Методы организации ОНПЛ различаются в зависимости от типа конвейера, которым оснащена линия. Методы расчета основных параметров рабочих конвейеров представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Расчет частных параметров однопредметных непрерывно-поточных

Линий

Наименование параметра	Рекомендуемые формулы для расчетов
Параметры однопредметной непрерывно-поточной линии, оснащенной рабочим конвейером с непрерывным движением
Основное условие непрерывности – синхронизация операций технологического процесса:	t1 = t2 =…= tk = r или где - трудоемкость 1, 2, к-й операции технологического процесса, мин.;
Скорость движения конвейера (V)	V=lk/r где lk – расстояние между осями двух смежных изделий, изготавливаемых на линии (шаг конвейера).
Нормальная длина рабочей зоны данной операции (lр.з.i)	lр.з.i =lk
Резервная длина рабочей зоны данной операции(lрез.i)	lрез.i=(timax- t ср.i)V где timax – максимальная продолжительность выполнения i-й операции; t ср.i – наиболее вероятная продолжительность выполнения i-й операции
Общая длина рабочей зоны операции (lобщ.i)	lобщ.i = 1/2lрез.i + lр.з.i + 1/2lрез.i
Длина рабочей части конвейера (Lк)	Lк =
Длительность цикла изготовления на линии изделия	Тц. =
Количество изготавливаемых объектов, находящихся одновременно на линии (Nтех)
Параметры однопредметной непрерывно-поточной линии, оснащенной рабочим конвейером периодического действия
Такт линии (r)	r=tв+ tтр где tв – время выполнения операции; tтр – время перемещения предмета труда на один шаг.
Скорость движения (V)	V=lk/tтр
Параметры однопредметной непрерывно-поточной линии, оснащенной распределительным конвейером
Такт поточной линии (r)	r=tв+ tc.у. где tс.у. – время, затраченное на снятие и установку изделия на ленту конвейера.
Период конвейера (Тк)	Тк=r П где П – количество разметочных знаков на ленте конвейера.
Длина рабочей части конвейера	Lк = lкПК где К – количество комплектов разметочных знаков, умещающееся на замкнутой ленте конвейера (целое число)
Размер передаточной партии при неизменном шаге конвейера (p)	P=V / Vприн. где Vприн. – принятая скорость конвейера

Рабочие непрерывные конвейеры используются преимущественно на линиях, где выполняются несложные в техническом отношении операции с небольшим ритмом выпуска изделий. Главные характеристики рабочего непрерывного конвейера связаны с установлением скорости его движения (наиболее рациональная величина скорости от 0,3 до 2 м/мин.). Это обусловливает разграничение рабочего пространства на рабочие зоны при выполнении операций технологического процесса. В рабочей зоне можно выделить три части: основную и две резервные – в начале и в конце зоны. Выделение резервных зон обусловлено тем, что время выполнения операции величина случайная, колеблющаяся около своего среднего значения.

Пример. Рассчитать параметры ОНПЛ, оснащенной рабочим конвейером непрерывного действия.

Программа выпуска изделий на линии за сутки 184 шт. Режим работы линии: две смены по 8 часов, регламентированные перерывы 20 мин в смену. На операции №015 технологический процесс предусматривает отклонение фактической продолжительности от нормативной до 1,35 мин. (t_3max =5,95 мин.). Шаг конвейера 1,5 м. Продолжительность выполнения операций приведена в таблице 4.4.

Таблица 4.4. Технологический процесс изготовления изделия

Определить такт линии, рассчитать требуемое число рабочих мест по операциям и их загрузку, длину рабочей части конвейера.

Решение. Определяется такт линии

.

Скорость движения конвейера: V=l_k/r. V=1,5/5=0,3 м/мин.

Расчеты количества рабочих мест и их загрузки, а также длины рабочей зоны по операциям проведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5. Расчет количества рабочих мест и их загрузки

Длина рабочей зоны на операциях со стабильной продолжительностью соответствует шагу конвейера. На операции 015 длина рабочей зоны будет определяться: l_общ.015 = 1/2l_рез015 + l_р.з.015+ 1/2l_рез.015.

Резервная длина рассчитывается по формуле l_рез.015=(t₀₁₅^max- t _ср.015)V

l_рез015 = (5,95 – 4,6)·0,3 = 0,4 м ≈ 1,5м (округляется до целого числа кратного шагу конвейера с тем, чтобы можно было организовать резервные рабочие места).

l_общ.015 = 1,5 + 1,5 = 3 м.

Длина рабочей части конвейера L_к = . L_к = 1,5 + 1,5 + 3 +1,5 = 7,5 м.

Длительность цикла изготовления изделия Т_ц. = . Т_ц = 7,5/0,3 = 25 мин.

Рабочие конвейеры периодического (пульсирующего) действия. На таких конвейерах лента во время выполнения технологических операций находится в неподвижном состоянии. По окончании работы изделия перемещаются лентой на один шаг. Такие конвейеры применяются в тех случаях, когда по условиям техпроцесса изделие должно быть неподвижным или когда установлен высокий ритм изготовления крупных по размерам, сложных и тяжелых изделий. Так как лента во время выполнения операции неподвижна, это приводит к исключению понятия «рабочая зона».

Пример. Рассчитать параметры ОНПЛ, оснащенной рабочим конвейером периодического действия (такт линии, длину рабочей части конвейера, длину замкнутой ленты транспортера, выпуск изделий за сутки).

Длительность технологического цикла сборки изделия 36 мин. Скорость конвейера 2 м/мин. Время перемещения изделия с первого рабочего места на другое в 5 раз меньше времени выполнения каждой операции; шаг 1,2 м. Радиус натяжного и приводного барабана 0,3 м каждый. Режим работы 2 смены по 8 часов. Регламентированный перерыв 30 минут в смену.

Для пульсирующего конвейера время транспортирования определяется из выражения V=l_k/t_тр. t_тр = 1,2/2 = 0,6 мин.

Такт линии r=t_в+ t_тр. r = 0,6 + 0,6∙5 = 3,6 мин.

Выпуск изделий за сутки определяется из выражения: .

N = (2 · 8 · 60 – 30 ·2)/3,6 = 250 шт.

Количество рабочих мест на линии определяется из выражения .

Длина рабочей части конвейера . L_к = 1,2·10 = 12 м.

Длина замкнутой ленты транспортера: .

Распределительные конвейеры применяются в большинстве случаев для изготовления продукции, обработка или сборка которой производится с использованием технологического оборудования. Такие конвейеры характеризуются тем, что работа выполняется не на конвейере, а на стационарных рабочих местах и на операциях имеется несколько станков дублеров. Чтобы избежать ошибок в распределении изделий между рабочими, выполняющими одну операцию, вводится разметка ленты. Разметка конвейеров может быть цифровой, цветовой и комбинированной. Число разметочных знаков (П) должно быть равно наименьшему общему кратному количества рабочих мест на операциях. Каждый разметочный знак закрепляется за определенным рабочим местом. При подходе находящейся на конвейере детали к рабочему месту с закрепленным за ним знаком, рабочий должен снять ее и взамен установить другую уже обработанную. Время, за которое через все операции линии проходит одинаковое число изделий, называется периодом конвейера (Т_к). Для уменьшения расчетной скорости осуществляют подачу деталей транспортными партиями или уменьшают шаг конвейера в кратное число раз до величины l_к.кор.=V_прин.r = l_к /r = V_прин. /V l_к. Следует отметить, что любые методы уменьшения скорости конвейера пропорционально увеличивают транспортный задел на линии. Методы расчета частных параметров поточных линий, оснащенных распределительным конвейером, представлены в таблице 4.3.

Пример. Рассчитать параметры ОНПЛ, оснащенной распределительным конвейером (скорость, длину рабочей части, длина замкнутой ленты). Составить таблицу распределения разметочных знаков конвейера.

Суточная программа выпуска изделий - 450 шт. Режим работы 2 смены по 8 часов, перерыв 30 минут в смену. Радиус барабанов 0,3 м, шаг конвейера 1м. Технологический процесс представлен в табл.4.6.

Таблица 4.6. Технологический процесс изготовления изделия

Такт поточной линии:

Количество разметочных знаков равно наименьшему общему кратному количества рабочих мест: П= 12, т.е. комплект включает 12 разметочных знаков. Закрепление разметочных знаков за рабочими местами см. табл. 4.6.

Таблица 4.6. Закрепление разметочных знаков за рабочими местами

Длина замкнутой ленты конвейера:

Количество повторений комплектов разметочных знаков определяем из выражения: .

Корректируем шаг конвейера ( ):

Рассчитываем скорость движения конвейера: м/мин.

Особенности организации однопредметных прерывно–поточных линий (ОППЛ). Однопредметные прерывно-поточные линии (прямоточные) – это линии со свободным ритмом. Применяются в тех случаях, когда в силу организационно-технических причин невозможно синхронизировать продолжительность выполнения операций технологического процесса обработки изделий, а также когда не представляется возможным организовать параллельное многостаночное обслуживание недогруженных рабочих мест. Движение предметов труда на таких линиях осуществляется параллельно-последовательно. На каждой операции обработка определённого количества деталей происходит непрерывно, а на следующие рабочие места они подаются передаточными партиями или поштучно с помощью бесприводных транспортных средств. По окончании обработки определённого количества деталей на короткой операции рабочий переходит на другую. При этом перед более продолжительной операцией происходит накопление заделов. Накопление происходит и в том случае, если один рабочий последовательно выполняет две и более смежных операции.

Время, в течение которого повторяется изготовление определенного количества деталей и осуществляется последовательное обслуживание рабочих мест на недогруженных операциях, называют периодом обслуживания (оборота) линии. Это важнейший параметр, определяющий регламент работы и планировку линии, выбор транспортных средств, возможность загрузки рабочих и оборудования на внепоточных работах, величину заделов и другие показатели. Период оборота линии должен быть кратен продолжительности смены, чтобы рабочие места обслуживались последовательно целое число раз в течение смены.

Период обслуживания определяет величину межоперационных заделов на линии: чем он больше, тем больше заделы, приводящие к увеличению стоимости незавершенного производства. При небольшом периоде обслуживания в случае обработки крупных трудоемких деталей линия будет более компактной, более механизированной, лучше организованной и управляемой. Однако, в случае, когда малозагруженное оборудование линии является сложным, высокопроизводительным и дорогостоящим и возникает необходимость его дозагрузки внепоточными деталями, то малый период обслуживания приводит к большим потерям, связанным с переналадкой оборудования. Во избежание таких негативных последствий рассчитывается оптимальная величина периода обслуживания линии.

Методика расчета основных рабочих параметров однопредметных прерывно-поточных линий представлена в таблице 4.7.

Количество рабочих, обслуживающих каждое рабочее место (станок) и всю прямоточную линию, рассчитывается на основе загрузки рабочих мест по операциям с учетом возможного многостаночного обслуживания и совмещения операций. Для этого составляется график работы оборудования и рабочих прямоточной линии.

Межоперационные (оборотные) заделы на прямоточной линии могут быть только между смежными операциями, имеющими различную длительность обработки, и рассчитываются на основе графика-регламента работы прямоточной линии.

Максимальная величина межоперационного задела (Z_max) определяется как разность производительности на смежных операциях за один и тот же период. Межоперационный задел рассчитывается для каждого случая изменения (T_n) на протяжения всего периода комплектования задела (Т_об). Величина его может изменяться от нуля до максимума и, наоборот, от максимума до нуля.

Если межоперационный задел по расчету равен положительной величине (со знаком плюс), то это означает, что он возрастает за период T_n от нуля до максимума и, наоборот, если он равен отрицательной величине (со знаком минус), то за период T_n уменьшается от максимума до нуля.

Таблица 4.7 Расчет частных параметров ОППЛ

Наименование параметра	Рекомендуемые формулы для расчетов
Параметры однопредметной прерывно-поточной линии со свободным ритмом
Условие прерывности – отсутствие синхронности в выполнении операций технологического процесса	t1 ≠ t2 ≠…≠ tk ≠ r или где - трудоемкость 1, 2, к-й операции технологического процесса, мин.;
Оптимальный период обслуживания (оборота) линии	где с – количество станков, используемых для обработки непоточных деталей; - время переналадки i-го станка соответственно при переходе с поточной обработки на непоточную и наоборот; Рнал.i – стоимость одной минуты наладки i-го станка; Рпр.i – стоимость одной минуты простоя i-го станка; β – коэффициент, учитывающий потери от закрепления средств в незавершенном производстве и затраты на хранение одной детали в долях от ее себестоимости; Sуд. – себестоимость одной детали, обрабатываемой на линии.
Максимальная величина межоперационного оборотного задела (Zmax)	где Tn – время параллельной (одновременной) работы на смежных операциях, мин; С1 и С2– количество станков, работающих в течение времени Тn на смежных операциях; t1 и t2 – нормы времени на смежные операции, мин.

На основе расчета межоперационных заделов строится график их движения в виде эпюр.

Пример. Рассчитать параметры прямоточной линии (такт поточной линии, число рабочих мест и их загрузку, явочное количество рабочих с учетом возможного совмещения профессий, а также оборотный задел поточной линии). Построить стандарт- план работы линии за смену.

Режим работы поточной линии 2-х сменный по 8 часов. Суточная программа выпуска 192 изделия. Технологический процесс сборки изделия см. табл. 4.8.

Таблица 4.8. Технологический процесс изготовления изделия

Такт поточной линии:

Расчет количества рабочих мест, рабочих и их загрузки представлен в стандарт-плане работы линии в периоде обслуживания (см. табл. 4.10). В таблице 4.9. представлен расчет межоперационных оборотных заделов.

Таблица 4.9. Межоперационные оборотные заделы по частным периодам обслуживания

	-

Таблица 4.10 Стандарт-план работы прямоточной линии

№ оп.	ti, мин.	Число рабочих мест	Номер рабочего места	К3 Р.М.	Номер рабочего	К3 раб.	Время работы в периоде обслуживания
Период обслуживания, ч
СР	СПР	0 1 2 3 4 5 6 7 8
	12,5	2,5			1,0 1,0 0,5		1,0 1,0 0,5
Оборотный задел
	7,5	1,5			0,5		1,0 0,5
Оборотный задел
	1,25	0,25			0,25		0,25
Оборотный задел
	8,75	1,75			1,0 0,75		1,0 0,75

На поточной линии третий рабочий последовательно выполняет первую и вторую операции технологического процесса, пятый – третью и четвертую. При такой организации обеспечивается полная загрузка рабочих, но оптимальной загрузки для части рабочих мест обеспечить не удается. Таким образом, при такой организации потока необходимо организовать работу восьми рабочих мест, которые будут обслуживаться шестью рабочими. Суммарный оборотный задел на линии составит 80 шт. изделий.

Организация многопредметных поточных линий (МГПЛ).На многопредметных поточных линиях осуществляется поочередное или смешанное изготовление нескольких типоразмеров изделий. В первом случае изделия изготавливаются партиями, поэтому существенным признаком является наличие или отсутствие переналадки оборудования при смене на линии партий изделий. По этому признаку различают переменно-поточные (последовательно-партионные) и групповые многопредметные поточные линии.

Многопредметной переменно-поточной линией называется линия, на которой обрабатываются или собираются изделия различных наименований (типоразмеров) последовательно чередующимися во времени партиями, сменяющимися по всем операциям одновременно или за сравнительно короткий отрезок времени. В каждый момент времени на такой линии изготавливаются изделия только какого-либо одного наименования, за исключением периода смены изделий. Для перехода к изготовлению следующей партии требуется переналадка оборудования. В период изготовления изделий одного наименования переменно-поточная линия работает как однопредметная непрерывная (ОНПЛ) или прерывная (ОППЛ), в зависимости от обеспечения синхронизации операций.

Если за линией закреплены объекты с одинаковой трудоёмкостью, обработка их будет вестись с единым тактом

, (4.1)

где - действительный фонд времени работы линии; - допустимый коэффициент потерь на переналадку; n – число объектов, закрепленных за линией; - программа запуска каждого объекта.

Если при этом выполняется условие синхронизации операций, то линия работает как непрерывно-поточная.

Пример. Организовать процесс сборки двух узлов. В изделие входит по одному сборочному узлу обоих видов. Суточная программа выпуска изделий – 53 шт. Режим работы – 2 смены по 8 час. Коэффициент учета перерывов в работе линии – 0,966.

Таблица 4.11

Такт: мин.

Исходя из найденного такта, проводится синхронизация процесса сборки, т.е. суммируют нормы времени по опережениям таким образом, чтобы суммарная продолжительность совпадала с тактом ( ) или была кратна ему.

За первым рабочим местом целесообразно закрепить первую, вторую и третью операции технологического процесса, так как опережение по этим операциям составляет 17,5 мин. (2+2+2+4+5+2,5). За вторым рабочим местом закрепляются операции четвертая и пятая с суммарным опережением 17,5 мин. (1+9+4+3,5). На третьем рабочем месте будет выполняться операция шестая с опережением 17,5 мин. (10+7,5).

Если объекты имеют разную трудоемкость, то изготовление и выпуск изделий с переменно-поточной линии происходит не по единому ритму, а в соответствии с частными ритмами. Частным ритмом называется средний одинаковый интервал времени, через который должны запускаться/выпускаться с переменно-поточной линии изделия соответствующего наименования в период их изготовления на линии.

Существует несколько методов расчета частных тактов.

Первый метод - путем определения неизменного числа рабочих мест на линии:

, (4.2)

где - частный такт i-го – объекта; - трудоемкость i -го объекта

Второй метод - путем приведения программы выпуска к условному изделию.

Трудоемкость наиболее типичного изделия принимаем за базу (единицу). Для каждого объекта рассчитывается коэффициент приведения путем соотношения трудоемкости изготовления каждого из видов изделий с трудоемкостью базового изделия (Т_баз)

. (4.3)

Программы по всем объектам приводятся к условному изделию

. (4.4)

Определяется условный такт

. (4.5)

Определяются частные такты

. (4.6)

Третий метод расчета частных тактов - путем распределения общего действительного фонда времени работы линии по объектам пропорционально трудоемкости их программных заданий

, (4.7)

где - период, в течение которого линия занята изготовлением изделия i-го наименования.

Пример. На переменно-поточной линии обрабатываются детали А, Б, В, Г. Линия работает в две смены по 8 часов. Потери времени на переналадку линии – 3,5%. В месяце 22 рабочих дня.

Определить частные такты выпуска деталей и период времени работы линии, необходимый для обработки деталей каждого наименования. Программные задания и трудоемкость обработки деталей представлены в таблице 4.12.

Таблица 4.12. Данные о программе выпуска и трудоемкости обработки деталей

Эффективный фонд времени: =2·8·60·22=21120 мин. Эффективный фонд времени с учетом потерь времени на переналадку линии: =21120·(1-0,035)= =20381 мин. Расчет частных тактов и периодов представлен таблице 4.13.

Таблица 4.13 Расчет параметров многопредметной поточной линии

Изготовление различных изделий на МНПЛ может быть сопряжено с необходимостью частичного изменения реализуемых технологических процессов, т. е. с переходом к сходным технологическим процессам. Для этого на линии должно быть зарезервировано некоторое число рабочих мест, часть из которых при изготовлении конкретного изделия использоваться не будет. При переналадке линии на новое изделие нужные рабочие места должны быть «расконсервированы», а ненужные – «законсервированы». Это требует дополнительных затрат. Консервация рабочих мест приводит к добавлению на конвейере транспортных зон и тем самым увеличивает общую длину его рабочей части.

Рассмотрим пример расчета поточной линии на которой изготавливаются изделия со сходными технологическими процессами.

Пример. Организовать производство деталей А и Б, если в изделие они входят по одной штуке. Такт выпуска деталей А – 4 мин., деталей Б – 2 мин. Технологические процессы изготовления деталей представлены в таблице 4.14.

Таблица 4.14 Технологический процесс обработки деталей

Проверяем условие проектирования переменной линии: 4/6=2/3 48/24=2:1

12/2=6/1 48/24=2:1 и т.д. Условие идентичности не выполняется. Рассчитывается необходимое количество рабочих мест на линии, делением нормы времени на соответствующий частный такт по каждой операции. Расчет представлен в таблице 4.15.

Таблица 4.15. Расчет необходимого количества рабочих мест на поточной линии

При обработке деталей каждого наименования постоянно загружено только 12 единиц оборудования из 18. Например, при выполнении первой операции при изготовлении деталей А будет занято только одно рабочее место, а остальные два законсервированы, при выполнении этой же операции над деталью Б будут задействованы все три единицы оборудования. На второй операции будут законсервированы два рабочих места при изготовлении детали Б и т.д.