Организация однопредметной поточной линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Общие указания

1. Организация однопредметной поточной линии

1.1 Порядок организации работы поточной линии

1.2 Расчет такта выпуска детали

1.3 Расчет потребного количества оборудования и его загрузки

1.4 Планирование расположения оборудования, выбор и расчет транспортных средств

1.5 Построение графика работы поточной линии

1.6 Расчет заделов на поточной линии

1.7 Расчет численности основных рабочих

1.8 Определение фонда заработной платы (ФЗП) основных производственных рабочих

1.9 Калькулирование себестоимости изготовления детали

1.10 Калькулирование себестоимости незавершенного производства

1.11 Технико-экономические показатели поточной линии

Общие указания

Целью выполнения курсового проекта является углубление и закрепление знаний и усвоение приемов технико-экономических расчетов при решении вопросов организации и управлении производства на промышленном предприятии. В процессе выполнения курсовой работы студент приобретает опыт обоснования и проектирования производственных участков, учится пользоваться справочной литературой, нормативными материалами, самостоятельно принимать и защищать принятые им организационно-технические решения, студент начинает понимать органическую взаимосвязь тем и разделов курса, на которую обращается внимание в учебниках. Он начинает видеть цель и смысл изучения курса, связь технологии с организацией и экономикой производства.

Перед студентом ставится задача спроектировать производственный участок цеха при определенной номенклатуре и заданном годовом объеме в производственной программе. Организационная форма участка при этом обусловлена самим заданием.

В одном случае проектируется однопредметная поточная линия, предназначенная для изготовления (обработки) конкретной детали в условиях массового производства, в другом - предметно-замкнутый участок, на котором предусматривается изготовление изделий (деталей) нескольких наименований в условиях серийного производства при их выпуске экономически целесообразными технологическими партиями с постоянной заранее рассчитанной периодичностью.

Выполнение курсовой работы делится на два этапа. На первом этапе решаются организационно-технические задачи, вплоть до составления плана расположения оборудования на участке. Каждое организационно-техническое решение должно быть соответствующим образом обосновано.

Во втором этапе рассчитываются технико-экономические показатели спроектированного участка. Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, в которой даются подробные пояснения к расчетам и обосновываются принятые в процессе проектирования решения. Текст должен располагаться на одной стороне форматного листа, написанный от руки или напечатанный на машинке.

Готовый проект к защите должен содержать :

Исходные данные (в соответствии с заданным вариантом).

Расчеты и пояснения к ним.

Таблицы и графические материалы к соответствующим расчетам, в том числе:

- план участка (план расположения оборудования) в масштабе 1:50 или 1:100;

- график движения оборотных заделов;

- нормативный график работы предметно-замкнутого участка с графиками изготовления партий деталей каждого наименования.

Все расчеты, проводимые в процессе организации производственного участка, могут выполнятся как обычными (традиционными) методами, так и использованием ЭВМ. В последнем случае разрабатываются соответствующие алгоритмы, приводимые в пояснительной записке.

На основании содержания курсового проекта и качества его защиты студенту выставляется оценка.

Методическое пособие разделено на два самостоятельных раздела. Первый посвящается организации работы однопредметной линии, второй -- организации работы предметно-замкнутого участка. Для исключения дублирования справочно-нормативные материалы обеих частей вынесены отдельно в приложения, так как они могут быть использованы в любом виде проектирования. Пособие может быть использовано при дипломном проектировании.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ОДНОПРЕДМЕТНОЙ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ

1.1 Порядок организации работы поточной линии

для организации работы однопредметной поточной линии студент получает индивидуальное задание, вариант для программы запуска выбирается по последней цифре шифра студента (приложение 1), а вариант технологии изготовления этой же детали по предпоследней цифре шифра (приложение 2). Индивидуальное задание содержит следующие исходные данные:

- наименование детали, вид заготовки, черновой и чистовой масс;

- годовой выпуск деталей, N;

- технологический процесс обработки деталей в виде перечня технологических операций с указанием используемого оборудования и технических норм времени;

- учитываемый процент отсева деталей на отладку технологического процесса и проведение предусмотренных техническими условиями испытаний b, %;

- режим работы участка (сменность работы поточной линии) s;

- планируемые затраты времени на ремонт технологического оборудования f, %;

- косвенные расходы в процентах к основной заработной плате производственных рабочих.

Курсовая работа состоит из двух этапов.

На первом этапе решаются организационно-технические вопросы, разрабатывается технологическая часть поточной линии как отдельного производственного участка и рассчитываются основные календарно-плановые нормативы. Работа выполняется в следующей логической последовательности:

- расчет такта выпуска деталей на линии;

- расчет потребного количества оборудования и рабочих мест;

- планирование расположения оборудования с одновременным выбором конструкции и расчетом основных параметров конвейера;

- составление графика работы поточной линии и графика движения оборотных заделов;

- определение нормативных размеров незавершенного производства в натуральном выражении.

На втором этапе проводятся технико-экономические расчеты, в том числе и расчеты тех показателей, на основе которых в реальной производственной ситуации выносится суждение об экономической эффективности спроектированной поточной линии и принимается решение о реализации проекта или его отклонении.

В результате технико-экономических расчетов определяются следующие данные:

- численность основных рабочих на линии;

- месячный (годовой) фонд заработной платы основных рабочих;

- себестоимость детали;

- себестоимость незавершенного производства.

На основе исходных данных и данных, полученных в результате разработки технологической части проекта и проведения технико-экономических расчетов, составляется таблица технико-экономических показателей спроектированной поточной линии.

1.2 Расчет такта выпуска детали

Такт выпуска детали, т.е. промежуток времени между выпуском (или запуском) двух следующих друг за другом деталей, является для линии одним из главных календарно-плановых нормативов, определяющим многие ее параметры. Поэтому расчет поточной линии начинается с расчета такта по формуле

r = Fэ/N3,

где Fэ - эффективный (действительный) фонд времени работы оборудования поточной линии в планируемом периоде;

N3 - количество деталей, подлежащих запуску в производство за этот период (в курсовой работе календарный год).

Программа запуска изделий N3 обычно превышает программу выпуска Nэ в связи с их отсевом на отладку технологического процесса и на проведение испытаний, определяемых техническими условиями на приемку продукции заказчиком. Поэтому ,

Nз = 100N/(100 - b),

где b - отсев изделий (%) по указанным выше причинам, %.

Эффективный фонд времени работы оборудования определяется на основе номинального FН. А последний равен произведению числа рабочих дней в году (их примерно 250) на число смен s (указано в задании) и на продолжительность смены (480 мин), т.е.

FН = 250480s.

Эффективный фонд Fэ меньше номинального в связи с целодневным и внутрисменными простоями оборудования. Первые обусловлены простоями в ремонте. Их величина указана в задании (% от FН).

Вторые обусловлены регламентированными перерывами в работе поточной линии на отдых рабочих. Обычно на линии предусматривается в течение смены два перерыва по 10 мин каждый или четыре по 5 мин. Поэтому фактическое время работы оборудования в каждой смене составляет не 480, а 460 мин. Отсюда ,

Fэ = 250460s(1 - f/100).

Такой метод расчета Fэ, являющийся теоретически совершенно правильным, отличается от общепринятого в машиностроении. Как известно, расчеты производственных мощностей машиностроительных предприятий, потребного количества оборудования и его загрузки производятся исходя из того, что

Fэ = 250480s(1 - f/100).

Здесь, как мы видим, внутрисменные перерывы в работе оборудования в фонде времени не учитываются.

В связи с этим возникает вопрос, почему же при проведении аналогичных расчетов, т.е. количества оборудования и степени его загрузки на поточных линиях, эти перерывы надо принимать во внимание?

Все дело в том, что при этих расчетах в поточном и непоточном производстве продолжительность и трудоемкость операций технологического процесса измеряются (оцениваются) по-разному.

При проектировании поточных линий для этих целей используется оперативное время, а при проектировании непоточных производственных участков - штучное. А в норму штучного времени, помимо оперативного, входит и дополнительное время на отдых. Поэтому в последнем случае учет времени на отдых в эффективном фонде был бы совершенно излишним.

Из изложенного следует, что при проектировании поточных линий возможны оба подхода к расчету Fэ, а именно: с учетом времени регламентированных перерывов на отдых, если в дальнейших расчетах используются нормы оперативного времени, и без учета этих перерывов, если используются нормы штучного времени. Однако студент должен понимать существо различий между указанными подходами и ответить на поставленные ниже вопросы.

Во-первых, какова возможная величина перерывов на отдых, если они не предусмотрены в расчете Fэ?

Во-вторых, соответствует ли в этом случае расчетный такт выпуска изделий фактическому?

В-третьих, какова при этом возможная ошибка в расчетах потребного количества оборудования и можно ли ею пренебречь?

1.3 Расчет потребного количества оборудования и его загрузки

В реальной действительности после расчета такта выполняется один из самых трудоемких и ответственных этапов проектирования поточной линии - разработка технологического процесса изготовления изделия (обработки деталей, сборки узла и т. п.). При этом не просто выбирается наиболее экономичный вариант процесса, но и проводится его синхронизация, т. е. доведение продолжительности каждой операции до величины, равной или кратной расчетному такту выпуска изделий. В целях синхронизации операций технологи используют самый разнообразный арсенал технических средств. В их числе выбор оборудования, концентрация и дифференциация процесса, укрупнение и разукрупнение операций, применение специальных инструментов и приспособлений и многое другое.

В курсовой работе разработка технологического процесса и его синхронизация - непосильная для студента задача. Поэтому ему дается технологический процесс в готовом виде. Он должен лишь определить, сколько единиц оборудования требуется для выполнения каждой операции и в какой мере оно будет загружено. На основании полученных результатов принимается решение о том, какой будет проектируемая линия непрерывно-поточной или прерывно-поточной.

Результаты расчета потребного оборудования и степени его загрузки по каждой операции и линии в целом рекомендуется оформлять в виде табл.1. Здесь на условном примере показаны результаты расчета оборудования для некоторой линии, на которой такт выпуска изделий составляет 4 мин., а технологический процесс насчитывает 7 операций.

Расчетное, т.е. теоретически необходимое, количество единиц оборудования cip для выполнения каждой i-й операции определяется как отношение ti/r, где ti - норма времени на данную операцию, а r - такт выпуска изделий.

Только при идеальной синхронизации, когда продолжительность операции в точности равна или кратна такту, cip оказывается целым числом. На практике идеальная синхронизация не достижима. Расчетное число единиц оборудования в подавляющем большинстве случаев оказывается дробным числом. А принятое cin получается округлением его до целого. В связи с этим возникает вопрос о правилах округления.

Эти правила выработаны практикой. Операция считается синхронизированной, если коэффициент загрузки оборудования находится в пределах 0.9 i 1.1, а последний равен отношению cip/cin. Такое отклонение коэффициента загрузки от единицы (при идеальной синхронизации) допустимо и приемлемо в связи с неизбежным отклонением фактической выработки рабочего до данной операции от нормативной. А оно объясняется двумя причинами: погрешностями в нормировании (в установлении норм времени и норм выработки) и различием индивидуальных психофизиологических особенностей самих рабочих.

С учетом указанных отклонений и принимается решение об округлении. Если, например, cp = 3,3, то cn = 3, ибо не превышает 1,1. Если же cp = 2,3, то cn = 3, т.к. при cn = 2 коэффициент выйдет за допустимые пределы.

Таблица 1

Расчет потребного оборудования и степени его загрузки по каждой операции и линии

№ операции i	Норма времени ti, мин	Количество единиц оборудования	Коэффициент загрузки i
		расчетное cip	принятое cin
1	6.0	1.5	2	0.75
2	12.8	3.2	3	1.06
3	4.8	1.2	2	0.60
4	2.0	0.5	1	0.50
5	7.6	1.9	2	0.95
6	5.6	1.4	2	0.70
7	8.4	2.1	2	1.05
Итого : = 11.8 = 1.4 = 0.84

поточный линия деталь оборудование

Расчет количества оборудования на каждой из операций дает возможность определить и общее его количество на линии, а также средний коэффициент его загрузки, который равен отношению

/,

где m - число операций технологического процесса.

По данным табл.1 принимается решение о том, будет ли проектируемая линия непрерывно-поточной или прерывно-поточной. В приведенном выше числовом примере видно, что только три операции из семи оказались синхронизированными (0,9 i 1,1). В этих условиях приходится выбирать прерывно-поточную линию.

Количество единиц оборудования на линии далеко не всегда соответствует количеству рабочих мест. На поточных линиях вследствие механизации и автоматизации производственных процессов часто один рабочий в состоянии обслуживать одновременно несколько единиц оборудования, составляющих одно рабочее место.

Многостаночное (многоагрегатное) обслуживание принципиально возможно тогда, когда часть операции выполняется без непосредственного участия в ней рабочего, т.е. когда некоторое время станок работает в автоматическом режиме, а рабочий лишь наблюдает за производственным процессом. Причем это время (на металлорежущих станках - основное машинное время) должно быть, как правило, больше или в крайнем случае равно времени выполнения всех других частей операции (времени занятости рабочего). Время занятости включает в себя вспомогательное время, время на задержку внимания, т.е. наблюдения за работой станка в автоматическом режиме в течение 5-6с, а также время для перехода от одного обслуживаемого станка к другому.

Нетрудно догадаться, что число станков, которые дополнительно может обслуживать один рабочий, тем больше, чем больше основное машинное время t0 и чем меньше время занятости рабочего tз. А общее число станков, которые в состоянии обслужить один рабочий (норма многостаночного обслуживания cм), будет на единицу больше:

cм = t0/ tз + 1.

Найденная таким образом норма обслуживания называется расчетной. Она не зависит ни от количества станков-дублеров на данной операции (ci), ни от коэффициента их загрузки i.. К тому же она чаще всего оказывается дробным числом. Принятая норма обслуживания cм является, естественно, целым числом. Однако это число получается не простым округлением расчетной нормы обслуживания, а выбирается с учетом количества станков на рассматриваемой операции и коэффициента их загрузки до и после перехода на многостаночное обслуживание.

Проиллюстрируем сказанное на условном примере. Представим себе, что одна из операций поточной линии имеет следующие временные характеристики, мин: tоп = 6,5; t0 = 4,8; tз = 1,8.

Расчетная норма многостаночного обслуживания см в данном случае составляет см = 4,8/1,8 + 1 = 3,66. Какой в данном примере может быть принята, норма обслуживания ?

Если на операции занято два или три станка, то и принятая норма обслуживания будет соответственно 2 или 3. В общем виде это условие можно записать так: если см сi, то см = сi. Иными словами, округление расчетной нормы обслуживания в меньшую сторону возможно всегда.

Теперь рассмотрим случай, когда на операции занято четыре станка. Естественным является желание поручить их обслуживание одному рабочему, т.е. получить принятую норму обслуживания 4 путем округления расчетной 3,66 в большую сторону. Возможно ли это при таком условии?

При увеличении нормы обслуживания по сравнению с расчетной неизбежны простои станков, в чем легко убедиться при рассмотрении графиков многостаночного обслуживания трех и четырех станков (приложение 3 варианта а и б). В первом случае периодичность обслуживания каждого станка равна оперативному времени 6,5 мин и они работают без простоев. Во втором случае периодичность обслуживания 7,2 мин. больше оперативного времени. Часть времени каждый станок простаивает в ожидании подхода к нему рабочего. Вследствие многостаночного обслуживания коэффициент загрузки станков м составляет 6,5/7,2 = 0,90. Остается сравнить его с тем коэффициентом, который был определен при расчете числа станков на данной операции. Он обозначается i и определяется отношением cip/cin. По смыслу i - это минимальный коэффициент загрузки оборудования

i-й операции, при котором гарантировано выполнение сменного задания, диктуемого тактом выпуска изделий на линии.

Отсюда следует логический вывод: принятая норма обслуживания может быть больше расчетной только в том случае, если коэффициент загрузки оборудования м, обусловленный многостаночным обслуживанием, будет больше или равен коэффициенту загрузки оборудования i, равному отношению cip/cin. В противном случае округление расчетной нормы обслуживания в большую сторону недопустимо.

В результате расчета норм многостаночного обслуживания определяется число рабочих мест на линии, которое, как будет показано далее, является базой для установления явочного числа рабочих на линии.

В заключение отметим, что многостаночное обслуживание не рекомендуется применять на операциях с оперативным временем менее трех минут, так как оно приводит к излишне высокой интенсивности труда рабочих.

Расчет нормы многостаночного обслуживания в курсовой работе осложняется иногда из-за отсутствия необходимых нормативов. В технологическом процессе обработки детали нередко указываются только нормы штучного и основного машинного времени. Между тем, как упоминалось выше, для расчета нормы обслуживания надо обязательно знать время занятости рабочего на рассматриваемой операции. А оно представляет сумму вспомогательного времени, а также времени на задержку внимания после перевода станка на работу в автоматическом режиме и времени перехода рабочего от одного обслуживаемого станка к другому. Вспомогательное время можно найти по норме штучного времени. Учитывая, что дополнительное время при нормировании определяется в долях оперативного, и принимая его равным 0,12tоп, по норме штучного времени находят tоп. Оно равно отношению tоп = tш/1,12. Тогда по норме основного времени легко определяется вспомогательное время : tв= tоп - tо. Для расчета времени занятости к вспомогательному времени добавляется время на задержку внимания и время на переход к очередному станку, которые в сумме составляют от 0,2 до 0,3 мин. Иначе говоря,

tз = tв+(0,2…0,3) мин.

1.4 Планирование расположения оборудования, выбор и расчет транспортных средств

На этом этапе проектант должен представить поточную линию как производственный участок. А это не только комплекс технологического оборудования, а и средства межоперационного транспорта, устройства для размещения заготовок, готовых изделий, рабочая мебель. Причем все это привязано к определенной производственной площади и размещено на ней с соблюдением существующих норм и правил. На практике такой этап чаще называют компоновкой поточной линии.

В курсовой работе требуется представить план расположения технологического оборудования, выбрать в качестве средств межоперационного транспорта подходящий распределительный конвейер, т.е. такую транспортирующую машину, которая одновременно задает поточной линии единый ритм производственного процесса, а также рассчитать основные параметры конвейера.

В зависимости от массы транспортируемых объектов производства, количества оборудования и его размеров, протяженности линии выбирается конструкция конвейера (ленточный, тележный, подвесной, люлечный и т.д.). Для деталей весом 1...15 кг рекомендуется использовать простейшие ленточные конвейеры. Но у них ограничена длина трассы (30...40 м). При массе объектов производства более 15 кг используются тележные или подвесные конвейеры. Последние являются наиболее универсальными. Они позволяют придавать линии любую конфигурацию, транспортировать объекты практически любой массы и на любые расстояния. Горизонтально-замкнутые подвесные конвейеры рекомендуется, в частности, применять на линиях с многостаночным обслуживанием. Большое преимущество подвесных конвейеров состоит и в том, что они требуют минимальной площади, а часто и вовсе не требуют (трасса конвейера может проходить прямо над станками).

При составлении плана расположения оборудования следует руководствоваться двумя соображениями: во-первых, обеспечить безопасные условия труда на линии и удобство обслуживания оборудования, во-вторых, наилучшим образом использовать производственную площадь. Это достигается сравнением двух-трех возможных вариантов расположения оборудования и выбором лучшего из них. Подробные рекомендации по планировке оборудования можно найти в [3,5].

Для примера в приложении 4 приводятся фрагменты плана расположения оборудования на двух поточных линиях. На ленточном конвейере 11 , рабочие места 1...10 расположены в два ряда по обе стороны. ПУ и НУ - соответственно приводное и натяжное устройства. На подвесном конвейере рабочие места 1...12 расположены в один ряд вдоль трассы, грузонесущие элементы 13 приводятся в движение с помощью тягового органа 14 (обычно это цепь).

План поточной линии служит исходным документом для определения основных параметров конвейера, каковыми являются длина трассы, количество грузонесущих элементов, длина тягового органа и скорость движения конвейера.

Протяженность трассы находится непосредственным измерением на плане поточной линии или как сумма расстояний между рабочими местами. В подвесном конвейере длина трассы может быть одновременно и длиной тягового органа конвейера. В ленточном конвейере длина тягового органа может приближенно определяться как удвоенная длина самого конвейера (трассы).

Чтобы конвейер распределял работу между исполнителями и служил, таким образом, средством поддержания ритма, его надлежит разметить. С этой целью все его грузонесущие элементы (ячейки) нумеруются периодически повторяющимися номерами. Период повторения номеров, или период разметки конвейера, определяется как наименьшее кратное из числа рабочих мест на каждой из операций. Если, например, на линии встречаются операции с числом рабочих мест 1, 2 и 3 (других комбинаций нет), то период разметки будет 6. Если имеются операции с числом рабочих мест 1, 2, 3 и 4, то период повторения будет 12.

За каждым рабочим местом закрепляются ячейки с определенными номерами. Число этих номеров равно частному от деления периода повторения на число рабочих мест на соответствующей операции. Если на операции занято только одно рабочее место, то вполне естественно, что оно обслуживает ячейки всех номеров. При периоде повторения 12 номера за рабочими местами в зависимости от их количества на каждой из операций закрепляются в соответствии с табл.2.

Таблица 2

Закрепление номеров за рабочими местами

Количество рабочих мест на операции	Номер рабочего места-дублера	Номера ячеек, закрепленных за рабочим местом
2	1	1-3-5 и т.д. (все нечетные)
	2	2-4-6 и т.д. (все четные)
	1	1-4-7-10
3	2	2-5-8-11
	3	3-4-9-12
	1	1-5-9
4	2	2-6-10
	3	3-7-11
	4	4-8-12

В ленточном конвейере номер ячейки ставится прямо на ленте, в подвесном и тележном номеруются сами грузонесущие элементы.

Для разметки при данном периоде повторения номеров (П) должно соблюдаться условие размечаемости, т.е. определенное соотношение между длиной тягового органа L и шагом разметки (расстояние l0 между соседними грузонесущими элементами) : L/(Пl0) = целое число. Так как отношение L/l0 представляет собой общее количество грузонесущих элементов на всей длине тягового органа конвейера (число ячеек) К, то условие размечаемости конвейера будет К/П = целое число.

Число грузонесущих элементов распределительного конвейера должно быть кратно периоду повторения номеров.

Условию размещаемости может соответствовать ряд значений l0 .Как же выбрать из них одно, наиболее рациональное?

В литературе по поточному производству на этот счет нет четких рекомендаций. Обычно говорится о том, что l0 помимо соответствия условию размещаемости должно удовлетворять трем дополнительным ограничениям.

Во-первых, l0 lmin, где lmin - наименьшее из расстояний между соседними рабочими местами на плане расположения оборудования.

Во-вторых, l0 А, где А - наибольший из габаритных размеров транспортируемого изделия (в плане).

В-третьих, шаг разметки должен быть таким, чтобы скорость движения конвейера V не превышала 2…3 м/мин. Но так как v = l0/r, то ограничение имеет вид, l0 3r.

Принципиально все верно. Но тем не менее в указанных рекомендациях нет четкого критерия для выбора шага разметки. Поэтому на этом вопросе стоит остановиться подробнее.

Следует иметь в виду, что стоимость конвейера при прочих равных условиях находится в прямой зависимости от количества грузонесущих элементов. От этого же прямо зависит и величина транспортного задела, являющегося одной из составных частей незавершенного производства на поточной линии. Поэтому критерием для выбора оптимального шага разметки должен быть минимум количества грузонесущих элементов Кmin. Возможны два подхода к решению задачи.

Первый из них основывается на том, что минимальное число грузонесущих элементов на грузонесущей части распределительного конвейера не может быть меньше количества рабочих мест на линии с. Общее же число грузонесущих элементов на всей длине тягового органа зависит от конструкции конвейера и его положения в пространстве.

К примеру, на ленточном конвейере всегда есть холостая ветвь, на которой находится столько же ячеек, сколько и на рабочей ветви. Следовательно, минимальное число ячеек на всей ленте Кmin = 2с. Это относится вообще ко всем вертикально-замкнутым конвейерам, одна из ветвей которых является холостой. На горизонтально-замкнутых конвейерах холостой ветви может и не быть (см. прил. 4 вариант б ). Тогда кmin = с. Определив таким образом кmin, можно найти ближайшее большое значение к, кратное периоду повторения номеров П на проектируемой линии. А отсюда и шаг разметки определяется как отношение L/к.

Однако при таком подходе к решению задачи может оказаться, что найденный шаг разметки не отвечает первому из ограничений: он не должен превышать минимального расстояния между рабочими местами (l0 lmin).

Второй подход для определения кmin основывается на том, что кmin L/lmin. При этом не надо проверять выбранный шаг разметки на его соответствие первому ограничению (l0 lmin). Как и в предыдущем случае, по найденному кmin выбирается ближайшее большее значение К, кратное П, что и определяет оптимальное значение шага разметки. Остается лишь проверить, удовлетворяет ли он двум другим требованиям.

Одно из них, как указано выше, состоит в том, что l0 > А. Однако опыт по-казывает, что на линиях механической обработки деталей такое ограничение можно не учитывать, ибо совершенно ясно, что поскольку l0 выбирается по lmin, а lmin > А, то и l0 всегда будет больше А. Единственный случай, когда при определении следует учитывать габаритные размеры изделия, связан с проектированием поточных линий с быстроходным конвейером [1]. Там в целях повышения надежности работы линии приходится создавать большие заделы и размещать на конвейере заведомо большее количество грузонесущих элементов.

Следовательно, найденный шаг разметки надо проверить на соответствие единственному ограничению, вытекающему из ограничения скорости.

Итак, для разметки конвейера при данных L, lmin и П находится кmin= L/lmin, выбирается ближайшее значение к, кратное П, устанавливается шаг разметки l0 как отношение L/к.

Правомерность сформулированного порядка решения задачи полезно проиллюстрировать на конкретном примере. Исходные данные проектируемой линии приведены ниже.

Такт выпуска изделий r, мин	0,5
Количество рабочих мест с, ед.	17
Минимальное расстояние между смежными рабочими местами lmin, м	2,0
Габаритные размеры изделия в плане (длина ширина), мм	400500
Протяженность линии (на плане) Lк, м.	51
Период нумерации (разметки), П.	6

На линии предполагается использовать вертикально-замкнутый подвесной конвейер.

Минимальным числом подвесок на несущей части конвейера в данном случае является 17 (число рабочих мест). Поскольку в вертикально-замкнутом подвесном конвейере одна ветвь является холостой, то общее число подвесок на конвейере lmin = 34. Ближайшее большее число подвесок, удовлетворяющее условию размечаемости (т.е. кратное периоду повторения номеров), будет равно 36. Длина тягового органа при протяженности линии 51м составит 102м. Тогда,

l0 = 102/36 = 2,83.

Как видим, такой шаг разметки превышает минимальное расстояние между смежными рабочими местами (2м). Следовательно, необходимо уменьшить l0, т.е. увеличить число подвесок, которое может принимать ряд значений, кратных периоду П.

В данном примере это будет ряд чисел 42, 48, 54, 60 и т.д. Нетрудно заметить, что при к = 54 шаг разметки составит l0 = L/к = 102/54 = 1,89 и будет меньше lmin. Пример подтверждает, что кmin лучше находить сразу как отношение L / lmin. В нашем случае кmin = 102/2 = 51. Ближайшим большим числом, кратным шести, будет 54, что зафиксировано выше.

Как уже отмечалось, на линиях механической обработки нет необходимости проверять соответствие l0 ограничению габаритными размерами транспортируемого изделия. Шаг разметки (1.89 м) значительно превышает в данном случае максимальный габаритный размер изделия (400 мм).

Остается проверить найденный шаг разметки на ограничение скорости. В нашем примере v = l0/r = 1,89/0,5 = 3,8 м/мин, что существенно превышает допустимый предел. Чтобы уменьшить скорость конвейера, можно уменьшить шаг разметки, увеличивая тем самым число подвесок, а с ним и стоимость конвейера. Но можно идти и другим путем - транспортировать изделия не поштучно, а передаточными (транспортными) партиями по р шт. Тогда v = l0/(pr). В рассматриваемом примере достаточно принять р = 2, чтобы скорость конвейера не превышала допустимого предела. Произведение pr называется ритмом выпуска изделий, ритмом работы линии. Расчеты параметров конвейера, в том числе связанные с его разметкой, подробно должны быть приведены в пояснительной записке к курсовой работе.

1.5 Построение графика работы поточной линии

Как уже говорилось, когда достигнута синхронизация всех технологических операций, т.е. когда продолжительность каждой из них практически равна или кратна такту, создаются непрерывно-поточные линии (НПЛ). На НПЛ в связи с полной загрузкой рабочих мест на каждом из них в течение всей смены непрерывно повторяется выполнение закрепленной за ним операции в строго соблюдаемом ритме, который задается конвейером. Предметы труда находятся в постоянном движении, в каждый данный момент времени над предметом труда выполняется очередная операция или он с помощью конвейера перемещается на последующую операцию. Таким образом создается непрерывный поток изделий от первой операции до последней.

При отсутствии синхронности операции в принципе тоже можно соблюдать единый для всех операций ритм работы и обеспечивать непрерывный поток изделий. Но это будет сопряжено с большими потерями рабочего времени. Если, к примеру, такт выпуска изделий на линии составляет 5 мин, а продолжительность некоторой операции - 3 мин, то при ее ритмичном выполнении в соответствии с указанным тактом в каждые 5 мин рабочий будет занят собственно выполнением операции 3 мин, а 2 мин будет терять на ожидание очередного предмета труда, т.е. простаивать. В течение смены рабочий полезно использует 3/5 рабочего времени (60%), а 2/5 смены (40%) безвозвратно потеряет в виде микропауз. Вот почему при несинхронности операций отказываются от непрерывного потока и создают прерывно-поточные линии (ППЛ).

Чтобы исключить потери рабочего времени в виде микропауз, на ППЛ устанавливается такой порядок, регламент, при котором каждый рабочий выполняет свое сменное задание в течение не всей смены, а лишь того времени, которое обусловлено трудоемкостью закрепленной за ним операции. В приведенном выше примере, где сменное задание составляет 480/5 = 96 изделий, рабочему для его выполнения предусмотрено будет 963 = 288 мин.

Остальное время (480 - 288 = 192мин) он сможет использовать для выполнения дополнительной работы, в том числе и для выполнения какой-либо операции на другом рабочем месте той же поточной линии. С этой целью и составляется график работы ППЛ. Его называют также стандарт-планом или планом-графиком.

График работы ППЛ составляется на фиксированный отрезок времени, через который установленный порядок выполнения работ на рабочих местах повторяется. Этот отрезок времени называется периодом обслуживания линии.

Сразу выбрать приемлемый период обслуживания бывает затруднительно. Поэтому его принимают первоначально равным одной смене, а в дальнейшем при необходимости корректируют, о чем будет сказано ниже.

Составление графика ППЛ следует начинать с расстановки рабочих по рабочим местам, с закреплением за каждым рабочим определенных рабочих мест. На ППЛ такого вопроса не возникает. Там каждый рабочий всегда обслуживает одно рабочее место и занят на нем полностью в течение смены. На ППЛ многие рабочие места имеют невысокий коэффициент загрузки. Поэтому один рабочий в течение смены может работать на двух-трех рабочих местах, обслуживая их поочередно.

Рассмотрим существо задачи расстановки рабочих на примере.

Исходными данными для расстановки рабочих по рабочим местам являются результаты расчета количества рабочих мест по каждой из операций ППЛ. В рассматриваемом нами примере эти данные приведены в табл.3. Такт выпуска изделий на линии составляет 4 мин.

Из таблицы видно, что на линии будет 14 рабочих мест при среднем коэффициенте их загрузки 0,53. Только два рабочих места (операция 7) полностью загружены.

Таблица 3

Расчёт количества рабочих мест

№ операции	1	2	3	4	5	6	7	8	Итого
ti, мин	5,6	2,8	10,4	9,6	2,0	1,2	7,6	1,0	29,8
сi p, ед	1,4	0,7	2,6	2,4	0,5	0,3	1,9	0,25	7,4
сi n, ед	2	1	3	3	1	1	2	1	14
i	0,70	0,70	0,83	0,80	0,50	0,30	0,95	0,25	0,53

Расчетное число рабочих мест на операции можно рассматривать и как необходимое для их обслуживания число рабочих при их полной занятости, при работе без простоев. Это и позволяет искать такой вариант закрепления рабочих мест за рабочими, при котором достигается их возможно более полная занятость, а значит, и минимальная численность.

Так, для выполнения операции 2 требуется 0.7 рабочих, а для операции 8 -0.25 рабочих. Следовательно, выполнение этих операций можно поручить одному рабочему. В течение смены 70% времени он будет работать на 2-й операции, остальное время на 8-й. Коэффициент его занятости составит 0.95, что практически принимается за 100%. Для выполнения операций 1 и 3 по расчету требуется 4 рабочих. Они могут при полной их занятости обслужить 5 рабочих мест. Их них 1 рабочий будет постоянно занят на первой операции, 2 рабочих - на третьей, а 4-й рабочий 0.4 смены будет занят на операции 1 и 0.6 смены - на операции 3.

Практически, как и в приведенном примере, на ППЛ возможно несколько вариантов расстановки рабочих. Предпочтение, естественно, должно быть отдано варианту с минимальной численностью рабочих. Приведем два варианта расстановки рабочих в рассматриваемом примере (табл. 4). В таблице указаны номера операций (строка 1), номера рабочих мест, на которых они выполняются (строка 2), и два варианта расстановки рабочих (строки 3 и 4). Рабочим присвоены условные номера. В варианте 1 требуется 11 рабочих для обслуживания линии, в варианте 2-10 рабочих. Он и является более предпочтительным.

Таблица 4

Расстановка рабочих по местам

№ операции	1	2	3	4	5	6	7	8
№ рабочего места	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
№ рабочего по вариантам	1	1	2	3	4	5	6	7	8	9	2	3	10	11	6
	2	1	2	3	4	5	6	7	8	3	6	2	9	10	2

В разных вариантах по-разному группировались операции для закрепления их за рабочими. В варианте 1 группировались операции 1-5; 2-6; 3-8. В варианте 2 другая группировка - 1-6-8; 2-4; 3-5. Отсюда и разные результаты.

Следует обратить внимание, что при разной группировке операций получается и разный коэффициент занятости рабочих. Но он нигде не превышал 1,1. Это означает, что в подобных случаях предполагается и соответствующее выполнение норм выработки (до 110%).

Наконец, еще одно замечание. В приведенном примере не учитывалось то обстоятельство, что разные операции отличаются друг от друга профессией и квалификацией исполнителя (рабочего). Рекомендуется поручать одному рабочему выполнение двух операций, различающихся по сложности не более чем на один разряд.

После расстановки рабочих легко составить и график работы ППЛ. Для варианта 2 он изображен на рисунке в прил.5. Жирными линиями отмечено время работы рабочего на рабочем месте, а вертикальными пунктирными - указаны моменты его перехода на другое рабочее место.

Не всегда удается добиться полной занятости рабочих работой на линии. Поэтому приходится для частично занятых предусматривать дополнительные работы с других участков цеха.

Работа линии по графику может быть обеспечена только при создании и поддержании на соответствующем уровне необходимых оборотных заделов. Поэтому одновременно с графиком работы линии составляется и график движения оборотных заделов, т.е. график изменения их размеров в течение периода обслуживания. В каждом периоде обслуживания оборотный задел проходит полный цикл изменения своего размера: от нуля до некоторого максимума и снова до нуля. Поэтому период обслуживания линии является одновременно и периодом оборота оборотного задела.

Для расчета размеров и составления графика движения оборотных заделов последовательно рассматривается каждая пара смежных операций. При этом весь период обслуживания делится на отрезки времени, в течение каждого из которых сохраняется неизмененным соотношение выработки на рассматриваемых операциях. Иначе говоря, на протяжении такого отрезка времени не меняется число занятых рабочих мест на каждой их них.

Для пары смежных операций 1 и 2 (см. прил.5) таких отрезков будет три: а1, а2, а3 (прил.6). На каждом отрезке времени определяется изменение оборотного задела z0 на последующей операции, равное разности нормативной выработки на предыдущей i-й и последующей (i+1)-й операциях по формуле :

z0 = а (ci/ti - ci+1/ti+1),

где t - продолжительность операции (норма штучного времени), а с - количество рабочих мест на данной операции.

Если z0 > 0, то это значит, что оборотный задел на рассматриваемом отрезке увеличивается, если же z0 < 0 - уменьшается. Результаты расчетов приведены в табл.5.

Изменение оборотного задела по операциям Таблица 5

Отрезок времени, для которого определяется z0 на (i+1)-й операции, мин	а1=144	а2=144	а3=192
Количество единиц оборудования на операциях: I i+1 Изменение задела z0	2 2 +21	1 2 -35	1 1 +14

По найденным значениям z0 строится график изменения оборотного задела на (i+1)-й операции (эпюра), как показано в прил.6. Чтобы построить такую эпюру, надо определить момент времени, когда оборотный задел равен нулю. В нашем случае на отрезке а2 задел уменьшается, а на отрезке а3 увеличивается. Следовательно, в конце отрезка времени а2 размер задела равен нулю. Таким образом, на отрезке а3 задел растет (от 0 до 14), на отрезке а1 продолжает увеличиваться до максимума (14 + 21 = 35), а на отрезке а2 полностью расходуется, уменьшается до нуля, что и отражено на графике.

При проверке правильности составления графика надо помнить следующее: в начале и в конце периода оборота задел всегда одинаков; всегда есть момент времени, в который оборотный задел полностью израсходован, равен нулю; сумма z0 со знаком «+» в каждом периоде должна быть равна сумме z0 со знаком «-».

При расчете z0 в тех случаях, когда на одной из смежных операций коэффициент загрузки оборудования находится в пределах 0,9...1,1, норму штучного времени по этой операции надо считать равной произведению такта на число рабочих мест (cr).

График движения оборотных заделов совмещается с графиком работы в единый документ проектируемой поточной линии (прил.7). На графике указываются по каждой операции максимальный размер оборотного задела и его размер в конце периода обслуживания поточной линии (переходящий).

В заключение решается окончательно вопрос о выборе периода обслуживания линии.

Теоретически может быть найден оптимальный вариант графика работы линии и графика движения оборотных заделов по принятому критерию, в том числе и оптимальный период обслуживания. На практике решение такой задачи связано с большими трудностями.

Обычно принимают период обслуживания равным одной смене, что очень удобно в организационном отношении. А после расчета оборотных заделов, размеры которых прямо зависят от периода обслуживания, проверяют, возможно ли размещение таких заделов у рабочих мест. Если заделы очень велики, то период обслуживания приходится сокращать до приемлемой величины. Вид графика работы линии и движения оборотных заделов при этом сохраняется, меняется лишь его масштаб, в том числе и размеры заделов.

Так, при сокращении периода обслуживание вдвое (до 4 ч.) процесс образования и расходование задела повторится дважды в течение смены. Оборотные заделы станут вдвое меньше. Иногда целесообразно сократить период обслуживания только на отдельных операциях (рабочих местах), где оборотные заделы очень велики. В таких случаях период оборота на некоторых операциях может быть в два или четыре раза меньше продолжительности смены.

1.6 Расчет заделов на поточной линии

Незавершенное производство на поточной линии в натуральном выражении - это совокупность внутрилинейных заделов (технологического, оборотного и страхового). Их создание поддержание на определенном уровне является условием бесперебойной работы поточной линии. Вот почему надо точно знать минимально необходимые (нормативные) размеры этих заделов.

Технологический задел образуют предметы труда, находящиеся в каждый данный момент времени непосредственно в работе, в процессе выполнения над ними технологических операций. Количество таких предметов, как минимум, равно числу рабочих мест на линии. На тех операциях, где используются агрегатные многопозиционные станки или многоместные приспособления, технологический задел будет соответственно больше. Условно к технологическому заделу относят и те детали, которые находятся на рабочем месте в ожидании обработки при передаче их транспортными партиями. Поэтому в общем случае на каждой операции технологический задел равен произведению , где - число рабочих мест на i-йоперации.

Транспортные задел - это те объекты производства, которые находятся в процессе их транспортирования на очередную операцию, т.е. на несущей части распределительного конвейера. Общее их количество равно отношению длины несущей части Lнк шагу разметки lo. При передаче транспортными партиями pшт размер транспортного задела соответственно увеличивается Lн/ lо.

Упрощенно транспортный задел каждой отдельной операции определяется по формуле

z = ciLн / (clо ),

где ci c - соответственно число рабочих мест на i-й операции и на линии в целом.

Следует иметь в виду, что в реальной действительности на прерывно-поточных линиях при больших оборотных заделах доля транспортного задела в незавершенном производстве столь мала, что этот задел можно и не учитывать, исключить из расчетов. В курсовой работе расчет транспортного задела производится в чисто учебных целях, для целостного представления о незавершенном производстве.

Оборотный задел уже был определен в процессе составления графика работы поточной линии. При расчете размеров незавершенного производства учитываются только переходящие оборотные заделы.

Страховой задел создается для предупреждения простоев на линии по непредвиденным причинам (поломка инструмента, внезапный отказ оборудования, нарушение наладки приспособления или станка, влекущие за собой появление брака на той или иной операции и пр.). Если на некоторой i-й операции произошел сбой в работе (отказ), то он является причиной вынужденных простоев на всех последующих операциях в течение времени, которое потребуется для устранения причин отказа. Эти простои могут быть исключены, если заранее создать запас деталей, прошедших i-ю операцию, т.е .страховой задел. Он может хранится как на i-й, так и на (i+1) операциях. Естественно, что страховой задел после его расходования должен восстанавливаться, вновь создаваться .

Размер страхового задела zс на данной операции зависит от того, на какой время Tс надо «застраховать» линию от простоев по случайным обстоятельствам, т.е. zс = Tс/r .

Само же время Tс устанавливается на основе анализа данных о простоях оборудования на отдельных операциях по непредвиденным причинам. Эти данные постепенно накапливаются в процессе эксплуатации поточной линии, что и позволяет в конечном итоге для каждой операции установить и частоту отказов, и среднее время устранения отказа. Если на некоторой операции страховой задел восстанавливается один раз в неделю (10 смен), а за неделю наблюдается три отказа, на устранение каждого из которых требуется 15 мин, то Tс = 45мин.

В курсовой рекомендуется, по усмотрению студента, выбрать две-три операции, на которых наиболее вероятны отказы. Время Тс на этих операциях выбирается в пределах 45…60 мин.

Результаты расчета незавершенного производства сводятся в таблицу по форме 1.

Форма 1

№ операции	Размеры заделов, шт.
	Технологический	Транспортный	Оборотный	Страхо-вой	Всего
1
2
Итого на линии

1.7 Расчет численности основных рабочих

Расчет численности основных рабочих (операторов) на поточной линии начинается с выявления потребности в рабочих по каждой профессии и квалификации, а затем уже с учетом возможного совмещения профессий находится общая их численность.

Для каждой j-й профессии определяется объем работ Qj на годовую программу выпуска продукции как произведение Nзtj - трудоемкость детали по j-му виду работ (профессий). Она представляет собой сумму норм штучного времени по операциям, выполняемым рабочими j-й профессии. Поскольку объем выражается в нормо-часах (н.-ч), а норма штучного времени дается в минутах, то окончательно имеем

Qj = 1/60Nзtj.

При расчетах объема работ Qj на годовую программу по каждой j-й профессии студенты нередко допускают ошибки в определении нормы времени на одну деталь. В технологическом процессе, который прилагается к заданию на курсовую работу, по каждой операции указана норма штучного времени tш. Она используется при расчете объема работ только при одностаночном обслуживании. Если рабочий обслуживает несколько станков, то норма времени на одну деталь tш должна быть установлена на основании графика многостаночного обслуживания. Часто она определяется как отношение нормы штучного времени tш, указанной в технологическом процессе, к принятой норме многостаночного обслуживания см, т.е. tш = tш/ см.

Но это правомерно только в тех случаях, когда принятая норма обслуживания меньше расчетной. В противном случае по графику определяется период многостаночного обслуживания Тм, а по нему находят оперативное время tоп в расчете на одну деталь, а затем и штучное время tш. Причем tш = (1,12 … 1,15)tоп.

Именно эта норма времени и используется при расчете объема работ на годовую программу.

В некоторых случаях принятая норма обслуживания меньше числа станков-дублеров на данной операции. К примеру, на какой-то операции занято три станка, два из которых обслуживает один рабочий. Он, следовательно, затрачивает на одну деталь время tш, а другой рабочий - время tш. Поэтому при расчете объема работ на такой операции учитываются две составляющие. Если все три станка загружены на 100%, то

Qj = 2/3Nзtш + 1/3Nзtш.

Если же третий станок загружен часть смены, то каждое из слагаемых соответственно корректируется.

Наконец, возможны случаи, когда один и тот же рабочий часть смены, к примеру, работает на двух станках, а другую часть смены - на одном. В этом случае объем работ определяется опять-таки по двум составляющим, одна из которых определяется по норме времени tш, другая - по tш.

Далее определяется годовой бюджет рабочего времени Fб среднесписочного рабочего, равный номинальному фонду рабочего времени в году, за вычетом времени, связанного с невыходами рабочего на работу по различным причинам. Назовем его нерабочим временем. К нему относится время очередных и дополнительных отпусков, отпусков по беременности и родам, перерывы на кормление детей, льготные часы для подростков. Примерный удельный вес различных видов нерабочего времени в номинальном годовом бюджете рабочего времени приводится в прил.8.

При расчете бюджета времени среднесписочного рабочего на поточной линии не рекомендуется учитывать нерабочие часы внутри смены. Иначе говоря, не рекомендуется использовать труд кормящих матерей и подростков. Это нежелательно, во-первых, потому, что поточное производство отличается от непоточного более высокой интенсивностью труда, что противопоказано упомянутым выше категориям работающих. Во-вторых, использование таких работников создает дополнительные трудности для соблюдения ритма производственного процесса как обязательного условия функционирования поточных линий.

Расчетное число рабочих Pjp j-й профессии в общем случае определяется по формуле

Pjp = Qj/(KнFб),

где Kн - коэффициент выполнения рабочими норм выработки. В курсовой работе предполагается, что рабочие выполняют нормы выработки в среднем на 100%, т.е. Kн = 1.

Сумма полученных расчётных значений численности рабочих по профессиям дает расчетное списочное число рабочих на линии. Оно, как правило, оказывается дробным, а потому округляется до ближайшего целого в соответствии с общепринятыми правилами.

После того как определено списочное число рабочих на линии, надо найти списочное число рабочих по профессии. Оно тоже получается округлением расчетного числа, которое в большинстве случаев бывает дробным. При округлении этих дробных чисел надо иметь в виду, что сумма принятого числа рабочих по всем профессиям должна быть равной списочному числу рабочих на линии, которое уже было установлено. А для этого округления одного частного результата приходится связывать, согласовывать с округлением другого частного результата.