Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу
Розрахунок кількості обладнання для кожної операції проводиться по формулі:
, (2.3)
де nрi – розрахункове число верстатів на і-тій операції, шт.;
tштi – штучний час на і-ту операцію, хв.;
τ – такт потокової лінії, хв./шт.
Розрахунки:
А:
np1 = 6,58/3,63= 1,813 (шт.); np6 = 2,74/3,63= 0,755 (шт.);
np2 = 2,16/3,63= 0,595 (шт.); np7 = 1,96/3,63= 0,540 (шт.);
np3 = 9,96/3,63= 2,744 (шт.); np8 = 5,6/3,63= 1,543 (шт.);
np4 = 5,32/3,63= 1,466 (шт.); np9 = 8,82/3,63= 2,430 (шт.);
np5 = 3,58/3,63= 0,986 (шт.); np10 = 4,44/3,63= 1,223(шт.).
Б:
np1 = 6,58/3,63= 1,813 (шт.); np6 = 2,74/3,63= 0,755 (шт.);
np2 = 2,16/3,63= 0,595 (шт.); np7 = 1,96/3,63= 0,540 (шт.);
np3 = 3,86/3,63= 1,063 (шт.); np8 = 5,6/3,63= 1,543 (шт.);
np4 = 5,32/3,63= 1,466 (шт.); np9 = 8,82/3,63= 2,430 (шт.);
np5 = 3,58/3,63= 0,986 (шт.); np10 = 4,44/3,63= 1,223 (шт.)
Округлено nрi до першого більшого або найближчого цілого числа – отримаємо прийняту кількість верстатів nпрi.
Завантаження обладнання ηзi визначено також для кожної i – ої операції по формулі:
(2.4)
Розрахунки:
А:
nз1 = 1,813/2*100=90,65(%); nз6 = 0,755/1*100= 75,5(%);
nз2 = 0,595/1*100=59,5(%); nз7 = 0,540/1*100= 54(%);
nз3 = 2,744/3*100= 91,46(%); nз8 = 1,543/2*100= 77,15(%);
nз4 = 1,466/2*100= 73,3(%); nз9 = 2,430/3*100= 81(%);
nз5 = 0,986/1*100= 98,6(%); nз10 = 1,223/2*100= 61,15(%).
Б:
nз1 = 1,813/2*100=90,65(%); nз6 = 0,755/1*100= 75,5(%);
nз2 = 0,595/1*100=59,5(%); nз7 = 0,540/1*100= 54(%);
nз3 = 1,063/2*100= 53,15(%); nз8 = 1,543/2*100= 77,15(%);
nз4 = 1,466/2*100= 73,3(%); nз9 = 2,430/3*100= 81(%);
nз5 = 0,986/1*100= 98,6(%); nз10 = ,223/2*100= 61,15(%).
Завантаження обладнання на окремих операціях не повинно перевищувати 85 – 90% для створення резерву обладнання з метою забезпечення безперебійної роботи потокової лінії.
При розрахунках 
виявився вищим за 90% на першій, третій та п’ятій операції у варіанті А та на першій і п’ятій операції у варіанті Б, тому було збільшено кількість верстатів на одиницю.
Розрахунки:
А:
nз1 = 1,813/3*100=60,43 (%);
nз3 = 2,744/4*100= 68,6 (%);
nз5 = 0,986/2*100= 49,3 (%);
Б:
nз1 = 1,813/3*100=60,43 (%);
nз5 = 0,986/2*100= 49,3 (%);
Таблиця 2.1 - Розрахунок обладнання на потоковій лінії
| № опера ції | Назва операції | Виріб | tштi, хв. | nрi, шт. | nпрi, шт. | ηзі, % | tштi/nпрi | Ступінь несинхро-нізації, Сі |
| 1. | Обробка отвору і торця | А | 6,58 | 1,813 | 60,43 | 2,193 | -0,084 | |
| Б | 6,58 | 1,813 | 60,43 | 2,193 | -0,063 | |||
| 2. | Протяжка отвору | А | 2,16 | 0,595 | 59,5 | 2,16 | -0,098 | |
| Б | 2,16 | 0,595 | 59,5 | 2,16 | -0,077 | |||
| 3. | Токарна обробка | А | 9,96 | 2,744 | 68,6 | 2,49 | 0,039 | |
| Б | 3,86 | 1,063 | 53,15 | 1,93 | -0,175 | |||
| 4. | Фрезерування торцевою фрезою | А | 5,32 | 1,466 | 73,3 | 2,66 | 0,111 | |
| Б | 5,32 | 1,466 | 73,3 | 2,66 | 0,137 | |||
| 5. | Свердлення отвору Ø20 | А | 3,58 | 0,986 | 49,3 | 1,79 | -0,253 | |
| Б | 3,58 | 0,986 | 49,3 | 1,79 | -0,235 | |||
| 6. | Слюсарна обробка | А | 2,74 | 0,755 | 77,5 | 2,74 | 0,144 | |
| Б | 2,74 | 0,755 | 75,5 | 2,74 | 0,171 | |||
| 7. | Миття | А | 1,96 | 0,540 | 1,96 | -0,182 | ||
| Б | 1,96 | 0,540 | 1,96 | -0,162 | ||||
| 8. | Термічна обробка | А | 5,6 | 1,543 | 77,15 | 2,8 | 0,169 | |
| Б | 5,6 | 1,543 | 77,15 | 2,8 | 0,197 | |||
| 9. | Внутрішнє шліфування | А | 8,82 | 2,430 | 2,94 | 0,227 | ||
| Б | 8,82 | 2,430 | 2,94 | 0,257 | ||||
| 10. | Зовнішнє шліфування | А | 4,44 | 1,223 | 61,15 | 2,22 | -0,073 | |
| Б | 4,44 | 1,223 | 61,15 | 2,22 | -0,051 | |||
| Разом | А | 51,16 | 14,095 | 659,93 | 23,953 | |||
| Б | 45,06 | 12,414 | 644,48 | 23,393 | -0,001 |
Середнє завантаження обладнання ηз сер розраховується по формулі:
, (2.5)
де m – число операцій.
Розрахунки:
А:
nзсер=(1,813+0,595+2,744+1,466+0,986+0,755+0,540+1,543+2,430+1,223)/ 21 = 0,671 або 67,1 %;
Б:
nзсер=(1,813+0,595+1,063+1,466+0,986+0,755+0,540+1,543+2,430+1,223)/ 19 = 0,6534 або 65,34 %.
Ступінь несинхронізації операцій розраховується по формулі:
, (2.6)
де 
– робочий такт на і-тій операції;
– середній робочий такт потокової лінії.
Розрахунки:
А:
С1 = (2,193-2,3953)/2,3953= -0,084 або -8,4 (%);
С2 = (2,16-2,3953)/ 2,3953= -0,098 або -9,8 (%);
С3 = (2,49-2,3953)/ 2,3953= 0,039 або 3,9 (%);
С4 = (2,66-2,3953)/ 2,3953= 0,111 або 11,1 (%);
С5 = (1,79-2,3953)/ 2,3953= -0,253 або 25,3 (%);
С6 = (2,74-2,3953)/ 2,3953= 0,144 або 14,4 (%);
С7 = (1,96-2,3953)/ 2,3953= -0,182 або -18,2 (%);
С8 = (2,8-2,3953)/ 2,3953= 0,169 або 16,9 (%);
С9 = (2,94-2,3953)/ 2,3953= 0,227 або 22,7 (%);
С10 = (2,22-2,3953)/ 2,3953= -0,073 або -7,3 (%).
Б:
С1 = (2,193-2,3393)/ 2,3393= -0,063 або -6,3 (%);
С2 = (2,16-2,3393)/ 2,3393= -0,077 або -7,7 (%);
С3 = (1,93-2,3393)/ 2,33932,3393= -0,175або -17,5 (%);
С4 = (2,66-2,3393)/ 2,3393= 0,137 або 13,7 (%);
С5 = (1,79-2,3393)/ 2,3393= -0,235 або -23,5 (%);
С6 = (2,74-2,3393)/ 2,3393= 0,171 або 17,1 (%);
С7 = (1,96-2,3393)/ 2,3393= -0,162 або -16,2 (%);
С8 = (2,8-2,3393)/ 2,3393= 0,197 або 19,7 (%);
С9 = (2,94-2,3393)/ 2,3393= 0,257 або 25,7 (%);
С10 = (2,22-2,3393)/ 2,3393= -0,051 або 5,1 (%).
Середній робочий такт потокової лінії знаходиться по формулі:
(2.7)
Розрахунки:
А: = (2,193+2,16+2,49+2,66+1,79+2,74+1,96+2,8+2,94+2,22)/10 =
= 2,3953
Б: = (2,193+2,16+1,93+2,66+1,79+2,74+1,96+2,8+2,94+2,22)/10 =
= 2,3393
По отриманих результатах будується графік синхронізації операцій (рисунок 2.1) і графік завантаження обладнання (рисунок 2.2).
А:
|
|
|
Б:
|
|
|
Рисунок 2.1 - Графіки синхронізації операцій
А:
|
|
|
Б:
|
|
|
| |
По ступеню синхронізації операцій на потоковій лінії визначається тип потокової лінії, від якого залежить організація робіт та вибір транспортних засобів.
Якщо на всіх операціях ступінь десинхронізації не перевищує 
, то така лінія є синхронізованою неперервною-потоковою. Якщо ж хоча б на одній операції ступінь десинхронізації перевищує вказану величину, то таку лінію слід називати прямо токовою або несинхронізованою.
Вибір обладнання
Вибір обладнання на практиці здійснюється одночасно з проектуванням технологічного процесу. При цьому найчастіше орієнтуються на наявний склад обладнання. При виборі обладнання в проекті необхідно враховувати наступне:
1) можливість установки і обробки деталі на верстаті. Для цього
зіставляються розміри деталі і основні розміри верстата. Для свердлувального верстата, наприклад, основним розміром є діаметр – найбільший діаметр свердлування. Для токарного верстата – висота центрів та відстань між центрами. Радіус деталі не може перевищувати висоту центрів, а довжина деталі – відстань між центрами;
2) вартість верстата; потрібно використовувати обладнання з меншою
ціною.
Вибір верстатів звичайно треба проводити по прейскуранту оптових цін на металорізальні верстати. В проекті можна скористатися даними таблиці 1.1. Потім складається відомість обладнання на потоковій лінії (таблиця 2.2).
Таблиця 2.2 - Відомість обладнання на потоковій лінії
| Назва операції | Виріб | Модель верстата | Габаритні розміри верстата, мм | Кіль-кість верстатів | Ціна, грн. | Потужність двигунів, кВт | ||
| одного верстата | Всього | одного верстата | Всьо го | |||||
| Обробка отвору і торця | А | 2Н135 | 1030х825 | |||||
| Б | ||||||||
| Протяжка отвору | А | 7Б55У | 4070х1600 | |||||
| Б | ||||||||
| Токарна обробка | А | 1И611П | 1820х970 | |||||
| Б | 1Б24СБ-6К | 4330х1600 | ||||||
| Фрезеруван ня торцевою фрезою | А | 6Р80 | 1525х1875 | |||||
| Б | ||||||||
| Свердлення отвору Ø20 | А | 2Н125 | 915х785 | 2,5 | ||||
| Б | 2,5 | |||||||
| Слюсарна обробка | А | Слюсарний верстат | 1000х800 | - | - | |||
| Б | - | - | ||||||
| Миття | А | Мийка | 950х750 | 0,5 | 0,5 | |||
| Б | 0,5 | 0,5 | ||||||
| Термічна обробка | А | Термопіч | 1020х950 | |||||
| Б | ||||||||
| Внутрішнє шліфування | А | 3К227А | 5815х1900 | |||||
| Б | ||||||||
| Зовнішнє шліфування | А | 3А-110В | 1880х2025 | 4,2 | 8,4 | |||
| Б | 4,2 | 8,4 | ||||||
| Разом | А | - | - | 80,9 | ||||
| Б | - | - | 102,9 |
Планування потокової лінії
Планування обладнання (розміщення верстатів на плані) необхідно виконувати таким чином: на лист міліметрівки наноситься сітка колон, яка характеризується кроком колон і шириною прогону. Рекомендується застосувати відстань між осями суміжних колон продовж прогону (крок колон) - 6 метрів, а відстань між суміжними рядами колон (широту прогону) – 12 метрів. Найбільш поширеними є сітка колон 
або 
метрів. Розміри колон 
мм, ширина капітальної стіни – 400 мм; ширина віконних прорізів – 3000 мм.
Планування в проекті слід починати з кута будівлі. За базу відміру відстані береться вісь зовнішнього ряду колон. Для планування використовуються габарити верстатів, які представляють собою вигляд верстата на плані із зображенням його висувних частин. Габарити верстатів розміщені в спеціальних альбомах. Типові габарити верстатів приведені в [2]. Користуючись типовими обрисами різних верстатів, можна отримати габарити потрібного верстата.
Необхідно знати правила розміщення обладнання на потоковій лінії:
1) обладнання повинно бути розставленим по ходу технологічного
процесу, згідно з послідовністю виконання операцій;
2) рекомендується, як найбільш раціональне, розміщення верстатів
вздовж прогону в один, два і більше паралельних рядів;
3) між паралельними рядами верстатів потрібно передбачити і
показати транспортні між операційні засоби;
4) всі відстані між верстатами, верстатами і колонами, верстатами і
транспортними засобами повинні бути взяті у відповідності до діючих норм[1,2];
5) при розміщенні верстатів не слід прагнути розміщати їх
симетрично по ширині прогону. При невеликій кількості верстатів частина площі прогону може залишитися вільною (в проекті). На практиці вона буде зайнята другими потоковими лініями;
6) площа, яку займають верстати і проходи (виробнича площа
дільниці) визначається із планування;
7) правильність розміщення обладнання перевіряється порівнянням
питомої виробничої площі із запроектованого планування і нормами питомої площі для різних груп обладнання:
а) малі верстати – 5-9 м2;
б) середні – 10-16 м2;
в) великі – 18-60 м2
Питома виробнича площа знаходиться діленням площі дільниці на
кількість розміщених верстатів;
8) на плануванні повинні бути показані основні розміри, а також
лінія руху деталі між операціями технологічного процесу. Пік лінії вказує на те, що деталь оброблюється на даному верстаті. Кількість піків відповідає числу операцій. Якщо на операції встановлено декілька верстатів, то пік зображується лише до одного з них. Лінія руху деталі показує при правильному розміщенні обладнання на прямолінійність руху без зворотів і петлянь.
Транспортні засоби на потоці повинні економити працю робітників. Потрібно вказати, які основні вимоги до них пред’являються.
Рекомендується на несинхронізованих лініях для середніх і великих деталей застосовувати рольганг, ширина якого вибирається в відповідності до розмірів деталі. Стандартна ширина роликів рольгангів складає: 300, 400, 500, 650, 800, 1000 мм. Ширина рольгангу на 48 мм більше. Для малих деталей застосовується транспортер, який переміщується за сигналами з робочих місць.
На синхронізованих лініях слід застосувати транспортер.
При масі деталі більше 20 кг потрібно передбачити біля робочих місць підйомні засоби (електротельфери, кран-балки, пневматичні підйомники та інше). Умовні зображення транспортних засобів наведені в [1,2].
Планування потокової лінії для варіантів А та Б наведено в додатку А.