Організація потокового виробництва на підприємстві

2.4.1 Сутність і характеристика потокового виробництва

ПОТОКОВИМ виробництвом називається прогресивна форма організації виробництва, заснована на ритмічній повторюваності погоджених у часі основних і допоміжних операцій, виконуваних на спеціалізованих робочих місцях, розташованих у послідовності технологічного процесу.

Для потокового виробництва характерно:

- ланцюгове розташування робочих місць строго відповідно до ходу тех. процесу, що виключає зворотні рухи виробів, що виготовляються;

- безперервність передачі їх з однієї операції на іншу чи одночасне протікання декількох операцій.

Показником безперервності потокового виробництва є відсутність пролежування заготівель, деталей, складальних одиниць через календарну непогодженість виконання операцій.

При потоковому виробництві час виконання кожної операції на потоковій лінії повинний бути або рівним, або кратним один одному. У цьому випадку використовується рівнобіжний спосіб обробки деталей і процес здійснюється безупинно при синхронізації передачі предметів праці з одного робочого місця на інше (суміжне).

Для потокового виробництва характерні всі розглянуті раніше принципи організаціїпроцесу виробництва:

- принцип СПЕЦІАЛІЗАЦІЇ - втілюється в створенні предметно-замкнутих ділянок у виді потокових ліній, призначених для обробки одного чи декількох технологічно родинних виробів;

- принцип ПРЯМОТОЧНОСТІ - передбачає розміщення устаткування і робочих місць у порядку ходу операцій технологічного процесу;

- принцип БЕЗПЕРЕРВНОСТІ - здійснюється за рахунок синхронізації операцій, тобто коли операції рівні чи кратні один одному за часом. При повній синхронізації деталі на лінії не пролежують, а знаходяться або в обробці, або транспортуються;

- принцип ПАРАЛЕЛЬНОСТІ - виявляється в рівнобіжному русі предметів праці. Деталі передаються з операції на операцію або поштучно, або передатними партіями;

- принцип РИТМІЧНОСТІ - виявляється в ритмічному випуску продукції з ліній і в ритмічному повторенні всіх операцій на кожному робочому місці.

Для потокового виробництва характерні наступні основні ознаки:

1) за групою робочих місць закріплюється обробка чи збірка предмета одного найменування чи обмеженої кількості найменувань предметів, аналогічних у конструктивно-технологічному відношенні;

2) робочі місця розташовуються по ходу технологічного процесу;

3) техпроцес виготовлення виробу розбивається на операції і на кожному робочому місці виконується одна чи кілька споріднених операцій;

4) предмети праці передаються з операції на операцію поштучно чи невеликими передатними партіями відповідно до заданого ритму роботи потокової лінії, завдяки чому досягається високий ступінь паралельності і безперервності;

5) основні і допоміжні операції унаслідок вузької спеціалізації робочих місць відрізняються високим рівнем механізації й автоматизації. Широко застосовується спеціальний межопераційний транспорт, що виконує не тільки функції переміщення оброблюваних предметів, але і підтримки ритму виробництва.

Щоб з'ясувати, чому подібне виробництво називається потоковим, розглянемо приклад.

ПРИКЛАД: для обробки деталі потрібно 5 операцій з наступною тривалістю:

1-ша оп - 2 хв, 2-га оп. - 6 хв, 3-тя оп. - 4 хв,

4-та оп - 2 хв, 5-та оп.- 4хв.

Очевидно, що для узгодженої ритмічної роботи на другій операції повинне бути в три рази більше верстатів, ніж на першої, тому що tшт₂ більше в три рази. Аналогічно синхронізуються й інші операції.

Зобразимо графічно

 

2

6

4

2

4

        

 

Рисунок 6 – Розміщення верстатів за технологічними операціями

 

За 24 хвилини продуктивність операцій буде наступна:

24/2*1=12 шт.; 24/6*3=12 шт.; 24/4*2=12 шт.;

24/2*1=12 шт.; 24/4*2=12 шт.;

Під структурою потокової лінії розуміють робочі місця, які входять до її складу (технологічні ділянки), транспортні засоби, що керують, і інші пристрої (системи) і виробничі взаємозв'язки між ними.

Вибору структури потокового виробництва і його комплектуванню повинний передувати аналіз конструкційно-технологічних особливостей виробів і визначення рівня їхньої технологічності з урахуванням форми, габаритів, маси, марок і видів матеріалів, їхніх властивостей, характеру технології і складу вхідних у неї операцій, методів їхнього виконання і витрат часу, необхідного устаткування, інструментів, пристосувань, засобів механізації й автоматизації, приладів для попередження дефектів і виявлення браку, з обліком технічних і експлуатаційних вимог до виробів, передбачених ДСТ і ТУ замовника.

 

 2.4.2 Класифікація потокових ліній

1 За ступенем спеціалізації:

- однопредметні (одна деталь – масове виробництво);

- багатопредметні (багатосерійне, серійне виробництво).

2 За ступенем синхронізації:

- безперервно-потокові (конвеєр);

- переривані-потокові (прямоточні).

3 За способом підтримки ритму:

- з регламентованим ритмом (безперервно-потокові);

- з вільним ритмом (перервно-потокові).

4 За способом транспортування предметів праці:

- конвеєрні;

- за допомогою інших транспортних засобів.

Для транспортування деталей у потоковому виробництві використовують наступні транспортні засоби:

1) приводні конвеєри різних конструкцій;

2) безпривідні (гравітаційні) транспортні засоби (рольганги, схили);

3) підйомно-транспортне устаткування циклічної дії - бруківки й ін. крани, автонавантажувачі.

З перерахованих транспортних засобів у потоковому виробництві найбільше широко застосовують конвеєри. Розрізняють робочі і розподільні конвеєри.

РОБОЧІ КОНВЕЄРИ призначені для виконання операцій техпроцеса безпосередньо на несучій його частині. Вони бувають:

- з безупинним рухом (автоскладальні) - операції виконуються при постійному русі;

- пульсуючий конвеєр - виконання операцій при нерухомому об'єкті.

РОЗПОДІЛЬНІ КОНВЕЄРИ застосовуються на потокових лініях з виконанням операцій на стаціонарних робочих місцях і з різним числом робочих місць-дублерів.

Різновиди планування потокових ліній

1) однорядна

2) дворядна

3) зигзагообразна

4) змішана

                                                    

 

                

 

                

 

 

Рисунок 7 - Види планування потокових ліній

 

При компонуванні потокових ліній бажано домогтися прямолінійного розташування устаткування, якщо дозволяють виробничі площі і тип обраних транспортних засобів.

Оцінка ОПТИМАЛЬНОСТІ ВАРІАНТА ПЛАНУВАННЯ ЛІНІЇ виробляється за наступними техніко-економічними показниками:

- частка площі, зайнята технологічним устаткуванням;

- випуск продукції на 1м² виробничої площі;

- довжина шляху, який проходиться за зміну робітниками при обслуговуванні ними декількох одиниць устаткування.

Важливим структурним елементом потокового виробництва є транспорт. Вибір і розробка транспортних засобів здійснюється з обліком:

- конфігурації;

- габаритних розмірів;                

- маси;

- особливостей виконання операцій;

- обсягу;

- сталості випуску виробів;

- функцій, що виконуються транспортними пристроями і системами;

- технічних і експлуатаційних властивостей транспортних засобів.

2.4.3 Особливості організації і розрахунок основних параметрів потокових ліній

Вибір організаційних форм потокових ліній визначається тактом роботи лінії, ступенем синхронізаціїоперацій техпроцесу, рівнем завантаженняробочих місць на лінії.

Під тактом потокової лінії r розуміється календарний період часу між запуском (випуском) на лінію даного об'єкта (деталь, зб. одиниця, виріб) і наступного за ним.

1 Величина такту, год, хв, визначається за формулою

r = F_д.е /N_зап,

де F_{д.е (доб., міс., рік)} – відповідний дійсності ефективний фонд часу за плановий період (доба, місяць, рік);

N_зап – кількість об'єктів, що запускаються на потокову лінію виробництва за той же період, шт. (програма запуску).

 

2 F_д.е.доб = (Т_см - Т_пер)S,

F_{д.е.міс,рік} = (Т_см - Т_пер)S * Д_р,

S - число змін у пору;

Т_см - тривалість зміни, година;

Т_пер - тривалість перерв (по організаційно-технічних причинах), година;

Д_р - число робочих днів у чи місяці році.

3 N_зап = 100 N_вип / (100 ¾ П_п),

де N_вип - виробнича задача, шт;

Р_р - технічно неминучі втрати часу (спробні зразки, руйнування при контролі і відбраковування), %

У тих випадках, якщо передача з операції на операцію здійснюється транспортними партіями (невеликі деталі, маленька величина такту, обмірювана секундами), розраховується ритм потокової лінії:

R = r p,

 

де r - такт роботи лінії;

р - величина транспортної (передатної) партії.

Щоб забезпечити єдиний такт чи ритм потокової лінії, при організації потокового виробництва здійснюється синхронізація, тобто продуктивність вирівнюється по всіх операціях техпроцеса.

СИНХРОНІЗАЦІЯ - це досягнення рівності чи кратності часу виконання операцій тех. процесу встановленому такту їхньої роботи.

СПОСОБИ СИНХРОНІЗАЦІЇ:

- розчленовування операції на переходи і комбінування варіантів їх чи виконання групування переходів декількох операцій;

- концентрація операцій;

- уведення рівнобіжних робочих місць на операціях, тривалість яких кратна такту.

Повна синхронізація операцій забезпечується при досягненні рівності:

t _шт-к1 / С_р1 = t _шт-к2 / С_р2 = …= t _{шт-к m} / С _{р m} = r,

 

де t _шт-к1,…t_m-штучно-калькуляційні час виконання m-операції;

С _р1,…C_pm - кількість робочих місць на операціях лінії.

Існує два етапи синхронізації:

- попередня - у період проектування лінії;

- остаточна - під час налагодження в цехових умовах.

 

5 Кількість робочих місць по операціях

а) потокової лінії

С _{р і} = t _{шт-к і} / r,

 

t _шт-к - штучно-калькуляційні час на i-ю операцію;

r - такт роботи лінії.

б) виробничої ділянки

C _рi = N_зап / F_д.э П_ч,

де П_г - година продуктивність устаткування, шт/година.

При такій синхронізації потоку величина С_рі - завжди ціле число, завантаження робочих місць повна й однакова на всіх операціях. При неповній синхронізації на несинхронних операціях С_рі - дробове число, округляється до найближчого меншого (більшого) числа.

 

 

6 Коефіцієнт завантаження робочих місць (обладнання)

k _з.о.= (С_р / С_пр) 100%

(допускається перевантаження 10-12% зі зняттям її при налагодженні лінії).

У масово-потоковому виробництві k _з.о = 80-85%; у серійно-потоковому - k _з.о min = 70-75 %.

 

7 Число робітників-операторів на i-тої операції:

Р _оi = С_{пр і} / t _обсл.і,

 

де t _обсл.і - норма обслуговування на i-ої операції, хв (година).

Планування робочої лінії починається з розробки схем робочих місць по всіх операціях і вибору раціональних транспортних засобів.

У результаті загального компонування потокової лінії визначається її зовнішній контур, спосіб розміщення устаткування, розташування транспортних засобів, засобів проміжного й остаточного контролю, місць для заділів. Планування потокової лінії повинне забезпечувати прямоточність - найбільш короткий шлях руху виробу, раціональне використання виробничих площ, зручність транспортування заготівель і деталей до робочих місць, до місць обслуговування і виконання ремонтів.

Після розрахунку r, С_рі, для наступного планування визначається крок конвеєра.

 

8 Крок конвеєра - відстань між осями симетрії двох об'єктів, розт на конвеєрі. Вибирається зі співвідношення:

 

l _{ш. min} < l _ш < l _{ш max}

l _{ш. min} (визначається габаритами об'єкта l_об і середньою відстанню між двома об'єктами, що знаходяться поруч на конвеєрі:

 

9 Швидкість руху конвеєра

 

V _k = l _ш/r.

10 Довжина робочої частини конвеєра

L_p = l_ш (С_пр - при однобічному розташуванні устаткування).

  і=1

 

L_p = l_ш (С_пр / 2 - при 2-бічному розташуванні устаткування).

  і=1

 

 

Розрізняють потокові лінії:

1) з РОЗПОДІЛЬНИМ КОНВЕЄРОМ - це лінія, оснащена механічним транспортером, що переміщає предмети роботи, що виготовляються, направляє їх за допомогою розмічальних знаків чи автоматичних пристроїв до робочих місць, регламентує ритм роботи лінії.

Застосовуються потокові лінії з розподільним конвеєром при обробці і зборці деталей, вузлів, виробів невеликих габаритів і маси на стаціонарних робочих місцях. V = 0,5 - 2 м/хв;

2) потокові лінії з робочим конвеєром. Робочий конвеєр оснащений механічним транспортером, що переміщає оброблюваний об'єкт уздовж лінії, регламентує ритм роботи і служить місцем виконання операцій. Через те, що об'єкти не знімаються з конвеєра, потокові лінії з робочим конвеєром застосовують для зборки і зварювання виробів, заливання у форми, фарбування.

Приймається l_ш=1-1,2 м; V=0,5-0,25 м/хв;

3) розрізняють потокові лінії з безупинним і перериваним (пульсуючим) рухом конвеєра.

На безупинних потокових лініях операції виконуються на ходу.

На перериваних потокових лініях операції виконуються в період зупинки конвеєра. Застосовуються пульсуючі конвеєри для виробів, що вимагають нерухомого положення при операціях техпроцесу чи швидкість конвеєра при безупинному його русі більше припустимої (V>2,5 м/хв).

Безперервно-потокова форма є найбільш сучасною і характеризується тим, що норми часу на всіх операціях потокової лінії рівні чи кратні один одному і дорівнюють такту. Предмети роботи переміщаються з одного робочого місця на інше без пролежування; кожна операція закріплена за визначеним робочим місцем; усі робочі місця розташовуються строго відповідно ходу тех. процесу.

Прямоточна форма потокового виробництва застосовується в тих випадках, якщо в силу обставин об'єктивного характеру не вдається цілком зрівняти норми часу на всі операції чи хоча б досягти їхньої кратності. Прямоточною ця форма називається, оскільки робочі місця на потоковій лінії розташовуються по ходу техпроцесу.

Для забезпечення безперебійної роботи безперервно-потокових ліній на них створюються заділи: технічні, транспортні, страхові (резервні).

Під ЗАДІЛОМ розуміється продукція, що знаходиться в процесі виробництва на різних стадіях обробки.

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЗАДІЛ відповідає тій кількості деталей, що одночасно знаходиться в процесі обробки на всіх робочих місцях потокової лінії:

 

Z_техн = S Ц_і n_i,

де Ц_і ¾ число робочих місць;

n_i ¾ число деталей, одночасно оброблюваних на i-му робочому місці, шт.

ТРАНСПОРТНИЙ ЗАДІЛ складається з того числа деталей, що одночасно перебувають у стадії транспортування:

 

Z_тр = L_р р/l_ш,

де L_р - довжина робочої частини конвеєра, м;

l_ш - крок конвеєра;

р - розмір передатної партії, шт.

СТРАХОВИЙ (резервний) заділ (створюється на найбільш відповідальних і нестабільно працюючих робочих місцях, контрольних пунктах (4-5 % змінної задачі).

Для кожної операції, яка виконується на безупинному конвеєрі, приділяється зона (площадка), границі якої відзначають умовними знаками на полу чи на нерухомій частині конвеєра.

 

11 Довжина робочої зони

 

l_pi = l_ш t_{шт-к і} /r,

l_{pi чи} = l_ш З _{ін і.}

12 Тривалість технологічного циклу виготовлення деталей на потоковій лінії

 

Т_ц = r C_л

             

де  ¾ число робочих місць на лінії

           

СТАЦІОНАРНІ БЕЗПЕРЕРВНО-ПОТОКОВІ ЛІНІЇ застосовуються при виробництві великогабаритних конструкцій великої маси, виготовлення яких зв'язане зі складними складально-монтажними операціями. Їхнє транспортування технічно ускладнене. Робітники переходять від одного стенда до іншого через один такт.

Закінчивши першу операцію на першому стенді, група переходить для виконання цієї ж операції на другому стенді, а до першого стенда приходить друга група.

БАГОТОНОМЕНКЛАТУРНІ потокові лінії – застосовуються в цехах, що випускають широку номенклатуру виробів невеликого обсягу.

Повне завантаження потокової лінії досягається шляхом закріплення за останньою трохи технологічно подібних найменувань виробів і виконання на кожному робочому місці декількох операцій.

Розрізняють переналагоджувані перемінно-потокові лінії і групові лінії, що не переналаджуються.