Организация онпл возможна лишь при условии синхронизации технологических операций.

Синхронизация– процесс согласования производительности технологических операций с тактом поточной линии.

Полная синхронизация достигается при условии, если:

- норма оперативного времени выполнения операции наi-й операции; - количество рабочих мест наi-й операции; - такт поточной линии

Пример.

Предположим, производственная мощность 4-х операций по изготовлению изделий (или, например, трудоемкость сборки изделий) определяется следующими данными:

Мощность определяет пропускную способность каждой операции. При этом пропускная способность всей производственной системы определяется т.н. «узким местом» (Bottle Neck – узкое горлышко), т.е. операцией с наименьшей мощностью. В данном случае это Операция 3, вследствие чего производственная система подобной структуры составляет 6 изделий в смену. Тогда производственные мощности других операций будут использоваться не полностью:

Операции 1 и 4 6*100%/10=60%

Операция 2 6*100%/15=40%.

Достижение пропорциональности производственной системы будет обеспечено в случае, если производительность (производственная мощность) каждой технологической операции будут равны.

Для рассматриваемого примера определим НОК производственной мощности по каждой операции:

НОК (10, 15, 6, 10)=30 (шт/смена).

Тогда, если на 1-й и 4-й операции организовать по 3 рабочих места, на 2-й операции организовать 2 рабочих места, и на 3-1 операции – 5 рабочих мест, то производительность всей производственной системы возрастет до 30 шт./смена. При этом производственная мощность каждой операции будет полностью использована (при условии наличия потребности в подобном количестве деталей).

При проектировании ОНПЛ синхронизация обеспечивается выбором соответствующего числа рабочих мест на операциях и/или изменением состава технологических операций и организационных условий, выполняемых на определенным рабочем месте.

Различают два этапа синхронизации:

• Предварительная синхронизация проводится на этапе проектирования поточной линии. При этом допускается 10% недозагрузка или 10% перегрузка отдельных рабочих мест.

• Окончательная синхронизация проводится на этапе отладки поточной линии. На этом внимание уделяется перегруженным рабочим местам. Путем использования применения средств механизации и рационализации, использования более производительной оснастки, рациональной планировки рабочего места добиваются снижения нормы времени на операции и устранения перегрузки рабочего места.

На этапе предварительной синхронизации расчет числа рабочих мест на каждой операции линии сборки производится в следующей последовательности:

Определение расчетного числа рабочих мест:

Выбор числа рабочих мест:

Пример (продолжение):

1. Такт выпуска изделий

2. Выбор числа рабочих мест на операциях:

Номер операции	1	2	3	4
Норма времени (мин)	45	30	75	45
Число рабочих мест	3	2	6	3

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, возникает межоперационный оборотный задел (МОЗ), т.е. запас изделий, накапливающийся между смежными операциями вследствие различной их производительности в определенные промежутки времени. Наличие МОЗ является показателем прерывности процесса производства на ОППЛ и увеличивает размеры ее незавершенного производства.

ОППЛ характеризуются следующим регламентом работы:

• время перерывов на отдых каждый рабочий выбирает произвольно;

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

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

Расчет параметров ОППЛ ведется в следующей последовательности.

1. Расчет такта выпуска изделия и такта ОППЛ.

Расчетный такт выпуска изделия рассчитывается по формуле:

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

N - объем выпуска изделий в плановом периоде.

Такт ОППЛ определяется каки, 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 случаеви, а.

2. Расчет количества рабочих мест и их загрузки.

Расчет ведется отдельно для каждой операции:

2.1. Определение расчетного числа рабочих мест:

где — штучное время выполненияi-й операции;

2.2. Выбор числа рабочих мест:

2.3. Определение окончательного числа 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 этом для ОППЛ должно выполняться условие: .

3. Определение периода оборота ОППЛ.

Важнейшей характеристикой ОППЛ является период ее оборота . Выбор величиныосуществляется с учетом следующих условий:

• с одной стороны, с увеличением 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.

1. 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 .

Пример:

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

Рассчитаем:

.

Исходные данные и результаты расчетов разместим в таблице:

i	, мин				, мин			, мин
1	5,2	2,6	3	0,87	5,2	0,87	0,6	288
2	2,8	1,4	2	0,7	2,8	0,7	0,4	192
3	1,2	0,6	1	0,6	1,2	0,6	0,6	288

C = 3+2+1=6,

Таким образом, создание ОНПЛ допустимо с точки зрения загрузки рабочих мест.

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}. 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.

При этом следует учитывать, что средний коэффициент загрузки одного рабочего на ОППЛ, определяемый как

должен быть не менее 0,85.

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:

1. Если на некоторой паре смежных операций предыдущая операция производительнее последующей, т. е., то необходимо по возможности обеспечить совмещение моментов начала периодов работыи недогруженных рабочих мест на этих операциях

2. В противном случае, т. е. если , необходимо обеспечить совмещение моментов окончания этих периодов работы.

Выбор других взаимных положений периодов работы недогруженных рабочих мест на смежных операциях приводит к увеличению МОЗ. Кроме того, следует отметить, что сформулированное условие действует лишь в условии создания на каждой операции не более одного рабочего места.

Рис. 5.9.1. Схема работы недогруженных рабочих мест

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

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 рабочих мест (оборудования) на смежных операциях из-за несовпадения их графиков работы.

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:С11=3, С21=2;

• , соотношение активных рабочих мест:С12=3, С22=1;

• , 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 МОЗв каждый интервал времени. Он определяется как разность числа изделий, выпущенных за время на операции с номеромi, 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 наi-й паре смежных операций на интервале. Примеры расчетов показаны на рис. 5.9.2.

i	, мин	, мин	j	, мин
1	5,2	2,8	1	192	3	2	-26
			2	96	3	1	+21
			3	192	2	1	+5

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

3. Рассчитаем величины МОЗ в границах интервалов .

Общая величина изменения МОЗ наi-й паре смежных операций от момента начала периода оборота до момента окончания интервалаопределяется как сумма приращенийпо всем предшествующим интервалам плюс приращениена рассматриваемом интервале:

i	, мин	, мин	j	, мин
1	5,2	2,8	1	192	3	2	-26	-26
			2	96	3	1	+21	-5
			3	192	2	1	+5	0

Определяется величина переходящего задела на данной паре смежных операций, т.е. величину МОЗ, которая определяет величину задела, создаваемого на момент начала оборота и сохраняющегося в конце оборота:

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.

Далее определяется величина МОЗ на конец каждого интервала:

i	, мин	, мин	j	, мин
1	5,2	2,8	1	192	3	2	-26	-26	26	0
			2	96	3	1	+21	-5		21
			3	192	2	1	+5	0		26

Далее по значениям истоятся графики изменения МОЗ по каждой паре смежных операций

Рис. 5.9.2. Стандарт-план работы ОНПЛ (для 1-й пары смежных операций)

4. 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

.

В экономическом отношении важной характеристикой ОППЛ является средняя величина 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.

i	, мин	, мин	j	, мин
1	5,2	2,8	0	-	26	26	-
			1	192	0		5,2
			2	96	21		0,5
			3	192	26		6,2

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

.

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.

5. 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.