4.2. Основы организации поточных линий

4.2.1. Общие положения

Поточная линия – цепочка рабочих мест, расположенных по ходу технологического процесса. Количество рабочих мест, занятых выполнением отдельных операций, устанавливается на линии в зависимости от продолжительности операций с таким расчетом, чтобы по возможности обеспечить одинаковую производительность на каждой операции. Обычно поточная линия содержит обрабатывающих единиц от 3-5 до нескольких десятков.

При проектировании поточных линий необходимо соблюдать условия:

1. Проектируемый производственный процесс должен предусматривать только высокопроизводительные методы работы, основанные на внедрении передовой технологии и организации производства.

Необходимо в первую очередь широко использовать возможности комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. К числу организационных мероприятий и форм относится рациональная планировка и оснащения рабочих мест, многостаночное обслуживание и др.

2. Проектируемые методы работы должны отличаться стабильностью и возможностью повторения операций без существенного отклонения их длительности и трудоемкости от расчетных величин.

3. Продолжительность выполнения отдельных операций должна быть равна или кратна такту данной линии (характерно для непрерывно-поточных линий).

4. Надежность конструкций машины и стабильность ее выпуска на определенный период времени.

Надежность и стабильность выпуска имеют очень большое значение.

В поточном производстве большой объем занимают подготовительные работы (проектирование инструментальной, технологической оснастки, транспорта и др.). Стоимость этих работ велика и чтобы затраты были эффективны нужно определенное время для оправдания всех затрат за счет экономии от внедрения линии.

5. Технологичность конструкции машины с точки зрения отливки, штамповки, механической обработки, сборки.

Под технологичностью, применительно к поточному производству, следует понимать такое конструктивное выполнение машины или детали, при котором применение потока обеспечило бы max производительность и min себестоимость для заданного объема производства.

Конструктивное выполнение деталей должно обеспечивать возможность применения высокопроизводительного оборудования.

Технологичность с точки зрения сборки, конструкция должна состоять из взаимозаменяемых узлов. Отдельные узлы должны иметь возможность их обкатки и испытания.

Конструкция должна обеспечить возможность удобной поточной сборки и разборки на конвейере. При сборке на конвейере исключаются все пригоночные работы.

6. Взаимозаменяемость деталей машины. Особенно важно при сборке.

Надписей на чертежах «пригнать по месту», «просверлить по месту» и др. не должно быть.

4.2.2. Расчет такта поточной линии

В основе организации поточной линии лежит единый такт потока.

Тактом поточной линии называется промежуток времени между выпуском или запуском отдельных последовательно обработанных деталей.

От такта зависит выбор технологического процесса, характер оборудования и транспортных средств, по такту производится выравнивание технологического процесса.

Величина такта поточной линии находится в зависимости от производственной программы и фонда времени работы оборудования. Чем больше программа, тем меньше такт линии. При большом выпуске изделий часто такт определяют по суточному выпуску.

В общем случае такт линии определяется как частное от деления фонда времени работы оборудования на программу изделий за это время

при этом следует различать такт выпуска и такт запуска

где – действительный годовой фонд времени работы оборудования; – программа запуска.

где – номинальный фонд времени; – программа выпуска.

При сборке машин такт должен быть подсчитан как для главной сборки машин на программу , так и для сборки узлов на программу по каждому узлу.

Для сборки машин

для сборки узлов

Для непрерывно действующих сборочных конвейеров время на выполнение технологической операции должно быть равным такту или .

Для периодически действующих пульсирующих конвейеров время на выполнение технологической операции должно укладываться в величину, равную разности времени такта или и времени быстрого (холостого) перемещения конвейера.

или

Исходя из этих формул, необходимо стремиться уменьшать :

- за счет увеличения скорости холостого хода;

- за счет уменьшения расстояния между изделиями, т.е. шага.

Однако уменьшение шага лимитируют размеры изделия, а увеличение скорости холостого хода инерция масс самого конвейера и изделия. Можно считать приемлемым применение пульсирующего конвейера, если потери холостого хода составляют не более 2-5% и соблюдены условия техники безопасности.

Для вновь проектируемого завода, цеха, линии программа выпуска готовых изделий определяется плановым заданием. Программа запуска должна рассчитываться исходя из условий работы и потребности всех сопряженных участков и линий. Сначала составляется программа для сборки изделий, затем узлов, обработки деталей, получения заготовок деталей.

Нормальная программа запуска для каждого участка поточной линии отличается от программы выпуска на величину изменения заделов и плановую величину технологически неизбежных потерь.

где – принятый процент технологически неизбежных потерь производства; – нормальная суммарная величина планового задела незавершенного производства поточной линии; – фактическая величина этого задела.

При большой программе выпуска иногда рассчитывают суточную программу запуска.

Различают три значения фонда времени:

1. Календарный фонд времени, т.е. весь годовой фонд времени единицы оборудования по календарю в часах

где – количество календарных дней в году; – количество часов в сутках.

Календарный фонд времени применяется для оценки использования оборудования

где – коэффициент использования оборудования по календарному времени; – фактически отработанное число часов.

Чем больше смен работает оборудование, тем выше «к», при непрерывной работе, например металлургия, тоннельные печи для отжига ковкого чугуна и др. «к» приближается к единице.

2. Номинальный фонд времени .

Это то количество часов работы оборудования в течение года, которое можно максимально выработать при заданном количестве рабочих смен и определенном календарном количестве рабочих дней.

Величина номинального фонда может быть рассчитана по формуле:

где – количество дней работы оборудования в году равное количеству календарных дней за вычетом выходных и праздничных дней; – число предвыходных и предпраздничных дней в году; – сменность работы; – продолжительность смены в часах в нормальные рабочие дни; – продолжительность смены в часах в сокращенные рабочие дни.

3. Действительный годовой фонд времени работы оборудования .

Он равен номинальному фонду времени, умноженному на коэффициент , который учитывает потери времени работы оборудования в связи с его ремонтом.

Можно вычислить по формуле

Процент потерь времени на ремонт зависит от категории сложности оборудования и от сменности его работы.

Для непрерывно-поточных линий, исходя из напряженности режима работы такой линии, кроме потерь , необходимо учитывать регламентированные перерывы, которые устанавливаются для организационно технического обслуживания линии и отдыха рабочих в течение смены.

Количество регламентированных перерывов и их продолжительность зависят от условий работы на данной линии и сложности ее технического и организационного обслуживания.

Для сборки на линии простых изделий можно ограничиться двумя перерывами в смену по 10 минут один перерыв в первой и один – во второй полу смене. При производстве на поточной линии с принудительным тактом, тяжелых работ число перерывов возрастает.

Механическая обработка инструментом высокой стойкости может проводиться с 4 перерывами. При механической обработке инструментом малой стойкости предусматривается 6 перерывов по 10 минут.

В практике наиболее приемлемой длительностью каждого регламентированного перерыва считается 10 минут, однако могут быть допущены отклонения от этой величины в соответствии с условиями производства.

Работа на непрерывно-поточных линиях со свободным тактом менее напряженна, чем на линии с принудительным тактом. Поэтому, работу линии можно планировать без учета регламентированных перерывов и при расчете такта учитывать только потери времени на ремонт оборудования.

В среднем потери времени на регламентированные перерывы можно принимать – (7÷10) % .