Особенности организации однопредметной непрерывно-поточной линии
Организация однопредметной непрерывно-поточной линии (ОНПЛ) – наиболее совершенная форма организации поточного производства, при которой: а) нормы времени выполнения операций равны или кратны такту (ритму); б) предметы труда перемещаются с одного рабочего места на другое без пролеживания (параллельный вид движения); в) каждая операция закреплена за определенным рабочим местом (узкая специализация рабочих мест); г) рабочие места расположены в порядке последовательности рабочего процесса.
Если продолжительность каждой операции равна такту или ритму, то на каждой операции достаточно одного рабочего места, и изделия через один и тот же интервал времени будет передаваться с предыдущей операции на последующую. Если же продолжительность операции кратна такту, то на параллельно работающих рабочих местах каждой i-ой операции будет обрабатываться одновременно несколько изделий, поступающих в определенной последовательности (см. рис. 17).
Основными календарно-плановыми нормативами ОНПЛ являются: а) такт или ритм потока; б) количество рабочих мест по операциям и по всей поточной линии; в) период конвейера и система адресования; г) длина ленты конвейера; д) скорость движения ленты конвейера и производительность поточной линии; е) величина заделов и незавершенное производство; ж) длительность производственного цикла; з) мощность потребляемая конвейером.
Расчет такта (ритма) потока. Для расчета такта (ритма) поточной линии прежде всего должна быть определена программа запуска продукции на линию за рассчитываемый период времени (месяц, сутки, смена) Nз; действительный (эффективный) фонд времени работы оборудования за этот же период; нормы времени на выполнение каждой i-ой операции.
Программа запуска рассчитывается для того, чтобы учесть отсев продукции на технологические потери (изготовление пробных деталей при наладке оборудования) или по причине брака.
Расчет программы запуска Nз производится по программе выпуска Nв.
(42)
где Nв — программа выпуска изделий, шт.; a — процент технологических потерь или по причине брака.
Расчет действительного фонда времени работы оборудования производится по формуле:
(43)
где Fн — номинальный фонд времени работы оборудования за рассчитываемый период времени, мин., ч.; Ксм — число рабочих смен в сутки; αр — процент потери рабочего времени на проведение всех видов плановых ремонтов, обслуживания, настройки и наладки оборудования; αn — процент потерь рабочего времени на регламентированные перерывы для отдыха рабочих-операторов.
Номинальный фонд времени работы оборудования определяется по формуле:
Fн = tсм * Др - tн * Дн (44)
где tсм — длительность одной рабочей смены, мин., ч.; Др — количество рабочих дней в плановом периоде; tн — продолжительность нерабочего времени в предпразднечные дни, мин., ч.; Дн — количество предпразднечных дней.
Такт ОНПЛ (чн.л.) определяется по следующей формуле (41).
Ритм ОНПЛ (Rн.л.) определяется по формуле (42)
Расчет количества рабочих мест. Число рабочих мест (единиц оборудования) для ОНПЛ по каждой i-ой операции определяется по формуле:
, шт. (45)
где tшт. i — норма штучного времени на данной i-ой операции с учетом коэффициента выполнения норм, мин.
Если нормы времени на операциях равны или кратны такту, то при расчете количества рабочих мест получаются целые числа. В случае, если процесс не полностью синхронизирован, то в результате расчета количества рабочих мест получаются не целые числа, их после соответствующего анализа необходимо округлить в большую или меньшую сторону до целых чисел. Это будет принятое число рабочих мест на каждой i-ой операции (Спр. i). Перегрузка допускается в пределах 5 - 6 % .
Расчет потребного количества рабочих мест (единиц оборудования) по всей ОНПЛ производится по формуле:
(46)
Коэффициент загрузки рабочих мест (оборудования) на каждой i-ой операции определяется по формуле:
(47)
Средний коэффициент загрузки рабочих мест по поточной линии определяется по формуле:
(48)
где i = 1,2 ... m — количество операций по технологическому процессу.
Определение периода конвейера и системы адресования. При организации непрерывно-поточного производства должен строго выдерживаться режим, заключающийся в подаче изделий на рабочие места равными партиями через равные промежутки времени. Это условие выполняется в том случае, если в качестве транспортных средств используются конвейеры: транспортные, рабочие и распределительные.
Остановимся более подробно на применении распределительного конвейера. Операции в данном случае выполняются на стационарных рабочих местах. Изделия снимаются с конвейера и по окончании операции возвращаются на него. Рабочие места располагаются вдоль конвейера с одной или двух его сторон. Изделия равномерно размещаются на несущей части транспортера на участках ленты, отмеченных знаками – цветными флажками, буквами или цифрами. Минимальный комплект разметочных знаков на линии соответствует наименьшему общему кратному числа рабочих мест на всех операциях линии и называется периодом распределительного конвейера (П):
П = НОК [ C1, C2, C3, ... Cn ]. (49)
Например, С1 = 1, С2 = 3, С3 = 2, С4= 1.
П = НОК [ 1, 3, 2, 1] =6 (см. рис. 18).
Рис.18. Схема планировки ОНПЛ с распределительным конвейером
Период конвейера используется для адресования изделий на рабочие места. Лента размечается так, чтобы период в общей длине ленты укладывался целое число раз. Каждый разметочный знак проходит мимо каждого рабочего места через один и тот же интервал времени, равный такту ( чн. л. ), умноженному на число разметочных знаков в периоде ( П ), т. е. через Тп=чн.л.*П.
После разметки ленты конвейера производится закрепление разметочных знаков за рабочими местами. Это закрепление производится в соответствии с продолжительностью выполнения каждой операции. Порядок закрепления номеров разметки по приведенному выше примеру показан в табл. 5.
Наиболее удобные периоды 6, 12, 24, 30. При больших периодах рекомендуется вводить двухрядную (дифференцированную) разметку, применяя два комплекта разметочных знаков (например, цифровой и цветовой), каждый из которых действует не для всех, а только для определенной группы операций.
После расчета периода конвейера, разметки ленты и закрепления разметочных знаков за рабочими местами, производится расчет рабочей и полной длины ленты конвейера.
Таблица 5
Порядок закрепления номеров разметочных знаков за рабочими
местами распределительного конвейера
| Номера операций | Число рабочих мест на операции | Номера рабочих мест | Число закреп- ленных знаков за раб. местом | Последовательность закрепляемых знаков за каждым раб. местом | |
| 1,2,3,4,5,6 | |||||
| 1,4 | |||||
| 2,5 | |||||
| 3,6 | |||||
| 1,3,5 | |||||
| 2,4,6 | |||||
| 1,2,3,4,5,6 |
Расчет длины ленты конвейера. Рабочая длина ленты распределительного конвейера определяется по формуле:
или , м.
где Спр — принятое количество рабочих мест ( единиц оборудования) на i-ой операции; lпр — шаг конвейера, м, т. е. расстояние между осями смежных изделий или пачек, равномерно расположенных на конвейере (1 - 1,2), м.
Полная длина ленты распределительного конвейера должна быть несколько больше двойной рабочей длины ленты и согласована с условиями распределения, определяется по формуле:
, м
где D – диаметр натяжного и приводного барабанов, м.; К — число повторений периода на полной длине ленты конвейера ( всегда целое число); p - постоянное число равное 3,14; П — число разметочных знаков в периоде.
Число повторений периода определяется по формуле (округляется до целого числа).
; (50)
Если оба условия не удовлетворяются, то корректируется шаг конвейера (lnp).
Расчет скорости движения и производительности конвейера. На ОНПЛ рабочие обязаны выполнять свою операцию в установленное время, равное такту или кратное ему. Это обеспечивается жесткой регламентацией работы транспортных средств, в частности установлением для конвейеров определенной скорости. При непрерывном движении конвейера и поштучной передаче изделий ему придается скорость ( V ), определяемая по формуле:
, м / мин. (51)
При передаче изделий транспортными партиями ( Р ) скорость конвейера определяется по формуле:
, м/ мин. (52)
При пульсирующем движении скорость конвейера определяется по формуле:
V=lпр / tтр (53)
где tтр – время транспортировки изделия на один шаг конвейера, мин.
Диапазон наиболее рациональных скоростей – 0,5-2,5 м/мин. (конвейеров с непрерывным движением), 20 - 40 м/ мин.(ленточных конвейеров пульсирующего действия) и 0,1 - 4,0 м / мин.(конвейеров с непрерывным движением при передаче изделий транспортными партиями).
Производительность ОНПЛ определяется через величину обратную такту (ритму) потока, называемую темпом. Темп — это количество изделий, сходящих с линии за единицу времени, определяется часовая производительность ОНПЛ по формуле:
(54)
Часовая производительность ОНПЛ в единицах массы определяется по формуле:
, кг/ч (55)
где Q — средний вес единицы изделия, обрабатываемого (собираемого) на поточной линии, кг.
Расчёт мощности приводного двигателя конвейера (Руст.к) производится по формуле:
, кВт (56)
где W — мощность конвейера, измеряемая в лошадиных силах, определяется по формуле:
, л.с. (57)
где Qк — все ленты (цепи) конвейера (в расчете можно принять в пределах 4 - 8 кг/пог. м.)
Расчет заделов на ОНПЛ и незавершенного производства. На ОНПЛ создаются заделы трех видов: технологические, транспортные и резервные (страховые).
Технологический задел соответствует тому числу изделий, которое в каждый данный момент времени находится в процессе обработки на рабочих местах. При поштучной передаче изделий он соответствует числу рабочих мест на линии.
, шт. (58)
При передаче изделий транспортными партиями (Р) шт.
, шт. (59)
Транспортный задел состоит из того числа изделий, которое в каждый момент времени находится в процессе транспортировки на конвейере. При поштучной передаче изделий задел равен:
, шт. (60)
При передаче изделий транспортными партиями (Р) задел равен:
, шт. (61)
На ОНПЛ с применением пульсирующего или рабочего конвейера транспортный задел совпадает с технологическим.
Резервный (страховой) задел создается на наиболее ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, а также на контрольных пунктах. Этот задел должен восполнять недостаток деталей при отклонении от заданного такта на данной операции. Величина этого задела устанавливается (в среднем 4 - 5% сменного задания), или может быть рассчитана по выражению:
, шт. (62)
где tрез.i — время, на которое создается резервный запас предметов труда на i-ой операции (tрез берется равным длительности цикла ремонта единицы оборудования), мин.
Общая величина задела на ОНПЛ определяется по формуле:
, шт. (63)
Величина незавершенного производства на ОНПЛ в нормо-часах (без учета затрат труда в предыдущих цехах) определяется по формуле:
, шт. (64)
где S tшт.i — суммарная норма времени по всем операциям технологического процесса, н / час; Zo— общая суммарная величина задела, шт.
Средняя величина незавершенного производства на ОНПЛ в нормо-часах (с учетом затрат труда в предыдущих цехах) определяется по формуле:
, шт. (65)
где tпред. — суммарные затраты труда в предыдущих цехах на единицу изделия, н / час.
Величина незавершенного производства в денежном выражении определяется по формуле:
, шт. (66)
где Cz — цеховая себестоимость изделия, находящегося в заделе, руб.
, шт. (67)
Величина Сz составляет:
где Сц — цеховая себестоимость изделия в руб. ; Спред . — затраты на единицу продукции в предыдущих цехах, руб.
Расчет длительности производственного цикла. Длительность производственного цикла на ОНПЛ определяется графически (составляется стандарт-план работы линии, см. рис. 19 и аналитическим способом (расчет ведется по формулам).
Длительность производственного цикла – отрезок времени от поступления предмета труда на первую операцию поточной линии до его выхода с нее (tц). Стандарт-план определяет способ и период передачи деталей с операции на операцию (по одной детали или транспортными партиями, через такт или через несколько тактов). Он составляется на такой отрезок времени, который достаточен для выявления повторяемости процесса производства на данной линии.
На рис. 19 показан стандарт-план работы ОНПЛ, оборудованной распределительным конвейером с последовательным расположением рабочих мест на операциях и с длительностью выполнения операций равной или кратной такту. Движение деталей на линии организованно так, что они перемещаются конвейером с постоянной скоростью, проходя путь за такт потока, равный расстоянию между рабочими местами. Таким образом, если на 2й операции имеется три рабочих места, то время перемещения детали на третье рабочее место данной операции составит величину, равную 3*чн.л.. В нижней части стандарт-плана можно рассчитать величину технологического и транспортного заделов. Вертикальная линия АВ показывает формирование этих заделов. Кружками отмечены изделия находящиеся в технологическом заделе на рабочих местах, крестиками — в транспортном заделе. Сумма кружков и крестиков показывает соответственно величину технологического и транспортного заделов.
Расчет длительности производственного цикла аналитическим способом (по формулам) ведется в зависимости от движения предметов труда перед первой и после последней операций.
Если обработка изделия начинается непосредственно с первого рабочего места и без лишнего интервала движения после последней операции, как это показано на рис. 8.5, длительность цикла определяется по формуле:
, мин.
Если имеет место движение предмета перед первой или последней операцией, длительность производственного цикла определяется по формуле:
, мин.
Если имеет место движение предмета перед первой и после его последней операции, длительность цикла определяется по формуле:
, мин.