Организация и планирование машиностроительного производства (произв

• произвольным (свободным) расположением оборудования в усло­ виях гибкого производства. Технологический процесс строится по прин­ ципу концентрации операций. Для этого оборудование обладает необхо­ димым набором (магазином) инструментов, автоматизированной перена­ ладкой, различными устройствами и механизмами. Концентрация разных операций на одном рабочем месте приводит к сочетанию преимуществ технологической и предметной специализаций;

• организацией предметно-замкнутых участков (ПЗУ) с предметным принципом специализации; возможно образование ПЗУ со свободным маршрутом движения закрепленных за участком изделий и с однонаправ­ ленным (поточным) перемещением обрабатываемых изделий по обору­ дованию.

Последний вариант является переходным от непоточных форм орга­ низации производственного процесса к поточному производству.

При групповом расположении оборудования требующееся количест­ во единиц оборудования в каждой группе можно рассчитать по формуле

Cpj “ Тдл] / Рд ,

где Тщу — количество станко-часов, необходимое для выполнения произ­ водственной программы, по данной j-й группе оборудования; — дей­ ствительный фонд времени работы единицы оборудования в плановом периоде, ч.

В свою очередь, величину Т^ по j-му виду работ рассчитывают по формуле

EN; • t::

Т1 IUIJ =-

где Nj — программа запуска изделий i-ro наименования продукции; ty — норма времени на изготовление единицы продукции i-ro наименова­ ния поj-му виду работ; kBHj — коэффициент выполнения норм времени по j-му виду работ.

Потребное количество оборудования затем сопоставляется с факти­ ческим количеством оборудования по данной группе. Из сопоставления можно получить средний коэффициент загрузки оборудования:

k3j —Cpj / Сф]

и коэффициент соответствия имеющегося количества оборудования по­ требному его числу:

kcj Cpj .

В случае построения производственного процесса по принципу кон­ центрации операций необходимое количество оборудования для обра­ ботки изделий i-ro наименования Cj определяется по формуле

N.-O + k J

где kn — коэффициент, учитывающий потери времени по организацион­ но-техническим причинам; qne — часовая (цикловая) производитель­ ность оборудования, шт/ч:

Я пе “ Пц1 / Тц|,

где Пц1— количество изделий, обрабатываемых за цикл; ТЦ1— цикл изго­ товления изделия i-ro наименования, час.

Коэффициент загрузки единицы j оборудования

1, _ Т У+т, +T.J6

K3j „ >

р зф

где Ту — время работы оборудования по управляющей программе за пла­ новый период, ч; Тв — время вспомогательных работ, ч; Тоб— время ор­ ганизационно-технического обслуживания оборудования, ч.

Предметно-замкнутые участки обеспечивают замкнутый цикл изго­ товления изделий и тем самым реализуют преимущества предметной спе­ циализации. Их технологической основой являются единичные и типо­ вые технологические процессы. Номенклатура деталей, закрепляемых за ПЗУ меньше, чем на участках технологической специализации, но ста­ бильность выпуска выше, поэтому основой организации ПЗУ является классификация обрабатываемых деталей по определенным признакам и закрепление полученных в результате классификации групп за рабочими местами.

Признаками классификации могут быть: конструкционная и техноло­ гическая схожесть, масса и габариты, точность обработки, вид обрабаты­ ваемого материала и пр. Наиболее эффективны ПЗУ с одинаковыми или сходными технологическими маршрутами изготовления, так как это уменьшает цикл изготовления продукции. Число всех вариантов сходных технологических маршрутов т та определяется по формуле

m™ = 2k™ -1,

где кмах — наибольшее количество операций (и используемого оборудо­ вания) в деталях данной группы.

Так, если деталь А имеет из группы максимальное количество опера­ ций, равное 3, с последовательностью обработки: токарная (Т) — свер­ лильная (С) — фрезерная (Ф), то возможно 23 - 1 = 7 сходных технологи­

ческих маршрутов; 1) Т-С-Ф; 2) Т-С; 3) Т-Ф; 4) С-Ф; 5) Т; 6) С; 7) Ф. Если невозможна полная загрузка рабочих мест деталями данной группы со сходными технологическими маршрутами, то за этими рабочими мес­ тами можно закреплять детали других групп с разнообразной последова­ тельностью операций. В силу этого, трудно рассчитать коэффициенты за­ грузки рабочих мест для всех возможных вариантов закрепления деталей за предметно-замкнутыми участками.

Каждая принятая последовательность запуска деталей в обработку на ПЗУ характеризуется своим совокупным производственным циклом из­ готовления всей группы деталей. Поэтому возникает задача выбора опти­ мального варианта запуска в обработку деталей группы, приводящего к минимальному совокупному производственному циклу.

2.3.2. Организация поточного производства

Признаки, преимущества и классификация поточного производства

Поточное производство — экономически целесообразная форма организации процесса изготовления изделий и входящих в них элементов. Основные признаки поточного производства:

•прямолинейность (прямоточность) — цепное расположение рабо­ чих мест в соответствии с последовательностью выполнения операций технологического процесса, исключающее возвратные движения изго­ товляемых объектов;

•непрерывность — отсутствие пролеживания обрабатываемых объ­ ектов;

•параллельность — одновременное выполнением операций (видов

работ) на различных рабочих местах;

•пропорциональность — отсутствие диспропорций в производи­ тельности на взаимосвязанных операциях;

•ритмичность — выпуск в равные промежутки времени одинакового количества изделий, показателем ритмичности является равенство (крат­ ность) отношений затрат времени на операции (tj) к количеству рабочих мест на каждой из них, т.е.

где г — такт поточной линии (ритм R = р • г, где р — величина транспорт­ ной (передаточной) партии);

• гибкость — возможность переналаживать и перенастраивать по­ точные линии (участки) на изготовление различных групп изделий, полу-

1)высоким техническим и организационно-экономическим уровнем поточных линий, комплектуемых из машин и оборудования с ЧПУ, про­ мышленных роботов, обрабатывающих центров, модулей, инструмен­ тальных блоков, средств автоматического регулирования и управления;

2)применением прогрессивных технологий, сберегающих матери­ альные, энергетические, трудовые и другие ресурсы;

3)высоким качеством изготовляемых изделий и сравнительно мень­ шими издержками на их производство;

4)организационно-экономическими решениями, результатами кото­ рых являются:

—достаточная стабильность номенклатуры изготовляемых объектов

иповторяемость их выпуска;

—сравнительно большой объем выпуска одинаковых и однотипных объектов в течение продолжительного периода;

—полная конструкционно-технологическая отработка изготовляе­ мых объектов с учетом ТУ, ГОСТ, ОСТ, СТП, требований потребителей (заказчиков) и спроса на рынке;

—возможность рационального расчленения или концентрации опе­ раций каждой стадии процесса производства изделий для достижения наиболее полной синхронизации, целесообразного разделения труда и эффективного использования рабочих мест;

—наличие классификаций изготовляемых изделий по конструкцион­ но-технологическим признакам;

—создание предпосылок для эффективного применения перенала­ живаемых (перенастраиваемых) поточных линий со свободным ритмом и предметно-замкнутых участков.

Классификация поточного производства имеет целью систематизиро­ вать его разновидности с выделением определенных структурных под­ разделений с учетом совокупности факторов, приведенных на рис. 2.10. Она охватывает не только разновидности поточного производства, но и наглядно характеризует связи между ними.

Характеристика особенностей, расчет параметров и области приме­ нения поточных линий (рис. 2.11), классифицированных по признакам 1—6, приведены ниже. Линии, классифицированные по признаку 7, отли­ чаются следующими особенностями:

•на линиях с жесткой связью отсутствуют заделы, эти линии занима­ ют меньшую производственную площадь, имеют более простую конст­ рукцию оборудования и поэтому значительно дешевле линий с гибкой связью. Однако неисправность любого механизма этих линий влечет за собой остановку всей линии, что является их существенным недостатком;

заданной программы выпуска и существенно влияет на выбор технологи­ ческого процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств и т.д.

В общем виде расчетная величина такта

r = Fa /N 3,

где — действительный фонд времени за определенный плановый пе­ риод (смену, сутки, месяц); N3 — количество запускаемых на поточную линию объектов производства за тот же период.

С учетом регламентированных перерывов (Тпер) и планируемого уровня брака (а,%)

где Тсм — продолжительность смены, мин; NBCJT — суточная программа выпуска, шт.; f — количество рабочих смен.

В тех случаях, когда передача с операции на операцию осуществляет­ ся транспортными партиями (небольшие детали, малая величина такта, измеряемая секундами) рассчитывается ритм поточной линии (R):

R = г • р,

где р — величина транспортной (передаточной) партии.

В целях достижения единого такта или ритма поточной линии при ор­ ганизации поточного производства осуществляется синхронизация, т.е. выравнивание производительности по всем операциям технологического процесса. К наиболее распространенным способам синхронизации отно­ сятся: расчленение операции на переходы и комбинирование порядка вы­ полнения операций или группирование переходов нескольких операций, концентрация операций, введение параллельных рабочих мест на опера­ циях, длительность которых кратна такту, интенсификация режимов ра­ боты, совмещение времени выполнения нескольких переходов, рациона­ лизация рабочих приемов, совмещение времени машинной и ручной ра­ боты и др.

Предварительная синхронизация с отклонением от такта (ритма) в пределах примерно ± 10% осуществляется при проектировании поточ­ ных линий, а окончательная, более точная — при отладке линии.

Необходимое число рабочих мест (единиц оборудования) для каждой операции

Cpi = tj/r,

где CPi — расчетное число рабочих мест на i-й операции; tj — норма вре­ мени на i-й операцию, мин.

При полной синхронизации потока величина Cpj — всегда целое чис­ ло, загрузка рабочих мест полная и одинаковая на всех операциях. При неполной синхронизации CPj не равно целому числу. Экономически целе­ сообразно округлить Ср; до ближайшего меньшего целого числа, преду­ смотрев при этом использование рациональной оснастки, более рацио­ нального режима работы оборудования и т.д. Допустимое отклонение от такта на каждой операции должно быть не более 10% со снятием пере­ грузки при отладке линии. Если это условие не выдержано, линия не счи­ тается синхронной, непрерывно-поточной.

Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции

Кз.ол = (Cpi/Cni) -100,

Коэффициенты K3.0.i и К30 .с р являются показателями целесообразно­ сти применения поточного производства. Желательно иметь в массо­ во-поточном производстве нижний предел загрузки рабочих мест 80—85%, а в серийно-поточном — 70—75%.

Число рабочих-операторов на i-й операции (P0i):

Poi “*Cni *f/^H.o.i>

где wH.0.i — норма обслуживания на i-й операции; f — число смен. Общее число рабочих-операторов на поточной линии

Pa-ta = O + b/100)X (C Bi- f / w H.ai),

1=1

где b — дополнительное число рабочих-операторов, % к расчетному чис­ лу рабочих на линии (ориентировочно b составляет 5— 10%).

Планировка поточной линии начинается с разработки схем располо­ жения рабочих мест по всем операциям и выбора рациональных транс­ портных средств. В результате общей компоновки поточной линии опре­ деляются ее внешний контур, способ расстановки оборудования, распо­ ложение транспортных средств, средств промежуточного и окончатель­ ного контроля, мест для заделов и т.д.

Подача С заготовок

в)

|/Ъ Выход готовых I4* деталей

Подача

заготовок

Выход

готовых

деталей

Рис. 2.12. Схемы компоновок и планировок поточных линий:

1 — оборудован и е; 2 — оператор; 3 — рольгант; 4 — конвейер; 5 — скат

Планировка поточных линий (рис. 2.12) должна обеспечивать прямоточность и наиболее короткий путь движения изделия, рациональное ис­ пользование производственных площадей, удобство транспортировки за­ готовок и деталей к рабочим местам, обслуживания и выполнения ремон­ тов.

Рис. 2.13. Схема планирования поточной линии с распределительным конвейером:

1 — ленточный транспортер; 2 — места для складирования; 3 — приводная и натяж­ ная станции; 4 — стеллаж

Для линий с регламентированным (принудительным) ритмом наибо­ лее характерными являются распределительный и рабочий конвейеры.

Распределительный конвейер — линия, оснащенная механическим транспортом, который перемещает изготовляемые объекты, адресует их (с помощью разметочных знаков или автоматических устройств) к соот­ ветствующим рабочим местам, регламентирует ритм работы линии. Сама работа производится на стационарных рабочих местах у конвейера.

Поточные линии с распределительным конвейером применяются при обработке заготовок и деталей, а также удобны при сборке узлов и изде­ лий небольших габаритов и массы с коротким производственным циклом (рис. 2.13).

После расчета такта, количества рабочих мест для последующей пла­ нировки конвейера устанавливается его шаг 10, т.е. расстояние между ося­ ми симметрии двух рядом расположенных объектов на конвейере.

Длина деления, или шаг конвейера, определяется габаритами объекта и необходимым расстоянием между двумя смежными объектами, коррек­ тируется с учетом допустимой скорости движения конвейера.

Скорость движения конвейера должна соответствовать такту потока. Это соответствие достигается, если путь, равный шагу, конвейер прохо­ дит за такт

vk = 10 / г.

Период распределительного конвейера (Пк) — это комплект знаков, предназначаемых для его разметки. При одинаковой производительности