Тема 7. Організація потокового виробництва

1. Загальна характеристика і різновиди потокового виробництва.

2. Автоматизація потокового виробництва.

3. Гнучкі автоматизовані виробництва.

Література: 2, 13, 18, 22, 23.

 

1. Потоковим виробництвом називається прогресивна форма організації виробництва, основана на ритмічному повторенні, погодженні в часі основних і допоміжних операцій, які виконуються на спеціалізованих робочих місцях і розміщені в технологічній послідовності операцій.

Для потокового виробництва характерні наступні принципи:

- спеціалізації,

- прямоточності,

- безперервності,

- пропорційності,

- паралельності,

- ритмічності.

Принцип спеціалізації визначається через створення предметно-замкнутих потокових ліній, призначається для обробки одного закріпленого за даною лінією виробу або кількох технологічно однорідних. Лінія, за якою закріплена обробка одного виробу, називається однопредметною. Характерна для масового виробництва.

Лінія, за якою закріплено виконання виробів кількох найменувань, називається багатопредметною. Характерна для серійного типу виробництва.

Принцип прямоточності.  Передбачає розміщення обладнання і робочих місць у порядку проходження технологічного процесу. Первинною ланкою технологічного процесу є потокова лінія. Залежно від наявних площ потокові лінії можуть мати різну конфігурацію: прямолінійну, прямокутну, кругову, овальну.

Принцип безперервності. На потокових лініях проявляється у вигляді безперервного руху виробів по операціях при безперервній роботі робітників і обладнання. Такі лінії називаються безперервнопотокові.

Принцип пропорційності.  Передбачає рівну продуктивність на всіх операціях. Якщо рівність операцій і повної безперервності не досягається, організовуються перервнопотокові лінії або прямоточні лінії.

Принцип паралельності. По відношенню до потокових ліній проявляється в паралельному русі партії виробів. При цьому вироби передаються по операціях поштучно або невеликими транспортними партіями.

Принцип ритмічності.  Проявляється в ритмічних випусках продукції з лінії і в ритмічному повторенні всіх операцій і на кожному її робочому місці. На безперервнопотокових лініях з поштучною передачею випуск кожного виробу здійснюється через один і той же інтервал часу, який називається тактом лінії.

При передачі виробів транспортними партіями ритмічність роботи безперервно-потокових ліній характеризується інтервалом часу, який віддаляє випуск однієї партії від іншої, що слідує за нею. Цей показник називається ритмом лінії.

Розрізняють лінії: з регламентованим ритмом та з вільними ритмом.

Лінії з регламентованим ритмом характерні для безперервного виробництва. На таких лініях ритм підтримується за допомогою конвеєра і сигналізації.

Лінії з вільним ритмом не мають технічних засобів, які регламентують ритм роботи. Ці лінії використовують за будь-яких форм потоку і підтримка ритму здійснюється безпосередньо працівниками лінії. У потоковому виробництві можуть використовуватися конвеєри. Розрізняють:

- робочі конвеєри,

- розподільні конвеєри.

Робочі призначені для транспортування і виконання операцій безпосередньо на несучій частині конвеєра. Робітники використовують операції під час руху конвеєра. Якщо за умовами технологічного процесу операція повинна виконуватися при нерухомому об’єкті, використовуються конвеєри з пульсуючим рухом.

Розподільні конвеєри використовуються на потокових лініях для виконання операцій на стаціонарних робочих місцях і з різною кількістю місць-дублерів.

Характерною особливістю серійного потокового виробництва є менша, ніж в масовому спеціалізація ліній і робочих місць. Зберігаються деякі особливості: багатопредметні лінії можуть приймати одну з тих форм, які використовуються в масовому виробництві. Так, наприклад при складанні універсальних верстатів використовуються безперервно-потокові лінії з регламентованим ритмом. В серійному виробництві найчастіше використовуються такі види потокових ліній:

- групові,

- змінно-поточні,

- серійно-прямоточні.

Груповою називається багатопредметна лінія, на якій технологічно однорідні вироби обробляються без переналагодження. Кожне групове місце обладнується груповим приспосібленням, необхідним для обробки закріплених виробів. Вироби передаються від верстату до верстату поштучно або партіями. Верстати розміщуються у послідовності до технологічного маршруту. Якщо процес обробки всіх закріплених за лінією виробів вдається повністю синхронізувати, то в організаційному відношенні лінія працює, як в масовому виробництві. Якщо процеси синхронізувати неможливо, то впроваджується групова прямоточна лінія. Підбір виробів для закріплення за груповою безперервно потоковою лінією повинен здійснюватися так, щоб забезпечувалася єдність технологічного маршруту і можливість синхронізації процесу. Для досягнення синхронізації укрупнюють такт шляхом комплектування деталей.

Умови підтримки ритму і планування в таких лініях аналогічні з безперервно потоковими лініями в масовому виробництві.

Змінно-потоковими називаються лінії, на яких партіями, що чергуються, безперервно обробляються чи складаються вироби різних найменувань. При переході від партій одних ліній до інших обов’язкове переналагодження обладнання. При цьому часто змінюється і такт ліній. В кожен даний період часу лінія обробляє один виріб. Якщо закріплені за лінією вироби мають однакову трудомісткість, а процеси обробки синхронізовані, то лінія працює з одним для всіх виробів тактом і постійною швидкістю конвеєра. Якщо вироби характеризуються різною трудомісткістю, то обробка кожного з них буде проводитись з частковим робочим тактом.

За серійно-прямоточними лініями закріплюють різні вироби, технологічні процеси яких не синхронізовані. Те, що норми часу не погоджуються з тактом, значно спрощує підбір виробів для обробки на таких лініях. Разом з тим зростає перервність виробництва і виникає необхідність в створенні між операційних наробків. Конструктивна схожість виробів для таких ліній необов’язкова, технологічні маршрути можуть також відрізнятися. При переході до обробки інших виробів верстати можуть переналагоджуватися.

Ритм серійно-прямоточних ліній характеризується так званим потоковим циклом. Потоковий цикл – це період часу, протягом якого на кожному робочому місці комплектно виконуються всі закріплені деталеоперації над партією виробів.

Перервно-потокові лінії використовуються при обробці трудомістких виробів. Для виготовлення цих виробів використовують обладнання різного типу. У зв’язку з тим, що забезпечити безперервність роботи таких ліній неможливо, вони працюють лише при організації між операційних оборотних нагробків. Для забезпечення ритмічної роботи таких ліній необхідно:

- встановити найбільш доцільний регламент їх роботи,

- розрахувати величину укрупненого ритму,

- передбачити порядок роботи кожного робочого місця,

- встановити послідовність і періодичність переходів робітників, що працюють на кількох верстатах, визначити розміри і динаміку оборотних нагробків.

Під укрупненим ритмом розуміють встановлений період часу, протягом якого на лінії виготовляється продукція відповідно до завдання. Для визначення укрупненого ритму необхідно враховувати:

- періодичність подачі продукції з даної ділянки роботи на наступні,

- вимоги раціональної організації праці для робітників, тобто частоту переходу від одного робочого місця до іншого,

- оптимальну величину наробку.

Для розрахунку перервно-потокових ліній складають план-графік їх роботи. При складанні плану-графіку роботи в першу чергу визначають такт перервно-потокових ліній.

 

2. Важливим сучасним напрямком розвитку машинобудування є підвищення рівня автоматизації всього комплексу виробничих процесів на основі застосування промислових роботів.

Головне місце в автоматизації масового виробництва за останні десятиріччя займають автоматичні лінії і системи машин для виготовлення деталей і складання виробів з охопленням всіх необхідних операцій технологічного процесу (заготівельних, механообробки, складальних, термообробки, контролю, консервації, пакування).

Автоматичною лінією називається сукупність автоматичних верстатів (машин), встановлених у порядку проходження технологічного процесу, при завантаження, розвантаження і між операційне переміщення від верстату до верстату деталей, що обробляються здійснюється автоматичною транспортною системою.

Впровадження АЛ дозволяє підвищити якість продукції, що виготовляється, збільшити продуктивність, розширити комплексну обробку, скоротити кількість основних робітників. За своїми технологічними можливостями АЛ найбільш ефективно використовуються в умовах масового виробництва. В масовому машинобудуванні АЛ використовуються для складання вузлів і механізмів автомобілів, тракторів, електродвигунів та ін.

Під промисловим роботом розуміють приспосіблення, яке дозволяє відтворити рухові (роботи нижчих рівнів) і розумові (роботи вищих рівнів) функції людини при виконанні виробничих операцій.

 Потокове виробництво створює базу для його автоматизації. Розрізняють часткову та комплексну автоматизацію потокового виробництва.

Часткова автоматизація передбачає створення автоматичних пристроїв для різноманітних видів основного технологічного обладнання. При частковій автоматизації використовуються, як правило, верстати з числовим програмним управлінням. Особливістю цих верстатів є те, що вони можуть швидко переналагоджуватись при переході від обробки одного виробу до іншого. Практика використання верстатів з ЧПУ (числове програмне управління) показала, що їх найбільш доцільно використовувати на предметно-замкнутих дільницях, де поряд з цими верстатами використовуються універсальні. Універсальні верстати використовуються при підготовці виробів до обробки і при її завершенні.

Комплексна автоматизація. Охоплює не лише процес виробництва виробів, але і управління ними. Комплексна автоматизація передбачає включення в технологічний процес також контрольних і транспортних операцій. Таке поєднання скорочує тривалість виробничого циклу.

Одним з основних напрямків розвитку серійного і дрібносерійного виробництва є гнучкі автоматизовані виробництва.

3. Гнучкі автоматизовані виробництва – це багато номенклатурне виробництво, створене на основі комплексу основного і допоміжного обладнання, яким управляє техніка. Створення гнучких автоматизованих систем виробництва здійснюється поступово шляхом переходу від автоматизованих систем, що включають ручні операції, до безлюдних технологій. Практика показала, що використання гнучких автоматизованих виробництв доцільне, якщо протягом року кожен з п’яти –десяти типорозмірів (найменувань) виробів необхідно виготовляти в кількості від 50 до 2000 штук. Гнучкі модулі ефективні при річному випуску будь-якого із 40-80 типорозмірів виробів, випуск яких рівний 20-500 штук.

Автоматизовані потокові лінії є дуже різноманітними як в організаційному, так і в технологічному та конструктивному відношенні.

За рівнем спеціалізації вони поділяються на: однопредметні та багатопредметні.

За характером транспортування виробів – на: лінії з безперервним рухом, лінії з періодичним рухом. За характером кінематичного зв’язку – на: гнучкі, жорсткі.

Сучасні тенденції розвитку автоматизації потокового виробництва характеризуються створенням малогабаритних надійних автоматизованих ліній і комплексів з використанням роботів, здатних до швидкого переналагодження.