ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВЫПУСКА ПРОДУКЦИИ

Проектирование всякого сборочно-сварочного цеха, от­деления или участка имеет целью не только технически правильно решить вопросы изготовления заданных изделий, но и достигнуть максимального использования основных капитальных затрат и полной загрузки всех элементов производства. Это условие может быть определено путем особых расчетов только для производства с вполне точно заданной стабильной программой, каковым яв­ляется массовое, а в отдельных случаях и крупносерийное произ­водство. Как известно, большую часть основных средств предприя­тия представляют затраты на производственное дорогостоящее оборудование. Поэтому путем расчетов обычно стремятся опреде­лить такое значение такта выпуска [см. формулу (15)], при кото­ром могут быть достигнуты максимальное использование и равно­мерная загрузка наиболее дорогого оборудования цеха. Такое оптимальное значение такта выпуска позволяет определить и наиболее рентабельное, оптимальное число изделий в годовой про­грамме производства. Эти расчеты выполняют одновременно с син­хронизацией рабочих операций. Практика проектирования массо­вых производств показывает, что наилучшим в отношении про­стоты расчетов, наглядности и быстроты получения окончательных результатов является описанный ниже метод графического опре­деления оптимального такта выпуска.

Пусть имеется некоторый раз­работанный в первоначальном ва­рианте технологический процесс изготовления какого-либо свар­ного металлоизделия для массо­вого производства. Этот техноло­гический процесс содержит всего п рабочих операций, предназна­ченных для последовательного выполнения на отдельных рабочих местах, начиная с изготовления де­талей и кончая последним кон­трольным испытанием, покраской, сушкой и приемкой готового из­делия.

Для определения оптимального такта выпуска строят следующие две группы графиков.

Первая группа включает не­сколько графиков, весьма мало отличающихся между собой.

Построение графика № 1 этой группы показано на рис. 26.

По оси абсцисс, разделенной на равные отрезки, наносят последовательно названия всех п операций либо их номера. На этих отрезках оси абсцисс, как на основаниях, строят прямоугольники. Высота каждого прямоугольника в некотором масштабе представляет собой соответствующую общую продол­жительность tt в минутах каждой из указанных рабочих операций, численно равную их общей трудоемкости т, в место-минутах.

Таким образом, построенный график представляет собой ряд прямоугольников разной высоты в зависимости от продолжитель­ности каждой операции. Эти прямоугольники располагают вплот­ную один к другому на общем основании ■— оси абсцисс.

После этого на оси ординат в том же масштабе времени откла­дывают значение заданного такта выпуска tx столько раз, чтобы сумма всех последовательно отложенных значений превысила высоту наибольшего из построенных прямоугольников. Затем из точек отложения значений проводят штриховые прямые, парал­лельные оси абсцисс и разделяющие построенные ранее прямо­угольники на отдельные отрезки.

Из рассмотрения этого графика вытекает, что полученное число отрезков каждого построенного прямоугольника определяет необ­ходимое Число одинаковых параллельных рабочих мест для вы­полнения работ, соответствующих данному прямоугольнику при заданном значении такта выпуска tx.

После выполнения всех указанных действий рассматривают по­строенный график № 1 и находят такие значения продолжитель-

°SJ sh tQ Cq ^ trs ►p «p 'Jh N»> CNg 4* tQ esi 4}* CQ ГУЭ ^ «3}

1=4 '4| li, >4, IS| li., 1=4 IS] ISI IS| |S| |g| |g| lisl lis| li| ІЧІ liq lia |g] |^| |4| |^| l^j |^|

Рабочие места

Рис. 27. График № 1 второй группы графиков для определения оптимального выпуска изделий

ности отдельных операций (например, I, III, IV и XI),. которые весьма мало отличаются от tx. Эти значения продолжительностей отдельных операций принимают за новые варианты значения такта выпуска: t — tz, tjjj — t3, 4v == f4, txi = tb и т. д.

При выборе этих значений такта необходимо иметь в виду, что в большинстве случаев оптимальный такт выпуска должен обеспе­чивать полную загрузку рабочих мест, оснащенных дорогим обору­дованием. Задавшись таким образом несколькими значениями такта, строят аналогично описанному выше графики № 2, 3 и т. д., соответственно каждому новому варианту такта выпуска. Из этих графиков, как и ранее, определяют для каждого варианта необхо­димое число одинаковых параллельных рабочих мест по всем на­меченным видам работ.

Вторая группа состоит также из нескольких графиков. По­строение графика № 1 этой группы показано на рис. 27. По оси ординат наносят масштаб загрузки (по времени) станков и рабочих мест от нуля до 100%. На оси абсцисс от начала координат через равные отрезки откладывают последовательно число точек, соот­ветствующее суммарному числу рабочих мест, полученному со­гласно построению графика № 1 первой группы. Из этих мест, проводят ординаты, на которых в масштабе, указанном по оси ординат, откладывают'загрузку k3, определяемую для каждого станка и рабочего места по формуле

^-£rlI00%-

где nMi — число одинаковых параллельных рабочих мест, полу­ченное для выполнения каждой отдельной операции из построения графика № 1 первой группы.

Далее вершины всех построенных таким образом ординат по­следовательно соединяют между собой отрезками прямых. В ре­

зультате указанных построений получают некоторую ломаную линию, характеризующую загрузку всех рабочих мест цеха соот­ветственно рассматриваемому варианту такта выпуска.

Помимо описанных построений определяют среднюю загрузку всех пы рабочих мест по формуле

І=П

} 1 ЗІ Піл і)

*„, = “-=^^-100%.

Полученное значение kcp откладывают на оси ординат от на­чала координат и из вершины этой ординаты проводят штриховую прямую, параллельную оси абсцисс. Сравнение штриховой прямой средней загрузки рабочих мест с построенной ранее ломаной ли­нией действительной их загрузки наглядно иллюстрирует степень равномерности загрузки всех рабочих мест цеха.

Аналогично описанному выше строят остальные графики — № 2, 3 и т. д. — соответственно каждому рассматриваемому ва­рианту такта выпуска t2, t3 и т. д.

Оптимальный такт выпуска определяют путем сравнения всех графиков второй группы. При этом очевидно, что тот из рассматри­ваемых вариантов будет оптимальным, на графике которого: 1) рас­четная загрузка рабочих мест, оснащенных наиболее дорогим обо­рудованием, окажется наиболее полной (k3 ^ 100%); 2) средняя загрузка всех рабочих мест цеха будет наибольшей и 3) ломаная линия действительной загрузки рабочих мест наиболее прибли­жена к штриховой прямой их средней загрузки, т. е. отрезки орди­нат между ними наименьшие.

Путем подстановки в формулу (15) полученной величины опти­мального такта выпуска tn„ легко может быть определено числовое значение Пои оптимальной годовой программы производства изде­лий для проектируемого цеха, определяемой по критерию макси­мального использования наиболее дорогого оборудования.

В целях достижения наиболее эффективного использования основных средств предприятия при проектировании цехов массо­вого производства определение оптимальной годовой программы обязательно. Во всех случаях расхождения между заданной и оптимальной программами последняя подлежит согласованию с ведомством, в подчинении которого находится проектируемое предприятие, для утверждения оптимальной программы взамен первоначально заданной.

Подобно предыдущему в случаях проектирования серийного производства возникает задача определения оптимальной вели­чины серии выпуска изделий каждого типа, включенных в задан­ную программу. Известно, что размер серии влияет на ряд техни­ко-экономических факторов, обусловливающих использование основных и оборотных средств, себестоимость изготовляемой про­дукции и эффективность проектируемого производства. Так, уве­личение размера серии неизбежно приводит к сокращению денеж­ных затрат и потерь времени на переналадки рабочих мест перед началом изготовления каждой новой серии изделий другого типа, улучшению использования оборудования на рабочих местах проек­тируемого цеха (за счет сокращения потерь времени на перена­ладки), увеличению производительности труда рабочих (за счет сокращения потерь времени для приобретения рабочими навыков по изготовлению изделий данного типа), упрощению планирова­ния и учета. Уменьшение размера серии приводит к обратным ре­зультатам.

Следовательно, учесть всю совокупность факторов, обусловли­вающих оптимальные размеры сериии, весьма сложно. Сложность усугубляется еще и тем, что интенсивность влияния каждого фак­тора в отдельности зависит от специфических особенностей проек­тируемого производства и от частных условий, не всегда поддаю­щихся предварительному учету. Поэтому при проектировании сборочно-сварочных цехов серийного производства практически исключается возможность точного определения оптимальных раз­меров серии расчетным путем и в современной практике проекти­рования выбор рациональных (близких к оптимальным) размеров серии выпуска изделий выполняют приближенно. Сначала опре­деляют минимальный размер серии (ftCep)min> обеспечивающий рациональное использование наиболее сложного (дорогого) обо­рудования и приспособлений в проектируемом цехе:

Очч'р) mln ^ tjpji, (34)

где ta — время, затрачиваемое на переналадку наиболее сложного рабочего места в цехе при переходе к изготовлению новой серии изделий; it — общая продолжительность операций, выполняемых при изготовлении одного изделия на том же рабочем месте; рн — коэффициент допускаемых потерь времени на переналадку.

В этой формуле, согласно практическим данным, значения коэффициента ри следует принимать в пределах 0,03—0,1. При этом меньшие значения рекомендуются для крупносерийного, а большие — для мелкосерийного производства. Для большин­ства практических случаев оказывается приемлемым среднее зна­чение; рн = 0,05.

Полученное по формуле (34) значение величины серии затем корректируют (увеличивают) с целью удовлетворения следующим производственным условиям:

для обеспечения высокой производительности труда и устране­ния непроизводительных потерь рабочего времени необходимо, чтобы tceр — продолжительность изготовления серии на рабочем месте, выполняющем наиболее трудоемкие (ручные или маломеха­низированные) сборочно-сварочные операции, была кратной про­должительности смены: /сер : tCM = целое число;

для обеспечения высокого использования дорогого оборудова­ния и сокращения потерь рабочего времени на его подналадку (смена электродов контактных сварочных машин, смена бухты электродной проволоки у дугового автомата и т. п ) необходимо, чтобы (сер : (с. и = целое число, где /с. и— время, соответству­ющее стойкости инструмента (электрода контактной сварочной машины) либо интервал времени между двумя последовательными подналадками оборудования;

для обеспечения согласованной периодичности и уплотненного графика выпуска серий различных изделий, включенных в произ­водственную программу проектируемого цеха, необходимо, чтобы гс, — ритм повторения серии изделий любого типа (из заданной программы) был кратным по отношению к rc ш1п — ритму повторе­ния серии изделий (из той же программы), отличающемуся наи­меньшей величиной: rcl : гСП1|п = целое число;

для обеспечения удобных (в отношении планирования и учета производства) календарных сроков прохождения в производстве отдельных серий длительности циклов изготовления серий должны быть кратными какому-либо из следующих отрезков времени: неделя, декада, месяц или квартал.

После проверки и приведения расчетных размеров серий, под­считанных по формуле (34), в соответствие с указанными выше до­полнительными требованиями окончательно устанавливают нор­мальные размеры серий для изделий заданной программы проекти­руемого цеха.