Расчет одно-предметной поточной линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тольяттинский государственный университет

Расчетно-графическая работа №2

Расчет одно-предметной поточной линии

По дисциплине «Организация производства и менеджмент»

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Тольятти 2007

Содержание

1. Методика расчета основных параметров поточной линии

1.1 Годовой номинальный фонд времени работы оборудования

1.2 Эффективный годовой фонд времени работы оборудования

1.3 Годовая программа запуска

1.4 Такт поточной линии

1.5 Размер транспортной партии

1.6 Ритм поточной линии

1.7 Количество оборудования и его коэффициент загрузки

1.8 Вид поточной линии

1.9 Количество рабочих операторов

1.10 Длительность технологического цикла обработки

1.11 Количество деталей, одновременно находящихся на разных стадиях обработки на поточной линии

1.12 Скорость движения конвейера

1.13 Длина рабочей зоны конвейера

1.14 Общая длина конвейера

1.15 Разметка конвейера

1.16 Расчет заделов

1.17 Общий размер заделов

1.18 Планировка поточной линии

2. Вопросы для защиты расчетно-графической работы №2

1. Методика расчета основных параметров плана поточной линии

Поточная линия - это комплект основного и вспомогательного оборудования, включая транспортное оборудование, расположенное по ходу технологического процесса и предназначенного для обработки, закрепленной за этой поточной линией номенклатурой изделий, деталей, узлов и т.д.

Основными принципами организации поточного производства являются предметная специализация, прямоточность, непрерывность, ритмичность и автоматичность. В зависимости от количества наименований, закрепленных за ними изделий, поточные линии могут быть одно-предметными и многопредметными. В зависимости от степени синхронизации операции различают на непрерывно-поточные и прерывно-поточные (прямоточные) линии.

Непрерывно-поточные линии характеризуются тем, что деталь (группа деталей) проходит обработку или сборку последовательно по всем операциям технологического процесса непрерывно. Основным признаком таких поточных линий является полная синхронизация операций.

Условие синхронизации записывается следующим образом:

(2.1)

где: - штучное время выполнения операций, мин.;

- количество станков-дублеров на каждой операции, шт.;

- такт поточной линии.

Прерывно-поточные (прямоточные) линии - это линии, на которых в связи с различной продолжительностью выполнения операций и отсутствием синхронизации возникают периодические простои рабочих мест или если линия работает непрерывно, образуются межоперационные (оборотные) заделы.

Расчет основных параметров поточной линии обычно начинается с определения величины такта.

Такт поточной линии - это интервал времени между выпуском (запуском) двух очередных деталей при поштучной их передаче. Такт должен быть строго согласован с годовым, эффективным фондом работы оборудования и с производственной программой запуска изделий, поэтому расчет начинается с определения этих исходных, для организации производственного процесса, показателей с приведенным примером расчетов на годовую программу, равную 100000 шт. и ведется в следующей последовательности:

1.1 Определяется годовой номинальный фонд времени работы оборудования

(2.2)

- количество рабочих дней в году:

(2.3)

- количество календарных дней в году;

- количество праздничных дней в году;

- количество воскресных дней в году;

- количество субботних дней в году, деленное пополам (т.к. в субботу оборудование работает в одну смену)

- продолжительность рабочей смены, в часах;

- количество предпраздничных дней в году;

- количество часов, на которое сокращается предпраздничный день,

- количество рабочих смен (таблица 1.1).

Значения количества календарных дней, праздничных и предпраздничных дней, воскресений и суббот рассчитывается по календарю на текущий год.

1.2 Определяется эффективный годовой фонд времени работы оборудования

(2.4)

- плановый размер потерь времени на ремонт оборудования, %, (таблица 1.1).

1.3 Определяется размер годовой программы запуска деталей

(2.5)

- годовая программа выпуска изделий, шт. (таблица 1.1);

- плановый размер запасных частей, %, (таблица 1.1);

- плановый размер потерь деталей на наладочный брак, %, (таблица 1.1).

1.4 Определяется такт поточной линии:

(2.6)

1.5 Определяется размер транспортной партии, исходя из средней трудоемкости обработки детали по всем операциям технологического процесса и массы детали (таблице 1.3)

Средняя трудоемкость обработки детали определяется как средняя арифметическая величина из продолжительности операций технологического процесса:

(2.7)

- штучное время на каждой операции, мин., (таблица 1.2);

- количество операций в технологическом процессе.

1.6 Определяется ритм поточной линии, который характеризуется интервалом времени между выпуском (запуском) двух очередных транспортных партий деталей:

(2.8)

- размер транспортной партии, шт., (таблица. 2.1).

Масса детали 1,8 кг., поэтому, размер транспортной партии будет равен:

Таблица 2.1. Размер транспортной партии.

Средняя трудоемкость обработки,	Масса одной детали,
	до 0,1	до 0,2	до 0,5	до 1,0	до 2,0	до 5,0	до 10
до 1,0	100	50	20	10	5	2	1
от 1 до 2	50	20	20	10	5	2	1
от 2 до 5	20	20	10	5	2	2	1
от 5 до 10	10	10	5	2	2	1	1
свыше 10	5	5	1	1	1	1	1

1.7 Определяется необходимое количество оборудование и коэффициент загрузки оборудования для каждой операции и во всей поточной линии:

(2.9)

Расчетное количество оборудования округляется до целого числа, и получаем принятое количество оборудования. При получении расчетного количества со значением до …,1 включительно, то принятое количество станков округлятся в меньшую сторону, если больше, то в большую.

Коэффициент загрузки определяется по формуле:

(2.10)

- принятое количество оборудования.

Коэффициент загрузки округлять до тысячных (до третьего знака после запятой).

Таблица 2.2. Необходимое количество оборудования и коэффициент загрузки оборудования

№ оп.	Трудоемкость операции	Расчетное количество оборудование	Принятое количество оборудование	Коэффициент загрузки оборудования
1	4,4	2,075	2	1,037
2	5,2	2,453	3	0,818
3	5,0	2,358	3	0,786
4	8,0	3,774	4	0,943
Итого:		10,674	12	0,896

Строится график загрузки оборудования.

Кз
	1,037
										0,943
				0,818
							0,786
			1		2		3		4			№ операции

Рис. 2.1. График загрузки оборудования

1.8 Определяется вид поточной линии, для этого проверяется условие синхронизации

(2.11)

Если выполняется условие синхронизации, то линия считается непрерывно-поточной или автоматической, если это условие не выполняется, то линия считается прерывно-поточной или прямоточной.

1.9 Определяется количество рабочих операторов для каждой операции и в целом на поточной линии с возможным применением многостаночного обслуживания и совмещения профессий (операций)

Возможность применения многостаночного обслуживания определяется только для операций, где количество станков больше 1, для этих операций определяется норма многостаночного обслуживания, по формуле:

(2.12)

- машинное (основное) время выполнения операции, мин. (таблица 1.2);

- время занятости рабочего, мин.

(2.13)

- вспомогательное время выполнения операции, мин. (таблица 1.2);

- время, затрачиваемое на переход от станка к станку (от операции к операции), мин:

(2.14)

- шаг конвейера, м. (таблица 1.1);

- время заблаговременной явки, мин.;

- время фиксирования внимания (например, при совмещении операций разных по смыслу - токарно-фрезерную операцию), мин.

Если норма многостаночного обслуживания больше чем принятое количество станков на операции, то норму можно принимать равной количеству станков на операции, т.е.

, то .

Если норма многостаночного обслуживания меньше принятого количества станков, то рабочему могут дать еще один станок выше его нормы, при этом доплатив ему за переработку.

Примечание:

если машинное время на операции меньше 0,4 мин (), то многостаночное обслуживание применять нельзя;

если время занятости на операции меньше 0,4 мин (), то многостаночное обслуживание считается невозможным, на таких операциях время занятости принимается равным 0,4 мин ().

Значения многостаночного обслуживания расчетное и принятое, время занятости и машинное время заносятся в таблицу 2.3, расчеты производятся для двух вариантов. Расчетная норма многостаночного обслуживания округляется до принятой нормы, по математическим правилам:

если , то принятое значение многостаночного обслуживания округляется в меньшую сторону;

если , то принятое значение многостаночного обслуживания округляется в большую сторону;

если , то принятое значение многостаночного обслуживания округляется в любую сторону;

Таблица 2.3. Результаты расчета многостаночного обслуживания и времени занятости.

№ оп	Машинное время	Время занятости	Норма многостаночного обслуживания расчетная	Норма многостаночного обслуживания принятая
1	3,0	1,57	2,91	3
2	2,5	3,07	1,81	2
3	2,3	3,07	1,75	2
4	5,0	3,37	2,48	2

Для определения загрузки рабочего и станка в течение цикла многостаночного обслуживания для каждой операции, (для р-г.р., к./р. и д./пр. для 2-3 операций), где , строится график многостаночного обслуживания, по которому рассчитывается величина свободного времени и времени занятости рабочего или времени простоя станка в течение цикла. При этом могут возникнуть три варианта многостаночного обслуживания:

(рис 2.3);

(рис 2.4);

(рис 2.5);

Кроме возможности многостаночного обслуживания, на операциях с низким коэффициентом загрузки оборудования следует предусмотреть возможность применения совмещения профессий. За рабочим закрепляется такое количество операций, чтобы сумма штучных времен по ним была равна или близка к такту поточной линии. Обычно число совмещаемых операций бывает небольшим - 2-3 совмещения.

Возможные варианты графиков многостаночного обслуживания:



Например:

1ст

2ст

3ст

Время, мин.

Рис. 2.2. График многостаночного обслуживания без простоев оборудования и рабочего (идеальный вариант)

Например:

1ст

2ст

3ст

Время, мин

2 мин, простой рабочего

Рис. 2.3. График многостаночного обслуживания с простоем рабочего.

загрузка оборудование рабочий оператор

Например: Предлагается доплата за 30% переработки.

1ст

2ст

3ст

Время, мин

2 мин, простой оборудования.

Рис. 2.4. График многостаночного обслуживания с простоем оборудования.

Для более полной загрузки оборудования и рабочих необходимо установить регламент работы поточной линии и четко спланировать переходы работы по совмещаемым операциям в течение рабочей смены. С этой целью необходимо построить график-регламент работы оборудования и рабочего поточной линии, в течение рабочей смены, в котором определяется последовательность перехода рабочих по совмещаемым операциям. Выбираются операции, имеющие низкий коэффициент загрузки оборудования, определяются варианты возможного их совмещения с учетом полной загрузки рабочего, оптимальный вариант наносится на график.

График-регламент строится для двух вариантов. В нашем примере коэффициент загрузки оборудования больше 70%, поэтому график-регламент будет выглядеть, как показано на рис. 2.5.



Рис. 2.5. График-регламент работы оборудования.

Если коэффициент загрузки работы оборудования меньше 70%, то применяется разделение работы оборудования, т.е. частично оборудование загружают на 100%, а частично на 20-50%. Такой пример показан ниже на рис. 2.6.

Например, если на операции № 1 два станка загружены на 60% (), а на операции № 2 занято два станка с коэффициентом загрузки 0,7, то на операции № 2 следует предусмотреть полную загрузку в течение всей смены одного станка и загрузку другого - на 40% (70+70-100=40). На первом станке, операции № 2, будет занят один рабочий в течение всей рабочей смены, работу на втором станке операции № 2 и на двух станках операции № 1 следует поручить одному (№ рабочего 1) рабочему в порядке совмещения профессий. Такое совмещение и количество рабочих полностью соответствует норме многостаночного обслуживания на операциях №1 и №2, т.е. в течение 0,6 смены он будет обслуживать два станка на операции № 1 и 0,4 смены - один станок на операции № 2.

При рассмотрении операций № 3 и №4, и при решении вопроса о численности рабочих и режиме работы оборудования необходимо предусмотреть совмещение работы одного рабочего на операциях № 3 и № 4. В этом случае один рабочий (№ 3), 0,4 смены будет обслуживать один станок на операции № 3, а в оставшиеся 0,6 смены -- три станка на операции № 4. Такое совмещение можно поводить благодаря норме многостаночного обслуживания на операции № 3 (Рис. 2.6). Таким образом, для обслуживания 8 станков необходимо воспользоваться услугами только 3-х рабочих, благодаря возможности применения многостаночного обслуживания.

Рис. 2.6. График-регламент работы оборудования и рабочих.

Общее число рабочих-операторов, необходимое для обслуживания поточной линии с учетом многостаночного обслуживания, совмещения профессий и числа смен, округляется до целого числа по математическим правилам:

(2.15)

- размер плановых потерь времени на отпуск, в % (таблица 1.1);

- число смен в сутках (таблица 1.1);

- расчетная численность рабочих-операторов с учетом многостаночного обслуживания и совмещения профессий (см. рис. 2.5), чел.

1.10 Определяется длительность технологического цикла обработки одной детали или транспортной партии:

(2.16)

Если применяется многопозиционное оборудование, то длительность технологического цикла рассчитывается по следующей формуле:

(2.17)

- количество позиций на станке.

1.11 Рассчитывается количество деталей, одновременно находящихся на различных стадиях обработки на поточной линии:

(2.18)

1.12 Определяется скорость движения конвейера:

(2.19)

- шаг конвейера, равный расстоянию между двумя рабочими местами, м. (таблица 1.1).

На поточных линиях, с большим шагом конвейера и относительно небольшим тактом поточной линии, расчетная величина скорости может превышать допустимую скорость - , рассчитывается количество потоков (ниток) конвейера:

(2.20)

1.13 Рассчитывается длина рабочей зоны конвейера:

(2.21)

1.14 Рассчитывается общая длина конвейера

(2.22)

- дополнительная длина конвейера на размещение приводной станции, м. (таблица 1.1).

1.15 Производится разметка конвейера

На поточных линиях, где применяется распределительный конвейер (когда на операциях задействовано различное количество станков-дублеров) производиться разметка конвейера. Минимальное число разметочных знаков (комплект разметочных знаков или период конвейера) определяется как наименьшее общее кратное из числа рабочих мест на всех операциях поточной линии (при не многостаночном обслуживании) или либо из числа операторов, закрепленных за операциями (при многостаночном обслуживании).

Таблица 2.4. Закрепление разметочных знаков за рабочими местами.

№ оп.	Многостаночное обслуживание	Не многостаночное обслуживание
	Номер рабочего	Разметочные знаки	Число станков	Разметочные знаки
1	1	1, 2	2	1, 3, 5, 7, 9, 11 2, 4, 6, 8, 10, 12
2	2 3	1 2	3	1, 4, 7, 10 2, 5, 8, 11 3, 6, 9, 12
3	3 4	1 2	3	1, 4, 7, 10 2, 5, 8, 11 3, 6, 9, 12
4	5 6	1 2	4	1, 5, 9 2, 6, 10 3, 7, 11 4, 8, 12

Для примера, изображенного на рис. 2.5, минимальное число разметочных знаков составляет 12 (т.е. для максимального числа станков на операциях которое равно 4 наименьшее общее кратное будет 12 - это при не многостаночном обслуживании).

При многостаночном обслуживании, для примера изображенном на рис. 2.5., распределение разметочных знаков производится за рабочими местами или за рабочими производиться исходя из их числа на одной операции, т.е. так, как показано в таблице 2.4.

1.16 Расчет заделов

Задел - это предмет труда, находящийся на различных стадиях производственного процесса внутри поточной линии или между ними.

Различают технологические, транспортные (незавершенное производство), страховые и межоперационные (оборотные) заделы. На непрерывно-поточных линиях образуются все виды указанных заделов.

Технологический задел - это предметы труда, над которыми осуществляется работа (технологические или контрольные операции). Округляется до целого числа в меньшую сторону:

, шт. (2.23)

Страховой задел создается для обеспечения непрерывности работы поточной линии, или на случай каких-либо отказов оборудования. Округляется до целого числа в меньшую сторону:

(2.24)

где - сменная программа запуска деталей, шт.:

(2.25)

Транспортный задел служит для поддержания непрерывности работы поточной линии. Округляется до целого числа в меньшую сторону:

(2.26)

Межоперационный (оборотный) задел. На прерывных поточных линиях изготовление деталей (изделий) на каждой операции идет в течение некоторого времени непрерывно. В связи с различной продолжительностью операций технологического процесса между ними происходит периодическое накопление изделий на коротких операциях само по себе, образуя тем самым межоперационный (оборотный) задел. Величина межоперационного задела может быть как положительной, так и отрицательной. Для расчета межоперационного задела используется следующая последовательность:

определяется период комплектования заделов, т.е. время, в течение которого созданный на линии задел будет накапливаться на одной, а затем передаваться на другую линию. Его величина зависит от длительности цикла обработки, габаритов изделия и других условий производства. Период комплектования рассчитывается по следующей формуле:

(2.27)

- количество комплектований заделов в смену (таблица 1.1), мин;

согласно данным (рис. 2.5) строится новый график-регламент работы оборудования поточной линии и рабочих (рис.2.8). На график наносится работа оборудования на каждой операции и порядок его обслуживания рабочими с учетом многостаночного обслуживания и совмещения профессий.

для каждой пары смежных операций принятый период комплектования разбивается на фазы - время, в течение которого никаких изменений в работе оборудования на двух смежных операциях не происходит. Останов или подключение к работе станка на любой из смежных операций свидетельствует о смене фазы.

для каждой фазы рассчитывается продолжительность каждой фазы:

(2.28)

где - коэффициент загрузки на каждой фазе.

определяется величина межоперационного задела:

(2.29)

- количество одновременно работающих станков на предыдущей и последующей операции, соответственно;

- штучное время на предыдущей и последующей операции, соответственно.

Положительная величина задела свидетельствует о том, что на протяжении времени данной фазы задел нарастает. Эпюра задела на графике имеет нарастающий вид (рис. 2.7.а). Отрицательная величина - задел на данной фазе снижется, эпюра задела на графике имеет убывающий вид (рис. 2.7.б). Полученная на конец периода отрицательный задел свидетельствует о том, что весь созданный задел использован для обеспечения непрерывности работы станков на данной паре смежных операций. Положительный задел может накапливаться в бункере и использоваться для обеспечения непрерывности работы станков на последующих по ходу технологического процесса операциях. Его величина считается реальной и включается в общую величину создаваемого на линии задела.

Рис. 2.7. Построение эпюр задела:

а) нарастающего вида;

в) убывающего вида.

Общая величина межоперационного задела на линии определяется как сумма положительных заделов, полученных не конец периода (операции):

(2.30)

где - положительный задел на конец периода (операции), шт.

Рассмотрим на примере (рис. 2.5), построение графика, соблюдая последовательность расчетов:

определяем период комплектования:

т.к. , т.е. в течение смены комплектование задела происходит 2 раза.

для каждой пары смежных операций принятый период комплектования разбивается на фазы.

Для первой пары смежных операций (операции №1 и №2) разбиваем период комплектования на две фазы. Об окончании первой фазы свидетельствует останов (окончание работы) трех станков на операции №2.

F1 = 0…0,818 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF1 = 0,818 (т.е. разница между концом и началом фазы: 0,818 - 0 = 0,818).

Ее продолжительность:

Продолжительность второй фазы определяется временем от останова трех станков на операции №2 до останова двух станков на операции №1.

F2 = 0,818…1,037 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF2 = 0,219 (т.е. разница между окончанием и началом фазы: 1,037 - 0,818 = 0,219).

Ее продолжительность:

определяем величину межоперационного задела, по формуле (2.29):

Сумма положительных и отрицательных заделов в течение периода комплектования задела должны быть равна нулю: - 24 + 24 = 0

Для второй пары смежных операций (операции №2 и №3) разбиваем период комплектования тоже на три фазы. Об окончании первой фазы свидетельствует останов трех станков на операции №3.

F1 = 0…0,786 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF1 = 0,786 (т.е. разница между концом и началом фазы: 0,786 - 0 = 0,786).

Ее продолжительность:

Продолжительность второй фазы определяется временем от останова трех станка на операции №3 до окончания работы трех станков на операции №2.

F2 = 0,786…0,818 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF2 = 0,032 (т.е. разница между концом и началом фазы: 0,818 - 0,786 = 0,032).

Ее продолжительность:

Продолжительность третей фазы определяется временем от окончания работы трех станков на операции №2 до конца периода.

F2 = 0,818…1,0 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF3 = 0,182 (т.е. разница между окончанием и началом фазы: 1,0 - 0,818 = 0,182).

Ее продолжительность:

определяем величину межоперационного задела, по формуле (2.29):

Сумма положительных и отрицательных заделов в течение периода комплектования задела должны быть равна, нулю: - 4 + 4 = 0

Для третей пары смежных операций (операции №3 и №4) разбиваем период комплектования тоже на три фазы. Об окончании первой фазы свидетельствует останов трех станков на операции №3.

F1 = 0…0,786 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF1 = 0,786 (т.е. разница между окончанием и началом фазы: 0,786 - 0 = 0,786).

Ее продолжительность:

Продолжительность второй фазы определяется временем от останова трех станков на операции №3 до останова четырех станков на операции №4.

F2 = 0,786…0,943 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF2 = 0,157 (т.е. разница между концом и началом фазы: 0,943 - 0,786 = 0,157).

Ее продолжительность:

Продолжительность третей фазы определяется временем от начала работы станка на операции №3 до конца периода.

F2 = 0,943…1,0 с коэффициентом загрузки на этой фазе КзF3 = 0,057 (т.е. разница между окончанием и началом фазы: 1,0 - 0,943 = 0,057).

Ее продолжительность:

определяем величину межоперационного задела, по формуле (2.29):

Сумма положительных и отрицательных заделов в течение периода комплектования задела должны быть равна нулю: + 19 - 19 = 0

График-регламент работы поточной линии и изменения межоперационных заделов показан на рис.2.8.

Рис. 2.8. График-регламент работы поточной линии и изменения межоперационных заделов.

На рис. 2.8. в масштабе указывается величина всех заделов и их количественное значение (Zтех = 24 шт., Zстр = 21 шт., Zтр = 8 тш., Zмо.общ = 28 шт.)

В рассмотренном примере на конец периода комплектования получен положительный задел между операциями №1 и №2 и между операциями №2 и №3. Его величина составляет общую величину положительных межоперационных заделов на конец операции, равную 24 + 4 = 28 деталям ().

1.17 Общий размер всех заделов на линии определяется как сумма страхового, технологического, транспортного и общего межоперационного заделов:

(2.31)

Эпюры заделов для каждой фазы и для каждой пары смежных операций наносятся на графике работы оборудования на средней линии, отделяющей одну операцию от другой. График-регламент работы оборудования поточной линии и изменения межоперационных заделов дополняются графиком, характеризующим структуру общего задела деталей на поточной линии (рис.2.8).

1.18 Производится планировка поточной линии

Для рассмотренного примера планировка поточной линии будет такой, как показана на рис. 2.9.

На линии применяется распределительный ленточный конвейер, расположение рабочих мест - одностороннее.



Рис. 2.9. Планировка поточной линии.

Расположение рабочих мест может быть и разностороннее, это когда рабочие места расположены по обе стороны конвейерной ленты.

2 Вопросы для защиты расчетно-графической работы №2

1. Что такое поточная линия?

2. Условие синхронизации операции. Как по этому условия определить неприрывно- и прерывно-поточную линии?

3. Что такое такт поточной линии? Как его определить ?

4. Как определить номинальный и эффективный фонд времени работы оборудования?

5. Годовая программа запуска.

6. Как определить размер транспортной линии.

7. Как определить расчетное количество оборудования и его коэффициент загрузки?

8. Правило округления расчетного количества оборудования до принятого?

9. Что такое норма многостаночного обслуживания и как ее определить?

10. Какие бывают графики многостаночного обслуживания и как они выглядят?

11. Как определить расчетное и общее количество рабочих-операторов?

12. Как определить скорость движения конвейера?

13. Как осуществляется разметка конвейера?

14. Что такое задел? Какие они бывают? Определения и как они определяются?

15. Особенности определения межоперационного задела.

16. Что указывается на планировке поточной линии?

Размещено на Allbest.ru