Основной расчетной величиной поточной линии является такт потока. Под тактом поточной линии понимается интервал времени между двумя выпускаемыми друг за другом с последней операции или между любыми смежными операциями изделиями. Такт потока является функцией заданной программы выпуска и существенно влияет на выбор технологического процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств. В общем виде величина такта поточной линии (Т) определяется по формуле:

Т = Фпл/П, (16.1)

где Фпл - плановый, полезный фонд времени работы оборудования за определенный промежуток времени, например за месяц или год, в часах или минутах; П - производственная программа за тот же промежуток времени в натуральном измерении, в штуках и др.

При определении планового полезного фонда времени работы оборудования надо учитывать время, необходимое для ремонта оборудования, смену инструмента, под наладку станков, а также время на отдых, естественные надобности рабочих, положив при этом в основу научно обоснованный режим труда и отдыха в течение рабочего дня.

Научно обоснованный режим труда и отдыха улучшает физиологические функции рабочих, значительно повышает производительность труда, качество работы при одновременном снижении утомляемости и улучшении общего самочувствия рабочих.

Экономическое содержание такта поточной линии состоит в том, что если на потоке фактически выдерживается эта расчетная величина такта, то коллектив рабочих обязательно выполнит установленное плановое задание, так как оборудование и рабочие работают с запланированной производительностью. При сокращении длительности такта потока производственный процесс интенсифицируется либо за счет использования неучтенных при организации поточной линии резервов ускорения работы оборудования, либо за счет интенсификации труда рабочих. При увеличении длительности такта поточной линии замедляется темп производства, так как возникают потери рабочего времени, а оборудование недогружается, в результате не будет выполнено производственное задание, что приведет к ухудшению технико-экономических показателей работы участка, цеха, предприятия.

При поштучной передаче деталей с операции на операцию период между передачей двух следующих одна за другой деталей равен установленному такту. При передаче деталей с операции на операцию передаточными минипартиями (Пп), например когда размеры детали очень малы или когда величина такта измеряется по секундам, рассчитывают ритм поточной линии (Р) по формуле:

Р = Т*Пп. (16.2)

где Пп - величина передаточной минипартии деталей. Соблюдение такта или ритма поточной линии обеспечивается синхронизацией продолжительности каждой операции, т. е. путем выравнивания по времени всех технологических операций по отношению к такту или ритму потока.

Такт является основой для расчета других показателей поточной линии. Расчет количества рабочих мест поточной линии (Кр) по каждой операции производится по формуле:

Кр = Тшт/Т, (16.3)

где Тшт - трудоемкость операции поточной линии в тех же единицах измерения, что и такт потока.

При полной синхронизации потока расчетное количество рабочих мест всегда целое число, загрузка оборудования полная, т. е. длительность операции равна такту. При частичной синхронизации на не синхронизированных операциях расчетное количество рабочих мест не равно целому числу, поэтому результат расчета числа рабочих мест округляется в большую сторону. Это будет принятое количество рабочих мест (Кп). Коэффициент загрузки рабочего места (К3) по каждой операции определяется по формуле:

К3 = Кр/Кп. (16.4)

Скорость движения конвейера поточной линии (Ск) должна соответствовать такту потока. Это соответствие достигается, если путь, равный расстоянию между двумя смежными деталями, конвейер проходит за время, равное такту потока:

Ск = Шк/ Т, (16.5)

где Шк - расстояние между двумя обрабатываемыми друг за другом деталями на конвейере (шаг конвейера).

На машиностроительных предприятиях скорость движения конвейера колеблется в пределах 0,1–4 м/мин. При более высоких скоростях работа на конвейере может стать опасной для рабочих. Рациональными скоростями рабочего конвейера считаются 0,5-2,5 м/мин при сборке относительно небольших объектов.

Одним из наиболее важных условий непрерывности производственного процесса является поддержание на всех стадиях поточного производства определенной величины производственных заделов. Под производственными заделами понимается незавершенное производство в натуральном выражении: заготовки, полуфабрикаты, готовые детали, сборочные единицы, находящиеся на разных стадиях производственного процесса (на разных уровнях готовности) и предназначенные для обеспечения бесперебойного хода работы.

Производственные заделы являются одной из основных частей оборотных фондов предприятия. В связи с этим обеспечение непрерывности поточного производства при минимально возможных оборотных фондах является чрезвычайно важным условием повышения эффективности производства. Размер производственных заделов, а следовательно, величина необходимых оборотных фондов зависят от организационного построения поточной линии, расстановки рабочих мест, особенностей применяемого оборудования. Определение величины производственных заделов должно производиться на основе специального расчета, а затем должен вестись учет и контроль состояния заделов.

Под технологическим заделом (Зтех) понимают детали или сборочные единицы, находящиеся в процессе непосредственной обработки или сборки на рабочих местах, а также детали, подвергающиеся технологическому контролю на специальных рабочих местах ОТК (Ккон):

Зтех = СКп*Кч + Ккон, (16.6)

где Кч - число деталей, одновременно обрабатываемых на одном рабочем месте.

Экономическое значение технологического задела в том, что если на начало рабочей смены или в любой час работы поточной линии на каждом рабочем месте есть расчетное число единиц объектов, прошедших обработку по предшествующим операциям, то, значит, есть условия для работы без простоев рабочих и оборудования, будет выполняться плановое сменное задание, а следовательно, обеспечиваться расчетная эффективность поточной линии. Если же на начало смены на любом рабочем месте отсутствует деталь, то по очереди обязательно будут простои рабочих и оборудования на всех последующих операциях после «пустого» рабочего места, равные такту поточной линии, умноженному на количество отсутствующих деталей. В результате снизится эффективность работы поточной линии.

Под транспортным заделом понимается общее число деталей, постоянно находящихся в процессе перемещения между рабочими местами поточной линии. Величина транспортного задела (Зтр) поточной линии определяется по формуле:

где П - количество деталей, одновременно передаваемых с операции на операцию.

Экономическое значение транспортного задела совпадает со значением задела технологического. При наличии в течение смены на рабочей части конвейера расчетного числа деталей (сборочных единиц), прошедших обработку по предшествующим операциям, обеспечивается работа людей и оборудования без простоев, так как через строго определенные промежутки времени, равные такту поточной линии, к каждому рабочему месту будет своевременно подаваться деталь. Если же на каком-то транспортном устройстве конвейера не будет детали, то к определенному рабочему месту поточной линии подойдет «пустое» транспортное устройство и это рабочее место и все последующие будут по очереди простаивать в течение времени, равного такту потока.

Под межоперационным оборотным заделом понимается количество деталей, которое необходимо для обеспечения бесперебойной работы смежных рабочих мест, имеющих различную производительность. Следовательно, оборотный задел создается, когда смежные операции поточной линии не синхронизированы, причем продолжительность одной из этих операций обязательно больше такта поточной линии. Б таких случаях к началу смены (или рабочего дня) после рабочего места поточной линии, где продолжительность операции больше такта, должен находиться запас деталей, прошедших обработку по всем предшествующим операциям, в том числе и по более трудоемкой. Оборотный задел определяется между двумя смежными операциями. Оборотный задел в течение смены непрерывно изменяется в пределах от наибольшего своего значения в начале смены до минимального значения, равного нулю, затем вновь должен достигнуть максимальной величины. Таким образом, оборотный задел должен постоянно пополняться перед каждой сменой или рабочим днем. Можно создать межоперационный оборотный задел на несколько рабочих дней вперед, однако это приведет к увеличению размера связанных в незавершенном производстве оборотных средств, к замедлению их оборота.

Межоперационный оборотный задел (Зо6) можно определить следующим образом:

, (16.8)

где Рпер - регламентированный период, за который определяют оборотные заделы, например смена (8 ч); Ткор - продолжительность короткой операции между двумя смежными, мин; Кп - продолжительность такта, мин; Тдл - продолжительность длинной операции между двумя смежными, мин.

Резервным (страховым) заделом называется количество деталей, хранящихся в запасе, необходимом для обеспечения непрерывности работы поточной линии в случае остановки процесса производства вследствие поломки оборудования или в случае несвоевременной подачи комплектующих полуфабрикатов. Эти заделы в условиях поточного производства важны, так как их отсутствие может привести к нарушению непрерывной, ритмичной работы многих рабочих мест потока. Однако из этого не следует, что целесообразно создавать страховые заделы по каждой операции поточной линии, так как это существенно увеличит размер связанных в незавершенном производстве оборотных средств, а следовательно, резко снизит эффективность поточного метода организации производства. Обычно такие заделы создаются для обеспечения бесперебойной работы отдельных ответственных участков поточных линий, где не достигнута высокая стабильность производства, или после операций, выполняемых на оборудовании, которое часто выходит из строя. Необходимость страхового задела определяют исходя из опыта работы поточной линии.

Резервный (страховой) задел определяется по формуле:

Зстр=Тпер/Т (16.9)

где Тпер - время возможного перерыва в работе на данной операции (устанавливаемое опытным путем).

Страховой и оборотный задел в определенной степени взаимозаменяемы. Так, если перед какими-либо двумя рабочими местами поточной линии имеется оборотный задел, обеспечивающий работу в течение смены всем остальным рабочим местам поточной линии, то нет надобности иметь еще и страховой задел.

После расчета основных показателей поточной линии составляют план –график работы линии, который называется стандарт –планом.

Поточным производством называется прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса.

Из этого определения следует, что для поточного производства характерны рассмотренные ранее принципы организации производственного процесса, в первую очередь принципы специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности и ритмичности.

Принцип специализации

Принцип специализации в условиях поточного производства воплощается в создании предметно-замкнутых участков в виде специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного закреплённого за данной линией изделия или нескольких технологически родственных изделий.

Поэтому каждое рабочее место линии должно быть специализировано на выполнении одной или нескольких закреплённых за ним операций.

При закреплении за линией одного изделия она называется однопредметной .

Такие линии характерны для массового производства.

При закреплении за линией нескольких изделий (в чём может возникнуть необходимость при незначительной трудоёмкости обработки либо при небольших программных заданиях) линия является многопредметной .

Такие линии характерны для серийного и массового производства. За многопредметными линиями изделия закрепляют с таким расчётом, чтобы их можно было обрабатывать с минимальными потерями времени на переналадку оборудования при достаточной загрузке рабочих мест и полном совпадении операций.

Принцип прямоточности

Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке следования операций технологического процесса.

Первичным производственным участком является поточная линия. Различают простую цепочку рабочих мест на линии, где на каждой операции имеется только одно рабочее место, и сложную при наличии на операциях двух или нескольких мест-дублеров.

Конфигурация поточных линий в зависимости от условий может быть прямолинейной, прямоугольной, круговой, овальной и т.д.

Принцип непрерывности

Принцип непрерывности на поточных линиях осуществляется в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной (без простоев) работе рабочих и оборудования.

Подобные линии называются непрерывно-поточными .

В тех случаях, когда равенство производительности на всех операциях отсутствует, полная непрерывность не достигается и такие линии являются прерывно-поточными или прямоточными .

Принцип параллельности

Принцип параллельности применительно к поточным линиям проявляется в параллельном виде движения партий, при котором изделия передаются по операциям поштучно либо небольшими пачками. Следовательно, в каждый данный момент на линии обрабатывается несколько единиц данного изделия, находящихся на разных операциях процесса. При строгой пропорциональности достигается полная и равномерная загрузка рабочих мест на линии.

Принцип ритмичности

Принцип ритмичности в условиях поточного производства проявляется в ритмичном выпуске продукции с линии и в ритмичном повторении всех операций на каждом ее рабочем месте.

На рисунке 1 показаны основные признаки, определяющие организационную форму поточной линии.

Рисунок 1 - Схема классификации основных видов поточных линий

Основными разновидностями применяемых в машиностроении поточных линий по степени специализации являются:

· непрерывно-поточные;

· прерывно-поточные (прямоточные).

На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей изделий выпуск (запуск) каждого предмета осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или штучным ритмом ).

Такт линии r строго согласовывается с производственной программой и рассчитывается по формуле:

где - действительный фонд времени работы линии в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), мин.; N – производственная программа на этот же период, шт.

На непрерывно-поточных линиях с передачей издeлий тpaнcпopтными пapтиями ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, отделяющим выпуск (запуск) одной пачки от последующей за ней, т.е. ритмом линии :

где р – число изделий в партии (пачке).

Таким образом, за каждый ритм на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объём работы.

На прерывно-поточных (прямоточных ) линиях с характерной для них различной производительностью на отдельных операциях непрерывность отсутствует; однако ритмичность выпуска здесь может и должна соблюдаться.

Ритм линии в этом случае определяется интервалом времени, в течение которого на линии формируется выработка установленной величины, например, часовая, полусменная, сменная.

Способ поддержания ритма

По способу поддержания ритма различают линии:

· со свободным ритмом;

· с регламентированным ритмом.

Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применяются при любых формах потока, и соблюдение ритма здесь возлагается непосредственно на работников данной линии.

Линии с регламентированным ритмом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается при помощи конвейеров или световой сигнализации.

Способ транспортировки предметов труда

Для транспортировки предметов труда в поточном производстве применяются следующие транспортные средства:

· транспортное оборудование непрерывного действия (приводные конвейеры различных конструкций);

· бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.);

· подъёмно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые и другие краны, монорельсы с тельферами, электротележки, автопогрузчики и т.п.).

Наиболее широко в поточном производстве применяют конвейеры. Они обладают значительными преимуществами :

· поддерживают ритм работы линии;

· облегчают труд рабочего;

· обеспечивают возможность наблюдения за движением заделов;

· уменьшают потребность во вспомогательных рабочих.

Необходимо различать рабочие и распределительные конвейеры.

Рабочие конвейеры предназначены для выполнения операций непосредственно на их несущей части. Рабочие конвейеры с непрерывным движением, например, автосборочные, позволяют выполнять эти операции во время движения конвейера.

Если по требованию технологического процесса операции должны выполняться при неподвижном объекте, применяют конвейеры с пульсирующим движением. В этом случае привод конвейера автоматически включается только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию.

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

2. Особенности организации непрерывно-поточных линий

Синхронизация операций

Работа непрерывно-поточной линии основана на согласовании длительности операций с тактом линии. Длительность любой операции должна быть равна или кратна такту.

Процесс согласования длительности операций с тактом поточной линии называется синхронизацией .

Условие синхронности может быть выражено в следующем виде:

где t – нормы времени по операциям процесса, мин; С – число рабочих мест на операции.

Синхронизация осуществляется путём изменений структуры операций и организационных условий их выполнения.

Различают два этапа синхронизации процесса:

1.Предварительная синхронизация, выполняемая в период проектирования линий;

2.Окончательная синхронизация, осуществляемая во время отладки линии в цеховых условиях.

Предварительная синхронизация достигается подбором метода выполнения операций, оборудования и технологической оснастки, режимов обработки и структуры операции. В операциях с большим удельным весом ручного времени, например на сборке, синхронизация достигается в результате перекомпоновки переходов.

На первом этапе не всегда удаётся обеспечить полную синхронизацию процесса; в этот период допускаются отклонения в загрузке рабочих мест на 8≈10 %.

Эта перегрузка должна быть снята при отладке линии путём внедрения организационных мероприятий, повышающих производительность труда на перегруженных рабочих местах, т.е. при окончательной синхронизации процесса.

В числе подобных мероприятий можно назвать применение средств малой механизации, форсирование технологических режимов, внедрение высокопроизводительной оснастки, рациональную планировку рабочего места и улучшение его обслуживания, индивидуальный подбор рабочих для перегруженных операций, а также материальное стимулирование повышения производительности труда на этих операциях.

При синхронизации технологического процесса следует учитывать условия выполнения операций на линии, т.е. характер транспортирования (непрерывное движение объекта или пульсирующее), размер передаточной партии, место выполнения операций (со съёмом изделия с транспортера или без съёма) и др., так как эти условия оказывают влияние на структуру и величину ритма.

Так, например, при единичной передаче изделий по рабочим местам, непрерывном движении транспортёра и выполнении работ на самом конвейере ритм работы линии будет соответствовать расчётному и по продолжительности совпадать с нормой времени на операцию, так как время транспортирования перекрывается временем выполнения самой операции, а установка и снятие изделия не требуются.

Но если при тех же условиях операция выполняется на стационарном рабочем месте , в ритме работы линии должно быть учтено время транспортирования t тр (если оно не перекрывается), время на снятие t сн и установку t уст изделия и время на обработку t обр :

.

Синхронность технологического процесса создаёт предпосылки для работы с регламентированным ритмом и для использования механизированных средств непрерывного транспорта.

При частично синхронизированных процессах , т.е. процессах со значительными колебаниями фактических затрат времени на операциях, создают непрерывно-поточные линии со свободным ритмом .

Поддержание ритма на подобных линиях достигается главным образом механизацией и поддержанием стабильной производительности оборудования на основных операциях. Для непрерывной работы на рабочих местах создают небольшой резервный задел (запас) полуфабрикатов. На линиях подобного типа могут быть использованы любые транспортные средства.

Если продолжительность каждой операции равна такту (при поштучной передаче изделий) или ритму (при партионной передаче изделий), то на каждой операции достаточно иметь по одному рабочему месту, и изделия через один и тот же интервал времени будут передаваться с предыдущего рабочего места на последующее.

Если же продолжительность операции кратна такту, то на параллельно работающих рабочих местах каждой операции будет подвергаться обработке одновременно несколько изделий.

Основы расчёта непрерывно-поточных линий

Исходными данными для расчёта непрерывно-поточных линий являются:

· программа выпуска линии за определенный отрезок времени (месяц, декада, сутки, смена) Nвып ;

· программа запуска на линию за этот же период Nзап ;

· соответствующие фонды времени.

Суточная программа запуска N зап определяется по суточной программе выпуска:

где а – процент технологических потерь, например, в связи с изготовлением пробных деталей при наладке оборудования или расход деталей для контрольных целей.

Суточный действительный фонд времени работы линии F д с учётом регламентированных перерывов для отдыха T п равен:

где F к – календарный фонд времени работы в смену, мин; S – число рабочих смен в сутки.

Исходным расчётным нормативом при проектировании поточной линии является её такт r (при партионной передаче – ритм), который должен обеспечить выполнение заданной программы на планируемый период:

Число рабочих мест C i на i-й операции равно

где t i – норма времени на данной операции.

Число рабочих-операторов R с учётом многостаночного обслуживания определяют по формуле

где b – процент дополнительной численности рабочих на случай невыходов (отпуска, выполнение государственных обязанностей, болезни и т.п.); m – число операций на линии; у i – норма обслуживания рабочих мест на данной операции.

Скорость конвейера V k должна быть согласована с тактом работы линии:

где l o – шаг конвейера, м (т.е. расстояние между осями смежных изделий или пачек, равномерно расположенных на конвейере).

Скорость конвейера должна обеспечивать не только его заданную производительность, но и удобство и безопасность труда.

Диапазон наиболее рациональных скоростей 0,1 – 2 м/мин .

На непрерывно-поточных линиях создаются заделы трёх видов:

· технологические;

· транспортные;

· резервные (страховые).

Технологический задел соответствует тому числу изделий, которое в каждый момент находится в процессе обработки на рабочих местах. При поштучной передаче технологический задел Z тех соответствует числу рабочих мест С , т.е.

Транспортный задел Z тр состоит из того числа изделий, которое в каждый момент находится в процессе транспортировки на конвейере. При поштучной передаче изделий с предыдущего рабочего места непосредственно на последующее задел равен:

.

Транспортный задел можно определить также исходя из величины шага конвейера:

где L раб – длина рабочего участка конвейера, м.

Резервный (страховой ) задел создаётся на наиболее ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, а также на контрольных пунктах.

Величину заделов устанавливают на основе анализа вероятности отклонений от заданного такта работы на данном рабочем месте (в среднем 4-5 % сменного задания).

Недостаток деталей восполняется в периоды регламентированных перерывов, во внеурочное время или на внепоточных производственных участках.

Основными разновидностями линий непрерывно-поточного производства являются линии:

· с рабочими конвейерами;

· с распределительными конвейерами;

· поточно-автоматические;

· с неподвижным объектом (стационарный поток).

Непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами применяют главным образом для сборки и отделки изделий при достаточно больших программных заданиях.

Операции выполняют непосредственно на конвейере; рабочие – операторы располагаются вдоль его несущей части, с одной или с двух сторон в порядке следования операций технологического процесса.

Изделия на конвейере устанавливают и закрепляют на равных расстояниях l о друг от друга.

Участок рабочего конвейера, на котором при постоянной скорости конвейера выполняется каждая операция, называется рабочей зоной операции .

В ряде случаев непрерывно-поточные линии с рабочими конвейерами характеризуются свободным ритмом.

Для поддержания ритма работы при заданной скорости конвейера границы рабочих зон по операциям отмечают на неподвижной части его или на полу специальными знаками, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема планировки поточной линии с рабочим конвейером

Рабочие, следуя за изделием, перемещаются вдоль зоны, начиная операцию в начале зоны, заканчивая её в конце, после чего возвращаются в исходное положение.

Непрерывно-поточные линии с распределительными конвейерами применяют главным образом на участках механической обработки, отделки и сборки небольших изделий при больших программных заданиях. Операции выполняют на стационарных рабочих местах. Изделия снимают с конвейера и по окончании операции возвращают на него.

Рабочие места располагают вдоль конвейера с одной (рисунок 3) или двух его сторон.

Рисунок 3 – Схема планировки поточной линии с распределительным конвейером

Изделия равномерно размещают на несущей части транспортёра на подвесках, тележках, каретках или на участках ленты, отмеченных знаками. При простых цепочках рабочих мест, когда операция выполняется за один такт, каждое подошедшее к рабочему месту изделие должно быть обработано до подхода следующего за ним.

При сложных технологических цепочках продолжительность операций различна и равна двум, трём, четырём и т.д. тактам. В этих условиях для ритмичной выдачи изделий необходимо, чтобы, работая непрерывно, каждое последующее рабочее место выполняло операцию со сдвигом на один такт от предыдущего.

С этой целью применяют автоматическое распределение изделий либо разметку распределительного конвейера. Разметочные знаки (цветные флажки, буквы, цифры, цветные обозначения) наносятся на деления несущего органа транспортёра и в нужной последовательности и количестве закрепляются за отдельными рабочими местами.

Минимально необходимый комплект разметочных знаков на линии соответствует наименьшему кратному из числа рабочих мест на всех операциях линии и называется числом периода распределительного конвейера П .

Комплект разметочных знаков может повторяться на общей длине несущей части конвейера. Каждый разметочный знак проходит мимо каждого рабочего места через один и тот же интервал времени (период) Т n , равный

Разметочные знаки конвейера закрепляются за рабочими меcтами на каждой операции соответственно её продолжительности.

Наиболее удобны периоды 6, 12, 24 и 30. При больших периодах рекомендуется вводить двухрядную (дифференцированную) разметку, применяя два, комплекта разметочных знаков (например, цветовой и цифровой).

3. Особенности организации прерывно-поточных линий

Регламент работы прерывно-поточных (прямоточных) линий

Эта форма поточного производства применяется при обработке трудоёмких деталей с использованием разнотипного оборудования. Технологические операции на прямоточных линиях не синхронизированы. Вследствие различной трудоёмкости операций на этих линиях возникают межоперационные оборотные заделы, что является показателем прерывности процесса.

Для обеспечения ритмичной работы на такой линии необходимо установить наиболее целесообразный регламент работы, который должен предусматривать:

· величину укрупненного ритма;

· порядок работы на каждом рабочем месте;

· последовательность и периодичность перехода рабочих-совместителей по обслуживаемым станкам;

· размер и динамику оборотных заделов.

При выборе укрупнённого ритма прямоточной линии необходимо учитывать периодичность передачи продукции данной линии на последующие участки; требования рациональной организации труда для рабочих-совместителей (частоту переходов), а также оптимальную величину заделов.

Для расчёта и организации линии составляют план-график её работы.

Такой упрощенный план-график приведен в таблице 1.

Таблица 1 – План-график

Технологический процесс						Рабо- чие на линии	График работы оборудования и рабочих в период ритма (0,25 смены = 2 ч.)
N опера- ции	t ш, , мин.		С пр	N станка	% за грузки
		1,19		1 2	100 19		100 % 19 %
		0,69					69 %
		1,31					100 % 31 %
		0,81 где F д. см – действительный фонд времени за смену, мин; N см – сменная программа запуска, шт. Для данной линии такт r пр = 1,6 мин. В данном примере (таблица 1) он принят равным 1/4 смены, т.е. R = 2 ч = 120 мин. Недогруженные станки на 1-й и 4-й операциях этой линии может обслуживать один рабочий-совместитель Б, на 2-й и 3-й операциях ≈ рабочий В. Совмещаемые работы могут выполняться только в установленной последовательности, что и предусматривает график работы линии. На смежных операциях вследствие различной их трудоемкости неизбежны межоперационные заделы. В соответствии с принятым режимом работы они будут изменяться в течение каждого ритма (в данном случае в течение 2 ч.) от нуля до максимума (рисунок 4). Рисунок 4 – Динамика задела между двумя смежными операциями Расчёт межоперационных оборотных заделов Этот задел между смежными операциями определяется как разность числа изделий, обработанных на этих операциях за определенный период времени. Максимальная величина задела Z max за определённый период Т может быть рассчитана по формуле где Т – период работы на смежных операциях при неизменном числе работающих станков, мин; С – число единиц оборудования, работающих на смежных i и i+1 - операциях в течение периода времени Т; t ш , t ш+1 – нормы времени на этих операциях, мин.

Поточный метод организации производства

Некоторые вопросы, связанные с организацией труда рабочих на поточной линии были рассмотрены ранее в теме по кооперации труда шла речь о путях обеспечения взаимосвязанной работы исполнителей. Много общего и в теме по конвейерному производству, поскольку конвейер – это одна из разновидностей поточного производства.

Опыт предприятий показывает, что основными социально-экономическими задачами научной организации в поточном производстве остается установление оптимального трудового содержания операций, рациональная расстановка рабочих на поточной линии, синхронизация работы оборудования и рабочих. Рассмотрим эти вопросы более подробно, а в качестве объекта возьмем поточную линию, состоящую из металлорежущих станков, наиболее распространенных в машиностроении.

Прежде всего встает вопрос о глубине технологического разделения труда. В отличии от конвейерной сборки здесь возникает больше сложностей, поскольку имеем дело со специализированным оборудованием, в связи с чем возникают чисто технологические ограничения для укрупнения (или, наоборот, разукрупнения) операций.

Дифференциация технологических процессов целесообразна до таких пределов, пока величина затрат времени, связанных с установкой и межоперационной транспортировкой деталей, не превысит выигрыш времени в результате специализации оборудования. В дальнейшем рост производительности труда может быть обеспечен только за счет применения принципиально нового оборудования – агрегатных станков, автоматических линий, уменьшающих время межоперационной транспортировки и установки, выполняющих много других вспомогательных действий. Но такая техника требует и новой расстановки рабочих, в связи с существенным изменением в содержании труда и часто нового профессионального состава рабочих, обслуживающих такие линии.

Итак, рассмотрим вопросы расстановки рабочих на поточной линии по рабочим местам. Цель такой расстановки – обеспечить по возможности более равномерную их загрузку рабочих.

Это достаточно сложная задача. Прежде всего необходимо ответить на вопрос о том, а сколько рабочих должно быть на поточной линии. Проведем для примера некоторые расчеты: программа выпуска – 1600 шт. Отсюда такт линии 480: 1600 = 0,3 мин. Если трудоемкость обработки, предположим, составляет около 55 мин., то общее количество операций должно быть не менее 180 – 200 шт. при длительности 0,25 – 0,3 мин. Следовательно и расчетная численность – 180 – 200 рабочих. Но при такой длительности операции труд у рабочих был бы достаточно однообразным и утомительным.

Но можно пойти и по другому пути. Вместо одной линии под этот объем выпуска можно создать, например, три поточных линии и тогда среднюю длительность операции у рабочих на каждой из линий можно будет довести до 0,9 мин., а общее количество операций составит 60 – 70. При шести линиях эти цифры составят соответственно 1,8 мин. И 30 – 37 шт. Если же создать девять параллельно действующих линий, то такт линии составил бы 2,7 мин., а количество операций на каждой из линий – 20 – 25.

Расчетное число рабочих во всех случаях примерно одинаково (около 200 чел.). Общая длинна 3-х, 6-ти или 9-ти линий не намного больше одной, но содержательность труда, уровень подготовки кадров, их квалификация будет различной, Различным по трудности будет и набор рабочих и стабилизация коллектива участка.

Вторая проблема расстановки: на основе чего, каких данных ее проводить, чтобы обеспечить равномерную загрузку рабочих: на базе нормативных данных о затратах времени на операцию или на основании фактических данных, требующихся на выполнение закрепленных за рабочими операций. Различия состоят в том, что фактическая длительность операции и нормативная в силу разной производительности рабочих не одинакова, т.е. они совпадают по длительности. Следовательно, фактическая загрузка рабочих окажется далеко не равномерной. Будет нарушено и синхронность в работе в рамках коллективного трудового процесса, одни рабочие будут сдерживать других, возможны простои в ожидании окончании работы на предыдущей операции.

Поэтому можно вначале изучить фактические затраты времени (например, на основании предварительной расстановки рабочих), а затем найти более оптимальную.

Можно действовать и иначе, поручая молодым, менее опытным рабочим операции длительностью меньше такта, а более опытным – больше такта. Например, такт линии составляет 1 мин. Тогда малоопытному рабочему можно будет поручить операцию с нормативной длительностью в 0,8 мин, а более опытному, с достаточно развитыми производственными навыками – длительностью 1,2 – 1,3 мин. Но с учетом недовыполнения норм одним и перевыполнение норм другим оба будут фактически затрачивать на свою операцию примерно 1 мин, т.е. соответствовать такту работы линии.

В этом состоит одна из особенностей расстановки, которую необходимо учитывать, чтобы:

Обеспечить синхронную взаимосвязанную работу рабочих;

Создавать возможность для постепенного продвижения рабочего по мере накопления им производственного опыта не нарушая ритм работы всего коллектива;

Снижать монотонность труда.

Поэтому, если расстановка оборудования на поточной линии более или менее стабильна, то состав и расстановка рабочих меняется довольно часто. В условиях, когда для поточной линии характерно большое разнообразие технологического оборудования (а этим и обеспечивается возможность обработки изделия от начала до конца в пределах участка) перемена туда, связанная с перемещением рабочих с операции на операцию часто бывает связано и совмещением профессий, что расширяет производственный профиль рабочего.

На загрузку рабочих и колебание ее уровня по отдельным рабочим может оказывать влияние и ряд случайных факторов (неявка на работу отдельных рабочих из-за отпуска, болезни, замена одного рабочего другим – новеньким – в период его адаптации на новом рабочем месте и др.) Поэтому организация труда должна предусматривать выход из сложившегося положения. Пути различны:

За счет так называемых резервных рабочих;

При проектировании и организации поточной линии необходимо определить программу выпуска изделий; выбрать нужное оборудование; установить основные рабочие параметры линии (такт, количество рабочих мест, рабочих, шаг и скорость конвейера); осуществить планировку и выбрать транспорт линии. Методические вопросы организации отдельных видов механизированных поточных линий подробно рассматриваются как в учебной (учебники, сборники задач), так и в научно-технической литературе , поэтому в данной главе приводятся характерные признаки различных видов поточных линий и рекомендуемые расчеты основных параметров.

Выделяют общие параметры поточных линий, характерные для всей совокупности линий, и частные, которые характеризуют особенности организации отдельных видов. Методические рекомендации для расчета общих параметров поточных линий представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Расчет общих параметров поточных линий

Наименование параметра	Рекомендуемые формулы для расчетов
Такт (r ) – средний период между выпуском деталей (изделий) с последнего рабочего места на поточной линии или запуском их на первое рабочее место	, где F эф – эффективный фонд времени работы линии в плановом периоде, мин. (ч.); N – программа выпуска или запуска изделий за тот же плановый период, шт.
Программа запуска (N з)	где N в – программа выпуска (запланированный объем работ), шт.; b – неизбежный технологический брак, процент.
Темп (М )– производительность поточной линии в единицу времени	,
Ритм (R ) – интервал времени, определяющий выпуск (запуск) одной транспортной партии от другой, следующей за ней	R=r·р , где р – размер транспортной (передаточной) партии изделий, шт.

Продолжение таблицы 4.1.

Расчетное число рабочих мест (С р i ) на каждой операции; Принятое число рабочих мест на каждой операции (С пр. i )	, где t i – норма времени на выполнение i – й операции; - принятое число рабочих мест на i – й операции (целое число)
Коэффициент загрузки оборудования на каждой операции (К з.о. i )
Средний коэффициент загрузки оборудования на линии (К з.о.ср. )	, где m – количество операций технологического процесса, выполняемых на линии
Число рабочих-операторов на каждой операции (Р о. i )	, где Н обсл. i – норма обслуживания рабочих мест для рабочего на i -й операции
Общее число операторов на линии (Р о. общ. )	, где b – процент дополнительных рабочих-операторов на подмену основного состава (b ≈2-3%)

Особенности организации однопредметных непрерывно-поточных линий (ОНПЛ). Непрерывно-поточные линии характеризуются непрерывным движением предметов по операциям технологического процесса при непрерывной работе рабочих и оборудования на рабочих местах. ОНПЛ создаются для изготовления в течение длительного периода одних и тех же изделий с использованием их параллельного движения по операциям.

Основным условием организации ОНПЛ является синхронизация операций технологического процесса, т.е. процесс обеспечения равенства или кратности длительности всех операций ритму поточной линии. При этом обеспечивается уравнивание производительности по всем операциям потока.

Различают предварительную синхронизацию (при проектировании поточной линии) и окончательную синхронизацию (при отладке линии в производственных условиях). Предварительная синхронизация допускает отклонение длительности операций от ритма в пределах ±5-10%, которое должно быть устранено при окончательной синхронизации в период освоения и отладки линии в производственных условиях.

Если расчетная длительность операции больше такта потока или кратной ему величины, то наиболее эффективными мероприятиями, способствующими снижению длительности выполнения операции могут быть:

Применение многоместных приспособлений и одновременная обработка нескольких деталей;

Использование механических и пневматических зажимов деталей;

Многоинструментальная наладка;

Изменение режимов работы оборудования;

Повышение технологичности конструкции.

Если длительность операции меньше такта потока или кратной ему величины, основным направлением синхронизации должно быть обеспечение занятости рабочего в течение такта потока или кратной ему величины. Рассмотрим на примере возможные подходы к синхронизации операций технологического процесса при обработке деталей на станочном оборудовании.

Пример . Требуется синхронизировать технологический процесс изготовления детали А. Такт потока 1,2 мин. Продолжительность технологических операций представлена в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Технологический процесс изготовления детали А

На операциях наблюдается значительная недозагрузка оборудования. Последовательное обслуживание двух станков одним рабочим невозможно, так как суммарная продолжительность двух операций больше такта (1,7>1,2) и отклонение больше чем на 10%. При параллельном же обслуживании такая возможность имеется. В этом случае условие синхронизации по загрузке рабочего выполняется, так как суммарная занятость рабочего на двух операциях составляет 1,1 мин. (0,6+0,5), что меньше такта потока на 0,1 мин. (отклонение меньше, чем на 10%).

В условиях поточного производства нормы времени и выработки должны устанавливаться не для каждого рабочего места в отдельности, а для линии в целом. Это связано с тем, что при установлении индивидуальных норм времени выработка рабочих не привязывается к такту потока и тем самым вносится дисбаланс в работу линии. При этом, как показывает рабочих колеблется в значительных пределах - от 45 до 96%. Поэтому работа по расчету норм и расстановке рабочих должна сочетаться с комплексом организационно-технических мероприятий, направленных на повышение степени технологической и организационной синхронизации линии, обеспечивающих лучшее использование рабочего времени и оборудования и максимально возможный выпуск продукции.

Для таких целей прежде всего рассчитывается такт поточной линии. Затем определяется время выполнения технологических операций на каждом станке, входящем в поточную линию. При этом указываются значения всех факторов, влияющих на время оперативной работы, рассчитываются время на техническое и организационное обслуживание, отдых и личные надобности и время занятости рабочего. Все это необходимо для дальнейшей работы по синхронизации линии.

Каждого рабочего и их расстановка на поточной линии с проведением необходимых мероприятий по синхронизации линии.

Мероприятия по технологической синхронизации направлены на согласование времени обработки детали на каждом станке с заданным тактом работы линии. Они обеспечиваются главным образом путем проведения технических мероприятий по увеличению выработки на лимитирующем оборудовании за счет применения более производительных режущих инструментов, увеличения количества одновременно работающих инструментов, использования многоместных приспособлений и быстродействующих зажимных устройств, повышения качества заготовок, автоматизации процесса контроля, оптимизации режимов резания и т. д.

Повышение степени организационной синхронизации обеспечивается установлением на основе расчета по нормативам такой расстановки рабочих на базе организации многостаночных рабочих мест, при которой достигается равномерная и полная их . Для проведения организационной синхронизации и расстановки рабочих на поточной линии составляется сводная ведомость (табл. 12.5).

Таблица 12.5. Сводная ведомость расчета норм времени и норм обслуживанияна рабочих местах поточной линии (деталь 70-1601021)

На первом этапе рассчитывается оперативное время (раздел 1 карты) по каждой из выполняемых на линии операций. При этом ставится задача обеспечения технологической синхронизации операций. Режимы работы оборудования подбираются таким образом, чтобы рассчитанная величина оперативного времени максимально приближалась к времени такта работы поточной линии.

Дальнейший расчет выполняется в такой последовательности.

Определяется приведенное оперативное время изготовления детали на операции (гр. 11) по формуле

Если операция выполняется на нескольких станках с одинаковым оперативным временем, формула приобретает вид:

Количество деталей, обрабатываемых на станках, где выполняется данная операция, за максимальное оперативное время, находится по формуле

Если операция выполняется на одном станке (n = 1 и Т оп max = Т оп i), то количество деталей, обрабатываемых за максимальное оперативное время, равно единице.

В тех случаях, когда на рабочем месте обрабатываются детали двух и более наименований с различными программами, рассчитывается условно-приведенное оперативное время обработки основной детали:

Определяется занятость рабочего на каждом из входящих в рабочее место станков (гр. 12):

Т зi = Т в.н + Т в.п + Т а.н + Т пер,

Время активного наблюдения за работой станка, включенного в рабочее место , в зависимости от суммы машинно-автоматического времени всех операций на рабочем месте определяется по табл. 12.6.

Таблица 12.6. Нормативы времени на активное наблюдениев условиях многостаночного обслуживания

		Сумма машинно-автоматического времени всех операций, включенных в рабочее место	Время активного наблюдения за работой станков, мин.
0,10	0,005	4	0,084
0,20	0,009	5	0,100
0,30	0,012	6	0,114
0,50	0,018	-	0,126
0,75	0,022	8	0,134
1,00	0,025	9	0,144
2,00	0,046	10 и более	0,150
3,00	0,066

Устанавливается время на автоматический подвод инструмента (гр. 14 табл. 12.5). Оно берется из технико-нормировочных карт на операции . Машинно-автоматическое время принимается в расчет тогда, когда его длительность не превышает затрат времени рабочего на переход к следующему станку.