По способу поддержания ритма различают поточные линии с регламентированным и свободным ритмом. Регламентированный (принудительный) ритм достигается с помощью определенной скорости движения конвейера. Такой ритм может дополняться, в случае необходимости, звуковыми, световыми сигналами или разметкой конвейера, предупреждающими рабочих на поточной линии о наступлении срока окончания операции. Регламентированный ритм служит важной предпосылкой для создания автоматических поточных линий. Поточные линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. На этих линиях соблюдение ритма возлагается непосредственно на работников данной линии или мастера. Для передачи деталей используются чаще всего транспортные средства периодического действия.
По положению объектов на поточной линии они подразделяются на стационарно-поточные и передвижно-поточные линии. На стационарно-поточных линиях объект обработки или сборки неподвижен (например, сборка тяжелых машин), так как перемещение его затруднено, при этом рабочие переходят от одного объекта к другому. На передвижно-поточных линиях объект обработки передвигается с помощью различных транспортных устройств, а рабочие места неподвижны.
С точки зрения уровня механизации производственных процессов различают механизировано-ручные и комплексно-механизированные (автоматизированные) поточные линии. Механизировано-ручные поточные линии – поточные линии, в которых большая часть операций производственного процесса изготовления продукции или полуфабриката, узловой или общей сборки (по трудоемкости) выполняются механизмами, машинами и другими видами оборудования и, кроме того, механизированы процессы перемещения продукции от одного рабочего места к другому. При этом в отдельных случаях допускается перемещение продукции, выполнение отдельных операций вручную. Комплексно-механизированные (автоматизированные) поточные линии – поточные линии, в которых все операции производственного процесса изготовления продукции или полуфабриката, узловой или общей сборки выполняются механизмами, автоматизированными видами оборудования с взаимоувязанной производительностью и, кроме того, механизированы все процессы перемещения продукции или полуфабриката от одного рабочего места к другому. При этом рабочие выполняют только функции наладки, наблюдения, управления за системой машин[5].
Основной расчетной величиной поточной линии является такт потока. Под тактом поточной линии понимается интервал времени между двумя выпускаемыми друг за другом с последней операции или между любыми смежными операциями изделиями. Такт потока является функцией заданной программы выпуска и существенно влияет на выбор технологического процесса, оборудования, оснастки, транспортных средств. В общем виде величина такта поточной линии (Т) определяется по формуле:
Т = ФПЛ / П, (1)
где ФПЛ - плановый полезный фонд времени работы оборудования за определенный промежуток времени в часах или в минутах; П – производственная программа за тот же промежуток времени в натуральном измерении, в штуках.
При определении планового полезного фонда времени работы оборудования надо учитывать время, необходимое для ремонта оборудования, смену инструмента, подналадку станков, а также время на отдых, естественные надобности рабочих, положив при этом в основу научно обоснованный режим труда и отдых в течение рабочего дня. Экономическое содержание такта поточной линии состоит в том, что если на потоке фактически выдерживается эта расчетная величина такта, то коллектив рабочих обязательно выполнит установленное плановое задание, так как оборудование и рабочие работают с запланированной производительностью. При сокращении длительности такта потока производственный процесс интенсифицируется либо за счет использования неучтенных при организации поточной линии резервов ускорения работы оборудования, либо за счет интенсификации труда рабочих. При увеличении длительности такта поточной линии замедляется темп производства, так как возникают потери рабочего времени, а оборудование недогружается, в результате не будет выполнено производственное задание, что приведет к ухудшению технико-экономических показателей работы участка, цеха, предприятия.
При поштучной передаче деталей с операции на операцию период между передачей двух следующих одна за другой деталей равен установленному такту. При передаче деталей с операции на операцию передаточными минипартиями (ПП), например, когда размеры детали очень малы или когда величина такта измеряется по секундам, рассчитывают ритм поточной линии (Р) по формуле:
Р = Т х ПП,(2)
где ПП – величина передаточной минипартии деталей. Соблюдение такта или ритма поточной линии обеспечивается синхронизацией продолжительности каждой операции, т.е. путем выравнивания по времени всех технологических операций по отношению к такту или ритму потока[6].
Такт является основой для расчета других показателей поточной линии. Расчет количества рабочих мест поточной линии (КР) по каждой операции производится по формуле:
КР = ТШТ /Т, (3)
где ТШТ – трудоемкость операции поточной линии в тех же единицах измерения, что и такт потока.
При полной синхронизации потока расчетное количество рабочих мест всегда целое число, загрузка оборудования полная, т.е. длительность операции равна такту. При частичной синхронизации на несинхронизированных операциях расчетное количество рабочих мест не равно целому числу, поэтому результат расчета числа рабочих мест округляется в большую сторону. Это будет принятое количество рабочих мест (КП). Коэффициент загрузки рабочего места (КЗ) по каждой операции определяется по формуле:
КЗ = КР /КП (4).
Скорость движения конвейера поточной линии (СК) должна соответствовать такту потока. Это соответствие достигается, если путь, равный расстоянию между двумя смежными деталями, конвейер проходит за время, равное такту потока:
СК = ШК / Т, (5)
где ШК – расстояние между двумя обрабатываемыми друг за другом деталями на конвейере (шаг конвейера).
Одним из наиболее важных условий непрерывности производственного процесса является поддержание на всех стадиях поточного производства определенной величины производственных заделов. Под производственными заделами понимается незавершенное производство в натуральном выражении: заготовки, полуфабрикаты, готовые детали, сборочные единицы, находящиеся на разных стадиях производственного процесса (на разных уровнях готовности) и предназначенные для обеспечения бесперебойного хода работы. Производственные заделы являются одной из основных частей оборотных фондов предприятия. В связи с этим обеспечение непрерывности поточного производства при минимально возможных оборотных фондах является чрезвычайно важным условием повышения эффективности производства. Размер производственных заделов, а следовательно, величина необходимых оборотных фондов зависят от организационного построения поточной линии, расстановки рабочих мест, особенностей применяемого оборудования. Определение величины производственных заделов должно производиться на основе специального расчета, а затем должен вестись учет и контроль состояния заделов[7].
Под технологическим заделом (ЗТЕХ) понимают детали или сборочные единицы, находящиеся в процессе непосредственной обработки или сборки на рабочих местах, а также детали, подвергающиеся технологическому контролю на специальных рабочих местах ОТК (ККОН):
ЗТЕХ = СК х КЧ + ККОН,(6)
где КЧ – число деталей, одновременно обрабатываемых на одном рабочем месте.
Экономическое значение технологического задела в том, что если на начало рабочей смены или в любой час работы поточной линии на каждом рабочем месте есть расчетное число единиц объектов, прошедших обработку по предшествующим операциям, то, значит, есть условия для работы без простоев рабочих и оборудования, будет выполняться плановое сменное задание, а следовательно, обеспечиваться расчетная эффективность поточной линии. Если же на начало смены на любом рабочем месте отсутствует деталь, то по очереди обязательно будут простои рабочих и оборудования на всех последующих операциях после «пустого» рабочего места, равные такту поточной линии, умноженному на количество отсутствующих деталей. В результате снизится эффективность работы поточной линии.
Под транспортным заделом понимается общее число деталей, постоянно находящихся в процессе перемещения между рабочими местами поточной линии. Величина транспортного задела (ЗТР) поточной линии при поштучной передаче изделий определяется по формуле:
Zтр= n-1 (7)
При передаче изделий транспортными партиями (Р):
Zтр= (n-1) p(8)
где n – количество деталей, одновременно передаваемых с операции на операцию; p– размер транспортной партии.
Экономическое значение транспортного задела совпадает со значением технологического. При наличии в течение смены на рабочей части конвейера расчетного числа деталей (сборочных единиц), прошедших обработку по предшествующим операциям, обеспечивается работа людей и оборудования без простоев, так как через строго определенные промежутки времени, равные такту поточной линии, к каждому рабочему месту будет своевременно подаваться деталь. Если же на каком-то транспортном устройстве конвейера не будет детали, то к определенному рабочему месту поточной линии подойдет «пустое» транспортное устройство и это рабочее место и все последующие будут по очереди простаивать в течение времени, равного такту потока[8].