Поточные линии в производственном процессе

Наиболее прогрессивной и эффективной формой организации производ­ственных процессов, основанной на ритмичной повторяемос­ти согласованных во времени основных и вспомогательных операций, является поточная линия. Операции поточного производства выполняются на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности техно­логического процесса, которая в максимальной степени по­зволяет реализовать принципы прямоточности, специализа­ции, непрерывности, параллельности, пропорциональности и ритмичности.

На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изде­лия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или поштучным ритмом). Такт ли­нии, как правило, строго согласован с производственной про­граммой и рассчитывается по формуле:

(6)

где F_эф - эффективный фонд времени работы линии в плановый пе­риод (месяц, сутки, смена), мин;

N₃ - программа запуска по изделию на этот же период, шт.

При передаче изделий транспортными партиями (пачками) ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, определяющим выпуск (запуск) одной пачки от последующей за ней, т. е. ритмом линии, кото­рый определяется по формуле:

, (7)

где р - число изделий в транспортной (передаточной) партии (пачке).

Таким образом, за время каждого ритма на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объем работы. На приведенном рисунке наглядно видно, почему такое про­изводство названо поточным (рис. 9) [7]. Чем уже русло потока, тем быст­рее его течение и наоборот.

Рис. 9. Схема организации потока

Для организации поточного произ­водства характерны следующие признаки:

• возможность деления производственного процесса из­готовления продукции на более или менее простые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами (станками) или за группой одинаковых рабочих мест;

• оснащение рабочих мест поточной линии специальным оборудованием, инструментом, приспособлениями, обеспечи­вающими высокопроизводительное выполнение закрепленных операций;

• размещение рабочих мест в строгом соответствии с пос­ледовательностью технологического процесса;

• транспортная направленность, регламентирующая все производство во времени и в пространстве;

• высокая степень механизации и автоматизации процес­сов производства;

• непрерывно повторяющееся единообразие всех произ­водственных факторов - качества и форм материалов, инст­рументов и приспособлений и т. п.;

• равномерность выпуска продукции на основе единого расчетного такта поточной линии;

• немедленная (т. е. без межоперационных ожиданий) пере­дача предметов труда с предыдущей операции на последую­щую поштучно или небольшими партиями, по мере их обработ­ки на предыдущей с помощью специальных транспортных средств.

Условиями для перехода на поточные методы производ­ства являются: достаточный объем выпуска однотипных из­делий, для чего максимально унифицируют конструкции вы­пускаемых изделий; углубление специализации завода, це­хов, участков и рабочих мест; отработка конструкций изде­лий с точки зрения требований поточной технологичности; разработка технологического процесса, обеспечивающего наибольшую пропорциональность в потоке, а в серийном про­изводстве - унификация технологии и применение групповой обработки.

Организационные формы поточных линий весьма разнооб­разны, поэтому целесообразно делить их на группы по класси­фикационным признакам (таблица 5) [21].

По степени специализации различают одно- и много­предметные поточные линии. Однопредметные поточные линии, как правило, являются постоянно-поточными, для которых характерны:

а) производ­ство одного вида продукции в течение длительного периода времени до смены объекта производства на заводе;

б) посто­янно действующий, несменяемый технологический процесс;

в) большой масштаб производства однотипной продукции.

Эти линии, как правило, применяются в условиях массово­го или крупносерийного производства.

Многопредметные поточные линии создаются в тех случа­ях, когда программа выпуска продукции одного вида не обес­печивает достаточной загрузки комплекта оборудования ли­нии.

Таблица 5

Классификация форм поточного производства

В зависимости от метода чередования объекта производ­ства многопредметные линии подразделяются на переменно-поточные и групповые. Переменно-поточная линия - это линия, на которой обрабатывается несколько конструктивно-однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовле­ния предметов определенного наименования такая линия ра­ботает по тем же принципам, что и однопредметная. Групповая линия - это линия, на которой обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой техно­логии и с использованием групповой оснастки либо одновре­менно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест).

По степени непрерывности технологического про­цесса различают непрерывные и прерывные (прямоточные) линии. Непрерывно-поточными могут быть как одно-, так и много­предметные поточные линии. На непрерывно-поточных линиях предметы труда с опера­ции на операцию непрерывно передаются поштучно или не­большими транспортными партиями с помощью механизиро­ванных или автоматизированных транспортных средств (кон­вейеров) через одинаковый промежуток времени, равный так­ту или ритму потока. При этом время выполнения всех опера­ций технологического процесса на данном рабочем месте дол­жно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологичес­кий процесс принято называть синхронизированным.

Непрерывно-поточные линии используются на всех стади­ях производства. Особенно большое распространение они получили в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку его организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, добиваясь полной син­хронизации.

Прерывно-поточными также могут быть одно- и многопред­метные поточные линии. Они создаются, когда отсутствует равенство или кратность длительности операций такту и пол­ная непрерывность производственного процесса не достига­ется. Для поддержания беспрерывности процесса на наибо­лее трудоемких операциях создаются межоперационные обо­ротные заделы. Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее ши­роко применяются в механообрабатывающих цехах массово­го и крупносерийного производства, а прямоточные много­предметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производства.

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, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой или зву­ковой сигнализации при отсутствии конвейеров. Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применя­ются при любых формах потока (непрерывной и прерывной), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредствен­но на работников данной линии. Его величина должна соответ­ствовать расчетной средней производительности за опреде­ленный период времени (час, смену).

По виду использования транспортных средств раз­личают линии со средствами непрерывного действия (конвей­ерами), с транспортными средствами дискретного действия и линии без транспортных средств. Линии с транспортными средствами непрерывного дей­ствия в зависимости от функций, выполняемых этими сред­ствами, подразделяются на: линии с транспортным конвейе­ром; линии с рабочим конвейером и линии с распределитель­ным конвейером.

Транспортные конвейеры поточных линий (ленточные, пла­стинчатые, цепные, подвесные и др.) предназначены для транс­портировки предметов труда и поддержания заданного ритма работы линии.

Рабочие конвейеры поточных линий являются не только транспортными средствами непрерывного действия, выпол­няющими функции транспортных конвейеров, но и представ­ляют собой систему рабочих мест, на которых осуществляют­ся технологические операции без снятия предметов труда.

Распределительные конвейеры применяются на поточных линиях с выполнением операций на стационарных рабочих местах (станках) и с различным числом рабочих мест - дубле­ров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмич­ности необходимо обеспечить четкое адресование предметов труда по рабочим местам.

Линии с транспортными средствами дискретного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть под­разделены на несколько видов. К транспортным средствам дискретного действия относятся: бесприводные (гравитаци­онные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.); подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележ­ки, электрокары и др.).

Линии без наличия транспортных средств - это линии с не­подвижным предметом труда (как правило, при сборке круп­ных объектов).

По характеру движения конвейера различают линии с непрерывным и пульсирующим движением конвейера. Линии с непрерывным движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса опе­рации должны выполняться во время движения рабочего кон­вейера без снятия предметов труда с рабочих мест или опера­ции должны выполняться на стационарных рабочих местах (транспортный конвейер). Линии с пульсирующим движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса опе­рации должны выполняться при неподвижном объекте произ­водства на рабочем конвейере. В этом случае привод конвей­ера включается автоматически через заданный интервал вре­мени только на время, необходимое для перемещения изде­лий на следующую операцию.

По уровню механизации процессов различают авто­матические и полуавтоматические поточные линии. Автоматические поточные линии характеризуются объеди­нением в единый комплекс технологического и вспомогатель­ного оборудования и транспортных средств, а также автома­тическим централизованным управлением процессами обра­ботки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процес­сы полностью синхронизированы и действуют по единому так­ту (ритму). Полуавтоматические поточные линии агрегатированы из специальных станков-полуавтоматов (с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным агрегагиро­ванием).

Решающая роль в поточном производстве отводится питанию поточной линии материалами, заготовками, полуфабрикатами, комплектующими изделиями. Поэтому для бесперебойной работы поточного производства предусматриваются так называемые заделы, обеспечивающие заданную производительность соответствующих поточных линий. Под заделами понимаются заготовки, полуфабрикаты, готовые детали и сборочные единицы, находящиеся на различных стадиях производственного процесса и предназначенные для обес­печения бесперебойного хода работы в соответствующих его звеньях. В поточном производстве заделы подразделяются на внутрилинейные и межлинейные. В свою очередь, внутрилинейные заделы состоят из технологических, оборотных, транспортных и страховых заделов, а межлинейные — из транспортных и оборотных.

Техноло­гический задел — количество заготовок, деталей или узлов, постоянно находящихся в процессе непосредственной обработки или сборки на рабочих местах, а также на межоперационном контроле.

Оборотный задел — запас заготовок и деталей, который возникает вследствие неполной согласованности времени выполнения работы на отдельных линиях или рабочих местах поточного производства. Этот задел предназначен для выравнивания производительности отдельных линий, участков производства и рабочих мест — он накапливается и расходуется циклически между теми линиями, отдельными их участками и рабочими местами, выработка которых различна.

Транс­портный задел — общее количество деталей, постоянно находящихся в процессе перемещения между станками и рабочими местами, по­точными линиями и производственными участками.

Страховой задел предназначен для локализации непосредственных перебоев и неполадок в работе поточной линии.

Основанием для выбора вида поточной линии, как прави­ло, служит тип производства и технологический процесс из­готовления продукции. Если тип производства массовый или крупносерийный, целесообразно выбрать однопредметную поточную линию, так как выпуск продукции одного наимено­вания будет значительным, а это позволит обеспечить доста­точно высокую загрузку всех рабочих мест. Если же тип произ­водства серийный или мелкосерийный, то, как правило, выби­рают многопредметную поточную линию, так как выпуск про­дукции одного наименования не позволяет обеспечивать пол­ную загрузку всех рабочих мест линии.

После того, как сделан выбор поточной линии (однопредметной или многопредметной) на основании технологии и номенклатуры изготавливаемой продукции, устанавливается степень непрерывности. Она определяется исходя из сопос­тавления времени выполнения отдельных операций технологического процесса и такта потока. Если их отношение равно или кратно (допускается отклонение в пределах 5-7 %), то тех­нологический процесс считается синхронизированным и вы­бирается непрерывно-поточная линия (одно- или многопред­метная непрерывно-поточная). Если же процесс не синхрони­зирован, то выбирают прерывно-поточную линию (одно- или многопредметную).

При обосновании вида поточной линии особое внимание уделяется возможности превращения прерывно-поточного производства в непрерывно-поточное путем проведения синхронизации. Основными направлениями синхронизации операций на поточных линиях обрабатывающих цехов являются рационализация операций и изменение режимов обра­ботки, сборочных производств - деление технологичес­кого процесса на операции, по продолжительности равные или кратные такту потока.

Далее, в зависимости от номенклатуры выпускаемых изделий и технологии их изготовления выбираются:

· многопредметные непрерывно-поточные линии с последовательным изготовле­нием (переменно-поточные), или с параллельным изготовле­нием (многорядные), или групповые, если технологический процесс изготовления изделий разного наименования синх­ронизирован и при переходе с изготовления одного изделия определенного наименования на изготовление другого изде­лия не требуется переналадка оборудования;

· многопредмет­ные прерывно-поточные линии (переменно-поточные или груп­повые), если процессы изготовления изделий не синхронизируются.

После выбора вида поточной линии определяют тип оборудования и транспортных средств. Выбор типа технологического оборудования для формиро­вания 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 выборе транспортных средств поточно-механизированного и автоматизированного производства учитываются конфигурация, габаритные размеры, масса, особенности вы­полнения операций и их синхронизация, объем и постоянство выпуска изделий, а также функции, выполняемые транспорт­ными устройствами и системами, их технические и эксплуата­ционные возможности.

Исходя из многообразия указанных факторов при формировании поточных линий могут быть использованы средства периодического транспорта - мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.; беспривод­ные средства непрерывного транспорта - рольганги, скаты, спуски и др.; приводные средства непрерывного транспорта - ленточные, пластинчатые, цепные, подвесные и другие транс­портеры (конвейеры); роботизированные транспортные сред­ства - роботы-манипуляторы, роботы-электрокары, различные транспортно-накопительные автоматизированные системы.

После выбора технологического оборудования и вида транспортных средств производится компоновка поточной линии (рис.10) [7].

Если позволяют про­изводственные площади и тип выбранных (разработанных) транспортных средств целесообразно выбирать прямолинейное рас­положение оборудования (варианты А и Б на рис.10).

1 – рабочие места, 2 – операторы, 3 - рольганг, 4 – подвесной конвейер, 5 – скат, 6 – кольцеобразный рабочий конвейер, 7 – транспортный конвейер.

Рис. 10. Варианты компоновки поточных линий

При отсутствии достаточных пло­щадей нередко целесообразны компоновки с Г- и П-образными, зигзагообразными или кольцеобразными внешними контурами (вариант В и Г на рис.10). Расположение оборудова­ния у транспортного средства в два ряда или в шахматном по­рядке позволяет более рационально использо­вать производственную площадь цеха и экономить средства за счет применения транспортных средств (конвейеров) мень­шей длины (вариант Д на рис.10). Выбор рациональной структуры и компоновка являются важной предпосылкой разработки оптимальных планировок поточных линий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: