2020-05-12
1668
Многостаночным (многоагрегатным) обслуживанием называется обслуживание одним или группой рабочих нескольких станков (агрегатов), при котором, машинно-автоматическое время работы одного станка используется для выполнения ручных (требующих присутствия рабочего) элементов операции, а также всех или части функций обслуживания рабочего места, на других станках (агрегатах).
Техническими предпосылками развития многостаночного обслуживания являются повышение уровня автоматизации используемого оборудования, улучшение системы управления оборудованием и конструкции технологической оснастки, в результате которых, уменьшается доля ручного труда по обслуживанию оборудования и увеличивается доля автоматической его работы.
Организационными предпосылками введения многостаночного обслуживания является:
- рациональная планировка оборудования на рабочем месте, обеспечивающая удобство его обслуживания;
- кратчайшие маршруты перехода от станка к станку;
- реализация наиболее эффективной системы обслуживания рабочих мест;
- изменение форм разделения и кооперации труда таким образом, чтобы большинство функций (наладка, подналадка станков, передача деталей, заточка инструментов и др.) выполнялись вспомогательными рабочими.
Экономическая целесообразность многостаночного обслуживания заключается в возможности обеспечения полной занятости рабочих-станочников и обслуживаемого ими оборудования.
Формы многостаночного обслуживания организация труда рабочих-многостаночников зависит от имеющегося оборудования и организации производства. С точки зрения технологической однородности оборудования различают обслуживание: станков-дублеров, то есть однотипных станков, на которых выполняются одинаковые операции; однотипного оборудования, на котором выполняются разные операции; технологически разнородного оборудования, если в состав входят различные станки.
По соотношению длительности операций, выполняемых многостаночны м комплексом, различают варианты, когда операции на всех станках равны по времени; когда длительность их неравная, но кратная; когда длительность операций не равна и не кратна.
Система обслуживания оборудования в условиях многостаночной работы может быть: циклической, нециклической и комбинированной.
Циклическое (маршрутное) обслуживание предполагает регламентированный, повторяемый в каждом цикле, обход станков по заранее определенному маршруту.
Нециклическое (сторожевое) обслуживание имеет место при обслуживании группы разнотипного оборудования, на котором выполняются операции разной длительности. В этом случае рабочий-многостаночник наблюдает за работой всех станков и подходит к тому, который требует обслуживания.
Комбинированное обслуживание представляет собой сочетание маршрутного и сторожевого видов обслуживания. Оно целесообразно для обслуживания группы станков выполняющих одноподходные операции с большой длительностью технологического цикла, и несколько станков, выполняющих относительно короткие многоподходные операции. При этом обслуживание станков с большой длительностью операций осуществляется по маршрутному способу, а остальных станков – по мере потребности.
Возможные варианты многостаночного обслуживания графически представлены на циклограммах на рис. 2.1.
При обслуживании группы станков-дублеров (рис. 2.1,а) или группы станков, на которых выполняются операции равной продолжительности (рис. 2.1,б) рабочий и оборудование полностью загружен выполнением работы и не имеет простоев. В случае если машинно-автоматическое время превышает время суммарной занятости рабочего на обслуживаемых станках, возникают простои рабочего в ожидании остановки работы станков (рис.2.1,в), при превышении времени занятости рабочего над автоматической работой станков, возникают простои оборудования.
В случае обслуживания станков, имеющих не равную, но кратную длительность операции, могут также иметься простои у рабочего. Для групп технологически разнородного оборудования, выполняющих операции неравной и некратной длительности (рис. 2.1, д), возможны простои, как рабочих, так и станков. При обслуживании станков с многоподходными операциями (рис. 2.1,е) также возможны простои рабочего и оборудования.
А) обслуживание станков-дублеров
| Номер опера-ции | Номер станка* | Время работы станка, мин | 
 
| ||||||||
| Тма | ТВН | ТВП | Тцер | Тпр | Тпс |
| |||||
| 005 | 1 | 7,3 | 2 | 1 | 0,1 | - | - | 
| |||
| 2 | 7,3 | 2 | 1 | 0,1 | - | - | 
| ||||
| 3 | 7,3 | 2 | 1 | 0,1 | - | - | |||||
| Время занятости рабочего в цикле Тзрм=(2+1+0,1)*3=9,3мин kзан.ф =1 | |||||||||||
* Номер станка должен соответствовать нумерации станков по планировке и спецификации
Б) обслуживание станков с одинаковой продолжительностью оперативного времени
| Номер опера-ции | Номер станка | Время работы станка, мин |
| |||||||||||
| Топ | Тма | ТВН | ТВП | Тцер | Тпр | Тпс |
| |||||||
| 005 | 1 | 7 | 5 | 2 | 0,9 | 0,1 | - | - |
| |||||
| 2 | 7 | 6 | 1 | 0,9 | 0,1 | - | - |
| ||||||
| 3 | 7 | 5,5 | 1,5 | 0,4 | 0,1 | - | - |
| ||||||
| Время занятости рабочего в цикле kзан.ф =1 |
| |||||||||||||
в) в цикле имеется простой рабочего при 
Тз 
< Тм-а 
+ Тз
| Номер опера-ции | Номер станка | Время работы станка и простои, мин | 
| ||||||||
| Тм-а | ТВН | ТВП | Тцер | Тпр | Тпс | 
| |||||
| 005 | 1 | 9,0 | 2 | 1 | 0,1 | 1,7 | - |  
| |||
| 2 | 9,0 | 2 | 1 | 0,1 | - | ||||||
| 3 | 9,0 | 2 | 1 | 0,1 | - | 
| |||||
| Время занятости рабочего в цикле Тзрм=(2+1+0,1)*3=9,3мин kзан.ф =9,3/11=0,85 | |||||||||||
г) в цикле имеются простои станков,т.к. Тмс < Тзрм (n – 1)
| Номер опера-ции | Номер станка | Время работы станка и простои, мин | 
| ||||||||
| Тм-а | ТВН | ТВП | Тцер | Тпр | Тпс |
| |||||
| 005 | 1 | 7,0 | 2 | 1 | 0,1 | - | 2,3 |    
| |||
| 2 | 7,0 | 2 | 1 | 0,1 | 2,3 | ||||||
| 3 | 7,0 | 2 | 1 | 0,1 | 2,3 | ||||||
| Время занятости рабочего в цикле Тзрм=(2+1+0,1)*3=9,3мин, kзан.ф =1; Простой станка в цикле К п.с=0,3/9,3*100%=3% | |||||||||||
д) обслуживание станков с разной трудоемкостью, при этом длительность цикла многостаночного обслуживания принимается по более трудоемкой операции
| Номер опера-ции | Номер станка | Время работы станка и простои, мин | 
| ||||||||
| Тм-а | ТВН | ТВП | Тцер | Тпр | Тпс | 
| |||||
| 005 | 1 | 9,0 | 3,5 | 2 | 0,1 | 0,7 | - | ||||
| 010 | 2 | 4,0 | 2 | 1 | 0,1 | 0,9 | |||||
| 3 | 4,0 | 2 | 1 | 0,1 | 0,9 | ||||||
| Время занятости рабочего в цикле Тзрм=(3,5+2+0,1)+(2+1+0,1)*2=11,8мин kзан.ф. =11,8/12,5=0,94; Простой станков на операции №010: Кпс=0,9/12,5*100%=7,2% | |||||||||||
е) обслуживание станков с многоподходными операциями
| Но-мер опе-ра-ции | Но-мер стан-ка | Время работы станка и простои, мин |  
| |||||||||
| Топ | Тм-а | ТВН | ТВП | Тцер | Тпр | Тпс | 
| |||||
| 005 | 1 | 10 | 8,0 | 2 | 0,9 | 0,1 | 2 | - |         
| |||
 
| ||||||||||||
| 010 | 2 | 8 | 5,0 | 3 | 0,9 | 0,1 | 2 |          
| ||||
| 015 | 3 | 7 | 6,0 | 1 | 0,9 | 0,1 | 3 |      
| ||||
| Время занятости рабочего в цикле Тзрм=(2+2+1)+0,9*3+0,1*3=8 мин kзан.ф. =8/10=0,8; Простои оборудования: Кпс2=2/10*100%=20% Кпс3=3/10*100%=30% |   
| |||||||||||
Условные обозначения:
Тм-а – время машинно-автоматической работы станка;
Тпр - свободное время (простой) рабочего в цикле многостаночного обслуживания;
Тпс - простой станка;
Тзрм - общее время занятости рабочего при обслуживании группы станков;
Тц - цикл многостаночного обслуживания;
kзан.ф - коэффициент фактической занятости рабочего в цикле обслуживания;
Кпс- коэффициент простоя станка в цикле.
Рисунок 2.1-Варианты циклограмм многостаночного обслуживания
Построение вышеприведенных графиков различных вариантов многостаночного обслуживания базируется на следующих расчетных основаниях.
Оперативное время выполнения операции (Топ) представляет собой сумму свободного машинного времени и времени занятости рабочего:
Топ = Тмс 
+ Тз 
Время автоматической работы станка (Тмс ), не перекрываемое временем занятости рабочего при работе на данном станке, называется машинно-свободным временем и определяется по формуле
Тмс = То - Тзп или Тмс = То - (Тмр + Тан + Тпер),
где То – основное (технологическое) время (в курсовом проекте То=Тм-а, т.е. это машинно-автоматическое время);
Тмр – машинно-ручная работа;
Тзп – время занятости рабочего, перекрываемое машинным временем работы на данном станке;
Тан – время активного наблюдения за работой станка;
Тпер – время на переход от станка к станку.
Так как машинно-ручная работа перекрывается временем автоматической работы станка, то:
Тм-с = Тм-а - Тв.п.
Структура оперативного времени дана на рисунке 2.2
Топ
Тм-а
Твн Твп Тм-с
Рисунок 2.2 Структура оперативного времени
Время занятости рабочего обслуживанием одного станка (Тз 
) складывается из следующих элементов:
Тз = Тв.н + Тв.п. + Тан + Тпер,
где Тв.н.– вспомогательное не перекрываемое время;
Тв.п. – вспомогательное перекрываемое время;
Тан – время активного наблюдения за работой станка;
Тпер – время на переход от станка к станку.
Вспомогательное неперекрываемое время (Тв.н)— это время, затрачиваемое рабочим на выполнение трудовых приемов при остановленном оборудовании. Например, на установку и закрепление деталей.
Вспомогательное перекрываемое время (Тв.п)— это время выполнения рабочим трудовых приемов в период работы оборудования. Например, снятие детали и перемещение ее в пределах рабочей зоны. В механизированном производстве при многостаночном обслуживании, значительный удельный вес в оперативном времени занимает время, затрачиваемое рабочим на наблюдение за работой оборудования.Оно может быть активным и пассивным.
Время активного наблюдения за работой оборудования (Та.н) —это время, в течение которого рабочий внимательно следит за работой оборудования, ходом технологического процесса, соблюдением заданных параметров, чтобы обеспечить необходимое качество продукции и исправность оборудования. В рамках этого периода рабочий не выполняет физическую работу, но присутствие его на рабочем месте необходимо для того, чтобы убедиться в нормальном протекании процесса выполнения операции и, следовательно, он может перейти к другому станку.
Время перехода (Тп) — это период времени, во время которого рабочий должен перейти к другому станку для выполнения необходимой работы.
В рамках курсового проекта время активного наблюдения входит в перекрываемое время, т.е. занятость рабочего обслуживанием одного станка (Тз ) складывается из следующих элементов:
Тз = Тв.н + Тв.п. + Тпер,
Общее время занятости рабочего при обслуживании группы станков (Т зрм) будет равно сумме времени занятости рабочего по каждому из обслуживаемых станков:
Тзрм = 
Тз 
где n – число обслуживаемых станков.
Основное условие эффективной организации многостаночного рабочего места можно выразить следующим соотношением:
Тмс 
Тз
В случае если Тмс 
Тзрм у рабочего возникает свободное время, при Тмс 
Тзрм образуются простои оборудования.
Таким образом, число станков, включаемых в многостаночное рабочее место не должно превышать определенного предела, с тем, чтобы по возможности не допустить как простоев рабочего, так и простоев оборудования.
Количество станков, объединенных в группу для многостаночного обслуживания, в общем виде определяется следующим образом:
для станков-дублеров и станков с равной длительностью операций:
n = 
+ 1
для станков с различной длительностью выполняемых операций:
n = 
+ 1
где Кд - коэффициент, учитывающий возможные отклонения от нормального хода технологического процесса и необходимость микропауз в работе многостаночника. В таблице 2.2 приведены значения этого коэффициента.
Таблица 2.2 - Значения коэффициента Кд
| Тип производства | Оборудование | |
| универсальное | специализированное | |
| Массовое | 0,85 | 0,9 |
| Серийное | 0,7 | 0,8 |
| Единичное | 0,65 | 0,75 |
В курсовом проекте также необходимо решить вопрос о возможности многостаночного обслуживания. Если многостаночная работа возможна по характеру выполняемой операции и квалификации рабочего, количество станков, которое может обслуживать один рабочий, определяется путем расчета нормы обслуживания и составления циклограмм.
В курсовом проекте нормативное количество станков, обслуживаемых одним рабочим
· для прерывно-поточной линии, можно определить по формуле
, (6)
где tм.а – время машинно-автоматической работы, мин;
tв.н – вспомогательное неперекрывающееся время, включая время активного наблюдения, мин;
tв.п – вспомогательное перекрывающееся время, мин;
- коэффициент оптимальной занятости рабочего (табл. 2.3);
tпер – время перехода рабочего от станка к станку, мин.
· для непрерывно-поточных линий количество станков, обслуживаемых одним рабочим определяется на основе занятости рабочего на протяжении такта потока или кратной ему величины:
Расчетное значение нормы обслуживания может быть целым или дробным числом. В первом случае обслуживаются станки-дублеры и время занятости рабочего по обслуживанию принятого количества станков равно времени автоматической работы станка (вариант А циклограммы многостаночного обслуживания). В других случаях следует руководствоваться вариантами циклограмм многостаночного обслуживания, представленными на рисунке 2.1.
При организации многостаночной работы необходимо учитывать коэффициент оптимальной занятости рабочего. Рабочие, обслуживая несколько станков, осуществляют переходы от станка к станку с грузом или без него. На основе исследований установлено, что коэффициент оптимальной занятости уменьшается с увеличением массы обрабатываемых деталей, расстояния их перемещения и числа деталеопераций. Приближенные значения коэффициентов оптимальной занятости приведены в таблице 2.3.
Коэффициент фактической занятости рабочего-многостаночника:
kзан ф. = Тзрм∕ Тц,
где tр – фактическое рабочее время за время цикла, включая время переходов, (время занятости рабочего) мин;
Tц – длительность цикла многостаночного обслуживания, мин.
Время фактической занятости рабочего, обслуживающего определенное по норме обслуживания количество станков (Нобсл) определяется по формуле:
,
где tв.н. – вспомогательное неперекрываемое время;
tв.п. – вспомогательное перекрываемое время;
tпер – время переходов, мин.
Коэффициент фактической занятости рабочего-многостаночника не должен превышать коэффициента оптимальной занятости.
Таблица 2.3 – Коэффициент оптимальной занятости рабочего в течение цикла многостаночного обслуживания
| Число операций, выполняемых на рабочем месте в течение смены Масса обрабатываемой детали, кг | до 500 | 501-1200 | 1201-1900 | 1901-2600 |
| 1-7 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 8 | 0,99 | 0,97 | 0,96 | 0,95 |
| 9 | 0,93 | 0,92 | 0,91 | 0,89 |
| 10 | 0,88 | 0,87 | 0,85 | 0,84 |
| 11 | 0,84 | 0,81 | 0,8 | 0,78 |
| 12 | 0,78 | 0,76 | 0,74 | 0,73 |
| 13 | 0,73 | 0,7 | 0,69 | 0,68 |
| 14 | 0,67 | 0,65 | 0,64 | 0,62 |
| 16 | 0,57 | 0,54 | 0,53 | 0,51 |
| 18 | 0,46 | 0,43 | 0,42 | 0,41 |
| 20 | 0,35 | 0,33 | 0,31 | 0,3 |
Для правильной организации многостаночного обслуживания важное значение имеет цикл многостаночного обслуживания (Т ц) - период времени, в течение которого рабочий регулярно выполняет весь комплекс работ по обслуживанию закрепленных за ним станков. Его величина рассчитывается следующим образом:
при обслуживании станков-дублеров:
Тц = Тмс + Тз .
Если у рабочего внутри цикла нет свободного времени, то время цикла будет равно сумме занятости по обслуживанию всех станков:
Тц = 
Тз .
Такой случай характерен при обслуживании станков-дублеров (рис. 7.3,а) и для станков, на которых выполняются операции равной длительности (рис. 7.3,б).
В случае, когда общая занятость рабочего по обслуживанию всех станков меньше суммы машинно-свободного и занятости по обслуживанию одного станка, т.е.
Тз < Тмс + Тз ,
то в каждом цикле у рабочего возникают простои (Тпр). Их величина равна:
Тпр = Тц – Тзрм,
При этом продолжительность цикла составит:
Тц = Тзрм + Тпр
Такая ситуация возникает при циклическом обслуживании станков, имеющих не равную, но кратную длительность операций (рис. 2.1,в).
В случае совпадения перерывов в работе станков и неуспеваемости рабочего их обслужить, возникают простои оборудования, т.е.:
Тмс < Тзрм (n – 1)
Величину простоев каждого станка Тпс можно определить по формуле:
Тпс = Тц – (Тмс + Тз ) или Тпс = Тц – Топ
При этом время цикла составит:
Тц = Тмс + Тз + Тпс
Такая ситуация возникает при циклическом обслуживании станков, на которых выполняются операции с неравной и некратной длительностью (рис. 7.3г).
В случае совмещения станков с многоподходными операциями (рис. 7.3, е), для которого характерно наличие простоев у станков и свободного времени у рабочего, цикл многостаночного обслуживания в этом случае определяют по наибольшей величине оперативного времени у одного из обслуживаемых станков:
Тц = Топ.б + Тпс = (Тмс.б + Тз.б + Тпс )
где Топ.б – наибольшее оперативное время у одного из обслуживаемых станков;
Тмс.б – наибольшее машинно-свободное время одного из станков;
Тз.б – наибольшая занятость обслуживанием одного из станков.
Соответственно время простоя каждого станка составит:
Тпс = Тц - (Тмс + Тз ).
Время простоя рабочего определяется по формуле:
Тпр = Тц - 
Важным элементом эффективной организации многостаночного обслуживания является рациональная планировка, обеспечивающая кратчайший маршрут перемещения рабочего от станка к станку, хороший обзор всей группы оборудования. Размещение оборудования осуществляется в каждом конкретном случае в зависимости от особенностей оборудования и формы его обслуживания. На рис. 2.3 представлены типовые планировки рабочих мест и их применимость при многостаночном обслуживании.
Критерием выбора той или иной планировки являются затраты времени на подходы рабочего к станкам (Т пер). При кольцевом расположении оборудования и циклическом обслуживании:
Тпер = n 
с × 0,015 мин,
где lс – среднее расстояние между станками, м;
n – число обслуживаемых станков;
0,015 мин – норматив времени на 1 метр перехода рабочего от станка к станку.
При линейном расположении оборудования и циклическом обслуживании:
Тпер = 2 
c(n – 1) × 0,015 мин.
При нециклическом обслуживании среднее время перехода от станка к станку может определяться по эмпирической зависимости:
Тпер = 
с × (1 + 1/n × (n - 2) × 0,015) мин.,
 |
Рисунок 2.3 - Варианты планировки рабочих мест при многостаночном обслуживании
Расчет коэффициента фактической занятости рабочего в течение смены:
где n-количество циклов за смену;
Тзрм- занятость рабочего в цикле многостаночного обслуживания, мин;
Тсм- продолжительность смены, мин.
Численность рабочих – станочников (расчетное) по каждой операции с учетом многостаночного обслуживания:
Чм = mр ∕ Н,
где mр – расчетное число рабочих мест по данной операции;
H – количество станков, обслуживаемых одним рабочим.
Явочная численность рабочих-станочников корректируется при построении стандарт-плана, учета параллельного и последовательного многостаночного обслуживания, а также при разработке планировки.
Кроме параллельного многостаночного обслуживания, на прерывно-поточной линии возможно последовательное обслуживание не полностью загруженных рабочих мест.
Последовательное обслуживание рабочих мест одним рабочим возможно в том случае, если общая занятость рабочего в течении смены не превышает 100%. Например в одной из операций расчетное количество рабочих равно 1,22. Следовательно, занятость в течение смены одного рабочего – 100%, а второго 22%. Второму можно поручить последовательно обслуживание еще одного рабочего места (соответствующего квалификации рабочего), занятость в течении смены по которому не должна превышать 78%. Возможные варианты обслуживания учитываются при разработке стандарт-плана поточной линии.
Разработка стандарт-плана линии и определение величины внутрилинейных заделов
Для каждой ОНПЛ должен быть построен стандарт-план работы, который регламентирует расстановку рабочих по операциям, определяет загрузку рабочих и оборудования. При построением стандарт-плана выявляется возможность многостаночной параллельной работы (вопросы многостаночного обслуживания изложены в 2.4). Стандарт-план определяет способ и период передачи деталей с операции на операцию (по одной детали или транспортными партиями, через такт или через несколько тактов), периодичность и количество подач заготовок на первую операцию.
Стандарт-план работы непрерывно-поточной линии составляется на такой отрезок времени, который достаточен для выявления повторяемости процесса производства на данной линии. Разработанный стандарт-план актуален на протяжении такого отрезка календарного времени, пока в производственной программе не произойдут существенные изменения. Пример построения стандарт-плана однопредметной непрерывно-поточной линии представлен на рис. 2.4..
На основании стандарт-плана ОНПЛ уточняется количество рабочих необходимых для обслуживания линии, устанавливается способ и периоды передачи деталей с операции на операцию, количественный размер технологического и транспортного заделов между операциями и всего на линии.
Разработанный стандарт-план приводится в записке на отдельном листе с соблюдением правил выполнения чертежей и схем.
| Номер операции | Наименование операции | Норма времени, мин. | Число рабочих мест | Номер рабочего места | Рабочий и порядок обслуживания рабочих мест | Время, мин | |||||||||||||||||||
| 2,5 | 5,0 | 7,5 | 10,0 | 12,5 | 15,0 | 17,5 | 20,0 | 22,5 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 35,0 | 37,5 | 40,0 | ||||||||||
              1
| Токарная | 2,5 | 1 | 1 | 1-й |  1
|  2
|
|
|  5
|  6
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |   13
|  14
|  15
|
| ||||
              2
| Фрезерная | 7,0 | 3 | 2 3 4 | 2-й (параллель-но) |
| 1 | 2 | 4 | 3 | 5 | 7 | 6 | 8 | 9 | 11 | 13 | ||||||||
                 3
| Строгальная | 4,6 | 2 | 5 6 | 3-й (параллель-но) |
|
| 1 | 3 2 | 
|  5
4
| 7
6 | |||||||||||||
|
|
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||||||||||||||
| Технологический задел |
|
| 6 |
| |||||||||||||||||||||
| Транспортный задел |
|
| 5 |
| |||||||||||||||||||||
|
| – время обработки и ожидания на рабочем месте; |
| – технологический задел; | ||||||||||||||||||||||
|
| – время перемещения; |
| – транспортный задел. | ||||||||||||||||||||||
| 1, 2, 3,… | – номера деталей; |
|
| ||||||||||||||||||||||
3
4
16
Рис. 2.4 Стандарт-план однопредметной непрерывно-поточной линии с однорядным расположением оборудования и распределительным конвейером
