Поточное производство

Сущность и характерные признаки поточного метода. С развитием предметной специализации цехов (участков) создается условия для применения поточного метода производства. Поточный метод - это прогрессивная, самая эффективная форма организации производственного процесса, основанная на ритмической повторяемости и согласованности во времени основных и вспомогательных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, которые расположены по ходу технологического процесса, где передача предметов труда с операции на операцию осуществляется с минимальными затратами времени специальными транспортными средствами.

Поточный метод производства является наиболее совершенным по своей четкостью и завершенностью, при котором предмет труда в процессе обработки перемещается по установленному кратчайшему маршруту в заранее фиксированном темпе. При этом максимально воплощаются основные принципы рациональной организации производственного процесса: специализации, прямоточности, параллельности, непрерывности, пропорциональности и ритмичности. В результате достигается высокая производительность труда и обеспечивается надлежащее качество изготовления продукции по существенной экономии затрат труда, материальных и энергетических ресурсов по сравнению с непоточном производстве.

В целом поточный метод характеризуется: глубоким расчленением производственного процесса на операции; четкой специализацией рабочих мест на выполнении определенных операций; пропорциональностью выполнения операций на всех рабочих местах; расположением оборудования по ходу технологического процесса; наличием специального межоперационного транспорта для перемещения предметов труда с операции на операцию; высоким уровнем непрерывности производственного процесса, что достигается обеспечением равенства или кратности продолжительности операций такту потока (такт - период между двумя очередными изделиями, сходящих с последней операции поточной линии; величина, обратная такту, называется ритмом поточной линии).

При использовании поточного метода организации производства повышение производительности труда происходит за счет сокращения перерывов в изготовлении продукции, механизации производственного процесса, специализации рабочих мест и т. д.; благодаря сокращению цикла обработки ускоряется оборачиваемость оборотных средств; совокупность этих и других факторов ведет к существенному снижению себестоимости продукции.

Важнейшим условием поточной организации производства является устойчивая концентрация в одном производственном звене значительных масштабов выпуска однородной или конструктивно и технологически подобной продукции.

В массовом производстве, характеризующееся стойким выпуском однородной продукции, поток является основным методом его организации. Применяется он также при крупно-и среднесерийного выпуска продукции, особенно на участках, где выпускаются узлы и детали широкого назначения. В единичном производстве используются элементы поточного производства для изготовления унифицированных деталей и узлов.

Поточное производство представляет собой экономически целесообразную форму организации процесса изготовления изделий и их элементов, основными признаками которого являются:

1) закрепления за определенной группой рабочих мест одного наименования или ограниченного количества наименований изделий, деталей или сборочных единиц, родственных конструктивно и технологически, а каждой отдельной операции по определенному специализированным рабочим местом (или несколькими рабочими местами), что обеспечивается выполнением принципа специализации;

2) выполнение на каждом рабочем месте одной или небольшого количества технологически родственных операций, что приводит узкую специализацию рабочих мест и самих рабочих;

3) расположение рабочих мест по ходу технологического процесса, обеспечивает кратчайший путь (прямоточнисть) движения деталей при обработке;

4) перемещение предметов труда с операции на операцию поштучно или небольшими транспортными (передаточными) партиями в соответствии с установленными ритмов работы поточной линии, что обеспечивает высокую степень параллельности и непрерывности;

5) высокий уровень механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций благодаря узкой специализации рабочих мест;

6) поддержание ритма производства межоперационного транспорта наряду с функцией перемещения.

Основным структурным звеном поточного производства является поточная линия, которая представляет собой совокупность рабочих мест, расположенных по ходу технологического процесса, предназначенных для выполнения закрепленных за ними операций и связанных между собой специальными видами межоперационных транспортных средств. За поточной линией закрепляется изготовление одного или ограничения женой количества наименований предметов труда.

Наибольшее распространение в условиях повышения влияния конкуренции поточные методы получили в легкой и пищевой промышленности, машиностроении и металлообработке и других отраслях.

Зависимости от уровня специализации производства, объема и характера выпускаемой продукции, использования техники и технологии применяются различные виды поточных линий, которые могут быть распределены по классификационным группам:

1. По степени специализации (номенклатурой изделий, изготавливаемых) поточные линии различают на однопредметные и многопредметные.

Однопредметными называется поточная линия, на которой обрабатываются или собираются предметы одного типоразмера течение длительного времени. Такие линии называют постоянно-потоковыми. Для перехода на изготовление предмета другого типоразмера нужна перестройка линии (изменение технологического процесса, перестановки, замена оборудования, их перепланировка и т.д.). Однопредметные поточные линии применяются в случае устойчивого выпуска изделий в больших количествах, что характерно для массового или крупносерийного производства.

Многопредметного называется поточная линия, по которой закреплено изготовление нескольких типоразмеров предметов, сходных по конструкции и технологии обработки или сборки без переналадки оборудования. Такие постоянно-поточные многопредметные линии характерны для серийного производства, когда объем выпуска (трудоемкость работ) предметов одного типоразмера недостаточно для полной загрузки рабочих мест.

2. По методу обработки и чередование изделий многопредметные линии подразделяются на переменно-поточные и групповые.

Переменно-поточная линия ориентирована на обработку нескольких конструктивно однотипных (деталей) изделий различного наименования с подобным технологическому маршруту, где обработка ведется поочередно через определенные интервалы времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. После изготовления или сборки одних деталей (изделий) осуществляется переналадки поточной линии и запускается в производство следующая партия. В период изготовления одного наименования изделий она работает по принципам однопредметными линии. Применяется переменно-поточная линия в серийном производстве. Сроки запуска в производство продукции регулируются стандартным графикам.

Групповая линия направлена ​​на обработку различных изделий нескольких наименований по групповой технологии и с использованием группового технологического оснащения одновременно или поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест). На основе специальной классификации подбирается группа деталей, имеющих конструктивную и технологическую общность. Создается условная деталь имеет особенности деталей данной группы, и для нее разрабатывается единый групповой технологический процесс, определяется набор инструмента и специальных приспособлений, обеспечивающих обработку всех деталей группы.

3. По степени непрерывности технологического процесса различают непрерывные и непрерывно (прямоточные) линии.

Непрерывные поточные линии является современной формой поточного производства. Они могут быть как одно-, так и многопредметные. На такой линии предметы труда с одной операции на другую продвигаются согласно такта (ритма) потока поштучно или небольшими транспортными партиями и без пролеживания с помощью механизированных или автоматизированных транспортных средств (конвейеров), продолжительность каждой технологической операции равна или кратна такту; применяется параллельный метод движения предметов труда; обеспечивается строгая ритмичность и наименьшее длительность производственного цикла.

Непрерывные поточные линии широко применяются в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку ее организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, достигая синхронизации (например, составление часов, тракторов, приборов, автомобилей).

Непрерывно (прямоточные) линии также могут быть как одно-, так и многопредметные. Они создаются, когда отсутствует равенство или кратность (синхронизация) длительности всех операций такта и полная непрерывность производственного процесса не достигается. Для поддержания непрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях образуются межоперационные оборотные заделы, для обработки которых привлекаются дополнительные рабочие места, работа ведется партиями по стандартному графику.

Непрерывно-текущие однопредметные линии наиболее широко используется в механообрабатывающих цехах массового крупносерийного производства. Прямоточные многопредметные линии эффективны при обработке трудоемких деталей на разнотипных оборудовании в механических цехах серийного типа производства.

4. По способу поддержания ритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом.

Линии с регламентированным ритмом, на которых изделия (детали) передаются с одной операции на следующую через точно фиксированное время с помощью конвейеров с помощью световой или звуковой сигнализации на тележках при отсутствии конвейеров. Такие линии характерны для непрерывно-поточного производства.

Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Такие линии применяются при любых формах потока (непрерывный или непрерывный). Поддержание ритма осуществляется непосредственно рабочими, которые передают детали на следующую операцию по мере готовности. При этом возможны отклонения от расчетного ритма, потому что его величина зависит от средней производительности за определенный отрезок времени (час, смену).

5. По способу транспортировки предметов между операциями различают текущие линии со средствами непрерывного действия (конвейеры), с транспортными средствами дискретного действия (неконвеерни линии) и линии без транспортных средств.

Конвейерные текущие линии основаны на применении транспортных средств непрерывного действия с механическим приводом - конвейеров, которые не только перемещают предметы труда, а также регулируют заданный ритм работы.

По конструкции конвейеры делятся на: ленточные, пластинчатые, тележки, подвесные и др.. На выбор вида конвейера в первую очередь влияют конструктивные параметры изделия, подлежащего обработке или сборке (габаритные размеры, масса и т.п.).

Неконвеерни линии с транспортными средствами дискретного действия

(В основном непрерывно-текущие линии), на которых применяются два типа транспортных средств: безприводни (гравитационного действия) - рольганги, скаты, желоба, скользила; подъемно-транспортные средства циклического действия - мостовые краны, монорельса с тельферами, электрокары, электротележки, автопогрузчики и др..

Линии без транспортных средств - это стационарная поточная линия, которую целесообразно организовать для сборки больших тяжелых машин и на которой изделие собирается, устанавливается неподвижно на сборочном стенде, а перемещаются специализированные бригады рабочих, за которыми закреплены отдельные операции. Стационарные поточные линии организуются в самолетостроении, судостроении, при производстве тяжелых станков.

6. В зависимости от функций, выполняемых транспортными средствами непрерывного действия, различают линии с: транспортным, рабочим и распределительным конвейерами.

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 количеством рабочих мест - дублеров на отдельных операциях, когда для поддержки ритмичности необходимо обеспечить четкое адресов предметов труда по рабочим местам. За каждым рабочим местом закрепляется определенная последовательность их номеров для обработки предметов труда. При этом тележки, каретки, на которых располагаются предметы труда, также нумеруются.

В механосборочных цехах современных машиностроительных предприятий применяются толкающие автоматические конвейеры с программным управлением для адресации изделий на рабочие места.

7. По месту выполнения операций различают поточные линии с рабочими конвейерами и снятия предметов.

Поточные линии с рабочими конвейерами, где кроме транспортировки и поддержки такта (ритма) на его несущей части выполняются непосредственно операции (например, сборочные конвейеры).

Конвейерные поточные линии со снятием предметов характерны для обработки деталей на широком оборудовании.

8. По характеру перемещения различают конвейерные линии с непрерывным и пульсирующим движением.

Линии с непрерывным движением, когда несущая его часть движется с установленной скоростью.

Линии с пульсирующим движением, когда при обработке (сборке) предметов несущая часть конвейера находится в неподвижном состоянии и приводится в движение периодически за тактом линии (например, при составлении особо точных приборов и машин).

Всего конвейеры, действующие в комплексе и одновременно с дру-ми рабочими машинами, позволяют регламентировать движение изде-лий на линии с установленным тактом (ритмом). Они обеспечивают пропорциональное выполнения операций, сокращающих продолжительность про-чего цикла, повышают производительность труда.

9. По уровню механизации процессов различают автоматические и полуавтоматические поточные линии.

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 в едином такте (ритме).

Полуавтоматические поточные линии агрегированные из специальных станков-полуавтоматов (с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным агрегированием).

10. По степени охвата производства выделяют: участковые, цеховые, межцеховые, сквозные поточные линии.

Выбор и компоновка поточных линий. Выбор и формирование поточных линий связанные с разработкой организационно-технических мероприятий, расчетов параметров и показателей их работы. При проектировании поточного производства высокие требования предъявляются к выбору и размещению оборудования, качеству и точности оснастки, качеству материалов, отработки конструкции и прогрессивности технологических процессов, обслуживания основного производства, планирования, учета и оперативного управления.

Конструкция изделий должна быть отработана, стабильная, с широким применением стандартных и унифицированных деталей и узлов. Большое значение имеет технологичность конструкции, что обеспечивает минимальную трудоемкость и себестоимость ее изготовления, минимальную материалоемкость. Конструкция изделия разрабатывается на принципе взаимозаменяемости деталей и узлов ее высокое качество способствовать ее устойчивости.

Технология, разрабатываемая, должен обеспечивать при-ния высокопроизводительного специального оборудования и прогрессивных методов обработки, взаимозаменяемость деталей и узлов, специализацию рабочих мест и синхронизацию операций.

Организация поточного производства непосредственно связана с выбором вида линии, которая зависит от типа производства и технологического процесса изготовления продукции. Для достижения достаточно высокой нагрузки рабочих мест в массовом и крупносерийном производстве целесообразно использование однопредметными линии, а в серийном или мелкосерийном - многопредметной линии.

После выбора однопредметными или многопредметной линии на основании технологии и номенклатуры устанавливается степень непрерывности производства путем сопоставления продолжительности технологических операций и такта потока. В случае их от-отклонение в пределах 5-7% технологический процесс считается синхронизованим и выбирается одно-или многопредметного непрерывно-поточная линия. Если отклонение больше, то выбор ограничивается одно-или многопредметного непрерывно-поточной линией.

Зависимости от номенклатуры и технологии изготовления изделий выбираются: многопредметные непрерывно-поточные линии с последовательным изготовлением (переменно-поточные), с параллельным изготовлением (многорядные) или групповые, если технологический процесс изготовления изделий различного наименования синхр-ваний и при переходе по изготовлению одного изделия определенного наименования на изготовление другого изделия не нужно переналадку оборудования; многопредметные непрерывно-поточные линии (переменно-поточные или групповые), если процессы изготовления изделий не синхронизируются.

Следующим шагом после выбора вида поточной линии является определение типа оборудования и транспортных средств. Выбор типа оборудования для поточной линии определяется характером технологического процесса, составом, сложностью и назначением операций, входящих в него; габаритами, массой изделий и требованиями к их качеству.

Выбор транспортных средств поточно-механизированной и автоматизированного производства предусматривает учет конфигурации, габаритных размеров, массы, особенностей выполнения операций и их синхронизации, объема и устойчивости выпуска изделий, а также функций, выполняемых транспортными устройствами и системами, их технических и эксплуатационных возможностей.

Исходя из многообразия указанных факторов, при комплектовании поточных линий используются средства периодического транспорта - мостовые краны, монорельса с тельферами, электро-тележки, электрокары и др..; Безприводные средства непрерывного транспорта - рольганги, скаты, спуски и т.п.; приводные средства непрерывного транспорта - ленточные, пластинчатые, цепные, подвесные и другие транспортеры (конвейеры); роботизированные транспортные средства (роботы-манипуляторы, роботы-электрокары), различные транспортно-накопительные автоматизированные системы.После выбора технологического оборудования и вида транспортных средств осуществляется компоновка поточной линии

Прямолинейное расположение рабочих мест по ходу технологического процесса считается простым планированием. Но это возможно при небольшом количестве рабочих мест на линии. В других случаях используют двухрядное, зигзагообразное, кольцевое и другие виды расположения рабочих мест.

Выбор рационального вида, структуры и компоновки полагаются в основу разработки оптимальных планировок поточных линий. Под структурой поточной линии понимают состав рабочих мест (технологических участков), транспортных средств, управляющих и других устройств (систем) и производственные связи между ними.

Разработка планировок (расположение) поточных линий зависит от количества рабочих мест, транспортных средств, которые применяются, площади участка. Смежные поточные линии должны располагаться с условием облегчения транспортировки изделий между ними. При организации поточной обработки и сборки изделий линии, обеспечивающие сборочный конвейер необходимыми компонентами, располагаются обычно перпендикулярно к нему.

Основные параметры поточной линии. Выбор организационных форм при проектировании поточной линии осуществляется на основе расчетов показателей ее работы: такта, темпа, ритма, степени синхронизации технологического процесса, количества рабочих мест и их загрузки, скорости движения конвейера, длины линии, производственных заделов.

Такт поточной линии - это интервал календарного времени, че-рез который периодически запускаются на первую операцию или выходят из последней операции линии смежные объекты производственного изготовления(детали, сборочные единицы, изделия). Такт является функцией заданной программы выпуска продукции, существенно влияет на выбор технологического процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств.