8.2. Классификация поточных линий

Все разнообразие применяемых в отрасли поточных линий можно классифицировать по ряду признаков.

По степени механизации технологических операций поточные линии делятся на механизированные, комплексно-механизированные, полуавтоматические и автоматические.

В зависимости от количества типов одновременно обрабатываемых и собираемых изделий поточные линии подразделяются на однопредметные (их называют также однономенклатурные) и многопредметные (многономенклатурные). На однопредметной линии обрабатывается или собирается изделие одного наименования, на многопредметной — изделия нескольких наименований, их обработка или сборка ведется (последовательно или одновременно) по типовому технологическому процессу.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых объектов одного наименования линии делятся на однопоточные и многопоточные. Иногда (это характерно для электронной промышленности) операции с поштучной обработкой изделий на одних операциях чередуются с обработкой изделий партиями на других операциях, что существенно усложняет расчеты и планирование.

В зависимости от характера движения изделий по операциям производственного процесса следует различать прерывно-поточные и непрерывно-поточные линии. На непрерывно-поточной — все операции равны или кратны ритму линии, т. е. синхронизированы во времени. Ритм непрерывно-поточных линий может быть принудительным (регламентированным) или свободным, поддерживаемым самими рабочими. На прерывно-поточных— операции (все или часть из них) не выровнены согласно ритму линии. Непрерывно-поточные линии применяются, главным образом, при высоком удельном весе ручных работ (конденсаторостроение, производство резисторов и др.). Преобладающим типом поточных линий в отрасли являются прерывно-поточные. Это объясняется рядом специфических особенностей производства, к числу которых можно отнести: наличие планируемых технологических потерь, объем которых является вероятностной величиной; чередование операций с поштучной и партионной обработкой изделий; необходимость длительного вылеживания отдельных групп приборов для стабилизации их параметров; наличие большого количества контрольно-измерительных операций и оборудования с непрерывным режимом работы и др. Все эти причины ведут к перерывам в ходе производственного процесса и невозможности осуществить синхронизацию технологических операций во врем ени. На рис. 8.3 приведена классификация поточных линий.

8 Рис. 8.3. Схема классификации поточных линий .3. Расчет поточных линий

При проектировании и организации поточных линий выполняются расчеты ряда показателей, которые определяют регламент работы линии и методы выполнения технологических операций.

Под тактом поточной ланий понимается промежуток времени между выпуском отдельных изделий (деталей, сборочных единиц) с последней операции или их запуском на первую операцию поточной линии. Исходными данными для расчета такта линии является производственное задание на год (месяц или смену), плановый фонд рабочего времени за этот же период и планируемые пооперационные технологические потери.

Такт поточной линии рассчитывается по формуле

, (8.1)

где r —такт поточной линии, мин;

F_Д — действительный фонд времени работы линии в планируемом периоде, мин;

N_вып — плановое задание на тот же период времени, шт.

Действительный фонд времени поточной линии определяется:

за смену F_д. _см = Т_см — Т_пер;

за сутки F_{д сут} = (Т_см — Т_пер) d_см; (8.2)

за месяц, год F_д._r(M) = (Т_см — Т_пер) d_см Д_раб,

где Т_см —календарный фонд времени за смену, мин;

Т_пер — регламентированные перерывы на отдых за смену, мин;

d_CM — число смен в сутки;

Д_раб — число рабочих дней в месяце или в году.

В том случае, когда на операциях поточной линии планируются технологические потери, такт поточной линии рассчитывается по программе запуска на линию:

(8.3)

где N_зап — количество изделий, запускаемых на поточную линию в плановом периоде, шт.,

N_зап = N_вып k_зап (8.4)

где k_зап — коэффициент запуска изделий на поточную линию, который рассчитывается как величина, обратная коэффициенту выхода годных изделий α (k_зап = ¹/_α..)

Выход годных изделий в целом по поточной линии может быть определен как произведение коэффициентов выхода годных по всем операциям линии.

Ритм поточной линии рассчитывается в том случае, когда передача изделий с операции на операцию осуществляется передаточными (транспортными) партиями. Ритмом поточной линии называется интервал времени между последовательной передачей двух смежных передаточных (транспортных) партий:

R = rр, (8.5)

где R — ритм поточной линии, мин/партии;

р — размер передаточной (транспортной) партии, шт.

Расчет ритма поточной линии характерен для радиопромышленности.

Темп поточной линии характеризует ее производительность, т. е. количество изделий (деталей), выпускаемых в единицу времени. Это величина, обратная такту.

Расчет количества оборудования и числа рабочих мест поточной линии ведется по каждой операции технологического процесса. Для расчета используется формула

8.6)

где С_рi — расчетное количество оборудования (рабочих мест) на каждой операции поточной линии, шт.;

t_шi — норма времени на операцию, мин.

Принятое число рабочих мест или оборудования на каждой операции С_пр определяется путем округления расчетного их количества Ср до ближайшего целого числа. При проектировании поточных линий допускается перегрузка рабочих мест и оборудования в пределах 10—12%. Эта перегрузка ликвидируется в процессе отладки линий в цехах с помощью улучшения организации труда и других мероприятий.

Коэффициент загрузки рабочих мест определяется по формуле

(8.7)

Количество рабочих мест или оборудования на всей поточной линии

(8.8)

где m_оп — количество операций технологического процесса.

Явочное количество рабочих равно количеству рабочих мест на поточной линии с учетом многостаночного обслуживания. Общее количество рабочих на поточных линиях определяется как среднесписочное С_р.сп по формуле

(8.9)

где b — добавочный процент потерь рабочего времени (очередные и ученические отпуска, болезни, выполнение гособязанностей);

С_р.явi— явочное количество рабочих, равное количеству рабочих мест, чел.;

d_CM — число смен.

Скорость движения конвейера ν рассчитывается по формулам:

а) при непрерывном движении конвейера

(8.10)

б) при пульсирующем движении конвейера

, (8.11)

где l — расстояние между центрами двух смежных рабочих мест, т. е. шаг конвейера;

t_тр— время транспортировки изделий с одной операции на другую, мин.

Задел — это производственный запас заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного протекания производственных процессов на поточных линиях. Различают технологический, транспортный и резервный (страховой) виды заделов. На прерывно-поточных линиях создается также и оборотный межоперационный задел.

Технологический задел представляет собой детали, сборочные единицы и изделия, находящиеся непосредственно в процессе обработки, сборки, испытаний и других технологических операций. Технологический задел Z_T рассчитывается по формуле

(8.12)

где m_оп— количество операций, выполняемых на поточной линии;

C_{p.м i} — количество рабочих мест на каждой операции;

n_i— количество деталей, сборочных единиц и изделий, обрабатываемых одновременно на рабочем месте.

Транспортный задел Z_тp состоит из деталей, сборочных единиц и изделий, которые находятся в процессе перемещения между операциями и расположены в транспортных устройствах. При непрерывной транспортировке с применением конвейера задел рассчитывается следующим образом:

(8.13)

где l_р.к— длина рабочей части конвейера, м;

v — скорость движения конвейера, м/мин;

р — количество изделий в передаточной, или транспортной, партии, шт.

При периодической транспортировке транспортный задел определяется по формуле

. (8.14)

Транспортный и технологический заделы зависят от параметров оборудования и технологического процесса. Организационные формы работы поточной линии оказывают на них слабое влияние.

Резервный (страховой) задел призван нейтрализовать отрицательное влияние на ритмичность производства случайных перебоев в работе оборудования и колебаний размеров транспортных партий, связанных со случайным характером выходов изделий в брак и др. Этот вид задела создается перед наиболее ответственными и трудоемкими операциями. Величина резервного задела определяется по опытным данным, полученным на основе специальных исследований. Расчет ведется по формуле

(8.15)

где m_стр — количество операции, перед которыми создается страховой задел;

T_переб — время возможного перебоя поступления изделий с данной операции на операцию, подлежащую страхованию, мин;

r — такт поточной линии, мин/шт.

Следует, однако, иметь в виду, что специфика технологических процессов изготовления изделий электронной и радиотехники не допускает создания заделов на ряде операций. В этом случае приходится идти на организацию резервных рабочих мест перед операциями, подлежащими страхованию.

Рассмотренные расчеты являются общими для поточного производства, но каждая отдельно взятая классификационная группа поточных линий имеет специфические особенности и, следовательно, расчеты.

Непрерывно-поточные линии — это наиболее совершенная форма поточных линий, отличительной особенностью которых является полная согласованность длительности всех операций, закрепленных за поточной линией, с ее тактом.

Состав элементов и продолжительность такта непрерывно-поточной линии зависит от времени выполнения операции, характера движения и назначения транспортного средства, размера передаточной партии, скорости движения конвейера.

Если поточная линия имеет рабочий конвейер непрерывного действия, то такт равен времени непосредственной обработки изделий на операции:

r = t_обр. (8.16)

При пульсирующем рабочем конвейере такт определяется по формуле

r = t_обр + t_{тр ,} (8.17)

где t_тр — время (не перекрываемое) транспортировки изделия с одной операции на другую, мин.

Если поточная линия снабжена распределительным конвейером, то при непрерывном его движении

r = t_обр + t_{с.у ,} (8.18)

а при пульсирующем движении конвейера

r = t_обр + t_с.у + t_тр , (8.19)

где t_с.у — время снятия и установки на конвейер изделия, мин.

На непрерывно-поточной линии полностью соблюдается принцип параллельного движения изделий без перерывов, связанных с неравной производительностью отдельных операций, ожиданием обработки из-за партионности запуска на отдельные операции или занятостью рабочих мест. Степень параллельности движения изделий на поточной линии зависит от результатов синхронизации.

Синхронизация представляет собой процесс выравнивания длительности операции технологического процесса согласно такту поточной линии. Время выполнения операции должно быть равно такту линии или кратно ему. Синхронизация проводится в два этапа: предварительная при проектировании линии и окончательная при наладке действующей линии или ее перестройке на выпуск новой продукции. Предварительная синхронизация проводится путем выделения на линии дублирующих рабочих мест, перераспределения переходов смежных технологических операций при ручных или машинно-ручных работах, внедрения высокопроизводительной оснастки и т. д. Окончательная синхронизация производится на действующей поточной линии на основе дополнительного перераспределения переходов смежных технологических операций, рационализации режимов труда, улучшения организации и обслуживания рабочих мест, совершенствования оборудования и технологического оснащения, интенсификации технологических режимов.

При большом удельном весе ручных и машинно-ручных операций на поточной линии предварительная синхронизация проводится в основном путем расчленения на операции или соединения отдельных переходов в операции. При закреплении переходов за рабочими местами необходимо учитывать следующие требования: операции должны включать такие переходы, которые не нарушают технологическую последовательность изготовления изделия; время выполнения каждого перехода до синхронизации и время выполнения операций после синхронизации должно быть меньше такта поточной линии или равно ему (в противном случае необходимо организовать работу на рабочих местах-дублерах); переходы в процессе оптимизации должны быть распределены так, чтобы каждый переход был включен только в одну операцию.

Критерием оптимальности синхронизации является выполнение требования

(8.20)

Непрерывно-поточные линии чаще встречаются в старых традиционных подотраслях, например при производстве некоторых классов резисторов и конденсаторов с невысоким уровнем механизации. Это, как правило, линии с распределительными конвейерами. В последнее время эти линии заменяются автоматическими, разновидностью которых являются непрерывно-поточные роторные линии. Они получили сейчас большое распространение, например, при сборке электролитических конденсаторов постоянной емкости.

Прерывно-поточные линии наиболее часто организуются в радиопромышленности, вследствие высокого уровня механизации производства и специфичности технологических операций, где добиться кратности с помощью синхронизации практически невозможно. На линиях этого вида применяется высокопроизводительное оборудование. Особенностью расчетов прерывно-поточной линии является необходимость определения регламента работы рабочих на основании анализа загрузки рабочих мест, периода оборота линии, межоперационных оборотных заделов и графика изменения величины оборотных заделов.

Оборотный межоперационный задел на линии — это количество заготовок, деталей или сборочных единиц, находящихся между операциями линии и образующихся вследствие различной производительности смежных рабочих мест для выравнивания работы линии. Размер и движение этих заделов определяются на основе графика-регламента работы рабочих на линии. Размер межоперационного задела постоянно колеблется от максимума до нуля и, наоборот, от нуля до максимума.