4. Организация поточного и автоматизированного производства
4.1. Общая характеристика поточного производства и основные разновидности поточных линий
М
етоды
машиностроительного производства
развивались параллельно с развитием
конструкций обрабатывающих машин. От
ручного труда и простого инструмента
человек переходил к более совершенным
орудиям, улучшая организацию производства.
Основным направлением в развитии
производства является переход от
единичного и мелкосерийного к
крупносерийному и массовому производству.
Если в XIX в выпуск машин ограничивался
сериями, то в XX в. выпуск некоторых машин
и изделий стал массовым. Потребовался
коренной пересмотр методов
машиностроительного производства. Был
использован, известный еще с мануфактурного
периода, поточный метод.
Поточное производство характеризуется следующими признаками:
Поточность производственного процесса, заключающуюся в непрерывном и равномерном движении деталей;
Закрепление за каждым рабочим местом одной или группы однородных операций;
Расчленением технологического процесса;
Расположение рабочих мест по ходу технологического процесса;
Поштучная передача деталей или небольшой транспортной партией на следующее рабочее место после окончания работы на данной операции;
Работа ведется на строгом соблюдении ритмичности операций; запуск в обработку, передача изделий с операции на операцию, выпуск с линии осуществляется равномерно, через одинаковые промежутки времени;
7. Применение прогрессивной технологии, механизации и автоматизации труда с использованием специального оборудования, инструментальной и технологической оснастки;
Механизация передачи деталей при помощи специальных транспортных средств;
Замкнутый характер производства, включающий в себя все работы по изготовлению детали или сборки узла.
За основу классификации поточных линий взяты следующие признаки:
- степень механизации и автоматизации;
- степень непрерывности процессов;
- количество закрепленных наименований деталей;
- степень механизации транспортных операций;
- способ поддержания ритма;
- по ширине охвата производственных процессов;
- расположение линии в пространстве и ее геометрическая форма.
По степени механизации и автоматизации различают:
- немеханизированные поточные линии – это линии с преобладанием ручного труда, характерны для сборочных цехов. Процесс сборки разбит на значительное количество несложных операций, большинство которых связано с подготовкой и выполнением всевозможных разъемных и неразъемных соединений;
- механизированные поточные линии. На таких линиях большинство операций – технологических, контрольных, вспомогательных – выполняются на механическом оборудовании;
- автоматизированные поточные линии (полуавтоматические). Линии на которых основные операции выполняются на автоматах, а загрузка, выгрузка и другие вспомогательные операции вручную;
- автоматические линии. Линии, на которых все операции, основные и вспомогательные выполняются автоматически.
По степени непрерывности процессов выделяют непрерывно-поточные и прерывно-поточные (прямоточные) линии.
Непрерывно-поточной линией называется линия, у которой изделие в каждый момент времени либо обрабатывается, либо транспортируется, исключая изделия находящихся в страховых заделах.
Непрерывно-поточные линии – это наиболее совершенная форма потока.
Характерными признаками являются:
- детальное расчленение технологического процесса;
- закрепление операции за рабочим местом;
- синхронизация операций во времени;
- расположение оборудования по ходу технологического процесса;
- широкое применение специального оборудования технологической и инструментальной оснастки.
Транспортировка и установка деталей не автоматизирована. Передача деталей с операции на операцию осуществляется с помощью различных транспортных средств, т.е. транспортировка просто механизирована. Детали передаются поштучно или транспортными партиями в зависимости от размеров детали и такта обработки (первое характерно для крупных и средних деталей, второе – для мелких). На каждой непрерывно-поточной линии обрабатывается только одна деталь, переналадка линий, как правило, исключается. Для лучшего использования линии все вспомогательные операции, такие как переналадка, смена инструмента, ремонт выполняются в обеденный перерыв или третью смену. Количество рабочих мест, занятых выполнением отдельных операций, устанавливается в зависимости от продолжительности операции с таким расчетом, чтобы обеспечить одинаковую производительность на каждой операции. В связи с этим в массовом производстве, с малым тактом выпуска, за каждой операцией закрепляется несколько станков. В серийном производстве иногда приходится вести обработку в несколько установок, т.к. такт больше чем в массовом производстве.
Непрерывно-поточные линии применяются в массовом и крупносерийном производстве. В массовом производстве на них обрабатываются крупные и средние детали тракторов, автомобилей, моторов, коленчатые валы, шестерни, маховики, шкивы и др.
В крупносерийном производстве непрерывно-поточные линии распространены менее широко, ввиду трудности их полной загрузки. Обычно такие линии организуются для крупных трудоемких деталей, причем стараются использовать обычные станки с высокопроизводительной технологической оснасткой.
Непрерывно-поточное производство характеризуется малыми межоперационными заделами.
Прерывно-поточные линии (прямоточные) характеризуются частичной несинхронностью операций. Применяется в случае, когда не представляется возможность достигнуть полной синхронизации операций.
Особенности прямоточного производства сводятся к следующему:
- планомерная работа линии обеспечивается межоперационными оборотными заделами;
- рабочие, занятые на недогруженных рабочих местах, выполняют две и более операций;
- ритмичность работы линии соблюдается благодаря твердой периодичности обхода рабочими своих рабочих мест и выполнению заданной программы по всему фронту в течении отрезка времени, равного периоду оборота.
Ввиду того, что производительность рабочих мест не одинакова, некоторая часть оборудования работает с перерывами. Во время перерывов работающие агрегаты накапливают необходимые заделы, которые будут тем больше чем существеннее разница тактов на рабочих местах. Передача деталей с операции на операцию, как и на непрерывно-поточных линиях, может производиться поштучно и транспортными партиями. Как правило, для передачи деталей, используются бесприводные транспортные устройства. Применяется, но очень редко распределительный конвейер.
Оборудование, применяющееся на прямоточных линиях, более универсальное, чем на непрерывно-поточных. Наибольшее применение прерывно-поточных линий находят в механических и механосборочных цехах. По количеству закрепленных за поточной линией наименований деталей различают:
-однопредметные поточные линии – это линии, предназначенные для изготовления одинаковых предметов труда.
Применяется в массовом и крупносерийном производстве, когда трудоемкость и величина программы выпуска данного изделия обеспечивает необходимую загрузку рабочих мест линии. На каждом рабочем месте выполняется только одна операция, которая имеет самую узкую специализацию.
В особых случаях, когда отдельные рабочие места не могут быть полностью загружены основной работой, рабочие могут без ущерба для линии выполнять другие задания.
Однопредметные линии организуются иногда и на заводах серийного производства, т.к. имеются детали, количество которых изготовляется в массовом порядке.
- многопредметные поточные линии – линии, предназначенные для изготовления или сборки нескольких изделий, имеющих сходные элементы конструктивного и технологического порядка.
За линией закрепляется несколько изделий, на рабочем месте выполняется соответствующее количество операций.
Многопредметные поточные линии характерные для серийного производства, когда объем выпускаемых изделий одного наименования недостаточен для полной загрузки линии.
Детали и их количество подбираются таким образом, чтобы их суммарная трудоемкость, при заданной программе обеспечивала необходимую загрузку рабочих мест линии. Детали, закрепленные за линией, могут изготавливаться одновременно и попеременно.
В первом случае вся номенклатура деталей запускается одновременно, передается с операции на операцию и выпускается комплектно. Для этого необходима полная идентичность технологических процессов, а оснащение поточной линии должно давать возможность работать без переналадок или с минимальными переналадками.
Во втором случае детали обрабатываются последовательно, партиями. После обработки партии деталей оборудование переналаживается.
Линии применяются в механических, сварочных, сборочных, заготовительных и др. цехах.
По степени механизации транспортных операций, имеем:
- поточные лини с ручной передачей изготавливаемых изделий, без механизированных транспортных устройств;
- поточные линии с ручной передачей изготавливаемых изделий с использованием неприводных транспортных устройств – рольгангов, склизов, основанных на гравитационном принципе;
- поточные линии с использованием различного рода колесного транспорта для перемещения изделий между рабочими местами;
- поточные линии с использованием конвейерных устройств непрерывного транспорта.
По способу поддержания ритма имеем:
- поточные линии со свободным ритмом работы. При поточной работе со свободным ритмом соблюдение заданного такта достигается различными организационными средствами. Основную заботу о соблюдении ритма несут в конечном счете непосредственно сами рабочие поточной линии. Для соблюдения ритма на рабочих местах создаются заделы. Ритм может поддерживаться сигналами;
- поточные линии с регламентированным ритмом работы. Необходимым условием поточной работы на таких линиях является использование автоматических устройств постоянно диктующих каждому рабочему на потоке заданный темп работы. Главным регулятором ритма обычно служит механическое транспортное оборудование – конвейер.
По ширине охвата производственных процессов различают:
- поток внутри агрегата, выполняющего несколько последовательных операций. Автоматы для гальванических покрытий; формовочный автомат для изготовления оболочек-форм при производстве литья по выплавляемым моделям;
- поток, охватывающий ряд рабочих мест, станков или других видов оборудования в одном цехе (участковое);
- сквозной поток, охватывающий заготовительные, обрабатывающие, сборочные и другие операции. Этот вид потока обеспечивает наилучшие технико-экономические показатели всего предприятия в целом.
По расположению в пространстве различают поточные линии прямые и замкнутые; по расположению рабочих мест линии могут быть односторонние и двухсторонние.