Проектирование поточных линий и их эффективность

При проектировании поточных линий выполняется ряд расчетов, связанных с синхронизацией операций, разработкой и определением регламента работы линии и т.д. Аналогичные расчеты выполняются при перестройке работы линии в связи с изменением вида продукции или технологического процесса.

Основные этапы проектирования и расчета поточной линии следующие:

• подбор продукции для изготовления или обработки на поточной линии, определение годовой производственной программы;
• проектирование режима работы поточной линии, расчет такта и ритма, величины транспортной партии;
• синхронизация операций, расчет числа рабочих мест, разработка регламента работы линии, определение числа рабочих;
• расчет величины заделов;
• планировка линий, проектирование транспортных средств;
• расчет показателей экономической эффективности.

2.1. Однопредметную поточную линию целесообразно создавать на полиграфическом предприятии, если оно имеет большое число заказов, однородных по технологическим параметрам, и появляется возможность занятости оборудования их обработкой в течение длительного времени.

Годовая производственная программа однопредметной поточной линии должна стремиться к ее годовой производственной мощности. В тех случаях, когда предприятие имеет объем производства определенного вида продукции, превышающий годовую производственную мощность линии, можно создавать несколько однопредметных линий для выпуска продукции.

Для многопредметной поточной линии подбирают конструктивно и технологически однородные изделия с одинаковыми технологическими параметрами обработки. Единый для всех изделий технологический процесс обеспечивает наибольшую непрерывность производства и лучшее использование оборудования. При формировании загрузки многопредметной поточной линии необходимо обеспечивать наиболее полную загрузку оборудования и непрерывность производственного маршрута. В тех случаях, когда годовая загрузка продукцией с однородными технологическими параметрами превышает годовую производственную мощность поточной линии, можно создать несколько однопредметных поточных линий для обработки этой продукции.

На многопредметной поточной линии может быть избран как последовательный, так и параллельный вид движения изделий в зависимости от конкретных требований организации производства.

Последовательное прохождение изделий предполагает, что каждый последующий вид изделий (тираж) начинают обрабатывать после прохождения изделий предыдущего вида (тиража) по всем операциям поточной линии.

Возможна такая организация работы поточной линии, когда на отдельных операциях параллельно обрабатываются два вида изделий. Это необходимо для обеспечения полной загрузки ведущего оборудования. Изделия, обрабатываемые на линии параллельно, должны иметь отличительные метки (знаки), чтобы не было смешения тетрадей и блоков.

Многопредметная поточная линия при последовательной обработке различных тиражей в период изготовления изделий одного тиража работает как однопредметная.

При определении объема производства на поточной линии необходимо увязывать его с годовой плановой производительностью линии или ведущего оборудования. Важное значение имеет выбор оборудования, входящего в поточную линию. Необходимо иметь возможность выравнивания производительностей операций. Операции должны выполняться синхронно, производственный процесс протекать непрерывно, загрузка линии соответствовать ее годовой производительности.

2.2. При проектировании режима работы линии определяются следующие параметры ее работы:

• коэффициент сменности k_см;
• годовой или месячный фонд времени основной работы F_д, ч;
• продолжительность смены с учетом регламентированных перерывов F_cм, мин;
• продолжительность обработки отдельных видов изделий на многопредметной линии F_j.

Коэффициент сменности работы поточной линии k_см определяется по формуле

где N_r - плановый годовой объем производства, уч.ед.; N_лин - плановая годовая производительность линии, уч.ед.

Годовой или месячный фонд времени основной работы поточной линии Fд(г) определяется по формуле

где F_н - номинальный фонд времени работы, зависящий от режима работы предприятия (линии) в течение года или месяца, ч; f_p - время простоя линии при проведении планового ремонта, ч; f_оп - время простоя при проведении периодических осмотров, ч; f_технол - время технологических остановок, ч; f_нал - время переналадок линии, не учтенное технологическими остановками, ч.

Время переналадок должно быть учтено при организации работы многопредметной линии. Оно может быть определено исходя из времени на одну переналадку и числа переналадок в течение рассматриваемого периода. Следует учитывать, что по отдельным видам оборудования время на переналадки может быть учтено нормативами времени на технологические остановки.

Суточный действительный фонд времени работы однопредметной непрерывно-поточной линии F_дн, ч, определяется по формуле:

где F_cм - продолжительность смены с учетом регламентированных перерывов, ч; F_cм - календарный фонд времени работы в смену, определяемый режимом работы предприятия, ч; f_пер - время регламентированных перерывов, ч; k_см - коэффициент сменности работы линии (см. выше).

При расчете переменных поточных линий необходимо решить вопрос о распределении годового и месячного фондов времени основной работы оборудования между всеми заказами, запланированными к производству в указанный период времени.

Также требуют определения такие величины, как сменная загрузка поточной линии изделиями каждого вида, такт работы поточной линии по каждому виду изделий. Время обработки изделий вида j (одного тиража) на многопредметной поточной линии можно определить по одному из вариантов.

Вариант 1. Определение времени обработки изделий j-го вида F_j, ед. вр., на многопредметной поточной линии:

где F_д - годовой или месячный фонд времени основной работы поточной линии, ед.вр.; N_j - годовой или месячный плановый объем работы по изделиям вида j. ед. изм.; k - число отдельных изделий или видов групп изделий; t_ij - плановые затраты времени на обработку одного изделия вида j на каждой операции поточной линии, ед.вр.; n - число операций на поточной линии.

Рассмотренная формула может быть записана иначе, что не меняет ее смысла:

где t_j - плановые затраты времени на обработку одного издания вида j по всем операциям поточной линии, ед.вр.

Сменная программа по каждому изделию N_смj, ед.изм., определяется по формуле

Вариант 2. Время обработки изделий j-го вида может быть определено исходя из плановой часовой или сменной продолжительности работы линии П_линj при обработке каждого изделия:

В этом случае сменная программа равна сменной производительности линии.

Расчет такта (ритма) поточной линии:

где r - такт работы поточной линии, ед. вр.; F_cм - продолжительность смены с учетом регламентированных перерывов, ед. вр.; N_см, зап - сменная программа запуска изделий на поточную линию, единиц измерения.

Расчет такта выполняется по сменному фонду фремени, так как именно в пределах этого времени решаются многие вопросы организации работы линии. Программа запуска отличается от программы выпуска на величину планируемых отходов на производственно-технические нужды. Эти отходы обусловлены выполнением технологического процесса и и регламентируются отраслевыми инструкциями.

Сменная программа запуска N_см,зап определяется по сменной программе выпуска N_см,вып:

где К_отх - норматив отходов на производственно-технические нужды, %.

На прерывно-поточной линии (несинхронный поток) такт линии может быть определен по ведущей операции:

где t_штi - время на обработку одного изделия (штучное время) на ведущей операции, ед. вр.; w_i - число рабочих мест на ведущей операции, ед.

Этот метод расчета применим при условии установления программы линии по плановой производительности ведущего оборудования.

На многопредметной поточной линии необходимо рассчитывать частный такт для каждого изделия (издания). Он может быть определен по плановому штучному времени ведущего оборудования или рассчитан исходя из сменной программы запуска. Сменная программа определяется с учетом трудоемкости обработки каждого наименования.

При передаче изделий с операции на операцию партиями необходимо установить размер транспортной партии (партионное движение). Он зависит от характера продукции, обрабатываемой на линии, особенностей транспортировки и т.д. Примером транспортной партии может быть несколько экземпляров блоков, сформированных в одну или несколько приверток, движущихся по транспортеру для обрезки с трех сторон.

Размер транспортной партии n_тр, ед., на конвейере с непрерывным движением может быть определен по формуле

где l_к - шаг конвейера, или расстояние между осями смежных изделий или партий, равномерно расположенных на конвейере, м; v_к - установленная скорость движения конвейера, м/мин.

При партионном движении изделий определяется ритм линии R, ед.вр.: