12.4. Основи організації багатопредметних перемінно-потокових ліній

На багатопредметних потокових лініях здійснюється почергове або змішане виготовлення декількох типорозмірів виробів. У першому випадку виробу виготовляються партіями, тому істотною ознакою є наявність або відсутність переналагодження встаткування при зміні на лінії партій деталей (заготівель). За цією ознакою розрізняють потоковий-потокову-потокове-потокова-перемінно-потокові (послідовно-партійні) і групові багатопредметні потоки. Те, що багатопредметні потоки сполучають всі переваги потокового виробництва з достатнім ступенем гнучкості, дозволяє вважати їх найбільш перспективною галуззю розвитку потокового виробництва. Звичайно область використання таких ліній -це виготовлення різноманітних модифікацій одного виробу. Приклад тому - складальні лінії автомобільних заводів.

Багатопредметною потоковою лінією з послідовно-партійні чергуванням предметів, або перемінно-потокової, називається лінія, на якій обробляються або збираються вироби різних найменувань (типорозмірів) послідовно, що чергуються в часі партіями, що переміняються по всіх операціях одночасно або за порівняно короткий відрізок часу. У кожен момент часу на такій лінії виготовляються вироби тільки якого-небудь одного найменування, за винятком періоду зміни виробів. Для переходу до наступної партії потрібна переналагодження встаткування. У період виготовлення виробів одного найменування перемінно-потокова лінія працює як однопредметна безперервна (ОНПЛ) або переривана (ОППЛ), залежно від забезпечення синхронізації операцій. Виготовлення й випуск виробів з перемінно-потокової лінії відбувається не по єдиному ритмі, а відповідно до приватних ритмів. Приватним ритмом називається середній однаковий інтервал часу, через який повинні запускатися/випускатися з перемінно-потокової лінії предмети відповідного найменування в період їхнього виготовлення на лінії.

Зазвичай за перемінно-потоковими лініями закріплюються від 2 до 10 найменувань конструктивно подібних виробів, оброблюваних по єдиному типовому технологічному процесі. Щоб при зміні виробів загальне число робочих місць на операціях лінії не змінювалося, необхідно розподіляти фонд часу роботи лінії за період пропорційно трудомісткості виготовлення запланованих до випуску виробів:

F_і =

Тоді приватний ритм r_i. визначиться за формулою:

r_і =

де F_эф — ефективний фонд часу роботи лінії на обрії планування, годин,

N_выпⁱ — програма випуску виробів i-го найменування за той же період, шт.;

Т'_шт.д — сума норм штучного часу виготовлення предмета i-го найменування по всіх операціях лінії, годин.

Якщо вдалося підібрати деталі із приблизно рівною тривалістю виконання технологічних операцій, то така лінія може працювати з єдиним ритмом для всіх деталей:

r_і^ср =

а якщо при цьому виконується умова синхронізації операцій, то лінія являє собою МНГШ. (Тут формула розрахунку єдиного ритму уточнена за рахунок введення коефіцієнта втрат часу на переналагодження лінії К_пер.) Причому для забезпечення рівності всіх приватних ритмів необхідно загальний фонд часу роботи лінії розподіляти між виробами вже по іншому принципі — пропорційно обсягам їхнього випуску, тобто

F_і =

Відзначимо, що все-таки необхідно по можливості прагнути до рівності приватних ритмів. Ідеальна організація МНПЛ припускає наскрізну синхронізацію, тобто синхронізацію операцій при виготовленні всіх виробів, закріплених за лінією. Це дозволяє істотно знизити витрати часу на її переналагодження за рахунок збереження постійних значень таких провідних характеристик, як швидкість і крок конвеєра. Оскільки в кожен момент часу на перемінно-потоковій лінії провадяться вироби тільки якого-небудь одного найменування, організація її роботи не відрізняється від організації роботи ОНПЛ, ускладнення зв'язане лише із самим процесом чергування виробів. Тут виникає кілька проблем:

1) організація зміни виробів на лінії;

2) забезпечення можливості виготовлення виробів з подібними технологічними маршрутами;

3) визначення оптимального порядку запуску партій у виробництво.

Подання про організації зміни виробів на лінії дають мал. 12.14 й 12.15. З мал. 12.15 видно, що перший спосіб простий в організації, але приводить до значних простоїв робочих місць. Другий спосіб виключає простої, але складний в організації, тому що на працюючому конвеєрі одночасно перебувають вироби що знімає й запуску партій. У результаті виробу можуть бути змішані, крім того, постійно працюючий конвеєр не можна зупинити для переналагодження. Третій спосіб на перший погляд здається ідеальним, однак він пов'язаний з необхідністю зберігання на кожнім робочому місці частково виготовлених виробів всіх знятих до цього моменту партій, що вимагає додаткових місць складування й збільшує заділи незавершеного виробництва.

Рис. 12.14. Класифікація способів зміни виробів на МНПЛ

Рис. 12.15. Організація зміни виробів на лінії:

а - без залишення виробів і з послідовним запуском; б - те ж, але з паралельним запуском; в - із залишенням виробів на робочих місцях

Виготовлення різних виробів на МНПЛ може бути сполучене з необхідністю часткової зміни реалізованих технологічних процесів, тобто з переходом до подібних технологічних процесів. Для цього на лінії повинне бути зарезервоване деяке число робочих місць, частина з яких при виготовленні конкретного виробу використатися не буде (мал. 12.16).

Только для изделия А

Для изделий А и Б

Только для изделия Б

Только для изделия Б

Рис. 12.16. Організація виготовлення на МНПЛ двох типів виробів

з подібними технологічними маршрутами

При переналагодженні лінії на новий виріб потрібні робочі місця повинні бути «розконсервовані», а непотрібні, навпаки, - «законсервовані», що, природно, зажадає додаткових витрат часу. Консервація робочих місць приводить до додавання на конвеєрі деякого числа транспортних зон і транспортних позицій і тим самим збільшує загальну довжину його робочої частини. Все це - плата за гнучкість МНПЛ.

Розглянемо третю проблему, що виникає у зв'язку з переналагодженням перемінно-потокової лінії. Нехай на МПЛ у плановому періоді повинне бути виготовлене К_д різних партій виробів. Час переналагодження лінії t_нал^ij залежить від чергування що знімає (i) і що запускає (j) партій, а час виготовлення кожної партії від цього не залежить. Тоді для мінімізації часу виготовлення на МПЛ всій запланованій продукції необхідно відшукати таку послідовність запуску партій в обробку, при якій сумарний час переналагодження буде найменшим, тобто  t_нал^ij ⇒ min. Це завдання зветься завдання про переналагодження потокової лінії. Вона зводиться до постановки відомої з кінця XIX в. завдання, називаним завданням про комівояжера.

Мандруючий торговець повинен відвідати K міст, побувавши в кожному всього один раз. Відстані між містами (час або вартість переходів) відомі. Необхідно знайти оптимальний маршрут обходу міст, мінімізуючий сумарні витрати на переходи.

Рішення може бути знайдено прямим перебором ДО! варіантів або за допомогою методів цілочисельного лінійного програмування. Однак існує більше простий й, як правило, більше швидкий спосіб відшукання рішення. Це метод галузей і границь. Отримане при такій постановці завдання оптимальне рішення не буде зв'язано зі термінами подачі виробів на зборку. Якщо як критерій використати виконання саме цих термінів, то методи її рішення виявляться істотно складніше.