Балансирование поточной линии

Несмотря на то, что календарное планирование имеет первостепенное значение, часто при размещении производственных участков возникает необходимость вначале сбалансировать поточную линию. Необходимость балансирования возникает также, когда размеры или количество рабочих мест на поточной линии нужно изменить. В наиболее общем случае поточная линия представляет собой движущийся конвейер, предметы труда на котором проходят через ряд рабочих мест (станций) через одинаковые временные интервалы, которые называют временем цикла рабочей станции (промежуток времени между изготовлением на поточной линии двух соседних единиц продукции). На каждом рабочем месте выполняется определенная технологическая операция. Операция, выполняемая на каждом рабочем месте, состоит из множества отдельных элементов, действий и движений, объединяемых в рабочие блоки. Обычно рабочие блоки сгруппированы из элементов и движений таким образом, что их трудно подразделить на более мелкие группы действий.

Проблема балансирования поточной линии сводится к проблеме установления продолжительностей всех операций таким образом, чтобы каждый рабочий выполнял столько элементов (рабочих блоков), составляющих операцию, сколько их можно выполнить за такт поточной линии, и чтобы свободное время, не предназначенное для выполнения операций (простой), было минимальным на всех рабочих местах. Проблема может усложняться наличием взаимосвязей между операциями, обусловленными конструкцией изделия и технологическим процессом. Эти взаимосвязи определяют порядок выполнения элементов операций во время сборки.

Балансирование поточной линии предполагает выполнение следующих этапов:

1. Постройте граф последовательности выполнения элементов. Граф состоит из кружков и стрелок. Кружками обозначены элементы операций, а стрелками — очередность их выполнения.

2. Определите такт поточной линии С по формуле:

С =

3. Определите теоретически минимальное количество рабочих мест , необходимое для обеспечения заданного такта по формуле (не забудьте, что результат необходимо округлить до следующего наибольшего целого числа).

=

4. Сформулируйте первое правило, в соответствии с которым следует определять последовательность выполнения элементов на рабочих местах, и второе правило для формирования операций.

5. Определите продолжительность операции для первого рабочего места, добавляя элементы и рабочие блоки по одному до тех пор, пока суммарное время выполнения операции не станет равно такту поточной линии или пока станет невозможно добавить какие-либо элементы из-за ограничения по времени или последовательности выполнения элементов. Повторите эту процедуру для рабочего места 2, 3 и т.д., пока не определите все пока не определите все операции, которых фактически окажется .

6. Оцените эффективность балансирования по формуле:

Эффективность =

7. Если эффективность недостаточна, проведите повторное балансирование, используя другие правила формирования операций.

ПРИМЕР

На конвейере собирается модель тележки J. В день необходимо изготовить 500 штук. Суммарное время выполнения операций — 420 минут, элементы сборочных операций и их продолжительности приведены в табл. 10.1.

Задание: по условиям задачи сбалансируйте линию так, чтобы число рабочих мест было минимальным и соответствовало такту конвейера.

Решение

1 . Начертите граф последовательности выполнения элементов сборки тележки. Граф, представленный на рис. 10.10, иллюстрирует последовательность выполнения элементов, заданных в табл. 10.1'

2. Определите время цикла сборочной линии С. При определении цикла время следует выражать в секундах, так как продолжительность элементов задана в секундах.

3. Рассчитайте теоретически необходимое минимальное i количество рабочих мест (фактическое количество рабочих мест может быть больше):

4 . Выберите правило, которым следует руководствоваться при определении состава операции на каждом рабочем месте. Практика показывает, что правило нужно выбирать отдельно в каждом конкретном случае. В общем случае при определении состава операций из всей группы элементов вначале можно последовательно извлекать элементы с наибольшим количеством последующих элементов, ранжируя их по мере убывания числа последующих элементов (пусть это будет правилом "а"). Затем в цепочках с заданной последовательностью выполнения элементов среди ближайших последующих элементов выбирают наиболее продолжительные элементы (правило "b"), так как именно они ограничивают возможность достижения баланса. В нашем примере мы используем в качестве исходного правило "а". Ниже представлены все элементы, проранжированные по мере убывания числа последующих элементов.

5. Затем в соответствии с правилом "b" нужно последовательно, начиная с элементов А и В, среди элементов с наибольшим числом последующих элементов находить наиболее продолжительный элемент и включать его в состав операции. Такие последовательные манипуляции нужно продолжать до тех пор, пока суммарное время выполнения элементов не станет равным или несколько меньшим длительности такта. Отобранные элементы войдут в рассматриваемую операцию. Затем из оставшихся элементов аналогичным образом формируют последующие операции до полного исчерпания элементов. Эти манипуляции для нашего примера представлены в табл. 10.2 и на рис. 10.11.

Составленные операции представлены в табл. 10.2 и графически на рис. 10.11. Числу сформированных операций (в нашем примере их 5) соответствует количество необходимых рабочих мест, т.е. Nа = 5.

6. Определите эффективность балансирования по формуле:

7. Оцените решение. Значение эффективности, равное 77%, указывает на существование простоев, продолжительность которых для всей поточной линии составляет 23% (1,0 - 0,77). Из табл. 10.2 и рис. 10.11 можно найти, что общее время простоев составляет 57 с, причем пятая операция имеет максимальный простой, равный 41,4 с.

Возможна ли лучшая балансировка? В этом случае, да. Попытайтесь сбалансировать линию в обратном порядке, вначале по правилу "b", а потом — по правилу "а". Это позволит сбалансировать линию на основе только четырех операций. ДОМА