Под структурой поточной линии в общем виде следует понимать состав входящих в нее рабочих мест (технологических участков), транспортных средств, управляющих и других устройств (систем) и производственные взаимосвязи между ними. Наиболее сложной является структура поточного производства на уровне цеха (предприятия), под которой понимается состав поточных линий различного назначения, робототехнических комплексов, гибких автоматизированных модулей, транспортно-накопительных, управляющих и других систем и формы производственных взаимосвязей между ними.

Выбору структуры поточного производства и его комплектованию должен предшествовать анализ конструкционно-технологических особенностей изделий и определение уровня их технологичности с учетом формы, габаритов, массы, марок и видов материалов, их свойств, характера технологии и состава входящих в нее операций, методов их выполнения и затрат времени, необходимого оборудования, инструментов, приспособлений, средств механизации и автоматизации, приборов (аппаратов) для предупреждения дефектов и выявления брака, а также с учетом технических и эксплуатационных требований к изделиям, предусмотренных ГОСТами, ОСТами, техническими условиями заказчика потребителя.

Выбор типа оборудования для поточной линии предопределяется характером технологического процесса, составом, сложностью и назначением входящих в него операций; габаритами, массой изготовляемого изделия и требованиями, предъявляемыми к его качеству. При комплектовании поточных линий желательно добиться прямолинейного расположения оборудования, если позволяют производственные мощности и тип выбранных транспортных средств.

Выбор рациональной структуры и компоновка являются важной предпосылкой разработки оптимальных планировок поточных линий (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схемы компоновки и планировок поточных линий

Оценка оптимальности варианта планировки линии производится по таким технико-экономическим показателям, как доля площади, занятой непосредственно технологическим оборудованием, выпуск продукции на 1 кв.м производственной площади, длина пути, проходимого за смену рабочим при обслуживании им нескольких единиц оборудования, и др.

Важным организующим структурным элементом поточного производства является транспорт. Учитывая многообразие различных факторов, в поточном производстве применяют средства периодического транспорта (краны, электрокары, тельферы и др.), бесприводные средства непрерывного транспорта (рольганги, скаты), приводные средства непрерывного транспорта (ленточные, пластинчатые, цепные и другие транспортеры), роботизированные транспортные средств (промышленные роботы, различные транспортно-накопительные автоматизированные системы).

Выбор организационных форм поточных линий определяется тактом работы линии, степенью синхронизации операций технологического процесса, уровней загрузки рабочих мест на линии.

Под тактом поточной линии г понимается календарный период времени между запуском (выпуском) на линию данного объекта (деталь, сборочная единица, изделие) и следующего за ним. Такт является функцией заданной программы выпуска, существенно влияет на выбор технологического процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств. В общем виде величина такта определяется:

r = Fд / Nз

где Fд – действительный фонд времени за плановый период (смена, сутки, месяц);

Nз – количество запускаемых на поточную линию объектов производства за тот же период.

В тех случаях, когда передача с операции на операцию осуществляется транспортными партиями (небольшие детали, малая величина такта, измеряемая секундами), рассчитывается ритм поточной линии:

rр = r nтр,

где nтр – величина транспортной (передаточной) партии.

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

Чтобы обеспечить единый такт или ритм поточной линии, при организации поточного производства осуществляется синхронизация, т. е. производительность выравнивается по всем операциям технологического процесса. Синхронизация означает достижение равенства или кратности времени выполнения операций технологического процесса установленному такту их работы и является важной предпосылкой непрерывного функционирования линий. К наиболее распространенным способам синхронизации относятся: расчленение операции на переходы и комбинирование различных вариантов порядка их выполнения или группирование переходов нескольких операций, концентрация операций, введение параллельных рабочих мест на операциях, длительность которых кратна такту, интенсификация режимов работы, совмещение времени выполнения нескольких переходов, рационализация рабочих приемов, совмещение времени машинной и ручной работы и др.

Рассматривают предварительную синхронизацию с отклонением от такта (ритма) в пределах примерно ± 10 %, которая осуществляется при проектировании поточных линий, и окончательную, более точную, синхронизацию – при отладке линии.

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 удается обеспечить полную синхронизацию процесса; в этот период допускается отклонение в загрузке рабочих мест на 8 – 10 %. Эта перегрузка должна быть ликвидирована при отладке линии путем внедрения организационно-технических 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.

Полная синхронизация операций обеспечивается при достижении равенства

t1 / c1 = t2 / c2 = t3 / c3 = … = t m/ cm = rпл

где t1, t2, t3, tm – норма времени по операциям, мин.;

с1, с2, с3, сm – число рабочих мест на операции, шт.;

rпл – такт поточной линии, мин.

На следующем этапе определяем необходимое число рабочих мест (единиц оборудования) для каждой операции:

сi расч = ti / rпл

где ti – норма времени на i-ю операцию.

При полной синхронизации потока величина сi расч всегда целое число, загрузка рабочих мест полная и одинаковая на всех операциях. При неполной синхронизации на несинхронных операциях сi расч не равно целому числу. Экономически целесообразно округлять сi расч до ближайшего меньшего числа, предусмотрев при этом использование рациональной оснастки, более рационального режима работы оборудования и т.д. При этом допустимая перегрузка рабочего места в расчетах должна быть не более 10 – 12 % со снятием ее при отладке линии.

Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции, %,

Средний коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии, %,

Коэффициенты Кз и Кзср являются показателями целесообразности применения поточного производства. Желательно иметь в массово-поточном производстве нижний предел загрузки рабочих мест 80 – 85 %, а в серийно-поточном – 70 – 75 %.

Далее осуществляем планировку поточной линии, начиная ее с разработки схем рабочих мест по всем операциям и выбора рациональных транспортных средств. В результате общей компоновки поточной линии определяется ее внешний контур, способ расстановки оборудования, расположение транспортных средств, средств промежуточного и окончательного контроля, мест для заделов. Планировка поточных линий (см. рис. 3.5) должна обеспечивать прямоточность и наиболее короткий путь движения изделия, рациональное использование производственных площадей, удобство транспортировки заготовок и деталей к рабочим местам, к местам обслуживания и выполнения ремонтов.

После расчета такта, количества рабочих мест для последующей планировки конвейера рассчитывается его шаг lш , т. е. расстояние между осями симметрии двух рядом расположенных объектов на конвейере.

Рис.3.5. Схема планировки поточной линии с распределительным конвейером

(под цифрой 1 – пример расположения объектов производства и разметочных знаков на конвейере)

1 – ленточный транспортер, 2 – места для складирования,

3 – приводная и стяжная станция, 4 – стеллаж

Длина деления, или шаг конвейера, выбирается из соотношения

lшmin< lш<lшmin. lшmin определяется габаритами объекта и средним расстоянием между двумя рядом находящимися на конвейере объектами (lср= 200 – 300 мм), а 1ш max определяется допустимой скоростью движения конвейера.

Скорость движения конвейера должна соответствовать такту потока. Это соответствие достигается, если путь, равный шагу, конвейер проходит за такт:

vk = lш / r .

Чаще всего применяют распределительные конвейеры со скоростями в пределах 0,5 + 2 м/мин. Период распределительного конвейера П – это комплект знаков, предназначенных для его разметки.

Длина рабочей части конвейера:

где wpi и wki – количество рабочих мест, где выполняются производственные и контрольные операции;

и – число всех операций в технологическом процессе.

Длина рабочей линии конвейера lр к согласовывается с его периодом.

Рабочий конвейер оснащен механическим транспортером, который перемещает обрабатываемый объект вдоль линии, регламентирует ритм работы и служит местом выполнения операций. Поскольку объекты не снимаются с конвейера, линии рабочим конвейером применяют главным образом для сборки сварки изделий, заливки в формы (в литейных цехах), окраски узлов и агрегатов в специальных окрасочно-сушильных автоматических камерах.

Шаг рабочего конвейера lш при сборке небольших изделий часто принимают равным 1 – 1,2 м, а при сборке крупногабаритных изделий руководствуются такими же соображениями, как и для распределительного конвейера, т. е. учитываются габариты объекта и расстояние между ними. Максимально допустимый шаг лимитируется также допустимой скоростью движения конвейера. Рациональными скоростями рабочего конвейера считаются 0,5 – 2,5 м/мин при сборке относительно небольших объектов или при повышенных требованиях к ее точности.

При таких скоростях вполне допустимо непрерывное движение конвейера. Если требуется скорость больше, чем 2,5 м/мин, применяют конвейер пульсирующего типа. Однако при высокой технологической оснащенности сборочных работ, бригадной организации труда и в условиях непрерывного движения скорость υк может быть значительно выше 2,5 м/мин. (см. метод. указания «Поточное производство»).

Прямоточная линия

В зависимости от особенностей организации производственного процесса в механических цехах объектами расчета мощности являются следующие типы производственных подразделений: технологические участки ( участки, занятые выполнением однородных технологических операций), предметно-замкнутые участки серийной обработки, прямоточные линии, непрерывно-поточные ( синхронизированные) линии, автоматические линии. [1]

В зависимости от особенностей организации производственного процесса в механических цехах объектами расчета производственной мощности являются следующие типы производственных подразделений: технологические участки ( участки, занятые выполнением однородных технологических операций), предметно-замкнутые участки серийной обработки, прямоточные линии, непрерывно-поточные ( синхронизированные) линии, автоматические линии. [2]

Для переменно-поточных линий первой разновидности, на которых обрабатываются предметы, имеющие одинаковые маршруты и нормы времени общих операций, разрабатывается один пооперационный етандартплан с единым среднерасчетным ритмом выпуска предмета, методика определения которого та же самая, что и для прямоточных линий. [3]

Переменнопоточные линии обычно применяются в крупносерийном производстве для трудоемких деталей.Прямоточные линии применяются в массовом и серийном производстве для деталей с любой трудоемкостью. [4]

В этом случае требуется плавное ( непрерывное) регулирование одного из потоков, что обычно сопряжено с плавным регулированием электропривода. Создание автоматических прямоточных линий может дать значительный экономический эффект. Так, например, в области водоснабжения сельскохозяйственных объектов это позволит совсем отказаться от водонапорных сооружений ( башен и напорных котлов) и осуществить работу одного или нескольких электронасосов непосредственно на водопровод. [5]

Первоначально рассчитывается максимально допустимый ритм и для него составляются предварительные графики выполнения операций. Этот процесс осуществляется таким же образом, как и для прямоточных линий без рабочих мест-дублеров. Затем определяется возможность уменьшения максимально допустимого ритма. [6]

Создание группового процесса обработки для поточной линии затрудняется необходимостью его синхронизации. Чаще всего полной синхронизации операции достичь не удается. Поэтому в механообработке преобладающее распространение имеют групповые прямоточные линии при запуске деталей последовательно чередующимися партиями. Бесперебойность работы оборудования при этом достигается благодаря созданию оборотных заделов. [7]

Расчетное количество операторов, подсчитанное по приведенной выше формуле, в редких случаях будет составлять целое число, поэтому задача должна решаться не формально-расчетным методом, а при помощи анализа и подбора загрузки операторов, обеспечивающих достаточно высокий уровень уплотнения рабочего дня. В ходе расчета для недогруженных рабочих подбирается дополнительная загрузка на других операциях и штат линии в конечном счете определяется с учетом этой загрузки. Наиболее часто загрузку рабочего различными операциями приходится применять в прямоточных линиях. Применяются три метода подбора такой загрузки. [8]

Работа прямоточной линии осуществляется по пооперационному стандартплану, который разрабатывается на период оборота линии. Работа линии по разработанному стандартплану осуществляется из периода в период, до значительных изменений программы выпуска и технологического процесса. В стан-дартп Лане находит выражение определенное сочетание всех организационно-производственных параметров прямоточной линии. [9]

Схема совмещения операций сверления, развертывания и закалки.

По нормам на сверление и развертывание требуется по 10 мин, а на закалку - 2 мин. Объединение пяти станков для выполнения операции сверления и пяти станков для развертывания с одной закалочной установкой в обычную прямоточную линию потребовало бы сложного транспортного устройства. [10]

При организации поточной работы методом прямоточного п р-о и з в о д ств а технологические операции на различных рабочих местах прямотока имеют разную продолжительность. Поэтому ритмичность производственного процесса при прямоточном производстве не соблюдается. Рабочие места на участках располагаются в порядке технологической последовательности. Планомерность работы прямоточных линийподдерживается путем накоплений межоперационного задела. [11]

Схема потоков в передвижной установке приведена на фиг. Мембраны общей площадью 610 м2 распределены в установке по четырем ступеням. Ступень 1 предназначена для работы в прямоточном режиме, а ступени 2 и 3 предназначены для работы с рециркуляцией. При работе по варианту 1 блоки / / и / / / ступени 2 действуют в прямоточном режиме, а насос А используется в прямоточной линии в качестве вспомогательного насоса для обеспечения необходимого минимума скорости. [12]

Эта система входит в подсистему оперативно-производственного планирования заводов. Кроме того, в диссерта-пии исследуются методы реализации этих моделей. Диссертация состоит из шести глав. В первой дана краткая характеристика объекта и состояния исследований, указаны цель и основные проблемы дальнейших разработок. Во второй главе изложены некоторые общие вопросы теории paspaoofKH подсистемы оперативно-производственного планирования ( ОПП) автоматизированной системы управления предприятием. Третья глава посвящена видам и методам расчета межоперанионных оборотных заделов и незавершенного производства. В четвертой главе разбирается оперативно-календарное планирование напрямоточных линиях, в пятой - оперативно-календарное планирование на переменно-поточных линиях, в шестой - на групповых поточных линиях. В заключении отмечается, что область использования этих моделей не ограничивается только линиями механической обработки в машино - и приборостроении. Они могут применяться в химической, обувной, текстильной и других отраслях промышленности. Приложения к диссертации состоят из двух частей. [13]