Понятие производственного потока, его виды и особенности

Технологическое оборудование, расположенное в последова­тельности выполнения технологического процесса, образует поточную линию. Расчленение производственного процесса на составные части, повторяющиеся на каждом рабочем месте, вы­зывает необходимость постоянного перемещения предметов труда от одного рабочего места к другому, которое может осу­ществляться механизмами и вручную. Чтобы каждое предыду­щее рабочее место непрерывно давало работу каждому после­дующему, необходима согласованность продолжительности выполнения операций на рабочих местах. Этим обеспечивается непрерывность производственного процесса и сокращение пе­рерывов в движении предмета труда. В зависимости от того, как реализуются эти требования, поточные линии подразделяют на ряд видов.

По количеству машин, закрепленных за одним рабочим местом, поточные линии делятся на простые и сложные. Простой поточной линией называется такая, в кото­рой на каждом рабочем месте используется одна машина. К сложным поточным линиям относятся такие, в которых на отдельных рабочих местах установлены не одна, а несколько однотипных машин, выполняющих определенную технологиче­скую операцию.

По степени механизации поточные линии подразделя­ются на линии с преобладанием ручного труда, частично меха­низированные, комплексно-механизированные и автоматизиро­ванные.

По степени специализации поточные линии делятся на однопредметные и многопредметные. На однопредметных линиях вырабатывается один вид продукции, например хлеб ржаной, батоны рижские, булки городские.

На многопредметных линиях вырабатываются различные, но технологически однородные виды продукции, например, кон­феты «Ласточка», «Буревестник», «Весна», сухари сливочные, ванильные, лимонные.

По степени охвата производства линии подразде­ляют на участковые и сквозные. Участковые поточные линии охватывают какую-либо часть производственного процесса, сквозные — весь производственный процесс.

По расположению в пространстве поточные линии могут быть горизонтальными, вертикальными и смешанными.

По способу перемещения предмета труда от одной операции к другой линии делятся на конвейерные и бес­конвейерные. В конвейерных линиях в качестве транспортных средств используется транспортер, в бесконвейерных — те­лежки, электрокары, рольганги.

По способу поддержания ритма линии могут быть с регламентированным и со свободным ритмом. Регламентиро­ванный ритм обеспечивается применением автоматического обо­рудования не только на технологических, но и на перемещаю­щих операциях, в результате чего предмет труда поступает с одного места к другому через строго определенные проме­жутки времени. На поточных линиях со свободным ритмом скорость передачи предмета труда определяется рабочим.

По форме поточные линии могут быть прямыми, замкну­тыми, змеевидными, собирательными, П-образными и пр.

Производственные поточные линии или их совокупность об­разуют производственный поток, который может быть однолинейным и многолинейным. Однолинейный поток образует одна простая, или сложная линия. Многолинейный поток состоит из нескольких поточных линий и может быть простым и сложным. Простой многолинейный производственный поток состоит из не­скольких последовательно расположенных линий.

Сложный многолинейный поток включает в себя несколько поточных линий, расположенных последовательно и парал­лельно. Производственный поток может быть непрерывным и прерывным.

Прерывный поток имеет все признаки потока, но характери­зуется отсутствием согласованной производительности рабочих мест потока и значительным расхождением между ритмами каждого рабочего места и заданного ритма потока. Синхрониза­ции операций в этом случае достичь нельзя. Загрузка оборудо­вания и рабочих мест на таких, линиях недостаточно равномерна, и неизбежны простои машин и рабочих на некоторых рабочих местах.

Прерывный поток является наименее совершенной формой поточного производства, но он имеет существенные преимуще­ства перед непоточной формой организации производства. Эти преимущества состоят в том, что резко сокращаются проме­жутки времени между выпуском двух готовых изделий, следу­ющих одно за другим, или двух порций (партий) продукции.

Непрерывный производственный поток — наиболее совер­шенная форма организации поточного производства. Он соот­ветствует всем признакам потока, и все рабочие места в нем по производительности. Ритмы рабочих мест равны между собой и ритму потока. Предмет труда перемещается с одной операции на другую без пролеживания.

Равенство или кратность времени выполнения каждой опера­ции ритму поточной линии обеспечивается синхронизацией технологического процесса. В результате создается возможность организации графика параллельного вида движения предметов труда и непрерывного протекания производственного процесса. Это создает условия для непрерывной работы всех машин потока.

Для организации ритмичной работы поточных линий большое значение имеет выбор вида межоперационного транспорта.

Назначение транспортных средств в поточном производстве состоит не только в обслуживании рабочих мест, но и в поддер­жании заданного ритма потока путем принудительного пере­мещения изделий с одной операции на другую.

Средства межоперационного транспорта, применяемого на поточных линиях, разнообразны. Их можно разделить на при­водные и бесприводные. Приводные средстваделятся на подъ­емно-транспортные механизмы (например, нории в мукопросеивательном отделении хлебозавода) и конвейеры непрерывного действия (например, конвейеры, перемещающие тестовые за­готовки в расстоечных шкафах и печах непрерывного действия).

Для перемещения тяжелых грузов (мешки с мукой, сахар­ным песком и пр., фляги, бочки) используются рольганги. Наи­более распространенное стационарное устройство для переме­щения мелких изделий (конфеты, печенье, сухари) — наклон­ные лотки (склизы), по которым изделия перемещаются под действием собственной массы.

 

5.5 Основные параметры поточных линий и методика их расчета

Организация поточных линий предъявляет особые требования, как к размещению технологического оборудования, так и к выбору различного вида транспортных средств. Для поточного производства установленного ритма выбирают транспортные средства соответствующей производительности, имеющие соот­ветствующую скорость, обеспечивающую установленный ритм. Скорость конвейера V (м/мин) определяется по формуле

,

где l - шаг конвейера, м;

r_n — ритм поточной линии, минут на единицу про­дукции.

Ритмичность потока или поточной линии отражает показа­тель затрат времени r_n, который называется ритмом (тактом). Этот показатель рассчитывается по формуле

,

где В — плановый фонд времени работы в смену (сутки), ч;

П —задание по­току (поточной линии) по выработке продукции в смену (сутки), т.

Ритм потока — это промежуток времени между выпуском двух следующих одна за другой единиц готовой продукции с последней операции потока (поточной линии).

Величиной, обратной ритму, является темп потока (Т):

.

Например, при плановом фонде времени работы и смену В = 450 мин и производственном задании по выпуску макарон, упакованных в короба массой 20 кг, равном П = 6000 кг, ритм потока составит 450/ (6000/20) = 1,5 мин — темп потока (6000/20)/(450/60) = 40 коробов в час.

 

Следовательно, темп потока характеризует его производи­тельность. В том случае, если поток является многопредметным, выпускающим несколько видов технологически однородной про­дукции, величина ритма устанавливается для каждого вида продукции отдельно.

Наряду с ритмом потока (поточной линии) важнейшими характеристиками поточной линии являются ритмы рабочих мест.

Ритм рабочего места (r_р.м.) - это промежуток времени между смежными одинаковыми и повторяющимися частичными про­цессами труда или операциями, выполняемыми на данном рабочем месте. Он определяется как отношение:

,

где Т_р.м. - плановый фонд рабочего времени, на который рассчитано производ­ственное задание рабочему месту, ч, смены, сут;

Z - производственное зада­ние рабочему месту, единицы продукции.

Производственное задание рабочему месту — это такое ко­личество предметов труда, которое должно быть обработано на данном рабочем месте в единицу времени, чтобы обеспечить непрерывную работу ведущей машины. Производственное задание Z(в единицах продукции) рассчитывается по формуле

Z = qа,

где q — выработка ведущей машины потока в ту же единицу времени, единицы продукции;

а — коэффициент расхождения между выработкой ведущей машины потока и выработкой данного рабочего места.

Производственное задание измеряется в тех единицах предметов труда, которые обрабатываются на данном рабочем месте. Например, производственное задание тесторазделочному отделению измеряется в количестве тестовых заготовок, тесто­месильному — в количестве дежей теста, варочному отделению карамельного цеха — в тоннах карамельной массы, упаковоч­ному отделению — в количестве коробов упакованной продук­ции.

Поскольку предметы труда, обрабатываемые на ведущей машине, и предметы труда, обрабатываемые на рабочих местах, по технологической готовности и массе неодинаковы, для обес­печения сопоставимости их вводится коэффициент расхождения (a) между выработкой ведущей машины и выработкой данного рабочего места. Этот коэффициент учитывает расхождения между выработкой ведущей машины и выработкой рабочего места, возникающие в результате технологических и механических потерь в производстве, из-за разного удельного веса продуктов, обрабатываемых на данном рабочем месте, в составе готовых изделий.

Для поточных линий предприятий пищевой отрасли характерно наличие машины, выполняющей наиболее важную и трудоем­кую операцию по превращению сырья в готовый продукт. Производительность этой машины определяет производительность всей поточной линии. Такая машина называется ведущей машиной потока. Так, в хлебопекарном производстве ведущей машиной является печь, в карамельном — формующие машины (штампующие, режущие), в конфетном — отливочные и отсадочные машины, размазные конвейеры, в шоколадном — пли­точные отливочные агрегаты, в масло-жировом — прессы (при прессовом методе переработки семян) и экстракторы (при экс­тракционном методе получения масла).

В ряде отраслей пищевой отрасли ведущим в производственном потоке является комплекс машин, а не одна машина. Так, в макаронном производстве к ведущему оборудованию относят сушильные аппараты различных конструкций в комплексе с формовочным оборудованием. В автоматических линиях сушильные аппараты составляют единое целое с прессовым оборудованием и производительность их одинакова. В скомпонованных линиях непрерывно действующие прессы работают в сочетании с непрерывно и прерывно действующими сушильными аппаратами и производительность их может быть различной.

На заводах первичного виноделия ведущим оборудованием являются прессы и емкости для размещения производимых виноматериалов, на спиртовых заводах — солодовни, бродильные чаны, брагоперегоные аппараты. Для рациональной организации потока в первую очередь необходимо обеспечение согласо­ванности этих машин по производительности, так как этим обусловливается одинаковая продолжительность обработки предмета труда на различных машинах.

Продолжительность обработки предмета труда на данном рабочем месте или данной машине может быть равна ритму этого рабочего места или отличается от него. Разница между ритмом и продолжительностью обработки предмета труда обус­ловлена различием показателей, на основе которых они рассчи­тываются. Если ритм рассчитывается на основе производствен­ного задания рабочему месту (машине), то продолжительность обработки (t_об) — на основе производительности машины:

t_об = ,

где В — плановый фонд времени работы в смену (сутки), ч;

N — производи­тельность машины в смену (сутки), единицы продукции.

Так как производственное задание рабочему месту не всегда соответствует производительности машины на данном рабочем месте, то и ритм не всегда соответствует продолжительности обработки предмета труда на данном рабочем месте.

В том случае, если производственное задание рабочему месту (Z) меньше производительности установленной на нем машины (N), ритм будет превышать продолжительность обработки. Разница между ритмом и продолжительностью обработки пред­ставляет собой время простоя или холостого хода машины, по­вторяющегося с каждым предметом труда.

При такой организации работы отдельных машин и рабо­чих мест необходимо наличие емкостей для накопления обра­ботанного предмета труда, равномерно поступающего на даль­нейшую обработку в период прекращения работы машин. Это количество предметов труда называется оборотным заделом. Оборотный задел создается также между смежными рабочими местами, на которых производительность машин неодинакова. Если производительность предшествующей машины больше производительности последующей, то у последующей машины происходит накопление предмета труда, который и представляет собой оборотный задел. Если производительность после­дующей машины больше, чем производительность предыдущей, то оборотный задел создается искусственно, чтобы обеспечить непрерывную работу последующей машины.

В целях реализации важнейшего принципа рациональной организации производства – непрерывности – необходимо соблюдать условие, при котором продолжительность обработки предмета труда равна или кратна ритму, а производственное задание равно производительности оборудования.

Если поточная линия простая, то длительность обработки на каждом рабочем месте должна быть одинаковой, а если поточная линия сложная, то продолжительность обработки равна или кратна ритму. На тех рабочих местах, где продолжитель­ность обработки больше ритма или кратна ему, устанавлива­ются дополнительные машины. Количество дополнительных машин () определяют по формуле

К_м.д.= ,

Например, ритм рабочего, места по завертке конфет r_р.м=0,15 мин/кг, а про­должительность обработки t_об. = 0,9 мин/кг. В этом случае потребуется дополни­тельных маши К_{м. д} = 0,9/0,15—1=6—1 = 5.

Приведение продолжительности обработки на каждом ра­бочем месте в соответствие с ритмом рабочего места и ритмом потока, которое носит название синхронизации операций, свя­зано с проведением ряда предварительных расчетов, обеспечи­вающих сопоставимость этих показателей.

Синхронизация технологических операций является непре­менным условием организации непрерывного потока.

Синхронизация операций может осуществляться либо путем дифференциации, либо путем концентрации операций техноло­гического процесса. Если длительность операций больше ритма, применяется дифференциация или организуются параллельно действующие рабочие места.

Для обеспечения равенства продолжительности обработки ритму применяют также комбинирование операций, т. е. совме­щение выполнения двух или более операций.

Необходимое общее количество машин на каждом рабочемместе К_м определяют по формулам

где Z — производственное задание рабочему месту на определенный период времени (смену, сутки), единицы продукции;

N_т.э — производительность машины на данном рабочем месте (по технико-экономической норме) за тот же период времени, единицы продукции.

Например, цех должен за год выработать Z = 4000 т ириса. Технико-эконо­мическая норма производительности формующе-завертывающего агрегата N_т.э=180 кг/ч. Количество рабочих смен за год 488, регламентированные перерывы 0,5 ч в смену. Время работы агрегата за год 488(8—0,5)=3660 ч. Количе­ство машин, необходимое для выполнения годового задания, К=4000/(0,18 3660) =6.

Коэффициенты загрузки машин К_з могут быть определены по этому же принципу:

где п — количество машин;

К_м.р — расчетное необходимое количество машин;

К_м.п — принятое для установки в потоке количество машин.

Для обеспечения непрерывности работы ПЛ помимо оборотного на поточных линиях образуются другие виды заделов: технологический, транспортный, резервный (страховой).

Технологический задел — это все количество обрабатывае­мых предметов труда, одновременно находящихся на всех ра­бочих местах поточной линии. Величина технологического за­дела (З_Т) может быть определена по формуле

 

З_Т = ΣQ_м х n

 

где ΣQ_м — общее количество рабочих мест поточной линии;

п — количество предметов труда в обрабатываемой партии (размер, порция).

Транспортный задел (3_тр) представляет собой то количество обрабатываемых предметов труда, которое должно находиться в процессе перемещения от одной операции к другой:

,

где L — длина поточной линии, м; l — шаг поточной линии, м.

Шагом поточной линии называется расстояние между центрами двух смежных рабочих мест.

Резервный (страховой) задел (З_р) создается только на некоторых рабочих местах поточной линии в целях предотвращения возможных нарушений непрерывности поточной линии. Размер этого задела определяется на основе статистических данных об имевшихся нарушениях непрерывности обработки предметов труда и рассчитывается по формуле

где t_пот — средняя величина потерь времени по ликвидации организационно-технических неполадок на данном рабочем месте, мин.

Суммарная величина технологического, транспортного, резервного и оборотного заделов называется общим заделом по­точной линии. Заделы необходимы для нормальной работы по­точной линии.

Выявление и использование резервов совершенствования организации поточного производства находят отражение в улучшении таких показателей, как ритмичность производства и равномерность выпуска продукции, непрерывность потока и его пропорциональность, параллельность производственных процессов и прямоточность.