Выбор и обоснование типа производства и вида поточной линии

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе рассматривается однопредметная прерывно-поточная линия.

Прерывно-поточные (прямоточные) линии – это линии, на которых особенности конструкции изделий и технологии производства не позволяют осуществить непрерывность производственного процесса: имеются операции по продолжительности не равные и не кратные такту, т. е. не соблюдается условие синхронности операций.

ОППЛ наиболее широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного типов производства, а также в сборочных цехах, если работа связана с использованием оборудования или если на некоторых промежуточных операциях появляется брак. Во всех этих случаях технологические операции не синхронизированы. Вследствие неравенства или некратности операций такту (ритму) на таких линиях невозможно достигнуть непрерывности обработки предметов, работы оборудования и рабочих-операторов. Нарушение непрерывности производственного процесса вызывает необходимость создания межоперационных оборотных заделов (что служит показателем прерывности) и простоев оборудования.

Движение предметов труда на ОППЛ осуществляется параллельно-последовательно. На каждой операции обработка определенного количества предметов труда ведется непрерывно, а на следующие операции они подаются частями (транспортными партиями), чаще всего поштучно, по бесприводным транспортным средствам (скатам, склизам, желобам, рольгангам), работающим со свободным ритмом. При значительных расстояниях между рабочими местами или при большом весе предметов труда могут применятся распределительные конвейеры. После окончания обработки определенного количества предметов труда на одной операции рабочий переходит на другую операцию.

Для того чтобы привести к минимуму наличие оборотных заделов, простоя оборудования и рабочих, необходимо установить наиболее целесообразный регламент работы линии, который достигается расчетом следующих календарно-плановых нормативов: а) укрупненного такта (ритма) поточной линии; б) количество рабочих мест по операциям и по всей поточной линии; в) стандарт-плана работы поточной линии; г) размера и динамики движения межоперационных оборотных заделов; д) длительности производственного цикла.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА И ОБОСНОВАНИЕ ВИДА ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ

Краткое описание объекта производства и технологического процесса

Единицей выпускаемого изделия является шестерня. Описание объекта производства и технологического процесса приведено в таблицах 1.1 и 1.2.

Месячная программа выпуска – 2925 штук, режим работы – 2 смены, количество рабочих дней – 21, процент потерь рабочего времени – 5%, продолжительность смены – 8 часов.

Таблица 1.1 – Краткая характеристика объекта производства

Наименование детали	Вид заготовки	Материал, марка	Вес заготовки, кг	Чистый вес детали, кг	Оптовая цена 1 кг материала, у. е.	Оптовая цена 1 кг отходов, у. е.
Шестерня	Поковка	Ст. 45	0,25	0,12	0,1	0,025

Таблица 1.2 – Технологический процесс изготовления детали

Наименование операции	Разряд работ	Наименование оборудования и инструмента	Нормы времени, мин
1. Отрезная		Дисковый отрезной станок 8В66(750×500)	5,4
2. Токарная		Токарный станок 1А616П(2135×1225)	8,0
3. Протяжная		Протяжной вертикальный полуавтомат 7633 (3950×2100)	4,8
4. Зуборезная		Полуавтомат зуборезный 5С23П (2040×1255)	6,6
5. Зубозакругляющая		Полуавтомат зубошевинговальный 5702В (1920×1500)	9,2
6. Шлифовальная		Полуавтомат зубошлифовальный 5В830 (1950×2000)	7,0
7. Доводочная		Полировальный станок 3863М (1550×100)	7,0

Выбор и обоснование типа производства и вида поточной линии

Форма организации производственного процесса на участке (в цехе) оп­ределяется, как правило, типом производства, т. е. степенью постоянства загрузки рабочих мест, линии, участка, цеха, завода одной и той же работой. Различают три типа производства: массовый, серийный, единичный.

Правильное определение типа производства на участке позволяет выбрать эффективную форму его организации. Основой для такого определения являются программа выпуска, вид изделия и трудоемкость его изготовления. Показателями могут служить коэффициенты специализации и массовости.

Коэффициент специализации (K_сп) определяем по формуле

	,	(1.1)
где	m	–	количество операций по технологическому процессу на участке, равное 7;
	Спр	–	принятое количество рабочих мест, шт.

Расчетное число рабочих мест С_р определяется по формуле

	,	(1.2)
где	tшт.i	–	нормы времени на операцию, мин;
	r	–	такт поточной линии, мин/шт.

Такт поточной линии рассчитывается по формуле

,

(1.3)

где N – программа выпуска изделий за месяц, равная 2925 штук;

F_Э – эффективный фонд времени работы оборудования, ч.

Эффективный фонд времени определяется по формуле

,

(1.4)

здесь d – количество рабочих дней, равное 22 дня;

t – продолжительность смены, равная 8 часов;

s – количество смен, равное 2;

К_п.о – коэффициент, учитывающий время простоя оборудования при плановом ремонте и равный 0,95.

Тогда

По формуле (1.3) определяем такт поточной линии r:

По формуле (1.2) определяем расчетное число рабочих мест C_р:

Примем количество рабочих мест С_пр = 7.

По формуле (1.1) определяем коэффициент специализации К_сп:

Так как К_сп 1, то тип производства является массовым.

Определяем коэффициент массовости К_м:

(1.5)

К_м ≥1, значит, имеет место массовый тип производства, так как каждая операция технологического процесса полностью загружает одно рабочее место на протяжении всего планируемого периода.

Так как тип производства массовый, имеет смысл организация поточного производства. Изготавливается одна деталь – шестерня, поэтому линия является однопредметной. Так как нормы времени не равны или не кратны такту, то технологический процесс нельзя синхронизировать, а значит, линия прерывная. Т.е. для изготовления шестерни нужно применить однопредметную прерывно-поточную линию.

РАСЧЕТ КАЛЕНДАРНО-ПЛАНОВЫХ НОРМАТИВОВ И ПОСТРОЕНИЕ СТАНДАРТ-ПЛАНА ОППЛ

Однопредметные прерывно-поточные линии применяются в массовом и крупносерийном типах производства, когда норма времени выполнения операции производственного процесса не равна и не кратна такту потока и когда на отдельных операциях появляется брак.

1. Такт однопредметной прерывно-поточной линии

2. Определение количества рабочих мест осуществляется по каждой i-ой операции и по всей поточной линии в целом. Рассчитываем количество рабочих мест по операциям по формуле

где t_шт.i – норма штучного времени на данной i-й операции, с учетом коэффицмента выполнения норм, мин;

– такт (поштучный ритм) поточной линии, мин/шт.

Наименование операции	Норма штучного времени (tшт /мин)	Коэффициент выполнения норм времени (Кв)	Норма штучного времени с учетом коэф. выполнения норм (tшт), мин	Такт линии мин/шт.	Кол-во единиц оборудования (рабочих мест)	Коэффициент загрузки рабочих мест, оборудования Кз
расчетное	принятое
1. Отрезная	5,4	1,0	5,4	7,08	0,76		0,76
2. Токарная	8,0	1,0	8,0	7,08	1,13		0,88
3. Протяжная	4,8	1,0	4,8	7,08	0,68		0,68
4. Зуборезная	6,6	1,0	6,6	7,08	0,93		0,93
5. Зубоза-кругляющая	9,2	1,0	9,2	7,08	1,30		0,77
6. Шлифовальная	7,0	1,0	7,0	7,08	0,99		0,99
7. Доводочная	7,0	1,0	7,0	7,08	0,99		0,99

Исходя из расчетного количества рабочих мест, количество принятых рабочих мест будет:

С_пр1 = 1; С_пр2 = 2; С_пр3 = 1; С_пр4 = 1; С_пр5 = 2; С_пр6 = 1; С_пр7 = 1.

Найдем коэффициенты загрузки по операциям:

К_з1 = 0,76; К_з2 = 0,88; К_з3 = 0,68; К_з4 = 0,93;

К_з5 = 0,77; К_з6 = 0,99; К_з7 = 0,99.

Средний коэффициент загрузки рабочих мест определяется по формуле:

,

что соответствует требованиям для организации ОППЛ (К_{з ср}

Расчётная численность производственных рабочих - 9 человек, однако после построения графика регламентации труда (подбора работ и совмещения профессий) выявлено, что достаточно иметь на линии 7 человек в смену. Один из них будет выполнять работу на 2-м и 3-м рабочем месте, один на 4-м и 7-м рабочем месте.

График и порядок обслуживания рабочих мест представлен на стандарт плане (см. Приложение А).

№ операции	наименование операции	Норма времени (tшт /мин)	Такт потока (rпр), мин/шт	Количество рабочих мест	Номер рабочих мест	Загрузка рабочих мест	Количество рабочих, чел	Порядок обслуживания рабочих мест	График работы оборудования и перехода рабочих с одного рабочего места на другое за период оборота линии, равный одной смене (480 мин), и движение оборотных заделов	Программа выпуска дет. за Fсм=Т0=480 мин
Расчетное (Ср)	Принятое (Спр)	в %	в мин.
	Отрезная	5,4	6,55	0,76						1+3
	Токарная	8,0	6,55	1,13						3+1
	Протяжная	4,8	6,55	0,68
	Зуборезная	6,6	6,55	0,93						5+7
	5. Зубоза-кругляющая	9,2	6,55	1,3						7+5
	6. Шлифовальная	7,0	6,55	0,99
	7. Доводочная	7,0	6,55	0,99
	Итого:

3. На ОППЛ вследствие различной трудоемкости на операциях производственного процесса неизбежны межоперационные оборотные заделы. Они создаются для выравнивания производительности на смежных операциях. Это детали или узлы, находящиеся на рабочих местах в ожидании процесса обработки.

Расчет межоперационных оборотных заделов производится по стандарт-плану ОППЛ между каждой парой смежных операций (например, между 2-й и 3-й операциями, между 3-й и 4-й и т.д.). Для этого период оборота линии (Т_о) разбивается на части, каждая из которых характеризуется неизменным числом работающих единиц оборудования на смежных операциях и называется частным периодом. Размер оборотного задела между каждой парой смежных операций (i и i+1) и в каждом частном периоде (Т_j) определяется по формуле:

		(2.8)
где	Тj	–	продолжительность j-го частного периода между смежными операциями при неизменном числе работающих единиц оборудования, мин;
	Сi и Сi+1	–	число единиц оборудования соответственно на i-ой и (i+1)-ой операциях в течение частного периода времени Тj;
Tшт.i и Тшт.i+1	–	нормы штучного времени соответственно на i-ой и (i+1)-ой операциях технологического процесса, мин.

Расчет изменения заделов приведён в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Расчет динамики межоперационных оборотных заделов

Частные периоды	Длительность частного периода, мин	Расчет изменения заделов по частным периодам, шт.	Площадь эпюр, дет./мин
Между 1-й и 2-й операциями
T1
T2
T3
		Итого
Между 2-й и 3-й операциями
T1
T2
T3
		Итого
Между 3-й и 4-й операциями
T1			1080,0
T2
		Итого
Между 4-й и 5-й операциями
T1
T2
T3
		Итого
Между 5-й и 6-й операциями
T1
T2			1820,5
T3
		Итого	2545,5
Между 6-й и 7-й операциями
Т1
		Всего	17354,5

В экономическом отношении важной характеристикой ОППЛ является средняя величина межоперационных заделов между каждой парой смежных операций и по линии в целом, поскольку она характеризует связывание оборотных средств в незавершенном производстве.

Между каждой парой смежных операций расчет средней величины межоперационных оборотных заделов производим по формуле:

	,	(2.9)
где	Si	–	площадь эпюры оборотного задела между i-ой и (i+1)-ой операциями;
	То	–	период оборота линии.

Результаты расчета приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Расчет средней величины межоперационных оборотных заделов

Пара смежных операций	Период оборота линии, То, мин	Площадь эпюр, Si	Средняя величина заделов, z'ср. об., шт.
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6		2545,5
6-7
Всего	17354,5

Средняя величина межоперационного задела в целом по линии равна сумме средних величин межоперационных оборотных заделов по всем операциям. Эту величину вычисляем по формуле

	,	(2.10)
где		–	сумма площадей эпюр по всей поточной линии

Среднюю величину оборотного задела (z_ср.об) на линии принимаем для расчета величины незавершенного производства. Величина незавершенного производства в нормо-часах, без учета затрат труда в предыдущих цехах, определяем по формуле

(2.11)

Для нашего случая

Важным календарно-плановым нормативом является длительность производственного цикла (t_ц). Расчет этого норматива производим по формуле

(2.12)

Для данного случая

РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ И ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА

Планировка производственного участка

Планировка участка обычно сочетается с выбором средств межоперационного транспорта. Она должна отвечать принципу прямоточности, т.е. предусматривать возможность передачи деталей между станками по кратчайшему расстоянию с наименьшими затратами времени и наименьшим использованием производственной площади. Этому требованию, как правило, удовлетворяет расстановка оборудования на участке в последовательности операций технического процесса.

При планировке необходимо предусмотреть удобные подходы к станкам (оборудованию) для проведения ремонта и обслуживания.

Расстановка оборудования зависит от характера обрабатываемых деталей, вида используемого оборудования, вида транспортных средств, уровня механизации и автоматизации транспортировки объектов производства, степени и характера участия человека в производственном процессе, постоянства и разнообразия номенклатуры обрабатываемых деталей и других факторов.

При формировании участков с прямоугольной формой компоновки технологического оборудования оно располагается вдоль прямоточно-возвратной трассы в одну или несколько линий (линейная компоновка), а транспортные средства перемещаются по напольным или подвесным направляющим трассы.

Так как наш участок не роботизирован, то по указанной трассе могут перемещаться с грузом электрокары, ручные тележки и осуществляться ручная передача деталей (детали мелкие и лёгкие) с одного рабочего места на другое, но форма компоновки остаётся прямоугольной. Станки расположены в соответствии с последовательностью выполнения технологических операций по производству шестерни.

Планировка участка представлена в приложении Б.