Расчет параметров поточной линии

Проектирование поточных линий осуществляется в такой последовательности:

– определяют вид поточной линии, который устанавливается по типу производства и характеристике технологического процесса из­готовления продукции . Если тип производства массовый или крупносерийный, целесообразно выбрать однопредметную поточную линию. Если же тип произ­водства серийный или мелкосерийный, то целесообразно выбрать многопредметную поточную линию, так как выпуск про­дукции одного наименования не позволяет обеспечивать пол­ную загрузку всех рабочих мест линии;

– рассчитывается такт поточной линии как интервал времени между двумя выпускаемыми друг за другом предметами;

– сопоставляется длительность выполнения отдельных операций техноло­гического процесса и такта потока. Если их отношение равно или кратно, то тех­нологический процесс считается синхронизированным и вы­бирается непрерывно-поточная линия (одно- или многопред­метная непрерывно-поточная). Если же процесс не синхрони­зирован, то выбирают прерывно-поточную линию (одно- или многопредметную) или выполняется синхронизация путем дифференциации. Для этого операция разбивается на переходы и часть переходов, запроектированных в данной операции, переносится в другую. Если операция меньше длительности такта, то в одну операцию собирается несколько переходов из других операций. Таким образом удается применить непрерывно-поточную однопредметную поточную линию с постоянным тактом;

–определяется число рабочих мест на каждой операции и уровень их загрузки;

–после выбора вида поточной линии определяют тип оборудования и транспортных средств. Выбор типа технологического оборудования для формиро­вания поточной линии предопределяется характером техноло­гического процесса, составом, сложностью и назначением операций, габаритами, массой изготовляемого изделия и требованиями, предъявляемыми к его качеству. При выборе транспортных средств поточно-механизиро­ванного и автоматизированного производства учитываются конфигурация, габаритные размеры, масса изделий, особенности вы­полнения операций и их синхронизация, объем и постоянство выпуска изделий, а также функции, выполняемые транспорт­ными устройствами и системами, их технические и эксплуата­ционные возможности. Определяется скорость движения конвейера и длина рабочего участка поточной линии как сумма длин рабочих зон;

–выполняется компоновка поточной линии. Целесообразно стремиться к прямолинейному рас­положению оборудования, если позволяют про­изводственные площади и тип выбранных транспортных средств. При отсутствии достаточных пло­щадей компоноваться поточные линии с Г- и П-образ-ными, зигзагообразными или кольцеобразными внешними контурами. Расположение оборудова­ния у транспортного средства в два ряда или в шахматном по­рядке позволяет более рационально использо­вать производственную площадь цеха и экономить средства в за счет применения транспортных средств (конвейеров) мень­шей длины.

Главным недостатком поточных линий является противоречие между узкой специализацией рабочих мест и необходимостью придать производству гибкость, способность быстро переналаживаться при запуске в производство новых изделий, а также жеская регламентация трудовой деятельности, монотонность труда рабочих на конвейере.

Чтобы устранить указанные недостатки проектируются поточные линии, оснащенные гибкими автоматизированными комплексами, проектируется рациональное содержание трудовых операций, предполагающее разнообразие нагрузок на различные органы тела, чтобы снизить монотонность труда. Предусматривается отказ от жесткого закрепления рабочего за одной операцией, разрабатываются рациональные режимы труда и отдыха рабочихс учетом требований психофизиологии и эргономики.

Организация автоматизированного производства

Автоматизированное производство — производственный процесс, при котором все или подавляющее большинство операций, требую­щих физических усилий, выполняют машины без непосредственного участия человека. Рабочие при этом выполняют лишь функции наладки и контроля.

Автоматизация производственного процесса достигается путем ис­пользования систем машин-автоматов, представляющих собой комби­нацию разнообразного оборудования и других технических уст­ройств, расположенных в технологической последовательности и объединенных средствами транспортировки, контроля и управления для выполнения частичных процессов производства изделий.

Различают четыре основных направления автоматизации.

Первое направление — внедрение полуавтоматических и автоматических станков. Наивысшим достижением этого направления являются стан­ки с числовым программным управлением (ЧПУ). Они работают по заданной программе без непосредственного участия человека и изго­товляют различные детали или выполняют определенные производ­ственные операции. Использование станков с ЧПУ позволяет повы­сить производительность труда на каждом рабочем месте в 3-Л раза.

Второе направление — создание комплексных станков с автома­тизацией всех звеньев производственного процесса. Типичным приме­ром таких систем машин являются автоматические линии (АЛ). Они представляют собой объединение в производственное целое системы машин-автоматов с автоматическими механизмами и устройствами для транспортировки, контроля, накопления заделов, удаления отхо­дов, а также управления (рис.).

Значительно эффективнее автоматические роторные линии (АРЛ), которые представляют собой разновидность автоматических линий, оснащенных специальным оборудованием на основе роторных машин и специальных транспортирующих устройств.

Эффективность применения АЛ значительно повышается в резуль­тате создания их на основе многоцелевых станков, т. е. создания так называемых гибких автоматических линий. Такие линии с программи­руемым устройством оснащаются ЧПУ, что делает их экономически эффективными не только в массовом и крупносерийном производ­ствах, но и в мелкосерийном.

Третье направление — конструирование и производство промыш­ленных роботов. В производственном процессе они выполняют функ­ции, подобные человеческой руке, и благодаря этому заменяют движе­ния человека. Внедрение в производство роботов позволяет создавать многоцелевые технологические системы, способные выполнять за че­ловека универсальные ручные операции во всем их многообразии. Та­кие системы принято называть робототехническими комплексами (РТК). В процессе выполнения операций роботы способны решать сложные ло­гические задачи, остававшиеся до недавнего времени монополией чело­веческого ума.

Показателем эффективности функционирования РТК является наиболее полная загрузка включенного в его состав оборудования. С введением в производственную деятельность роботов коренным образом меняется вся организация технологического процесса, уст­раняются многие отрицательные факторы, вызываемые утомлением человека, притуплением его внимания, нарушением координации движений. В результате ликвидируются ручные операции, резко по­вышаются производительность труда и качество продукции.

Четвертое направление — развитие компьютеризации и гибкости производств и технологий. Под гибкостью производства понимается его способность быстро и при минимальных затратах на том же обору­довании переходить к выпуску новой продукции. Основой гибких про­изводственных систем (ГПС) является гибкий производственный мо­дуль (ГПМ) — легко переналаживаемая и автономно функционирую­щая единица автоматизированного оборудования с ЧПУ, где загрузка заготовок и удаление обработанных деталей осуществляются с помо­щью промышленных роботов (манипуляторов), автоматизированы за­мена инструмента и удаление стружки, подача охлаждающей жидко­сти, контроль и диагностика неисправностей. Гибкие производственные модули не только быстро переналаживаются на изготовление и сборку новых деталей или узлов, но и легко встраиваются в гибкие производственные комплексы, линии и даже участки.

Гибкие производственные системы экономически высокоэффектив­ны. Так, в случае применения ГПС механической обработки корпус­ных деталей на станках типа "обрабатывающий центр" производи­тельность труда повышается в 2-2,5 раза, на 15-20 % увеличивается фондоотдача. Благодаря почти двукратному сокращению продолжи­тельности изготовления деталей экономится до 25-30 % оборотных средств. При этом улучшается культура производства, создаются ус­ловия для ритмичной работы производственных подразделений, повы­шается качество выпускаемой продукции.

Гибкая производственная система, являясь высшей формой авто­матизации, включает в себя в различных сочетаниях оборудование с ЧПУ, РТК, ГПМ и различные системы обеспечения их функциониро­вания. Как показывает отечественная практика, применение ГПС це­лесообразно тогда, когда годовой объем выпуска каждого из 5-10 ти­поразмеров (наименований) /деталей составляет 50-2000 шт. Гибкие модули эффективны при годовом объеме выпуска любого из 30-80 ти­поразмеров деталей, равном 20-500 шт.

Индивидуальный (единичный) метод организации производства

В тех случаях, когда продукция изготавливается единицами или мелкими партиями, применяется индивидуальный (единич­ный) метод организации производства.

Индивидуальный метод организации производства характерен для заводов и цехов, изготовляющих различные изделия в огра­ниченных количествах, как правило, без повторения их выпуска в дальнейшем либо с повторением через большой промежуток времени, когда конструкция изделия значительно изменится. На­пример, по индивидуальному методу организации производства изготавливают турбины, уникальные станки, корабли, металлур­гическое оборудование. Это продукция заводов тяжелого маши­ностроения и судостроения.

Индивидуальный метод организации производства свойственен также заводам и цехам, производственная программа которых вклю­чает в себя изготовление большого числа систематически меняю­щейся продукции в ограниченных количествах, например, опытное производство, специальное инструментальное производство.

На заводах тяжелого машиностроения производственная про­грамма устанавливается на длительный период (более года) и уточ­няется за 6 месяцев до начала отчетного периода, так как только при этих условиях органы технической подготовки производства смогут успеть разработать необходимую техническую документа­цию. Объем производства измеряется в натуральном и стоимост­ном показателях.

Если производственная программа состоит из большого числа постоянно меняющейся продукции, то номенклатура этой про­дукции не всегда известна к началу года, а если и известна, то отсутствуют нормативы, характеризующие заказанную продук­цию. Поэтому объем производства при такой разновидности еди­ничного метода организации производства определяется в стои­мостных или в условно-натуральных показателях.

Индивидуальный (единичный) метод организации производ­ства характеризуется рядом черт:

1. Изделия запускаются в производство в размере, равном все­му количеству изделий в заказе. Детали запускаются в производ­ство, как правило, партиями, равными всей потребности в них для выполнения заказа.

2. Вместо подетальной технологии разрабатывается маршрут­ная технология, в которой определяются только цехи-изготовите­ли, виды обработки, инструмент. Причем маршрутная технология предусматривает выполнение возможно большего количества сле­дующих друг за другом операций на одном станке, так как выгод­но переналадить станок, где уже находится деталь (часто крупно­габаритная), и тем самым сократить расходы на транспортировку, разработка подетальной технологии нецелесообразна еще и пото­му, что полная технологическая подготовка надолго задержала бы начало выпуска изделия и значительно повысила бы себестоимость изготовления изделия.

3. Изготовление деталей и узлов изделия не закрепляется за конкретным рабочим местом.

4. Оборудование располагается группами однородных станков.

5. Применяется, как правило, универсальное оборудование, обес­печивающее изготовление деталей широкой номенклатуры, а так­же уникальные станки, станки высокой мощности и точности.

6. Применяются, как правило, универсальные приспособле­ния, пригодные для закрепления на станке самых разных дета­лей; универсальный режущий инструмент, допускающий выпол­нение нескольких типовых операций; универсальный измеритель­ный инструмент, позволяющий измерять детали разных разме­ров.

7. На работе используются рабочие-универсалы высокой ква­лификации, имеющие определенные навыки выполнения значи­тельного количества разнообразных операций, которым разреша­ется самостоятельно решать вопросы детализации технологии.

8. В условиях единичного производства усложнено материаль­но-техническое обеспечение, так как для производства требуется огромный ассортимент материалов и высокая оперативность ор­ганов снабжения.

Перечисленные особенности индивидуального метода органи­зации производства увеличивают затраты на производство, обу­словленные сложностью работ, универсализацией оборудования и увеличением производственного цикла. Поэтому здесь необхо­димо поддерживать не только высокий уровень организации про­изводства, но и стремление к концентрации производства одно­типных изделий, так как это создает возможность перехода от единичного и мелкосерийного производства к партионному мето­ду организации производства.