Файл: Карлик, Е. М. Специализация и поточные методы производства.pdf

тронно-вычислительной техники решать задачу автома­ тизации управления производством.

Экономические показатели предприятия в немалой степени зависят от того, насколько правильно решена им задача оптимальной организации производственного процесса в пространстве. Это предполагает рациональную планировку всех производственных подразделений и по­ точных линий [60].

Решение задачи планировки оборудования и рабочих мест является многовариантным.

Число возможных вариантов расположения (плани­ ровки) многопредметной поточной линии определяется количеством возможных перестановок рабочих мест, т. е. равно К\ — факториалу числа размещаемых рабочих мест. Следовательно, общее число всевозможных вариан­ тов планировки оборудования очень велико.

Например, при К = 10 общее число возможных ва­ риантов планировки рабочих мест 10! = 3 628 800, а при К = 20 оно превышает 2. 1018. Неупорядоченный пере­ бор всех вариантов планировки уже при К = 715 тре­ бует такого количества логических и арифметических операций, которое не в состоянии выполнить за обозри­ мый срок ни одна современная или перспективная вы­ числительная машина.

Поэтому для решения задачи оптимизации планировки оборудования и рабочих мест на многопредметных поточ­ ных линиях необходимо использовать определенные ме­ тоды математического программирования, существенно сокращающие число необходимых переборов вариантов планировки. Многопредметные поточные линии, характер­ ные для серийного производства, формируются главным образом тогда, когда технологические маршруты обра­ ботки (сборки) однородны для всех закрепленных за данной линией наименований предметов. В целях уни­ фикации технологических маршрутов и распространения поточных методов на большой объем продукции нередко прибегают к изменению технологических маршрутов, установке дополнительных рабочих мест и пр. Но эти искусственные меры подчас приводят к нежелательным результатам — ухудшают экономические показатели по­ точной линии (недогрузка оборудования и т. п.).

Применение горизонтально-замкнутого конвейера на многопредметных поточных линиях позволяет осуществить

192

поточный процесс для изделий с различными технологи­ ческими маршрутами независимо от уровня синхрониза­ ции операций и степени непрерывности процесса. При этом выполнение всех операций технологического про­ цесса по изделиям разных наименований осуществляется за один или несколько витков, т. е. за одни или несколько

и тот же пункт (склад,'кладовая), расположение которого обычно заранее известно.

Рнс. 13. Образование витков на МНПЛ. В кружках — по­ рядковые номера операций, выполняемых на данном станке. Штрихпуиктирная линия — путь движения (витка) деталей Л; сплошная линия — путь движения (витка) деталей Б

При заданной планировке рабочих мест, т. е. при заданной последовательности их расположения вокруг тягового элемента конвейера, для разных закрепленных за линией наименований предметов устанавливается в за­ висимости от различий в технологических маршрутах ■свое число витков. На рис. 13 представлена схема образо­ вания витков для деталей двух наименований. Детали A lt выйдя из комплектовочной кладовой К, проходят обра­ ботку на токарном Т, фрезерном Ф, сверлильном С и шлифовальном Ш станках. При заданной планировке (К—Т—Ф—С—Ш) детали А изготовляются за один виток. Детали Б, технологический маршрут которых включает токарную, шлифовальную и сверлильную операции, из­ готовляются на этой же линии за два витка.

При другом варианте размещения оборудования, на­

задача — найти такой вариант планировки рабочих мест, который при заданных характеристиках изделий (про­ грамма выпуска, вес, себестоимость, трудоемкость и др.) и при заданных технологических маршрутах был бы опти­ мальным.

В общем виде задачу можно сформулировать' сле­ дующим образом. На плановый период известно общее число т {i — 1,2, . . ., /и) наименований предметов, за­ крепленных за многопредметной поточной линией. Объем­ ными расчетами установлены состав и количество /-х видов размещаемого оборудования (/ = 1,2, . . ., к).

Технологические маршруты изготовления каждого /-го наименования предметов заданы, а выполнение каждой операции технологического процесса по /-му наименова­ нию предмета закреплено за j-u рабочим местом. Вдоль конвейера, предназначенного для межоперационной тран­ спортировки предметов, намечено К площадок для раз­ мещения оборудования. Конвейер поточной линии снаб­ жен горизонтально-замкнутым тяговым элементом (длина его образующей составляет L J, имеющим неизменную направленность движения. Расположение комплектовоч­ ной кладовой задано. Требуется найти вариант размеще­ ния оборудования по площадкам л', который обеспечи­ вал бы минимум объема грузооборота на поточной линии. Целевая функция задачи имеет вид

где .V,- (я) — число витков тягового элемента конвейера, необходимое для полного изготовления предмета /-го наименования при п-м варианте планировки оборудова­ ния -на поточной линии; g[ — вес одного предмета /-го наименования.

Неприменимость для решения поставленной много­ вариантной задачи неупорядоченного перебора всех ва­ риантов планировки порождает необходимость в специаль­ ных методах планировки оборудования и рабочих мест на многопредметных поточных линиях. К числу этих методов относятся: математико-логический, метод размы­ кания контуров графа и метод группировки.

Разработка нескольких методов для решения задачи планировки многопредметных поточных линий объяс­

194

няется разными областями их применения. Первые два метода применимы для планировки многопредметной по­ точной линии, оснащенной горизонтально-замкнутым кон­ вейером, т. е. имеющей замкнутую трассу движения пред­ метов. Метод группировки более пригоден для плани­ ровки многопредметных поточных линий с незамкнутой трассой движения предметов. Наличие математико-ло­ гического метода и метода размыкания контура графа для решения одной и той же задачи объясняется главным образом различной степенью сложности вычислительной схемы и алгоритма каждого метода, а также степенью точности получаемого решения.

В связи с дальнейшим развитием поточного производ­ ства уделяется большое внимание эксплуатационной на­ дежности поточных линий, которая является важнейшим условием высокой эффективности производства.

Надежностью поточной линии называется свойство, обусловленное главным образом ее безотказностью и ре­ монтопригодностью и способствующее обеспечению выпуска продукции заданного качества с заданным ритмом. Это свойство количественно может оцениваться применительно к каждому рабочему месту, к их совокупности по каждой

.операции линии и, наконец, линии в целом.

А. И. Неймарк и Л. П. Фрумкин рекомендуют рас­ сматривать надежность линий как комплексный показа­ тель, оценивающий надежность в трех аспектах [59]: надежность экстенсивного использования линий, опреде­ ляющаяся безотказностью и ремонтопригодностью обо­ рудования и технологического оснащения; надежность интенсивного использования линии,определяющаяся устой­ чивостью выпуска продукции в единицу времени, в част­ ности в каждый ритм; на механизированных поточных линиях это свойство определяется главным образом тем, что вследствие разброса фактические затраты времени у рабочего на каждой данной операции по разным экзем­ плярам изделия ритма выпуска продукции не совпадают со среднерасчетным; надежность выпуска качественной (годной) продукции, определяющаяся главным образом качеством исходных конструктивных элементов изделия, качеством (отработкой) технологического процессам также надежностью контроля качества.

При количественной оценке надежности экстенсивного использования рабочего места линии учитываются как

параметры отказов, так и параметры ремонтопригодности. Показатель надежности экстенсивного использования ра­ бочего места линии

вания и технологического оснащения данного рабочего места (математическое ожидание времени исправной ра­ боты между сложными отказами); tn — средние затраты времени, необходимые для устранения отказа (математи­ ческое ожидание времени восстановления работоспособ­

и оснащения рабочего места линии приближенно опреде­ ляется по формуле

так же.

Расчеты, связанные с надежностью поточных линий, выполняются при условии, когда все отказы оборудования и технологического оснащения линии — события незави­ симые. Поэтому показатель надежности экстенсивного использования поточной линии в целом Р Эд определяется

где J — общее число операции на линии. При р0. •< 1 и небольших значениях J можно принимать

^зл~ 1 - Ь о , 1=1

Количественная оценка надежности интенсивного ис­ пользования рабочего места, операции и поточной линии в целом основывается на анализе распределения затрат времени при выполнении операций по каждому экзем­ пляру изделия. В большинстве случаев распределения затрат времени tx подчиняется нормальному закону рас­

196