Построение графика работы поточной линии
Как уже говорилось, когда достигнута синхронизация всех технологических операций, т.е. когда продолжительность каждой из них практически равна или кратна такту, создаются непрерывно-поточные линии (НПЛ). На НПЛ в связи с полной загрузкой рабочих мест на каждом из них в течение всей смены непрерывно повторяется выполнение закрепленной за ним операции в строго соблюдаемом ритме, который задается конвейером. Предметы труда находятся в постоянном движении, в каждый данный момент времени над предметом труда выполняется очередная операция или он с помощью конвейера перемещается на последующую операцию. Таким образом создается непрерывный поток изделий от первой операции до последней.
При отсутствии синхронности операции в принципе тоже можно соблюдать единый для всех операций ритм работы и обеспечивать непрерывный поток изделий. Но это будет сопряжено с большими потерями рабочего времени. Если, к примеру, такт выпуска изделий на линии составляет 5 мин, а продолжительность некоторой операции – 3 мин, то при ее ритмичном выполнении в соответствии с указанным тактом в каждые 5 мин рабочий будет занят собственно выполнением операции 3 мин, а 2 мин будет терять на ожидание очередного предмета труда, т.е. простаивать. В течение смены рабочий полезно использует 3/5 рабочего времени (60%), а 2/5 смены (40%) безвозвратно потеряет в виде микропауз. Вот почему при несинхронности операций отказываются от непрерывного потока и создают прерывно-поточные линии (ППЛ).
Чтобы исключить потери рабочего времени в виде микропауз, на ППЛ устанавливается такой порядок, регламент, при котором каждый рабочий выполняет свое сменное задание в течение не всей смены, а лишь того времени, которое обусловлено трудоемкостью закрепленной за ним операции. В приведенном выше примере, где сменное задание составляет 480/5 = 96 изделий, рабочему для его выполнения предусмотрено будет 96·3 = 288 мин.
Остальное время (480 – 288 = 192мин) он сможет использовать для выполнения дополнительной работы, в том числе и для выполнения какой-либо операции на другом рабочем месте той же поточной линии. С этой целью и составляется график работы ППЛ. Его называют также стандарт-планом или планом-графиком.
График работы ППЛ составляется на фиксированный отрезок времени, через который установленный порядок выполнения работ на рабочих местах повторяется. Этот отрезок времени называется периодом обслуживания линии.
Сразу выбрать приемлемый период обслуживания бывает затруднительно. Поэтому его принимают первоначально равным одной смене, а в дальнейшем при необходимости корректируют, о чем будет сказано ниже.
Составление графика ППЛ следует начинать с расстановки рабочих по рабочим местам, с закреплением за каждым рабочим определенных рабочих мест. На ППЛ такого вопроса не возникает. Там каждый рабочий всегда обслуживает одно рабочее место и занят на нем полностью в течение смены. На ППЛ многие рабочие места имеют невысокий коэффициент загрузки. Поэтому один рабочий в течение смены может работать на двух-трех рабочих местах, обслуживая их поочередно.
Рассмотрим существо задачи расстановки рабочих на примере.
Исходными данными для расстановки рабочих по рабочим местам являются результаты расчета количества рабочих мест по каждой из операций ППЛ. В рассматриваемом нами примере эти данные приведены в табл.3. Такт выпуска изделий на линии составляет 4 мин.
Из таблицы видно, что на линии будет 14 рабочих мест при среднем коэффициенте их загрузки 0,53. Только два рабочих места (операция 7) полностью загружены.
Таблица 3
Расчёт количества рабочих мест
| № операции | Итого | ||||||||
| ti, мин | 5,6 | 2,8 | 10,4 | 9,6 | 2,0 | 1,2 | 7,6 | 1,0 | 29,8 |
| сi p, ед | 1,4 | 0,7 | 2,6 | 2,4 | 0,5 | 0,3 | 1,9 | 0,25 | 7,4 |
| сi n, ед | |||||||||
| ai | 0,70 | 0,70 | 0,83 | 0,80 | 0,50 | 0,30 | 0,95 | 0,25 | 0,53 |
Расчетное число рабочих мест на операции можно рассматривать и как необходимое для их обслуживания число рабочих при их полной занятости, при работе без простоев. Это и позволяет искать такой вариант закрепления рабочих мест за рабочими, при котором достигается их возможно более полная занятость, а значит, и минимальная численность.
Так, для выполнения операции 2 требуется 0.7 рабочих, а для операции 8 –0.25 рабочих. Следовательно, выполнение этих операций можно поручить одному рабочему. В течение смены 70% времени он будет работать на 2-й операции, остальное время на 8-й. Коэффициент его занятости составит 0.95, что практически принимается за 100%. Для выполнения операций 1 и 3 по расчету требуется 4 рабочих. Они могут при полной их занятости обслужить 5 рабочих мест. Их них 1 рабочий будет постоянно занят на первой операции, 2 рабочих – на третьей, а 4-й рабочий 0.4 смены будет занят на операции 1 и 0.6 смены – на операции 3.
Практически, как и в приведенном примере, на ППЛ возможно несколько вариантов расстановки рабочих. Предпочтение, естественно, должно быть отдано варианту с минимальной численностью рабочих. Приведем два варианта расстановки рабочих в рассматриваемом примере (табл. 4). В таблице указаны номера операций (строка 1), номера рабочих мест, на которых они выполняются (строка 2), и два варианта расстановки рабочих (строки 3 и 4). Рабочим присвоены условные номера. В варианте 1 требуется 11 рабочих для обслуживания линии, в варианте 2-10 рабочих. Он и является более предпочтительным.
Таблица 4
Расстановка рабочих по местам
| № операции | ||||||||||||||||
| № рабочего места | ||||||||||||||||
| № рабочего по вариантам | ||||||||||||||||
В разных вариантах по-разному группировались операции для закрепления их за рабочими. В варианте 1 группировались операции 1-5; 2-6; 3-8. В варианте 2 другая группировка - 1-6-8; 2-4; 3-5. Отсюда и разные результаты.
Следует обратить внимание, что при разной группировке операций получается и разный коэффициент занятости рабочих. Но он нигде не превышал 1,1. Это означает, что в подобных случаях предполагается и соответствующее выполнение норм выработки (до 110%).
Наконец, еще одно замечание. В приведенном примере не учитывалось то обстоятельство, что разные операции отличаются друг от друга профессией и квалификацией исполнителя (рабочего). Рекомендуется поручать одному рабочему выполнение двух операций, различающихся по сложности не более чем на один разряд.
После расстановки рабочих легко составить и график работы ППЛ. Для варианта 2 он изображен на рисунке в прил.5. Жирными линиями отмечено время работы рабочего на рабочем месте, а вертикальными пунктирными - указаны моменты его перехода на другое рабочее место.
Не всегда удается добиться полной занятости рабочих работой на линии. Поэтому приходится для частично занятых предусматривать дополнительные работы с других участков цеха.
Работа линии по графику может быть обеспечена только при создании и поддержании на соответствующем уровне необходимых оборотных заделов. Поэтому одновременно с графиком работы линии составляется и график движения оборотных заделов, т.е. график изменения их размеров в течение периода обслуживания. В каждом периоде обслуживания оборотный задел проходит полный цикл изменения своего размера: от нуля до некоторого максимума и снова до нуля. Поэтому период обслуживания линии является одновременно и периодом оборота оборотного задела.
Для расчета размеров и составления графика движения оборотных заделов последовательно рассматривается каждая пара смежных операций. При этом весь период обслуживания делится на отрезки времени, в течение каждого из которых сохраняется неизмененным соотношение выработки на рассматриваемых операциях. Иначе говоря, на протяжении такого отрезка времени не меняется число занятых рабочих мест на каждой их них.
Для пары смежных операций 1 и 2 (см. прил.5) таких отрезков будет три: а1, а2, а3 (прил.6). На каждом отрезке времени определяется изменение оборотного задела Dz0 на последующей операции, равное разности нормативной выработки на предыдущей i-й и последующей (i+1)-й операциях по формуле :
Dz0 = а· (ci/ti – ci+1/ti+1),
где t – продолжительность операции (норма штучного времени), а с – количество рабочих мест на данной операции.
Если Dz0 > 0, то это значит, что оборотный задел на рассматриваемом отрезке увеличивается, если же Dz0 < 0 – уменьшается. Результаты расчетов приведены в табл.5.
Изменение оборотного задела по операциям Таблица 5
| Отрезок времени, для которого определяется Dz0 на (i+1)-й операции, мин | а1=144 | а2=144 | а3=192 |
| Количество единиц оборудования на операциях: I i+1 Изменение задела Dz0 | +21 | –35 | +14 |
По найденным значениям Dz0 строится график изменения оборотного задела на (i+1)-й операции (эпюра), как показано в прил.6. Чтобы построить такую эпюру, надо определить момент времени, когда оборотный задел равен нулю. В нашем случае на отрезке а2 задел уменьшается, а на отрезке а3 увеличивается. Следовательно, в конце отрезка времени а2 размер задела равен нулю. Таким образом, на отрезке а3 задел растет (от 0 до 14), на отрезке а1 продолжает увеличиваться до максимума (14 + 21 = 35), а на отрезке а2 полностью расходуется, уменьшается до нуля, что и отражено на графике.
При проверке правильности составления графика надо помнить следующее: в начале и в конце периода оборота задел всегда одинаков; всегда есть момент времени, в который оборотный задел полностью израсходован, равен нулю; сумма Dz0 со знаком «+» в каждом периоде должна быть равна сумме Dz0 со знаком «–».
При расчете Dz0 в тех случаях, когда на одной из смежных операций коэффициент загрузки оборудования находится в пределах 0,9...1,1, норму штучного времени по этой операции надо считать равной произведению такта на число рабочих мест (c·r).
График движения оборотных заделов совмещается с графиком работы в единый документ проектируемой поточной линии (прил.7). На графике указываются по каждой операции максимальный размер оборотного задела и его размер в конце периода обслуживания поточной линии (переходящий).
В заключение решается окончательно вопрос о выборе периода обслуживания линии.
Теоретически может быть найден оптимальный вариант графика работы линии и графика движения оборотных заделов по принятому критерию, в том числе и оптимальный период обслуживания. На практике решение такой задачи связано с большими трудностями.
Обычно принимают период обслуживания равным одной смене, что очень удобно в организационном отношении. А после расчета оборотных заделов, размеры которых прямо зависят от периода обслуживания, проверяют, возможно ли размещение таких заделов у рабочих мест. Если заделы очень велики, то период обслуживания приходится сокращать до приемлемой величины. Вид графика работы линии и движения оборотных заделов при этом сохраняется, меняется лишь его масштаб, в том числе и размеры заделов.
Так, при сокращении периода обслуживание вдвое (до 4 ч.) процесс образования и расходование задела повторится дважды в течение смены. Оборотные заделы станут вдвое меньше. Иногда целесообразно сократить период обслуживания только на отдельных операциях (рабочих местах), где оборотные заделы очень велики. В таких случаях период оборота на некоторых операциях может быть в два или четыре раза меньше продолжительности смены.