Організація та основні розрахунки потокових ліній

Безперервно-потокові однопредметні лінії розраховуються за наступними вихідними даними: програмі випуску виробів за певний час, яка визначається виробничими потребами підприємства, відповідним фондом робочого часу, нормами часу виконання операцій технологічного процесу. Добова програма запуску (n_ЗАП) в натуральному вимірі визначається за добовою програмою випуску виробів (n_ВИП) з урахуванням відсотку неминучого технологічного браку (К_УТ):

. (16.3)

Добовий ефективний фонд часу роботи лінії (F_еф) за умови, що введені регламентовані перерви (T_пер) на відпочинок робітників протягом зміни, визначається наступним чином:

, (16.4)

де F_К – тривалість зміни, хв; n_ЗМ – кількість змін на добу.

Такт лінії (r) визначається за формулою:

. (16.5)

Число розрахункових робочих місць (n_рмi) і прийнятих робочих місць (n_прi) на і - й операції розраховується:

, (16.6)

де t_кi – норма часу на виконання i-ої операції.

Безперервні-потокові однопредметні лінії можуть створюватися за умови, коли тривалість усіх операцій лінії узгоджена з тактом лінії. При цьому тривалість виконання окремих операцій повинна бути рівною або кратною такту лінії. Процес узгодження тривалості операцій з тактом лінії називається синхронізацією.

Умова синхронізації лінії наступна:

. (16.7)

Розрізняють попередню синхронізацію операцій, яка проводиться на стадії проектування поточної лінії та кінцеву, яка здійснюється у процесі освоєння та налагодження лінії у виробничих умовах. Синхронізація операцій досягається низкою заходів: раціоналізацією складу елементів операції; підбором спеціального устаткування і технологічного оснащення; впровадженням прогресивної технології; раціоналізацією планування робочих місць та покращенням їх обслуговування; використанням засобів малої механізації тощо.

При повній синхронізації операцій лінії розрахункове число робочих місць завжди буде цілим числом n_прi = n_рмi. У випадку неповної синхронізації на несинхронізованих операціях розрахункова кількість робочих місць буде не цілим числом. На таких операціях розрахункове число робочих місць треба заокруглювати до близького цілого числа. Якщо округлення проводиться до меншого числа, то необхідно передбачити комплекс заходів, які б забезпечили очікувану продуктивність на робочих місцях несинхронізованої операції.

Оцінюється ефективність синхронізації потокової лінії шляхом розрахунку коефіцієнта завантаження робочих місць по кожній операції:

. (16.8)

Обліковий склад робітників-операторів (A) на потоковій лінії з урахуванням норм обслуговування (H_о) розраховується наступним чином:

, (16.9)

де K_сп – коефіцієнт облікового складу робітників.

Швидкість руху конвеєра V_к визначається:

а) при безперервному русі конвеєра:

; (16.10)

б) при пульсуючому русі конвеєра:

, (16.11)

де l_к – відстань між осями двох суміжних виробів, які рівномірно розміщені на конвеєрі (крок конвеєра), м; t_тр – час транспортування виробів з однієї операції на іншу, хв.

На безперервно-потокових лініях створюються запаси трьох видів: технологічний, транспортний і резервний. Технологічний запас – це вироби, які перебувають безпосередньо у процесі обробки або складання на робочих місцях лінії. Технологічний запас (Z_Т) розраховується:

. (16.12)

Транспортний запас включає вироби, які перебувають у процесі переміщення між робочими місцями лінії (Z_ТР):

. (16.13)

Розрахунок за формулою (16.12) передбачає, що під час виконання технологічної операції оброблюється один виріб, а за формулою (16.13) передбачає, що транспортна партія складається з одного виробу.

Резервний (страховий) запас створюється на нестабільних у часі виконань операціях. Він призначений для нейтралізації негативного впливу на ритмічність виробництва непередбачених перебоїв у роботі окремого виду обладнання або коливань розмірів транспортних партій у зв’язку із випадковим характером виходу окремих виробів у брак тощо. Величина резервного запасу визначається дослідним шляхом.

Перервно-потокові (прямоточні) однопредметні лінії впроваджуються у тих випадках, коли неможливо синхронізувати потокову лінію, тобто забезпечити рівність або кратність тривалості операцій такту. Внаслідок різної продуктивності операцій на лініях виникають міжопераційні оборотні запаси. Ритмічність роботи перервно-потокової лінії забезпечується укрупненою синхронізацією, яка характеризується обсягом виробництва продукції за певний період часу (зміну або її частину). Це означає, що протягом цього часу (наприклад, двох годин) на всіх операціях лінії повинна бути виготовлена одна і та ж кількість продукції.

Розрахунок перервно-потокових ліній можна умовно розділити на два етапи. На першому етапі визначають такі параметри лінії: програму запуску (n_ЗАП), ефективний фонд часу роботи лінії (F_ЕФ), такт лінії (r), кількість робочих місць на операціях (n_рм) та їх завантаженість (K_з), величини технологічних, транспортних і резервних запасів. Методика визначення цих параметрів аналогічна безперервно-потоковим лініям. На другому етапі розраховують параметри, характерні лише для перервних ліній і відображають їх специфіку: регламент роботи працівників на лінії, величину та динаміку оборотних запасів. При цьому будуються графіки роботи устаткування і робітників протягом періоду укрупненої синхронізації.

Для забезпечення повного завантаження робітників у часі на перервно-потокових лініях використовується багатостаночне обслуговування і поєднання роботи робітника на двох або декількох операціях. Кількість закріплених операцій повинна бути такою, щоб завантаження робітника було максимально близьким до тривалості зміни (таблиця 16.1).

Приріст величини міжопераційного оборотного запасу за період часу (T_п), упродовж якого на двох суміжних операціях кількість працюючого устаткування незмінне, визначається за формулою:

, (16.14)

де n_рмi, n_рм(i+1) – кількість робочих місць на i-й та (i+1)-й операціях протягом періоду T_п, шт.; t_ki, t_k(i+1) – норми часу на виконання i-ї та (i+1)-ої операцій, хв.

В таблиці 16.1 наведені розрахунки параметрів перервно-потокової лінії за наступними вихідними даними: програма запуску – 500 шт.; добовий ефективний фонд часу роботи лінії – 900 хв.; такт лінії – r = 900/500 = 1,8 хв. Період укрупненої синхронізації прийнято 2 год. або 120 хв., що дорівнює 0,25 зміни. Решта вихідних даних наведено у таблиці 16.1.

З таблиці 16.1 видно, що тільки робітники А і Г послідовно поєднують роботу на двох суміжних операціях. Це дає змогу завантажити їх роботою протягом зміни відповідно на 100 % і 94 %. За даними таблиці 16.1 розраховується динаміка міжопераційних оборотних запасів між 1-ю і 2-ю операціями за період укрупненої операції тобто за 16 хв.

Таблиця 16.1. Вихідні дані і розрахункові показники перервно-потокової лінії

Технологічний процес	Робоче устаткування	Регламент роботи робітників
№ п/п операцій	Тривалість операцій, хв.	Розрахункове число робочих місць, одиниць	Прийняте число робочих місць, одиниць	Номери робочих місць	Відсоток завантаження робочих місць	Робітники на лінії	Графік роботи робітників в період 120 хв.
	1,4	0,78			78%	А	78%
	2,2	1,22			22%   100%	А   Б	22% 100%
	2,9	1,61			100%   61%	В   Г	100%   61%
	2,4	1,33			33%   100%	Г   Д	33% 100%

За період T_п1, який складає 93,6 хв. (120 x 0,78) на 1-й операції працює один станок, на 2-й операції також 1 станок. Для цих умов визначається Z¢_1,2:

шт.

За період T_п2, який складає 26,4 хв. (120 x 0,22) на 1-й операції станок простоює, на 2-й операції працює два станка. Запас складе:

шт.

Запас із знаком “плюс” означає, що кількість міжопераційних оборотних запасів зросла за період T_п, а зі знаком “мінус” – зменшилась.

Аналогічним способом розраховані величини міжопераційних оборотних запасів між 2-ю та 3-ю операціями і між 3-ю та 4-ю операціями. Графік руху запасів між операціями у вигляді епюр показано на рис. 16.2.

Багатопредметні потокові лінії широко використовуються на підприємствах серійного типу виробництва, які характеризуються значною номенклатурою продукції. Повне завантаження таких ліній забезпечується за рахунок закріплення за ними декількох виробів, які схожі між собою в конструктивно-технологічному відношенні, та виконання на кожному робочому місці декількох операцій. Технологічне устаткування та оснащення ліній повинні мати певну гнучкість, що створює умови для виготовлення на лінії закріпленої номенклатури виробів з мінімальними перервами в роботі.

Багатопредметні лінії бувають двох організаційних форм: групові і змінно-потокові. На групових лініях обробляється значна номенклатура технологічно схожих виробів за одним технологічно близьким маршрутом. Устаткування та технологічне оснащення лінії дозволяє виконувати усі операції на робочих місцях без переналагодження лінії. Порядок розрахунку параметрів групових ліній визначається ступенем їх синхронізації. Якщо забезпечена повна синхронізація усіх технологічних операцій, які виконуються на лінії, то лінія розраховується як однопредметна безперервно-потокова, а якщо операції не синхронізовані, то як однопредметна перервно-потокова лінія.

Змінно-потокові лінії відрізняються від групових тим, що перехід від обробки одного типорозміру до другого вимагає повного або часткового переналагодження устаткування лінії.

Характерною особливістю змінно-потокових багатопредметних ліній є визначення загального (єдиного) такту лінії і окремих (поодиноких) тактів виготовлення виробів кожної номенклатури. В тому випадку, що вироби, які виготовляються на лінії, мають однакову трудомісткість, розраховується загальний такт лінії за формулою:

, (16.15)

де n_в – номенклатура виробів, які закріплені за лінією; K_пл – коефіцієнт, який враховує втрати часу на переобладнання лінії; n_ЗАП – добова програма запуску j-го виду виробів у плановому періоді, шт.

№ операції	Число робочих місць	№ робочих місць	% заванта-ження робочо-го місця	Робіт-ники на лінії	Період укрупненої синхронізації (прийнятий 120 хв.)
				А	93,6 хв.
Міжопераційні оборотні запаси між 1-ою і 2-ою операціями	+24 шт. -24 шт.
				А   Б	26,4 хв. 120 хв.
Міжопераційні оборотні запаси між 2-ою і 3-ою операціями	-17 шт. +15 шт.     +2 шт.
				В   Г	120 хв. 73,2 хв.
Міжопераційні оборотні запаси між 3-ою і 4-ою операціями	+20 шт. –20 шт.
				Г   Д	39,6 хв 120 хв.
Сумарні міжопераційні запаси поточної лінії	-6 шт. +22 шт. –16 шт. 17 шт. 17 шт.

Рис. 16.2. Графік руху міжопераційних оборотних запасів на

багатопредметній перервно-потоковій лінії

Коли вироби, що закріплені за лінією, мають не однакову трудомісткість виготовлення та розмір випуску, то для кожного з них розраховується свій такт (r_j ):

, (16.16)

де T_трj – трудомісткість виготовлення одного виробу j-го виду продукції на усіх операціях потокової лінії, хв.

Порядок визначення кількості робочих місць на операціях і поточній лінії наступний. Спочатку розраховується кількість робочих місць по кожній деталеоперації (n_рмij) та округлюється до цілого числа (n_прij):

, (16.17)

де t_kij – норма часу на виконання i-ої операції j-го виробу, хв.

Далі визначається кількість робочих місць на окремих операціях лінії:

, (16.18)

де K – номенклатура виробів, які закріплені за потоковою лінією.

Потім визначається загальна кількість робочих місць на лінії n_л:

. (16.20)

Оперативно-календарне планування на багатопредметних потокових лініях передбачає: розробку план-графіка виготовлення усіх виробів, які закріплені за лінією, та визначення послідовності і періодичності їх запуску; встановлення розмірів усіх видів запасів; складання графіків переналагодження устаткування на лінії з урахуванням мінімальних витрат часу.

Зміну виробів, які обробляються на багатопредметних лініях, можна провести наступними способами: a) шляхом зупинки подачі на обробку попереднього виробу до повного вироблення усіх запасів лінії і тільки після цього розпочинати запуск нового виробу; б) шляхом одночасної зупинки роботи на усіх робочих місцях для проведення переналагодження лінії, а запаси попереднього виробу зберігаються до наступного запуску на лінію даного типу виробу. Вибір варіанта залежить від конкретних умов виробництва, конструкції потокової лінії, характеру технологічного процесу.