книги из ГПНТБ / Берман, А. Г. Ритмичность производства в машиностроении и приборостроении (организационно-экономические вопросы)

При переходе от отработки детали k-vo наименования к /-му

деталей на линии и представив ее как множество упорядоченных пар различных деталей т = [(/,, / 2), (/2, /,), . . (jn_lt /„)],

Б. И. Кузин поставил задачу найти такую последовательность х,

при которой / (т) = i=i tjrjri, = min, где п — число наименований

деталей, обрабатываемых по данному стандарт-плану.

В. А. Петров [73] разработал приближенную методику опре­ деления оптимальной очередности запуска деталей в обработку, позволяющую просто и быстро определять условно оптимальный календарный план-график с практически допустимой ошибкой в расчете =^10%— для случаев с одинаковыми технологичес­ кими маршрутами и однонаправленными маршрутами обработки, характеризующимися отсутствием некоторых операций и значи­ тельными колебаниями операционных норм времени (часто встре­ чающимися на ОППУ и МППУ).

Время производственного цикла всей совокупности деталей (Гцс): зависит от той очередности, в которой партии деталей по­

партии /-Й детали (г = 1, 2, . . . , &) на /-й операции; ^пер is — время перерыва в работе станка последней s-й операции между оконча­ нием обработки партии г'-й и началом обработки партии (г + 1)-й детали.

Задача состоит в том, чтобы выбрать такую последовательность запуска партий в обработку, при которой обеспечиваются наимень­ шие перерывы в работе станков и достигается минимальная сово­ купная длительность цикла.

Математически формализуя условия, выражающие отсутствие перерывов в работе станков последовательно для двух-, трех-, четырех- и в общем виде для s-операционных станочных процессов, В. А. Петров пытается выразить в системе неравенств искомую зависимость совокупной длительности цикла от очередности за­ пуска деталей в обработку и применительно к последовательному виду движения (характерному для большинства прерывно-поточ­ ных участков) предлагает метод цепного расчета по следующему алгоритму:

117

операции (построке); Tt_hJ-— наибольшее из значений календар­ ной занятости станков обработкой предшествующей партии дета­ лей на данной операции (по столбцу).

Этот основной алгоритм дополняется правилами, обусловлен­ ными различиями технологической последовательности обработки деталей и рядом ограничений, диктуемых организационно-плано­ выми особенностями производства и вызывающих применение различных эвристических приемов.

Все это определяет сложность и трудоемкость необходимых расчетов и заставляет прийти к выводу, что работы В. А. Петрова должны быть продолжены в целях построения методики, годной для эффективного применения в практических целях.

партии деталей /-го наименования на последнем по ходу техноло­ гического процесса (m-м) станке; tnepmj— время перерыва между окончанием обработки /-й и началом обработки следующей (/ + + 1)-й партии деталей на m-и станке; kR— число деталей, закреп­ ленных за данным рабочим местом, отмечает, что для выбора ва­ рианта, определяющего наименьшую величину Тцс, необходимо определить и сравнить два варианта: 1) детали обрабатываются в последовательности уменьшения разности длительности обра­ ботки партий на последнем (£т/-) и первом ((ц) станках {tmj — t lj)\ 2) первой обрабатывается деталь с наибольшей суммарной длительностью обработки партии от первого до предпоследнего включительно станка.

Нетрудно заметить, что методические положения В. А. Пет­ рова и С. А. Соколицына во многом совпадают.

Б. И. Кузин [51 ] разработал систему экономико-математи­ ческих моделей для оптимизации параметров календарного плана многопредметных прерывно-поточных участков различных раз­ новидностей. Эти модели представляют теоретический интерес. В частности, для определения последовательности запуска деталей, минимизирующей совокупную длительность производственного цикла, автор предложил модель, весьма сходную с моделью Ф. И. Парамонова. Отличие этой модели в том, что в ней задаются ограничения на отсутствие внутренних простоев при обработке комплекта партий деталей и размеры транспортных партий.

Для решения этой задачи предложено использовать метод ветвей и границ, впервые использованный рядом американских математиков для решения «задачи о коммивояжере».

118

Г Л А В А III

ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

РАСЧЕТА И РАЗВИТИЯ РИТМИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА МАШИН И ПРИБОРОВ

1. Разновидности непрерывно-поточных линий и порядок расчета их организационно-производственных параметров

ртод поточным участком условимся понимать ком- * щлексный, специализированный на выпуске одного типа изделий, некоторой совокупности типоразмеров и исполне­

ний изделий одного типа или нескольких близких по конструк­ тивно-технологическим характеристикам типов изделий, произ­ водственный участок с замкнутым технологическим циклом. В состав поточного участка могут входить технологические и предметно-специализированные подучастки и одиночные поточ­ ные линии с различным уровнем механизации и автоматизации по отдельным этапам технологического цикла (группам операций, выполняемых на специализированном оборудовании). Под по­ точной линией в общем виде мы будем понимать такой предметно­ замкнутый участок, на котором производственный процесс орга­ низован на основе принципов пропорциональности, параллельности и равномерной повторяемости и достигнута непрерывность про­ цесса.

Следует различать непрерывность поточного процесса на самой линии и в рамках комплексного поточного участка или комплекс­ ной поточной линии, состоящей из нескольких взаимосвязанных одиночных поточных линий, в рамках цеха и завода.

О д и н о ч н о й мы будем называть поточную линию, которая организуется для изготовления какого-либо предмета или группы однородных предметов на отдельном производственном участке и включает операции, относящиеся к одной стадии или части тех­ нологического процесса (например, только формовка и заливка в литейном цехе, механическая обработка на предметно-специали­ зированном участке механического цеха или сборка на участке сборочного цеха; узловая или только общая сборка). Если же участок, цех и завод в целом включают систему взаимосвязанных поточных линий или систему взаимосвязанных технологических предметно-специализированных участков и поточных линий, то возникает комплексный (сквозной) поток.

На непрерывно-поточных линиях все операции синхронизи­ рованы по длительности и моментам начала и конца операций над

120

штукой или транспортной пачкой объекта. Синхронизация опе­ раций достигается путем дифференциации процесса производ­ ства на операции, длительность которых равна или кратна расчет­ ному ритму, а количество рабочих мест на каждой операции про­ порционально ее трудоемкости. Эта пропорциональность опреде­ ляет возможность параллельного выполнения всех операций и синхронизации моментов их начала и конца. По степени механи­ зации и автоматизации производства непрерывно-поточные ли­ нии подразделяются на механизированные и автоматизирован­ ные. В зависимости от номенклатуры закрепленных предметов поточные линии различаются однопредметные и многопред­ метные.

О д н о п р е д м е т н о й называется линия, на которой из­ готовляется одно наименование предмета. Организация подобной линии целесообразна в случаях устойчиво-регулярного значи­ тельного выпуска изделий, обеспечивающего полноценную за­ грузку такого количества рабочих мест на отдельных операциях, которое экономически оправдывает капитальные вложения по механизации и автоматизации технологических, контрольных и транспортных операций и обеспечивает возможность рациональ­ ного управления линией.

М н о г о п р е д м е т н о й называется линия, на которой изготовляются предметы нескольких наименований, как правило, сходные по конструкции и технологическому процессу. Число рабочих мест на многопредметных линиях должно удовлетворять тем же требованиям, что и на однопредметных линиях. •

В зависимости от порядка чередования предметов различаются многопредметные поточные линии с последовательным чередова­ нием партий, параллельным (одновременным изготовлением) и партионно-групповым чередованием.

Последовательное чередование различных предметов на по­ точной линии может иметь свободный характер, если все техноло­ гические операции и наладки оборудования по этим предметам одинаковы. В этих случаях чередование различных предметов может производиться даже поштучно, в зависимости от условий запуска и потребного выпуска. Такой порядок чередования мы будем называть последовательно-штучным.

Если изготовление закрепленных за линией изделий в силу их различия или других условий осуществляется так, что в те­ чение нескольких, например, дней на линии производятся изде­ лия одного наименования, затем, после переналадки рабочих мест, изделия другого наименования и т, д„ то возникает последо­ вательное чередование партиями. Работа линии в этом случае осуществляется по стандарт-плану последовательного чередова­ ния партий изделий различных наименований (обозначений) и повторения комплекта партий, чередующихся в определенном порядке в каждом расчетном плановом периоде (месяце, квар­ тале).

121

Многопредметные линии с параллельным чередованием харак­ теризуются тем, что на обеих сторонах общего транспортера одно­ временно изготовляются предметы разных наименований либо в каждый ритм одновременно выпускается комплект (набор) одинаковых или различных предметов. Многопредметные линии с одновременным изготовлением предметов, различающихся рит­ мами выпуска, применяются главным образом для параллельной сборки различных изделий. Многопредметные линии со смешан­ ным чередованием предметов характеризуются тем, что на них сочетаются последовательный и параллельный виды чередования.

Конвейерные устройства различаются: транспортные, распре­ делительные, рабочие — непрерывного и пульсирующего дей­ ствия.

Транспортный (со снятием предметов) конвейер с непрерывно движущейся лентой (цепью) перемещает с заданной скоростью предметы между операциями без жесткого согласования с ритмом линии; следовательно, регулятором ритма транспортный конвейер не является.

Распределительный конвейер (со снятием предметов), как правило, небольшого веса, с непрерывно движущейся лентой, применяется при наличии параллельных рабочих мест на опера­ циях. Конвейер этого типа не только перемещает с заданной ско­ ростью предметы между операциями, но и распределяет их между рабочими местами в соответствии с принятой системой адресо­ вания.

При стабильном режиме распределения, когда каждая адре­ сованная определенным рабочим местам линии тележка или тара обязательно разгружается и загружается вновь, ритм работы регламентирован. При переменном режиме распределения, когда мимо всех рабочих мест проходит предметов в несколько раз больше, чем требуется по производительности, и каждый рабочий не обязательно должен снимать очередной проходящий мимо его рабочего места предмет или может чаще снимать предметы и ставить их на ленту, ритм работы — полусвободный.

Рабочий конвейер (без снятия предметов) с непрерывно движу­ щейся лентой используется преимущественно для непрерывно­ поточной сборки крупных тяжелых изделий и создает регламенти­ рованный ритм работы на линии.

Рабочий конвейер пульсирующего действия — с периодически движущейся лентой (цепью) — может работать в автоматическом режиме с регламентированным ритмом.

Если же конвейер периодически включается вручную только по получении сигналов со всех рабочих мест об окончании опе­ раций, поточный процесс осуществляется с полусвободным ритмом.

В зависимости от технологической планировки в простран­ стве следует различать:

а) прямые поточные линии, характеризующиеся тем, что рабочие места первых операций расположены в начале линии

122

(на комплектовочной площадке), а рабочие места последних опе­ раций — в противоположном конце;

б) замкнутые поточные линии, на которых рабочие места пер­ вых и последних операций расположены в непосредственной бли­ зости или примыкают друг к другу (на комплектовочной площадке).

икольцевыми (карусельными).

Вкаждой конкретной одиночной поточной линии рассмотрен­ ные выше основные признаки могут встречаться в самом различном сочетании (рис. 8).

Богатейший опыт развития ритмичного производства в машино­ строении и приборостроении позволяет сделать следующие общие выводы.

По мере углубления внутризаводской специализации стано­ вится возможным закрепить за каждым участком, рабочим ме­ стом, рабочим строго определенное и ограниченное число одно­ родных операций и регламентировать в пространстве и во вре­ мени движение каждого изделия или группы однородных изде­ лий. Возникают технологические цепочки рабочих мест, создаются несложные приспособления для передачи изделий с одного ра­ бочего места на другое, устанавливается строго рассчитанный регламент выполнения операций на каждом рабочем месте каж­ дым рабочим.

Характерными особенностями этого регламента являются: а) выполнение в каждом расчетном периоде (коротком отрезке месяца) заданного планом количества готовых изделий; б) закреп­ ление за каждым рабочим местом и рабочим ограниченного числа систематически — в каждом расчетном периоде — повторяю­ щихся операций и параллельная работа всех рабочих мест; в) раз­ личная трудоемкость операций и неизбежность в связи с этим перерывов в работе оборудования и рабочих; г) такой расчет со­ четания во времени операций, выполняемых на различных рабо­ чих местах, и такая организация многостаночного и многоагрегат­ ного обслуживания, при которых достигается минимум простоев оборудования и рабочих, а также минимальная величина оборот­ ных заделов, необходимых для соблюдения расчетного регламента. В результате возникают участки прерывно-поточного производ­ ства, на которых может изготовляться один вид изделий, или ограниченная номенклатура однородных изделий, различаю­ щихся размерами, исполнением, отдельными конструктивно-тех­ нологическими параметрами.

Дальнейшее развитие стандартизации и унификации изделий машиностроения и приборостроения, технологической унифика­ ции и внутризаводской специализации производства создает

123

Комплексные (сквозные) поточные участки (линии), включающие

условия для перехода к непрерывному потоку, для организации высокомеханизированных и автоматизированных непрерывно­ поточных участков и линий.

Непрерывно-поточные участки и линии находят широкое раз­ витие особенно в тех отраслях машиностроения, которые выпус­ кают изделия, пользующиеся устойчивым спросом в одной или многих отраслях народного хозяйства. Требования к качеству, к конструктивным и технико-эксплуатационным параметрам этих изделий могут изменяться и даже часто, но потребность в них всегда существует, за исключением тех случаев, когда возникают революционные скачки в технике и такие социальные сдвиги, которые значительно изменяют характер общественных потреб­ ностей (производственных и личных).

На непрерывно-поточных линиях могут быть комплексно воп­ лощены в жизнь новейшие достижения техники, технологии, ор­ ганизации труда и производства, могут быть реализованы важней­ шие тенденции научно-технического прогресса. На непрерывно­ поточных линиях возникает явный, строго регламентируемый, принудительный ритм производства и выпуска, являющийся весьма важным фактором повышения производительности труда. Очевидно, что ритм выпуска готовых изделий определяет равно­

потока, когда с установленным ритмом чередуется выпуск каж­ дой штуки изделия, на всех операциях за каждый ритм должны быть выполнены работы, состав и суммарная трудоемкость ко­ торых равны составу работ и трудоемкости одной штуки готового изделия, выпущенного за тот же ритм.

Если это условие нарушается, то неизбежно возникают до­ полнительные заделы незавершенного производства на линии либо нарушается ритм выпуска.

Выбор разновидности одиночной или комплексной поточной линии и расчет ее технологических и организационно-производ­ ственных параметров должны производиться на основании тех­ нического задания на ее проектирование и организацию.

Методика составления технического задания имеет существен­ ное значение для создания эффективных, устойчиво функциони­ рующих поточных линий и должна быть сформулирована в пер­ вую очередь.

Разработке технического задания на проектирование и орга­ низацию поточной линии должно предшествовать составление заказчиком предпроектного задания. Предпроектное задание имеет целью анализ возможности и целесообразности организации по­ точных линий для производства конкретных объектов, прогно­ зируемых к выпуску в определенных количествах в обозримом периоде времени, выявление технологических возможностей диф­ ференциации и синхронизации операций, их механизации и

125

автоматизации, определение внепоточных операций, выполнение которых на поточной линии по технологическим или организацион­ ным соображениям нецелесообразно.

Предпроектное задание содержит: 1) перечень объектов, на­ мечаемых к переводу на поточные методы производства; 2) ва­ рианты перспективной программы выпуска каждого объекта на ближайшие пять лет— вероятностные оценки размера выпуска (минимального, максимального, наиболее вероятного); 3) харак­ теристики объектов поточного производства: габариты, веса, технические условия изготовления — точность, надежность, долговечность, ремонтопригодность, качество отделки и др.; 4) требования, предъявляемые к качеству и срокам хранения комплектующих изделий, к качеству обработки, сборки, мон­ тажа, контроля и испытаний: 5) особые условия транспорти­ ровки и др.

На основе предпроектного задания формулируется принци­ пиальное решение о возможности и целесообразности организа­ ции поточной линии, о степени ее комплексности, иначе говоря, об организации линии по всему технологическому маршруту из­ готовления определенных однородных объектов или лишь по части маршрута, о специализации линии, т. е. о закреплении за линией одного объекта с определенным числом типоисполнений или конкретной номенклатуры однородных объектов, об основных направлениях механизации и автоматизации выполнения харак­ терных операций.

В предпроектном задании содержатся предварительные при­ ближенные расчеты потребной суммы капитальных вложений за намечаемый период эксплуатации линии и ежегодных затрат по ее эксплуатации, определяются нормы прямых затрат заработной платы за выполнение операций, предусмотренных технологиче­ ским процессом, затрат основных материалов с учетом коэффи­ циента запуска, учитывающего неизбежные в условиях прогно­ зируемых средств механизации и автоматизации технологические отходы. Формулируется приближенно себестоимость единицы изделия и ее изменения в зависимости от степени освоенности конструкции изделий и технологического процесса их изготов­ ления, от изменений ритма выпуска в различные отрезки прогно­ зируемого периода. Приближенно оценивается сравнительная экономическая эффективность поточной линии, проектирование которой представляется технически и организационно целесо­ образным.

Техническое задание предусматривает: 1) название линии— одиночная или сквозная, объекты производства, характер обра­ ботки, с учетом выводов, сформулированных на основе анализа предпроектного задания; схему сборочного состава каждого объ­ екта; 2) три варианта программы выпуска по каждому объекту по отрезкам прогнозируемого периода (минимальный, наиболее вероятный, максимальный); 3) перечень и последовательность

126