Тема 4. Організація потокового виробництва

 

Загальна характеристика потокового виробництва

Класифікація потокових ліній

Поняття технологічної та організаційної синхронізації

Розрахунок однопредметних безперервно-потокових ліній

Розрахунок однопредметних перервно-потокових

(прямоточних) ліній

 

4.1. Загальна характеристика потокового виробництва

 

Потокове виробництво є найбільш досконалою формою орга­нізації виробничих процесів, оскільки дозволяє забезпечити найбільш повне впровадження таких основних принципів їх раціональної органі­зації як паралельність, безперервність, прямоточність, пропорційність, ритмічність. Потокове виробництво призводить до найменшої трива­лості виробничого циклу, зростання продуктивності праці, зниження собівартості продукції.

Потокове виробництво – прогресивний метод організації вироб­ництва, який ґрунтується на використанні потокових ліній.

Ідея організації потокового виробництва виникла ще у XVIII ст. У той час робились спроби спеціалізації робочих місць на виконанні окремих операцій і послідовної передачі предметів праці з одного ро­бочого місця на інше.

У всесвітньому масштабі вперше ідея потоковості була засто­сована на фабриці м’ясних консервів у м. Чикаго. У металообробці по­токове виробництво найбільшого розвитку досягло на автомобілебу­дівних підприємствах Форда.

У потоковому виробництві проводиться детальне розчлену­вання виробничого процесу на відповідні операції, закріплення опера­цій за зазначеними робочими місцями і розташування останніх за хо­дом технологічного процесу.

Основні ознаки потокового виробництва:

1. Технологічний процес розбивається на організаційно рівні або кратні одна одній за часом операції.

2. Робочі місця розташовуються у повній відповідності з послі­довністю технологічного процесу; за кожним робочим місцем закріп­люється для постійного виконання одна організаційна операція.

3. Кожне робоче місце спеціалізується на виконанні однієї або декількох суміжних операцій. Всі операції і робочі місця об’єднуються у потокову лінію, яка являє собою предметно-замкнуту дільницю. В по­токову лінію може включатися саме різноманітне обладнання.

4. Для потокової лінії характерна ритмічність запуску-випуску об’єктів і рівномірність виконання робіт. Ритмічність запуску-випуску означає запуск-випуск даного об’єкта в кожний період часу, що повто­рюється, який називається ритмом або тактом потокової лінії. Рівно­мірність виконання робіт на потоковій лінії досягається тим, що за час такту всі робітники, виконуючи різноманітні операції, виконують рівну за трудомісткістю роботу.

5. Потокова лінія є частковим випадком паралельного руху ви­робів у процесі виробництва.

6. Міжопераційна передача об’єктів на потоковій лінії здійс­нюється поштучно або невеликими транспортними партіями, частіше всього за допомогою механізованих транспортних пристроїв.

Потоковий метод організації виробництва на ранніх етапах от­римав широке застосування у взуттєвому, швейному, тютюновому ви­робництвах. На сьогодні цей метод використовують у всіх галузях про­мисловості, а особливо у машинобудуванні, хімічній промисловості тощо.

Найважливішими параметрами виробничих потоків є такт, ритм і темп. Під тактом розуміється середній розрахунковий відрізок часу, протягом якого в потік запускається або з потоку випускається одиниця предмета праці, яка називається однократним випуском. Зна­чення такту є основою для розрахунку ритмічної роботи потокових лі­ній, тобто рівномірного виконання завдання на кожній операції. Такт потоку t визначається діленням тривалості робочого періоду Т на за­вдання за випуском продукції О:

        (4.1)

 

Ритм праці в потоці – показник, який характеризує сталість (стійкість) витрат часу на обробку однієї і тієї ж кількості предметів праці за операціями, або стійкість інтервалів часу між запусками в потоці або його частинах протягом зміни. Ритмічність запуску або ви­пуску в потоці r визначають за формулою:

 

        (4.2)

 

де р – число виробів у транспортній партії.

Темп роботи потоку – середня розрахункова кількість предме­тів праці, яка запускається в потік або випускається з потоку за оди­ницю часу. Темп роботи потоку визначається за формулою:

 

        (4.3)

 

4.2. Класифікація потокових ліній

 

Потокові лінії класифікуються за такими ознаками:

- рівнем спеціалізації, яка залежить від номенклатури закріп­лених за лінією виробів;

- рівнем безперервності процесу виробництва;

- характером і способом підтримки ритму;

- видом та роллю міжопераційних транспортних засобів;

- характером переміщення виробів або працівників;

- розміщенням робочих місць і конфігурації лінії;

- ступенем механізації та автоматизації виробничих процесів.

Залежно від спеціалізації та номенклатури закріплених за лі­нією об’єктів потокові лінії поділяються на одно- та багатопредметні.

Однопредметні лінії організовуються для випуску (ремонту) будь-якого одного виробу, багатопредметні (багатономенклатурні) – для випуску декількох близьких за конструкцією і технологією вироб­ництва виробів. Багатопредметні лінії являють собою групу робочих місць, розташованих за ходом технологічного процесу; при цьому за робочими місцями закріплено ряд найменувань виробів, вузлів або де­талей з однорідним технологічним маршрутом.

Залежно від безперервності виробничого процесу потокові лі­нії діляться на безперервно-потокові і перервно-потокові (прямоточні).

На безперервно-потокових лініях всі операції синхронізовані і за часом рівні або кратні такту. Ці потокові лінії найбільш прості в ор­ганізації і дають найбільшу ефективність. На перервно-потокових лі­ніях (прямоточних) не всі операції за часом рівні або кратні такту лінії і через це можливі простої обладнання (робочих місць) іпролежування виробів в очікуванні обробки їх на наступних операціях.

Залежно від способу підтримки і характеру ритму, а також ви­дів та ролі транспортних засобів поточні лінії можуть бути з вільним та регламентованим ритмом. На потокові лінії з вільним ритмом час передачі виробу від одного робочого місця до іншого залежить від самого працюючого. На потокових лініях з регламентованим ритмом час передачі виробу від одного робочого місця на інше суворо регла­ментований і від працюючого не залежить. Потокові лінії з вільним рит­мом оснащені різними за характером транспортними засобами: транс­портерами різних типів, електрокарами, електротельферами тощо. По­токові лінії з регламентованим ритмом оснащені згаданими транспорт­ними засобами з автоматично підтримуваним ритмом.

Залежно від характеру переміщення виробів та робітників при проходженні виробничого процесу потокові лінії бувають з рухомим і нерухомим об’єктом. Потокові лінії з рухомим об’єктом організову­ються так, що предмети праці пересуваються уздовж лінії від одного робочого місця до іншого, а робочі місця стаціонарні. На потокових лі­ніях з нерухомим об’єктом пересуваються не предмети праці, а робітники. Переходячи від одного виробу до іншого, вони виконують ту опера­цію, яка за ними закріплена. Такі потокові лінії створюються тільки тоді, коли вироби мають значні розміри або велику вагу.

Залежно від розташування робочих місць та конфігурації по­токові лінії бувають одно- та двосторонніми (залежно від розташу­вання робочих місць по одну або обидві сторони транспортного прист­рою), незамкнутими або замкнутими, прямолінійними, кільцевими, криволінійними тощо.

Залежно від ступеня механізації та автоматизації процесу по­токові лінії ділять на три види: немеханізовані, механізовані та автома­тичні. Немеханізовані потокові лінії найменш ефективні відносно ін­ших, оскільки підвищення продуктивності праці досягається тут тільки за рахунок покращення її механізації. Механізовані потокові лінії скла­даються в основному з окремих неавтоматичних і напівавтоматичних видів обладнання, пов’язаних з транспортною системою. Автоматичні потокові лінії є найбільш досконалою формою організації виробничого процесу.

 

4.3. Поняття технологічної та організаційної синхронізації

 

При підготовці до впровадження потокових ліній проводиться так звана технологічна синхронізація, а в процесі розрахунків потоко­вих ліній – організаційна синхронізація. Технологічна синхронізація – це заходи, які направлені на досягнення рівності або кратності трива­лості операцій, які виконуються на потокових лініях, розрахунковому такту потокової лінії. При рівності тривалості операцій і такту на опе­рації буде одне робоче місце, при їх кратності кількість робочих місць буде дорівнювати показнику кратності (tшт/t). Повна технологічна синхронізація означає досягнення повної пропорційності та безперерв­ності виробничого процесу.

Технологічна синхронізація досягається проведенням заходів:

- комплектуванням технологічно неподільних операцій в ор­ганізаційні, рівні або кратні такту роботи лінії;

- перегрупуванням переходів технологічно неподільних операцій;

- застосуванням більш продуктивного обладнання і механізо­ваної оснастки на більш трудомістких операціях;

- жорсткістю режимів праці;

- обладнанням робочих місць стаціонарними підйомними прист­роями з метою скорочення допоміжного часу тощо;

- застосуванням прогресивної технологічної оснастки, інстру­ментів, різних пристроїв тощо.

Організаційна синхронізація – заходи, направлені на впорядку­вання організації праці на потокових лініях, на вирівнювання заван­таження робітників в несинхронізованому потоці шляхом викорис­тання суміщення професій і багатоверстатного обслуговування об­ладнання.

Найбільш важливими заходами, які використовуються при ор­ганізаційній синхронізації, є:

- організація багатоверстатного обслуговування на суміжних робочих місцях;

- використання суміщення професій на різних операціях в пе­рервно-потоковому виробництві;

- планування обладнання потокової лінії таким чином, щоб вона задовольняла вимогам створення найкращих умов для праці ба­гатоверстатників і сумісників.

Таким чином, організаційна синхронізація не замінює техно­логічну, а доповнює її і сприяє більш раціональному використанню ро­бітників на лінії, вирівнює їх завантаження. Проведення технологічної та організаційної синхронізації дозволяє більш ефективно викорис­товувати обладнання і робочий час робітників.

 

4.4. Розрахунок однопредметних безперервно-потокових ліній

 

Вихідними даними для розрахунку безперервно-потокової лі­нії є річна (місячна, добова) програма виробництва деталей, вузлів, агрегатів, виконання ремонтів в натуральному виразі; технологічний процес виготовлення виробів, вузлів або деталей, ремонту з зазначен­ням обладнання, яке застосовується і норм часу.

Послідовність розрахунку безперервно-потокової лінії:

- розраховують такт потокової лінії;

- проводять технологічну синхронізацію;

- розраховують потрібну кількість робочих місць та їх заван­таження, складають графік завантаження робочих місць;

- розраховують чисельність робітників на лінії; разом з цим проводиться організаційна синхронізація (розраховуються норми об­слуговування, складаються циклограми роботи багатоверстатників і схеми розташування робітників на лінії);

- вибирається та обумовлюється міжопераційний транспорт, визначається транспортна партія;

- складається план потокової лінії і визначаються її параметри.

Розрахунок такту потокової лінії. Тактом потокової лінії нази­вають проміжок часу між двома суміжними запусками (випусками) виробів, вузлів або деталей на лінію (з лінії). Такт потокової лінії ви­значають відношенням річного (місячного, змінного) фонду часу до кількості виробів (вузлів, деталей), що потрібно випустити за цей пе­ріод часу в натуральному виразі (хв/шт.):

 

      (4.4)

 

де Fн – номінальний річний фонд роботи обладнання (робочих місць) при роботі в одну зміну, хв; річний фонд часу визначається за кількістю робочих днів у році з урахуванням тривалості робочого тижня;

S – змінність роботи потокової лінії;

К – коефіцієнт, який враховує регламентовані простої облад­нання в ремонті (при немеханізованих робочих місцях К = 1);

Ор – річний випуск виробів, вузлів, деталей, шт.

Розрахунок кількості робочих місць та їх завантаженням. Кіль­кість робочих місць на лінії розраховують у наступному порядку: спо­чатку визначають розрахункову кількість обладнання і робочих місць за кожною операцією окремо, потім встановлюють їх прийняту кіль­кість за кожною операцією і, наприкінці, додають розрахункову і прий­няту кількість робочих місць за всіма операціями.

Розрахункову кількість робочих місць за кожною операцією ви­значають шляхом діленням штучного часу tшт на такт роботи t лінії:

 

        (4.5)

Прийняту кількість робочих місць за кожною операції встанов­люють шляхом заокруглення розрахункової їх кількості до найближ­чого цілого числа (при попередніх розрахунках допускається переван­таження кожного робочого місця не більше, ніж на 10 %).

Коефіцієнт завантаження робочих місць за кожною операцією визначається діленням розрахункової кількості робочих місць на цій операції на прийняту:

        (4.6)

 

Середній коефіцієнт завантаження робочих місць на лінії ви­значається за формулою:

      (4.7)

 

На основі виконаних розрахунків складається графік заванта­ження робочих місць.

Розрахунок кількості робітників на лінії та проведення органі­заційної синхронізації. Кількість робітників на безперервно-потокових лініях визначають за кількістю робочих місць на лінії з урахуванням можливості організації багатоверстатного обслуговування. Спочатку комплектують штат робітників з обслуговування машин в одну зміну. У випадку багатозмінної роботи цей штат збільшують у відповідну кількість разів.

Розрахункову чисельність робітників на кожній операції ви­значають за формулою:

Чр.і = Мр.і /Но.і.        (4.8)

 

де Мр.і – розрахункова кількість робочих місць на і-й операції; Но.і – норма обслуговування обладнання на і-й операції.

За розрахунковою чисельністю працюючих встановлюють їх прийняту чисельність шляхом заокруглення до найближчого більшого або меншого цілого числа. Перевантаження робітників допускається не більш як на 10 % (за рахунок перевиконання норм виробітку).

Вибір та обґрунтування міжопераційного транспорту. Для без­перервно-потокових ліній рекомендується вибирати механізований транс­порт. Таким транспортом є різного виду конвеєри, які працюють за принципом безперервної і перервної (пульсуючої) дії.

Конкретний вид конвеєра для неперервно-потокових ліній вибирають залежно від маси, габаритів і конфігурації виробу, від кіль­кості випуску виробів з лінії, від прийнятого способу передачі виробів (поштучно або партіями) і розмірів тари, а також від конструктивних розмірів будівлі, де проектується розташувати потокову лінію.

Під транспортною партією розуміється кількість виробів, які одночасно передаються з одного робочого місця на інше. Для дуже дрібних виробів з незначною масою може бути використана передача партіями, розмір яких приймається рівним півгодинній або годинній продуктивності лінії.

Складання схеми планування потокової лінії. При плануванні потокових ліній необхідно враховувати наступні фактори:

- прийнятий вид міжопераційного транспорту;

- габарити робочих місць, їх розташування відносно конвеєра;

- розміри та конфігурацію площі, яка відводиться для розта­шування потокової лінії;

- створення зручностей для працівників-багатоверстатників;

- промислово-санітарні норми на проектування (проходи, проїзди тощо).

Визначення параметрів потокової лінії. Основними парамет­рами потокової лінії є крок, довжина поточної лінії, швидкість руху конвеєра, тривалість технологічного циклу.

Під кроком потокової лінії розуміють відстань між центрами двох суміжних робочих місць. Крок потокової лінії вибирають залежно від розміру виробу або тари і від розмірів обладнання і робочих місць.

Довжина потокової лінії визначається за формулою:

 

       (4.9)

 

де К – крок потокової лінії, м; Мпр.л. – прийнята кількість робочих місць на лінії.

Швидкість руху конвеєра при неперервному його русі визна­чається за формулою:

       (4.10)

 

де t – такт роботи потокової лінії.

Тривалість технологічного циклу (у хв) при безперервно рухо­мому конвеєрі:

      (4.11)

 

де m – кількість операцій на потоковій лінії.

Безперервно-потокові лінії організуються при наявності повної технологічної синхронізації. При попередній синхронізації допуска­ються відхилення часу операцій від рівності або кратності такту на ± 10 %.

4.5. Розрахунок однопредметних

перервно-потокових (прямоточних) ліній

 

Якщо не вдається досягти за допомогою технологічної синхро­нізації рівності або кратності операцій такту потокової лінії, організу­ються не безперервно-потокові, а перервно-потокові (прямоточні) лінії.

У зв’язку з нерівністю і некратністю технологічних операцій продуктивність робочих місць на окремих операціях за одиницю часу різна, а це викликає значні особливості в організації таких потокових ліній. Ці особливості такі:

- широке використання організаційної синхронізації (суміщення професій, організація багатоверстатного обслуговування на суміжних і не суміжних операціях);

- вирівнювання продуктивності робочих місць на операціях за відрізок часу (година, зміна тощо), який називається періодом обслуго­вування;

- створення оборотних заділів між операціями для забезпечення нормальної безперервної роботи лінії.

Послідовність розрахунку перервно-потокових ліній наступна:

- розраховується такт потокової лінії;

- визначається розрахункова і прийнята кількість робочих місць на лінії, коефіцієнт їх завантаження;

- розраховується чисельність працюючих на лінії, при цьому потрібна кількість працюючих визначається з урахуванням максимально можливого суміщення професій та організації багатоверстатного об­слуговування на суміжних і несуміжних операціях у цілях більш пов­ного завантаження робітників роботою на лінії;

- проводиться планування потокової лінії;

- вибирається та обґрунтовується міжопераційний транспорт, визначається розмір транспортної партії;

- вибирається період обслуговування потокової лінії, розра­ховується час роботи робочих місць за період обслуговування та здійс­нюється побудова графіка роботи лінії;

- розраховуються технологічний, транспортний та оборотний заділи, будується графік руху оборотних заділів на лінії, розрахову­ється сумарний заділ на лінії.

Такт потокової лінії, потрібна кількість робочих місць (розра­хункова та прийнята), їх завантаження, розрахункова чисельність ро­бітників розраховується так само, як і при організації безперервно-по­токових ліній. При визначенні прийнятої кількості працюючих на лінії необхідно досягти максимально можливого суміщення професій і можливості організації багатоверстатного обслуговування на суміжних і несуміжних операціях.

При виборі міжопераційного транспорту необхідно пам’ятати, що режим роботи лінії не може бути регламентованим, тому поряд з транспортерами як міжопераційний транспорт можуть застосовуватись електротельфери, безприводні рольганги та інші пристрої. Перед роз­рахунком вибирається період обслуговування. Період обслуговування – це проміжок часу, протягом якого проходить вирівнювання продук­тивності робочих місць на операціях, які об’єднуються в потокову лінію.

Після вибору періоду обслуговування розраховують час ро­боти робочих місць для кожної операції протягом прийнятого періоду обслуговування, при цьому необхідно визначити, як будуть заванта­жені робочі місця на операціях, де більше одного робочого місця.

При наявності на операціях багатоверстатного обслуговування всі робочі місця завантажуються за середнім коефіцієнтом заванта­ження і вони будуть працювати паралельно, оскільки проходить одно­часне їх обслуговування. На основі проведених розрахунків будують графік роботи лінії.

При плануванні перервно-потокових ліній слід передбачати створення максимальних зручностей для робітників, які суміщають професії, та багатоверстатників, забезпечуючи по можливості найко­ротші відстані і зручності при пересуванні від одного робочого місця до іншого. Крім розрахунків технологічного, транспортного та страхо­вого заділів, на перервно-потокових лініях розраховуються оборотні заділи. Оборотні наробки – це вироби, які знаходяться між операціями і які змінюють кількісну величину протягом періоду обслуговування, що обумовлено різною продуктивністю робочих місць на суміжних операціях.

Оборотні наробки бувають двох видів: на початок періоду об­слуговування (заділ із знаком мінус) та під час періоду обслугову­вання, коли на його початок та кінець заділ дорівнює нулю, а протягом нього відбувається збільшення чи зменшення наробка (зі знаком плюс). Наробок на початок періоду обслуговування заготовлюється зазда­легідь і розташовується на робочих операціях перед запуском спроек-тованої робочої лінії у роботу, після чого він тільки контролюється. Цей наробок враховується в складі незавершеного виробництва. Наро­бок протягом періоду обслуговування підлягає розрахунку при проек­туванні потокової лінії, після чого з контролю знімається і в складі незавершеного виробництва не враховується.

Встановити розмір оборотних наробок складно без знання за­кономірностей їх зміни протягом періоду обслуговування. З цією ме­тою будують графік руху оборотного наробка. Щоб побудувати гра­фік, потрібно розраховувати оборотні наробки між суміжними опера­ціями в критичних точках. Критичні точки – це точки, в яких прохо­дить включення або виключення з роботи робочих місць на цих опе­раціях протягом періоду обслуговування. Наробок у критичних точках між суміжними операціями дорівнює різниці між тією кількістю ви­робів (агрегатів, вузлів, деталей), яка буде подана з попередньої за час від початку до кінця періоду обслуговування до критичної точки, і тією кількістю виробів (агрегатів, вузлів, деталей), яку необхідно по­дати на наступну операцію в цій же критичній точці для безперебійної роботи в спроектованому графіку.

 

Питання для самоконтролю

 

1.  Що таке потокове виробництво? Які його переваги? Яка іс­торія розвитку?

2.  Назвіть основні ознаки потокового виробництва.

3.  Які основні параметри потокового виробництва? Як вони розраховуються?

4.  Охарактеризуйте види потокових ліній.

5.  Що таке організаційна та технологічна синхронізація? Які заходи необхідні для її досягнення?

6.  Опишіть порядок розрахунку безперервно-потокової лінії.

7.  Що означає такт потоку? Як він розраховується?

8.  Як визначаються основні параметри потокової лінії?

9.  Які відмінні риси прямоточних ліній?

10. В якій послідовності здійснюється розрахунок перервно-потокових ліній?

11. Що таке оборотний наробок?