Организация и планирование машиностроительного производства

ческах 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 паточного 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-

ченных при классификации по конструкционно-технологическим при­ знакам с выделением типовых представителей, являющихся основой раз­ работки типовых технологий.

Поточное производство является наиболее экономически целесооб­ разной и конкурентоспособной формой организации процессов изготов­ ления изделий и входящих в них элементов.

Это предопределяется:

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;

Рис. 2.11. Классификационные подразделения

•линии с гибкой связью имеют накопители полуфабрикатов у каждо­ го рабочего места, поэтому отличаются меньшими потерями времени из-за отказов отдельных механизмов линии.

Особенности организации и расчет основных параметров поточных линий

Выбор организационных форм поточных линий определяет­ ся тактом работы линии, степенью синхронизации операций технологи­ ческого процесса, уровнем загрузки рабочих мест на линии.

Под тактом поточной линии (г) понимается период времени между запуском (выпуском) на линию данного объекта (деталей, сборочных единиц, изделий) и следующего за ним объекта. Такт является функцией

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

В общем виде расчетная величина такта

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; NBcyT — 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

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 Cpi 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

где m — число операций на линии.

Коэффициенты К30, и К30ср 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 (Р0;):

Poi —Cni • f/wH0.i,

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

Р . о 6щ = О + Ь / Ю 0) ] Г ( С п; -f / WH0i),

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.

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 1о, 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=lo/r.

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

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 закреплении 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 1ркопределяется 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

1р.* _ 1о ‘ П ' Кпо»!

где К™, — целое число повторений периода (Пк) конвейера на ленте.

К„о» = (21р.к + TID) / 10 • П«.

где C^.i и CKoH.i — соответственно число рабочих и контрольных мест на конвейере.

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

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