Лекция 4 Поточное производство

Поточное производство, его характеристика. Организация поточного производства. Расчет основных параметров поточного производства. Эффективность автоматизированного производства.

1. Поточное производство, его характеристика.

Организация производственного процесса в пространстве, создание производственной структуры осуществляется в процессе планировки предприятия. Существуют три классические типа планировки предприятий.

1)Стационарная планировка - планировка с фиксированным положением изготавливаемого изделия. При такой планировке изготавливаемое изделие неподвижно. Все инструменты, агрегаты, детали, материалы, а также работники передвигаются к ним по мере необходимости (Строительство самолетов, кораблей). Этот тип планировки имеет следующие преимущества:

·Сокращается объем транспортировки основных узлов (но увеличивается объем перемещений деталей к месту сборки);

·Создается возможность частых изменений ассортимента или конструкции изделий и последовательности операций;

·Она получается более гибкой, так как не требует сложных и дорогостоящих методов планировки производственных участков;

·Такой тип планировки применим в условиях разнообразия выпускаемой продукции и непостоянного спроса.

2)Планировка по видам работ (по функциональному признаку) представляет собой группировку всех операций одного и того же технологического процесса или видов процессов. При функциональном расположении вся идентичная

техника группируется вместе, а продукция движется между техническими устройствами в требуемой последовательности. Так построена работа на многих деревообрабатывающих предприятиях, в текстильной промышленности.

Достоинства этого типа планировки:

·Позволяет лучше использовать производственные агрегаты и тем самым уменьшить инвестиции в оборудование;

·Применим в условиях разнообразия выпускаемой продукции и частых изменений последовательности операций;

·Облегчает поддержание непрерывности производства в случаях: а) выхода из строя машин и аппаратуры; б) недостатка материалов; в) недостатка персонала;

·Пригоден в условиях непостоянного спроса.

Совершенствовать такой тип организации работ, повышать эффективность деятельности можно за счет лучшего расположения и организации производственных операций. Главное- выяснить, имеется ли среди множества готовых изделий одно или несколько, объем производства которых достаточно высок, чтобы соответствующее оборудование отделить от функциональной системы и расположить как для поточного производства. В этом случае возможен существенный выигрыш в производительности.

3)Поточное производство (планировка по предметному признаку) предполагает группировку оборудования не по однородности выполняемых процессов, а в соответствии с последовательностью операций изготовления продукта. Преимущества этого типа планировки сводятся к следующему: снижается объем транспортировки и

перегрузки материалов и сокращается количество материала, находящееся в процессе производства.

Метод организации поточного производства используется при изготовлении изделий одного наименования или конструктивного ряда и предполагает совокупность следующих специальных приемов организационного построения производственного процесса:

·Расположение рабочих мест по ходу технологического процесса;

·Специализацию каждого рабочего места по выполнению одной из операций;

·Передачу предметов труда с операции на операцию поштучно и мелкими партиями сразу же после окончания обработки;

·Ритмичность выпуска;

·Синхронность операций;

·Детальную проработку организации технологического обслуживания

рабочих мест.

Поточный метод организации можно применить при соблюдении следующих условиях:

·Объем выпуска продукции достаточно большой и не изменится в течение длительного времени;

·Конструкцию изделия можно делить на конструктивно-сборочные единицы, что особенно важно для организации потока на сборке;

·Затраты времени по операциям могут быть установлены с достаточной точностью, синхронизированы и сведены к одной величине;

·Обеспечивается непрерывная подача к рабочим местам материалов, деталей, сборочных узлов, возможна полная загрузка оборудования.

Первичным звеном поточного производства является поточная линия-группа

рабочих мест, на которых производственный процесс осуществляется в соответствии с характерными признаками поточного производства. Планировка поточных линий должна обеспечивать наибольшую прямоточность и кратчайший маршрут движения деталей, экономичное использование площадей, удобство обслуживания оборудования, достаточность площадей для хранения требуемых материалов и деталей. В зависимости от конструкций производственных зданий, видов выпускаемых изделий и используемого оборудования разрабатываются планировки овальных, Т- и П-образных, круговых поточных линий.

Рисунок 1 -

Схемы движения изделий по поточным линиям:

а— разветвляющаяся; б — зигзагообразная; в — П-образная;

г— Т-образная; д — замкнутая; е — многоуровневая.

Вкачестве транспортных средств поточных линий используются транспортные (ленточные и подвесные) склизы, желоба, промышленные роботы, универсальные манипуляторы и т.п.

Технологическая пара в поточном производстве конструируется с учетом транспортных партий деталей.

2.Классификация основных видов и форм поточных линий

В зависимости от типов одновременно обрабатываемых изделий поточные линии подразделяются на одно- и многопредметные линии. В первом случае на линии обрабатывается или собирается изделие одного типоразмера, во втором – изделия нескольких типоразмеров, сходных по конструкции или технологии их обработки (сборки).

По степени механизации и автоматизации производственного процесса поточные линии можно разделить на три вида:

·Немеханизированные;

·Механизированные;

·Автоматические.

По содержанию и характеру режима различают:

· Поточные линии с принудительным и регламентированным ритмом: детали с операции на операцию передаются с помощью специального транспортного устройства с заранее заданной скоростью. Ритм линии поддерживается с помощью этих транспортных средств;

· Поточные линии со свободным ритмом, на которых интервал времени между запуском двух изделий на линию поддерживается рабочими или мастерами.

По степени непрерывности процесса производства различают:

·Непрерывно-поточные линии. На них операции равны или кратны ритму, т.е. синхронизированы во времени. Такие линии применяются в сборочных цехах;

·Переменно-поточные линии. На них нормы времени по операциям не равны и не кратны ритму. Они чаще всего встречаются в обрабатывающих цехах, где из-за разности производительности и оснащения возможности синхронизации ограничены. Оборудование таких линий расставлено по

ходу технологического процесса, но транспортные устройства не являются регуляторами темпов работы.

По характеру работы конвейера различают линии с непрерывным и пульсирующим движением предметов труда.

В первом случае все технологические операции выполняются во время движения изделия. При этом предмет труда перемещается от одного рабочего места к другому и останавливается на время выполнения операции.

Рисунок 2 -. Движение изделия по поточной линии при расположении оборудования: а — одностороннем; б — двухстороннем

3. Проектирование поточных линий

Проектирование поточных линий начинают с анализа всего технологического процесса изготовления изделия или выполнения сборочных работ и расчленения его на равные по продолжительности операции. На этой основе производят подбор равного по производительности оборудования для каждого рабочего места и определяют ритм

потока или такт (r) – одинаковый отрезок времени, затрачиваемый на выпуск изделий с поточной линии.

r = Tэф / Q зап,

где Tэф – эффективный фонд времени работы за сутки;

Q зап – суточная программа запуска изделий. Когда на поточный линии планируются технологические потери.

Q зап = Q вып / (100 – α) · 100%,

где Q вып – программа выпуска за сутки;

α – процент изделий, идущих на контроль, испытания и брак.

Эффективный фонд рабочего времени для непрерывно-поточной линии определяется числом смен, для непрерывно-поточной линии – продолжительностью внутрисменных прерывов:

Тэфнп = Тсм · Nсм,

где Тсм – длительность смены, ч

Тэфпп = (Тсм- Тпер) · Nсм,

где Тпер – внутрисменные перерывы, ч.

После расчета ритма потока проводится формирование операций как совокупности элементов технологического процесса, т.е. осуществляется синхронизация операций.

Синхронизация операций – согласование во времени, когда операции делаются равными (кратными) ритму потока. Синхронизация операций осуществляется в два этапа. На первом этапе проводится предварительная (грубая) синхронизация (обычно при проектировании поточных линий). Основными методами грубой синхронизации являются

:

1)расчленение операций

2)соединение мелких операций

3)комбинирование операций, т.е. отсоединение элементов от одной операции и присоединение к другой

4)функциональное разделение труда рабочих.

На втором этапе осуществляется точная синхронизация (в процессе наладки и обучения рабочих) Могут быть использованы все методы грубой синхронизации, а также изменение технологического процесса, режима работы оборудования.

Расчётное число рабочих мест mр определяется по каждой операции в

отдельности:

mр = t оп / r, t оп = t осн + t всп,

где t оп, t осн, t всп - время оперативной, основной и вспомогательной работы,

r – ритм потока

Общее число рабочих мест на поточной линии М представляет собой сумму

чисел принятых рабочих мест по операциям:

М= ∑ к m пр,

где m пр - принятое число рабочих мест,

mпр – округленное до ближайшего большего целого числа mр

К- число операций на поточной линии.

Затем определяют коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии:

Кз= mр / m пр.

Длина конвейера зависит от числа рабочих мест, типа и размера конвейера:

L= l p (M – 1) + 2b,

Где l p – расстояние между смежными рабочими местами, м М – общее количество рабочих мест на рабочей линии

b– подходы к конвейеру.

Рисунок 1 – Схема конвейера

Длина конвейера для химических производств более 50 м не рекомендуется. Для сокращения длины конвейера используется двустороннее расположение рабочих мест. В этом случае:

L=0, 5· l p (M – 1) + 2b,.

С точки зрения организационно-производственных условий конвейеры могут

быть:

·транспортными, которые только передают предмет труда от операции к операции

·рабочими, когда все операции выполняются без снятия изделия с конвейера

·распределительными, когда имеется несколько параллельных рабочих мет на отдельных операциях.

Скорость конвейера (v= l p/ r) колеблется в пределах 0, 1-4 м/мин. Ритм пульсирующего конвейера складывается из времени обработки и времени транспортировки изделия:

R n = t об + t трансп

Рисунок 3 - Схема планировки конвейерной линии:

1 - рабочие; 2 - изделия; 3 - лента конвейера; 4 - предметы оснащения рабочих мест; 5 - поворотная секция конвейера; 6 - пешеходный мостик над лентой; 7 - приводные механизмы конвейера; 8 - стена цеха

На планировку поточных линий влияют:

·площадь участка

·тип, размеры и количество технологического оборудования

·конструкция транспортных средств

·условия подачи исходного сырья

·энергетические подводы.

Оборудование должно строго располагаться по ходу технологического процесса, по возможности прямолинейно. Рабочие места, на которых выполняются первые операции, должны находиться как можно ближе к складу исходного сырья, а последующие операции должны быть ближе к складу готовой продукции.

Для обеспечения бесперебойного протекания производственных процессов на поточных линиях создается производственный запас заготовок или составных частей изделия, называемый заделом.

Заделы на поточной линии - это незаконченная продукция. Заделы могут быть технологические, транспортные и страховые (резервные).

Технологический задел- предметы труда, которые в каждый данный момент находятся непосредственно в производстве на рабочих местах.

Zтехн = ∑ m пр · q,

где q – число одновременно обрабатываемых деталей на рабочем месте (количество операций, одновременно выполняемых над изделием на одном рабочем месте).

Транспортный задел – те предметы труда, которые находятся в процессе транспортировки между рабочими местами. При поштучной транспортировке

Zтрансп = М-1;

При передаче транспортными партиями

Zтрансп = (М-1) · П,

где П- размер транспортной партии.

Резервный (страховой) задел создается обычно на особо ответственных операциях, чтобы обеспечить бесперебойную работу в течение половины или четверти смены.

На прерывно-поточной линии имеются оборотные заделы – запас деталей, потребность в которых возникла вследствие неполной согласованности отдельных операций.

4. Эффективность автоматизированного производства.

Организация поточного производства требует проведения определенных технологических и организационных мероприятий. В непрерывном процессе, наиболее характерном для крупнотоннажного химического производства (азотная, содовая и хлорная пр-ть, пр-во фосфатных удобрений, химических волокон, синтетического каучука, продуктов органического синтеза, нефтепереработка), задача заключается в обеспечении равенства пропускной способности (производительности) всех элементов технологической линии. При этом выявляются и устраняются «узкие» места и обеспечивается использование производственного оборудования. В периодическом процессе отдельные аппараты или участки, включающие ряд последовательных операций, объединяются в поточные линии (пр-во шин, пластмасс, резины)

Однако линейные операции динамичны только при массовом производстве. Кроме того, их недостаток – монотонность и непривлекательность труда рабочих. В последнее время эту проблему сглаживает внедрение гибких производственных систем

(ГПС).

Рисунок 6 - Компоновка ГПС обработки корпусных деталей:

1 — палета с изделиями; 2 — привод; 3 — позиция выгрузки; 4 — позиция загрузки; 5 — зона хранения заготовок; 6 — многоцелевые станки КТМ-560; 7 — многоцелевой станок КТМ-760; 8 — поворотный стол

Такие системы состоят из ряда станков с числовым программным управлением, автоматизированных систем подачи материалов и программного обеспечения для планирования и управления производством и позволяют производить десятки наименований продуктов небольшими партиями с помощью производственной линии так же быстро, как и при массовом производстве.

Таблица 1.- Ориентировочные данные для создания ГПС

По технологическому признаку ГПС в различного рода дискретных производствах делятся на две группы.

ГПС первой группы предназначены для выпуска с высокой производительностью крупных серий узкого спектра изделий, характеризующихся высокой степенью конструктивного и технологического подобия (закрытых семейств изделий).Детали типового домостроения, выпускаемые для различных, но близких типовых проектов. Такие технологические решают, применяя ГПС, называемую гибкой поточной линией (ГПЛ). На такой линии поток изделий перемещается с заданным ритмом по рабочим позициям, расположенным в соответствии с технологическим маршрутом и связанным внутренними межстаночными транспортными устройствами.

ГПС второй группы предназначены для выпуска широкой номенклатуры, ограниченной только техническими характеристиками типоразмеров применяемого оборудования и специализацией и квалификацией производственного персонала (открытых семейств изделий).

Рисунок – Поточная линия парфюмерно- косметического производства

Рисунок – Распределительный конвейер

Рисунок – Покрасочный конвейер

Рисунок – Рабочий конвейер

Рисунок - Многоярусные конвейеры