CC BY
58
БАЛАНСИРОВКА ОПЕРАЦИЙ КАК ИНСТРУМЕНТ СОКРАЩЕНИЯ ПОТЕРЬ ВРЕМЕНИ НА ОЖИДАНИЯ В БЕРЕЖЛИВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Иванова Ксения Борисовна
магистр Московского политехнического университета
РФ, г. Москва Е-mail: ksusha_533@mail.ru
Парфеньева Ирина Евгеньевна
канд. техн. наук, доц. Московского политехнического университета
РФ, г. Москва Е-mail: iparfeneva@mail. ru
BALANCING OPERATIONS AS A TOOL TO REDUCE WASTED TIME WAITING
IN LEAN MANUFACTURING
Ksenia Ivanova
master of the Moscow technical University Russia, Moscow
Irina Parfenieva
candidate. tech. Sciences, associate Professor Moscow technical University
Russia, Moscow
АННОТАЦИЯ
Рассматривается проблема уменьшения потерь времени в производственной системе и один из видов этих потерь - время на ожидания. Для борьбы с потерями применяется инструмент концепции «Lean Production» -балансировка или синхронизация производственной цепочки технологических операций по обработке предметов труда.
ABSTRACT
Discusses the problem of reducing time losses in the production system and one of these losses - time. To combat the losses applicable tool the concept of «Lean Production» - is a balancing or synchronization of the production chain of technological operations of processing of items of work.
Ключевые слова: бережливое производства, синхронизация операций, время такта, коэффициент загрузки рабочего места, норма штучного времени, график загрузки оборудования.
Keywords: lean production, synchronization operations, takt time, load factor of the workplace, the rate of a piece of time, schedule loading of equipment.
Организация современного производства, базирующаяся на концепции бережливого производства (Lean production), предполагает неуклонное уменьшение длительности производственного цикла путем ликвидации скрытых потерь.
К одной из категорий скрытых потерь относят потери времени на ожидания, которые возникают, когда люди, операции или частично готовая продукция вынуждены дожидаться дальнейших действий, информации или материалов. Для оценки величины этих потерь ведут хронометраж действий либо бездействий сотрудников, а также работы (либо простоя) оборудования на протяжении смены.
Для уменьшения потери времени на ожидания в реальном производстве проводят балансировку (синхронизацию/выравнивание работы) всей производственной цепочки технологических операций по обработке предметов труда.
Работа непрерывно-поточной линии, на которой обрабатываемые или собираемые предметы перемещаются по всем операциям линии непрерывно, то есть без межоперационного простоя, основана на согласовании длительности операций с тактом линии. Длительность любой операции должна быть равна или кратна такту. Процесс согласования длительности операций с тактом поточной линии называется синхронизацией.
Условие синхронизации в непрерывно -поточных линиях имеет вид
Т,,
Т,,
Т
А II
W-,
w?
w„
(1)
где Тшт1,Тшт2, ...,Тштт - штучное время на выполнение 1,2,..., т операции, мин;
w1,w2, ...,шт - число рабочих мест на операциях;
тв - время такта.
Время такта - это промежуток времени, за который производится единица продукции.
Время такта линии строго согласовывается с производственной программой и рассчитывается по формуле
Т„ = ■
Фд-/р
(2)
числа, которое называется принятым числом рабо-
чих мест м
пр1-
Коэффициент загрузки рабочего места (станка)
К^: = ■
w1
Р1
W,
(4)
пр1
Общий коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии
где Фд - действительный фонд времени работы линии в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), мин.;
/р - регламентированные перерывы в работе линии для отдыха рабочих (не всегда имеют место);
Пз - программа запуска деталей на рассчитываемый период, шт.
Время такта считается верхней границей загрузки работников; постепенное сокращение времени такта - показатель успешной работы предприятия.
Расчетное количество рабочих мест на каждой операции определяется по формуле
Т
1 II
(3)
Если технологический процесс не полностью синхронизирован, то количество рабочих мест получается дробным, его следует округлить до целого
^об.з =
(5)
Синхронизация или балансировка операций позволяет распределить работы между операторами таким образом, чтобы операторы на рабочих местах имели приблизительно одинаковую рабочую загрузку, которая соответствовала бы времени такта.
Действия начинаются с определения технологического процесса, который будет подвергнут изменениям. В качестве примера рассмотрим технологический процесс обработки шестерни коленчатого вала грузового автомобиля. За исходные данных примем годовую программу выпуска шестерен N = 90000 шт.; режим работы участка - 2 смены.
Для удобства каждой поверхности детали присваивается номер (рисунок 1) и составляется таблица 1, в которой указывается номер поверхности и элементарный маршрут ее обработки.
Рисунок 1. Элементарные поверхности шестерни коленчатого вала
Таблица 1.
Элементарные маршруты обработки поверхностей шестерни
Номер поверхности Элементарный маршрут
1,3 Точение предварительное
Точение окончательное
2 Точение предварительное
Точение окончательное
Зенкерование однократное
4 Развертывание однократное
Растачивание черновое
Растачивание чистовое
Фрезерование однократное
5 Шевингование однократное
Прикатка однократная
6 Протягивание однократное
^ =
Г
в
7 Выбивание метки
8,9,10 Точение однократное
11 Закругление однократное
12 Точение однократное
Расчет нормы штучного времени Для расчета нормы времени на операции используем аналитически-расчетный метод, когда основное (технологическое) время рассчитывалось для конкретных операций по формулам с учетом режимов резания, а данные для расчета вспомогательного времени определялись с помощью нормативов времени [1].
Норма штучного времени (мин)
Т = Т -I- Т -I- Т 4- Т
А шт Ао ' Ав ' Аобс ' А'
*отд>
(6)
где То - основное (технологическое) время;
Тв - вспомогательное неперекрываемое время; Тобс - время обслуживания рабочего места; Тотд - время на отдых и личные надобности. Основным То является время, затрачиваемое рабочим на количественное или качественное измене-
ние предмета труда: его размеров, свойств, формы и состояния поверхностей.
Основное (технологическое) время рассчитывалось по формуле
Т =
о
^ст^ст
(7)
где ¿рх - расчетная длина рабочего хода режущего инструмента, то есть путь, проходимый режущим инструментом в направлении подачи, мм;
I - число рабочих ходов режущего инструмента; пст - частота вращения шпинделя станка, принятая по паспорту станка, об/мин;
5.
подача по паспортным данным станка,
мм/об.
Данные по расчету штучного времени на операции обработки шестерни представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Данные по расчету штучного времени на операциях обработки шестерни
Номер и наименование операции Основное время То, мин Штучное время Тшт, мин
005 Токарная Переход 1 1,073 1,446
Переход 2 0,89
Переход 3 0,862
Переход 4 1,008
Переход 5 0,94
010 Расточная Переход 1 0,54 1,04
Переход 2 0,665
015 Зубофрезерная 3,91 4,42
020 Зубозакругляющая 0,163 0,324
025 Горизонтально-протяжная 0,156 0,447
030 Зубошевинговальная 3,046 3,42
035 Маркировочная 3,046 3,42
040 Моечная 0,65 0,68
045 Зубоприкатная 0,183 0,365
050 Контрольная 0,357 0,457
Определение такта, ритма и темпа Такт работы поточной линии - промежуток времени между запуском или выпуском отдельных изделий, рассчитан по формуле (2) и составляет 2,25 мин.
Ритм работы поточной линии Д (мин):
Д = р • т,
(8)
где т - такт, мин;
р - количество деталей в транспортной партии,
шт.
Д = 1 • 2,25 = 2,25 мин. Темп работы поточной линии - количество деталей, выпускаемых в единицу времени г
_ 1 т'
1 шт
г =--60 = 26,7-.
2,25 час
Расчет количества станков для выполнения операции
Для поточной линии расчетное количество оборудования (рабочих мест) для каждой операции определяется по формуле
г . =
°расч.1
Т
1 шт.1
Т
где Т*шт.1 - штучное время на /-ю операцию, мин; т - такт, мин.
Принятое число рабочих мест Спр определяется округлением расчетного числа в большую сторону
С,
расч.005
с,
расч.010
с,
с,
с,
1,446
2,25 1,04
225 4,42
" 225 0,324
2,25 _ 0,447
расч.025 2 25 23,,2452
= 0,64; С
пр.005
= 0,46; С
пр.010
расч.015
= 1,96; С
пр.015
= 1;
= 1;
= 2;
расч.020
= 0,14; С
пр.020
= 1;
С,
расч.030
С,
расч.045
2,25 0,365
2,25
= 0,20; Спр.025 = 1; = 1,52; Спр.030 = 2;
= 0,16; Сп
пр.045
= 1.
Расчет коэффициента загрузки оборудования
Загрузка оборудования во времени по каждой операции определяется как отношение расчётного к принятому количеству единиц оборудования
(10)
где Спр - принятое количество оборудования.
^005 = ^010 = ^015 = ^020 = '
^025 ^030 = '
0,64 0,46 1,96 0,14 0,2 1,52
0,64;
0,46;
0,98;
0,14;
0,2;
0,76;
2
0,16
^045 = = 0,16. Средний коэффициент загрузки оборудования
^ср =
^ср у с .'
¿-1 "-пр1
0,64 + 0,46 + 0,98 + 0,98 + 0,14 + 0,2 + _+0,76+ 0,76+ 0,16_
9
(11)
100% =
= 56%
Полученные данные представлены в таблице 3. График загрузки оборудования приведен на рисунке 2.
Таблица 3.
Количество оборудования по операциям и его загрузка
Номер и наименование операции Расчетное количество оборудования Ср;, шт Принятое количество оборудования Спр;, шт Загрузка оборудования, ^
1 2 3 4
005 Токарная 0,64 1 0,64
010 Расточная 0,46 1 0,46
015 Зубофрезерная 1,96 2 0,98
020 Зубозакругляющая 0,14 1 0,14
025 Горизонтально-протяжная 0,2 1 0,2
030 Зубошевинговальная 1,52 2 0,76
045 Зубоприкатная 0,16 1 0,16
Диаграмма загрузки оборудования известна в концепции «Lean production» как диаграммы Яма-зуми и предназначена для того, чтобы помочь эффективно распределять работу, выявлять возможности для улучшений путем сокращения потерь времени [2].
Полученные данные свидетельствуют о том, что загрузка оборудования при существующей программе выпуска ведет к неэффективному использованию оборудования. Необходимо выполнить перебалансировку линии - перезагрузить рабочие места, что позволит избежать переработок и простоя.
Список литературы:
1. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Массовое производство. URL: http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293832/4293832218.pdf (дата обращения 08.03.2017 г.).
2. Семенычев Ф. Стандартизированная работа. Методы построения идеального бизнеса. URL: https://books.google.ru/books?id=EUOaAgAAQBAJ&pg (дата обращения 25.02.2017 г.).
