Вопрос № 6. Организация поточного производства
Сущность поточного производства и его основные принципы
Развитие технологической формы специализации цехов и участков приводит к созданию поточного производства - наиболее прогрессивной и эффективной формы организации производственных процессов, основанных на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций. Эти операции выполняются на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса, которая в максимальной степени позволяет реализовать принципы 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 изделия в производстве.
Принцип специализации воплощается в создании специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного закрепленного за данной линией изделия или нескольких технологически родственных изделий.
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, в частности равной производительности на всех операциях линии. Если такого равенства нет, то линия называется прерывно-поточной или прямоточной.
Принцип параллельности предусматривает параллельное движение изделий, при котором они передаются по операциям поштучно либо небольшими транспортными партиями.
Принцип ритмичности характеризуется ритмичным выпуском продукции с линии и ритмичным повторением всех операций на каждом ее 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, как правило, строго согласован с производственной программой и рассчитывается по формуле:
 ;
| (6.1) |
где Fэф – эффективный фонд времени работы линии в анализируемом периоде, мин.;
Nз – программа запуска по изделию на рассматриваемый период, шт.
При передаче изделий транспортными партиями ритмичность работы непрерывно-поточной линии характеризуется интервалом времени, определяющим выпуск (запуск) одной такой партии от последующей за ней, т. е. ритмом линии, который определяется по формуле:
 ;
| (6.2) |
где p – число изделий в транспортной партии, шт.
Таким образом, за время каждого ритма на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объем работы.
Чтобы более точно уяснить, почему подобное производство называется поточным, можно рассмотреть следующий пример. Пусть для обработки некой детали требуется технологический процесс, состоящий из пяти операций, время выполнения которых соответственно равно: 2; 6; 4; 2; 4 мин. Задана месячная программа N3 = 9000 шт. Эффективный фонд времени работы оборудования за месяц составляет 300 ч, или 18 000 мин.
При заданных исходных данных такт линии будет равен 2 мин/шт. (18 000 / 9000), штучное время на всех операциях равно или кратно такту. Следовательно, для согласования ритмичной работы на 1-й операции необходимо иметь один станок, на 2-й операции - втрое больше станков, чем на 1-й, так как время выполнения 2-й операции в 3 раза больше. Аналогично рассчитывается потребное число станков на всех остальных операциях. Схематически организация потока для рассмотренного примера представлена на рис. 6.1.
 |
Рис. 6.1. Пример схемы организации потока
Отличительные признаки поточных методов производства и предпосылки их эффективного внедрения
Для организации поточного производства характерны следующие основные признаки:
1. возможность деления производственного процесса изготовления продукции на более или менее простые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами (станками) или за группой одинаковых рабочих мест;
2. оснащение рабочих мест поточной линии специальным оборудованием, инструментом, приспособлениями, обеспечивающими высокопроизводительное выполнение закрепленных операций;
3. размещение рабочих мест в строгом соответствии с последовательностью технологического процесса;
4. транспортная направленность, регламентирующая все производство во времени и в пространстве;
5. высокая степень механизации и автоматизации процессов производства;
6. непрерывно повторяющееся единообразие всех производственных факторов - качества и форм материалов, инструментов и приспособлений и т. п.;
7. равномерность выпуска продукции на основе единого расчетного такта поточной линии;
8. немедленная (т.е. без межоперационных ожиданий) передача предметов труда с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими партиями, по мере их обработки на предыдущей с помощью специальных транспортных средств.
Условиями для перехода на поточные методы производства являются:
1. достаточный объем выпуска однотипных изделий, обеспечиваемый за счет максимальной унификации конструкций выпускаемых изделий;
2. углубление специализации завода, цехов, участков и рабочих мест;
3. отработка конструкций изделий с точки зрения требований поточной технологичности;
4. разработка технологических процессов, обеспечивающих наибольшую пропорциональность в потоке;
5. в серийном производстве - унификация технологии и применение методов групповой обработки.
Классификация поточных линий
Организационные формы поточных линий весьма разнообразны, поэтому целесообразно делить их на группы по классификационным признакам.
1. По степени специализации принято различать одно- и многопредметные поточные линии.
Однопредметные поточные линии в большинстве случаев являются постоянно-поточными линиями, для которых характерны:
a) производство одного вида продукции в течение длительного периода времени до смены объекта производства на заводе;
b) постоянно действующий, несменяемый технологический процесс;
c) большой масштаб производства однотипной продукции.
Такие линии применяются, как правило, в условиях массового или крупносерийного производства.
Многопредметные поточные линии создаются в тех случаях, когда программа выпуска продукции одного вида не обеспечивает достаточной загрузки комплекта оборудования линии. В зависимости от метода чередования объекта производства многопредметные линии подразделяются на переменно-поточные и групповые.
Переменно-поточная линия - это линия, на которой обрабатывается несколько конструктивно-однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовления предметов определенного наименования такая линия работает по тем же принципам, что и однопредметная.
Групповая линия - это линия, на которой обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой технологии и с использованием групповой оснастки либо одновременно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест).
2. По степени непрерывности технологического процесса выделяются непрерывные и прерывные (прямоточные) линии.
Непрерывно-поточными могут быть как одно-, так и многопредметные поточные линии. На непрерывно-поточных линиях предметы труда с операции на операцию непрерывно передаются поштучно или небольшими транспортными 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. Непрерывно-поточные линии используются на всех стадиях производства. Наибольшее распространение они получили в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку его организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, добиваясь полной синхронизации.
Прерывно-поточными также могут быть одно- и многопредметные поточные линии. Они создаются в тех случаях, когда отсутствует равенство или кратность длительности операций такту и полная непрерывность производственного процесса не достигается. Для поддержания беспрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях создаются межоперационные оборотные заделы. Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного производства, а прямоточные многопредметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производства.
3. По способу поддержания ритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом.
Линии с регламентированным ритмом характерны для непрерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой или звуковой сигнализации при отсутствии конвейеров.
Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применяются при любых формах потока (непрерывной и прерывной), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии. Его величина должна соответствовать расчетной средней производительности за определенный период времени (час, смену).
4. По виду использования транспортных средстввыделяются линии со средствами непрерывного действия (конвейерами), с транспортными средствами дискретного действия и линии без транспортных средств.
Линии с транспортными средствами непрерывного действия в зависимости от функций, выполняемых этими средствами, подразделяются на:
a) линии с транспортным конвейером;
b) линии с рабочим конвейером;
c) 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 являются не только транспортными средствами непрерывного действия, выполняющими функции транспортных конвейеров, но и 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 (станках) и с различным числом рабочих мест -дублеров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмичности необходимо обеспечить четкое адресование предметов труда по рабочим местам.
Линии с транспортными средствами дискретного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть подразделены на несколько видов. К транспортным средствам дискретного действия относятся: бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.), подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.).
Линии без наличия транспортных средств - это линии с неподвижным предметом труда. Как правило, такие линии организуются при сборке крупных объектов.
5. По характеру движения конвейерапринято различать линии с непрерывным и пульсирующим движением конвейера.
Линии с непрерывным движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса операции должны выполняться на стационарных рабочих местах (транспортный конвейер) или во время движения рабочего конвейера без снятия предметов труда с рабочих мест.
Линии с пульсирующим движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса операции должны выполняться при неподвижном объекте производства на рабочем конвейере. В этом случае, привод конвейера включается автоматически через заданный интервал времени только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию.
6. По уровню механизации процессов поточные линии делятся на автоматические и полуавтоматические.
Автоматические поточные линии характеризуются объединением в единый комплекс технологического и вспомогательного оборудования и транспортных средств, а также автоматическим централизованным управлением процессами обработки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процессы полностью синхронизированы и действуют по единому такту (ритму).
Полуавтоматические поточные линии компонуются из специальных станков-полуавтоматов (с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным агрегатированием).
Экономические эффекты внедрения поточных методов производства
Широкое распространение поточных методов производства объясняется их высокой эффективностью. Для поточного производства характерны: широкое применение высокопроизводительного специального оборудования, высокий уровень механизации и автоматизации ручных работ и транспортных операций и наиболее полное использование оборудования, материалов и прочих средств производства.
Эффективность поточных методов выражается в повышении производительности труда, увеличении выпуска продукции, сокращении продолжительности производственного цикла обрабатываемой продукции, снижении использования производственных площадей, меньшем числе межцеховых и цеховых кладовых, экономии материалов, снижении себестоимости продукции и т. д.
На повышение производительности труда при поточном производстве оказывает влияние ряд факторов, среди которых можно отметить следующие:
1. освобождение рабочих от затрат излишнего и тяжелого физического труда. Доставка на рабочие места материалов и полуфабрикатов, а также дальнейшее перемещение предметов труда осуществляются с помощью специальных транспортных средств;
2. ликвидация или сведение к минимуму простоев рабочих из-за переналадок оборудования, неравномерной загрузки, непропорциональности мощностей рабочих мест;
3. приобретение рабочими производственных навыков вследствие того, что они в течение длительного времени выполняют одну и ту же операцию или ее часть;
4. повышение точности заготовок и материалов, в результате чего сокращается время на обработку и изготовление продукции;
5. снижение трудоемкости процессов производства за счет применения в потоке передовой технологии и техники и оптимальных режимов работы оборудования.
На снижение себестоимости влияют следующие факторы;
1. сокращение заработной платы на единицу изделия благодаря повышению производительности труда и снижению трудоемкости продукции;
2. уменьшение затрат на основные материалы и полуфабрикаты в результате рационального выбора этих материалов, установление более экономичных размеров и допусков материалов и припусков на полуфабрикаты, применение наиболее эффективных методов централизованного метода раскроя с учётом максимального использования отходов производства;
3. сокращение удельных расходов инструментов благодаря применению техники обоснованных типов и размеров инструментов, оптимальных скоростей, установленных режимов работы оборудования, организации принудительной смены и централизованной заточки;
4. экономное расходование в результате интенсификации процессов и увеличение выпуска продукции;
5. наиболее полное использование оборудования, зданий и сооружений благодаря целесообразной планировки оборудования, непрерывности и равномерности процессов производства, пропорциональности мощностей и сведения простоев оборудования до минимума;
6. сокращение брака в результате тщательной разработки технологического процесса, постоянства применения материалов и режимов работы, освоения рабочими технологических процессов.
Оценка экономического эффекта от внедрения поточных линий
Внедрение поточного производства приводит к значительному сокращению продолжительности производственного цикла, уменьшению заделов и общего объема незавершенного производства.
Вместе с тем, переход на поточное производство влечет за собой и рост капитальных вложений. В связи с этим, важной задачей управления поточным производством становится определение размера капитальных вложений и расчет их экономического эффекта.
Расчет экономического эффекта от внедрения поточных методов производств рекомендуется вести в следующей последовательности.
1. Выбирается и обосновывается базовый вариант для сравнения.
2. Рассчитывается производительность техники по вариантам.
3. Определяются капитальные вложения по вариантам (базовому и проектируемому). В общий объем капитальных вложений по вариантам, как правило, включаются:
a) затраты на технологическое оборудование;
b) затраты на дорогостоящий инструмент и технологическую оснастку;
c) затраты на доставку, монтаж и пусконаладочные работы технологического оборудования и оснастки;
d) затраты на производственную площадь, занимаемую оборудованием;
e) затраты на транспортные средства;
f) затраты на предотвращение загрязнения окружающей среды и на создание необходимых условий труда для рабочих-операторов поточной линии.
Помимо этого, в состав капитальных вложений по проектируемому варианту также включаются: затраты на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы с учетом фактора времени; убытки от списания недоамортизированной базовой техники; затраты, связанные с необходимостью пополнения оборотных средств.
4. Рассчитывается себестоимость выпускаемой продукции - производимой с помощью оборудования базового варианта и с помощью анализируемой поточной линии.
5. Устанавливается тождественность по объему выпуска в базовом и проектируемом вариантах.
6. Определяются сумма приведенных затрат и годовой экономический эффект от внедрения поточного производства. Расчет годового экономического эффекта основывается на следующей базовой формуле:
 ;
|
где Зпр1 и Зпр2 – приведенные затраты по базисному и анализируемому вариантам производства, д.е.;
С1 и С2 – себестоимость годового выпуска продукции соответственно по базовому и анализируемому вариантам производства, д.е.;
К1 и К2 – капиталовложения по базовому и анализируемому вариантам производства, д.е.;
Ен – коэффициент приведения затрат.