Конспект лекции по теме: Основы организации поточного производства
план-конспект занятия на тему

Основы организации поточного производства

1. Понятие поточного производства

Наиболее прогрессивным и высокоэффективным является поточный метод организации производства. Поточный метод организации производства характерен для массового типа предприятий, однако он может применяться на предприятиях с серийным и даже единичным типом производства, например при изготовлении унифицированных деталей и узлов.

В поточном производстве процесс изготовления продукции расчленяется на равные или кратные по трудоемкости операции, которые закрепляются за определенными рабочими местами, расположенными в порядке следования операций технологического процесса. Передача изделий с операции на операцию производится поштучно или по несколько штук — транспортными (передаточными) партиями. 

При поточном методе организации производства производственный процесс организуется в строгом соответствии с основными принципами рациональной организации производства: специализацией, прямоточностью, пропорциональностью, ритмичностью и др.

Поточный метод организации производства представляет собой совокупность приемов и средств реализации производственного процесса, при котором обеспечивается строго согласованное выполнение всех операций технологического процесса во времени и перемещение предметов труда по рабочим местам в соответствии с установочным тактом выпуска изделий. При этом рабочие места, специализированные на выполнении определенных операций, располагаются в последовательности технологического процесса, образуя поточную линию.

Для передачи предмета труда от одной операции к другой, как правило, применяется специальный механизированный транспорт. Наиболее распространенными видами транспортных средств, применяемых в поточном производстве, являются различные виды конвейеров, подъемно-транспортные механизмы (краны, монорельсы), передвижные стеллажи и т. д. При передаче изделий с одной поточной линии на другую или из одного цеха в другой используют подвесные конвейеры, позволяющие перемещать изделия над рабочими местами (под перекрытиями) и опускать их до уровня пола.

При поточной организации производства органически сочетаются, а часто и совмещаются основные и обслуживающие операции (например, транспортирование), превращаясь во взаимоувязанный процесс изготовления изделия. Это позволяет максимально сократить время изготовления изделий, снизить затраты труда и материально-технических ресурсов, обеспечить полную загрузку оборудования. Главной предпосылкой поточной организации производства является сосредоточение в одном производственном звене выпуска однородной или конструктивно и технологически сходной продукции.

Применение поточных форм организации производственных процессов на машиностроительных предприятиях эффективно особенно при высоком уровне механизации и автоматизаций процесса.

В поточном производстве по сравнению с непоточным, как правило, резко сокращаются производственные циклы изготовления изделий, уменьшается размер незавершенного производства, повышается производительность труда и, следовательно, снижается себестоимость продукции. Эффективность поточного производства в машиностроении находит свое выражение в том, что оно способствует достижению ритмичности производства, увеличению выпуска продукции, улучшению ее качества и сокращению потерь рабочего времени. Это ведет к улучшению технико-экономических показателей работы предприятия и его конечных результатов.

2. Классификация поточных линий

Основным первичным структурным подразделением поточного производства является поточная линия, т. е. группа рабочих мест, предназначенная для выполнения закрепленных за ними операций, расположенных по ходу технологического процесса; изделия (детали) передаются по операциям поштучно или небольшими партиями. Главным организационным свойствами поточных линий являются непрерывность и ритмичность работы.

Ритмичность работы линии проявляется в выпуске равного количества деталей (изделий) через равные интервалы времени и повторение соответствующего количества операций на каждом рабочем месте за тот же интервал времени. Тактом называют интервал времени между последовательным выпуском двух одноименных деталей с поточной линии. На линиях с поштучной передачей изделий с операции на операцию выпуск каждого изделия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом и измеряемый в мин/шт:

r = Fэ : Nзап, где

r – такт поточной линии

Fэ — эффективный фонд времени работы линии в рассчитываемом периоде, мин;

Nзап — программа запуска изделий в тот же период, шт.

Если с линии выходит одновременно несколько деталей (передаточная партия), то определяют ритм. Ритм отличается от такта на величину передаточной партии и определяется по формуле:

R = r * р

где R – ритм поточной линии,

р — число деталей (изделий) в передаточной партии.

В зависимости от типа производства, особенностей технологии обрабатываемых и собираемых изделий, форм организации труда поточные линии могут различаться по ряду признаков.

По разнообразию обрабатываемых изделий выделяют: однопредметные линии, на которых устойчиво выпускаются изделия или узлы, детали одного наименования (в массовом производстве); многопредметные линии, на которых поочередно обрабатываются детали, узлы, изделия различных наименований, но сходные в конструктивном и технологическом отношении. Иногда возможна одновременная обработка технологически родственных изделий двух-трех наименований с использованием одного конвейера, но частично обрабатываемых на различных станках. Такие линии называют совмещенными.

В серийном производстве многопредметные линии имеют различные организационные формы: групповые, переменно- поточные и серийно-прямоточные.

Групповые поточные линии характеризуются тем, что технологически родственные изделия, детали и узлы обрабатываются без переналадок оборудования. Каждое рабочее место оборудуется групповыми приспособлениями, необходимыми для обработки группы изделий, закрепленных за линией. Они базируются на групповых методах обработки.

Переменно-поточные линии характеризуются чередующейся обработкой партий деталей (изделий). При этом процессы обработки каждой партии синхронизированы и линия в период обработки партий работает в режиме непрерывной поточной линии. Но при переходе от обработки партии одного наименования изделий к обработке последующей партии других деталей обязательна переналадка оборудования. Часто при этом изменяется ритм работы линии. Сроки запуска в производство партий устанавливаются по заранее разрабатываемым стандартным графикам (стандарт-планам).

Серийно-прямоточные линии характеризуются изготовлением изделий различных наименований при несинхронизированных технологических процессах. При переходе от обработки одного изделия к обработке другого имеют место переналадки оборудования, следствием чего является наличие межоперационных оборотных заделов.

По степени непрерывности процесса различают: непрерывно-поточные линии и прерывно-поточные линии.

Непрерывно-поточные линии являются наиболее совершенной формой организации производственного процесса. На этих линиях все операции синхронизированы. Принцип непрерывности на поточных линиях выражается в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной (без простоев) работе рабочих и  оборудования. Такая непрерывность достигается при условии строгого согласования продолжительности операций с ритмом работы линии, т. е. при синхронизированных процессах обработки. Синхронизацией называется процесс согласования длительности операций с тактом поточной линии. Непрерывно-поточные линии обычно применяются в условиях массового и крупносерийного производства.

Прерывно-поточные (прямоточные) линии — характеризуются несинхронизированными процессами обработки, вследствие чего имеют место некоторый простой оборудования и пролеживание предметов между операциями в ожидании обработки (межоперационные заделы). Ритм выпуска продукции на таких линиях укрупненный и соответствует сменному, полусменному или меньшему интервалу времени, в течение которого изготовляется соответствующая часть сменного задания. Такие поточные линии применяются в условиях серийного и массового производства.

Автоматические поточные линии характеризуются автоматизацией всех операций по всему процессу производства деталей (узлов). Линия работает с определенным тактом, оснащается устройствами для удаления стружки, для смазывания, транспортирования и т. д. Роль рабочего в данном случае сводится к контролю за работой оборудования.

3. Расчет поточной линии

При проектировании поточных линий необходимо провести расчеты: такта, ритма, темпа выпуска, количества рабочих мест на поточной линии, длины линии и скорости движения конвейера.

Величина, обратная такту, называется темпом поточной линии и выражается формулой:

r' = 1 : r,

где r' – темп поточной линии, шт./мин.

Темп характеризует количество изделий, выпускаемых в единицу времени (обычно за час).

Расчет числа рабочих мест на поточной линии производится по каждой операции исходя из установленного значения такта и нормы времени на данной операции. Число рабочих мест рассчитывается по формуле:

Ср = ti : r,

где Ср – расчетное количество рабочих мест,

Затем определяется принятое количество рабочих (Спр) мест путем округления расчетного в большую сторону до целого числа.

Коэффициент загрузки:

kзагр = Срасч : Спр

Для размещения и организации работы любой поточной линии рассчитывается шаг конвейера или поточной линии. Он зависит от габаритов обрабатываемых (собираемых) изделий и используемого оборудования. Шаг — это расстояние между центрами двух смежных рабочих мест или обрабатываемых изделий.

Скорость движения конвейера поточной линии (v) зависит от шага и такта линии:

v = l : r,

где l – шаг поточной линии.

Длина рабочей зоны каждой операции (li) рассчитывается по формуле:

li = l * Cпр i

Длина всей рабочей зоны (Lр) определяется по формуле:

Lр = l * Ʃ Cпр

Длина замкнутой линии конвейера (Lз.л.) рассчитывается так:

Lз.л. = 2 Lр + πD,

где D – диаметр приводного барабана конвейера.

Длительность технологического цикла (Тц) рассчитывается по формуле:

Тц = R * Ʃ Cпр

4. Структура и планировка поточной линии

Под структурой поточной линии понимаются состав входящих в нее рабочих мест, транспортных средств, управляющих и других систем и устройств и производственные взаимосвязи между ними.

На выбор структуры поточного производства оказывают влияние конструкционно-технологические особенности изделий, уровень их технологичности, требования, предъявляемые к их качеству и предусмотренные ГОСТами, ОСТами, техническими условиями заказчика-потребителя.

Комплектование поточных линий оборудованием может осуществляться:

- прямолинейным расположением оборудования;

- зигзагообразным, Г- и U-образным расположением оборудования;

- кольцеобразными внешними контурами.

Расположение оборудования у транспортного средства может быть однорядное, двухрядное или в шахматном порядке.

Выбор рациональной структуры и компоновка являются важной предпосылкой разработки оптимальной планировки поточных линий, в результате которой определяется ее внешний контур, способ расстановки  оборудования,  расположение транспортных средств,  средств промежуточного и окончательного контроля, мест для заделов. Оценка планировок поточных линий производится по таким показателям, как доля площади, занятой непосредственно технологическим оборудованием; выпуск продукции с 1 м2 производственной площади; длина пути,  проходимого за смену рабочими при обслуживании ими несколько  единиц оборудования, и др. При компоновке и планировке поточных линий используются макеты и модели рабочих мест, мест складирования,  оргоснастки и др.

Оптимальный  вариант обеспечивается моделированием поточных линий  на  ЭВМ.  Структура поточного производства на уровне цеха включает состав  поточных линий различного назначения, робототехнических комплексов,  гибких автоматизированных модулей, транспортно-накопительных,  управляющих и других систем и форм производственных  взаимосвязей  между ними.

Планировка поточной линии начинается с разработки схем рабочих мест по всем  операциям и выбора рациональных транспортных средств. При этом должны обеспечиваться принцип прямоточности, удобство транспортировки деталей к рабочим местам, рациональное использование производственных площадей. Выбор транспортных средств осуществляется с учетом габаритов, массы, объема и постоянства выпуска изделий, особенностей выполнения операции и возможности транспортных устройств .