Операційна діяльність 2015

Параметри потокових ліній

Тема 9. Методи організовування процесів	261

За рівнем безперервності процесу потокові лінії поділяють на: безперервні, на яких майже відсутні міжопераційні очікування предметів праці завдяки синхронізації операцій, та перервні (прямоточні), де виникають міжопераційні очікування в обробці предметів праці через несинхронність операцій і утворюються періодичні обігові запаси.

За способом підтримання такту (ритму) вирізняють лінії з: регламентованим тактом (ритмом), що підтримується спеціальними транспортними засобами (конвеєром), і вільним тактом (ритмом), який забезпечується продуктивністю робітників на першій операцій або звуковою чи світловою сигналізацією. Залежно від виду транспортних засобів лінії поділяють на: конвеєрні з приводом і з

безпривідними гравітаційними транспортними засобами (жолоба, склізи, ска-

ти, рольганги).

За роллю у виробничому процесі конвеєри розподіляють на: транспортні, які пересувають через певний такт (ритм) предмети праці зі зняттям їх з конвеєра на робочі місця; розподільні, що виконують функції транспортування та адресації предметів на робочі місця; робочі, на яких операції над предметом праці здійснюються без зняття їх з конвеєра.

За конструкцією конвеєри проектуються таких типів: стрічкові, підвісні, візкові, пластинчаті. За характером руху конвеєри розподіляються на: неперервні, перервні (пульсуючі), швидкорухомі. Розташування конвеєрів здійснюється у го-

ризонтальній і вертикальній площинах.

На підставі аналізу продукції, її обсягу, трудомісткості, стану технологічного процесу, можливостей його вдосконалення, маси та габаритів виробу обирається певний різновид потокової лінії та обчислюють основні її парамет-

ри: такт, ритм, кількість робочих місць, довжину робочих зон, швидкість руху конвеєра.

Наприклад, розрахунок параметрів однопредметної безперервної потокової лінії передбачає визначення:

такту лінії (τ) як співвідношення дійсного (ефективного) часу (Fд) роботи ліній ( у зміну, місяць, квартал, рік) та обсягу виробничої програми Nв, тобто кількістю виробів, що їх необхідно виготовити за відповідний проміжок часу роботи лінії:

	Fд		Fн Fпер	,	(9.4)
	Nв
			Nв

де Fпер — час періодичних перерв у роботі конвеєра для відпочинку робітників;ритму лінії — інтервалу часу (R), через який предмети праці сходять з лі-

нії транспортними партіями (nmр), а не передаються поштучно:

R nmр .

(9.5)

Для безперервної потокової лінії після обчислення такту здійснюється синхронізація операцій, тобто доведення тривалості кожної з них до рівної або кратної такту;

262		Змістовий модуль 2

кількості робочих місць для кожної операції:

	РMpi	ti	,	(9.6)

де РМрі — розрахункова кількість робочих місць на і-й операції. Вона округлюється до більшого цілого прийнятого числа РМпрі, після чого обчислюється коефіцієнт завантаження робочих місць (kзі) для кожної операції:

kзi	РM pi	;	(9.7)
	РM прi

швидкості руху конвеєра, яка залежить від його такту й відстані між центрами суміжних виробів або робочих місць:

	V	lк	,	(9.8)

де V — швидкість руху конвеєра у (м/хв.); lк — крок конвеєра, тобто відстань між центрами двох суміжних виробів (робочих місць) на конвеєрі у метрах.

Швидкість конвеєра, що рухається неперервно, обмежується раціональним режимом праці. На пульсуючому конвеєрі, який вмикається періодично, швидкість встановлюється максимальною з урахуванням правил безпеки праці;

довжини робочої зони, коли робітник, виконуючи операцію, пересувається за ходом робочого конвеєра безперервним рухом і після її завершення повертається до початку зони і виконує операцію над наступним виробом, який на цей момент має підійти до початку робочої зони:

l

lк ti

,

(9.9)

і.р.з

де Lрз. — довжина робочої зонина і-й операції, м; tі — нормачасу на і-ту операцію. На операціях з нестабільним часом виконання операції і можливими затрим-

ками створюється резервна зона:

li.рез	ti. max	ti.ср	,	(9.10)

де tі.max, tі.ср — відповідно максимальна та середня тривалість виконання і-ї операції.

загальної довжини робочої зони і-ї операції:

li.заг lк lі.рез.		(9.11)
повної (загальної) довжини робочої частини конвеєра:
m	m1	(9.12)
Lк.роб li.к li.рез ,
i 1	i 1

де m1 — кількість операцій, які мають резервну зону.

Тема 9. Методи організовування процесів	263

циклу виготовлення одного об’єкта виробництва (деталі, складальної одиниці, виробу).

				m1
	m			lі.рез		(9.13)
	Тц РМі			і 1	.
				V
	і 1
	кількості виробів, що одночасно перебувають на конвеєрі:
	Nк	Тц	,			(9.14)

де Тц — тривалість циклу виготовлення одного об’єкта виготовлення (деталь, складальна одиниця, виріб).

Загальна довжина робочої частини лінії дорівнює сумі операційних зон.

довжини робочої частини конвеєра (Lк), коли робітники розташовуються за стаціонарними робочими місцями, на які надходять предмети праці при обробці або складанні невеликих виробів і за малої швидкості руху конвеєра (наприклад, складання годинників, монтаж радіоапаратури тощо.) дорівнює кількості робочих місць на конвеєрі, помноженій на його крок (рис. 9.2):

											m
								Lк lк РМпрі.
											і 1
		Lп					lв
							(lк)
1	2	3	4	5	6	1	2	3	4	5	6
		П						lpм
								(lк)
Rо						l					Rо

Lк

(9.15)

Lк — довжина конвеєра;

Lп — довжина періоду;

lв — відстань між суміжними виробами на конвеєрі;

lрм — відстань між центрами суміжних робочих місць; П — період конвеєра;

l — відстань між центрами привідних коліс (барабанів) конвеєра; Ro — радіуси привідних коліс конвеєра

Рис. 9.2. Схема фрагмента конвеєра для пояснення розрахунків його довжини та швидкості

264		Змістовий модуль 2

Для конвеєра зі зняттям виробів та однобічним розташуванням робочих місць загальна довжина робочої частини дорівнює:

m
Lк lк РМі 1.	(9.16)

і 1

На робочому конвеєрі з безперервним рухом робітник під час виконання операції переміщується в межах робочої зони за ходом конвеєра і повертається на початкове місце для виконання операції над наступним виробом. Межі робочої зони (майданчика) відмічаються умовними позначками на підлозі або на нерухомій частині конвеєра (рис. 9.3).

3

1

3

lрез

Н

2

l1

l2

l3

l4

l5

l6

2

Lк

Рис. 9.3. Схема планування потокової лінії з робочим конвеєром: 1 — стрічковий транспортер; 2 — місце складування;

3 — привідна та натягувальна станції; l1, 2, 3 … — довжина робочої зони відповідних операцій; Lк — довжина конвеєра

Робочий конвеєр оснащений механічним транспортером, який переміщує оброблюваний об’єкт уздовж лінії, регламентує ритм роботи та слугує місцем виконання операцій. Він застосовується для складання і зварювання виробів, заливання у форми (ливарні цехи), фарбування вузлів у спеціальних автоматичних камерах.

Найбільш технічно вдосконаленими є потокові лінії з розподільчим конвеєром зі зняттям предметів на окремих операціях, де є по кілька стаціонарних робочих місць. На такому конвеєрі необхідно забезпечити правильну черговість в обробці (складанні) виробів на кожному робочому місці. Для цього роблять розмітку конвеєра (рис. 9.4). Розподільчі конвеєри мають швидкість від 0,5 до 2 м/хв.

Тема 9. Методи організовування процесів	265

Потокові лінії з розподільчим конвеєром застосовуються при обробці заготовок та деталей, а також під час складання вузлів і виробів, як правило, невеликих за габаритами та масою.

												Lк
								3 оп															4
	1 оп			2 оп							4 оп			4 оп		4 оп		6 оп				6 оп
2					1
1	6	5	4	3	2	1	6	5	4	3	2	1	6	5	4	3	2	1	6	5	4	3	2	1
3																								3
	1 оп			2 оп				3 оп		4 оп			4 оп		4 оп		5 оп			6 оп		7 оп
																							2

H

1

9

6 5

Рис. 9.4. Схема планування потокової лінії з розподільчим конвеєром (під цифрою 1 наведено приклад розташування об’єктів виробництва та розмічальних

знаків на конвеєрі): 1 — стрічковий транспортер; 2 — місця для складування; 3 — привідна натягувальна станція; 4 — стелаж

Довжина робочої лінії розподільного конвеєра має бути узгоджена з періодом конвеєра (П) — комплектом знаків, що призначені для його розмітки. За однакової продуктивності всіх робітників, які закріплені за кожною операцією, (П) визначається як найменше загальне кратне з кількості робочих місць на всіх операціях потокової лінії.

Період конвеєра використовується для адресування виробів на робочі місця. Стрічка розмічається таким чином, щоб у загальній її довжині період укладався ціле число разів.

Кожний розмічальний знак проходить упродовж кожного робочого місця через однаковий інтервал часу (Тпд), що дорівнює такту (τ), помноженому на кількість розмічальних знаків у періоді (П):

Тпд П.

(9.17)

Розмічальні знаки закріплюються за робочими місцями відповідно до тривалості кожної операції. У табл. 9.2 наведений приклад закріплення номерів розмітки.

266				Змістовий модуль 2
							Таблиця 9.2
	ПРИКЛАД ЗАКРІПЛЕННЯ РОЗМІЧАЛЬНИХ ЗНАКІВ ЗА РОБОЧИМИ МІСЦЯМИ
			ПОТОКОВОЇ ЛІНІЇ З РОЗПОДІЛЬЧИМ КОНВЕЄРОМ
№		Кількість	№ робочих	Величина	Кількість		Послідовність знаків,
					розмічальних знаків,		які закріплені
		робочих	місць
операції				періоду	що закріплені		за кожним робочим
		місць	(робітників)		за робітниками		місцем
1		1	1	П = 2 × 3 = 6	6		1, 2, 3, 4, 5, 6
2		2	1		3		1, 2, 5
			2		3		2, 4, 6
3		3	1		2		1, 4
			2		2		2, 5
			3		2		3, 6

Може застосовуватися як рівномірний, так і нерівномірний (при різному ступені освоєння операцій) розподіл розмічальних номерів між робітниками.

Найзручнішими періодами є 6, 12, 24, 30. При великих періодах рекомендується вводити дворядну (диференційовану) розмітку, застосовуючи, наприклад, цифрові та кольорові комплекти розмічальних знаків для певних груп операцій.

Повна довжина стрічкового розподільчого конвеєра дорівнюватиме:

Lк 2lк D К П lк ,

(9.18)

де π — постійне число, що дорівнює 3,14; D — діаметр натягувального та привідного барабанів; К — кількість повторювань періоду на повній довжині стрічки конвеєра (завжди ціле число); П — кількість розмічальних знаків. Кількість повторюваньперіоду (округляєтьсядо цілогочисла):

К

L

.

(9.19)

П lк

Здійснюється коригування кроку конвеєра, якщо обидві умови не задовольняються.

Синхронізація потокових ліній

За способом підтримання безперервності руху предметів праці на потокових лініях необхідно виконати умови рівної трудомісткості операцій між собою або кратності їх такту, тобто синхронізувати операції, забезпечивши рівність:

t1		t2	...	tm	const ,	(9.20)
		РМ2
РМ1				РМь

де — такт потоку; t1,2…m — штучний час на виконання операцій; РМ1,2...m — робочі місця, де виконуються відповідні операції.

Найпоширенішими способами синхронізації (вирівнювання часу за операціями технологічного процесу) є: розподіл операцій і переходи і комбінування різ-

Розташування ліній

Тема 9. Методи організовування процесів	267

номанітних варіантів порядку їх виконання; групування переходів кількох операцій; концентрація операцій; уведення пропорційних робочих місць на операціях, тривалість яких кратна такту; раціоналізація робочих прийомів; інтенсифікація режимів роботи; суміщення часу машинної й ручної робіт тощо.

Просторове розташування потокових ліній може бути різним залежно від кількості робочих місць, типу транспортних засобів, площі дільниці (цеху). Найпростішим і най-

поширенішим є прямолінійне розташування робочих місць за перебігом технологічного процесу (рис. 9.5).

2			l		3		1					2	1

L	l
а	L
	б

Рис. 9.5. Фрагменти потокових ліній з прямолінійним розташуванням устаткування (робочих місць): а— однобічна; б— двобічна; 1 — устаткування (робочі місця); 2 — предмети праці; 3 — конвеєр; l — крок конвеєра; L — довжина конвеєра

Значно зменшують розміри дільниць і цехів, їх виробничі площі зигзагоподібне (рис. 9.6), кільцеподібне (рис. 9.7) та комбіноване (рис. 9.8) розташування потокових ліній.

Подача						1
	1	2	2	3		4
заготовок
							2
							5
							3
		10	9	8	7	6
						К
		11	12	12	13	14	Вихід
							готових
							деталей

Рис. 9.6.Зигзагоподібні і П-подібні потокові лінії:

1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — рольганг; — контролер

Потоковий метод надання послуг

268																							Змістовий модуль 2
																							2
	Подача														2														3											4
	заготовок														1
							1																																								5
	Вихід готових														8														7											6
		деталей													Рис. 9.7. Кільцеподібна потокова лінія:																															3
												1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — конвеєр
			1				2
																		3				4					4			5							6				7						Вихід
	Подача
					1						2																																		К		готових
	заготовок																																														деталей
			3				4											3				4					4			5
																																				6					7					3
															Рис. 9 8. Комбінована потокова лінія:
							1 — устаткування; 2 — оператор; 3 — рольганг; 4 — конвеєр

Однобічною вважається потокова лінія із розташуванням робочих місць на одному боці. При розташовуванні їх з двох боків утворюється двобічна потокова лінія.

Суміжні потокові лінії розміщують так, щоб було зручно транспортувати предмети праці між ними. При організації потокової обробки деталей і складання з них виробів допоміжні лінії, що забезпечують складальний конвеєр, розташовують перпендикулярно до нього.

За ознаками потокового методу вперше застосовано фірмовий сервіс корпорацією МcDonald’s, який набув назву

«метод самообслуговування» і передбачає використання клієнта як робочої сили. У даному разі попит формується і забезпечується самим клієнтом. При цьому він має можливість контролювати

процес надання послуги.

Процес швидкого харчування та ресторанного обслуговування клієнтів більше схожий на виробничий процес ніж на процес надання послуги. Якщо у процесі надання послуги передбачається підпорядкування обслуговуючого обслуговуваному, у виробничому процесі такі взаємостосунки неможливі, оскільки в центрі уваги знаходяться не люди, а предмети. Як на виробничому підприємстві, так і в ресторанах МcDonald’s існує «орієнтація на ефективний результат, а не на обслуговування відвідувачів».

МcDonald’s виділяється тим, що ретельно контролює «виконання головної функції кожного торгового пункту, яка полягає в швидкому обслуговуванні од-

Автоматичні

верстати

Автоматизація

виробництва

Тема 9. Методи організовування процесів	269

норідним високоякісним асортиментом готових страв в умовах незмінної чистоти, порядку і ввічливості персоналу, що бадьорить.

Систематичне заміщення людей ретельно спланованими і правильно розміщеними машинами в поєднанні з новими технологіями дозволяє компанії залучати і зберігати клієнтуру в розмірах, яких не міг добитися ніхто з попередників та й послідовників у цьому бізнесі.

Ілюстрацією концепції компанії McDonald’s є ряд головних особливостей виконання операцій:

одночасне приготування оптимальної кількості продукту дозволяють жаровні для картоплі;

застосування широкого ковшового пристрою для формування не торкаючись продукту порції картоплі, що точно відповідає отриманому замовленню;

для зберігання за певним асортиментом заздалегідь зважених і упакованих продуктів спроектовані складські приміщення;

чистота підтримується завдяки тому, що як всередині, так і зовні приміщень достатня кількість величезних сміттєвих ящиків. Найкрупніші торгові точки оснащені також моторизованими підмітальнимимашинами для зон парковки);

гамбургери завертаються в спеціальний кольоровий папір.

Завдяки оптимальному загальному розміщенню і плануванню приміщень, всі елементи органічно інтегруються в загальну технологію й систему McDonald’s. У відвідувача просто не залишається вибору: він вимушений діяти точно за моделлю проектувальників. Якщо скористатися сервіс-системною матрицею, то роботу компанії слідвіднести до категоріїобслуговування за твердими замовленнями.

З точки зору адаптивних можливостей до оновлення, номенклатури і серійності виробництва можна виділити три рівні автоматизації технологічних процесів:

традиційна «жорстка» автоматизація;

автоматизоване виробництво з обмеженими можливостями переналагодження;

гнучке автоматизоване виробництво.

Традиційна «жорстка» автоматизація технологічних процесів здійснюється на основі застосування напівавтоматів і автоматів, верстатів з програмним управлінням, оброблювальних центрів, автоматичних ліній і ін. До автомати-

зованого виробництва з обмеженими можливостями переналагодження можна віднести: автоматичні лінії, керовані ЕОМ; роторні і роторно-конвеєрні лінії; роботизовано виробництво.

Гнучке автоматизоване виробництво базується на застосуванні гнучких виробничих систем.

На автоматичних верстатах усі процеси обробки деталі здійснюються без безпосереднього втручання робітника (на напівавтоматичних — уручну проводяться установка і зняття заготовки) за заданою програмою. Змінити

або повністю замінити програму роботи автомата украй складно, а часто і неможливе. З цієї причини ці верстати застосовуються в серійному і масовому виробництві.

Роторні

лінії

Автоматичні лінії

270		Змістовий модуль 2

Перевагою верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ) є збільшення кількості операцій, що виконуються, скорочення часу обробки і відносна простота переналагодження. Застосування верстатів з ЧПУ дало можливість значно підвищити продуктивність праці (у 2–4 рази), проте завантаження їх заготовками і вивантаження оброблених деталей здійснюються уручну. Крім того, верстати з ЧПУ мають обмежений набір інструментів.

Оброблювальний центр (ОЦ) — багатопозиційний верстат з ЧПУ — оснащений пристроями для розміщення великого набору інструменту (магазини) і системою автоматичної заміни інструменту. В магазинах ОЦ можна розмістити до 150 різних інструментів, що дозволяє виконувати достатньо велику кількість операцій. Найважливішою перевагою є та, що ці численні операції здійснюються без зняття заготовки з верстата. Застосування оброблювальних центрів забезпечує високу точність обробки, - продуктивність праці при їх використанні зростає в 3–4 рази. Проте ОЦ з ЧПУ виконують тільки частину технологічних операцій з виробництва готової продукції. Для отримання готового виробу заготовка повинна пройти обробку на кількох верстатах з ЧПУ.

Розвиток потокового виробництва відбувається шляхом автоматизації процесів і створенням для масового та великосерійного виробництв напівавтоматів, автоматів та

автоматичних потокових ліній з фіксованою програмою їх роботи, особливість яких полягає в узгодженості та безперервності всіх технологічних і транспортних операцій з автоматичністю їх виконання. Автоматичні потокові лінії бувають однота багатопредметними.

Автоматична лінія (АЛ) — це система автоматично діючих верстатів, пов’язаних транспортними засобами, має єдиний керівний пристрій. АЛ можуть компонуватися з автоматичних верстатів, верстатів з ЧПУ і ОЦ. В одній автоматичній лінії можуть працювати всі вказані елементи в різних поєднаннях. АЛ відрізняються високою продуктивністю. Проте кожну АЛ виготовляють для обробки цілком певної деталі. При зміні конструкції деталі проводять нове компонування лінії, її переналагодженнязчастковоюабо повною зупинкою виробництва.

Нині більше уваги приділяють створенню роторних автоматичних потокових ліній, які складаються з накопичувальних бункерів, робочих і транспортних роторів і бункера готових деталей.

Відмітною особливістю роторних ліній (РЛ) і роторно-конвеєрних (РКЛ) є те, що технологічні операції виконуються в процесі сумісного транспортування оброблюваних заготовок і інструменту, розташованого на замкнутих транспортуючих пристроях (роторах). Відбувається безперервний рух деталей усім циклом обробки.

На рис. 9.9 наведено фрагмент такої лінії, яка складається з робочих (Р1, Р2) і транспортних (Т1, Т2, Т3) роторів. Лінія проектується так, щоб за час роботи робочих роторів відбулося переміщення деталей транспортувальними роторами. У цьому випадку час роботи транспортного ротора перекривається часом роботи робочого ротора. РЛ є автоматичними лініями машин, принцип дії яких заснований на сумісному русі з колом інструменту і оброблюваного ним предмета.