С постоянным ритмом

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

В основе организационных структур массового производства лежит поточный метод их организации. Поточный метод – это такая организация производства, при которой предмет производ­ства (деталь, узел, изделие) в процессе его изготовления передает­ся немедленно или с минимальной затратой времени с только что выполненной операции на следующую. Поточный метод характе­ризуется следующими признаками:

q закреплением предметов одного наименования или ограни­ченной группы наименований за определенными рабочими мес­тами, а каждой отдельной операции – за отдельным специализи­рованным рабочим местом или несколькими рабочими местами;

q выполнением на каждом рабочем месте одной операции или небольшого числа операций;

q прямоточным расположением рабочих мест по ходу техно­логического процесса;

q высокой степенью непрерывности производственного про­цесса;

q высокой степенью ритмичности выполнения операций и процесса в целом;

q высокой степенью автоматизации и механизации техноло­гического оборудования, оснастки, транспортных устройств на отдельных операциях и процессе в целом.

Поточный метод экономически эффективнее других методов организации производства, поскольку:

q создает предпосылки для использования специализирован­ного высокопроизводительного оборудования (например, умень­шает величину амортизационных отчислений, приходящихся на одно изделие);

q создает постоянную повторяемость одних и тех же опера­ций, что значительно упрощает систему планирования производ­ства, систему учета и процесс регулирования хода производства;

q ведет к сокращению производственного цикла изготовле­ния изделий, в результате сокращается размер незавершенного производства, а, следовательно, создаются условия для увеличения скорости оборота оборотных средств;

q повышает производительность труда до определенного уров­ня, так как позволяет специализироваться на выполнении одних и тех же операций;

q сокращает потребность в производственных площадях, не­обходимых для выпуска продукции.

В результате снижается себестоимость выпускаемой продук­ции за счет снижения всех видов затрат на единицу продукции.

Первичным структурным звеном поточного производства яв­ляется поточная линия (ПЛ). Все ПЛ можно разделить на две группы: 1) однопредметные ПЛ (ОПЛ); 2) многопредметные ПЛ (МПЛ).

Однопредметные непрерывные поточные линии (ОНПЛ). К ОНПЛ относятся ПЛ, на которых обрабатываются или собира­ются предметы одного типоразмера в течение длительного перио­да времени. На таких линиях предметы производства движутся по параллельному виду движения. В ОНПЛ время выполнения от­дельных операций (t_ШТ) должно быть равно или кратно среднерасчетному ритму (r). Это требование может быть представлено равенством:

ar – tШТ = 0,

(12.21)

где а – некоторое постоянное число.

Чем ближе к нулю разность (12.21), тем выше синхронизация выполняемых на ПЛ операций. Различают синхронизацию пред­варительную и окончательную. При проектировании ОНПЛ до­биваются предварительной синхронизации, которая допускает от­клонения t_ШТ от ритма на 10 – 12 %. При окончательной синхро­низации, которая осуществляется в процессе наладки ПЛ, эти отклонения стараются уменьшить. Уменьшение осуществляется за счет:

q объединения или разъединения операций;

q изменения технологии изготовления;

q и / или изменения режимов обработки;

q улучшения организации труда на рабочих местах;

q изменения конструкции детали или узла.

Наиболее легко поддаются синхронизации ручные операции, поэтому ОНПЛ очень часто организуются на участках монтажно-сборочных работ.

Расчеты по ОНПЛ начинаются с расчета среднего ритма за­пуска – выпуска одной штуки:

r = T / NВЫП,

где Т– принимаемый плановый период;

N_ВЫП – программа выпуска за плановый период.

Среднерасчетный ритм не только показывает нам, с каким ритмом мы должны выпускать запланированную продукцию в отведенное время, но он также оказывает влияние на организацию производственного процесса и на организацию труда на рабочих местах, что будет показано ниже.

После получения величины ритма рассчитывается количество рабочих мест на каждой операции:

= / r,

где – число рабочих мест на j -й операции.

В результате расчета может получиться так, что либо по всем, либо по большинству операций будет больше единицы. Это приводит к вопросу: «Может быть, создать не одну ОНПЛ, а несколько одинаковых линий, на которых обрабатывается один и тот же предмет с общим для всех линий ритмом?»

Расчет оптимального числа ОНПЛ методом А. И. Неймарка. При увеличении числа линий ритм каждой отдельной линии (r _Л) будет увеличиваться пропорционально числу создаваемых линий:

r _Л = К _Л r,

где К _Л – число создаваемых ОНПЛ.

В пределе при увеличении К _Лна каждой операции должно остаться одно рабочее место. В этом случае:

К _ОП = Т_Д / r _Л,

где Т_Д – суммарная трудоемкость изготовления одной штуки на всех операциях.

ТД = К ОП tУС + ТОСН ,

(12.22)

где Т_ОСН – время обработки одной штуки на всех операциях линии;

t_УС – время на установку и снятие предмета на линии.

Если рассматривать одну линию, то для нее:

К _ОП = Т_Д / r.

Тогда выражение (12.22) можно записать следующим образом;

ТД = К ОП tУС + ТОСН ,

ТД = ТОСН.

Для нескольких линийэто выражение можно записать так:

ТД = ТОСН Л.

(12.23)

Из практики известно, что с увеличением числа одинаковых предметов, обрабатываемых рабочим на рабочем месте, его навык возрастает, а следовательно, возрастает и производительность его труда. С другой стороны, если число обрабатываемых или собира­емых предметов (N) уменьшается, то навык рабочего постепенно снижается. Аналитически установленную зависимость можно за­писать равенством:

ТОСН =,

где А – некоторое постоянное число;

а – характеризует степень приноравливаемости рабочего в за­висимости от величины N. Обычно считают а = 2.

Для нескольких линий:

ТОСН Л =.

Полученное выражение подставим в выражение (12.23) и r _Л выразим через К _Л, умноженное на r, тогда

ТД = ТОСН .

Разделим числитель и знаменатель на r иобозначим t_УС / r = e. Получим:

ТД = ТОСН .

Полученное выражение отражает зависимость суммарной тру­доемкости обработки или сборки предметов на линии от числа линий. Возьмем первую производную по числу линий, результат приравняем нулю и определим оптимальное количество ОНПЛ, которое не приводит к снижению трудоемкости в результате увеличения числа одинаковых линий, создаваемых на основе исходного расчета:

.

В этих расчетах не учитывается величина капитальных вложе­ний, связанных с созданием ПЛ, но, помня, что ОНПЛ в основ­ном создаются как линии, использующие ручной труд, и что они не насыщены большим числом оборудования, учетом капиталь­ных вложений в этом случае можно пренебречь.

На выбор числа ОНПЛ влияние оказывает также конфигу­рация и размер производственной площади. Увеличение числа ОНПЛ значительно повышает маневренность управления произ­водственным процессом.

Организация ОНПЛ с помощью конвейеров. ПЛ могут быть с принудительным и свободным ритмом. На линиях с принуди­тельным ритмом предмет производства перемещается от одного рабочего места к другому с помощью конвейера, который является транспортным средством, работающим от двигателя. Конвейеры могут быть непрерывными и пульсирующими. Кроме того, все конвейеры делятся на конвейеры распределительные, на которых предмет производства для его обработки снимается с конвейерной ленты на рабочее место, и рабочие, где предмет производства в момент его обработки остается на конвейере.

На конвейерах с непрерывным движением в любой момент времени находится строго определенное число предметов произ­водства, которые движутся с установленной скоростью ():

,

где – расстояние между осями двух смежных предметов.

Движение может быть организовано и транспортными партия­ми. В этом случае скорость конвейера рассчитывается аналогично, a = ( обозначает размер транспортной партии). Практически равно 0,1... 4,0 м /мин.

Для всех конвейеров без исключения основными организационно-производственными параметрами являются: , , , q_РМ .

Для движущихся непрерывно распределительных конвейеров со снятием предметов на рабочие места

= tУС + tОБР ,

где t_УС, t_ОБР – время установки и снятия предмета на конвейерную ленту и время обработки предмета на операции, соответственно. Длина рабочей части конвейерной ленты

LK = ,

где – число рабочих мест.

Если необходимо уменьшить длину рабочей ленты конвейера с целью улучшения использования производственных площадей, рабочих размещают по обеим сторонам конвейера, тогда длина уменьшится в два раза. Уменьшение скорости конвейера регули­руется дополнительным размещением предметов производства на конвейерной ленте между двумя рабочими местами. В этом случае расстояние между осями смежных предметов можно обозначить , и скорость конвейера определится равенством:

.

На непрерывном конвейере без снятия предметов, который называется рабочим, и определяются рассмотренным выше порядком, а ритм конвейера определится так:

= tОБР + tВОЗВР ,

где t_ВОЗВР – время возвращения рабочего после завершения операции на исходное рабочее место к моменту поступления туда очередного предмета производства. Поэтому t_ВОЗВР является вели­чиной переменной и зависит от того, как долго рабочий выпол­нял очередную операцию, сопровождая предмет производства и перемещаясь с ним в сторону месторасположения начала следую­щей операции. Скорость возвращения этого рабочего назад будет определяться отношением расстояния, которое осталось до следу­ющего рабочего места, к установленной скорости конвейера.

Обычно такие конвейеры применяются при работе с тяжелыми и громоздкими предметами производства. Но иногда, чаще всего в приборостроении, рабочие конвейеры не требуют следования рабочих за предметами производства. Рабочий остается на месте, а предмет производства перемещается перед ним в определенной рабочей зоне:

= ,

где – количество рабочих мест на j -й операции;

– резервная длина рабочей зоны, которая устанавливается для тех операций, продолжительность выполнения которых равна или кратна ритму.

= ,

где – максимально допустимая величина штучного вре­мени.

Пульсирующий распределительный конвейер имеет следую­щие организационно-производственные характеристики:

= tУС + tОБР + tТР ,

где t_ТР – время транспортировки предмета с операции на опера­цию.

Скорость конвейера выбирается максимально возможной, ис­ходя из учета сил инерции, возникающих в момент начала дви­жения конвейера и его остановки. L_K определяется обычным порядком.

Пульсирующий рабочий конвейер характеризуется тем, что и длянего определяются на основе изложенных требова­ний, а

= tОБР + tТР .

Эти линии создаются для сборки сложных и громоздких изде­лий, таких, как автомобили, тракторы и т. д.

ОНПЛ со свободным и полусвободным ритмом. На непре­рывных ПЛ со значительными колебаниями фактических затрат времени на выполнение операций устанавливается свободный или полусвободный ритм работы. В этом случае передача отдельных предметов с одной операции на другую может производиться с небольшими отклонениями от ритма. Обычно для выдерживания общего ритма работы линии запуск предметов на первой операции линии осуществляется строго в соответствии со среднерасчетным ритмом. Соблюдение установленного ритма и его поддержание является обязанностью мастера и рабочих.

При полусвободном ритме работа может быть организована с помощью конвейера, но конвейер будет включаться мастером при получении сообщений со всех рабочих мест линии об окончании выполнения операций.

Непрерывные линии с ручной передачей относятся к линиям со свободным ритмом, применяются для мелких и негромоздких узлов и изделий, когда применение специальных транспортных средств экономически нецелесообразно.

Наиболее экономически целесообразной формой организации таких линий является «вытаскивание» предметов с предыдущей операции на последующую, о чем говорилось в главе 9.

Стационарные поточные линии создаются на производствах, выпускающих большие, громоздкие изделия, например такие, как пассажирские самолеты, в этом случае изделия располагаются на определенных местах, а перемещается бригада рабочих от изде­лия к изделию. На таких линиях, как правило, очень сложно создать рациональные условия для работы рабочих при выполне­нии операций.

Однопредметные прерывные поточные линии (прямоточ­ные линии) (ОППЛ). ОППЛ – это линия, на которой обрабатыва­ются или собираются предметы одного типоразмера в течение длительного времени (для изготовления другого предмета необхо­дима перестройка всей линии), движение предметов по рабочим местам прямоточное и организовано по параллельно-последова­тельному виду.

Продолжительность выполнения большинства операций не равна или не кратна ритму, что означает, что условие (12.21) не выполняется. Нарушение этого условия есть следствие того, что синхронизация большинства операций сопряжена с очень боль­шими трудностями, поскольку для их выполнения используется разнородное оборудование, характеризующееся различными тех­ническими характеристиками и различными техническими пара­метрами. ОППЛ обычно применяются для механической обработ­ки деталей.

В результате нарушения условия (12.21) на ОППЛ имеет место:

1) прерывность движения предметов производства по опера­циям;

2) прерывность в работе того оборудования, на котором вы­полняются операции по времени, не равные или не кратные ритму;

3) прерывность в работе рабочих, выполняющих не равные и не кратные ритму операции.

Однако ритмичности обработки определенных количеств дета­лей на таких линиях удается достичь за период оборота линии (), в течение которого на каждом рабочем месте ОППЛ оказы­вается обработанным одинаковое количество деталей ():

= r.

Постоянное соблюдение выполнения определенного объема работы в течение периода оборота линии обеспечивает и равно­мерность производства в целом.

Работа ОППЛ осуществляется по специальному пооперацион­ному стандарт-плану (ПСП) работы линии, по которому через время работа всей линии возобновляется и повторяется в соответствии с ПСП. Так происходит из периода в период до тех пор, пока не будут накоплены значительные изменения техноло­гий по изготовлению предмета производства, которые потребуют перепроектирования всего процесса.

Проектирование ОППЛ начинается с определения среднерасчетного ритма запуска – выпуска (r), который рассчитывается как отношение номинального фонда времени к программе выпуска конкретного изделия в пределах установленного номинального фонда. Затем рассчитывается число рабочих мест на каждой опе­рации аналогично тому, как это делалось при расчете ОНПЛ, а также общее число рабочих мест на линии Q (сумма числа всех рабочих мест по всем операциям). После этого определяется линии. Существуют подходы к расчету на основе определения экономически целесообразной его продолжительности, но эти расчеты на практике не имеют принципиального значения, по­скольку принимается либо равным продолжительности смены, либо равным полусмене.

Однако после проведения расчетов и проверки расстановки рабочих по операциям оказывается, что на отдельных операциях рабочие загружены не полностью. Поэтому работу не полностью загруженных рабочих стараются организовать по принципу мно­гостаночного обслуживания, т. е. для таких рабочих подбирает­ся группа операций (), выполняемых по многостаночному ва­рианту:

.

После этого определяется коэффициент занятости рабочего на -й группе операций:

и средний коэффициент занятости рабочих на линии:

,

где l – общее число рабочих на линии.

Далее переходят к составлению графика работы линии, кото­рый и называется пооперационным стандарт-планом. ПСП со­ставляется в виде таблицы, в которой приводятся основные орга­низационно-производственные параметры линии, а также кален­дарный график выполнения операций и движения оборотного задела. Календарный график считается наилучшим, если он обес­печивает удобный режим работы оборудования и наименьшую величину оборотного задела. Пример 8 показывает ПСП выпус­ка плат типа РС8050108 для = 480 мин. и r = 0.25 мин. ( = 1920 шт.).