Выявление возможных форм поточного производства

Классификация изделий цеха (подразделения) по конструктивно-технологическим признакам

На основе предложенной (имеющейся) нормативно-справочной информации, используя экспертный метод парных сравнений, метод построения классификационного дерева, группы имеющихся конструктивно-технологических показателей и показателей планово-организационного характера, необходимо:

• разбить всю номенклатуру деталей изделия на относительно однородные (по классификационным признакам) группы;

• определить необходимое число равновеликих участков цеха;

• сформировать участки, специализированные по предметному признаку.

Состав участков и формы их производственных связей определяют производственную структуру цеха. Основу формирования производственной структуры механообрабатывающего цеха составляет классификация объектов производства (деталей), изготавливаемых в цехе, и закрепление их за тем или иным участком, т.е. специализация участков.

Различают целевую и функциональную формы специализации.

Функциональная форма специализации находит свое выражение в технологическом профиле специализации производственных подразделений, когда, например, участки формируются по принципу общности основного технологического оборудования или однородных технологических процессов.

Целевая форма специализации предполагает выделение предметного или подетального профиля специализации. При предметной специализации производственное подразделение специализируется на изготовлении одного изделия или группы изделий либо сборочных единиц, при подетальной специализации — на изготовлении одной однородной детали или группы однородных деталей.

Все обрабатываемые в подразделении (цехе) детали классифицируются по двум группам признаков.

Первая группа — конструктивно-технологические признаки (вид заготовки, габаритные размеры детади, технологический маршрут обработки, конструктивный тип детали и т.д.), которые выражаются либо в абсолютных единицах измерения (например, диаметр детали 100 мм), либо в виде конструктивного шифра детали (например, деталь «втулка» соответствует шифру 1).

Вторая группа — планово-организационные признаки (объем выпуска, трудоемкость изготовления, число и трудоемкость переналадок оборудования и т.д.). Основные планово-организационные признаки могут быть учтены с помощью комплексного показателя относительной трудоемкости детали, который вычисляется по следующей формуле:

. (12)

Показатель относительной трудоемкости /-й детали определяет обезличенное число рабочих мест, необходимое для ее обработки (изготовления) в соответствии с требуемым объемом и трудоемкостью технологических операций.

Решение задачи предлагается осуществить для условий подетальной специализации проектируемых участков. Такие участки могут быть сформированы путем решения трех основных задач:

• классификация объектов (деталей) по конструктивно-технологическим признакам с целью создания компактных конструктивно-технологических групп (КТГ) деталей;

• формирование из КТГ деталей новых общностей (групп) на основе учета планово-организационных признаков;

• определение состава участков, их специализации и кооперирования/

Формирование КТГ деталей может осуществляться по следующему алгоритму. Первоначально в целях измерения классифицируемых признаков в одном масштабе осуществляют нормирование их значений. Действительно, габариты детали измеряются в миллиметрах, объем производства — в штуках, вес детали — в килограммах и т.д. Суть нормирования сводится к тому, что абсолютная величина значения того или иного V-ro признака i-й детали заменяется его нормированным значением, вычисленным по формуле:

, (13)

где – среднее арифметическое значение величины - го признака i-й детали, – среднее квадратическое отклонение.

Нормированные по признакам объекты классифицируются с построением многоуровневого дерева целей, схема которого представлена на рис.: его корнем является множество, в которое входят все анализируемые объекты (детали), вершиной — слой единичных объектов (деталей); промежуточные слои (классы, подклассы, типогруппы, группы и т.д.) состоят из сгруппированных по тем или иным признакам объектов (деталей).

Признаки Уровни

Р1= вид материала Классы

Р2= вид заготовки Подклассы

Р3= конструктивный Типогруппы

тип детали

Р4= габаритные Группы

размеры детали

Рисунок 2 - Схема классификационного дерева целей

В результате группирования объектов создаются горизонтальные и вертикальные ряды динамики.

При группировании деталей в КТГ стремятся создавать такие группы (классы), затраты на изготовление которых были бы наименьшими. Однако зависимости, устанавливающие влияние группировки деталей на затраты, весьма трудно определить. В связи с этим для установления меры близости деталей друг к другу по различным признакам могут использоваться экспертные оценки значимости каждого конструктивно-технологического признака.

Объединение деталей в КТГ может осуществляться вычислением меры близости между деталями как взвешенное расстояние в евклидовом пространстве. Смысл сказанного может быть пояснен схемой, изображенной для объектов характеризующихся двумя признаками - и (рисунок). Каждый объект в двухфакторном эвклидовом пространстве (в данном случае – в плоскости) изображается в виде (. Естественно, легко может быть определено расстояние между точками в этом пространстве, которое и есть критерий близости двух объектов друг к другу по признаку.

Рисунок 3 – Схема двухмерного евклидова пространства с объектами ,

В общем виде расстояние между базовым и анализируемым объектами в n-мерном евклидовом пространстве определится таким образом:

, (14)

где - вес признака, задаваемый экспертным путем с учетом важности рассматриваемых признаков.

При этом сравнивается j-й объект с базовым объектом i по каждому -му признаку ( =1 ).

С целью удобства расчетов расстояние преобразуют в коэффициенты подобия, которые являются частным случаем так называемой потенциальной функции:

, , (15)

где - безразмерная величина, принимающая значения от 0 до 1; чем она ближе к 1, тем выше сходство анализируемой детали по признаку с базовой деталью; коэффициент, влияющий на скорость убывая потенциальной функции, .

Далее задается пороговое значение потенциальной функции (, и если ее реально вычисленное значение для некоторого объекта ниже заданного порогового значения , то анализируемый объект в группу не включается.

По окончанию формирования группы однородных деталей процесс формирования повторяется для оставшихся объектов, не вошедших в сформированную группу, до тех пор, пока все объекты не будут включены ы ту или иную группу деталей.

Полученное количество КТГ, как правило, велико по сравнению с числом участков. Поэтому вопрос о группировании КТГ деталей перерастает в вопрос о решении следующей задачи – учет планово организационных признаков. На этом этапе необходимо определить число участков в цехе – это может быт сделано на основе трудоемкости программы цеха и принятых норм управляемости:

, (16)

где – принятое число рабочих мест в цехе; норма управляемости в подразделении.

Норма управляемости зависит от иерархического уровня управления и типа производства. Нормы управляемости для производственного (нижнего) уровня управления приведены в таблице.

Таблица 8

Нормы управляемости для мастера производственного участка

Должность	Тип производства
Массовое и крупносерийное	серийное	Мелкосерийное и единичное
Мастер производственного участка	35-40 рабочих мест	30 рабочих мест	25 рабочих мест

Расчетное количество рабочих мест в цехе определяется по формуле (1). Специализация участков формируется на основе однородных КТГ деталей и принципа равновеликости. Равновеликость участков анализируется с помощью показателя , когда

,

где - суммарная величина всех объектов (деталей), закрепленных за -м участком; средняя величина деталей некоторого усредненного участка.

Размер одного подпредметного участка определяется как

. (17)

Практическая реализация классификации деталей по представленной методики возможна с применением вычислительной техники и соответствующих программных продуктов.

При расчетах «вручную» можно реализовать следующий подход. Экспертный анализ признаков классификации позволяет ранжировать их по значимости. Каждый признак формирует определенный слой дерева целей, а занимаемый им уровень определяет значимости признака. Например, признак «вид материала» имеет наибольшую значимость, поэтому в дереве классификации он сформирует высший, первый уровень (слой) и т.д.

Классы (подклассы, группы и т.д.) внутри слоя формируются исходя из имеющейся вариации численных значений признаков. Признаки, измеренные в абсолютных величинах (например, диаметр - в мм), должны быть заменены шифрами групп разбивки интервала вариации значения признака. Например, в нашем примере диаметр заготовки (прутка) изменяется от 30 до 55 см. Допустим, что обработка в этом интервале требует перехода к другому приспособлению, при диаметрах больших 40 мм (условно), таким образом разбивку следует вести на две интервальные группы: до 40 мм и свыше 40 мм.

В соответствии с табл. 9 детали характеризуются следующими основными признаками: диаметр заготовки, длина, внутренний диаметр. Допустим, что для построения классификационного дерева целей был использован экспертный метод парных сравнений и ранжированы признаки по уровню значимости (табл.)

Таблица 9

Результаты экспертной оценки значимости классификационных признаков

Признак	Значимость
диаметр заготовки
длина
внутренний диаметр

Используя полученную информацию о значимости классификационных признаков, проведем классификацию деталей традиционным способом - занося значение показателя относительно трудоемкости каждой детали в соответствии с формулой (12) в соответствующую ячейку классификационной таблицы. При выделении классов использовалась следующая градация в размерах деталей: по диаметру заготовки: шифр 1 соответствует интервалу от 30 до 40 мм, шифр 2 соответствует интервалу свыше 40 до 55 мм; по длине шифр 1 соответствует интервалу от 12 мм до 25 мм, шифр 2 – интервалу свыше 25 до 40 мм; по внутреннему диаметру шифр 1 соответствует интервалу 18 до 25 мм, а шифр 2 – интервалу свыше 25 до 32 мм.

Таблица 10

Классификация деталей по конструктивным признакам

Наименование признака классификации	Шифр признака классификации	по строкам
1. Диаметр прутка	1 (до 40)	2 (свыше 40)
2. Длина детали	1 (до 25 мм)	2 (свыше 25 мм)	1 (до 25 мм)	2 (свыше 25 мм)
3. Внутренний диаметр детали
до 25 мм	свыше 25 мм	до 25 мм	свыше 25 мм	до 25 мм	свыше 25 мм	до 25 мм	свыше 25 мм
1 втулка D28-L25-d22
2 втулка D28-L32-d22
3 втулка D32-L40-d25
4 втулка D32-L40-d25
5 втулка D36-L40-d28
6 втулка D40-L50-d32
7 втулка D40-L40-d32
1 втулка с буртом D24-L12-d18
2 втулка с буртом D26-L15-d20
3 втулка с буртом D28-L15-d25
4 втулка с буртом D32-L20-d25
5 втулка с буртом D36-L20-d28
6 втулка с буртом D38-L20-d30
7 втулка с буртом D40-L20-d32
по столбцам

Исходя из нормы управляемости при определенном типе производства рассчитывается количество участков цеха в соответствии с формулой (16). Размер одного предметного участка определяется в соответствии с формулой (17).

На основании полученных формируется общность однородных деталей так, чтобы их суммарная величина примерно соответствовала

Результаты расчетов занесем в сводную таблицу 11.

Таблица 11

Сводная таблица относительной трудоемкости деталей по участкам производственного цеха

№ участка	№ детали, закрепленной за данным участком	Годовая программа выпуска детали, , шт.	Суммарное штучное время, мин	Относительная трудоемкость детали,
Итого по участку 1. кдi
Итого по участку 2. кдi

Рассчитаем число рабочих мест на каждой операции отдельно по участкам.

Таблица 12

Расчетные характеристики участка № 1,2

№ детали	Объем производства () шт	Трудоемкость операции,	Сумма
Токарно-виторезная	Токарно-револьверная	Вертикально-сверильная	Горизонтально-фрезирная	Моечная
Средний коэффициент загрузки оборудования

* в ячейках, характеризующих подетальную трудоемкость в первой верхней строке указывается штучные операционные времена обработки, а в знаменателе указана трудоемкость обработки всего объема производства детали

Поточные методы организации производства обеспечивают наивысшую производительность труда в промышленности за счет рациональной организации производственного процесса. При поточных методах производства реализуются основные принципы рациональной организации производственного процесса: принципы специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности, пропорциональности и ритмичности. Такой метод организации позволяет предприятию получить значительные экономические выгоды. Поэтому там, где это целесообразно и возможно, следует использовать этот прогрессивный метод организации производства. По разнообразию обрабатываемых на поточной линии изделий различают однопредметные и многопредметные поточные линии.

На однопредметных линиях обрабатывается в течение планового периода только один предмет. Это узко специализированная поточная линия. На многопредметных поточных линиях обрабатывается определенная номенклатура, как правило, однородных предметов.

Количество предметов обработки колеблется от двух до нескольких десятков в зависимости от вида потока. Существуют два основных вида поточных многопредметных линий: переменные поточные линии и групповые поточные линии. На переменных поточных линиях обрабатывается относительно небольшое количество изделий — как правило, не более пяти. В каждый конкретый момент времени на переменной линии обрабатывается только один предмет, но в течение планового периода обработке подвергаются все закрепленные за линией предметы. Таким образом, каждый предмет обрабатывается в течение своего частного периода времени (частного временного фонда работы линии).

Групповые поточные многопредметные линии по характеру организации их деятельности наиболее близки к целевым производственным участкам. На них одновременно обрабатывается, как правило, несколько закрепленных за ними деталей (или обработке подвергаются все детали).

Поточные линии создаются, как правило, для обработки сложных, трудоемких деталей с большими объемами выпуска, а также комплекса конструктивно однотипных деталей с небольшим объемом производства и одинаковым или подобным технологическим маршрутом обработки.

Деталь или комплекс деталей считается потенциально пригодной для постановки на поток в том случае, когда ее показатель массовости (или сумма показателей массовости всех деталей комплекса) оказывается близок к единице либо к любому целому числу более единицы. Расчет показателя массовости производится по формуле (4).

В таблице 13 приведены рекомендации относительно выбора вида поточной линии.

Таблица 13

Дата добавления: 2014-11-06