Расчет количества основного технологического оборудования и рабочих мест для поточного производства

(наименование вопроса)

Поточные методы работы характерны в основном для массово­го и крупносерийного производства.

При поточной форме организации производства первичным структурным звеном цеха является поточная линия изготовления деталей или сборки изделий. Оборудование для обработки и рабочие места для сборки размещают при этом в принятой последовательности выполнения технологических операций. Основными параметрами поточной линии служат такт работы линии, характеризующий ее производительность и ко­эффициент загрузки установленного на ней оборудования.

Наиболее распространенным видом поточных линий являются непрерывно- поточные (однономенклатурные) линии, предназначенные для обработки одной детали или сборки изделий одного типоразмера.

Стремление использовать преимущества поточной организации в серийном производстве привело к созданию многономенклатурных линий - переналаживаемых переменно - поточных линий и непереналаживаемых групповых поточных линий.

В первом случае все станки линии налаживают на обработку какой - либо одной детали из закрепленной за линией группы, и после об­работки партии этих деталей всю линию переналаживают на обработку партии следующей детали и т.д., пока не будут последовательно обрабо­таны все детали, входящие в группу, при этом такт выпуска для разных де­талей различны. Во втором случае на линии одновременно или последова­тельно обрабатывают или собирают несколько деталей или изделий без переналадки.

Причем такт выпуска может оставаться одинаковым или изме­няться.

Число станков непрерывно - поточной линии определяют для каждой операции (в автоматической линии для каждой позиции) изготов­ления. Расчетное значение числа станков, требуемое для выполнения дан­ной операции:

 

С′р=tш / τ

где: tш - штучное время (станкоемкость) выполнения операции,

мин.; τ - такт выпуска, мин.

Станкоемкость операции представляет собой время, затрачи­ваемое станком (или станками) для выполнения данной операции в станко-мин.

Tш=to+tв+tтех+tорг+tпер,

где:tо - основное время выполнения операции

tв - вспомогательное время на выполнение операции, не перекры­ваемое основным (время на установку, закрепление и снятие детали, пуск и остановка станка, подвод и отвод инструмента, измерения детали, пере­ключение скоростей и подач и др.);

t тех - время на техническое обслуживание рабочего места, отнесенное к одной детали (время на подналадку инструмента и смену его при затуплении, устранение отказов и др.)

tорг- время на организационное обслуживание рабочего места (время на подготовку станка к работе, на его очистку, смазку, получение инструмента и др.);

tпер - время, учитывающее регламентированные перерывы на отдых и собственные надобности рабочего.

При последних видах потерь времени часто объединяют и выра­жают их в процентах от оперативного времени:

Tоп=to+tв,

Полученное значение Срасч округляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом расчетное число станков Срасч для данной операции.

Проектный коэффициент загрузки каждого станка К3 равен отношению фактического времени работы станка для выполнения данной операции tш к эффективному фонду времени, планируемому для его вы­полнения., т.е.

 

К3=Срасч / Срасч=tш/τ ср

 

Практика работы поточных линий показала, что на производи­тельность линии большое влияние оказывают фактические дополнитель­ные наложенные потери времени, вызываемые работой смежного оборудования и различными внешними условиями (перебои в снабжении поточ­ных линий заготовками, внезапная остановка оборудования на линии, простои оборудования из-за отсутствия тары, перебои в водо- и энерго­снабжении и по другим организационно-техническим причинам). Эти по­тери особенно ощутимы на операциях с высоким коэффициентом за­грузки.

Вследствие наличия этих дополнительных потерь, не учитываемых при определении коэффициента загрузки К3, необходимо снижать до­пускаемую проектную загрузку станков и вводить в расчет принимаемого количества оборудования Спр дополнительный коэффициент использова­ния оборудования Ки, который учитывает наложенные потери. Тогда при­нимаемое количество оборудования на операцию:

Спр=Срасч / Ки или Ки=Срасч / Спр,

следовательно, коэффициент использования оборудования представляет собой отношение расчетного числа единиц технологического оборудова­ния, необходимого для обеспечения программ выпуска изделий, к факти­ческому. В табл. 2.1 даны рекомендуемые значения коэффициентов за­грузки и использования для отдельных станков и групп оборудования. При этом следует иметь в виду,

что в тех случаях, когда коэффициент загрузки по расчету получается меньше рекомендованных значений, в качестве при­нято брать расчетное число станков.

Для переменно-поточных и групповых поточных линий число станков на каждую операцию рассчитывают по штучно-калькуляционному

времени и программе выпуска каждой закрепленной за линией детали:

 

С′расч=(∑ t ш-кi*Ni)/(Фо*60)

где t ш-кi и Ni - соответственно штучно- калькуляционное время, мин, операции изготовления i -ой детали на станке и ее программа выпуска;

Фо - эффективный годовой фонд времени станка; n - количество разных деталей, изготавливаемых на переменно-поточной линии.

При отсутствии данных о подготовительно-заключительном вре­мени расчет числа станков на каждую операцию переменно-поточной ли­нии можно вести по штучному времени tш:

С′′расч=(∑ t ш 1*N1)/(Фо*60*Кn)

где Kn - коэффициент переналадки, обычно Kn = 0,95, а для групповых по­точных линий не требующих переналадки, Kn = 1.

Расчетное число станков Срасч получают округлением С′расч до ближайшего большего целого числа.

Если многопредметная поточная линия работает с разными так­тами при изготовлении разных деталей, то необходимым условием выпол­нения заданной программы по всей номенклатуре выпускаемых деталей яв­ляется следующее соотношение:

∑;τi*Ni ≤ Фо*60*Kn

где τ - такт выпуска i -ой детали.

Указанное соотношение вытекает из того, что фактическое время работы оборудования не может превышать эффективного фонда времени с учетом потерь на переналадку.

Число рабочих мест поточной линии сборки при детальном про­ектировании также определяют для каждой сборочной операции.

При подвижной (конвейерной) сборке основой для расчета пара­метров сборочных конвейеров являются заданный такт выпуска τ и об­щая трудоемкость сборки изделия или сборочной единицы на конвейере Тсб. Фактический такт выпуска изделий определяют аналогично такту работы поточных линий механической обработки.

Расчетное число рабочих мест М′сб можно определить как отноше­ние общей трудоемкости сборки на конвейере Тсб к средней трудоемкости работы на каждом рабочем месте:

М′сб=Тсб/τ * n,

где n - средняя плотность работы.

Допускаемая средняя плотность работы на рабочих местах зави­сит от габаритных размеров собираемых изделий и характера выполнения сборочных операций, определяющих возможность одновременной работы нескольких рабочих с разных сборок изделия на одном рабочем месте. Если на одном рабочем месте работает один рабочий, то число рабочих мест на конвейере:

М′сб.расч.=Тсб/τ,

Расчетное дробное число рабочих мест сборки М′сб.расч. округляют до ближайшего большего целого числа.

Увеличение плотности работы на конвейере способствует сокра­щению числа рабочих мест, следовательно, длины конвейера. К расчетному числу рабочих мест на конвейере добавляется необходимое число мест для выполнения контрольных операций и резервных мест на случай возможных изменений в конструкции изделий или технологии сборки.

Длина одного рабочего места ℓ или шаг конвейера равна рас­стоянию между осями соседних собираемых изделий.

Обычно ℓ = ℓ1+ ℓ2, где ℓ1 - габаритный размер собираемого изде­лия в направлении его перемещения; ℓ2 - технологическое расстояние меж­ду изделиями, обеспечивающее удобство работы и возможность размеще­ния технологического оснащения и принимаемое равным 0,3-1,5 м в зави­симости от габаритных размеров изделия.

Общая длина конвейера:

L=ℓ*Мсб.пр,

Где Мсб.пр- принятое число рабочих мест с учетом резервных.

Скорость непрерывно движущихся конвейеров зависит от шага и такта работы и определяется по формуле:

V=ℓ/τ

Скорость непрерывно движущихся конвейеров для сборки круп­ных изделий зависит от такта выпуска обычно составляет 0,5-2,5 м/мин при общей сборке грузовых автомобилей; 1,5-5,5 м/мин для сборки легковых автомобилей; 0,4-1,5 м/мин для сборки агрегатов и крупных узлов автомо­билей и 0,5-1,2 м/мин для сборки мелких узлов и приборов. При превышении указанных выше расчетных скоростей рекомендуется организовывать сбор­ку на двух и более параллельных конвейерах.

При скорости конвейера ниже рекомендуемой целесообразно при­менение конвейеров с периодическим движением.

При проектировании сборки на конвейерах с периодическим дви­жением сборочные операции выполняются во время остановки конвейера, поэтому время для их выполнения t′в меньше такта выпуска и определяется по формуле:

t′в=τ-t n

где t n- время перемещения изделий между рабочими местами сборки, зави­сящее от скорости движения конвейера, мин. Это время определяется по формуле:

t n=1/Vn,

где Vn - скорость перемещения конвейеров с периодическим движением принимается в пределах 3-5 м/мин для сборки тяжелых изделий на длинных конвейерах и до 15-20 м/мин при сборке средних и мелких изделий на более коротких конвейерах.