Санкт-Петербургский государственный

Морской технический университет

Кафедра технологии судостроения

Проектирование состава позиций поточной линии изготовления секций корпуса судна

Методические указания к лабораторной работе

КТС - 287 М

Санкт-Петербург

2004

В методических указаниях приведены общие принципы организационно-технологического проектирования сборочных поточных линий изготовления корпусных конструкций. Изложена методика разделения этих конструкций на производственно-однородные группы, приведена последовательность выбора состава позиций сборочной поточной линии для изготовления этих групп на основе расчета трудоемкости и продолжительности выполнения операций группового технологического процесса. В методических указаниях приведена схема расчета рациональной очередности запуска секций в производство и построения циклограмм работы линии.

Методические указания предназначены для студентов Санкт-Петербургского морского технического университета факультета кораблестроения и океанотехники.

СОКОЛОВА

Ирина Александровна

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ПОЗИЦИЙ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕКЦИЙ КОРПУСА СУДНА

КТС-287М

Методические указания к лабораторной работе

Содержание

Содержание 3

Цель работы 4

Общие положения 4

Содержание работы 12

Методические указания по выполнению разделов работы 13

1.Определение состава производственно-однородных групп объектов производства 13

2.Определение параметров секции - типового представители ПОГ_кол. 15

3. Разработка типового технологического процесса изготовления группы секций 16

4. Расчет трудоемкости изготовления секции – типового представителя ПОГкол 16

5. Определение состава позиций поточной линии 16

6. Определение оптимального порядка запуска секций на поточную линию. 18

Приложение 1 29

Цель работы

Целью работы является изучение методики разделения объектов сборочно-сварочного производства (секций корпуса судна) на производственно-однородные группы, выбора состава позиций сборочной поточной линии для изготовления этих групп объектов и определение рационального порядка запуска объектов производства на поточную линию.

Общие положения

Сборочно-сварочное производство в судостроении является одним из основных, определяющих сроки и качество постройки судов. Для повышения производительности труда в сборочно-сварочном производстве широкое применение нашли поточные методы изготовления конструкций на основе механизации и автоматизации выполнения операций технологического процесса.

Основной элемент поточного производства – это поточная линия, которая представляет собой совокупность технологических позиций, связанных транспортной системой и единой системой управления. К поточным линиям предъявляются следующие требования:

1. Отдельные операции и весь процесс в целом должен быть ритмично повторяющимся

2. Операции должны быть стабильными по физическим параметрам, трудоемкости и длительности

3. Работа позиций должна быть синхронизирована.

Для обеспечения этих требований необходимо, чтобы на поточных линиях изготавливались значительные партии одинаковых изделий. Однако объекты сборочно-сварочного производства в судостроении существенно отличаются по своим конструктивным параметрам, технологии и длительности их изготовления, то есть имеет место неупорядоченный предметный поток. Практически нельзя сформировать значительные партии одинаковых узлов или секций. Изготовление каждого объекта по индивидуальным технологическим процессам приводит к усложнению технологической подготовки производства и нерациональному использованию оборудования.

В судостроении поточное производство может быть организовано только на основе групповых методов. Групповая технология подразумевает объединение объектов производства по конструктивно-технологическим признакам в производственно-однородные группы (ПОГ) и изготовление этих групп объектов по единым типовым технологическим процессам на едином комплекте оборудования.

Организационно-технологическое проектирование поточной линии в составе сборочно-сварочного производства включает насколько этапов:

1. Конструктивно-технологический анализ объектов производства и выбор из них представительных групп однородных объектов.

2. Разработка единых типовых технологических процессов изготовления этих групп объектов.

3. Выбор технологической структуры поточной линии, то есть определение количества позиций поточной линии и состава операций, выполняемых на каждой позиции.

4. Выбор технологического и транспортного оборудования и контрольно-управляющей системы.

5. Разработка мероприятий по обеспечению синхронной работы позиций поточной линии.

При выполнении первого этапа на основании обработки чертежно-конструкторских материалов или информационных баз данных при использовании САПР проводится группирование объектов производства. Каждая секция характеризуется рядом конструктивно-технологических параметров. Для оценки однородности секций следует сравнить эти параметры, каждый с каждым, и на основе этого сравнения объединить объекты производства в ПОГ.

Определение состава производственно-однородных групп включает две задачи:

• Определение ПОГ_кач по совпадению тех или иных качественных (нечисленных) признаков, присущих исходной совокупности объектов производства и определяющих состав операций технологического процесса их изготовления;

• Определение ПОГ_кол по совпадению численных значений основных параметров объектов производства, включенных в ПОГ_кач и влияющих на продолжительность выполнения операций технологического процесса.

В результате группировки определяется некоторая совокупность объектов производства, которые изготавливаются по единому техпроцессу и имеют достаточно близкие значения конструктивных параметров, влияющих на продолжительность операций техпроцесса. Поскольку входящие в ПОГ объекты все-таки не одинаковы, для выполнения следующих этапов проектирования необходимо создать модель объекта производства, то есть выбрать типовой представитель ПОГ. Под типовым представителем понимается секция, имеющая технологические параметры, общие для всех секций, входящих в ПОГ, и средневзвешенные значения конструктивных параметров.

На втором этапе организационно-технологического проектирования для типового представителя ПОГ разрабатывается групповой технологический процесс изготовления. При разработке процесса должны учитываться рекомендации отраслевых стандартов, а также современный уровень развития техники и технологии и производственные условия конкретного предприятия.

Для выбора количества и компоновки позиций поточной линии на третьем этапе проектирования по отраслевым нормативам времени выполняется расчет трудоемкости и продолжительности работ по изготовлению типового представителя ПОГ.

Минимальное количество позиций поточной линии определяется исходя из максимально допустимого такта выпуска секций - , цикла изготовления секции - , годовой программы выпуска секций - и фонда рабочего времени оборудования - .

(1)

(2)

Полученная в результате расчета по формуле (2) величина N уточняется при компоновке позиций поточной линии. Технологический процесс изготовления типового представителя распределяется таким образом, чтобы продолжительность работ на каждой позиции не превышала максимально допустимый такт работы поточной линии, в противном случае линия не будет обеспечивать выпуск годовой программы секций. Кроме того, следует учитывать техническую возможность совмещения операций технологического процесса на одной позиции линии. При выполнении компоновки может оказаться, что продолжительность отдельных операций техпроцесса превышает максимальный такт работы поточной линии. В этом случае следует рассмотреть возможность деления такой операции на переходы или, при невозможности деления, включить в состав поточной линии дублирующую позицию для выполнения этой операции. В общем случае фактическое количество позиций поточной линии больше или равно расчетному N.

После того, как определено число

и состав позиций поточной линии, на четвертом этапе проектирования выбирают средства технологического оснащения (СТО) для выполнения операций технологического процесса.

В судостроительной отрасли существует целый ряд оборудования для выполнения отдельных операций технологических процессов в сборочно-сварочном производстве и для выполнения транспортных и контрольных операций, отличающегося по своему функциональному назначению, техническим характеристикам и стоимости. При проектировании линий можно воспользоваться имеющимися разработками или сформулировать техническое задание на создание нового вида технологического оснащения.

В результате выполнения первых четырех этапов проектирования разрабатывается схема поточной линии с указанием назначения позиций, расположения средств технологического оснащения, транспорной системы и привязкой этой схемы к конкретному производственному цеху или участку (см. рис. 1).

Р ис. 1. Схема поточной линии изготовления плоских секций

Напомним, что все расчеты по проектированию линии производятся для модели объекта производства – типового представителя ПОГ. Различие конструктивно-технологических параметров секций, объединенных в ПОГ, а также невозможность равномерно распределить операции технологического процесса по позициям поточной линии приводят к асинхронности работы позиций, и, как следствие, к простоям в работе линии. Отсюда возникает необходимость в проведении пятого этапа проектирования – разработке мероприятий по обеспечению синхронной работы позиций поточной линии.

Различают межпозиционную и внутрипозиционную асинхронность. Межпозиционная асинхронность выражается в неравномерности загрузки линии при обработке одной секции на разных позициях. Внутрипозиционная асинхронность выражается в неравномерности загрузки линии при обработке разных секций на одноименных позициях.

Наиболее эффективным методом повышения синхронности работы позиций поточной линии является разработка и применение на самых трудоемких операциях более производительного технологического оборудования. Такой подход требует значительных затрат на исследования, проектирование и изготовление технологического оборудования и может быть применен в процессе проектирования новой линии или при модернизации и переоснащении уже существующей линии.

Для действующих поточных линий одним из методов сокращения простоев в работе линии является установление рационального порядка запуска секций на линию. Если позволяют производственные условия, то есть в цехе имеются площадки хранения и смежные участки могут обеспечить поточную линию объектами производства, для некоторой группы секций может быть установлена такая очередность их запуска в производство, при которой суммарный цикл изготовления этой группы секций будет наименьшим.

Цикл изготовления группы секций на поточной линии равен:

, где

– продолжительность обработки первой секции в запуске на первых n-1 позициях;

– простой на последней позиции линии;

– суммарное время обработки всех секций в запуске на последней позиции линии.

Время обработки секций на последней позиции от порядка запуска не зависит. Продолжительность обработки различных секций в группе на первой позиции линии может отличаться, но эти отличия при значительном количестве секций несущественно сказываются на общем цикле изготовления секций. Суммарный цикл изготовления группы секций можно существенно сократить за счет уменьшения простоев на последней позиции линии .

Было установлено, что простои будут минимальными, если занятость позиций возрастает, то есть продолжительность работ по изготовлению k-ой секции на j-ой позиции должна быть меньше продолжительности работ по изготовлению этой же k-ой секции на j+1-ой позиции:

Таким образом, если для каждой секции определить величину

, где

- количество позиций поточной линии,

и секции в запуске расположить в порядке убывания величины :

,

то есть первой на поточной линии будет изготавливаться секция, для которой величина – максимальна, а последней для которой величина – минимальна, то простои на последней позиции будут сокращены (см. рис. 2).

В предлагаемой лабораторной работе изучается методика организационно-технологического проектирования поточных линий сборочно-сварочного производства в судостроении.

Рис. 2. Циклограммы работы МПЛ при изменении порядка запуска секций