4.5.   Определение количества оборудования и рабочих мест для поточного производства

Поточные методы работы в основном характерны для условий массового и крупносерийного производства. Оборудование для обработки или рабочие места для сборки размещают при этом последовательно в соответствии с ходом технологического процесса. Длительность операций синхронизируют в соответствии с тактом выпуска изготавливаемой детали и собираемых единиц.

В массовом производстве характерно применение непрерывно-поточных, т.е. однопредметных линий. В серийном производстве применяют переменно-поточные или групповые поточные многопредметные линии. Различие переменно-поточных и групповых поточных линий состоит в том, что первые при переходе на изготовление другой детали или изделия переналаживают, и такт выпуска для разных деталей различный, во втором случае на линии одновременно либо последовательно изготавливаются или собираются несколько деталей или изделий без переналадки. Причем такт выпуска может оставаться одинаковым или изменяться.

Поточные линии могут быть механизированными, автоматизированными и автоматическими. В автоматизированных линиях наряду с автоматическим оборудованием применяют механизированную обработку или сборку, т.е. в состав включают и автоматические позиции, и рабочие места, обслуживаемые рабочими.

Число станков непрерывно-поточной линии определяют для каждой операции (в автоматической линии – для каждой позиции) изготовления. При этом определяют расчетное число станков:

,                                          (4.10)

где  tшт  – штучное время (трудоемкость) выполнения операции, мин; t  – такт выпуска деталей или изделий с линии, мин.

Штучное время определяется по формуле:

tшт = tо + tвсп + tтех + tорг + tпер,           (4.11)

где tо – основное время выполнения операции; tвсп – вспомогательное время выполнения операции, не перекрываемое основным (время на установку, крепление заготовки, подвод, отвод инструмента, снятие детали и др.); tтех – время на техническое обслуживание рабочего места, отнесенное к одной детали (время на смену, настройку, регулировку инструмента, устранение различных отказов и др.); tорг – время на организационное обслуживание рабочего места (время на подготовку станка к работе, его смазывание, очистку, получение инструмента и пр.); tпер – время, учитывающее регламентированные перерывы на отдых и естественные надобности рабочего;

В практике технического нормирования обычно используют формулу

,                        (4.12)

где α – процент потерь времени от оперативного времени tоп = (to + tв), учитывающий остальные составляющие штучного времени. Величину α принимают равной в зависимости от сложности наладки станков в пределах  6-10 %, для автоматических линий – до 18 % оперативного времени.

Полученное значение С’р округляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом округленное расчетное  число станков (Ср) для данной операции. После этого определяют коэффициент загрузки станков на данной операции по формуле:

Кз = С’р / Ср.                                           (4.13)

Практика работы поточных линий показывает, что на производительность линии большое влияние оказывают наложенные потери, вызванные остановкой смежного обо-рудования, отсутствием заготовок и другими причинами. Эти потери наиболее ощутимы на операциях с высоким коэффициентом загрузки, которые учитываются, введением коэффициента использования оборудования Ки.  Поэтому принятое число станков на данной операции:

Сп = Ср / Ки .                                        (4.14)

В таблице 4.2 приведены значения коэффициентов загрузки и использования для отдельных групп оборудования. Если коэффициент загрузки по расчету получается меньше рекомендованного значения, то следует брать расчетное число станков в качестве принятого и коэффициент использования принимают равным единице. Также надо иметь в виду, что Кз  никогда не может быть больше единицы. В тех случаях, когда число станков превышает целое число не более чем на 0,05—0,1, следует пересмотреть содержание данной операции в отношении изменения режима резания, структуры операции, применяемых инструментальных материалов и оснастки с целью повышения производительности обработки.

Таблица 4.2. Допустимые значения коэффициентов загрузки

Группа оборудования

Коэффициент загрузки оборудования

Кз

Коэффициент использования оборудования

Ки

максимальный

средний по группе

Универсальные станки

0,95—1,0

0,8

0,9

Автоматы и полуавтоматы одношпин- дельные

0,95—1,0

0,85

0,85

То же многошпиндельные

0,90

0,90

0,8

Специальные и агрегатные станки

0,9

0,9

0,8

Автоматические линии с жесткими

0,95—1,0

0,9

0,75

Станки с ЧПУ

0,95

0,9

0,85

Для переменно-поточных и групповых поточных линий число станков на каждую операцию рассчитывают по штучно-калькуляционному времени и программе выпуска  каждой  закрепленной  за  линией  детали по формуле:

                                       (4.15)

где n  – количество разных деталей, изготавливаемых на переменно-поточной линии; tшт-к iштучно-калькуляционное время операции изготовления i-й детали на станке,

мин.; Ni   – программа выпуска i-й детали; Ф0  – эффективный годовой фонд времени станка.

При отсутствии данных о подготовительно-заключительном времени расчет числа станков на каждую операцию переменно-поточной линии можно вести по штучному времени (tшт):

                                        (4.16)

где Кп – коэффициент переналадки, обычно Кп = 0,95, а для групповых поточных линий, не требующих переналадки, Кп  = 1.

Расчетное число станков Ср, как и в предыдущих случаях, получают округлением Ср до ближайшего большего значения.


Качество проектирования поточной обработки в определенной степени определяется средним значением коэффициента загрузки поточной линии, который должен быть не менее 0,75.

Число рабочих мест поточной линии сборки при детальном проектировании также определяют для каждой сборочной опера­ции, исходя из ее содержания, штучного времени (tшт)  и такта вы­пуска (t):

M’сб  = tшт  /t Р,                                   (4.17)

где M’сб –  расчетное значение числа рабочих мест на сборочной позиции; Р  –средняя плотность работы (число человек, одновременно работающих на одном рабочем месте). При работе на верстаке Р =1, а при работе на стендах для узловой и общей сборки Р = 2, 3, 4 и т.д. в зависимости от габаритных размеров, сложности сборки и других особенностей собираемого изделия.

Если расчетное число рабочих мест сборки (M’сб) получается дробным, его округляют до ближайшего большего целого числа. В результате получают принятое число рабочих мест сборки (Мсб).

Если на одном рабочем месте работает несколько сборщиков, то необходимое число рабочих мест и соответственно длина поточной линии уменьшаются.

При выполнении сборки на конвейере необходимо определить скорость и тип конвейера. Расчетная скорость конвейера определяется следующим образом:

Vp = l / t ,

где l – шаг конвейера, равный расстоянию между осями двух собираемых изделий.

Обычно шаг конвейера равен:

l = l1 + l2,

где l1 – габаритный размер собираемого изделия в направлении его перемещения; l2 – расстояние между собираемыми изделиями, определяемое обычно удобством выпол­нения сборочных работ и применяемого сборочного оборудования, оснастки и других факторов.

Содержание сборочных операций определяют в соответствии с выбранным тактом сборки, для того чтобы обеспечить равно­мерную загрузку рабочих мест (позиций) сборки, определяемую коэффициентом загрузки:

Кз = М’сб / Мсб.                                (4.18)

Число рабочих мест на операции, выполняемой на конвейере с периодическим движением, определяют с учетом дополнитель­ного времени (tп) на перемещение собираемых конвейером изделий, так как это перемещение осуществляется после выполнения всех операций на каждом рабочем месте:

.                            (4.19 )

Общее число рабочих мест сборки на конвейере определяется по формуле:

                    (4.20)

где n – число сборочных операций на конвейере, включая контрольные операции; Мрез – количество резервных постов, потребность в которых может возникнуть в процессе модернизации изделия. Обычно М рез составляет 5  – 10 % от .

Для сборки небольших сборочных единиц поточные линии обычно не предусматривают. Необходимое число рабочих мест сборки в этом случае определяют следующим образом:

,                            (4.21)

где Тсб – трудоемкость сборки изделия, мин; N – годовая программа выпуска; Фр.м – эффективный годовой фонд времени рабочего места, ч (данные об эффективном фонде времени для основных видов оборудования и режимах работы приведены в подразделе 2.1); Р – число рабочих на одном рабочем месте.