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

матов на ведущих операциях, мы тем самым предопределяем и ритм выпуска, при котором достигается оптимальная дифферен­ циация процесса на операции.

При ежегодной потребности, исчисляемой миллионами штук, должен быть достигнут оптимальный уровень комплексной меха­ низации и автоматизации производства (см. гл. V), при котором полноценно используются высокопроизводительные средства и орудия труда, обеспечиваются минимальный процент технологи­ ческих отходов и потерь, высокое качество изделий, достигается минимальная величина удельных приведенных затрат при задан­ ных государственным планом ограничениях материальных, трудо­ вых и денежных ресурсов (капитальных вложений).

В этом случае возможно применительно к каждому объекту производства ьа ОНПЛ сформулировать типовые решения. По­ следнее включает выбор комплекта оборудования (количества рабочих мест, оснащенных конкретными средствами механизации и автоматизации, связанных между собой определенными устрой­ ствами гибкой и жесткой связи), оцененного по надежности и про­ изводительности. Возникает понятие оптимальной производитель­ ности этого комплекта оборудования, под которой подразуме­ вается максимальная пропорциональность количества рабочих мест на каждой операции и минимизация потерь времени оборудо­ вания за счет повышения его надежности, рациональной органи­ зации многостаночного (многоагрегатного) обслуживания и обосно­ ванного расчета с использованием математического аппарата тео­ рии массового обслуживания числа рабочих на линии.

Важным условием минимизации потерь времени оборудования является скрещивание двух или большего числа параллельных линий в целях повышения коэффициента загрузки тех рабочих мест, на которых выполняются наименее трудоемкие операции.

В табл. 16 приведен пример определения оптимальной произво­ дительности поточного участка конденсаторов одного типа, спе­ циализированное производство которых включает три параллель­ ных непрерывно-поточных «отделения»; каждое из них состоит из четырех параллельных линий. Как видно из таблицы, «скрещи­ вание» нескольких типовых комплексных линий на отдельных операциях позволяет уменьшить число единиц оборудования и повысить коэффициент загрузки.

Достаточно часто задача выбора оптимального ритма и опреде­ ления количества параллельных ОНПЛ возникает и на отдельных предприятиях, в программу которых включено такое количество конкретного изделия массового выпуска (N3), что расчетный ритм

Т

выпуска по заводу в целом г3 = —^ <0,Зн-0,5 мин. ■Л'з

Такая незначительная величина ритма вызывает на механизи­ рованных поточных линиях повышенную напряженность труда рабочих, отрицательно сказывающуюся на качестве выполняемых работ и на здоровье работающих. Повышается разброс затрат

138

Т а б л и ц а 16

Расчет оптимальной производительности ОНПЛ при различном количестве параллельных линий

рабочего времени на различных операциях, в связи с чем нару­ шается или становится менее устойчивой синхронизация операций.

В этих случаях целесообразно устанавливать регламент выпуска

сритмом пачки гпч = гпт, где ипч — размер транспортной пачки, или создавать параллельные линии. Тогда ритм выпуска каждой линии г = аг3, где а — число параллельных линий, г3— ритм выпуска заводом изделий при заданной программе.

и вспомогательного времени в норме.

139

Увеличение ритма означает уменьшение числа рабочих мест, что при прочих равных условиях вызывает увеличение трудоем­ кости в связи с укрупнением и усложнением операций при ухуд­ шении специализации рабочих мест и рабочих. Вместе с тем дости­ гается некоторая экономия затрат вспомогательного времени, поскольку уменьшение числа рабочих мест означает уменьшение вспомогательного времени, затрачиваемого на установку предмета и снятие его (tcy). Однако имеют место случаи, когда по трудоем­ кости операцию нужно дифференцировать, но все приемы и пере­ ходы настолько технологически связаны между собой, что такая дифференциация связана с большими трудностями и отрицательно влияет на качество выполнения работ. Весь комплекс таких прие­ мов и переходов можно назвать неделимым элементом операции. Наличие тех или иных неделимых элементов в ряде случаев предопределяет ритм выпуска линии.

Таким образом, оптимальным ритмом в общем виде следует называть такой ритм, при котором достигаются наиболее правиль­ ная (с точки зрения эргономических факторов, разделения труда, уровня его технической оснащенности, интенсивности и тяжести труда) дифференциация технологического процесса, наилучшие условия и высокая производительность труда большинства ра­ бочих на линии. При этом необходимо иметь в виду, что интенсив­ ность и производительность труда, одинаково воздействуя на увеличение количества изделий, производимых в данный проме­ жуток времени, не идентичны по их экономической сущности. Дело не только в том, что недопустим такой уровень интенсивности, который ведет к разрушению основной производительной силы общества — рабочей силы, а в том, что повышение квалификации труда, как правильно отмечает Г. Н. Черкасов 1102], повышение навыка, тренированности рабочего ведет к росту производитель­ ности труда при минимальной затрате сил, т. е. при понижении интенсивности труда. Более рационально затрачивается рабочая сила и в результате улучшения организации и санитарно-гигиени­ ческих условий труда, уровня культуры труда и производства в целом.

Поэтому выбор оптимального ритма работы и выпуска на по­ точных линиях должен основываться на анализе того, как влияет та или иная скорость движения конвейера, совмещение профессий, частота трудовых движений рабочего, чередование работы с пас­ сивным и активным отдыхом на усиление интенсивности труда. На сборочных ОНПЛ, оборудованных распределительными кон­ вейерами, в целях уменьшения удельного веса времени, затрачи­ ваемого на снятие и установку предметов {tcy), иначе говоря, в це­

140

Нужно иметь в виду, что затраты основного технологического времени обратно пропорциональны степени дифференциации тех­ нологического процесса.

По расчетам А. И. Неймарка [68], при удвоении программы выпуска снижению основного технологического времени на 5% соответствует отвлеченная величина 0,075 (характеризующая сте­ пень обратной пропорциональности), снижению на 10% — 0,156,

на 20% — 0,321, на 30% — 0,514.

Удельный вес затрат вспомогательного времени (р) может быть

необходимо располагать такими поэлементными нормативами времени на характерные виды продукции, с помощью которых можно было бы быстро определить действительную трудоемкость каждого неделимого или укрупненного элемента сборочного про­ цесса в условиях поточных форм организации производства.

Исследуя факторы, определяющие количество параллельных ОНПЛ одного изделия, применительно к процессу сборки, уро­ вень механизации которого, как правило, невысок, А. И. Неймарк [67 ] установил, что наиболее важными из этих факторов яв­ ляются: 1) размер резервных заделов (zpe3), уменьшающийся с увеличением числа параллельных линий (а); снижение разброса индивидуальной производительности рабочих и, соответственно, затрат труда на восполнение резервных заделов до нормативного уровня при увеличении ритма выпуска; 2) изменение трудоем­ кости единицы продукции при увеличении а; 3) возможность со­ гласования штучного времени (/ш) на каждой операции с ритмом (г), т. е. синхронизации операций; 4) территориальные условия размещения линий и повышение маневренности производства; 5) увеличение суммы капитальных вложений и расходов, связан­ ных с эксплуатацией основных производственных фондов, при увеличении а.

Исследовав эти факторы и зависимость Тв от количества ра­ бочих мест на линии и Ттех = Тш— Тъ от степени укрупнения операций и ухудшения специализации оборудования рабочих, установив с помощью отвлеченной величины е зависимость между удвоением выпуска на линии и снижением затрат основного тех­ нологического времени, А. И. Неймарк пришел к выводу, что практический диапазон возможных значений а находится в пре-

141

делах 1—4, а число параллельных линий можно определять по формуле

Имея в виду, что зависимости между процентом снижения тех­ нологического времени и количеством рабочих мест на линии могут быть установлены на основе анализа вариантов технологического процесса, а коэффициент объема дополнительных работ по под­ держанию резервных заделов, связанных с разбросом индивидуаль­ ной производительности труда рабочих, б = 0,005, А. И. Неймарк разработал таблицу, позволяющую легко определить опти­ мальное число параллельных линий при известных значениях е (табл. 17). Отметим лишь, что при выборе числа линий по этой таблице не принимается во внимание важнейший фактор: изме­ нение суммы дополнительных капитальных вложений.

Однако нетрудно видеть, что по каждому конкретному ва­ рианту поточной линии, зависящему от их количества (а = NJN), такой дополнительный расчет не представляет особой сложности.

Т а б л и ц а 17

Выбор числа параллельных ОНПЛ (применительно к сборочным линиям, оборудованным распределительными конвейерами)

142

Говоря о комплексности поточных линий, следует отметить, что в практике организации высокоэффективных ОНПЛ особые трудности встречаются при переводе на поток таких, как правило, финишных операций, как тренировка, регулировка, испытание. Серьезное противодействие встречают попытки расчленить эти в ряде случаев весьма трудоемкие работы на отдельные опера­ ции, выполняемые различными рабочими. Исторически сложи­ лось убеждение, что эти работы неделимы, либо технология из выполнения не может быть строго регламентирована, а зависит от интуиции и искусства рабочего. Следовательно, операционное выполнение неизбежно приведет к большому браку, тем более что уложить эти операции в регламентированный ритм весьма трудно. Можно смело утверждать, что не имеет смысла выпускать изде­ лия на поточной линии каждые несколько минут и обрекать их на пролеживание на тренировочном, градуировочном или испы­ тательном участке в течение нескольких (и многих) часов, что неизбежно в условиях его технологической специализации.

На одном из ленинградских заводов крупногабаритные при­ боры выпускались на поточной линии, оборудованной распредели­ тельным ленточным конвейером пульсирующего действия с рит­ мом в несколько минут.

Градуирование этих приборов, включая проверку электри­ ческих параметров, занимало 15—17 ч (практически около суток), что лишало смысла регламентацию ритма на поточной линии и требовало значительной дополнительной площади. При модер­ низации этой линии и оборудовании ее рабочим конвейером была отменена тренировка приборов под током, в результате чего гра­ дуирование было упрощено и ускорено; оно стало занимать всего

50—60 мин вместо 15— 17 ч.

Приведем еще один пример из практики релейного производ­ ства. На специализированном ленинградском заводе сборка реле была организована на самостоятельных непрерывно-поточных линиях, связанных с линиями регулировки единой технологиче­ ской планировкой в одном помещении, а также системой расчета, контроля и восполнения межлинейных заделов.

Сравнительный анализ технологических процессов сборки трех типов реле показал, что для них может быть установлен еди­ ный технологический процесс и маршрут поточной сборки, а при расчленении процесса на операции равной или кратной длитель­ ности возможна унификация содержания каждой операции и всего технологического маршрута.

Плановый ритм— 15 с-— обусловливал физиологически не­ приемлемую скорость движения несущего органа конвейера и чрезмерную интенсивность труда рабочих. Поэтому был принят размер транспортной пачки (для чего была использована шести­ местная кассета) ппч = 6 и установлен ритм гпч = 1,5 мин.

Опыт эксплуатации многопредметных непрерывно-поточных линий сборки и регулировки реле показал, что обучать одних

143

и тех же рабочих операциям сборки и регулировки двух разных типов реле трудно. В связи с этим оказались более предпочтитель­ ными ОНПЛ сборки, а также регулировки реле (одного типа).

Целесообразным оказалось применительно к некоторым ти­ пам реле объединение на одном конвейере их сборки и регули­ ровки. Такая комплексная поточная линия имеет следующие пре­ имущества: позволяет ликвидировать пролеживание собранных реле перед регулировкой и сократить длительность производственного цикла, а следовательно, размеры незавершенного производства; обеспечивает более рациональное использование производствен­ ной площади.

Рассматривая вопросы, связанные с выбором оптимального ритма на сбороч' ных ОНПЛ, следует указать на попытки математической постановки и решения задач определения оптимального ритма и числа операций —минимальной степени несинхронности операций, числа параллельных линий, для чего используются понятия теории множеств, где сетевой график сборки рассматривается как ча­ стично упорядоченное множество [41, 42, 43]. Эти попытки привели к разработке специального устройства для контроля и управления работой сборочных поточ­ ных линий и прогнозирования ритма с учетом колебаний длительности операций и изменений психо-физиологического состояния рабочих. Для синхронизации операций разработан эвристический алгоритм, в соответствии с которым соста­ влена и испытана программа для ЭЦВМ «Минск-22».

Не вдаваясь в анализ достоинств указанного устройства, отметим лишь, что Э. П. Калм не связывает разработанную им методику оптимизации работы прибо­ ростроительных сборочных конвейеров с количеством параллельных линий и изме­ нением трудоемкости операций в зависимости от количества рабочих мест на по­ точной линии. Автор считает важнейшим фактором повышения эффективности производства на сборочных ОНПЛ максимизацию их производительности на основе оптимизации совместного действия двух основных факторов; оптимальной

степени дифференциации технологического процесса (Pj )h минимальной степени

несинхронности операций (р2), под которой понимается отклонение от средне­ арифметической величины ритма.

В эргодическом случайном процессе автор пытается определить потери, обусловленные динамическим стереотипом рабочего и исследовать среднюю мак­

Pi ф 0 и р 2 ф 0, максимальная средняя производительность поточной линии соответствует минимальным средним суммарным потерям (р)

144

и аппроксимируется аналитической формулой

P 2 = ( y ) S 5 0 % ,

где t — среднеарифметическая длительность элементарной (технологически неде­ лимой) операции: s — степень сложности графа.

Степень дифференциации технологического процесса должна оцениваться с позиций обеспечения устойчиво высокой производительности труда рабочего. Анализ среднего ритма выпуска, среднеарифметической и среднемаксимальной длительности операций за определенный отрезок времени, их отклонений от сред­ него ритма, определяющих степень несинхронности операций, на наш взгляд, имеет большое значение как на стадии проектирования ОНПЛ, так и на стадии ее эксплуатации.

Однако задача этого анализа состоит в том, чтобы повысить надежность про­ изводства на поточной линии, а не в том, чтобы служить основой прогнозирования

практическое значение. Вместе с тем, как мы увидим далее, в практике организа­ ции и эксплуатации поточных линий родились и нашли признание другие методы оптимизации и поддержания среднего ритма, повышения устойчивой сихронности операций.

Жизнь подсказала, что непрерывность потока может быть достигнута отнюдь не только с помощью строгой синхронизации операций и систематического поддержания четкого согласования производительности смежных операций в каждом периоде ритма. Различия индивидуальной производительности рабочих и ча­ стые «микроизменения» различных элементов процессов произ­ водства, возникающие в связи с их освоением и по инициативе новаторов производства, значительно усложняют стабилизацию синхронности операций. Поэтому практика выдвинула приме­ нение быстроходных конвейеров и такую организацию адресования изделий каждому рабочему месту, которые способствуют снижению напряженности труда рабочих при сохранении заданного сред­ него (на смену или на короткий отрезок смены) ритма. Интересно отметить, что глубоко изучив опыт автомобильной промышлен­ ности, Ф. С. Демьянюк [321 пришел к выводу о неправильности широко распространенного мнения о том, что нужно строго син­ хронизировать операции поточной линии и добиваться высокой загрузки всех станков.

Основные трудности организации НПЛ заключаются в сле­

дующем:

1) обязательное соблюдение принципа непрерывности про­ цесса в ряде случаев может быть достигнуто только за счет недо­ грузки отдельных рабочих мест и рабочих, а следовательно, и за счет недоиспользования производственных площадей;

2) синхронизация операций сопряжена с большими трудно­ стями, требует систематических уточнений, связанных с измене­ нием ритма, снижением трудоемкости отдельных операций, со­ вершенствованием технологического процесса, поэтому в ряде случаев неизбежны потери рабочего времени в виде микропауз на отдельных операциях;

3) строгая регламентация ритма предъявляет ко всем испол­ нителям требование одинаковой выработки за каждый короткий отрезок времени (ритм). Так как индивидуальная выработка рабо­ чих различна, то в то время, как одни рабочие укладываются в период времени меньший ритма, другие рабочие испытывают перенапряжение. Правда, подбор рабочих для выполнения соот­ ветствующих операций снижает отклонения фактических затрат времени от нормативных, рассчитанных на время ритма, но избе­ жать полностью отклонений от регламентированного ритма в большинстве случаев не удается.

Как показал опыт некоторых предприятий, в частности ленин­ градского завода «Вибратор», для сборки малогабаритных прибо­ ров целесообразно использовать несинхронизированную поточ­ ную линию, оснащенную конвейером с повышенной скоростью движения [93, 94]. На подобном конвейере создается транспорт­ ный задел (являющийся и оборотным), который дает возмож­ ность вести в течение довольно большого отрезка времени работу на смежных операциях в неодинаковом ритме.

На линиях с быстроходным конвейером рабочие места могут быть расположены не в порядке следования операций технологи­ ческого процесса, ибо объекты сборки непрерывно передвигаются по ходу движения конвейера, в силу чего на рабочее место можно адресовать любую операцию.

На одной из подобных линий на заводе «Вибратор» исполь­ зуется горизонтально-замкнутый тележечный конвейер с адресо­ ванием и автоматическим сбросом изделий в пункте назначения. Каждая тележка оборудована устройством для адресования. Автоматическое адресование освобождает рабочих от необходимо­

Достоинством быстроходного конвейера является и то, что он позволяет вернуть виновникам на исправление брак, обнаружен­ ный на последующих операциях. Это повышает ответственность исполнителей и положительно влияет на качество продукции. На поточной линии с быстроходным распределительным кон­ вейером облегчается загрузка рабочих с учетом их индивидуаль­ ной производительности.

Созданное изобретателями завода устройство выгодно отли­ чается от существующих образцов принципом работы. Блок адресования воздействует на механизм сброса без механического контакта с ним, что упрощает его изготовление, повышает надеж­ ность и долговечность. Изделия транспортируются в специаль­ ных контейнерах, рассчитанных на партию в 20 шт. (размер пар­ тии установлен с учетом рационального соотношения г]су = = 0,02^-0,03). Тележки непрерывно передвигаются со скоростью, превышающей обычную скорость распределительного конвейера более чем в 10 раз. Закончив операцию над транспортной партией, каждый рабочий ставит контейнер с изделиями на любую свобод-

146

ную тележку, оказавшуюся в данный момент против его рабо­ чего места, и адресует эту тележку на следующую операцию.

В пункте назначения адресующее устройство подает команду на сброс контейнера. Контейнер освобождается и под действием силы тяжести скользит по наклонной плоскости тележки, пере­ мещаясь с нее на стол разгрузки.

Рабочий подвигает контейнер к рабочему месту в удобное для работы положение и освобождает место для сброса очередного кон­ тейнера. У каждого рабочего места обычно находятся два кон­ тейнера: один — в рабочем положении, непосредственно у рабо­ чего места, другой — в позиции разгрузки. Второй контейнер утапливает выключатель, выступающий слегка над плоскостью стола разгрузки, и тем самым отключает механизм сброса. До того момента, пока выключатель не будет освобожден и не зам­ кнет электрическую цепь, управляющую механизмом сброса, адресованные на данное рабочее место контейнеры не сбрасы­ ваются, оставаясь на движущихся тележках.

Рабочий, адресуя на определенную операцию, не должен про­ верять, на каком количестве рабочих мест она выполняется и какова выработка на каждом из них. Номер следующей опера­ ции ему всегда известен. Распределение же изделий между рабо­ чими местами в соответствии с индивидуальной выработкой рабо­ чих автоматически выполняет адресующее устройство. Адресо­ вание осуществляется за 1—2 с.

В указанных условиях точная, систематически поддержи­ ваемая синхронизация операций и строго регламентированный ритм становятся необязательными. Это упрощает, ускоряет и удешевляет проектирование и внедрение ОНПЛ, повышает их эффективность.

Непрерывно-поточные линии в приборостроении оснащаются распределительными конвейерами с ручным, механическим или автоматическим съемом объектов, либо рабочими конвейерами, отличающимися различными способами ориентации и фиксиро­ вания предметов и характером движения несущего органа (непре­ рывное, непрерывно-ускоренное, пульсирующее или периоди­ ческое). Разработки, проведенные за последние 10— 15 лет Все­ союзным научно-исследовательским технологическим институтом приборостроения (ВНИТИприбор) при непосредственном уча­ стии и под руководством В. М. Митина [59—62], имели целью выбор основных параметров сборочных конвейеров и разработку их типовой номенклатуры в зависимости от различных конструк­ тивно-технологических и организационно-производственных ус­ ловий сборки. С этой целью было исследовано и оценено соот­ ветствующими коэффициентами в % от времени ритма, которому должно быть равно время операции, влияние на трудоемкость сборки (положительное или отрицательное) следующих факторов:

1) способа транспортирования предметов с операции на опера­ цию (механическое, автоматическое) — k x\