Google+
Клуб логистов - территория настоящих профессионалов

Библиотека/Производственная логистика

Поточное производство: общая характеристика и особенности организации

21 апреля 2014 » 11:54
Поточное производство: общая характеристика и особенности организации

Поточным производством называется прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса.

Поточным производством называется прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса.

 

 

 

1.      Общая характеристика и виды поточного производства

 

Поточным производством называется прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса.

 

Из этого определения следует, что для поточного производства характерны рассмотренные ранее принципы организации производственного процесса, в первую очередь принципы специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности и ритмичности.

 

Принцип специализации

 

Принцип специализации в условиях поточного производства воплощается в создании предметно-замкнутых участков в виде специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного закреплённого за данной линией изделия или нескольких технологически родственных изделий.

 

Поэтому каждое рабочее место линии должно быть специализировано на выполнении одной или нескольких закреплённых за ним операций.

 

При закреплении за линией одного изделия она называется однопредметной.

 

Такие линии характерны для массового производства.

 

При закреплении за линией нескольких изделий (в чём может возникнуть необходимость при незначительной трудоёмкости обработки либо при небольших программных заданиях) линия является многопредметной.

 

Такие линии характерны для серийного и массового производства. За многопредметными линиями изделия закрепляют с таким расчётом, чтобы их можно было обрабатывать с минимальными потерями времени на переналадку оборудования при достаточной загрузке рабочих мест и полном совпадении операций.

 

Принцип прямоточности

 

Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке следования операций технологического процесса.

 

Первичным производственным участком является поточная линия. Различают простую цепочку рабочих мест на линии, где на каждой операции имеется только одно рабочее место, и сложную при наличии на операциях двух или нескольких мест-дублеров.

 

Конфигурация поточных линий в зависимости от условий может быть прямолинейной, прямоугольной, круговой, овальной и т.д.

 

Принцип непрерывности

 

Принцип непрерывности на поточных линиях осуществляется в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной (без простоев) работе рабочих и оборудования.

 

Подобные линии называются непрерывно-поточными.

 

В тех случаях, когда равенство производительности на всех операциях отсутствует, полная непрерывность не достигается и такие линии являются прерывно-поточными или прямоточными.

 

Принцип параллельности

 

Принцип параллельности применительно к поточным линиям проявляется в параллельном виде движения партий, при котором изделия передаются по операциям поштучно либо небольшими пачками. Следовательно, в каждый данный момент на линии обрабатывается несколько единиц данного изделия, находящихся на разных операциях процесса. При строгой пропорциональности достигается полная и равномерная загрузка рабочих мест на линии.

 

Принцип ритмичности

 

Принцип ритмичности в условиях поточного производства проявляется в ритмичном выпуске продукции с линии и в ритмичном повторении всех операций на каждом ее рабочем месте.

 

На рисунке 1 показаны основные признаки, определяющие организационную форму поточной линии.

 

Определяющий признак

Возможные сочетания признаков

 

 

image001

 

Рисунок 1 - Схема классификации основных видов поточных линий

 

 

Основными разновидностями применяемых в машиностроении поточных линий по степени специализации являются:

 

·         непрерывно-поточные;

·         прерывно-поточные (прямоточные).

 

На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей изделий выпуск (запуск) каждого предмета осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или штучным ритмом).

 

Такт линии r строго согласовывается с производственной программой и рассчитывается по формуле:

 

image002

 

где image003 - действительный фонд времени работы линии в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), мин.; N – производственная программа на этот же период, шт.

 

На непрерывно-поточных линиях с передачей издeлий тpaнcпopтными пapтиями ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, отделяющим выпуск (запуск) одной пачки от последующей за ней, т.е. ритмом линии:

 

image004

 

где р – число изделий в партии (пачке).

 

Таким образом, за каждый ритм на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объём работы.

 

На прерывно-поточных (прямоточных) линиях с характерной для них различной производительностью на отдельных операциях непрерывность отсутствует; однако ритмичность выпуска здесь может и должна соблюдаться.

 

Ритм линии в этом случае определяется интервалом времени, в течение которого на линии формируется выработка установленной величины, например, часовая, полусменная, сменная.

 

Способ поддержания ритма

 

По способу поддержания ритма различают линии:

 

·         со свободным ритмом;

·         с регламентированным ритмом.

 

Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применяются при любых формах потока, и соблюдение ритма здесь возлагается непосредственно на работников данной линии.

 

Линии с регламентированным ритмом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается при помощи конвейеров или световой сигнализации.

 

Способ транспортировки предметов труда

 

Для транспортировки предметов труда в поточном производстве применяются следующие транспортные средства:

 

·         транспортное оборудование непрерывного действия (приводные конвейеры различных конструкций);

·         бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.);

·         подъёмно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые и другие краны, монорельсы с тельферами, электротележки, автопогрузчики и т.п.).

 

Наиболее широко в поточном производстве применяют конвейеры. Они обладают значительными преимуществами:

 

·         поддерживают ритм работы линии;

·         облегчают труд рабочего;

·         обеспечивают возможность наблюдения за движением заделов;

·         уменьшают потребность во вспомогательных рабочих.

 

Необходимо различать рабочие и распределительные конвейеры.

 

Рабочие конвейеры предназначены для выполнения операций непосредственно на их несущей части. Рабочие конвейеры с непрерывным движением, например, автосборочные, позволяют выполнять эти операции во время движения конвейера.

 

Если по требованию технологического процесса операции должны выполняться при неподвижном объекте, применяют конвейеры с пульсирующим движением. В этом случае привод конвейера автоматически включается только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию.

 

Распределительные конвейеры применяют на поточных линиях с выполнением операций на стационарных рабочих местах (например, на станках) и с различным числом рабочих мест-дублёров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмичности необходимо обеспечить чёткое адресование предметов труда по рабочим местам на операциях процесса.

 

2.      Особенности организации непрерывно-поточных линий

 

Синхронизация операций

 

Работа непрерывно-поточной линии основана на согласовании длительности операций с тактом линии. Длительность любой операции должна быть равна или кратна такту.

 

Процесс согласования длительности операций с тактом поточной линии называется синхронизацией.

 

Условие синхронности может быть выражено в следующем виде:

 

image005

 

где t – нормы времени по операциям процесса, мин; С – число рабочих мест на операции.

 

Синхронизация осуществляется путём изменений структуры операций и организационных условий их выполнения.

 

Различают два этапа синхронизации процесса:

 

1. Предварительная синхронизация, выполняемая в период проектирования линий;

2. Окончательная синхронизация, осуществляемая во время отладки линии в цеховых условиях.

 

Предварительная синхронизация достигается подбором метода выполнения операций, оборудования и технологической оснастки, режимов обработки и структуры операции. В операциях с большим удельным весом ручного времени, например на сборке, синхронизация достигается в результате перекомпоновки переходов.

 

На первом этапе не всегда удаётся обеспечить полную синхронизацию процесса; в этот период допускаются отклонения в загрузке рабочих мест на 8≈10 %.

 

Эта перегрузка должна быть снята при отладке линии путём внедрения организационных мероприятий, повышающих производительность труда на перегруженных рабочих местах, т.е. при окончательной синхронизации процесса.

 

В числе подобных мероприятий можно назвать применение средств малой механизации, форсирование технологических режимов, внедрение высокопроизводительной оснастки, рациональную планировку рабочего места и улучшение его обслуживания, индивидуальный подбор рабочих для перегруженных операций, а также материальное стимулирование повышения производительности труда на этих операциях.

 

При синхронизации технологического процесса следует учитывать условия выполнения операций на линии, т.е. характер транспортирования (непрерывное движение объекта или пульсирующее), размер передаточной партии, место выполнения операций (со съёмом изделия с транспортера или без съёма) и др., так как эти условия оказывают влияние на структуру и величину ритма.

 

Так, например, при единичной передаче изделий по рабочим местам, непрерывном движении транспортёра и выполнении работ на самом конвейере ритм работы линии будет соответствовать расчётному и по продолжительности совпадать с нормой времени на операцию, так как время транспортирования перекрывается временем выполнения самой операции, а установка и снятие изделия не требуются.

 

Но если при тех же условиях операция выполняется на стационарном рабочем месте, в ритме работы линии должно быть учтено время транспортирования tтр(если оно не перекрывается), время на снятие tсн и установку tуст изделия и время на обработку tобр:

 

image006

 

Синхронность технологического процесса создаёт предпосылки для работы с регламентированным ритмом и для использования механизированных средств непрерывного транспорта.

 

При частично синхронизированных процессах, т.е. процессах со значительными колебаниями фактических затрат времени на операциях, создают непрерывно-поточные линии со свободным ритмом.

 

Поддержание ритма на подобных линиях достигается главным образом механизацией и поддержанием стабильной производительности оборудования на основных операциях. Для непрерывной работы на рабочих местах создают небольшой резервный задел (запас) полуфабрикатов. На линиях подобного типа могут быть использованы любые транспортные средства.

 

Если продолжительность каждой операции равна такту (при поштучной передаче изделий) или ритму (при партионной передаче изделий), то на каждой операции достаточно иметь по одному рабочему месту, и изделия через один и тот же интервал времени будут передаваться с предыдущего рабочего места на последующее.

 

Если же продолжительность операции кратна такту, то на параллельно работающих рабочих местах каждой операции будет подвергаться обработке одновременно несколько изделий.

 

Основы расчёта непрерывно-поточных линий

 

Исходными данными для расчёта непрерывно-поточных линий являются:

 

·         программа выпуска линии за определенный отрезок времени (месяц, декада, сутки, смена) Nвып;

·         программа запуска на линию за этот же период Nзап;

·         соответствующие фонды времени.

 

Суточная программа запуска Nзап определяется по суточной программе выпуска:

 

image007

 

где а – процент технологических потерь, например, в связи с изготовлением пробных деталей при наладке оборудования или расход деталей для контрольных целей.

 

Суточный действительный фонд времени работы линии Fд с учётом регламентированных перерывов для отдыха Tп равен:

 

image008

 

где Fк – календарный фонд времени работы в смену, мин; S – число рабочих смен в сутки.

 

Исходным расчётным нормативом при проектировании поточной линии является её такт r (при партионной передаче – ритм), который должен обеспечить выполнение заданной программы на планируемый период:

 

image009

 

Число рабочих мест Ci на i-й операции равно

 

image010

 

где ti – норма времени на данной операции.

 

Число рабочих-операторов R с учётом многостаночного обслуживания определяют по формуле

 

image011

 

где b – процент дополнительной численности рабочих на случай невыходов (отпуска, выполнение государственных обязанностей, болезни и т.п.); m – число операций на линии; уi – норма обслуживания рабочих мест на данной операции.

 

Скорость конвейера Vk должна быть согласована с тактом работы линии:

 

image012

 

где   lo – шаг конвейера, м (т.е. расстояние между осями смежных изделий или пачек, равномерно расположенных на конвейере).

 

Скорость конвейера должна обеспечивать не только его заданную производительность, но и удобство и безопасность труда.

 

Диапазон наиболее рациональных скоростей 0,1 – 2 м/мин.

 

На непрерывно-поточных линиях создаются заделы трёх видов:

 

·         технологические;

·         транспортные;

·         резервные (страховые).

 

Технологический задел соответствует тому числу изделий, которое в каждый момент находится в процессе обработки на рабочих местах. При поштучной передаче технологический задел   Zтех   соответствует числу рабочих мест   С, т.е.

 

image013

 

Транспортный задел Zтр состоит из того числа изделий, которое в каждый момент находится в процессе транспортировки на конвейере. При поштучной передаче изделий с предыдущего рабочего места непосредственно на последующее задел равен:

 

image014

 

Транспортный задел можно определить также исходя из величины шага конвейера:

 

image015

 

где   Lраб – длина рабочего участка конвейера, м.

 

Резервный (страховойзадел создаётся на наиболее ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, а также на контрольных пунктах.

 

Величину заделов устанавливают на основе анализа вероятности отклонений от заданного такта работы на данном рабочем месте (в среднем 4-5 % сменного задания).

 

Недостаток деталей восполняется в периоды регламентированных перерывов, во внеурочное время или на внепоточных производственных участках.

 

Основными разновидностями линий непрерывно-поточного производства являются линии:

 

·         с рабочими конвейерами;

·         с распределительными конвейерами;

·         поточно-автоматические;

·         с неподвижным объектом (стационарный поток).

 

Непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами применяют главным образом для сборки и отделки изделий при достаточно больших программных заданиях.

 

Операции выполняют непосредственно на конвейере; рабочие – операторы располагаются вдоль его несущей части, с одной или с двух сторон в порядке следования операций технологического процесса.

 

Изделия на конвейере устанавливают и закрепляют на равных расстояниях lо друг от друга.

 

Участок рабочего конвейера, на котором при постоянной скорости конвейера выполняется каждая операция, называется рабочей зоной операции.

 

В ряде случаев непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами характеризуются свободным ритмом.

 

Для поддержания ритма работы при заданной скорости конвейера границы рабочих зон по операциям отмечают на неподвижной части его или на полу специальными знаками, как показано на рисунке 2.

image016

 

Рисунок 2 – Схема планировки поточной линии с рабочим конвейером

 

 

Рабочие, следуя за изделием, перемещаются вдоль зоны, начиная операцию в начале зоны, заканчивая её в конце, после чего возвращаются в исходное положение.

 

Непрерывно-поточные линии с распределительными конвейерами применяют главным образом на участках механической обработки, отделки и сборки небольших изделий при больших программных заданиях. Операции выполняют на стационарных рабочих местах. Изделия снимают с конвейера и по окончании операции возвращают на него.

 

Рабочие места располагают вдоль конвейера с одной (рисунок 3) или двух его сторон.

 

image017

 

Рисунок 3 – Схема планировки поточной линии с распределительным конвейером

 

Изделия равномерно размещают на несущей части транспортёра на подвесках, тележках, каретках или на участках ленты, отмеченных знаками. При простых цепочках рабочих мест, когда операция выполняется за один такт, каждое подошедшее к рабочему месту изделие должно быть обработано до подхода следующего за ним.

 

При сложных технологических цепочках продолжительность операций различна и равна двум, трём, четырём и т.д. тактам. В этих условиях для ритмичной выдачи изделий необходимо, чтобы, работая непрерывно, каждое последующее рабочее место выполняло операцию со сдвигом на один такт от предыдущего.

 

С этой целью применяют автоматическое распределение изделий либо разметку распределительного конвейера. Разметочные знаки (цветные флажки, буквы, цифры, цветные обозначения) наносятся на деления несущего органа транспортёра и в нужной последовательности и количестве закрепляются за отдельными рабочими местами.

 

Минимально необходимый комплект разметочных знаков на линии соответствует наименьшему кратному из числа рабочих мест на всех операциях линии и называется числом периода распределительного конвейера П.

 

Комплект разметочных знаков может повторяться на общей длине несущей части конвейера. Каждый разметочный знак проходит мимо каждого рабочего места через один и тот же интервал времени (период)   Тn,   равный

 

image018

 

Разметочные знаки конвейера закрепляются за рабочими меcтами на каждой операции соответственно её продолжительности.

 

Наиболее удобны периоды 6, 12, 24 и 30. При больших периодах рекомендуется вводить двухрядную (дифференцированную) разметку, применяя два, комплекта разметочных знаков (например, цветовой и цифровой).

 

3. Особенности организации прерывно-поточных линий

 

Регламент работы прерывно-поточных (прямоточных) линий

 

Эта форма поточного производства применяется при обработке трудоёмких деталей с использованием разнотипного оборудования. Технологические операции на прямоточных линиях не синхронизированы. Вследствие различной трудоёмкости операций на этих линиях возникают межоперационные оборотные заделы, что является показателем прерывности процесса.

 

Для обеспечения ритмичной работы на такой линии необходимо установить наиболее целесообразный регламент работы, который должен предусматривать:

 

·         величину укрупненного ритма;

·         порядок работы на каждом рабочем месте;

·         последовательность и периодичность перехода рабочих-совместителей по обслуживаемым станкам;

·         размер и динамику оборотных заделов.

 

При выборе укрупнённого ритма прямоточной линии необходимо учитывать периодичность передачи продукции данной линии на последующие участки; требования рациональной организации труда для рабочих-совместителей (частоту переходов), а также оптимальную величину заделов.

 

Для расчёта и организации линии составляют план-график её работы.

 

Такой упрощенный план-график приведен в таблице 1.

 

 

Таблица 1 – План-график

 

Технологический процесс  Загрузка рабочих мест Рабо-
чие на 
линии
График работы оборудования и рабочих в период ритма 
(0,25 смены = 2 ч.)
N
опера-
ции
tш,,
мин.
Спр
станка
% за
грузки
1 1,9 1,19 2 1 100 А 100%
2 19 Б 19%
2 1,1 0,69 1 1 69 В 69%
3 2,1 1,31 2 1 100 Г 100%
2 31 В 31%
  1,3 0,81 1 1 81 Б 81%

 

 

При составлении плана-графика предварительно определяют расчётный такт прямоточной линии по формуле

 

image020

 

где Fд. см – действительный фонд времени за смену, мин; Nсм – сменная программа запуска, шт.

 

Для данной линии такт rпр = 1,6 мин.

 

Далее определяют расчётное и принятое число единиц оборудования по операциям, рассчитывают загрузку рабочих мест и строят график работы оборудования и рабочих в течение укрупнённого ритма линии.

 

В данном примере (таблица 1) он принят равным 1/4 смены, т.е. R = 2 ч = 120 мин.

 

Недогруженные станки на 1-й и 4-й операциях этой линии может обслуживать один рабочий-совместитель Б, на 2-й и 3-й операциях ≈ рабочий В.

 

Совмещаемые работы могут выполняться только в установленной последовательности, что и предусматривает график работы линии. На смежных операциях вследствие различной их трудоемкости неизбежны межоперационные заделы.

 

В соответствии с принятым режимом работы они будут изменяться в течение каждого ритма (в данном случае в течение 2 ч.) от нуля до максимума (рисунок 4).

 

image021

Рисунок 4 – Динамика задела между двумя смежными операциями

 

 

Расчёт межоперационных оборотных заделов

 

Этот задел между смежными операциями определяется как разность числа изделий, обработанных на этих операциях за определенный период времени.

 

Максимальная величина задела Zmax за определённый период Т может быть рассчитана по формуле

 

image022

 

где Т – период работы на смежных операциях при неизменном числе работающих станков, мин; С – число единиц оборудования, работающих на смежных i и i+1- операциях в течение периода времени Т; tшtш+1 – нормы времени на этих операциях, мин.

 

 

Источник: http://www.sergeeva-i.narod.ru/

Комментарии