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

При решении вопросов организации и технологии поточно­ конвейерной сборки линотипов было признано целесообразным расчленить операцию регулировки машин на составные элементы с включением их в состав основных технологических операций сборки. Ритм выпуска на поточной линии сборки машин был принят равным 170 мин; в соответствии с этим весь технологи­ ческий процесс сборки и регулировки машин был расчленен на

16операций.

Сборка остова машины была выделена из состава выполняемых

на конвейере операций. Это решение определялось тем, что остов машины образуют такие крупногабаритные и тяжелые детали, как станина, корпус, верхняя рама, подшипники и др., обработка которых ведется, как минимум, полумесячными партиями. Для раздельного хранения партий указанных деталей в ожидании сборки потребовались бы значительные площади, а транспорти­ ровка их на сборку и сама сборка грозили повреждениями окраски.

По новому процессу собранный и окончательно окрашенный остов поступает на первую операцию конвейера.

Горячая регулировка машины—отливка строк—выделена в конец процесса с тем, чтобы можно было ту часть конвейера, на которой производится эта операция, изолировать от всей пло­ щади сборочного участка, так как пары расплавленного гарта вредны для здоровья.

При разработке процессов конвейерной сборки других мо­ делей линотипов (Н-5 и Н-7) ставилась задача максимального сохранения порядка выполнения и содержания операций, уста­ новленного в процессе сборки базовой модели Н-4. Это обеспечи­ вало максимальное использование навыков и опыта рабочих, полученных ими при сборке машины Н-4.

Для транспортировки машин на поточной линии сборки на заводе спроектирован и изготовлен пульсирующий однолинейный конвейер на 20 постов. Конвейер состоит в основном из трех частей: подающей рамы, реечного привода рамы и масляного гидропривода с домкратами. Высота подъема рамы 20 мм, а ее горизонтальное перемещение, соответствующее шагу между ра­ бочими постами, равно 2500 мм.

Конвейер может перемещаться автоматически по истечении заданного ритмом времени или от кнопки «пуск» по окончании работы на всех сборочных постах линии. Об очередном его пере­ мещении предупреждает звуковой сигнал за 2 мин до начала движения.

Важным преимуществом этого конвейера является то, что все его механизмы смонтированы на специальном фундаменте ниже уровня пола. На уровне же пола находятся лишь несущая плоскость подающей рамы и фундаментные плиты сборочных постов. Благодаря этому на случай необходимости сохраняется возможность свободного маневрирования всеми площадями сбо­ рочного участка.

158

Несмотря на достигнутую при разработке поточной техноло­ гии синхронизацию, в условиях большого ритма и значительного разнообразия комплекса работ, входящих в состав каждой опера­ ции, на практике неизбежно возникают колебания в производи­ тельности труда на разных рабочих местах. Эти колебания могут возникнуть также и при замене одного рабочего другим. В связи с этим рабочие, показывающие более высокую против заданного ритма производительность труда, догружаются выполнением работ по узловой сборке на верстаке, причем на своем рабочем месте, с соответствующей оплатой за выполненную работу. При отста­ вании рабочих от заданного ритма часть работ данной операции распределяется между сборщиками, выполняющими предыдущую и последующую операции, с соответствующей оплатой.

Четыре поста конвейера, где производится горячая регули­ ровка машин, отделены от других постов и прилагающих поме­ щений двумя автоматически открывающимися дверями. Двери открываются в момент подъема рамы конвейера, а после переме­ щения машин на следующий пост они так же автоматически за­ крываются.

Внедрение поточно-конвейерной сборки машин обеспечило снижение трудоемкости сборочных работ примерно на 26% и рост производительности труда сборщиков в среднем на 35%. Длитель­ ность цикла сборки машин сократилась с 20 до 7—8 дней, или более чем в 2,5 раза. Это обеспечило высвобождение около 50% производственной площади сборочного участка. Внедрение конвейера способствовало также повышению качества выпускае­ мых машин. Свидетельством этого является тот факт, что число

сборки повысило четкость и ответственность в работе всех под­ разделений завода, способствовало повышению ритмичности и об­ щей культуры производства.

Предметная специализация участков цеха и рост масштабов выпуска открыли новые возможности для дальнейшего совершен­ ствования технологии и организационных форм производства. В частности, они послужили основой для проектирования и внед­ рения многопредметных групповых поточных участков механи­ ческой обработки деталей.

3. Многопредметные непрерывно-поточные линии

Как мы могли видеть при рассмотрении методики расчетов и организации ОНПЛ, существующая практика стре­ мится к созданию такого поточного регламента работы машин и рабочих на однопредметных синхронизированных линиях, ко­ торый обеспечивал бы надежное соблюдение ритма выпуска при

159

рациональной напряженности труда и принимал бы во внимание различия индивидуальной производительности труда рабочих и колебания их утомленности в течение рабочей смены. При этом важнейшим условием эффективной организации ОНПЛ является научно обоснованное прогнозирование потребности в изделиях, для изготовления которых они предназначаются, периода насы­ щения рынка и удовлетворения этой потребности. Должны про­ гнозироваться и изменения конструкции и технологии производ­ ства изделий в период эксплуатации, ограниченный сроком мо­ рального старения изделий, а также физического и морального старения оборудования, встроенного в линию.

В сборочных и, частично, механических и заготовительных цехах предприятий серийного производства встречается на спе­ циализированных предметно-замкнутых участках значительная номенклатура объектов производства. Как мы уже указывали, научно-технический прогресс, определяющий развитие стандар­ тизации и унификации изделий, их составных частей, техноло­ гических процессов и средств оснащения, закономерно приводит к расширению номенклатуры изделий. Поэтому весьма важная задача состоит в том, чтобы эффективно применять в условиях большой и разнородной номенклатуры изделий методы поточного производства, всемерно повышать уровень ритмичности серий­ ного производства.

Создание специализированных предметно-замкнутых участков основывается, как мы видели, на классификации объектов про­ изводства по сходству важнейших признаков однородности кон­ струкции, технологического процесса и маршрута. При этом группа сходных объектов, сборка или механическая обработка которых предназначается для выполнения на одной многопред­ метной поточной линии, может включать изделия, различающиеся: ритмом выпуска по программе, трудоемкостью всех или отдель­ ных технологических и контрольно-измерительных операций; числом операций при одинаковой их последовательности или, частично, последовательностью операций технологического марш­ рута.

Если эти небольшие различия не являются препятствием для

предметные непрерывно-поточные линии с последовательным че­ редованием различных изделий партиями. При таком режиме чередования в период производства на линии одного изделия линия является, по существу, однопредметной. Нужно заметить, что при одновременном изготовлении на линии комплекта изде­ лий или при последовательном штучном их чередовании также возникают условия, близкие к тем, которые характерны для ОНПЛ.

160

предметной линией изделий, тем линия жизнеспособнее, надежнее и эффективнее.

Указанные выше различия изделий, закрепляемых за линией, определяют следующие разновидности МНПЛ с последовательным чередованием партий изделий различных наименований (обозна­ чений):

1)МНПЛ с единым ритмом выпуска всех закрепленных изде­ лий, что достигается главным образом варьированием размера транспортных пачек;

2)МНПЛ с единым ритмом выпуска и переменным числом рабочих мест. На таких линиях при выполнении отдельных изде­ лий некоторое число рабочих мест (как правило, не превышающее

10— 15% общего количества) не используется, а рабочие выпол­ няют другие работы, предусмотренные стандарт-планом;

3)МНПЛ с частными ритмами выпуска различных изделий, определяющими изменения скорости движения несущего органа конвейера при переходе от изготовления партий изделий одного наименования к партии других изделий;

4)МНПЛ, оснащенные быстроходным конвейером с автомати­ ческим адресованием, на которых принцип расположения рабочих мест по маршруту имеет второстепенное значение.

Перечисленные разновидности МНПЛ с последовательным

чередованием партий различных предметов различаются также в зависимости от порядка запуска очередных партий.

Последовательный запуск означает, что партия очередных предметов запускается на первое место линии только после того, как с последнего рабочего места сошел последний экземпляр из предыдущей партии других изделий. В этом случае все рабочие места линии единовременно подвергаются переналадке.

Параллельный запуск характеризуется тем, что очередная партия изделий запускается на первое и последующие рабочие места линии по мере их высвобождения. Переналадка рабочих мест в этом случае производится разновременно.

Основной особенностью МНПЛ является, то что кроме расчета для каждого наименования закрепленных изделий регламента работы как для ОНПЛ, должен быть рассчитан режим работы линии как серийного производственного участка: размеры партий, периодичность повторения всей номенклатуры закрепленных изделий, порядок чередования партий различных изделий на линии, расчет и порядок размещения переходящих заделов и др. При выборе и обосновании этих параметров, что связано с реше­ нием многих экстремальных задач, находят применение современ­ ные математические методы: линейное и динамическое програм­ мирование, теория очередей, расписаний и др., а также такие раз­ делы классического анализа, как аналитическая геометрия, теория вероятностей и т. д.

Применяя математический аппарат, максимально используя новые методы, нужно на основе классического анализа выявлять

закономерности возникновения и содержание тех факторов, ко­ торые определяют разновидности поточных форм производства

иего организационно-производственные параметры.

Всвязи с этим следует заметить, что при расчете ряда взаимо­ связанных параметров их численные значения часто выбираются без учета ряда предпочтительных чисел, предусмотренного ГОСТ

разработку и внедрение автоматической системы управления про­ изводством (АСУП) и экономико-математических моделей для планирования и управления поточными линиями. Как не раз отмечалось в специальной литературе [73], практически прием­ лемое и эффективное решение задачи построения с помощью мате­ матических методов оптимального календарного плана до сего времени не найдено. Большинство попыток в этом направлении относится к прерывно-поточным участкам, к объектам, характе­ ризующимся однородными или одинаковыми технологическими маршрутами.

При расчете ОНПЛ и МНПЛ важно использовать принци­ пиальные решения, чтобы установить характеристики, определяю­ щие выбор организационно-производственных параметров линий.

1. Степень дифференциации технологического процесса на характерных работах, при определении которой нужно принимать во внимание лсу = tcylr, о котором речь шла выше.

2. Степень асинхронности на отдельных нетрудоемких опера­ циях. Если одну или две операции, нс равные по времени, трудно синхронизировать, целесообразно за счет этой частичной несин­ хронное™ обеспечить непрерывность производства на линии

вцелом.

3.Минимальное и максимальное количество рабочих мест на поточной линии. Вывод о том, что нецелесообразна поточная линия

с числом рабочих мест меньше 10, носит чисто эмпирический харак­ тер. Важно по каждой разновидности ОНПЛ и МНПЛ с партионно­ последовательным чередованием и одновременным изготовлением различных изделий, учитывая тип конвейера и стоимость всего конвейерного оснащения, установить минимальное количество рабочих мест, при котором эффект от улучшения использования производственных фондов и снижения себестоимости единицы продукции оправдывает капитальные вложения на создание линии. Вместе с тем нужно установить максимальное количество рабочих мест, при котором линии достаточно управляемы и не возникают чрезмерные вибрации при движении несущего органа кон­ вейера.

4. Предел дублирования рабочих мест. Он диктуется требо­ ваниями, предъявляемыми к простоте системы адресования. Боль­ шое число параллельных рабочих мест на операциях является следствием недостаточной дифференциации технологического про­ цесса и значительно усложняет систему адресования. Нужно также

162

иметь в виду, что на МНПЛ с последовательным чередованием партий различных предметов трудно сохранить одинаковое число параллельных рабочих мест по различным изделиям.

5. Допустимое время простоев при переналадках. Если время неизбежных простоев не нормировано, эффективность линии может заметно снизиться. При этом нужно иметь в виду, что про­ стои возникают не только в связи с переналадкой, но и в связи с ожиданием и длительность их зависит не только от последова-

Рис. 10. Стандарт-план работ МНПЛ с последовательно-партионным чередова­ нием объектов без учета затрат труда на предшествующих технологических эта­ пах, а также оборотного и резервного заделов

тельности чередования различных изделий на линии. Величину ожидания на последнем рабочем месте поточной линии опреде­ ляет длительность цикла изготовления нового изделия, а' ожида­ ние на первом рабочем месте возникает в тех случаях, когда запуск партии новых изделий производится только после выпуска последней штуки предыдущей партии на последнем рабочем месте.

Применительно к охарактеризованным выше разновидностям рассматриваемых МНПЛ в табл. 20 приведены условия органи­ зации каждой разновидности и формулы расчета основных орга­ низационно-производственных параметров.

Стандарт-план работ МНПЛ составляется на период, равный наибольшему значению ритма партий, и обычно на календарный месяц.

На рис. 10 приведен пример разработки стандарт-плана при работе с частными ритмами выпуска партии закрепленных пред­ метов.

(при параллельном запуске партий)

Оптимальным можно назвать такой стандарт-план, в котором потери времени на переналадки минимизированы, достигнута пол­ ноценная загрузка всех рабочих мест при выполнении каждой партии изделий, найдена наиболее целесообразная, с точки зре­ ния комплектования выпуска и плана реализации, уменьшения времени переналадки и длительности простоев рабочих мест, а также изменения скорости движения несущего органа конвейера, последовательность чередования партий на линии.

Как мы уже отмечали, применение математических методов рассматривается в литературе главным образом применительно к прерывно-поточным участкам. Для МНПЛ последовательность запуска партий различных объектов выбирается на основе группи­ ровки комплектов партий изделий, сходных по трудоемкости большинства операций, технологическому маршруту и длитель­

при переходе от одной группы изделий к другой и все группы, закрепленные за МНПЛ, располагаются в порядке возрастания длительности переналадки. Эта последовательность чередования групп на МНПЛ и является оптимальной, так как обеспечивает минимальное совокупное время, в течение которого производятся переналадки линии.

Рассмотрим некоторые примеры создания эффективных МНПЛ с последовательным чередованием партий и характерные решения, обеспечивающие в условиях производства различных машин и при­ боров высокий уровень ритмичности при минимальных приведен­ ных затратах.

Представляет значительный интерес опыт организации МНПЛ сборки крупных и тяжелых изделий в цехах мелкосерийного про­ изводства заводов электромашиностроения, созданных с помощью ВНИИТэлектромаша (Харьков).

Так, например, в аппаратном цехе Харьковского завода «Электротяжмаш» была организована переналаживаемаяМНПЛ для сборки четырех изделий, оснащенная конвейером периоди­ ческого действия тележечного типа, замкнутого в горизонтальной плоскости. Согласно расчету, из четырех бригад (24 чел.) были отобраны 12 основных рабочих, которые производили сборку контроллеров с ритмом 15 мин.

Все технологические транспортные тележки конвейера были окрашены в четыре цвета, каждый цвет соответствует сборке определенного предмета. Эти тележки оснащены универсальными фиксирующими поворотными столиками на приспособлениях— спутниках. По мере надобности в зависимости от плана чередо­ вания партий на линию подводятся или отводятся с нее тележки определенного цвета. Переход с одного цвета на другой проис­ ходит почти без потерь времени.

При переходе на сборку изделий другого наименования с по­ мощью реле времени устанавливается нужный ритм сборки.

167

Внедрение этой линии позволило высвободить 312 м2 площади, на которой организовано производство новой продукции. Высво­ бождено 12 рабочих.

В судостроении поточный метод изготовления секции корпуса судна широкого распространения не получил. Поточными методами изготовляются только относительно простые по конструкции секции и подсекции корпуса судна. Потери времени из-за асинхрон­ ности операций на линиях весьма значительны.

Особенностями этих многопредметных линий являются невоз­ можность создания межпозиционных заделов, а также недостаточ­ ная разработанность методов определения трудоемкости изготов­ ления реальных секций на потоке при проектируемых средствах механизации сборочных работ. Система микроэлементных норма­ тивов в отечественном судостроении применяется в ограничен­ ной степени. Эти особенности и в первую очередь невозмож­ ность создания межпозиционных заделов в условиях больших ритмов выпуска весьма затрудняют предотвращение простоев и потерь рабочего времени на линиях иснижают их эффективность.

Важнейшими признаками, определяющими разновидности рас­ сматриваемых поточных линий, являются [24]:

1) степень одновременности передвижки секции с позиции на позицию (одновременная, разновременная);

2) специализация рабочих звеньев (с закреплением за одной позицией или операцией и без четкого закрепления части рабочих звеньев);

3) наличие в технологическом процессе работ, не связанных с основным оборудованием (выполнение всех операций с примене­ нием основного оборудования, выполнение части операций без применения основного оборудования с регулярным или нерегу­ лярным чередованием тех и других операций);

4)возможность использования основного оборудования на соседних позициях (отсутствие возможности, возможность исполь­ зования передвижного оборудования каждой позиции или части позиций);

5)количество дублеров оборудования на операциях (отсут­ ствие дублеров, наличие нескольких дублеров для выполнения всех или части операций).

А. Д. Буковским исследованы с помощью метода МонтеКарло потери рабочего времени на линиях с различным сочета­ нием перечисленных выше признаков при установленных соот­ ношениях ailmi, где а,- — среднеквадратическое отклонение продолжительности операций; mi — математическое ожидание продолжительности операции (одноименных по изготовлению различных секций). При о1/т1 = 0,2 потери рабочего времени колебались в пределах 4—23% (при свободном закреплении каждой операции за позициями и при четком закреплении с одно­ временной передвижкой изделий); п р и 0,3 потери рабочего времени находились в пределех 7—35%.

168