Общая характеристика и разновидности поточного производства. Организационные условия и преимущества поточного производств

Поточное производство – прогрессивная форма организации производства, основанная на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных в порядке последовательности операций технологического процесса.

Первичное звено поточного производства – поточная линия, т. е. группа рабочих мест, на которых осуществляется производственный процесс в соответствии с признаками поточного производства.

Признаки поточного производства:

– на каждой поточной линии изготавливается одно или несколько технологически сходных между собой изделий;

– узкая специализация рабочих мест – за каждым рабочим метом закрепляется одна операция для изделия;

– расположение рабочих мест по ходу технологического процесса, т. е. в соответствии с принципом прямоточности;

– передача изделий с операции на операцию производится поштучно или небольшими передаточными партиями;

– обработанное на рабочем месте изделие передается на следующее рабочее место без межоперационного пролеживания или с короткими перерывами;

– ритмичная повторяемость операций – на каждой операции операционное время должно быть равно или кратно такту потока;

– высокая степень непрерывности производственного процесса;

– параллельность осуществления операций технологического процесса.

Таким образом, в поточном производстве в наибольшей степени реализуются основные принципы рациональной организации производственных процессов: принцип специализации, параллельности, непрерывности, пропорциональности, прямоточности, ритмичности.

Пример:

Операции
tшт. мин
Число рабочих мест
Выпуск деталей за 24 мин, шт

Организация потока для четырех последовательных операций с заданным штучным временем представлена рис. 5.1.

Очевидно, что для непрерывной ритмичной работы на второй операции должно быть втрое больше станков, чем на первой, так как время выполнения второй операции в три раза больше, чем на первой. Соответственно на третьей операции должно быть два рабочих места, а на четвертой операции – одно.

Рис. 5.1. Схема организации поточного производства детали

Русло потока расширяется на второй операции и суживается на третьей и четвертой операциях. Число рабочих мет в соответствии с трудоемкостью операций изменяется и этим достигается выпуск одинакового количества изделий через равные промежутки времени.

В зависимости от конструкций производственных зданий, видов выпускаемых изделий и используемого оборудования разрабатываются планировки овальных, Т - и П-образных, круговых поточных линий. В качестве транспортных средств поточных линий используются конвейеры (ленточные и подвесные), неприводные транспортные средства (склизы, желоба), промышленные роботы, универсальные манипуляторы и т. п. Технологическая тара в поточном производстве конструируется с учетом геометрических форм, габаритов, а также транспортных партий деталей.

Пространственная планировка поточной линии должна обеспечить:

- кратчайший путь движения изделия;

- рациональное использование производственных площадей;

- условия для транспортировки материалов и деталей к рабочим местам;

- удобство подходов для ремонта и обслуживания;

- достаточность площадей и оргоснастки для хранения требуемых запасов материалов и готовых деталей;

- возможность легкого удаления отходов производства.

Экономическая эффективность поточного метода обеспечивается высоким уровнем реализации основных принципов рациональной организации производственных процессов: специализации, непрерывности, пропорциональности, параллельности, прямоточности и ритмичности.

Для поточного производства характерны следующие достоинства:

· устойчивый выпуск продукции;

· высокая степень технологичности и стабильности конструкции изделий;

· высокий уровень механизации и автоматизации ручных работ и транспортных операций;

· типизация технологических процессов и оснастки;

· наиболее полное использование оборудования, материалов и прочих средств производства;

· бесперебойное обслуживание рабочих мест.

Эффективность поточного метода организации производства выражается в следующем:

1. повышается производительность труда за счет сокращения затрат времени на обработку (сборку) каждого изделия вследствие внедрения механизации и автоматизации, совершенствования технологии, роста навыков рабочих, сокращения времени простоев;

2. сокращается длительность производственного цикла за счет уменьшения обработки, времени транспортировки, за счет применения параллельного или параллельно-последовательного видов движения;

3. уменьшается размер незавершенного производства и ускоряется оборачиваемость оборотных средств за счет сокращения длительности производственного цикла и заделов;

4. улучшается использование основных фондов за счет увеличения выпуска продукции в единицу времени с единицы оборудования и с одного квадратного метра площади;

5. улучшается качество продукции и уменьшается брак;

6. снижается себестоимость продукции за счет сокращения затрат времени на обработку и потерь от брака, снижения накладных расходов и т.д.

В то же время поточное производство имеет и определенные недостатки.

Самым заметным из них является примитивизация труда рабочих, ограничение его выполнением элементарных механических операций, что является следствием высокой дифференциации технологического процесса. Это делает труд на поточной линии малосодержательным, противоречащим общей тенденции повышения образовательного и квалификационного уровня работников. Весьма, непривлекателен также жесткий ритм работы на поточных линиях, отсутствие самых элементарных творческих элементов в труде. Этот недостаток поточного производства преодолевается путем его автоматизации и создания автоматических поточных линий. Ныне автоматические линии широко применяются в массовом производстве.

Как существенный недостаток поточного производства в его традиционной узкоспециализированной форме можно назвать и противоречие между его тяготением к конструктивно-технологической стабильности (то есть его консерватизмом) и требованиями динамичности производства, постоянного обновления продукции в соответствии с научно-техническим прогрессом и потребностями рынка. Узкая специализация рабочих мест, их жесткая привязанность к ходу технологического процесса создают трудности для перехода на выпуск новой продукции. Возникает необходимость в замене оборудовании, его перемещении, создания новой оснастки, переквалификации рабочих, что связано с большими затратами времени и средств. Эта отрицательная сторона поточного производства постепенно нейтрализуется повышением гибкости технологических систем, применением станков с числовым программным управлением, внедрением автоматических многофункциональных манипуляторов-роботов.

Поточные линии можно классифицировать по следующим признакам:

1. Уровень специализации (тип производства):

– однопредметные (однономенклатурные), за которыми закреплены изделия (детали) одного наименования и типоразмера, применяются в массовом производстве;

– многопредметные (многономенклатурные), за которыми закреплены изделия (детали) нескольких наименований или типоразмеров, применяются в крупносерийном производстве.

2. Степень постоянства обработки предметов производства:

– постоянные, на которых в течение планируемого периода не меняется предмет производства, т. е. которые функционируют в условиях массового производства;

– переменные, на которых осуществляется производство деталей
(изделий) различных наименований или типоразмеров партиями по стандартным графикам запуска–выпуска;

– групповые, на которых обрабатываются детали однородные по конструктивно-технологическому признаку, не требующие переналадки оборудования, и которые могут быть запущены в производство в любом сочетании.

Переменные и групповые поточные линии применяются в условиях крупносерийного производства.

3. Степень непрерывности движения предметов производства:

– непрерывно-поточные, на которых операционные циклы равны между собой, т. е. соблюдается условие кратности норм штучного времени на операциях;

– прерывно-поточные (прямоточные), на которых операционные циклы не равны между собой, имеют место перерывы ожидания на более производительных операциях.

4. Постоянство производственных условий:

– без переналадки оборудования, к которым относятся линии массового производства и групповые линии крупносерийного производства;

– с переналадкой оборудования, т. е. переменно-поточные линии крупносерийного производства.

5. Способ поддержания ритма:

– линии с регламентированным ритмом, на которых установленный порядок работы регламентируется конвейером, световой или звуковой сигнализацией;

– со свободным ритмом, на которых выполнение каждой операции осуществляется в соответствии с ее трудоемкостью и степенью загрузки, что характерно для прерывно-поточных линий.

6. Способ транспортировки предметов труда:

– конвейерные, на которых применяются приводные конвейеры различных конструкций;

– линии с применением бесприводных транспортных средств (рольгангов, скатов, спусков и др.);

– линии с применением подъемно-транспортного оборудования циклического действия (кранов, монорельсов с тельферами, электротележек и т. п.).

Одним из важнейших механизмов реализации принципа соответствия в поточном производстве является установление нормальной напряженности труда рабочих-операторов. Это достигается путем разработки и применения научно обоснованных норм труда. Напряженность труда в поточном производстве регламентируется, как известно, тактом (ритмом) поточной линии. На стадии проектирования первоочередной задачей является определение такта, как основного норматива поточного производства.

В теории организации производства принято рассматривать такт запуска и такт выпуска. Соответственно в определенных производственных условиях имеют место программа запуска и программа выпуска. С точки зрения организации производственных процессов целесообразно оперировать понятиями такт запуска и программа выпуска.

Такт запуска – интервал времени, через который периодически осуществляется запуск изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения.

Если детали на потоке передаются с одного рабочего места на последующее небольшими передаточными партиями, то промежуток времени между передачей всех деталей партии называется ритмом.

Необходимо различать: расчетный такт, нормативный рабочий такт и принятый рабочий такт поточной линии.

Расчетный такт определяется как отношение эффективного фонда времени работы линии за определенный плановый период к производственной программе в натуральном выражении за тот же период.

В общем виде расчетный такт принято выражать формулой:

где: – расчетный такт поточной линии, мин.,

F_эф– эффективный фонд времени линии за определенный период, мин.,

N_зап - количество изделий по плану запуска за тот же период, шт.

Ритм потока:

R = n*r,

где п – количество деталей в транспортной партии, шт.

Расчетный такт является функцией заданной программы запуска, и по нему определяются основные организационно-технические параметры поточной линии. Если разработка технологических процессов осуществлялась с ориентацией на величину расчетного такта, и при этом удалось достичь условия синхронности выполнения операций, то применение расчетного такта правомерно.

Если производственный процесс не синхронизирован, то определение организационно-технических параметров, а также экономических показателей по расчетному такту приводит к искажению потенциала поточной линии, и поэтому он не может быть принят в качестве норматива, определяющего регламент ее работы.

Нормативный рабочий такт определяется по максимальному отношению норм штучного времени к количеству единиц оборудования на операциях поточной линии.

Нормативный рабочий такт предлагается рассчитывать по формуле:

,

где: r_раб – нормативный рабочий такт поточной линии, мин.,

max(t_i/c_пi)– максимальное отношение нормы штучного времени к принятому числу единиц оборудования из всех операций поточной линии.

При таком подходе такт является функцией нормы труда. Нормативный рабочий такт определяет регламент функционирования прямоточной линии исходя из научно обоснованных норм времени, и не зависит ни от производственной программы, ни от фонда времени работы, а только от соотношения норм штучного времени и количества единиц оборудования на операциях.

Принятый рабочий такт - это такт, с которым фактически работает поточная линия в определенной производственной ситуации. Он может совпадать с нормативным. Однако, как показывает опыт, принятый рабочий такт устанавливается исходя из сложившейся производственной ситуации. На конвейерных поточных линиях он регламентируется скоростью конвейера, которая при необходимости может быть изменена в определенном интервале. На прямоточных линиях такт определяется работой на самой непроизводительной операции и может быть изменен за счет интенсификации труда, что также имеет место в реальном производстве.

Количество рабочих мест на каждой операции поточной линии рассчитывается по формуле:

С_расч = t_шт / r,

где С_расч – расчетное число рабочих мест на операции,

t_шт – штучная норма времени на операции, мин.

Если по расчету на всех операциях количество рабочих мест окажется целым числом, то поток полностью синхронизирован. При расчетах количество рабочих мест может оказаться дробным числом. В этом случае выбирается ближайшее большее целое число. Отношение расчетного количества рабочих мест к приятому определяет их загрузку:

η_р = С_расч / С_пр,

где η_р – коэффициент загрузки рабочего места;

С_пр – принятое количество рабочих мест на операции.

Большую роль в организации поточных линий играет межоперационный транспорт. Транспорт не только перемещает деталь с одного рабочего места на другое, но и организует весь поток, так как скорость транспортного средства устанавливается в соответствии с величиной такта. Транспортные средства могут быть:

- бесприводными – транспортеры пластинчатые, ленточные, горизонтально и вертикально замкнутые с грузовыми площадками, напольные, подвесные и пр.; конвейеры;

- приводными.

Конвейеры бывают двух типов:

- распределительные – средство перемещения обрабатываемых деталей между стационарными рабочими метами, расположенными около конвейера. Рабочие места могут располагаться либо по одну сторону конвейера, либо по обеим сторонам. Движение распределительного конвейера осуществляется в свободном ритме;

- рабочие – технологические операции осуществляются на самом конвейере (сборка машин). Изделия устанавливаются на специальных подставках на равных расстояниях друг от друга (шаг конвейера).

Скорость конвейера определяется:

где V – скорость движения конвейера, м/мин;

l – величина шага конвейера, м;

r – такт потока, мин.

Для выполнения каждой операции вдоль конвейера организуется рабочая зона. Длина рабочей зоны определяется:

Все незаконченные обработкой изделия называют заделом. Задел – это незавершенное производство в натуральном выражении.

Задел, находящийся на производственном участке, называется линейным и подразделяется:

- технологический – детали, находящиеся на всех операциях поточной линии

где m – число операций на поточной линии;

n – количество деталей, одновременно изготавливаемых на каждом рабочем мессте;

С – количество рабочих мест на каждой операции;

-транспортный – состоит из деталей, находящихся на транспортных средства, определяется вместимостью тары или других транспортных устройств

Z_тр=p*(C_общ – 1),

где р – величина передаточной партии, шт;

С_общ – общее число рабочих мест на поточной линии;

- оборотный – возникает вследствие разной производительности сложных рабочих мест. Оборотные заделы непрерывно изменяются в течение некоторого периода работы (например, смены) в пределах от наибольшего своего значения до нуля;

- страховой (резервный) – создаются для компенсации возможных перебоев и отклонений от ритма в работе производственных линий. Наличие страховых заделов особенно важно на линиях непрерывных потоков с жесткой связью. Страховой задел после израсходования должен быть обязательно восстановлен в заданном уровне и на надлежащих местах.

При установлении общей нормы задела для линии все виды заделов суммируются, при этом некоторые заделы можно совмещать (например, оборотный задел на начало смены и транспортный).