Вопрос № 13. Общие основы использования поточных методов производства

Развитие технологической формы специализации цехов и участ­ков приводит к созданию поточного производства - наиболее прогрессивной и эффективной формы организации производ­ственных процессов, основанных на ритмичной повторяемос­ти согласованных во времени основных и вспомогательных операций. Эти операции выполняются на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности техно­логического процесса, которая в максимальной степени по­зволяет реализовать принципы прямоточности, специализа­ции, непрерывности, параллельности, пропорциональности и ритмичности.

Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке следования операций технологического процесса. Прямоточность обеспечивает кратчайший путь движения изделия в производстве.

Принцип специализации воплощается в создании специализированных поточных линий, предназначенных для обработ­ки одного закрепленного за данной линией изделия или не­скольких технологически родственных изделий.

Принцип непрерывности проявляется в виде непрерыв­ного (без межоперационного пролеживания) движения из­делий по операциям при непрерывной работе рабочих и обо­рудования. Подобные линии называются непрерывно-по­точными. Непрерывность является прямым следствием принципа пропорциональности, в частности равной произ­водительности на всех операциях линии. Если такого ра­венства нет, то линия называется прерывно-поточной или прямоточной.

Принцип параллельности предусматривает параллель­ное движение изделий, при котором они передаются по операциям поштучно либо небольшими транспортными партиями.

Принцип ритмичности характеризуется ритмичным выпус­ком продукции с линии и ритмичным повторением всех опера­ций на каждом ее рабочем месте. На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изде­лия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или поштучным ритмом). Такт ли­нии, как правило, строго согласован с производственной про­граммой и рассчитывается по формуле:

;

(11.1)

где F_эф – эффективный фонд времени работы линии в анализируемом периоде, мин.;

N_з – программа запуска по изделию на рассматриваемый период, шт.

При передаче изделий транспортными партиями ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, определяющим выпуск (запуск) одной такой партии от последующей за ней, т. е. ритмом линии, кото­рый определяется по формуле:

;

(11.2)

где p – число изделий в транспортной партии, шт.

Таким образом, за время каждого ритма на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объем работы.

Чтобы более точно уяснить, почему подобное производство называется поточным, можно рассмотреть следующий пример. Пусть для обработки некой детали требуется технологи­ческий процесс, состоящий из пяти операций, время выполне­ния которых соответственно равно: 2; 6; 4; 2; 4 мин. Задана месячная программа N₃ = 9000 шт. Эффективный фонд времени работы оборудо­вания за месяц составляет 300 ч, или 18 000 мин.

При заданных исходных данных такт линии будет равен 2 мин/шт. (18 000 / 9000), штучное время на всех операциях равно или кратно такту. Следовательно, для согласования ритмичной рабо­ты на 1-й операции необходимо иметь один станок, на 2-й операции - втрое больше станков, чем на 1-й, так как вре­мя выполнения 2-й операции в 3 раза больше. Аналогично рассчитывается потребное число станков на всех остальных операциях. Схематически организация потока для рассмотренного примера представлена на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Пример схемы организации потока

Рисунок 11.1 наглядно показывает, почему такое про­изводство названо поточным. Чем уже русло потока, тем быст­рее его течение и наоборот.

Для организации поточного произ­водства характерны следующие основные признаки:

1. возможность деления производственного процесса из­готовления продукции на более или менее простые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами (станками) или за группой одинаковых рабочих мест;

2. оснащение рабочих мест поточной линии специальным оборудованием, инструментом, приспособлениями, обеспечи­вающими высокопроизводительное выполнение закрепленных операций;

3. размещение рабочих мест в строгом соответствии с пос­ледовательностью технологического процесса;

4. транспортная направленность, регламентирующая все производство во времени и в пространстве;

5. высокая степень механизации и автоматизации процес­сов производства;

6. непрерывно повторяющееся единообразие всех произ­водственных факторов - качества и форм материалов, инст­рументов и приспособлений и т. п.;

7. равномерность выпуска продукции на основе единого расчетного такта поточной линии;

8. немедленная (т.е. без межоперационных ожиданий) пере­дача предметов труда с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими партиями, по мере их обработ­ки на предыдущей с помощью специальных транспортных средств.

Условиями для перехода на поточные методы производ­ства являются:

1. достаточный объем выпуска однотипных из­делий, обеспечиваемый за счет максимальной унификации конструкций вы­пускаемых изделий;

2. углубление специализации завода, це­хов, участков и рабочих мест;

3. отработка конструкций изде­лий с точки зрения требований поточной технологичности;

4. разработка технологических процессов, обеспечивающих наибольшую пропорциональность в потоке;

5. в серийном про­изводстве - унификация технологии и применение методов групповой обработки.

Организационные формы поточных линий весьма разнооб­разны, поэтому целесообразно делить их на группы по класси­фикационным признакам.

1. По степени специализации принято различать одно- и много­предметные поточные линии.

Однопредметные поточные линии в большинстве случаев являются постоянно-поточными линиями, для которых характерны:

a) производ­ство одного вида продукции в течение длительного периода времени до смены объекта производства на заводе;

b) посто­янно действующий, несменяемый технологический процесс;

c) большой масштаб производства однотипной продукции.

Такие линии применяются, как правило, в условиях массово­го или крупносерийного производства.

Многопредметные поточные линии создаются в тех случа­ях, когда программа выпуска продукции одного вида не обес­печивает достаточной загрузки комплекта оборудования ли­нии. В зависимости от метода чередования объекта производ­ства многопредметные линии подразделяются на переменно-поточные и групповые.

Переменно-поточная линия - это линия, на которой обра­батывается несколько конструктивно-однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовле­ния предметов определенного наименования такая линия ра­ботает по тем же принципам, что и однопредметная.

Групповая линия - это линия, на которой обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой техно­логии и с использованием групповой оснастки либо одновре­менно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест).

2. По степени непрерывности технологического про­цесса выделяются непрерывные и прерывные (прямоточные) линии.

Непрерывно-поточными могут быть как одно-, так и много­предметные поточные линии. На непрерывно-поточных линиях предметы труда с опера­ции на операцию непрерывно передаются поштучно или не­большими транспортными партиями с помощью механизиро­ванных или автоматизированных транспортных средств (кон­вейеров) через одинаковый промежуток времени, равный так­ту или ритму потока. При этом время выполнения всех опера­ций технологического процесса на данном рабочем месте дол­жно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологичес­кий процесс принято называть синхронизированным. Непрерывно-поточные линии используются на всех стади­ях производства. Наибольшее распространение они получили в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку его организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, добиваясь полной син­хронизации.

Прерывно-поточными также могут быть одно- и многопред­метные поточные линии. Они создаются в тех случаях, когда отсутствует равенство или кратность длительности операций такту и пол­ная непрерывность производственного процесса не достига­ется. Для поддержания беспрерывности процесса на наибо­лее трудоемких операциях создаются межоперационные обо­ротные заделы. Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее ши­роко применяются в механообрабатывающих цехах массово­го и крупносерийного производства, а прямоточные много­предметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производства.

3. По способу поддержания ритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом.

Линии с регламентированным ритмом характерны для не­прерывно-поточного производства. Здесь ритм поддержива­ется с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой или зву­ковой сигнализации при отсутствии конвейеров.

Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применя­ются при любых формах потока (непрерывной и прерывной), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии. Его величина должна соответствовать расчетной средней производительности за определенный период времени (час, смену).

4. По виду использования транспортных средств выделяются линии со средствами непрерывного действия (конвей­ерами), с транспортными средствами дискретного действия и линии без транспортных средств.

Линии с транспортными средствами непрерывного дей­ствия в зависимости от функций, выполняемых этими средствами, подразделяются на:

a) линии с транспортным конвейе­ром;

b) линии с рабочим конвейером;

c) линии с распределительным конвейером.

Транспортные конвейеры поточных линий (ленточные, пла­стинчатые, цепные, подвесные и др.) предназначены для транс­портировки предметов труда и поддержания заданного ритма работы линии.

Рабочие конвейеры поточных линий являются не только транспортными средствами непрерывного действия, выпол­няющими функции транспортных конвейеров, но и представ­ляют собой систему рабочих мест, на которых осуществляют­ся технологические операции без снятия предметов труда.

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

Линии с транспортными средствами дискретного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть под­разделены на несколько видов. К транспортным средствам дискретного действия относятся: бесприводные (гравитаци­онные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.), подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележ­ки, электрокары и др.).

Линии без наличия транспортных средств - это линии с не­подвижным предметом труда. Как правило, такие линии организуются при сборке круп­ных объектов.

5. По характеру движения конвейера принято различать линии с непрерывным и пульсирующим движением конвейера.

Линии с непрерывным движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса опе­рации должны выполняться на стационарных рабочих местах (транспортный конвейер) или во время движения рабочего кон­вейера без снятия предметов труда с рабочих мест.

Линии с пульсирующим движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса опе­рации должны выполняться при неподвижном объекте произ­водства на рабочем конвейере. В этом случае, привод конвей­ера включается автоматически через заданный интервал вре­мени только на время, необходимое для перемещения изде­лий на следующую операцию.

6. По уровню механизации процессов поточные линии делятся на авто­матические и полуавтоматические.

Автоматические поточные линии характеризуются объеди­нением в единый комплекс технологического и вспомогатель­ного оборудования и транспортных средств, а также автома­тическим централизованным управлением процессами обра­ботки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процес­сы полностью синхронизированы и действуют по единому так­ту (ритму).

Полуавтоматические поточные линии компонуются из специальных станков-полуавтоматов (с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным агрегатиро­ванием).