Основи розрахунку й організації потокових ліній

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

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

r ⁼ Q П ^Е пл,

де Q_ПЛ - виробниче планове завдання на рік (місяць, зміну); Т_ЕФ - ефективний фонд робочого часу в плановому періоді.

(12.19)

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

Т_ЕФ =Т_ДН-Т_ЗМ. n _ЗМ.k _П.k_РЕМ,

(12.20)

де Т_ДН – число робочих днів у році; k_П – коефіцієнт, який враховує плановані перерви і обчислюється за форму-лою (12.21);

k_РЕМ – коефіцієнт, який враховує час планових ремонтів і обчислюється за формулою (12.22):

k _П =

Т _зм- Т _п

Тзм

(12.21)

де Т_П – час планових внутрішньозмінних перерв.

kРЕМ =Т зм ~Т рем, Тзм

Т _зм- Т р Тзм

де Т_РЕМ - час планових перерв для здійснення ремонту.

(12.22)

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 вигото-влення виробу – 0,3 години. Місячна виробнича програма виробу Б складає 1000 штук, трудоміст-кість 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 го-дин; 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 відсот-ках 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 та-ким 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 кожно-го виробу за формулою (12.19). Так, для виробу А він складе r_А = (13 змін х 480 хвилин) / 3000 штук = 2 хвилини; для виробу Б такт складе r_Б = (14 змін х 480 хвилин) / 1000 штук = 6,7 хвилини; для виро-бу В такт складе r_В = (14 змін х 480 хвилин) / 2000 штук = 3,3 хвилини.

Загальна класифікація потокових ліній наведена в табл. 12.4.

Класифікація потокових ліній

Таблиця 12.4

 

Ознака

1. Ступінь механізації техно-логічних операцій

2. Кількість типів одночасно оброблюваних виробів

3. Характер руху виробів за операціями виробничого процесу

4. Характер роботи конвеєра

Характеристика

1.1. Механізовані

1.2. Комплексно-механізовані

1.3. Напівавтоматичні

1.4. Автоматичні

1.5. Гнучкі інтегровані

 

2.1. Однономенклатурні

2.2. Багатономенклатурні

 

3.1. Безперервно-потокові

3.2. Переривчасто-потокові

 

4.1. З робочим конвеєром, коли операції виконуються без зняття виробу з конвеєра

4.2. З розподільним конвеєром, коли конвеєр здійснює доставку виробу на робоче місце, а операція викону-ється зі зняттям виробу з конвеєра

4.3. З безперервно рухомим конвеєром

4.4. З пульсуючим конвеєром

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

r = T^, (12.23)

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

Q_З=Q_ПЛ-k_З, (12.24)

де k _З - коефіцієнт запуску виробів на потокову лінію, який дорівнює величині, зворотній коефіцієнту виходу придатних виробів (α), тобто k _З = 1/α.

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

■a₂-...a_т. (12.25)

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

W_Pi J ^ШТі чи W_Pi = t ^ШТі ^k_Зі, (12.26)

де tштi - норма штучного часу на i-у операцію, хвилин; k_Зi - коефіцієнт запуску деталі на i-у операцію.

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

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

kзві=W. (12.27)

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

W_Лі = k_lW_Пі, (12.28)

і=1

де k - 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):

Ч_ЯВ = k W _Пі-kБО, (12.29)

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

k

k _БО=^ ¹, (12.30)

і=1

де Σ Чi - чисельність робітників кожної дільниці.

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

ЧСП=(1 +100) ^k ЧЯВгn ЗМ, (12.31)

де δ - відсоток втрат робочого часу.

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

при безперервному русі конвеєра: V = L, (12.32)

при пульсуючому русі конвеєра: V = L, (12.33)

де L - відстань між центрами двох суміжних робочих місць (крок конвеєра), м; t_ТP - 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 (Z_ТЕХ) - деталі (вироби), які знаходяться безпосередньо в процесі обробки. Він обчислюється за формулою (12.34):

Z_TЕЕ = k W _РМіrn_i, (12.34)

де W_РМі – число робочих місць на кожній операції;

n_i - кількість деталей, що обслуговуються одночасно на i-м робочому місці.

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

при безперервному русі конвеєра: Z_TР = L _РК ^, (12.35)

V

де L_РК – довжина робочої частини конвеєра, м; q – кількість виробів в операційній партії, штук; V – швидкість руху конвеєра, м на хвилину;

при періодичному транспортуванні: Z_TР=q k W_РМі - 1. (12.36)

i=1

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

Резервний (страховий) заділ (Z_Р) 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):

Z_Р = Z ^ЗБ (12 37)

i=1 r

де Т_ЗБ - час можливих збоїв у надходженні виробів з однієї операції на іншу, хвилин; r - такт потокової лінії, хвилин.

Оборотний межопераційний заділ на лінії (Z_МО) - 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):

tшті+1 tшті

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

W_{ОБ і +1}, Wоб і - кількість одиниць устаткування, використовуваного на суміж­них операціях; t _Шт _i+1, t _{ШТ i} – 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.

В автоматизованому виробництві робо­
та устаткування, агрегатів, апаратів, устано­
вок відбувається автоматично за заданою
12 7 Організація \ програмою. Роль працівника зводиться до
автоматизованого \ здійснення контролю і нагляду за їх роботою,
виробництва \ усунення відхилень від заданого процесу,

^{Р Ц} \ налагодження автоматизованого устатку-

С!^ вання тощо.

Г -Н ____________________ /»( Розрізняють часткову і комплексну ав-

^" lJ^<\ томатизацію.

При частковій автоматизації працівник повністю звільнений від робіт, пов'яза­них з виконанням технологічних процесів.

В умовах комплексно-автоматизованого виробництва технологічний процес виготовлення продукції, управління цим процесом, транспортування виробів, контро­льні операції, видалення відходів виробництва виконуються без участі людини, але обслуговування устаткування відбувається ручним способом.

Основним елементом автоматизованого виробництва є автоматичні потокові лі­нії (далі - АПЛ). Автоматична потокова лінія - комплекс розміщеного в техноло­гічній послідовності виконання операцій автоматичного устаткування, пов'язаний з автоматичною транспортною системою і системою автоматичного управління, який забезпечує автоматичне перетворення вихідних матеріалів (заготівель) на готовий виріб. На АПЛ працівник виконує функції налагодження, контролю і нагляду за робо­тою устаткування, а також завантажує лінію заготівлями.

Автоматичні комплекси із замкнутим циклом виробництва представляють собою ряд пов'язаних автоматичними транспортними і завантажувально-розвантажу­вальними пристроями автоматичних ліній.

Автоматизовані дільниці (цехи) включають автоматичні потокові лінії, автоно­мні автоматичні комплекси, автоматичні транспортні системи, автоматичні складські системи, автоматичні системи контролю якості, автоматичні системи управління тощо.

Орієнтовна структура автоматизованого виробничого підрозділу наведена на рис. 12.8.

В умовах постійно змінюваного нестабільного ринку важливим завданням є під­вищення гнучкості (багатофункціональності) автоматизованого виробництва для то­го, щоб максимально задовольнити вимоги і потреби споживачів, а також швидше, і з мінімальними витратами освоїти випуск нової продукції.

Методи підвищення гнучкості автоматизованих виробничих систем:

- використання автоматизованих систем технічної підготовки виробництва;

- застосування швидко переналагоджуваних автоматичних потокових ліній;

- застосування універсальних промислових маніпуляторів з програмним управ­лінням (промислових роботів);

- стандартизація застосовуваного інструмента і засобів технологічного осна­щення;

- застосування в автоматичних лініях автоматично переналагоджуваного уста­ткування (на базі мікропроцесорної техніки);

- використання переналагоджуваних транспортно-складських і накопичуваль­них систем тощо.

Однак варто зауважити, що будь-яка універсалізація вимагає значних додатко­вих витрат і при її застосуванні необхідно застосовувати зважений економічний підхід на базі маркетингової інформації і досліджень.

Автоматичні потокові лінії ефективні в масовому виробництві.

Склад автоматичної потокової лінії:

Система

засобів

управління

Автоматизований цех (дільниця)