Организация и планирование машиностроительного производства (произв

всех рабочих, закрепленных за каждой операцией, Пк рассчитывается как наименьшее общее кратное из числа рабочих мест на всех операциях по­ точной линии (табл. 2.3).

Таблица 2.3. Пример закрепления разметочных знаков за рабочими поточной

линии с распределительным конвейером

Распределение разметочных знаков между рабочими может приме­ няться как равномерное, так и неравномерное (при разной степени освое­ ния операции).

Длина рабочей части конвейера 1Р к определяется на основе его плани­ ровки (рис. 2.13) с учетом вариантов расположения (вдоль конвейера) не­ обходимого для каждой операции оборудования, занимаемой им площа­ ди и предусмотренных по условиям техники безопасности промежутков между рабочими местами. При этом 1р.к должна быть согласована с пе­ риодом конвейера. Так, для ленточного конвейера его полная длина

1п.к ”■21р.к “JtD,

где D — диаметр барабана приводной станции, или

1 р .К “ 1о *П • Кпов,

где Кпов — целое число повторений периода (Пк) конвейера на ленте.

Кпов = (21р.к + 7iD) / 10 • Пк.

Производственный цикл

Т ,Р, - Л ^Cpee.i + ^ C KHi + V 4 ,

I i=i i=i

где Cpa6.i и СКонл — соответственно число рабочих и контрольных мест на конвейере.

Наиболее технически совершенными являются поточные линии с распределительным конвейером, если объекты автоматически распреде-

I К" " %г Ь к З ________ / 1 3 Vr.i_ i — —4

ляются по рабочим местам, имеющим приемные и отправочные устрой­ ства с таймерами, гибко связанные с движущимся конвейером. Это осво­ бождает рабочих от съема и укладки обрабатываемых объектов на кон­ вейер. Однако применение таких устройств требует тщательного эконо­ мического обоснования в связи с их большой стоимостью.

Рабочий конвейер (рис. 2.14) оснащен механическим транспортером, который перемещает обрабатываемый объект вдоль линии, регламенти­ рует ритм работы и служит местом выполнения операций. Поскольку объекты не снимаются с конвейера, линии с рабочим конвейером приме­ няют главным образом для сборки, сварки изделий, заливки в формы (в литейных цехах), окраски узлов и агрегатов в специальных окрасочно-су­ шильных камерах.

Различают поточные линии с непрерывным и прерывным («пульси­ рующим») движением конвейера. В первом случае все операции выпол­ няются «на ходу», во втором — в период остановки конвейера. Пульси­ рующие конвейеры применяют при изготовлении изделий, требующих неподвижного положения при выполнении операций технологического процесса, или когда скорость конвейера при непрерывном его движении больше допустимой.

Шаг рабочего конвейера (10) при сборке небольших изделий часто принимают равным 1— 1,2 м. При сборке крупногабаритных изделий ру­ ководствуются такими же соображениями, как и для распределительного конвейера, т.е. учитываются габариты объектов и расстояние между ними. Максимально допустимый шаг лимитируется допустимой скоро­ стью движения конвейера.

Рациональными скоростями рабочего конвейера считаются 0,5— 2,5 м/мин при сборке небольших объектов или при повышенных требова-

ниях к ее точности. При таких скоростях вполне допустимо непрерывное движение конвейера. Если требуется скорость больше 2,5 м/мин, может быть использован конвейер пульсирующего типа.

Для выполнения операций на непрерывно движущемся конвейере ка­ ждой из операций отводится зона (площадка), границы которой отмечают условными знаками на полу или на неподвижной части конвейера. Длина этой зоны

Когда фактическая продолжительность операций колеблется в ощу­ тимых пределах около среднего своего значения, то при определении длины зоны таких операций предусматривают резервную (добавочную) зону 1рез, длина которой

1рез1

где Ai — число резервных делений, которое нужно добавить к нормаль­ ной длине зоны i-й операции; Ai должно быть целым числом:

Ai “ (tjmax “ tj) / Г ,

где tjmax — максимальная длительность выполнения i-й операции. При укрупненных расчетах

Общая длина зоны i-й операции l06mi может быть определена по фор­ муле

lo6iui hi ipe3i h(Cj + Ai) .

Длина рабочей части конвейера

m m

i=l i=l

где ш — число операций, имеющих резервную зону или

m

Производственный цикл одного объекта производства

Стационарные непрерывно-поточные линии применяются при произ­ водстве крупногабаритных конструкций большой массы, изготовление которых связано с выполнением сложных сборочно-монтажных опера­ ций. Их транспортировка технически затруднена и экономически нецеле­ сообразна. В данном случае изделия в течение всего процесса изготовле­ ния остаются на одних и тех же стендах (манипуляторах и других устрой­ ствах), число которых в наиболее простом случае равно числу операций. При ti = г группы рабочих или бригады переходят от одного стенда к дру­ гому через один такт. Закончив первую операцию на первом стенде, группа переходит для выполнения этой же операции на втором стенде, а к первому стенду подходит вторая группа и т.д. В ряде случаев синхронизация линии может быть проведена варьированием количества рабочих в группе:

где Р„— количество рабочих в группах (бригадах). При этом

Г t{>6p tirep- >

где to6p , Wp. — соответственно время на обработку (сборку) и переход группы от одного стенда к другому.

Поддержание заданного такта достигается с помощью цифровой (таб­ ло), световой или звуковой сигнализации, т.е. стационарные поточные линии — это линии со свободным ритмом. Для исправления дефектов на линии предусматривается 1—2 дополнительных стенда.

Прямоточные (прерывно-поточные) линии чаще всего применяются при механической обработке деталей (заготовок), когда имеет место не­ догрузка оборудования из-за несинхронности процесса. Поэтому прямо­ точные линии экономически оправдывают себя, если: а)‘достигнута син­ хронизация части операций, включенных в технологическую цепочку ли­ нии; б) возможна комбинированная загрузка рабочих, работающих на не­ догруженном оборудовании, путем закрепления за ними двух-трех операций (рис. 2.15, а).

Для прямоточных линий устанавливается наиболее целесообразный для данных условий производства период обслуживания (период ком­ плектования выработки Rk(рис. 2.15,6) закрепленных за операторами-со- вместителями рабочих мест. Rk зависит от уровня ритмичности, размера

в)

Рис. 2.15. Последовательность расчетов основных показателей и графиков, отражающих работу прямоточных линий:

а — расчет количества рабочих мест с учетом совмещения операций; б — график-регламент

работы поточной линии; в — эпюры межоперационных заделов

мерной тары, грузоподъемности транспортных средств и других факто­ ров.

В связи с отсутствием синхронности процесса на прямоточной линии возникают (из-за разной производительности на смежных рабочих мес­ тах) межоперационные оборотные заделы. Изменение межоперационного оборотного задела (Zmo.ij) определяется по формуле

Zm.o.ij — T nCi / tj — T nCj / tj,

где Тп — период времени одновременного выполнения двух смежных операций, в течение которого производительность на каждой из них по­ стоянна (количество рабочих мест не меняется); Q и Cj — количество ра­ бочих мест на смежных i-x и j-x операциях в течение Тп.

По рассчитанным Zm.o.ij строится эпюра заделов (рис. 2.15, в). Макси­ мальная величина задела предопределяет размеры площади мест их скла­ дирования.

Схема планировки прямоточных линий должна предусматривать тер­ риториальное сближение рабочих мест, обслуживаемых операторами-со- вместителями. Наиболее приемлемые транспортные средства для прямо­ точных линий — рольганги, наклонные плоскости, тельферы, электрока­ ры и т. п.

Многономенклатурные поточные линии применяются в* цехах, изго­ товляющих различные изделия (заготовки, детали, узлы) узкой или ши­ рокой номенклатуры. Полная загрузка поточных линий в таких условиях производства достигается путем закрепления за ними нескольких техно­ логически сходных наименований объектов и выполнения на каждом ра­ бочем месте нескольких операций. Переход от изготовления одного объ­ екта к другому может осуществляться без переналадки оборудова­ ния — непереналаживаемые групповые линии (групповой поток), с пере­ наладкой части или всех рабочих мест линии и с изменением режима ее работы — переналаживаемые переменно-поточные линии.

Если закрепленные за линиями объекты производства имеют одина­ ковые затраты времени на операции, тогда расчет может быть произведен по формуле

i=l

где F* — действительный фонд времени работы линии в планируемом пе­ риоде; Ni — объем выпуска по i-му объекту на планируемый период; m — номенклатура закрепленных за линией объектов.

Если закрепленные за линией однотипные объекты с одинаковым технологическим маршрутом имеют существенные различия в затратах времени на операции, тогда работу таких линий целесообразно организо­ вать с переменными или частными тактами (га, гб, ..., rm). Переналадка ли­ ний на иной частный такт обычно производится на основе стандартного

графика (стандарт-плана) ее работы. Рабочий такт объекта «а» рассчиты­ вается по формулам:

I*a = Fд.а / N-

где ¥да — действительный фонд времени линии для изготовления объек­ та «а» в планируемом периоде; Na — объем выпуска по объекту «а» на плановый период.

Га—гдел • ка,

где Гд^ — частный такт условного объекта; ка — коэффициент приведе­ ния трудоемкости объекта «а» к трудоемкости условного объекта.

Так, если при расчете частных тактов объектов от «а» до «т» за ус­ ловный принят объект «в», то коэффициенты приведения трудоемкости этих объектов (ка, кб,.. .,кт) к трудоемкости условного объекта равны:

где ta, te, ..., tm— соответственно трудоемкость изготовления объектов «а», «б», «ш»; tB— трудоемкость объекта, принятого в качестве условно­ го.

Коэффициент приведения для объекта «в» (кв) равен 1. Такт работы линии по условному объекту «в»

m

Гусл = Fa / X N при.., = Рд / (Naka + N6k6 + NBka + Nmkm) , i=l

где NnpuB j — приведенные объемы выпуска с учетом разницы в трудоем­ кости; Naka, Ыбкб, Nmkm— условные объемы выпуска на плановый период объектов от «а» до «ш».

Коэффициент допустимых потерь времени на переналадку рабочего места при смене очередной партии изготовляемых объектов

кп.н tn.cp I Оп.ср ПГ),

где tncp — средние потери рабочего времени на каждом рабочем месте при переналадке.

Отсюда рациональное значение размера партии запуска в штуках на линии может быть определено по формуле

п = (1 —кп.н) tn.cp / кп нг

2.3.3. Организация автоматизированного производства

Поточное производство в своем развитии идет по пути авто­ матизации: внедрение автоматических систем машин на всех стадиях технологического процесса. На первом этапе автоматизации были созда­ ны автоматические линии и жесткие заводы-автоматы. Для второго этапа характерно появление электронно-программного управления: были соз­ даны станки с ЧПУ, линии, содержащие оборудование с программным управлением. Третий этап развития автоматизации в машинострое­ нии — применение микропроцессорной техники, промышленных робо­ тов, робототехнических комплексов (РТК), гибких производственных структур (ГАП). Более высокий уровень автоматизации характеризуется созданием автоматических заводов будущего, оснащенных оборудовани­ ем с искусственным интеллектом.

Организационно-технологические

особенности автоматических линий

Автоматическая линия представляет собой совокупность автоматических станков (машин), установленных в порядке следования операций технологического процесса. Загрузка, разгрузка и межопераци­ онное перемещение заготовок и деталей от станка к станку осуществля­ ются автоматической транспортной системой, имеющей накопитель пер­ вичной загрузки (рис. 2.16).

Участок автоматической линии — это часть АЛ, которая может действовать самостоятельно.

Автоматизированная (полуавтоматическая) линия — линия, в которой транспортно-загрузочные операции автоматизированы час­ тично.

Автоматические линии могут быть операционными (для определен­ ного вида обработки) или комплексными.

Комплекс автоматических линий — это совокупность взаимосвя­ занных линий для непрерывного выполнения операций всех стадий про­ цесса изготовления изделий, начиная от получения исходных заготовок и кончая контролем (испытанием) их в готовом виде. На рис. 2.16, б приве­ дена структурная схема комплекса линий по обработке колец и сборке

шариковых подшипников; на отдельных линиях выполняются опреде­ ленные виды обработки (точение, шлифование и т.д.).

Автоматический цех — производственная единица, в которой со­ средоточены технологические потоки, состоящие из автоматических ли­ ний.

Автоматический завод — производственная единица, в которой со­ средоточены один или несколько взаимосвязанных автоматических це­ хов.

Автоматические линии классифицируются по основным признакам, влияющим на организацию их эксплуатации. Они подразделяются на синхронные (жесткие) и несинхронные (гибкие), спутниковые и бесспутниковые, сквозные и несквозные, ветвящиеся и неветвящиеся.

Синхронная (жесткая) автоматическая линия (рис. 2.16, в), в кото­ рой изделия загружаются, обрабатываются, разгружаются и передаются от станка к станку одновременно или через кратные промежутки време­ ни. Эти линии не имеют межоперационных активных заделов, поэтому в случае выхода из строя одного из станков, все другие выключаются, и ли­ ния простаивает.

Несинхронная (гибкая) автоматическая линия (рис. 2.16, а) — это линия, в которой изделия обрабатываются и передаются от станка к стан­ ку не одновременно, а через межоперационные накопители. В этих лини­ ях имеются межоперационные активные заделы. В случае выхода из строя любого станка все другие продолжают работу до полного использо­ вания межоперационных заделов или отсутствия мест для их хранения. Активные заделы могут храниться в транспортерах или накопителях.

Спутниковая автоматическая линия — это линия, в которой заго­ товки базируются, обрабатываются и транспортируются на приспособле­ ниях, называемых спутниками. Схема установки заготовки на приспособ­ ление-спутник показана на рис. 2.16, г. В транспортную систему таких линий кроме межоперационного транспорта могут входить транспортеры для возврата спутников с конца в начало линии.

Важным показателем конструкции транспортной системы и оборудо­ вания является способ транспортирования, который может быть сквоз­ ным (через зону обработки) или несквозным.

Сложность АЛ характеризуется организацией транспортного потока, который может быть ветвящимся или неветвящимся. В автоматической линии с ветвящимся потоком обрабатываемых заготовок поток делится хотя бы на одной операции на несколько, и обработка производится на параллельно работающих станках. Примером такой линии является ли­ ния финишной обработки внутренних колец подшипников (рис. 2.16, б). В этих линиях применяются делители потока, транспортеры-распредели­ тели и другие устройства. В неветвящихся автоматических линиях поток