1.5. Основы организации поточного и автоматизированного производств

Наиболее прогрессивным и высокоэффективным является поточный метод организации производства.

Поточный метод организации производства характерен для массового типа предприятий, однако он может применяться на предприятиях с серийным и даже единичным типом производства, например изготовлении унифицированных деталей и узлов.

При поточном методе организации производства производственный процесс организуется в строгом соответствии с основными принципами рациональной организации производства: специализация прямоточностью, пропорциональностью, ритмичностью и др.

Поточный метод организации производства представляет собой совокупность приемов и средств реализации производственного процесса, при котором обеспечивается строго согласованное выполнен всех операций технологического процесса во времени и перемещен предметов труда по рабочим местам в соответствии с установочным тактом выпуска изделий. При этом рабочие места, специализированные на выполнении определенных операций, располагаются в последовательности технологического процесса, образуя поточную линию. Для передачи предмета труда от одной операции к другой, как правило, применяется специальный механизированный транспорт.

Для поточного производства характерны расположение рабочее мест строго в соответствии с ходом технологического процесса, исключающее возвратные движения изготовляемых объектов и непрерывность передачи предметов труда с одной операции на другую или повременное протекание нескольких операций (видов обработки) применении многофункциональных машин.

Расчеты поточных линий. Согласование и ритмичное выполнение всех операций осуществляется на основе единого расчетного та поточной линии.

Тактом называют интервал времени между последовательным выпуском двух одноименных деталей с поточной линии. Определяется такт по формуле

где Fq – действительный годовой фонд работы оборудования на поточной линии, час (при двухсменной работе оборудования Fq = 3950 часов);

r – такт выпуска, мин.

Если с линии выходит одновременно несколько деталей (передаточная партия), то определяют ритм. Ритм отличается от такта на величину передаточной партии и определяется по формуле

27

Промышленное производство характеризуется значительным многообразием форм организации потоков, в которых реализованные условия поточной организации производства.

Решающее влияние на формы организации потоков оказывают специализация предприятия, его мощность, ассортимент выпускаемой продукции, частота его сменяемости, уровень разделения и кооперации труда.

По степени непрерывности использования рабочего времени, использования во времени оборудования и предметов труда поточное производство разделяется на непрерывно-поточное и прямоточное.

При непрерывно-поточном производстве нормы времени операций равны или кратны такту, изделия перемещаются с операции на операцию без пролеживания, за каждым рабочим местом закреплены определенные постоянно выполняемые операции.

Непрерывно-поточное производство наиболее совершенная форма организации производства. На однопредметных непрерывно-поточных линиях (ОНПЛ) изготавливается, как правило, один вид продукции, а на многопредметных непрерывно-поточных линиях (МНПЛ) — несколько технологически родственных видов продукции, значит, здесь на каждом рабочем месте выполняется не одна, а несколько детале-операций.

МНПЛ подразделяется на групповые (с последовательным чередованием) и переменно-поточные (с последовательно-партионным чередованием).

Групповой называют МНПЛ, на которой технологически родственные изделия обрабатываются без переналадки оборудования. Технологические процессы изготовления всех закрепленных за линией изделий полностью синхронизированы.

Переменно-поточной называют МНПЛ, на которой непрерывно обрабатываются (собираются) изделия разных наименований (либо типоразмеров) чередующимися партиями. В связи с различием применяемой технологии и технологической оснастки при обработке различных наименований изделий при смене партии изделий осуществляется переналадка оборудования. Здесь технологические процессы также синхронизированы.

В каждый конкретный период времени на такой линии изготавливается изделие только одного наименования.

Расчет такта (ритма) потока ОНПЛ и МНПЛ определяется по программе запуска продукции на линию за рассчитываемый период времени.

При прямоточном производстве нормы времени по операциям не равны и не кратны такту, вследствие чего возникают пролеживания изделий либо простои рабочих мест. Прямоточные линии создаются там, где нельзя синхронизировать технологические операции. Например, они имеют место в механических цехах, где величина нормы времени в значительной мере зависит от применяемых расчетных режимов резания, а остальные ее

29

составляющие — от затрат времени на трудовые приемы (неодинаковые на различных операциях).

Однопредметные прерывно-поточные линии (ОНППЛ) применяются и в сборочных цехах массового и крупносерийного типов производства, когда невозможно достичь непрерывности обработки предметов, работы оборудования и рабочих операторов.

При расчете параметров ОППЛ необходимо учитывать, что эти линии работают, как правило, со свободным ритмом, поэтому в эффективный фонд времени линии регламентированные периоды не включаются.

Под структурой паточной линии понимаются состав входящих в нее рабочих мест, транспортных средств, управляющих и других систем и устройств и производственные взаимосвязи между ними.

В поточном производстве применяются средства периодического транспорта (краны, тельферы, электрокары и др.), бесприводные средства непрерывного транспорта (рольганги, скаты), приводные средства непрерывного транспорта (ленточные, пластинчатые, цепные транспортеры), роботизированные транспортные средства (промышленные роботы, различные транспортно-накопительные автоматизированные системы).

На выбор структуры поточного производства оказывают влияние конструкционно-технологические особенности изделий, уровень их технологичности, требования, предъявляемые к их качеству и предусмотренные ГОСТами, ОСТами, техническими условиями заказчикапотребителя.

Комплектование поточных линий оборудованием может осуществляться:

♦прямолинейным расположением оборудования;

♦зигзагообразным, Г- и U-образным расположением оборудования;

♦кольцеобразными внешними контурами.

Расположение оборудования у транспортного средства может быть однорядное, двухрядное или в шахматном порядке.

Выбор рациональной структуры и компоновка являются важной предпосылкой разработки оптимальной планировки поточных линий, в результате которой определяется ее внешний контур, способ расстановки оборудования, расположение транспортных средств, средств промежуточного и окончательного контроля, мест для заделов.

Оценка планировок поточных линий производится по таким показателям, как доля площади, занятой непосредственно технологическим оборудованием; выпуск продукции с 1 м2 производственной площади; длина пути, проходимого за смену рабочими при обслуживании ими несколько единиц оборудования, и др. При компоновке и планировке поточных линий используются макеты и модели рабочих мест, мест складирования, оргоснастки и др.

Оптимальный вариант обеспечивается моделированием поточных линий на ЭВМ. Структура поточного производства на уровне цеха включает состав поточных линий различного назначения, робототехнических

30

комплексов, гибких автоматизированных модулей, транспортнонакопительных, управляющих и других систем и форм производственных взаимосвязей между ними.

Планировка поточной линии начинается с разработки схем рабочих мест по всем операциям и выбора рациональных транспортных средств. При этом должны обеспечиваться принцип прямоточности, удобство транспортировки деталей к рабочим местам, рациональное использование производственных площадей. Выбор транспортных средств осуществляется с учетом габаритов, массы, объема и постоянства выпуска изделий, особенностей выполнения операции и возможностей транспортных устройств.

При обработке на стационарных рабочих местах заготовок и деталей, а также при сборке узлов и изделий небольших габаритов и массы на стационарных рабочих местах применяются поточные линии с распределительным конвейером.

В зависимости от способности к переналадке на выпуск новых изделий перечисленные выше формы организации производства условно можно разделить на гибкие (переналаживаемые) и жесткие (непереналаживаемые). Жесткие формы организации производства предполагают обработку деталей одного наименования.

Изменение в номенклатуре выпускаемой продукции и переход на выпуск конструктивно новой серии изделий требуют перепланировки участка, замены оборудования и оснастки. К числу жестких относится поточная форма организации производственного процесса.

Гибкие формы позволяют обеспечить переход на выпуск новых изделий без изменения состава компонентов производственного процесса при незначительных затратах времени и труда.

Наибольшее распространение на машиностроительных предприятиях в настоящее время получили такие формы организации производства, как гибкое точечное производство, гибкие предметная и поточная формы.

Гибкое точечное производство предполагает пространственную структуру обособленного рабочего места без дальнейшей передачи предметов труда в процессе производства. Деталь полностью обрабатывается на одной позиции. Приспособленность к выпуску новых изделий осуществляется за счет изменения рабочего состояния системы. Гибкая предметная форма организации производства характеризуется возможностью автоматической обработки деталей в пределах определенной номенклатуры без прерывания на переналадку. Переход к выпуску новых изделий осуществляется путем переналаживания технических средств, перепрограммирования системы управления. Гибкая предметная форма охватывает область последовательной и параллельно-последовательной передачи предметов труда в сочетании с комбинированной пространственной структурой.

Гибкая прямолинейная форма организации производства характеризуется быстрой переналадкой на обработку новых деталей в

31

пределах заданной номенклатуры путем замены инструментальной оснастки

иприспособлений, перепрограммирования системы управления. Она основана на рядном расположении оборудования, строго соответствующем технологическому процессу с поштучной передачей предметов труда.

Развитие форм организации производства в современных условиях. Под влиянием научно-технического прогресса в технике и технологии машиностроения происходят существенные изменения, обусловленные механизацией и автоматизацией производственных процессов. Это создает объективные предпосылки развития новых форм организации производства. Одной из таких форм, получившей применение при внедрении средств гибкой автоматизации в производственный процесс, является блочномодульная форма.

Создание производств с блочно-модульной формой организации производства осуществляется путем концентрации на участке всего комплекса технологического оборудования, необходимого для непрерывного производства ограниченной номенклатуры изделий, и объединения группы рабочих на выпуске конечной продукции с передачей им части функций по планированию и управлению производством на участке. Экономической основой создания таких производств являются коллективные формы организации труда. Работа в этом случае строится на принципах самоуправления и коллективной ответственности за результаты труда. Основными требованиями, предъявляемыми к организации процесса производства и труда в этом случае, являются: создание автономной системы технического и инструментального обслуживания производства; достижение непрерывности процесса производства на основе расчета рациональной потребности в ресурсах с указанием интервалов и сроков поставок; обеспечение сопряженности по мощности механообрабатывающих и сборочных подразделений; учет установленных норм управляемости при определении количества работающих; подбор группы работающих с учетом полной взаимозаменяемости. Реализация указанных требований возможна только при комплексном решении вопросов организации труда, производства

иуправления. Переход к блочно-модульной форме организации производства проводится в несколько этапов. На этапе предпроектного обследования принимается решение о целесообразности создания таких подразделений в данных производственных условиях. Проводится анализ конструктивно-технологической однородности продукции и дается оценка возможности комплектации "семейств" деталей для обработки в рамках производственной ячейки. Затем определяется возможность концентрации всего комплекса технологических операций по выпуску группы деталей на одном участке; устанавливается число рабочих мест, приспособленных для внедрения групповой обработки деталей; определяются состав и содержание основных требований к организации процесса производства и труда исходя из намеченного уровня автоматизации.

На стадии структурного проектирования определяются состав и взаимосвязи основных компонентов производственного процесса.

32

Поточное производство в своем развитии идет по пути автоматизации. Комплексно-механизированное и автоматизированное поточное производство — это система машин, оборудования, транспортных средств, обеспечивающая строго согласованное во времени выполнение всех стадий изготовления изделий, начиная от получения исходных заготовок и кончая контролем (испытанием) готового изделия и выпуска продукции через

равные промежутки времени.

Сначала были созданы автоматические линии и жесткие заводыавтоматы. С появлением электронно-программного управления создавались станки с числовым программным управлением (ЧПУ), обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

Воснове автоматизированного производства лежат автоматические линии, которые обладают всеми преимуществами поточного производства, позволяют непрерывность производственных процессов сочетать с автоматичностью их выполнения.

Автоматическая линия (АЛ) — это система машин-автоматов, размещенных по ходу технологического процесса и объединенных системой управления и автоматическими механизмами и устройствами для решения задач транспортировки, накопления заделов, удаление отходов, изменения ориентации.

Автоматические линии служат для выполнения в автоматическом режиме определенных операций (стадий) производственного процесса и зависят от вида исходных материалов (заготовок), габаритов, массы и технологической сложности изготовляемых изделий, поэтому в состав АЛ может входить разное количество оборудования: от 5—10 для изделий средней сложности до 100-150 ед. оборудования при массовом производстве сложных изделий.

Вкомплекс АЛ входит транспортная система, предназначенная для подачи заготовок со склада к стендам, перемещения подвесного технологического оборудования от одного стенда к другому, для транспортировки со стендов готовых изделий на главную линию или склад готовой продукции.

Выделяют жесткие (синхронные) автоматические линии с характерной жесткой межагрегатной связью и единым циклом работы станков и гибкие (несинхронные) АЛ с гибкой межагрегатной связью. В этом случае каждый станок имеет индивидуальный магазин-накопитель межоперационных заделов. В зависимости от функционального назначения АЛ в машиностроении могут быть заготовительными, механообрабатывающими, термическими, механосборочными, сборочными, контрольноизмерительными, упаковочными, консервационными и комплексными. Для

автоматических линий определяют цикловую qц, потенциальную qu и фактическую дф производительность.

Одним из направлений внедрения достижений научно-технического прогресса и решения задач обновления и расширения ассортимент

33

выпускаемой продукции является создание гибких производственны систем

(ГНС).

ГПС в соответствии с государственным стандартом представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающих свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

ГПС предназначена для выполнения основных производственных процессов (заготовительных, механических и других видов обработки и сборки). Такая система обладает способностью быстрой переналадки для изготовления различных изделий данного конкретного производства.

Гибкие производственные системы применяются в различных типах производства и различаются по характеру выпускаемой продукции и видам выполняемых работ, по количеству и масштабу агрегатов, объединенных в систему, по степени автоматизации отдельных элементов и всей системы в целом, уровням организационной структуры и другим признакам.

Обязательным требованием при проектировании ГПС является обеспечение блочно-модульного принципа.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — это автономно функционирующая единица технологического оборудования. Роботизированный технологический комплекс (РТК) — это совокупность единиц технологического оборудования, промышленного робота и средств их оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы. РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему.

На стадии организационно-экономического проектирования объединяются технические и организационные решения, намечаются пути реализации принципов коллективного подряда и самоуправления в автономных бригадах. Вторым направлением развития форм организации производства является переход на сборку сложных агрегатов стендовым методом, отказ от конвейерной сборки за счет организации минипотока. Впервые мини-поток был внедрен шведской автомобильной фирмой "Вольво".

Производство здесь организовано следующим образом. Весь процесс сборки разделен на несколько крупных этапов. На каждом этапе действуют рабочие группы по 15–25 сборщиков. Бригада располагается вдоль внешних стен четырехили пятиугольника, внутри которого расположены кассы с необходимыми на данном этапе сборки деталями. Машины собираются на самодвижущихся платформах, передвигаясь по укрупненным операциям в пределах заданного этапа. Каждый рабочий полностью завершает свою операцию. Принцип потока при такой системе сборки полностью

34