2.4. Организация поточного производства
2.4.1. Особенности организации однопредметной непрерывно-поточной линии (онпл)
Однопредметные непрерывно-поточные линии применяются в массовом и крупносерийном типах производства. Для них характерны следующие признаки: а) нормы времени выполнения операций равны или кратны такту (ритму); б) предметы труда перемещаются с одного рабочего места на другое без каких-либо задержек; в) каждая операция закреплена за рабочим местом; г) рабочие места расположены в порядке следования технологического процесса.
Основными календарно-плановыми нормативами ОНПЛ являются:
такт (ритм) потока;
количество единиц оборудования (рабочих мест) по операциям, а также по всей поточной линии;
период конвейера (при использовании распределительного конвейера) и система адресования;
длина ленты конвейера;
скорость движения конвейера;
часовая производительность;
величина заделов и незавершенного производства;
длительность производственного цикла;
стандарт-план ОНПЛ.
На непрерывно-поточной линии с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изделия осуществляется через один и тот же интервал времени, который называется тактом (rн.л., мин/шт.) и рассчитывается по формуле:
(2.24)
где Fэф – эффективный фонд времени работы оборудования за рассчитываемый период времени, мин;
Nз – программа запуска изделий за тот же период времени, шт.;
Если на поточной линии предусмотрена передача изделий транспортными партиями, устанавливают ритм поточной линии (Rн.л., мин/партию):
,
(2.25)
где р – число изделий в транспортной партии, шт.
Число рабочих мест (единиц оборудования) для ОНПЛ по каждой операции (Ср.i, шт.) определяется по формуле
(2.26)
где t'шт.i – норма штучного времени на i-й операции с учетом коэффициента выполнения норм, мин.
Если нормы времени на операциях равны или кратны такту, то при расчете количество рабочих мест получаем целые числа. Если же процесс не полностью синхронизирован, то в результате расчета число рабочих мест получается дробным. Его необходимо округлить в большую или меньшую сторону до целого числа. Это будет принятое число рабочих мест на каждой i-й операции (Спр.i). Перезагрузка или недогрузка рабочих мест допускается в пределах 5-6%.
Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой i-й операции (kз, %) определяется по формуле
(2.27)
Количество рабочих мест на всей поточной линии (Сл, шт.) определяется по формуле
(2.28)
Период конвейера (П) – это наименьшее общее кратное всем числам единиц оборудования (рабочих мест) по операциям, рассчитываем по формуле
П = НОК{CP1, CP2, CP3…… CPn,}, (2.29)
Период конвейера устанавливают для адресования изделий на конвейере. Для этого ленту конвейера размечают так, чтобы период в общей длине ленты укладывался целое число раз.
После разметки ленты конвейера номера периода закрепляют за каждым рабочим местом, в соответствии с которым каждый рабочий должен брать и класть предметы труда на ленту.
После определения периода конвейера, разметки ленты и закрепления разметочных знаков за рабочими местами необходимо рассчитать рабочую и полную длину ленты конвейера. Для распределительного конвейера рабочая длина ленты (Lр, м) определяется по формуле
или
,
(2.30)
где lпр – шаг конвейера, м, т.е. расстояние между осями смежных изделий равномерно расположенных на конвейере (1-1,2 м).
Полная длина ленты конвейера (Lп, м) обычно больше двойной рабочей длины ленты и определяется по формуле
(2.31)
где π – постоянное число, равное 3,14;
Д – диаметр натяжного и приводного барабанов, м;
П – период конвейера;
К – число повторений периода на общей длине ленты конвейера, округляется до ближайшего целого числа.
Число повторений периода (К) определяется по формуле
(2.32)
Скорость движения конвейера (V, м/мин) определяется по формуле
,
(2.33)
Часовая производительность ОНПЛ (τ, шт/ч)
(2.34)
На ОНПЛ создаются заделы трёх видов: технологический, транспортный и резервный (страховой).
Технологический задел (Zтех, шт.) соответствует тому числу изделий, которые в каждый момент времени находятся в процессе обработки на рабочих местах
,
(2.35)
Транспортный задел (Zтр, шт.) состоит из такого числа изделий, которые в каждый момент времени находятся в процессе транспортировки на конвейер
,
(2.36)
Резервный (страховой) задел (Zрез, шт.) создается на более ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, на контрольных пунктах
,
(2.37)
Общая величина задела
(2.38)
Величина незавершенного производства (НВ, в нормо-часах) рассчитывается по формуле
(2.39)
Продолжительность производственного цикла (tц, мин) – это период от поступления предмета труда на первую операцию поточной линии до выхода с нее. Она может определяться графически по стандарт-плану и аналитически по формулам:
а) если обработка изделий начинается с первого рабочего места и без лишнего движения после последней операции:
,
(2.40)
б) если существует движение предмета перед первой или последней операции:
,
(2.41)
в) если предмет перемещается перед первой и после последней операцией:
,
(2.42)
Типовой пример для расчета
Сборка блока прибора осуществляется на непрерывно-поточной линии, оснащенной распределительным конвейером. Программа выпуска блоков (Nсм) равна 180 шт. в смену. Режим работы – односменный. Продолжительность смены – 8 ч. Регламентированные перерывы на отдых – 30 мин. в смену. Шаг конвейера – 0,6 м. Диаметр приводного и натяжного барабанов – 0,4 м. Изделия с операции на операцию передаются поштучно. Технологический процесс сборки блока состоит из четырех операций, нормы времени которых соответственно составляют t1 = 2,5; t2 = 7,5; t3 = 5; t4 = 2,5 мин. Время на снятие и установку блока на площадку конвейера учтено в нормах времени технологического процесса.
Рассчитать календарно-плановые нормативы ОНПЛ с использованием распределительного конвейера, составить систему адресования ячеек по рабочим местам и стандарт-план ОНПЛ.
Решение:
1. Такт ОНПЛ определяется по формуле (2.24)
2. Расчет количества рабочих мест ведется по формуле (2.26)
3. Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой i-й операции определяется по формуле (2.27). Так как число рабочих мест по расчету, на всех операциях, получается целым значением, то kз1 = kз2 = kз3 = kз4 = 100 %.
4. Для распределительного конвейера рассчитывают период конвейера по формуле (2.29)
П = НОК{1, 3, 2, 1} = 6.
Период конвейера используется для адресования изделий на линии. Он должен укладываться в полной длине ленты целое число раз.
Определив период конвейера, производят разметку ленты конвейера по периоду путем нанесения на нее цифровых индексов (рис. 2.10)
Рис.
2.10. Разметка ленты конвейера
5. После разметки ленты конвейера номера периода закрепляют за каждым рабочим местом, в соответствии с которым каждый рабочий должен брать и класть предметы труда на ленту. Порядок закрепления номеров ведется в табличной форме (табл. 2.6).
6. Расчет длины ленты распределительного конвейера
Вначале рассчитывают рабочую длину ленты конвейера по формуле (2.30)
Затем по формуле (2.31) рассчитывается полная длина ленты
Так как у нас распределительный конвейер, в ленте должно укладываться целое число периодов. Следовательно, определяем число повторений периода по формуле (2.32)
Это удовлетворяет условию: 9,656 < 10,8.
Следовательно, полная длина ленты распределительного конвейера принимается равной 10,8 м.
Исходя из полной длины ленты конвейера корректируется шаг конвейера, после расчетов он составляет 0,68 м.
Таблица 2.6
Порядок закрепления номеров разметочных знаков за рабочими местами распределительного конвейера
Номер операции |
Число рабочих мест по операции |
Номера рабочих мест |
Число закрепленных знаков за рабочим местом (П/Спр.i) |
Последовательность закрепленных знаков за рабочим местом |
1 |
1 |
1 |
6 |
1, 2, 3, 4, 5, 6 |
2 |
3 |
2 3 4 |
2 2 2 |
1 4 2 5 3 6 |
3 |
2 |
5 6 |
3 3 |
1 3 5 2 4 6 |
4 |
1 |
7 |
6 |
1, 2, 3, 4, 5, 6 |
7. Расчет скорости конвейера производится по формуле (2.33)
8. Часовая производительность ОНПЛ рассчитывается по формуле (2.34)
9. На ОНПЛ создаются заделы трех видов: технологические, транспортные и резервные.
Расчет величины технологического задела ведется по формуле (2.35)
Расчет величины транспортного задела ведется по формуле (2.36)
Примем величину страхового задела в размере 4% от сменного задания (формула (2.37))
Общая величина задела определяется по формуле (2.38)
10. Расчет незавершенного производства производится по формуле (2.39)
11. Стандарт-план работы линии, оснащенной распределительным конвейером, представлен на рис.2.11. Детали на линии движутся с постоянной скоростью, проходя путь за такт потока, равный расстоянию между рабочими местами. Таким образом, если на 2-й операции имеются три рабочих места, то время перемещения детали на 3-е рабочее место данной операции составит величину, равную 3 · rн.л.. В нижней части стандарт-плана можно рассчитать величину технологического и транспортного заделов. Вертикальная линия АВ показывает формирование этих заделов. Кружками отмечены изделия, находящиеся в технологическом заделе на рабочих местах, крестиками – изделия в транспортном заделе.
Продолжительность производственного цикла определяется по стандарт-плану (см. рис.2.11) или по формуле (2.40)
Рис. 2.11. Стандарт-план ОНПЛ