Организация однопредметных прерывно-поточных линий

Однопредметные прерывно-поточные линии (ОППЛ) применяются при невозможности добиться полной синхронизации процесса и характеризуются вследствие этого различной производительностью на смежных операциях и прерывностью процесса производства. Они применяются преимущественно в процессах механической обработки, а также в сборочных процессах, оснащенных оборудованием или имеющих значительный брак.

В ОППЛ на каждой паре смежных операций, имеющих различную производительность, создается межоперационный оборотный задел (МОЗ), т. е запас изделий, поступающих с предыдущей операции на последующую, обеспечивающий непрерывную работу на последней. Наличие МОЗ является показателем прерывности процесса производства на ОППЛ и увеличивает размеры ее незавершенного производства в части, обусловленной межоперационным пролеживанием.

ОППЛ характеризуются следующим регламентом работы:

ü время перерывов на отдых каждый рабочий выбирает произвольно;

ü обслуживание рабочих мест ОППЛ осуществляется в значительной степени ее основными рабочими.

В соответствии с этим регламентом расчет ОППЛ осуществляется по нормам штучного времени .

Расчет и организация ОППЛ ведутся в следующем порядке.

1. Расчет такта выпуска изделия и такта ОППЛ.

Выражение для расчета такта выпуска изделия имеет вид

где - эффективный фонд времени работы поточной линии в планируемом периоде;

N - объем выпуска изделий в плановом периоде.

Такт ОППЛ определяется как и, в отличие от такта ОНПЛ, имеет чисто расчетное значение, являясь лишь средней расчетной величиной, гак как в действительности запуск и выпуск изделий или передаточных партий изделий на ОППЛ в целом и на каждой ее операции в каждый момент времени может происходить через промежутки времени, не равные такту . В большинстве случаев и , а .

2. Расчет количества рабочих мест и их загрузки.

Расчет ведется отдельно для каждой операции:

- определяется расчетное число рабочих мест на каждой операции

где — штучное время выполнения i-й операции;

- определяется окончательное число рабочих мест на каждой операции, исходя из условия, что путем совершенствования технологии, механизации и оснащения рабочих мест приспособлениями во время отладки ОППЛ возможно уменьшение величины штучного времени не более, чем на 10% от нормативного значения:

При создании ОППЛ синхронизация существенно ограничена, так как в большинстве случаев здесь невозможны объединение или перекомпоновка операций, поэтому предварительная синхронизация в данном случае не осуществляется, а производится сразу окончательная синхронизация. Для этого:

- рассчитываются предварительные коэффициенты загрузки рабочих мест:

,

- по тем операциям, где имеется перегрузка, производится пересчет норм штучного времени в соответствии с расчетным тактом выпуска:

,

- рассчитываются окончательные коэффициенты загрузки рабочих мест:

.

Для достижения по возможности полной загрузки рабочих при построении стандарт-плана работы ОППЛ на протяжении ее периода оборота организуются переходы рабочих-совместителей между не полностью загруженными рабочими местами. При этом для каждой группы одинаковых рабочих мест вся недогрузка концентрируется на одном из них. Соответственно, считаются коэффициенты загрузки недогруженных рабочих мест , равные дробной части величины , и периоды работы недогруженных рабочих мест:

,

Результаты расчетов заносятся в таблицу 5.9.1 вида:

Таблица 5.9.1

i	, мин				, мин			, мин

В качестве итога рассчитываются:

- общее количество рабочих мест ОППЛ ;

- средний коэффициент загрузки рабочих мест .

При этом для ОППЛ должно выполняться условие: .

3. Определение периода оборота ОППЛ.

Важнейшей характеристикой ОППЛ является период ее оборота , т.е. времени, по истечении которого ОНПЛ возвращается в исходное состояние:

.

При этом коэффициент оборотного цикла интерпретируется как количество тактов в периоде оборота или как количество изделий, после выпуска которых с ОППЛ в целом и с каждой ее операции повторяется исходное состояние ОППЛ.

Выбор величины при фиксированной величине является одновременно выбором величины и осуществляется с учетом следующих условий:

- с одной стороны, с увеличением растет и, следовательно, растет величина межоперационного задела (МОЗ) на ОППЛ, что весьма нежелательно;

- с другой стороны, с увеличением увеличивается период концентрированных простоев рабочих и оборудования на не полностью загруженных рабочих местах, что расширяет возможности их догрузки внепоточными работами;

- величина должна быть равна целому числу полусмен, т. е.

,

или, что то же самое, величина должна быть равна целому числу полусменных выработок ОППЛ:

где - длительность смены;

сменная выработка ОППЛ;

- (целое) число полусмен: на практике, как правило, .

Наиболее часто выбирают и .

4. Построение стандарт-плана ОППЛ.

Стандарт-план ОППЛ - это совокупность графиков работы оборудования и рабочих и изменения МОЗ на всех операциях ОППЛ в течение ее периода оборота .

Построение стандарт-плана ОППЛ рассмотрим на следующем примере.

Пусть , сменное задание , , . Необходимо рассчитать ОППЛ для пяти операций, заданных нормами штучного времени .

Рассчитаем: , .

Исходные данные и результаты расчетов разместим в таблице 5.9.2.

Таблица 5.9.2

i	, мин				, мин			, мин
	5,2	2,6		0,87	5,2	0,87	0,6
	2,8	1,4		0,7	2,8	0,7	0,4
	1,2	0,6		0,6	1,2	0,6	0,6
	8,2	4,1		1,025	8,0		-	-
	0,6	0,3		0,3	0,6	0,3	0,3

C = 3+2+1+4+1=11, - ОНПЛ создать можно.

Стандарт-план для рассматриваемого примера показан на рис. 5.9.2.

Стандарт-план строится для периода оборота ОНПЛ . Горизонтальными линиями показываются графики работы оборудования на каждом рабочем месте по всем операциям технологического процесса. В промежутках между операциями строятся эпюры (графики) изменения межоперационных динамических заделов (МОЗ).

Построение стандарт-плана ОППЛ включает следующие этапы.

Этап 1. Закрепление рабочих мест за рабочими и определение общего количества рабочих и их загрузки.

После установления числа рабочих мест оказывается, что на ряде операций ОППЛ т. е. рабочие места этих операций не полностью загружены. Для обеспечения полной загрузки рабочих необходимо закрепить за одним рабочим несколько недогруженных рабочих мест, которые он должен обслуживать, последовательно переходя по определенному расписанию от одного рабочего места к другому.

В рассматриваемом примере недогруженные рабочие места имеются на операциях {1,2,3,5}. Для каждой такой операции устанавливается полная загрузка в течение всего периода оборота числа рабочих мест, равного целой части числа . При этом вся недогрузка по каждой из этих операций концентрируется на одном рабочем месте этой операции. Для таких рабочих мест рассчитаны коэффициенты загрузки и периоды работы .

Далее осуществляется собственно процесс закрепления нескольких недогруженных рабочих мест за одним рабочим-совместителем. С этой целью совокупность недогруженных рабочих мест разбивается на такие непересекающиеся, однородные по технологии и используемому оборудованию группы операций, для каждой из которых суммарный коэффициент загрузки недогруженных рабочих мест по всем операциям этой группы близок к единице, но не превосходит ее. В рассматриваемом примере это могут быть, например, операции 1 и 5 ( ) , 2 и 3 ( ) .

Вся совокупность недогруженных рабочих мест каждой группы операций закрепляется за отдельным рабочим-совместителем (здесь два рабочих-совместителя), обеспечивая коэффициенты загрузки этим рабочим, соответственно, и и периоды их работы, равные: , . При этом в одну группу должно входить не более трех операций, чтобы не вызывать частых переходов и связанных с этим потерь времени и снижения производительности труда рабочего-совместителя.

Явочная численность рабочих ОППЛ определяется количеством полностью загруженных рабочих мест по каждой операции ОППЛ, количеством рабочих-совместителей и количеством рабочих смен ОППЛ в сутках, т. е

.

Средний коэффициент загрузки одного рабочего ОППЛ

Для ОППЛ необходимо, чтобы , в противном случае создание ОППЛ нецелесообразно. В рассматриваемом примере , .

Этап 2. Установление порядка работы и переходов рабочих по обслуживаемым рабочим местам.

Взаимные положения периодов работы на недогруженных рабочих местах могут быть самыми различными, а число этих положений бесконечно велико. Однако, эти положения не эквивалентны друг другу с точки зрения возникающих на смежных операциях МОЗ: при одном положении МОЗ получается большим, при другом - малым.

Для уменьшения величины МОЗ на ОППЛ необходимо руководствоваться следующим правилом: если на некоторой паре смежных операций предыдущая операция производительнее последующей, т. е. , то необходимо по возможности обеспечить совмещение моментов начала периодов работы и недогруженных рабочих мест на этих операциях, в противном случае, т. е. при необходимо по возможности обеспечить совмещение моментов окончания этих периодов работы. Выбор других взаимных положений периодов работы недогруженных рабочих мест на смежных операциях приводит к увеличению МОЗ.

Рис. 5.9.1. Схема работы недогруженных рабочих мест

а) – с совмещением моментов начала периодов работы;
б) – с совмещением моментов окончания периодов работы

Однако в ряде случаев указанное правило не может быть полностью реализовано ввиду ограничений, накладываемых последовательным обслуживанием рабочими-совместителями закрепленных за ними недогруженных рабочих мест.

Рекомендуется следующий порядок установления регламента работы и переходов рабочих-совместителей по обслуживаемым рабочим местам:

а) сначала устанавливается режим работы полностью загруженных рабочих мест путем нанесения на стандарт-план сплошных линий, каждая из которых характеризует время работы одного рабочего места на одной операции в течение всего периода оборота ;

б) затем устанавливается режим работы и переходов с операции на операцию рабочих-совместителей путем нанесения на стандарт-план отрезков, показывающих продолжительность работы каждого рабочего-совместителя на каждой закрепленной за ним операции, и стрелок, показывающих направление перехода этих рабочих с операции на операцию. При этом следует придерживаться следующих рекомендаций:

- за одним совместителем закрепляется не более 3-х операций;

- закрепляемые за одним совместителем операции должны иметь технологическое подобие, соответствующее специальности и квалификации рабочего;

- если не удается полностью загрузить совместителя работами на поточной линии, то вся недогрузка относится на начало или конец периода оборота, что позволяет организовать в удобном режиме работы, связанные с выполнением этим рабочим заданий, не связанных с программой загрузки поточной линии.

Этап 3. Определение размеров и динамики МОЗ. Построение графиков изменения МОЗ. Все расчеты и построения этого этапа выполняются отдельно для каждой пары смежных операций.

Появление МОЗ обуславливается тем, что в течение периода оборота изменяются соотношения производительностей оборудования на смежных операциях из-за несовпадения их графиков работы. В тех случаях, когда графики работы оборудования на смежных рабочих местах совпадают, МОЗ отсутствуют, и данная пара смежных операций работает в режиме ОНПЛ (полной синхронизации).

Рассмотрим процесс расчета МОЗ для произвольной пары смежных операций (i, i+1), которую для краткости обозначим номером ее первой операции, т. е номером i.

1) Период оборота разобьем на такие интервалы времени , на протяжении которых сохраняются одинаковые соотношения активных рабочих мест . В рассматриваемом примере для операций 1 и 2 таких периодов три ( j=1,2,3 ):

- , соотношение активных рабочих мест: ;

- , соотношение активных рабочих мест: ;

- , соотношение активных рабочих мест: .

2) Изменение МОЗ на любом интервале носит линейный характер. Поэтому для построения графика изменения МОЗ достаточно знать значения МОЗ на границах интервалов . Рассчитаем приращение МОЗ в каждый интервал времени . Онопределяется как разность числа изделий, выпущенных за время на операции с номером i, и числа изделий, потребленных за это же время на следующей i +1-й операции:

.

Положительный знак приращения означает возрастание, а отрицательный – убывание общей величины МОЗ на i-й паре смежных операций на интервале . Примеры расчетов показаны на рис. 5.9.2.

Заметим, что , что следует из определения периода оборота . Это соотношение может служить удобным критерием проверки правильности расчетов МОЗ.

3) Рассчитаем величины МОЗ на границах интервалов .

Общая величина изменения МОЗ на i-й паре смежных операций от момента начала периода оборота до момента окончания интервала определяется как сумма приращений по всем предшествующим интервалам плюс приращение на рассматриваемом интервале : .

Абсолютная величина МОЗ в момент окончания интервала определяется как сумма значения МОЗ в начале периода оборота и всех последующих приращений:

.

Если , то его величина определяет значение переходящего (оборотного) задела на данной паре смежных операций. Переходящий задел увеличивает объем незавершенного производства, обусловленный межсменным пролеживанием изделий. Поэтому желательно минимизировать его суммарную величину по всем парам смежных операций для ОНПЛ в целом.

При расчете величины переходящего МОЗ следует учитывать, что, по своей сути, в любой момент времени. С другой стороны, минимальное значение должно быть равно нулю, поскольку в противном случае происходит необоснованное увеличение объема незавершенного производства. Поэтому, если среди есть неположительные величины, то в качестве выбирается максимальный по модулю неположительный :

Технологический процесс	Загрузка рабочих мест	Рабочие на линии. * отм. совме-стители	График работы рабочих мест и рабочих на линии, графики изменения межоперационных динамических заделов в течение периода оборота ( To = 480 мин )
№ опер	Норма врем., мин	Число раб. мест	№ р.м.	Коэф. загр.
I
	5,2			0,6	3*
Задел между 1-й и 2-й операциями:
	2,8			0,4	5*
Задел между 2-й и 3-й операциями:
	1,2			0,6	5*
Задел между 3-й и 4-й операциями:
	8,0
Задел между 4-й и 5-й операциями:
	0,6			0,3	3*

Рис. 5.9.2.

Стандарт-план работы ОНПЛ

.

Поскольку , то значение для последнего интервала должно совпадать с величиной на любой паре смежных операций.

Результаты расчетов МОЗ заносятся в табл. 5.9.3.

Далее по значениям и стоятся графики изменения МОЗ по каждой паре смежных операций. Их объединение дает стандарт-план работы ОНПЛ (рис. 5.9.2).

5. Расчет максимальных и средних величин МОЗ.

При проектировании ОППЛ необходимо предусмотреть на рабочих местах достаточные площади для хранения МОЗ. Для установления величины этой площади на каждой паре смежных операций определяют максимальную величину МОЗ по выражению

.

Таблица 5.9.3

i	, мин	, мин	j	, мин
	5,2	2,8										2,5	9,3
							15,5
				-26
	2,8	1,2					-137	-137				68,5	68,5
							68,5
	1,2	8,0
				-96
	8,0	0,6
				-168	-144

В экономическом отношении важной характеристикой ОППЛ является средняя величина ее МОЗ, поскольку она характеризует связывание оборотных средств в незавершенном производстве. Для расчета этой величины вначале определяют - средний размер МОЗ на каждой паре смежных операций в течение каждого интервала :

, для первого интервала .

Далее определяют среднюю величину МОЗ на каждой паре смежных операций в течение всего периода оборота : .

Средняя величина МОЗ по всей ОППЛ определяется суммированием по всем парам смежных операций: . В рассматриваемом примере = 209,8 ед.

Значения , и также заносятся в табл. 5.9.3.

На ОППЛ, как и на ОНПЛ, имеются также технологический, транспортный и резервный заделы, но их величина по сравнению с МОЗ незначительна, поэтому их расчет обычно не проводят.

6. Выбор транспортных средств и планировки ОППЛ.

В ОППЛ перемещение изделий с операции на операцию осуществляется либо вручную при производстве мелких и легких изделий, либо с помощью гравитационных транспортных средств (склизы, скаты, желоба, рольганги), либо с помощью транспортных средств циклического действия (мостовые и консольные краны, электрокары, тельферы, кран-балки и т. п.). Выбор транспортных средств осуществляется с учетом величины такта линии, размера и веса изделий, планировки участка и расположения оборудования.

Пространственная планировка ОППЛ осуществляется с учетом обеспечения прямоточности, возможной близости рабочих мест, обслуживаемых одним рабочим-совместителем, удобства подходов к рабочим местам для ремонта и обслуживания и достаточности площадей для накопления заделов.

[Содержание]