12.6. Організація потокового виробництва

Потокове виробництво є найефективні­шою формою організації виробничих процесів.

Потоковим виробництвом є така форма організації виробництва, яка перед­бачає виготовлення продукції, підпорядкова­не визначеному такту (ритму) і здійснюване на спеціальних робочих місцях, розташова­них за ходою технологічного процесу.

Ознаки потокового виробництва:

• виготовлення одного чи декількох найменувань виробів, близьких за констру­ктивними ознаками, технологією виробництва і габаритами;

• розчленування технологічного процесу на кратні за трудомісткістю операції, встановлення їх послідовності і закріплення за окремими робочими місцями;

- розташування робочих місць відповідно до порядку здійснення операцій; ритмічність обробки чи збірки деталей (виробів);

- застосування спеціальних транспортних пристроїв конвеєрного типу для пе­реміщення предметів праці з однієї операції на іншу з мінімальними перервами.

При потоковому виробництві реалізуються принципи:

- спеціалізації;

- паралельності;

- пропорційності;

- прямо точності;

- безперервності;

- ритмічності.

Потокове виробництво забезпечує найвищу продуктивність праці, низьку собі­вартість продукції, найкоротшу тривалість виробничого циклу. До того ж воно сприяє досягненню найбільшої ритмічності і безперервності виробництва, які забезпечують узгоджене здійснення всіх операцій виробничого процесу на робочих місцях відповід­но до встановленого ритму виготовлення виробів.

Високий рівень організації потокового виробництва ставить особливі вимоги до конструкції виробів і технології їх виготовлення. До числа таких вимог відносять: - достатній обсяг виготовлення однотипних видів продукції;

- поглиблення спеціалізації підприємства, цехів, дільниць і робочих місць; - ретельне випробовування конструкції на технологічність;

- науково обґрунтована розробка технологічних процесів.

Первинною ланкою потокового виробництва є потокова лінія, яка представляє собою сукупність робочих місць, розташованих відповідно до послідовності техноло­гічного процесу і призначених для виконання окремих, закріплених за ними операцій. Розташування потокових ліній повинне забезпечити:

- прямоточність і найкоротший шлях руху виробу;

• раціональне використання виробничих площ;

• сприятливі умови для транспортування деталей до робочих місць;

• зручність підходів для ремонту й обслуговування;

• достатність площ і оснащення для збереження необхідних запасів матеріалів і готових деталей;

- можливість легкого видалення відходів виробництва. Приклади розташування устаткування і шляхи руху виробів наведені на рис. 12.6.

Рис. 12.6. Рух виробу потоковою лінією при розташуванні устаткування: а - односторонньому; б - двосторонньому

Розрізняють такі форми організації потокового виробництва (рис. 12.7):

• безперервно-потокове виробництво забезпечує безперервне проходження предметів праці через усі процеси поштучною передачею і постійним завантаженням робочих місць. Така форма організації повністю відповідає принципам пропорційнос­ті, безперервності і ритмічності;

• переривчасто-потокове виробництво має всі ознаки безперервно-потокової форми за винятком синхронізації. Повна синхронізація виробничих процесів не зав­ жди здійсненна внаслідок різної трудомісткості окремих процесів, неоднакової (не­ пропорційної) продуктивності технологічного устаткування, особливостей застосову­ваних технологічних прийомів тощо;

• постійні-потокові (прямоточні) лінії характерні для виробничих підприємств, які мають стійку номенклатуру виробів;

• багатономенклатурні потокові лінії характеризуються тим, що на одному й тому самому конвеєрі можуть оброблятися або виготовлятися вироби декількох найменувань на відміну від однономенклатурних потокових ліній.

Потокові форми організації виробничих процесів характеризуються певним ви­дом руху предметів праці. При безперервно-потоковій формі має місце синхронний рух, при переривчасто-потоковій - паралельний, при прямоточній - паралельно-послідовний. Послідовний рух предметів праці застосовується при непотоковій формі організації процесів, як правило, в одиничному чи дрібносерійному виробництвах.

При організації потокових ліній здійснюється ряд підготовчих робіт:

• визначається необхідна кількість робочих місць;

• відповідно до кількості робочих місць диференціюється виробничий процес з метою виділення більш-менш рівних за трудомісткістю операцій. Якщо технологічно забезпечити таку рівність неможливо, прагнуть до встановлення кратної трудомістко­сті операцій. Це обґрунтовує необхідність утримання для здійснення окремих опера­ цій паралельно, а декількох робочих місць;

- встановлюється такт і ритм виробництва;

- обирається транспортний конвеєр, який повинен вписатися в площу, відведе­ ну під потокову лінію, або монтуються інші передавальні (транспортні) засоби переміщення предметів праці уздовж потокової лінії;

• обладнуються з дотриманням належних вимог робочі місця;

• готуються кадри для потокової лінії;

• розробляється система обслуговування потокової лінії.

Рис. 12.7. Форми організації потокового виробництва

Технологічні лінії, на яких процес виробництва здійснюється за однією з форм потокової організації, називають потоковими. їх характеризує пропорційна побудова, ритмічність, паралельність і прямоточність здійснення процесів. Потокові лінії най­більш повно відповідають принципам раціональної організації виробництва, що до­зволяє ефективно використовувати високопродуктивне устаткування і транспортні засоби, підвищувати рівень механізації й автоматизації процесів.

Транспортні засоби в потоковому виробництві

У потоковому виробництві застосовуються різні транспортні засоби (табл. 12.3).

В таких галузях, як машинобудування і приладобудування, широко застосову­ються конвеєри - транспортні засоби, призначені для транспортування виробу чи ви­конання на ньому робочих операцій, а також регламентуючі ритм роботи потокової лінії. Відтак вони відіграють організуючу роль у потоці. Якщо конвеєр призначений для переміщення виробів і підтримки ритму роботи лінії шляхом чіткого адресування виробів за різними робочими місцями, він називається розподільним, якщо він додат­ково є ще й місцем виконання окремих операції, йдеться про робочий конвеєр.

Таблиця 12.3

Класифікація транспортних засобів у потоковому виробництві

Ознака	Характеристика
Призначення	Транспортери ри Конвеєри			Конвеєри
Вид приводу	безпривідні:		приводні:			автономні:
	сковзала, жолоби, візки		з електроприводом, з гідроприводом, з пневмоприводом			промислові роботи, робо трейлери з бортовими комп'ютерами і програм­ним управлінням
Принцип дії	механічні транспортери, пневмотранспорт, гідротранспорт, електро­магнітний транспорт, хвильовий, гравітаційний, на повітряній подушці
Конструкція	транспортери і конвеєри: стрічкові, роликові, шнекові, пластинчасті, ланцюгові, візникові, тросикові, супутникові
Розташування в просторі	горизонтально замкнуті	вертикально замкнуті			підвісні		змішані (комбіновані)
Безперервність Дії	безперервні				пульсуючі
Функція	розподільні конвеєри				робочі конвеєри

Основи розрахунку й організації потокових ліній

При проектуванні й організації потокових ліній виконуються розрахунки показни­ків, що визначають регламент роботи лінії і методи виконання технологічних опера­цій. В потоковому виробництві час виконання кожної операції технологічного процесу виготовлення деталей і вузлів повинен бути кратним такту - часу між виготовлен­ням (складанням) двох суміжних деталей (виробів).

Такт потокової лінії в загальному вигляді розраховується за формулою (12.19):

(12.19)

де Qпл - виробниче планове завдання на рік (місяць, зміну);

Теф - ефективний фонд робочого часу в плановому періоді.

При цьому ефективний фонд часу потокової лінії в плановому періоді розрахо­вується за формулою (12.20):

(12.20)

Де Тдн- число робочих днів у році;

к_п - коефіцієнт, який враховує плановані перерви і обчислюється за форму­лою (12.21);

к_рем - коефіцієнт, який враховує час планових ремонтів і обчислюється за формулою (12.22):

(12.21)

де Тп — час планових внутрішньозмінних перерв.

(12.22)

де Трем- час планових перерв для здійснення ремонту.

ПРИКЛАД 12.2. Необхідно визначити такт багатопредметної потокової лінії з виготовлення кожного виробу, яка працює в двохзмінному режимі (41 зміна за місяць). На ній виготовляють три вироби: А, Б і В. Місячна виробнича програма виробу А складає 3000 штук, трудомісткість вигото­влення виробу -0,3 години. Місячна виробнича програма виробу Б складає 1000 штук, трудоміст­кість виготовлення виробу - 1 година. Місячна виробнича програма виробу В складає 2000 штук, трудомісткість виготовлення виробу - 0,5 години.

РІШЕННЯ. Час роботи потокової лінії з виготовлення виробів кожного найменування складає: для виробу А - 3000 штук х 0,3 години = 900 годин; для виробу Б - 1000 штук х 1 годину = 1000 го­дин; для виробу В - 2000 штук х 0,5 години = 1000 годин. Загальний час роботи складає 2900 годин (900 + 1000 + 1000). Структуру робочого часу з виготовлення кожного виробу визначимо у відсот­ках до загального часу роботи: для виробу А - (900 годин / 2900 годин) х 100% = 32%; для виробів Б і В - (1000 годин / 2900 годин) х 100% = 34%. В змінах завантаження потокової лінії виглядатиме та­ким чином: для виробу А-41 зміна х 0,32 = 13 змін; для виробів Б і В-41 зміна х 0,34 - 14 змін.

На основі попередніх розрахунків стає можливим обчислити такт лінії з виготовлення кожно­го виробу за формулою (12.19). Так, для виробу А він складе г_А = (13 змін х 480 хвилин) / 3000 штук = 2 хвилини; для виробу Б такт складе г_Б = (14 змін х 480 хвилин) /1000 штук = 6,7 хвилини; для виро­бу В такт складе г_в = (14 змін х 480 хвилин) / 2000 штук = 3,3 хвилини.

Загальна класифікація потокових ліній наведена в табл. 12.4.

Таблиця 12.4

Класифікація потокових ліній

Ознака	Характеристика
1. Ступінь механізації техно­логічних операцій	1.1. Механізовані 1.2. Комплексно-механізовані 1.3. Напівавтоматичні 1.4. Автоматичні 1.5. Гнучкі інтегровані
2. Кількість типів одночасно оброблюваних виробів	2.1. Однономенклатурні 2.2. Багатономенклатурні
3. Характер руху виробів за операціями виробничого процесу	3.1. Безперервно-потокові 3.2. Переривчасто-потокові
4. Характер роботи конвеєра	4.1. 3 робочим конвеєром, коли операції виконуються без зняття виробу з конвеєра 4.2. 3 розподільним конвеєром, коли конвеєр здійснює доставку виробу на робоче місце, а операція викону­ється зі зняттям виробу з конвеєра 4.3. 3 безперервно рухомим конвеєром 4.4. 3 пульсуючим конвеєром

При неминучо-технологічних втратах такт потокової лінії (r) розраховується за формулою (12.23):

(12.23)

де Qз - кількість виробів, що запускаються на потокову лінію в плановому пері­оді, яку можна розрахувати за формулою (12.24):

(12.24)

де к₃ - коефіцієнт запуску виробів на потокову лінію, який дорівнює величині, зворотній коефіцієнту виходу придатних виробів (а), тобто кз = 1/а.

Загальний коефіцієнт виходу придатних виробів на потоковій лінії визначається як добуток окремих коефіцієнтів виходу придатних виробів на всіх операціях лінії за формулою (12.25):

(12.25)

Ритм - це кількість виробів, що випускаються потоковою лінією за одиницю часу. Розрахунок кількості устаткування потокової лінії (робочих місць) (Wpi) здійс­нюється за кожною операцією технологічного процесу за формулою (12.26):

чи (12.26)

де tшті- норма штучного часу на і-у операцію, хвилин; к₃і - коефіцієнт запуску деталі на і-у операцію.

Прийнята кількість устаткування (робочих місць) на кожній операції (W_ni) ви­значається шляхом округлення їх розрахованої кількості (Wpi) до найближчого біль­шого цілого числа.

Коефіцієнт завантаження устаткування (робочих місць) (к₃в) визначається як співвідношення (12.27):

(12.27)

Кількість устаткування (робочих місць) на всій потоковій лінії (Wni) обчислюється як арифметична сума прийнятої кількості устаткування за формулою (12.28):

(12.28)

де к- число операцій технологічного процесу.

Явочне число робітників (Ч_яв) дорівнює кількості робочих місць на потоковій лінії з урахуванням багатоверстатного обслуговування і визначається за формулою (12.29):

(12.29)

де кбо - коефіцієнт багатоверстатного обслуговування, який обчислюється за формулою (12.30):

(12.30)

де Чі - чисельність робітників кожної дільниці.

Загальне число робітників на потокових лініях визначається як середньоспис­кова величина (Чсп) за формулою (12.31):

(12.31)

де б - відсоток втрат робочого часу.

Швидкість руху конвеєра (V) розраховується за формулами (12.32-12.33):

при безперервному русі конвеєра (12.32)

при пульсуючому русі конвеєра (12.33)

де L - відстань між центрами двох суміжних робочих місць (крок конвеєра), м; tтр- час транспортування виробу з однієї операції на іншу.

Заділ - виробничий запас матеріалів чи заготівель як складових частин виробу для забезпечення безперебійного протікання виробничих процесів на потокових лініях. Розрізняють наступні види заділів:

• технологічний;

• транспортний;

- резервний (страховий);

- оборотний межопераційний.

Технологічний заділ (Ztex) - деталі (вироби), які знаходяться безпосередньо в процесі обробки. Він обчислюється за формулою (12.34):

(12.34)

де W_PM,-число робочих місць на кожній операції;

Пі— кількість деталей, що обслуговуються одночасно на і-м робочому місці.

Транспортний заділ (Ztp) - кількість деталей, які переміщуються між операція­ми на транспортних пристроях. Він обчислюється за формулами (12.35-12.36):

при безперервному русі конвеєра:

(12.35)

де L_PK- довжина робочої частини конвеєра, м;

q - кількість виробів в операційній партії, штук;

V- швидкість руху конвеєра, м на хвилину;

при періодичному транспортуванні:

(12.36)

Транспортний і технологічний заділи залежать від параметрів технологічних процесів і використовуваного устаткування.

Резервний (страховий) заділ (Z_P) створюють для нейтралізації наслідків, пов'я­заних з випадковим характером перетворення виробу на брак, зі збоями в роботі устаткування тощо. Він обчислюється за формулою (12.37):

(12.37)

де Тзв - час можливих збоїв у надходженні виробів з однієї операції на іншу, хвилин;

r- такт потокової лінії, хвилин.

Оборотний межопераційний заділ на лінії (Z_Mo) - кількість деталей (виробів), які знаходяться в режимі очікування між операціями лінії. Цей заділ утворюється внаслі­док різної продуктивності суміжних робочих місць і призначений для вирівнювання роботи ліній. Розмір оборотного межопераційного заділу постійно коливається від максимуму до нуля і навпаки. Максимальна величина оборотного межопераційного заділу визначається різницею в продуктивності суміжних операцій, тобто за форму­лою (12.38):

(12.38)

де T_СП - час спільної роботи устаткування на обох операціях, хвилин;

, - кількість одиниць устаткування, використовуваного на суміж­них операціях;

, - норми часу виконання кожної із суміжних операцій, хвилин.

Синхронізація - процес вирівнювання тривалості операцій технологічного про­цесу відповідно до такту потокової лінії. Час виконання операцій повинен дорівнюва­ти такту потокової лінії чи бути кратним йому.

Існують різні методи синхронізації технологічних операцій, зокрема:

• диференціація операцій;

• концентрація операцій;

• встановлення додаткового устаткування;

• інтенсифікація роботи устаткування (збільшення режимів обробки);

- застосування прогресивного інструмента й оснащення;

- поліпшення організації обслуговування робочих місць тощо.

Найвищою формою потокового виробництва є автоматизоване виробництво, яке сполучає основні ознаки потокового виробництва з його автоматизацією.