Классификация поточных линий

Поточная линия - обособленное подразделение цеха, специализированное на изготовлении одного или нескольких видов изделий по одной технологии. Поточное производство основано на использовании принципов прямоточности, специализации, непрерывности, параллельности, пропорциональности и ритмичности.

Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке следования операций технологического процесса. Прямоточность обеспечивает кратчайший путь движения изделий в производстве.

Принцип специализации воплощается в создании специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного или нескольких технологически родственных изделий. Производственный процесс изготовления продукции подразделяется на операции, которые закрепляются за отдельными рабочими местами или за группой одинаковых рабочих мест.

Принцип непрерывности проявляется в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной работе рабочих и оборудования. Подобные линии называются непрерывно-поточными. Непрерывность является прямым следствием принципа пропорциональности, т.е. равной производительности на всех операциях линий. Если такого равенства нет, то линия называется прерывно-поточной или прямоточной.

Принцип параллельности предусматривает поштучную передачу изделий по операциям либо небольшими транспортными партиями.

Принцип ритмичности характеризуется ритмичным выпуском продукции с линии и ритмичным повторением всех операций на каждом рабочем месте. На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изделия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или поштучным ритмом). Такт линии строго согласован с производственной программой и рассчитывается по формуле

где Fд - эффективный фонд времени работы линии в плановый период, мин; Nпл - производственная программа за тот же период, уч.ед.

При передаче изделий транспортными партиями (по нескольку штук, экземпляров) ритмичность работы непрерывной поточной линии характеризуется ритмом.

Ритм линии - это интервал времени, определяющий выпуск (запуск) одной партии изделий от последующей за ней, и рассчитывается по формуле

где nтр - величина транспортной партии, ед.

Строгое соблюдение режима характерно для синхронных поточных линий, а также линий с регламентированным ритмом. В этом случае сохраняется равенство:

где wi - кратность штучных времен tшт такту линии по каждой i-й операции (т.е. wi - число рабочих мест на i-й операции).

Условием непрерывности движения изделий на поточной линии является синхронность.

Организационные формы поточных линий весьма разнообразны, поэтому целесообразно делить их на группы по классификационным признакам.

По степени специализации различают одно- и многопредметные поточные линии.

По формированию загрузки выделяют линии постоянной и переменной загрузки.

На однопредметной линии полная загрузка в течение длительного времени обеспечивается одним изделием. Эти линии называются также постоянными. Переход на обработку другого изделия связан с реконструкцией линии (замена оборудования, изменение числа рабочих мест на операциях и т.д.).

На многопредметной линии обрабатывается попеременно несколько изделий, близких по конструктивным и технологическим особенностям. Такая линия называется также переменной.

При переходе с обработки одного изделия на другое требуется переналадка оборудования и изменение режима работы линии. При формировании загрузки линии изделия подбираются таким образом, чтобы сократить время на переналадку и обеспечить наиболее полную загрузку.

По достигнутой степени непрерывности движения различают непрерывно-поточное производство или синхронный поток и прерывно-поточное производство или несинхронный поток.

На непрерывно-поточных линиях предметы труда с операции на операцию непрерывно передаются поштучно или небольшими партиями с помощью механизированных или автоматизированных транспортных средств (конвейеров) через одинаковый промежуток времени, равный такту или ритму потока. При этом время выполнения всех операций технологического процесса на данном рабочем месте должно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологический процесс принято называть синхронизированным. Для непрерывно-поточного производства характерно равенство производительностей операций, что обеспечивает передачу изделий по операциям в установленном ритме без перерывов во времени, непрерывную работу оборудования и рабочих.

Прерывно-поточному производству свойственно неравенство производительностей операций, что обусловлено неравенством и некратностью обработки единицы изделия по операциям. В технологическом потоке возникают задержки в передаче изделий по операциям. Для поддержания беспрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях создаются межоперационные оборотные заделы.

По способу поддержания ритма, такта поточной линии различают линии с регламентированным и свободным тактом.

Линии с регламентированным тактом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь режим поддерживается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью.

Линии со свободным тактом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применяются при любых формах потока (непрерывный и прерывный), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии.

По виду транспортных средств различают линии со средствами непрерывного действия (конвейерами), с различными транспортными средствами дискретного действия.

Линии с транспортными средствами непрерывного действия в зависимости от функций, выполняемых этими средствами, подразделяются на линии с транспортным конвейером, линии с рабочим конвейером и линии с распределительным конвейером.

Транспортные конвейеры поточных линий (ленточные, пластинчатые, цепные, подвесные и др.) предназначены для транспортировки предметов труда и поддержания заданного ритма работы линии.

Рабочие конвейеры поточных линий представляют собой систему рабочих мест, на которых осуществляются технологические операции без снятия предметов труда.

Распределительные конвейеры применяются на поточных линиях с выполнением операций на стационарных рабочих местах и с различным числом рабочих мест, когда для поддержания ритмичности необходимо обеспечить четкое адресование предметов труда по рабочим местам.

В зависимости от уровня механизации поточные линии могут быть автоматизированными, механизированными и немеханизированными.

На автоматизированной поточной линии все операции полностью синхронизированы и выполняются по единому такту; обработка изделий, контроль и передача их с операции на операцию производится в автоматическом режиме.

Механизированные поточные линии предполагают использование машин и агрегатов, которые выполняют основную технологическую операцию; подачу изделий в рабочую зону машины и вывод их из рабочей зоны осуществляют вручную. Для механизированных поточных линий характерна несинхронность выполнения ряда операций. Предприятия стремятся проводить организационно-технические мероприятия по синхронизации работы оборудования поточных линий.

На немеханизированных поточных линиях основные и вспомогательные операции могут выполняться вручную. Для поддержания ритма в ряде случаев используется конвейер.

Следует отметить, что наиболее перспективным направлением развития поточных линий являются автоматические поточные линии. При проектировании таких линий учтены все положительные характеристики поточного производства. Автоматическая поточная линия может состоять из отдельных машин-автоматов или агрегатов, выполняющих в автоматическом режиме технологические операции по обработке изделий. Передача изделий от операции к операции и подача изделий в рабочую зону машины осуществляется автоматическими транспортными устройствами.

На автоматической поточной линии технологические операции выполняются синхронно, поэтому межоперационные оборотные заделы не образуются. На таких линиях создаются только технологические и транспортные заделы.

6.2.

Проектирование поточных линий и их эффективность

При проектировании поточных линий выполняется ряд расчетов, связанных с синхронизацией операций, разработкой и определением регламента работы линии и т.д. Аналогичные расчеты выполняются при перестройке работы линии в связи с изменением вида продукции или технологического процесса.

Основные этапы проектирования и расчета поточной линии следующие:

подбор продукции для изготовления или обработки на поточной линии, определение годовой производственной программы;

проектирование режима работы поточной линии, расчет такта и ритма, величины транспортной партии;

синхронизация операций, расчет числа рабочих мест, разработка регламента работы линии, определение числа рабочих;

расчет величины заделов;

планировка линий, проектирование транспортных средств;

расчет показателей экономической эффективности.

2.1. Однопредметную поточную линию целесообразно создавать на полиграфическом предприятии, если оно имеет большое число заказов, однородных по технологическим параметрам, и появляется возможность занятости оборудования их обработкой в течение длительного времени.

Годовая производственная программа однопредметной поточной линии должна стремиться к ее годовой производственной мощности. В тех случаях, когда предприятие имеет объем производства определенного вида продукции, превышающий годовую производственную мощность линии, можно создавать несколько однопредметных линий для выпуска продукции.

Для многопредметной поточной линии подбирают конструктивно и технологически однородные изделия с одинаковыми технологическими параметрами обработки. Единый для всех изделий технологический процесс обеспечивает наибольшую непрерывность производства и лучшее использование оборудования. При формировании загрузки многопредметной поточной линии необходимо обеспечивать наиболее полную загрузку оборудования и непрерывность производственного маршрута. В тех случаях, когда годовая загрузка продукцией с однородными технологическими параметрами превышает годовую производственную мощность поточной линии, можно создать несколько однопредметных поточных линий для обработки этой продукции.

На многопредметной поточной линии может быть избран как последовательный, так и параллельный вид движения изделий в зависимости от конкретных требований организации производства.

Последовательное прохождение изделий предполагает, что каждый последующий вид изделий (тираж) начинают обрабатывать после прохождения изделий предыдущего вида (тиража) по всем операциям поточной линии.

Возможна такая организация работы поточной линии, когда на отдельных операциях параллельно обрабатываются два вида изделий. Это необходимо для обеспечения полной загрузки ведущего оборудования. Изделия, обрабатываемые на линии параллельно, должны иметь отличительные метки (знаки), чтобы не было смешения тетрадей и блоков.

Многопредметная поточная линия при последовательной обработке различных тиражей в период изготовления изделий одного тиража работает как однопредметная.

При определении объема производства на поточной линии необходимо увязывать его с годовой плановой производительностью линии или ведущего оборудования. Важное значение имеет выбор оборудования, входящего в поточную линию. Необходимо иметь возможность выравнивания производительностей операций. Операции должны выполняться синхронно, производственный процесс протекать непрерывно, загрузка линии соответствовать ее годовой производительности.

2.2. При проектировании режима работы линии определяются следующие параметры ее работы:

коэффициент сменности kсм ;

годовой или месячный фонд времени основной работы Fд , ч;

продолжительность смены с учетом регламентированных перерывов Fcм , мин;

продолжительность обработки отдельных видов изделий на многопредметной линии Fj .

Коэффициент сменности работы поточной линии kсм определяется по формуле

где Nr - плановый годовой объем производства, уч.ед.; Nлин - плановая годовая производительность линии, уч.ед.

Годовой или месячный фонд времени основной работы поточной линии Fд(г) определяется по формуле

где Fн - номинальный фонд времени работы, зависящий от режима работы предприятия (линии) в течение года или месяца, ч; fp - время простоя линии при проведении планового ремонта, ч; fоп - время простоя при проведении периодических осмотров, ч; fтехнол - время технологических остановок, ч; fнал - время переналадок линии, не учтенное технологическими остановками, ч.

Время переналадок должно быть учтено при организации работы многопредметной линии. Оно может быть определено исходя из времени на одну переналадку и числа переналадок в течение рассматриваемого периода. Следует учитывать, что по отдельным видам оборудования время на переналадки может быть учтено нормативами времени на технологические остановки.

Суточный действительный фонд времени работы однопредметной непрерывно-поточной линии Fдн , ч, определяется по формуле:

где Fcм - продолжительность смены с учетом регламентированных перерывов, ч; Fcм - календарный фонд времени работы в смену, определяемый режимом работы предприятия, ч; fпер - время регламентированных перерывов, ч; kсм - коэффициент сменности работы линии (см. выше).

При расчете переменных поточных линий необходимо решить вопрос о распределении годового и месячного фондов времени основной работы оборудования между всеми заказами, запланированными к производству в указанный период времени.

Также требуют определения такие величины, как сменная загрузка поточной линии изделиями каждого вида, такт работы поточной линии по каждому виду изделий. Время обработки изделий вида j (одного тиража) на многопредметной поточной линии можно определить по одному из вариантов.

Вариант 1. Определение времени обработки изделий j-го вида Fj , ед. вр., на многопредметной поточной линии:

где Fд - годовой или месячный фонд времени основной работы поточной линии, ед.вр.; Nj - годовой или месячный плановый объем работы по изделиям вида j. ед. изм.; k - число отдельных изделий или видов групп изделий; tij - плановые затраты времени на обработку одного изделия вида j на каждой операции поточной линии, ед.вр.; n - число операций на поточной линии.

Рассмотренная формула может быть записана иначе, что не меняет ее смысла:

где tj - плановые затраты времени на обработку одного издания вида j по всем операциям поточной линии, ед.вр.

Сменная программа по каждому изделию Nсмj , ед.изм., определяется по формуле

Вариант 2. Время обработки изделий j-го вида может быть определено исходя из плановой часовой или сменной продолжительности работы линии Плинj при обработке каждого изделия:

В этом случае сменная программа равна сменной производительности линии.

Расчет такта (ритма) поточной линии:

где r - такт работы поточной линии, ед. вр.; Fcм - продолжительность смены с учетом регламентированных перерывов, ед. вр.; Nсм , зап - сменная программа запуска изделий на поточную линию, единиц измерения.

Расчет такта выполняется по сменному фонду фремени, так как именно в пределах этого времени решаются многие вопросы организации работы линии. Программа запуска отличается от программы выпуска на величину планируемых отходов на производственно-технические нужды. Эти отходы обусловлены выполнением технологического процесса и и регламентируются отраслевыми инструкциями.

Сменная программа запуска Nсм,зап определяется по сменной программе выпуска Nсм,вып :

где Котх - норматив отходов на производственно-технические нужды, %.

На прерывно-поточной линии (несинхронный поток) такт линии может быть определен по ведущей операции:

где tштi - время на обработку одного изделия (штучное время) на ведущей операции, ед. вр.; wi - число рабочих мест на ведущей операции, ед.

Этот метод расчета применим при условии установления программы линии по плановой производительности ведущего оборудования.

На многопредметной поточной линии необходимо рассчитывать частный такт для каждого изделия (издания). Он может быть определен по плановому штучному времени ведущего оборудования или рассчитан исходя из сменной программы запуска. Сменная программа определяется с учетом трудоемкости обработки каждого наименования.

При передаче изделий с операции на операцию партиями необходимо установить размер транспортной партии (партионное движение). Он зависит от характера продукции, обрабатываемой на линии, особенностей транспортировки и т.д. Примером транспортной партии может быть несколько экземпляров блоков, сформированных в одну или несколько приверток, движущихся по транспортеру для обрезки с трех сторон.

Размер транспортной партии nтр , ед., на конвейере с непрерывным движением может быть определен по формуле

где lк - шаг конвейера, или расстояние между осями смежных изделий или партий, равномерно расположенных на конвейере, м; vк - установленная скорость движения конвейера, м/мин.

При партионном движении изделий определяется ритм линии R, ед.вр.:

Рассмотрим порядок расчета основных показателей работы прерывно-поточной линии.

Необходимо определить:

время обработки изделий j-го вида на поточной линии Fj ;

сменную программу по каждому виду изделий Nсмj ;

такт работы поточной линии по каждому виду изделий rj .

Таблица 6.1