линии.

7. Разработка аналоговой модели (календарного графика) работы поточной линии в период укрупненного ритма.

8. Организация (проектирование) поточного производства в пространстве (физическая модель).

9. Выбор транспортных средств для межоперационной транспортировки ведущей детали на поточной линии.

10. Организация оперативного учета и контроля за ходом производства.

1.Расчет программы запуска деталей на поточной линии N_зап:

, (2.1)

где N_зап и N_вып–годовая (месячная)программы запуска и выпуска деталей, шт;

α–технологические потери детали в процессе обработки, 0,3 %.

2. Расчет эффективного фонда времени работы оборудования за год Ф_об.эф с учетом потерь времени по техническим и организационным причинам (простой в планово-предупредительном ремонте), мин:

, (2.2)

где Д_калиД_вых– количество календарных, выходных и праздничных дней в году;

Д_п/пр– количество предпраздничных дней в году;

s –число смен на участке;

t_см – номинальная продолжительность смены, 8 ч;

t_сокр – сокращение продолжительности смены предпраздничного дня, 1 ч;

К_заг.об– коэффициент загрузки оборудования во времени, (при отсутствии фактических данных по предприятию в дипломном проекте рекомендуемые значения для металлорежущих станков при двухсменном режи­ме работы:К_заг.об = 0,95, для уникальных станков свыше 30-й катего­рии сложности К_заг.об= 0,92, для автоматических линий К_заг.об = 0,9, для верстаков и монтажных столов К_заг.об= 0,98).

3. Расчет такта выпуска/запуска. Под тактом понимается период времени между запуском (выпуском) двух смежных изделий. Он должен быть согласован с производственной программой участка (линии) и определяется по формуле:

а) такт выпуска деталей, мин/шт:

, (2.3)

гдеФ_эф–эффективный фонд времени работы оборудования за год, мин;

б) такт запуска деталей, мин/шт

. (2.4)

4.Расчет потребного количества рабочих мест (расчетное) для непрерывно-поточной линиипо каждой операции, шт:

, (2.5)

гдеt_шт-кi–норма штучного времени на i-ю операцию, мин.

Норма штучного времени определяется в технологической части проекта методом технического нормирования:

, (2.6)

гдеα–процент потерь времени от оперативного времениt_on = (t_о + t_в), учитывающий остальные составляющие штучного времени.Величину αпринимают равной в зависимости от сложности наладки станков в пределах 6–10 %, для автоматических ли­ний – до 18 % оперативного времени.

Для переменно-поточных и групповых поточных линий число станков на каждую операцию рассчитывают по штучно-каль­куляционному времени и программе выпуска каждой закреплен­ной за линией детали:

, (2.7)

гдеt_ш-кi– штучно-калькуляционное время операции изготовления i-й детали на станке, мин.;

N_i– программа выпускаi-й детали;

п–количество разных деталей, изготовляемых на переменно-поточ­ной линии.

Полученное значение С_рiокругляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом расчетное число станков С_прi для данной операции.

В случае если число станков превышает целое число не более чем на 0,05-0,1, рекомендуется пересмотреть содержание данной операции в отношении изменения режима резания, структуры операции, применяемых инструментальных материалов и оснастки с целью повышения производительности обработки.

5. Расчет коэффициента загрузки рабочих мест на операциях:

, (2.8)

гдеС_прi–число принятых рабочих мест на i-й операции.

Для дальнейшей работы следует сверить расчетные показатели с рекомендуемыми значениями перечисленных коэффициентов для отдельных станков и групп оборудования, приведенных в таблице2.1.

Таблица 2.1. Допустимые значения коэффициентов загрузки и использования оборудования³

Группа оборудования	Коэффициент загрузки оборудования Кзаг		Коэффи­циент использо­вания оборудования Ки
	максимальный	средний по группе
Универсальные станки	0,95–1,0	0,80	0,90
Автоматы и полуавтоматы одношпиндельные	0,95–1,0	0,85	0,85
То же многошпиндельные	0,90	0,90	0,80
Специальные и агрегатные станки	0,90	0,90	0,80
Автоматические линии с жесткими связями	0,95–1,0	0,90	0,75
Станки с ЧПУ	0,95	0,90	0,85

В случаеесли коэффициент загрузки при расчете получается меньше ре­комендованных значений, то в качестве принятого следует взять расчетное число станков, а коэффициент использования принимают равным единице.

Уточненные расчетные показатели необходимо внести в соответствующую таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Нормы времени и потребность в технологическом оборудовании

Наименование и номер операции	Норма штучного времени, мин			Количество станков (рабочих мест), ед.		Такт линии, r, мин. /шт	Коэф-т загрузки оборудования (фактический), Кз.ф.	Количество операций выполняемых на рабочем месте, m
	штучное,tшт.-к i	машинное,tмашi	ручное, tручi	расчетное,Ср	принятое,Спр
005
010
015
020
и т.д.
Итого				ΣСрi =	ΣСпрi =

6. Общий коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии:

, (2.9)

где m– число операций.

7. Количество операций m_iвыполняемых на i-м рабочем месте:

, (2.10)

гдеК_з.н – нормативный коэффициент загрузки оборудования;

К_з.ф – фактический коэффициент загрузки оборудования.

Разработка аналоговой модели (календарного графика) работы поточной линии в период укрупненного ритма.

Организация (проектирование) поточного производства в пространстве (физическая модель).

Выбор транспортных средств для межоперационной транспортировки ведущей детали на поточной линии.

Организация оперативного учета и контроля за ходом производства.

7. Построение календарного графика работы поточной линии в период укрупненного ритма:

а) расчет выработки на период обслуживания:

, (2.11)

где B– выработка на период обслуживания, шт;

R–период обслуживания, R = 0,5 смены

б) время работы недогруженного оборудования:

, (2.12)

где К_зi - коэффициент загрузки оборудования на i-й операции.

Коэффициент загрузки рабочего во время многостаночного цикла:

, (2.13)

где t_р – ручное время, мин;

t_м.с. – машинное время, мин;

t_св – свободное время, мин.

г) выработка по каждой операции за время работы оборудования на i-ой операции:

, (2.14)

д) расчет величины цикловых заделов:

1) величина технологического задела:

, (2.15)

где С_прi – количество мест-дублеров на i-й операции;

n_i– количество одновременно обрабатываемых деталей на одном рабочем месте;

m– количество операций в технологическом процессе.

2) величина межоперационного оборотного задела определяется между двумя смежными операциями:

, (2.16)

гдеТ – период времени одновременной работы оборудования на смежных операциях;

С_i, С_i+1 – количество работающего оборудования на смежных операциях в периодТ;

t_штi, t_штi+1 – норма штучного времени на смежных операциях.

Полученные расчетные величины заделовиспользуются при построении графиков работы оборудования и эпюрымежоперационных заделов за период ритма R.

Модели и методы расчета оборотного задела и правила построения эпюр⁴:

1. Эпюра представляет собой кусочно-линейную непрерывную функцию.

2. Величина оборотного задела изменяется от нуля до некоторого максимального значения; это максимальный задел .

3. Оборотный задел в начале периода оборота равен заделу в кон­це периода; это переходящий задел . Построение эпюры и расчет параметров задела для произвольной пары смежных операций iи (i +1) включает следующие шаги.

   1. Период оборота линии разбивается на интервалы, в пределах которых состояния операций неизменны.

   2. Для каждого интервала решается вопрос о характере измене­ния задела:

1. он увеличивается, если пополняющая задел операция более производительна, чем берущая из задела, с учетом числа работаю­щих в этом интервале рабочих мест;

1. он уменьшается, если пополняющая операция менее произ­водительна;

2. он неизменен, если обе операции в паре равнопроизводительны (в том числе – обе не выполняются).

3. Линейные функции на всех интервалах связываются в единую эпюру на основании приведенных ранее правил построения эпюр.

4. Для каждого интервала рассчитывается изменение величины задела по формуле:

,(2.17)

гдеТ^f–продолжительность f-го интервала;

–количество рабочих мест на i-й и (i + 1)-й операциях, выполняемых наf-м ин­тервале.

5. Начиная с нулевой точки, цепным методом рассчитываются величины задела во всех переломных точках эпюры (на границах интервалов) с использованием полученных ранее значений ; при этом часть расчетов может оказаться избыточной, если иско­мые величины уже найдены.

6. Рассчитывается величина среднего задела как высота прямоугольника, равновеликого фигуре, образованной эпюрой задела.

Таблица 2.4. График работы поточной линии за период ритма R (пример выполнения)

№ операции	tшт, мин	Ср i	Спр i	№ станка	Загрузка станка, %	№ рабочего	Загр.рабочего.,%	График работы оборудования и рабочих за период ритма R Эпюры межоперационных заделов за период ритма R
005	9,61	0,84	1	14 период ритма 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000	84	1	0,82	8 4 %
Zм.о.1 – 2								1 1
010	9,33	0,82	1	2	82	1	0,82	8 2 %
Zм.о.2 – 3
015	9,33	0,82	1	2	82	1	0,82	8 2 %
Z м.о.3 – 4								2 2
020	8,51	0,74	1	4	74	2	0,8	7 4 %
Z м.о.4 – 5								2
025	9,16	0,8	1	5	80	2	0 ,81	80 %
Z м.о.5 – 6								9 9
030	5,51	0,48	1	6	48	3	0 ,81	48 %
Z м.о.6 – 7								3 3
035	4,83	9,42	1	7	56	3	0 ,81	42 %
Zм.о.7 – 8								1 0 10
040	2,67	0,23	1	8	23	2	0 ,8	23 %
Z м.о.8 – 9								18 14
045	16,25	1,42	1 1	9 10	71 71	3 и 4 4	0,81 0,95	24 % 47 % 71 %
Z м.о.9 – 10								8 8 4
050	7,89	0,69	1	11	69	5	0,91	69 %
Z м.о.10 – 11								14 4 4
055	5,4	0,47	1	12	47	5 и 6	0,91	25 % 22 %
Z м.о.11 – 12								14 3 3
60	7,59	0,66	1	13	66	6	0,91	6 6 %

Суммарный межоперационный задел на начало и конец смены:

Z_м.о= (2.18)

3) страховой задел берется в размере технологического задела

Кроме того на операции N 025 организуется дополнительный задел в размере двух деталей, который дает возможность организовать параллельное многостаночное обслуживание.

Суммарный цикловой задел определяется:

Z_ц = Z_m +Z_м.о + Z_стр + Z_д(2.19)

Расчет среднесписочной численности рабочих на поточной линии)

,(2.20)

гдеα_доб– добавочный процент числа рабочих-операторов на случай невыхода на работу (очередные и ученические отпуска, болезни, рекомендуемое значение 10-12%;

Н_обс – норма обслуживания рабочих мест на i-й операции.

Таблица 2.5. Численность работающих на поточной линии

Категории работающих	Количество, чел.
Производственные рабочие, в том числе: а) основные б) вспомогательные
Итого

2.2. Организация предметно-замкнутых участков (ПЗУ) по изготовлению комплекта деталей.

Теоретические основы формирования ПЗУ изложены в разделе 1. Процесс формирования ПЗУ начинается с определения производственной программа выпуска деталей каждого наиме­нования (N_j), типа производства, разработки технологического процесса и расчета норм времени на обработку деталей каждого наименования по конкретной операции (t_шт.ij), подготовительно-заключительного времени (t_n-з.ij),допустимых поте­рь времени на переналадку и плановые ремонты оборудования (t_но), определения баланса рабочего времени в плановом периоде (Ф_эф) и установления режима работы участка (s_см).

Пошаговый расчет календарно-плановых нормативов участка серийной сборки. К числу основных календарно-плановых нормативов участка серийной сборки относятся:

• размер партии изделий (n):

• ритм (К) партии;

• стандарт-план участка серийной сборки;

• длительность производственного цикла (t_ц);

• заделы (Z);

• незавершенное производство (Н_ср).

Партия – это заранее установленное количество одноименных предметов труда, изготовленных при одной наладке оборудования (рабо­чих мест) и, следовательно, при однократных затратах подготовитель­но-заключительного времени.

Размер партии – очень важный календарно-плановый норматив, оказывающий существенное влияние на производительность труда рабо­чих, себестоимость изготовления продукции, длительность производ­ственного цикла и объем незавершенного производства.

Размер партии зависит от многих экономических и организацион­но-производственных факторов, причем действующих в противополож­ных направлениях. Так, например, увеличение размера партии ведет, с одной стороны, к снижению подготовительно-заключительного вре­мени на единицу продукции, а следовательно, к росту производитель­ности труда и снижению себестоимости продукции, а с другой – к увеличению длительности производственного цикла, величины заделов, незавершенного производства, а следовательно, и величины оборотных средств. Поэтому правильное определение размера партии имеет важ­ное экономическое значение.

Размер партии на практике, как правило, устанавливают в два этапа.

На первом этапе устанавливают минимальный размер партии (n_min). Он определяется по допустимому проценту потерь на подготовитель­но-заключительное время по следующим формулам:

1. для одной операции:

;

2. для совокупности операций (например, участка):

,

где η– допустимые потери рабочего времени на текущий ремонт и подналадку рабочих мест, принимаются в пределах 2-5%;

t_п-з.i– подготовительно-заключительное время на выполнение i-й опера­ции, мин;

t_шт.i– штучное время на выполнение i-й операции, мин;

т– количество операций, выполняемых на рабочих местах участка.

В проекте в качестве максимального размера партии (п_тах) следует принять месячную программу собираемых из­делий.

На втором этапе осуществляют корректировку полученных значе­ний n_minи п_тахпо всем факторам, не учтенным в расчетах. К числу таких факторов относят:

• необходимость согласованности размера партии изделий и про­граммы их выпуска;

• необходимость согласованности размеров партий на участке, в цехе, между цехами.

Таким образом, в результате проведения первого этапа будут полу­чены пределы нормального размера партии:

.

Корректирование же предельных размеров партии всегда начина­ется с установления удобопланируемых ритмов. Удобопланируемый ритм – это такая его величина, которая укладывается целое число раз в планируемый период. Ряд удобопланируемых ритмов (R) в течение месяца в рабочих днях, например, при 20 рабочих днях составляют 20, 10, 5, 4, 2, 1; при 21 рабочем дне – 21, 7, 3, 1; при 22 рабочих днях – 22,11,2,1. Неучтенные в рядах (R) один-два рабочих дня в течение меся­ца являются резервными на случай ликвидации отклонений от плана. Ритм (периодичность чередования) партии определяют по формуле:

,

где Т_пл – продолжительность планового периода, в днях;

п_min– минимальный размер партии изделий, шт.

N_мес– заданная программа выпуска (запуска) изделий в планируемом периоде, шт.

Если при расчете получилось дробное число, например 2,49 дня при Т_пл= 21, следует выбрать из ряда удобопланируемых ритмов бли­жайшее целое число. В данном случае надо принять R_np= 3. Далее в соот­ветствии с принятым R_пркорректируют размер партии по формуле:

.

При наличии брака на отдельных операциях размер партии изде­лий устанавливают следующим образом:

• исходя из месячной программы выпуска N_выпопределяют программу запуска (N_зап) (формула (2.30));

• рассчитывают количество партий изделий за плановый период.

Количество партий изделий рассчитывают по формуле:

(парт).

Размер партии для каждой операции определяют по формуле:

(шт.).

Определив размер партии изделий (п_н), устанавливают длитель­ность операционного цикла партии изделий по операциям (t_on) и по сбо­рочным единицам (t_сб.ед). Расчет ведется по формулам:

,

где – штучное время на каждой i-й операции с учетом коэффициента выполнения норм времени, мин;

К_о– количество операций определенной сборочной единицы (напри­мер, сборочная единица АБ включает шесть операций).

Результаты расчетов заносят в таблицу (графы 9 и 10 табл. 1 в при­мере 2.5).

Исходя из длительности циклов операций и сборочных единиц стро­ят цикловой график сборки партии изделий в порядке, обратном ходу технологического процесса, но без учета загрузки рабочих мест (рис. 2а к примеру 2.5).

Для достижения равномерности загрузки рабочих мест и рабочих-сборщиков исходя из общей трудоемкости изготовления партии изде­лий и принятого ритма определяют необходимое количество рабочих мест. Расчет ведется по формуле:

,

где т – общее количество сборочных операций.

После определения количества рабочих мест операции закрепля­ют за рабочими местами (табл. 2а в примере 2.5), строят цикловой гра­фик с учетом загрузки рабочих мест и составляют стандарт-план рабо­ты сборочного участка (рис. 2б к примеру 2.5).

Затем строят уточненный цикловой график сборочного процесса (рис. 2в к примеру 2.5) и определяют опережение запуска-выпуска всех сборочных единиц и окончательную длительность производственного цикла.

Длительность производственного цикла применительно к участку серийной сборки (t_ц) – это промежуток времени от начала работы по выполнению первой по времени операции над партией предметов труда до окончания работы по выполнению последней операции над этой же партией.

Определяется t_цисходя из графика стандарт-плана (см. рис. 2в к примеру 2.5; в рассматриваемом примере t_ц = 96 ч).

Заделы на участке серийной сборки – это детали, мелкие сбороч­ные единицы, узлы, подузлы, блоки, запущенные в производство и находящиеся на рабочих местах, но не законченные изготовлением на той или иной технологической стадии. Среднюю величину задела на участке серийной сборки определяют по следующим формулам: