Поточное производство. Общая характеристика

Поточным производством называется прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в порядке следования операций технологического процесса.

Поточное производство является наиболее совершенной формой организации производственных процессов, обеспечивающей самую короткую длительность производственных циклов, а также непрерывность и ритмичность производства.

Применение поточных методов обеспечивает высокую степень организации, а следовательно, и эффективности производства. Очевидные преимущества поточного производства заставляют ученых и практиков всего мира искать технические и организационные пути расширения областей его использования.

Для организации поточного производства характерны следующие признаки:

• возможность деления производственного процесса изготовления продукции на более или менее простые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами (станками) или за группой одинаковых рабочих мест;

• оснащение рабочих мест поточной линии специальным оборудованием, инструментом, приспособлениями, обеспечивающими высокопроизводительное выполнение закрепленных операций;

• размещение рабочих мест в строгом соответствии с последовательностью технологического процесса;

• транспортная направленность, регламентирующая все производство во времени и пространстве;

• высокая степень механизации и автоматизации процессов производства;

• непрерывно повторяющееся единообразие всех производственных факторов - качества и форм материалов, инструментов и приспособлений и т.п.

• равномерность выпуска продукции на основе единого расчетного такта поточной линии;

• немедленная (т.е. без межоперационных ожиданий) передача предметов труда с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими партиями, по мере их обработки на предыдущей с помощью специальных транспортных средств.

Структура поточного производства. Виды и формы поточных линий

Под структурой поточной линии в общем виде следует понимать состав входящих в нее рабочих мест (технологических участков), транспортных средств, управляющих и других устройств (систем) и производственные взаимосвязи между ними. Наиболее сложной является структура поточного производства на уровне цеха (предприятия), под которой понимается состав поточных линий различного назначения, робототехнических комплексов, гибких автоматизированных модулей, транспортно-накопительных, управляющих и других систем и формы производственных взаимосвязей между ними.

Предметно-замкнутые участки предопределяют возможность создания поточных линий остальных видов. Предметно-замкнутые участки обеспечивают (как правило, цеховую) степень готовности деталей и других объектов, поступающих затем на линии поузловой или окончательной сборки. Различают участки:

• для изготовления однотипных деталей, работающие без переналадки оборудования;

• для изготовления разнотипных деталей, сходных по технологическому маршруту, но требующих переналадки оборудования при переходе от одного их наименования к другому;

• для изготовления разнотипных и несходных по технологическому маршруту деталей, состоящих из рабочих мест с малой механизацией и локальной автоматизацией;

• для обработки конструкционно-технологически сходных объектов, состоящие из гибких производственных модулей, обрабатывающих центров.

К роботизированному и гибкому автоматизированному производствам с широкой номенклатурой закрепленных за ними конструкционно и технологически сходных объектов относятся:

• переналаживаемые линии (участки) из промышленных роботов, выполняющих как основные операции, так и вспомогательные функции;

• гибкое (переналаживаемое, перенастраиваемое) автоматизированное производство, включающее гибкие производственные модули, гибкие автоматизированные линии, системы автоматизированного проектирования.

Комплексно-механизированное и автоматизированное производство, охватывает все стадии изготовления  заготовительную, обрабатывающую, сборочную, сборочно-сварочную и отделочно-окрасочную  и включает в себя в различных сочетаниях перечисленные выше организационные формы поточного производства.

Однопредметной (однономенклатурной) принято называть такую поточную линию, на которой обрабатывается или собирается предмет одного типоразмера в течении длительного периода времени. Однопредметные поточные линии применяются, как правило, в массовом или крупносерийном производстве. Однопредметные поточные линии отличаются друг от друга по степени непрерывности производственного процесса, характеру движения и транспортировки предмета, характеру работы конвейеров, состоянию изделий на конвейере.

Многопредметная (многономенклатурная) поточная линия  это такая линия, на которой одновременно или последовательно изготавливаются предметы различных типоразмеров (наименований), сходных по конструкции или технологии обработки и сборки. Применяются многопредметные линии в серийном производстве, когда количество выпускаемых предметов одного типоразмера за соответствующий период времени недостаточно для полной загрузки оборудования и рабочих.

С точки зрения вида чередования предметов различают линии с партионно-последовательным (переменно-поточные линии), партионно-групповым (партионно-групповые линии), и комплектно-групповым (комплектно-групповые линии) чередованием.

Переменно-поточной линией называется такая многопредметная линия, на которой предметы производства (поковки, детали, изделия) обрабатываются последовательно партиями по своему стандарт-плану.

Групповые линии основываются на групповых методах обработки деталей. Каждый станок выполняет определенные закрепленные за ним деталеоперации. Групповые линии могут работать с переналадками и без переналадок оборудования.

Групповая линия, на которой на разных операциях одновременно обрабатывается набор различных партий предметов, т.е. партии различных предметов чередуются параллельно, называется партионно-групповой линией.

Групповая линия, на которой на разных операциях одновременно обрабатывается комплект различных предметов, является комплектно-групповой.

С точки зрения степени непрерывности производственного процесса различают непрерывно- и прерывно-поточные линии.

Непрерывной называется такая поточная линия, на которой каждый предмет или транспортная партия предметов одного наименования проходит обработку или сборку по всем операциям непрерывно, независимо от других. Движение предметов осуществляется по параллельному виду.

Для прерывно-поточной линии характерным является то, что движение предметов по некоторым операциям происходит прерывно.

По характеру движения и транспортировки предмета различают поточные линии с принудительным (механизированным), полусвободным (немеханизированным), свободным движением.

К поточным линиям с принудительным движением относятся линии, на которых передача предметов с операции на операцию осуществляется при помощи конвейера. Принудительное движение применяется только на непрерывно-поточных линиях.

Для поточных линий со свободным движением характерным является то, что передача отдельных предметов может производиться с незначительными отклонениями от установленного ритма работы линии.

Расчет основных параметров поточных линий

Выбор организационных форм поточных линий определяется тактом работы линии, степенью синхронизации операций технологического процесса, уровней загрузки рабочих мест на линии.

Под тактом поточной линии  понимается календарный период времени между запуском (выпуском) на линию данного объекта (деталь, сборочная единица, изделие) и следующего за ним. Такт является функцией заданной программы выпуска, существенно влияет на выбор технологического процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств. В общем виде величина такта определяется:

r = F_д / N_з

где    Fд – действительный фонд времени за плановый период (смена, сутки, месяц);

Nз – количество запускаемых на поточную линию объектов производства за тот же период.

В тех случаях, когда передача с операции на операцию осуществляется транспортными партиями (небольшие детали, малая величина такта, измеряемая секундами), рассчитывается ритм поточной линии:

r_р = r n_тр,

где    n_тр – величина транспортной (передаточной) партии.

Чтобы обеспечить единый такт или ритм поточной линии, при организации поточного производства осуществляется синхронизация, т. е. производительность выравнивается по всем операциям технологического процесса.

Полная синхронизация операций обеспечивается при достижении равенства

t₁ / c₁ = t₂ / c₂ = t₃ / c₃ = … = t _m/ c_m = r_пл

где   t1, t2, t3, t_m – норма времени по операциям, мин.;

с1, с2, с3, с_m – число рабочих мест на операции, шт.;

r_пл – такт поточной линии, мин.

На следующем этапе определяем необходимое число рабочих мест (единиц оборудования) для каждой операции:

с_i расч = t_i / r_пл

где t_i – норма времени на i-ю операцию.

Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции, %,

Средний коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии, %,

Планировка поточных линий должна обеспечивать прямоточность и наиболее короткий путь движения изделия, рациональное использование производственных площадей, удобство транспортировки заготовок и деталей к рабочим местам, к местам обслуживания и выполнения ремонтов.

Длина деления, или шаг конвейера, выбирается из соотношения

l_шmin< l_ш<l_шmin.     l_шmin определяется габаритами объекта и средним расстоянием между двумя рядом находящимися на конвейере объектами (l_ср= 200 – 300 мм), а 1ш max определяется допустимой скоростью движения конвейера.

Скорость движения конвейера должна соответствовать такту потока. Это соответствие достигается, если путь, равный шагу, конвейер проходит за такт:

vk = lш / r .

Чаще всего применяют распределительные конвейеры со скоростями в пределах 0,5 + 2 м/мин. Период распределительного конвейера П – это комплект знаков, предназначенных для его разметки.

Длина рабочей части конвейера:

w_pi и w_ki – количество рабочих мест, где выполняются производственные и контрольные операции;

и – число всех операций в технологическом процессе.

Длина рабочей линии конвейера l_р к согласовывается с его периодом.