В машиностроении различают три типа производств: массовое, серийное и единичное и два метода работы: поточный и непоточный .

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Основным признаком массового производства является не только количество выпускаемых изделий, но и выполнение на большинстве рабочих мест одной закрепленной за ними постоянно повторяющейся операции.

Программа выпуска в массовом производстве обусловливает возможность узкой специализации рабочих мест и расположения оборудования по ходу технологического процесса в виде поточных линий. Длительность операций на всех рабочих местах одинакова или кратна по времени и соответствует заданной производительности.

Такт выпуска — интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий. Он существенно влияет на построение технологического процесса, поскольку необходимо привести время каждой операции ко времени, равному или кратному такту, что достигается соответствующим расчленением технологического процесса на операции или дублированием оборудования для получения необходимой производительности.

Во избежание перебоев в работе поточной линии на рабочих местах предусматриваются межоперационные запасы (заделы) заготовок или деталей. Заделы обеспечивают непрерывность выпуска продукции при непредусмотренной остановке -отдельного оборудования.

Поточная организация производства обеспечивает значительное сокращение технологического цикла, межоперационных заде-, лов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования и резкое снижение трудоемкости и себестоимости изделий, простоту планирования и управления производством, возможность комплексной автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы уменьшаются оборотные фонды и значительно повышается оборачиваемость вложенных в производство средств.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и большим объемом выпуска.

В крупносерийном производстве широко применяют оборудование специального назначения и агрегатные станки. Оборудование располагается не по типам станков, а по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым технологическим процессом.

Среднесерийное производство занимает промежуточное положение между крупно- и мелкосерийным. На размер партии в серийном производстве влияют годовой выпуск изделий, длительность процесса обработки и наладки технологического оборудования. В мелкосерийном производстве размер партии обычно составляет несколько единиц, в среднесерийном — несколько десятков, в крупносерийном — несколько сотен деталей. В электромашиностроении и аппаратостроении слово «серия» имеет два значения, которые следует различать: ряд машин возрастающей мощности одного и того же назначения и количество одновременно запускаемых в производство однотипных машин или аппаратов. Мелкосерийное производство по своим технологическим особенностям приближается к единичному.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Характерным признаком единичного производства является осуществление на рабочих местах различных операций. Продукция единичного производства — машины и аппараты, которые изготовляются по отдельным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований. К ним относят также опытные образцы.

В единичном производстве выпускаются электрические машины и аппараты широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто в единичном экземпляре, поэтому оно должно быть универсальным и гибким для выполнения различных заданий. При единичном производстве применяют быстропереналаживаемое оборудование, которое позволяет переходить с изготовления одной продукции на другую с минимальной потерей времени. К такому оборудованию относят станки с программным управлением, автоматизированные склады, управляемые ЭВМ, гибкие автоматизированные ячейки, участки и т. д.

Универсальное оборудование в единичном производстве используют только на предприятиях, построенных ранее.

Некоторые технологические методы, возникшие в поточно-массовом производстве, применяют не только в серийном, но и единичном производстве. Этому способствуют унификация и стандартизация изделий, специализация производства.

Сборка электрических машин и аппаратов — заключительный технологический процесс, при котором отдельные детали и сборочные единицы соединяются в готовое изделие. Основными организационными формами сборки являются стационарная и подвижная.

При стационарной сборке изделие полностью собирается на одном рабочем месте. Все детали и узлы, требуемые для сборки, поступают на рабочее место. Эту сборку применяют в единичном и серийном производстве и выполняют концентрированным или дифференцированным способом. При концентрированном способе сборочный процесс не расчленяется на операции и всю сборку (от начала до конца) выполняет рабочий или бригада, а при дифференцированном способе сборочный процесс расчленяется на операции, каждую из которых выполняет рабочий или бригада.

При подвижной сборке изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Рабочие места оснащены необходимым сборочным инструментом и приспособлениями; на каждом из них, выполняется одна операция. Подвижная форма сборки применяется в крупносерийном и массовом производстве и осуществляется только дифференцированным способом. Такая форма сборки более прогрессивна, поскольку позволяет специализировать сборщиков на определенных операциях, в результате чего повышается производительность труда.

В процессе производства объект сборки должен последовательно переходить от одного рабочего места к другому по потоку (такое движение собираемого изделия обычно осуществляется конвейерами). Непрерывность процесса при поточной сборке достигается благодаря равенству или кратности времени выполнения операций на всех рабочих местах линии сборки, т. е. длительность любой сборочной операции на линии сборки должна быть равна или кратна такту выпуска.

Такт сборки на конвейере является планирующим началом для организации работы не только сборочного, но и всех заготовительных и вспомогательных цехов завода.

При широкой номенклатуре и небольших количествах выпускаемых изделий необходимы частые перенастройки оборудования, которые снижают его производительность. Для снижения трудоемкости выпускаемых изделий в последние годы на базе автоматизированного оборудования и электроники разрабатываются гибкие автоматизированные производственные системы (ГАПС), позволяющие изготовлять отдельные детали и изделия различного исполнения без перенастройки оборудования. Количество изделий, выпускаемых на ГАПС, задается при ее разработке.

В зависимости от конструкций и габаритных размеров электрических машин и аппаратов требуются различные технологические процессы сборки . Выбор технологического процесса сборки, порядка следования операций и оборудования определяется конструкцией, объемом выпуска и степенью унификации их, а также конкретными условиями, имеющимися на заводе.

Поточно-массовое создание характеризуется тем, что детали после обработки на одном станке либо рабочем месте сходу передаются для обработки на другое рабочее место по ходу технологического процесса. Перемещение деталей осуществляется с помощью сборочного потока, тележек, тельферов и т.п. При поточно-массовом производстве производят синхронизацию операций, т.е. время на каждую операцию принимают равным либо кратным такту.

Организация поточного производства связана с проведением ряда расчетов и предварительных работ. Начальным моментом при проектировании поточного производства является определение объема выпуска продукции и такта.

Такт — это просвет времени меж пуском (либо выпуском) 2-ух смежных изделий на полосы. Он определяется по последующей формуле (см. формула 1 в тексте).

Величина, оборотная такту, именуется темпом работы полосы. При организации поточного производства нужно обеспечить таковой темп, чтоб выполнить план по выпуску продукции. Ритм определяет число деталей, выпускаемых в единицу времени (см. формула 2 в тексте).

Общее прямоточное создание также характеризуется расположением оборудования в порядке последовательности технологического процесса. Но в отличие от поточно-массового производства время отдельных операций не синхронизировано меж собой, т.е. не всегда равно такту . Вследствие этого у рабочих мест с большой длительностью операций временами создаются припасы деталей и движение их от станка к станку происходит неритмично. Потому стремятся иметь поточно-массовое создание как более совершенную форму производства.

ref.by — организация и планирование производства;

izhgsha.ru — масштаб производства (главные понятия и определения).

Что такое такт производства и как его определяют?

Поточно-массовое создание характеризуется тем, что детали после обработки на одном станке либо рабочем месте сходу передаются для обработки на другое рабочее место по ходу технологического процесса. Перемещение деталей осуществляется с помощью сборочного потока, тележек, тельферов и т.п. При поточно-массовом производстве производят синхронизацию операций, т.е. время на каждую операцию принимают равным либо кратным такту. Организация поточного...

Характеристика производства

Режим работы и фонды времени

Режим работы включает в себя количество рабочих дней в году, за исключением выходных и праздничных дней, с двумя сменами в сутки, т.к. разрабатывается автоматизированный участок. Полный календарный годовой фонд времени показывает число часов в году 24 363=8670ч.

Исключая выходные и праздничные дни, из расчета пятидневной рабочей недели длительностью 41 час, получим номинальный фонд времени ФН=4320ч.

Учитываем простои оборудования на ремонт, ФД - действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе.

ФД = 3894 час.

Определение такта выпуска

Для обоснования организации производственного процесса и определения типа производства, необходимо рассчитать средний производственный такс - и среднее штучное время - Тш.ср. изготовления изделия на основных операциях.

Такт выпуска определяется по формуле:

(мин/шт) (3.3.1)

где Фд = 3894 час;

Nг = 20000шт - годовая программа выпуска деталей;

фс = 3894 60/20000 = 11,7 мин/шт

Определение типа производства

Тип производства можно определить по численному значению коэффициента закрепления операция, расчет которого производится по ГОСТ 3.11.08-74. Приближенно тип производства может быть определено по величине коэффициента - Кс

где Тшт.ср - среднее штучное время изготовления изделия, определяется по данным действующего техпроцесса.

Тшт.ср. = 71,43/17 = 4,2 мин.

Кзо =11,6/4,2=2,7

1< Кс?10 - крупносерийное производство

Анализ технологичность конструкции детали «Ведущий вал»

Технологичность - свойство изделия, согласно которому конструкция детали должна соответствовать применению наиболее прогрессивных методов обработки или сборки при изготовлении.

Рациональные конструкции машин, обеспечивающие необходимые эксплуатационные требования не могут быть созданы без учета трудоемкости и материалоемкости их изготовления. Соответствие конструкции машин требованиям трудоемкости и материалоемкости определяют технологичность конструкции. При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции.

При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции. К ним относится:

Оптимальная форма детали, обеспечивающая изготовление заготовки с наименьшим припуском и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей;

Наименьший вес машины;

Наименьшее количество материала, применяемого в конструкции машин;

Взаимозаменяемость деталей и узлов с оптимальным значением полей допуска;

Нормализация (стандартизация) и унификация деталей, узлов и их отдельных конструкторских элементов.

Основные требования по технологичности конструкции деталей машиностроения излагается в литературе.

Конструкции детали должны состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов (КЭД) или быть стандартной в целом. Детали должны изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Размеры детали должны иметь оптимальную точность. Шероховатость поверхностей должна быть оптимальной. Физико-химические и механические свойства материала детали, её жесткость, форма, размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления (включая процессы отделочно-упрочняющей обработки, нанесения антикоррозийных покрытий и т.п.), а также хранения и транспортировки.

Базовая поверхность детали должна иметь оптимальные показатели точность и шероховатости поверхности, которые обеспечивают требуемую точность установки, обработки и контроля.

Заготовки для изготовления деталей должны быть получены рациональным способом с учетом материала, заданного объема выпуска и типа производства. Метод изготовления деталей должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей. Конструкция детали должны обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Отработку технологичности детали «Ведущий вал» на технологичность проведем в соответствии с Методическими указаниями .

Поточным называется производство , в котором в установившемся режиме над упорядоченно движущейся совокупностью однотипных изделий одновременно выполняются все операции, кроме быть может, незначительного их числа с не полностью загруженными рабочими местами.

Поточное производство в его наиболее совершенной форме обладает совокупностью свойств, отвечающих в максимальной степени принципам рациональной организации производства. Основными такими свойствами являются следующие.

Строгая ритмичность выпуска изделий. Ритм выпуска- это количество изделий, выпускаемых в единицу времени. Ритмичность - это выпуск изделий с постоянным во времени ритмом.

Такт выпуска- это промежуток времени, через который периодически производится выпуск одного или одинакового числа изделий определенного типа.

Существуют варианты поточного производства, в которых, в принципе, отсутствует ритмичность выпуска на уровне отдельных экземпляров изделий. Строгая регулярность повторения всех поточных операций- это свойство состоит в том, что все операции поточного производства определенного типа изделий повторяются через строго фиксированные промежутки времени, создавая предпосылки для ритмичного выпуска этих изделий.

Специализация каждого рабочего места на выполнении одной операции по изготовлению изделий определенного типа.

Строгая пропорциональность в длительности выполнения всех операций поточного производства.

Строгая непрерывность движения каждого изделия через все операции поточного производства.

Прямоточность производства. Расположении всех рабочих мест в строгой последовательности выполнения технологических операций поточного производства. Однако в ряде случаев по определенным причинам достичь полной прямоточности в расположении рабочих мест не удается, и в движении изделий возникают возвраты и петли.

Виды поточных линий.

Поточная линия - это обособленная совокупность функционально взаимосвязанных рабочих мест, на которой осуществляется поточное производство изделий одного или нескольких типов.

По номенклатуре закрепляемых за ПЛ изделий различают:

Однопредметные ПЛ, каждая из которых специализирована на производстве изделий одного вида

Многопредметные ПЛ, на каждой из которых одновременно или последовательно изготавливаются изделия нескольких типов, сходных по конструкции или технологии их обработки или сборки.

По характеру прохождения изделиями всех операций производственного процесса различают:

Непрерывно-поточные линии , на которых изделия непрерывно, т.е. без межоперационных пролеживаний, проходят через все операции их обработки или сборки

Прерывно-поточные линии , которых имеются межоперационные пролеживания, т.е. прерывность обработки или сборки изделий.

По характеру такта различают:

Поточные линии с регламентированным тактом , в которых такт задается принудительно с помощью конвейеров, световой или звуковой сигнализации.

Поточные линии со свободным тактом, на которых выполнение операций и передача изделий с одной операции на другую, могут производится с небольшими отклонениями от установленного расчетного такта.

В зависимости от порядка обработки на них изделий различных типов делятся на:

Многопредметные поточные линии с последовательно-партионным чередованием партий изделий различных типов, в которых каждый тип изделий монопольно обрабатывается в течении определенного периода, а обработка различных типов изделий осуществляется последовательно чередующими партиями. На линиях такого типа необходимо рационально организовать переход от выпуска изделий одного типа к выпуску другого:

одновременно на всех рабочих местах поточной линии прекращается сборка изделий нового типа. Достоинством является отсутствие потерь рабочего времени, однако это требует создания на каждом рабочем месте задела изделий каждого типа, находящихся в той стадии готовности, которая соответствует выполненной операции по данному рабочему месту.

изделия нового типа запускаются на поточную линию до момента окончания сборки партии изделий предыдущего типа, и на поточной линии в переходный период устанавливается максимальный из двух возможных тактов для старого и нового типов изделий. Однако в переходный период возможны простои рабочих на тех рабочих местах, на которых происходит сборка изделий с меньшим требуемым тактом, чем установленный в данный момент.

Групповые поточные линии, которые характеризуются одновременной обработкой на поточной линии партий изделий нескольких типов.

Время такта один из ключевых принципов бережливого производства. Время такта задает скорость работы производства, которая должна точно соответствовать имеющемуся спросу. Время такта в производстве аналогично частоте ударов сердца человека. Время такта является одним из трех элементов системы точно вовремя (наряду с поточным производством и вытягивающей системой), который обеспечивает равномерную загруженность работой и определяет узкие места. Для проектирования производственных ячеек, сборочных конвейеров и создания бережливого производства, необходимо абсолютное понимание времени такта. В данной статье рассмотрены ситуации, в которых возможно искусственное увеличение или уменьшение времени такта.

Что такое время такта? Слово такт происходит от немецкого takt , что означает ритм или удар. Термин время такта связан с музыкальной терминологией и означает ритм, который задает дирижер, чтобы оркестр играл в унисон. В системе бережливого производства данное понятие используется, чтобы обеспечить темп производства со средней скоростью изменений уровня потребительского спроса. Время такта это не числовой показатель, который можно измерить, например, с помощью секундомера. Понятие времени такта необходимо отличать от понятия времени цикла (время выполнения одного операционного цикла). Время цикла может быть меньше, больше или быть равным времени такта. Когда время цикла каждой операции в процессе становится точно равно времени такта, возникает поток единичных изделий.

Существует следующая формула для вычисления:
Время такта = доступное производственное время (в день) / потребительский спрос (в день).

Время такта выражается в секундах на изделие, обозначая, что потребители покупают продукцию раз в определенный промежуток времени в секундах. Неправильно выражать время такта в изделиях в секунду. Задавая темп производства в соответствии со скоростью изменения уровня потребительского спроса, бережливые производители тем самым добиваются выполнения работы в срок и сокращения потерь и затрат.

Уменьшение времени такта. Цель определения времени такта работа в соответствии с потребительским спросом. Но что произойдет, если время такта будет искусственно уменьшено? Работа будет выполнена быстрее, чем требовалось, в результате чего возникнет перепроизводство и лишний запас. Если выполнение других задач недоступно, то рабочие будут терять время в ожиданиях. В какой ситуации оправдано такое действие?

Чтобы продемонстрировать подобную ситуацию, подсчитаем необходимую численность работников сборочного конвейера, на котором выполняется поток единичных изделий:

Численность группы = сумма значений времени цикла ручных операций / время такта.

Таким образом, если для процесса общее время цикла составляет 1293 с, то численность группы будет равна 3,74 человек (1293 с / 345 с).

Поскольку невозможно задействовать в работу 0,74 человека, число 3,74 необходимо округлить. Трех человек может оказаться недостаточно, чтобы обеспечить темп производства в соответствии с изменением потребительского спроса. В таком случае необходимо провести мероприятия по улучшению, чтобы сократить время цикла ручных операций и устранить потери в процессе.

Если же время цикла фиксировано, то возможно округление в бoльшую сторону за счет уменьшения времени такта. Время такта может быть уменьшено при уменьшении доступного производственного времени:

3,74 человек = 1293 с на изделие / (7,5 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей);
4 человека = 1293 с / (7 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей).

Привлекая к работе четырех человек, уменьшая время такта и производя такой же объем за меньшее время, загруженность работой группы равномерно распределена. Если эти четыре человека смогут обеспечить темп производства в соответствии с потребительским спросом за меньшее, чем обычно время, то необходимо будет произвести их ротацию или при- влечь к решению задач улучшения процесса.

Увеличение времени такта: правило 50 секунд. В приведенном примере мы показали, когда можно уменьшить время такта для повышения эффективности. Рассмотрим теперь случай, когда время такта следует увеличить.

Существует эмпирическое правило, согласно которому все повторяющиеся ручные операции должны иметь время цикла не менее 50 с (время от начала до начала). Например, работа сборочных конвейеров компанииToyota определяется временем такта 50 60 с. Если в компании необходимо увеличить объем производства на 5 15%, то вводят дополнительное время или в некоторых случаях используют несколько сборочных конвейеров, настроенных на большее время такта (например, две линии с временем такта 90 с вместо одной линии с временем такта 45 с).

Существуют четыре причины, определяющие важность правила 50 секунд.

1. Производительность. Если время такта составляет малую величину, то даже секунды, потраченные в результате лишних передвижений, оборачиваются большими потерями времени цикла. Потеря 3 с из 30 с времени цикла приводит к 10%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 60 с цикла к 5%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 300 с цикла только к 1%-ному и т. д. Поэтому если время такта является большей величиной (50 с и более), то это не будет значительной потерей производительности.
   Использование одной сборочной линии с большим числом операторов, работающих за малое время такта (например, 14 с), позволяет сэкономить на затратах на инвестирование (число линий), но в результате появятся большие эксплуатационные расходы. По нашим наблюдениям, сборочные конвейеры, спроектированные на работу со скоростью 50 с и более, на 30% производительнее, чем линии с малым временем такта.
2. Безопасность и эргономика. Выполнение одних и тех же ручных операций в течение короткого промежутка времени может привести к усталости и боли в мышцах в результате повторяющейся нагрузки. Когда различные операции выполняются за большее время (например, за 60 с вместо 14 с), то мышцы перед началом повторного выполнения операции успевают восстановиться.
3. Качество. Выполняя широкий круг обязанностей (например, пять операций вместо двух), каждый сотрудник сам становится внутренним потребителем каждой операции, кроме последней. Если работник выполняет пять операций, то это заставляет его уделять больше внимания качеству, так как неудовлетворительный результат при выполнении операции 3 отразится на выполнении операции 4 и, следовательно, не будет передан незамеченным на следующий этап.
4. Отношение к выполняемой работе. Было отмечено, что работники испытывают большее удовлетворение от работы, повторяя выполнение операции, на- пример через каждые 54 с, а не 27 с. Людям нравится обучение новым навыкам, они меньше испытывают усталость при выполнении повторяющихся движений, но, главное сотрудники чувствуют, что они вносят свой личный вклад в создание продукта, а не просто выполняют механическую работу.

Время такта и инвестиции. Значимость правила 50 секунд можно проиллюстрировать на примере компании, занимающейся производством и сборкой насосов для промышленности. В процессе создания своего продукта компания использовала один длинный сборочный конвейер. В результате роста потребительского спроса и требований проведения дополнительных испытаний стало необходимым проектирование нового сборочного конвейера. На данном этапе компания решила применить принципы бережливого производства. Одним из первых шагов было определение времени такта.

Время такта для данного продукта 40 с было рассчитано исходя из наибольшего спроса. Учитывая правило 50 секунд, инженеры, ответственные за данный проект, приняли решение спроектировать либо один сборочный конвейер с временем такта 80 с, работающий в две смены, либо два конвейера с временем такта по 80 с, работающие в одну смену. Работы по проектированию сборочной линии были предложены нескольким машиностроительным компаниям. По их оценкам для проектирования одной линии требовалось от 280 до 450 тыс. долл. Разработка двух линий означало удвоение единиц оборудования и величины начального инвестиционного капитала. Однако, используя два конвейера, можно было настроить каждый из них на производство определенных видов продукции, что позволяет сделать производство более гибким. Кроме того, повышение производительности, удовлетворенности работников, сокращение затрат на безопасность и качество способны компенсировать затраты на проектирование дополнительной линии.

Таким образом, придерживаясь простого правила, согласно которому скорость выполнения любой ручной операции не должна быть меньше 50 с, можно избежать потерь. При проектировании процессов бережливого производства необходимо использовать метод 3P (Production Preparation Process) 1 и проводить тщательный анализ времени такта.

1 Метод проектирования процесса бережливого производства для нового продукта или коренной реорганизации процесса производства для существующего процесса в случаях значительного изменения конструкции изделия или спроса. Подробнее см.: Иллюстрированный глоссарий по бережливому производству / Под ред. Чета Марчвински и Джона Шука: Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс: CBSD, Центр развития деловых навыков, 2005. 123 с. Прим. ред.

По материалам статьи Job Miller, Know Your Takt Time
и книги Джеймса П. Вумека, Дэниела Т. Джонса Бережливое производство.
Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании.
М.: Альпина Бизнес Букс, 2004
подготовила В.А. Лутцева