Розрахунок та проектування потокових ліній

Первинною організаційною ланкою потокового виробництва є потокова лінія і для забезпечення належної ефективності її роботи потрібно визначити ряд параметрів. Головними серед них є такт, темп, ритм потоку, кількість робочих місць на лінії, швидкість руху конвеєра та інші.

Вихідним при проектуванні та розрахунку потокової лінії є виробнича програма випуску продукції та трудомісткість її виготовлення.

Такт - це проміжок часу між випуском або запуском двох предметів, які слідують один за одним. Він визначається співвідношенням фонду часу та величини виробничої програми за прийнятий розрахунковий період. Залежно від конкретних виробничих умов величина такту може коливатись в широкому діапазоні: від секунд до годин.

В загальному вигляді такт можна записати формулою

, (5.32)

де - календарний фонд часу за прийнятий розрахунковий період, годин, хвилин, секунд; - виробнича програма за розрахунковий період у прийнятих одиницях.

При розрахунках такту фонд часу слід брати як реальний час, який враховував би можливі перерви в роботі, наприклад, перерви для відпочинку. Що стосується виробничої програми, то всі розрахунки слід проводити за програмою запуску, скоригованою на можливий виробничий брак. Тоді розрахункова формула набуває вигляду

, (5.33)

де - час регламентованих перерв у прийнятих одиницях; - виробнича програма запуску за розрахунковий період; - нормований розмір допустимого виробничого браку, %.

Темп - це інтенсивність, швидкість роботи, що характеризується кількістю продукції, яка випускається за одиницю часу. За своїм економічним змістом темп - це величина, обернена до такту

. (5.34)

Розрахунок цих двох параметрів - такту і темпу має принципове значення, оскільки рівність або кратність окремих операцій виробничого процесу величині такту є основною передумовою ритмічної роботи потоку.

Ритм - це частота передачі предметів з одного робочого місця, з однієї операції на іншу. Іншими словами ритм - це дотримання такту на всіх робочих місцях.

Якщо вироби передаються з однієї операції на іншу поштучно (індивідуально), то величина ритму дорівнює такту

. (5.35)

У випадку, коли предмети передаються з операції на операцію певними передавальними партіями, ритм визначають за формулою

, (5.36)

де - передавальна партія.

При проектуванні потокової ліній визначають також кількість обладнання або кількість робочих місць на лінії. Кількість робочих місць визначається кількістю самостійних операцій, враховуючи при цьому кількість одиниць обладнання, на яких паралельно виконуються деякі операції. Кількість робочих місць на кожній операції процесу визначається за формулою

, (5.37)

де - тривалість операції в прийнятих одиницях.

Із параметром кількість робочих місць тісно пов’язаний ще один параметр - кількість робітників, яка потрібна для обслуговування потокової лінії. Ці параметри не завжди співпадають. Це зумовлюється тим, що такт, який характеризує середню тривалість операцій, складається з двох частин: робочого часу робітника та робочого часу машини. При цьому переважно тривалість елементів ручної роботи не співпадає з часом машинної роботи. Така нерівномірність завантаження і визначає багатоверстатне обслуговування.

На практиці кількість розрахункових та фактично прийнятих робітників може не співпадати, наприклад, розрахункова кількість складає 0.7, а фактично приймається одне робоче місце. Для оцінки ефективності використання робочих місць доцільно ввести коефіцієнт їх завантаження:

, (5.38)

де - кількість розрахункових робочих місць; - кількість фактично прийнятих робочих місць.

Якщо >1, то робочі місця працюють з перевантаженням. Коли < 1, - робочі місця працюють з недовантаженням.

При розрахунках кількості робітників, потрібних для обслуговування визначеної кількості робочих місць, слід виходити не з кількості операцій, не зі штучного часу на операцію і навіть не з кількості робочих місць на лінії, а із зайнятості робітників на окремих операціях та можливості роботи робітників на декількох операціях.

Довжина конвейєра - дужа важливий параметр, що визначає та характеризує просторове розміщення потокової лінії та визначається за формулою

, (5.39)

де l - крок конвейєра.

Крок конвейєра - це середня відстань між центрами двох сусідніх робочих місць. Крок конвейєра залежить від габаритів оброблюваних предметів або від габаритів робочих місць.

Швидкість руху конвеєра - важливий параметр, що визначає темп роботи потокової лінії. Швидкість руху визначається за формулою

, (5.40)

Якщо передача предметів здійснюється певного передавальною партією, швидкість руху визначається за формулою

, (5.41)

Як ми вже відзначали, два основні параметри потокової лінії - такт і темп - визначають рівень ритмічності робіт, і в ідеальному випадку r=t, а це вимагає рівності операції по всьому процесу величині такту, тобто t₁=t₂=t₃=…=t.

Такі ситуації на практиці зустрічаються надзвичайно рідко і це значно ускладнює організацію виробництва і праці, оскільки потік працює несинхронно. Для забезпечення ритмічної роботи потокової лінії потрібна синхронізація операцій. Під синхронною роботою розуміють такий стан потоку, при якому випуск продукції на останній операції або передача предметів з однієї операції на іншу здійснюється через рівні проміжки часу.

Синхронізацією потоку називають процес вирівнювання тривалості операцій з метою наближення їх тривалості до величини такту. Чим вища, чим краща синхронізація, тим краще, тим ефективніше використовується обладнання. При цьому, чим менша величина потокового ритму, тобто, чим менший такт потоку, тим точніша синхронізація. Залежно від ступеня наближення тривалості операцій до величини такту розрізняють грубу та точну синхронізацію.

Краще піддаються синхронізації ручні роботи, і тому груба синхронізація використовується при синхронізації ручних операцій. При цьому ніяких змін технологічних процесів не потрібно. Груба синхронізація досягається тільки за рахунок організаційних заходів. Точна синхронізація передбачає перегляд технологічного процесу, тобто зміну режимів роботи, заміну обладнання, пристроїв, інструментів тощо. При проектуванні потокової лінії допускається певне відхилення три­валості окремих операцій від установленого такту:

в бік збільшення - не вище 10-15%;

в бік зменшення - не більше 5-10%.

Залежно від конкретних умов виробництва ручні операції можна синхронізувати такими способами: поєднанням та розподілом операцій, введенням додаткових (паралельних) робочих місць або виділенням із складу операцій допоміжних елементів роботи та дорученням їх виконання допоміжним робітникам.

Перший спосіб - поєднання та розподіл операцій - полягає в тому, що операції великої тривалості за певних умов можна розділити на окремі прийоми та приєднати їх до операцій меншої тривалості і таким чином вирівняти їх. В тих випадках, коли операції за тривалістю менші від такту, в одну операцію групуються дрібні операції або переходи, запроектовані в інших операціях. Обов’язковою умовою такої диференціації та концентрації операцій є те, що такі розчленування та об’єднання не повинні негативно впливати на якість роботи. Даний спосіб використовують в тих випадках, коли тривалість первинних операцій відрізняється від величини такту, але не є кратною йому. При цьому за змістом роботи окремі операції не повинні істотно відрізнятися між собою.

Другий спосіб - спосіб введення паралельних робочих місць – використовують тоді, коли тривалість окремих операцій перевищує величину такту і є приблизно кратною до неї. В даному випадку кількість робочих місць буде більшою, ніж кількість операцій. При цьому за специфікою роботи такі операції є неподільними.

В тих випадках, коли кратність або рівність тривалості операцій такту одержати не вдається, щоб попередити можливі простої робітників, застосовують комбінування операцій, тобто виконання двох чи більше операцій одним робітником. При цьому головною умовою такого порядку виконання робіт є те, що загальний час виконання операцій на декількох робочих місцях, включаючи і час переходів робітника від одного робочого місця до іншого, повинен бути меншим, рівним або кратним такту.

Третій спосіб використовується в тих випадках, коли тривалості окремих операцій перевищують тривалість такту, але не є кратними йому і не піддаються розподілу (диференціації), як у першому випадку.

На таких операціях доцільно виділити різні допоміжні елементи роботи (прийоми) невисокої кваліфікації та доручити їх виконання спеціальним допоміжним робітникам. При цьому бажано, щоби загальна тривалість допоміжної роботи вписувалась в ритм потоку, і тоді вся робота буде виконуватись швидше та продуктивніше.

Слід зазначити, що ні один з названих способів не дає повної гарантії вирішення всіх питань, що виникають при організації потокового виробництва і тоді доводиться вдаватись до інших заходів.