Характеристика поточного пр-ва, его виды и формы.

Поточным производством называется такая форма организации процессов, которая характеризуется ритмичной повторяемостью согласованных во времени операций, выполняемых на специальных рабочих местах, расположенных в последовательности по ходу производственного процесса.

Производству, организованному по поточному методу присущи следующие признаки:

· детальное расчленение процессов производства на составные части-операции и закрепление каждой операции за определенным рабочим местом;

· прямоточное с наименьшими разрывами расположение рабочих мест;

· поштучная (или небольшими транспортными партиями) передача деталей (изделий) с одного рабочего места на другое;

· синхронизация длительности операций;

· непрерывность и замкнутость производственного процесса;

· использование для передачи деталей (изделий) с одного рабочего места на другое специальных транспортных средств.

Первичным звеном поточного производства является поточная линия (ПЛ). Это группа рабочих мест, на которой производственный процесс осуществляется в соответствии с характерными признаками поточного производства.

Организация поточных линий представляет строгие требования к планировке оборудования, транспортным средствам, применяемой таре. Планировка поточных линий должна обеспечивать наибольшую прямоточность и кратчайший маршрут движения деталей (изделий), экономное использование площадей, удобство обслуживания оборудования, достаточность площадей для хранения требуемых деталей и материалов.

В качестве транспортных средств поточных линий используются

- ленточные и подвесные транспортеры;

- склизы;

- желоба;

- промышленные роботы;

- универсальные манипуляторы и т.д.

Технологическая тара в поточном производстве конструируется с учетом размеров транспортных партий деталей.

Во многих отраслях организация поточного производства используется на предприятиях, выпускающих продукцию в массовых количествах, например, светотехническое оборудование, электрические машины малой мощности, низковольтная аппаратура, конденсаторы и т.д.

Вместе с тем поточные формы организации производственного процесса могут находить широкое применение и на предприятиях мелкосерийного и серийного типов производства.

По количеству закрепленных деталей поточные линии могут быть:

· однономенклатурные, на которых обрабатывается или собирается предмет одного типоразмера. Эти линии применяются главным образом в условиях массового производства;

· многономенклатурные, на которых одновременно или последовательно изготавливаются предметы различных наименований.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых объектов одного наименования линии делятся на однопоточные и многопоточные. В этом случае изделия обрабатываются или собираются поштучно или партиями.

По степени механизации и автоматизации ПЛ делят на три вида:

- немеханизированные;

- механизированные;

- автоматизированные (АПЛ).

По способу поддержания и характера ритма различают:

1) поточные линии с принудительным или регламентированным ритмом. Для этих линий характерным является то, что передача деталей с операции на операцию осуществляется с помощью специального транспортного устройства с заранее заданной скоростью. Ритм линии поддерживается с помощью этих транспортных средств;

2) поточные линии со свободным ритмом, на которых ритм поддерживается рабочими или мастерами.

По степени непрерывности процесса производства различают:

а) непрерывно-поточные линии, где все операции синхронизированы во времени. Такие линии применяются главным образом в сборочных цехах.

б) прерывно-поточные линии (прямоточные) ― это линии, где не все операции синхронизированы. Они чаще всего встречаются в обрабатывающих цехах. Оборудование на таких линиях размещено по ходу технологического процесса. Транспортные средства и устройства при этом не являются регуляторами темпов работы. Прерывно-поточные линии работают в свободном ритме.

По способу транспортировки деталей (изделий) ПЛ подразделяются на:

линии с автоматической, механизированной или немеханизированной передачей деталей с операции на операцию.

Необходимо также различать линии, где операции выполняются без снятия с конвейера и с распределительным конвейером. В последнем случае конвейер осуществляет лишь доставку изделия на рабочее место, а операция выполняется после снятия изделия с конвейера.

 

2. Основы организации поточных линий

Тактом поточной линии r называется промежуток времени от момента запуска-выпуска одного предмета, изготавливаемого на поточной линии до момента запуска-выпуска следующего за ним предмета.

Такт ПЛ ― это интервал времени между выпуском 2-х изделий с последней операции поточной линии или между их запуском на первую операцию.

Обратная величина такта называется темпом поточной линии. Темпом характеризуется количество предметов, выпускаемых поточной линией в единицу времени. Средний такт поточной линии:

r = , (или ),

где Ф– действительный годовой фонд времени работы ПЛ, ч/год;

N – программа выпуска изделий в плановом периоде, шт./год.

Ф= (Ф– )·(1– 0,01∙), ч/год,

где Ф– номинальный годовой фонд времени, ч/год (или мин./год);

– общие регламентированные перерывы на ПЛ, ч/год (или мин./год);

α – процент потерь времени на ремонт, осмотры и другие виды технического обслуживания оборудования линии.

Количество оборудования и число рабочих мест по каждой операции определяется в самом общем виде:

,

где – расчетное количество оборудования (рабочих мест) по каждой i-й операции ПЛ, ед.;

t_штi – норма времени на i-ю операцию, мин.

Принятое количество рабочих мест или оборудования по каждой операции определяется путём округления расчетного их количества до ближайшего целого числа.

Коэффициент загрузки оборудования или рабочего места может быть рассчитан по формуле:

=,

где – принятое количество оборудования (или рабочих мест), ед.

Явочное количество рабочих равно количеству рабочих мест с учетом возможности их многостаночного обслуживания.

Общее количество рабочих на поточной линии определяется как среднесписочное

= (1 + )··S, чел.,

где b – поправочный процент потерь рабочего времени (очередные и ученические отпуска, болезни, …);

– явочное количество рабочих, чел., равное принятому количеству рабочих мест ;

S – число смен.

В связи с тем, что трудоемкость операций технологического процесса, выполняемых на поточных линиях, может существенно различаться, загрузка оборудования и рабочих бывает очень неравномерной. С целью выравнивания загрузки проводится работа по наладке синхронизации операции. Она может быть двух видов:

- грубая синхронизация, заключающаяся в разделении трудоемких операций на операции малой трудоемкости;

- точная синхронизация, когда изменение трудоемкости операции достигается путем изменения режима обработки деталей, применения специальных приспособлений и инструментов, замены оборудования, улучшения содержания трудовых операций.

Синхронизацию проводят в два этапа:

а) на 1-м этапе добиваются предварительного выравнивания операций;

б) на 2-м производится окончательное согласование длительности всех операций поточной линии.

Скорость движения конвейера:

при непрерывном движении конвейера

V = , , (или );

при пульсирующем движении конвейера

V = , , (или ),

где l – расстояние между центрами двух смежных рабочих мест, то есть шаг конвейера, м;

– время транспортировки изделия с одной операции на другую, мин.

Расчет длины рабочей части конвейера выполняется по формуле

= l ·, м.

Важным параметром поточной линии является длительность производственного цикла изготовления партии деталей. В отличие от других форм организации производства в поточном производстве контрольные операции входят в состав технологического процесса как основные процессы. Поэтому длительность производственного цикла изготовления одного предмета на поточной линии:

= , ч,

где – число рабочих мест на операциях технологического процесса;

– число рабочих мест контрольных операций;

– общее количество резервных зон на поточной линии, м.

Величина резервной зоны

= (– )·V, м.

где – соответствующее максимальное отклонение от штучного времени при выполнении i-й операции, мин.

Резервная зона необходима в тех случаях, когда время фактической продолжительности операции значительно больше установленной нормы штучного времени, что на практике встречается довольно часто.

При передаче предметов с операции на операцию транспортными партиями длительность цикла обработки определяется следующей формулой:

= , ч,

где р – размер транспортной партии , шт.

Если при выполнении операции партия предметов снимается с ленты конвейера, то технологический цикл удлиняется, так как время транспортировки не перекрывается временем выполнения операции. В этом случае длительность производственного цикла определяется по формуле:

= , ч,

где – общее количество рабочих мест на поточной линии.

В общем виде для любого количества предметов поточной линии длительность производственного цикла их изготовления находится по формуле:

= n· r + ( n – р)·,

где n – размер партии запуска, шт.

Для обеспечения бесперебойной работы поточных линий может быть созданы заделы. Это производственные запасы заготовок или составных частей изделий. Различают технологический, транспортный и страховой виды заделов. На прерывно-поточных линиях создается также оборотный межоперационный задел.

 

Технологический задел Z_т – это соответствующее количество деталей, сборочных единиц и изделий, находящиеся в процессе обработки или сборки

= · n_i ,

где – количество операций, выполняемых на поточной линии;

– количество рабочих мест по каждой i-ой операции, ед.;

n_i – количество деталей, сборочных единиц и изделий, одновременно обрабатываемых на рабочем месте, шт/ед.

 

Транспортный задел состоит из деталей, сборочных единиц и изделий, находящиеся в процессе перемещения

= p·(– 1), или = ·· r, шт.,

где p – количество изделий в операционной партии, шт.;

– количество рабочих мест по каждой i-ой операции, ед.;

– длина рабочей части конвейера, м;

V – скорость конвейера, м/мин.;

r – такт конвейера, мин./шт.

 

Страховой (или резервный) задел призван нейтрализовать отрицательное влияние на бесперебойную работу поточных линий случайных перебоев в работе оборудования и питании линий заготовками, деталями, полуфабрикатами

= или =·N,

 

где Z_РЕЗi – резервный задел на i-й операции, шт.;

– количество операций, перед которыми создается страховой задел;

r – планируемая величина резервного задела, %;

N_СМi – сменное задание для i-й операции, шт., и Nпри N_СМi = const.;

– резервный задел на линии, шт.

Кроме того, резервный задел может быть рассчитана и по формуле

= шт.,

где – время возможного перебоя поступления изделия с данной i-ой операции, подлежащей страхованию, мин.;

r – такт конвейера, мин./шт.

 

Оборотный межоперационный задел . Он создается на прерывно-поточных линиях и представляет собой количество деталей или изделий, находящихся между операциями и образующихся вследствие различной производительности смежных рабочих мест для выравнивания работы линии

= – , шт.

где – время совместной работы оборудования на обоих операциях, мин;

и – количество оборудования соответственно на подающих и потребляющих (смежных) операциях, работающего в период ;

и – норма времени выполнения (i – 1)-й и i-й операции, мин.

 

3. Организация автоматических поточных линий (АПЛ)

В данном случае автоматизация исключает непосредственное участие человека в производственном процессе. Работа машин, оборудования и аппаратов при этом происходит по заданной программе, а рабочий осуществляет наладку автоматического оборудования, контроль за его работой, устраняет отклонения от заданных режимов.

Технической основой автоматизации производства являются автоматические станки и другие виды автоматизированного оборудования, промышленные роботы, манипуляторы, микропроцессорная техника, ЭВМ.

В массовом и крупносерийном производствах широко применяются автоматические поточные линии (АПЛ). Организационно АПЛ – это комплекс оборудования, расположенного в определенной технологической последовательности, связанный транспортными устройствами и средствами управления и обеспечивающий превращение исходных материалов в готовое изделие. Одной из разновидностей АПЛ являются роторные и роторно-конвейерные линии.

1) Автоматическая роторная линия (АРЛ) – это совокупность нескольких технологических и транспортных роторов, расположенных в общей станине в соответствии с принятой технологической последовательностью обработки или сборки деталей, и связанных приводом, обеспечивающим их синхронное вращение.

Это позволяет автоматически выполнять основные и вспомогательные технологические операции.

Технологический ротор объединяет ряд инструментов для обработки или сборки деталей, обеспечивающих выполнение всего комплекса операций, включая прием и выдачу предметов обработки. Транспортный ротор представляет собой систему захватывающих органов и вспомогательных устройств. Он осуществляет транспортирование и выдачу предметов обработки на технологические роторы.

2) Автоматическая роторно-конвейерная линия – это многооперационная технологическая машина. В ней операции выполняются в процессе совместного транспортирования изделий и инструментов. Инструмент отделен от исполнительных органов и размещен в замкнутых конвейерах, огибающих роторы, несущие исполнительные органы.

Вспомогательные операции, связанные с загрузкой и выгрузкой деталей, выполняются с помощью манипуляторов. Манипулятор представляет собой оснащенное захватом устройство, предназначенное для перемещения в пространстве обрабатываемого изделия, удерживаемого захватом. Программируемые манипуляторы, способные автоматически выполнять комплекс действий, предусмотренных программой, называются промышленными роботами. Чаще всего они используются для манипулирования материалами, деталями, заготовками, жалом точечной сварки, инструментом.

На базе промышленных роботов создаются робототехнические комплексы (РТК). РТК – это рабочее место, включающее в себя станок, аппарат, установку, промышленные роботы, систему управления комплексом, транспортные средства, накопительные емкости, контрольно-измерительные и диагностические устройства. РТК могут быть автономными или входить в состав автоматических линий, участков, цехов.

Рассмотрим типы автоматических линий.

1) По технологическому назначению выделяют:

а) линии, предназначенные для выполнения одного вида технологических операций. К ним относятся заготовительные, обрабатывающие, сборочные, гальванические и др.

б) линии для выполнения нескольких видов разнородных операций. Такие линии называется комплексными.

2) По количеству обрабатываемых изделий АПЛ линии делятся на:

а) однопредметные – это АПЛ, на которых ведется сборка одного изделия;

б) многопредметные – это АПЛ, на которых ведется сборка нескольких изделий.

3) По характеру движения обрабатываемых изделий между отдельными машинами АЛ делятся на синхронные и несинхронные.

а) Синхронные АЛ состоят из отдельных станков-автоматов, связанных между собой жесткими транспортными устройствами, которые передают детали в процессе обработки с одного станка на другой. Все машины такой линии работают в одном такте. При остановке одной из них, останавливается вся линия.

б) Несинхронные АЛ состоят из независимо по времени работающих машин с гибкой транспортной связью. Такие машины снабжаются бункерами-накопителями для хранения определенного запаса изделий, откуда они поступают на обработку. При остановке какой-либо машины линия продолжает работать, питаясь запасом деталей из бункера-накопителя.

4) АПЛ подразделяются также на непереналаживаемые и переналаживаемые.

а) Непереналаживаемые АЛ компонуются из специальных станков, поэтому при переходе на другую конструкцию выпускаемого изделия они требуют значительной реконструкции.

б) Переналаживаемые АЛ компонуются не из специального оборудования, а из специализированных и даже универсальных станков. Такие станки могут обрабатывать не одну, а ряд деталей в широком диапазоне габаритов, форм, размеров.

5) По способу транспортировки изделий АЛ (автоматические линии) подразделяются на:

а) линии с непрерывной транспортировкой деталей.

б) линии с периодической транспортировкой деталей.