По способу  транспортировки предметов труда различают линии со средствами непрерывного действия (конвейерами), с транспортными средствами прерывного действия (рольганги, желоба, тележки на рельсах, монорельсы с тельферами, краны и др.) и линии без транспортных средств.

Наиболее  совершенным транспортным средством  в поточной линии является конвейер, который поддерживает ритм работы линии, уменьшает потребность в обслуживающих рабочих, требует равенства или кратности длительности операций на линии.

По характеру  движения конвейера линии бывают двух типов: непрерывно движущиеся и пульсирующие.

Линии с непрерывным движением конвейера  создаются случаях, когда по условию  технологического процесса операции должны выполняться во время движения рабочего конвейера без снятия предметов труда с рабочих мест или операции должны выполняться на стационарных рабочих местах.

Линии с пульсирующим движением конвейера  создаются в тех случаях, когда  по условию технологического процесса операции должны выполняться при  неподвижном объекте производства на рабочем конвейере. В этом случае привод конвейера включается автоматически через заданный интервал времени только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию. Пульсирующий конвейер через определенные промежутки времени периодически останавливается, а затем снова движется.

По уровню механизации процессов различают автоматические и полуавтоматические поточные линии.

Полуавтоматические  поточные линии агрегатированы из специальных  станков-полуавтоматов.

Автоматические  поточные линии характеризуются объединением в единый комплекс технологического и вспомогательного оборудования и транспортных средств, а также автоматическим централизованным управлением процессами обработки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процессы полностью синхронизированы и действуют по единому такту (ритму).

По степени  охвата производства все поточные линии подразделяются на участковые, цеховые и заводские, сквозные.

Для правильной организации поточных линий и рационального планирования их работы необходимы обоснованные расчеты основных параметров, характеризующих поточные линии.

Мерой ритмичности и непрерывности  потока является такт, представляющий собой промежуток времени между  выпуском двух следующих одно за другим готовых изделий с поточной линии. Средний такт линии должен быть строго согласован с производственной программой линии и рассчитывается по формуле: , плановый период (месяц, смена), выражается в ч., мин.; N - производственная программа выпуска продукции за тот же плановый период.

Такт  рабочего места, или рабочий такт, определяется по формуле: ,

где Н_ti - норма времени на выполнение i-й операции на линии, норма-час; К - средний коэффициент перевыполнения норм; n_i - количество параллельно работающих мест на данной операции потока.

Если  операция выполняется на одном рабочем  месте, то рабочий такт равен норме  времени на выполнение этой операции с учетом перевыполнения норм. При  условии синхронизации всех операций такт всей поточной линии будет совпадать с тактом каждого рабочего места.

В тех  случаях, когда передача с операции на операцию осуществляется транспортными  партиями (для небольших деталей, при малой величиной такта, измеряемой секундами), рассчитывается ритм поточной линии: r_p=rn_тр ,

где п_тр - величина транспортной (передаточной) партии.

Ритм  характеризуется количеством изделий  в натуральном выражении, ритмично выпускаемых на поточной линии в единицу времени.

На непрерывно-поточных линиях после проведения синхронизации (выравнивания) операций необходимо определить на тех из них, длительность которых кратна среднему такту потока, соответствующее количество рабочих мест по формуле:

Если  нормы времени на операциях равны  или кратны такту, то при расчете количество рабочих мест равно целому числу. Если же процесс не полностью синхронизирован, то в результате расчета число рабочих мест получается дробным. После соответствующего анализа его необходимо округлить в большую или меньшую сторону до целого числа. Это будет принятое число рабочих мест на каждой i операции w_{i рас}. Перегрузка допускается в пределах 5-6 %.

Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции в процентах равен:

к_з.оi = 100(w_{i рас} /w_{i фак}),

где w_{i рас} - расчетное число рабочих мест на i-и операции; w_{i фак} - фактическое число рабочих мест на i-и операции;

Средний коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии в процентах  равен: , где m - число операций на линии.

Желательно  иметь в массово-поточном производстве нижний предел загрузки рабочих мест 80 - 85 %, а в серийно-поточном - 70 - 75 %.

Число рабочих-операторов на i-й операции равно:

P_oi = (w_{i фак}f)/w_{i o.p} , где w_{i o.p}, - норма обслуживания на i-й операции; f- число смен.

Расчет  количества оборудования. Расчетное количество оборудования на отдельных операциях определяется в соответствии с заданным тактом потока по формуле:

Количество  единиц оборудования на i-м рабочем месте потока можно рассчитать по формуле: , где N_i - сменное производственное задание i-му рабочему месту потока, N_тэ – технико-экономическая норма использования ведущей машины (максимальная мощность ведущего оборудования).

Коэффициент использования оборудования на i-той операции определяется по формуле: , где С_iфакт - фактическое число единиц оборудования на i-той операции.

При организации  непрерывно-поточного производства строго должен выдерживаться режим, заключающийся в подаче изделий на рабочие места равными партиями через равные промежутки времени. Это условие выполняется в том случае, если в качестве транспортных средств используются транспортные, рабочие и распределительные конвейеры.

Основой расчета поточной линии может  быть не такт, а максимально возможная производительность ведущего оборудования потока, которую принято называть «технико-экономической нормой использования ведущей машины». Она определяется за смену:

, где N_r - часовая (паспортная) производительность ведущего оборудования (туб, т); 8 - продолжительность смены (ч); К_зн - средний нормативный коэффициент загрузки оборудования по времени (0,8).

Для аппаратов циклического действия (автоклавов, коптильных установок) технико-экономическую норму использования ведущей машины рассчитывают по формуле:

, где Е - единовременная загрузка сырьем единицы оборудования; Н_с - норма расхода сырья на выпуск готовой продукции; Z - количество оборотов (циклов) оборудования за определенный период времени (смена, сутки).

, где t_цикла - время одного оборота, включая время на загрузку и выгрузку. Если время на загрузку и выгрузку не учитывается, то:

Высокая эффективность поточного производства позволяет их широкое распространение. Характерными чертами поточного производства являются:

• широкое применение высокопроизводительного специального оборудования;
• высокий уровень механизации и автоматизации ручных работ и транспортных операций;
• наиболее полное использование оборудования, материалов и прочих средств производства.

При поточной организации производства лучше  используются производственные площади, так как оборудование размешается  более компактно, сокращаются площади, неэффективно используемые в ходе технологического процесса изготовления продукции.

К числу  основных факторов, влияющих на повышение  эффективности поточного производства, относятся следующие:

• применение в потоке передовой технологии и техники и оптимальных режимов работы оборудования приводит к снижению трудоемкости процессов производства;
• ликвидация простоев рабочих из-за переналадок оборудования, неравномерной загрузки, непропорциональности мощностей рабочих мест;
• освобождение рабочих от затрат излишнего и тяжелого физического труда (доставка на рабочие места материалов и полуфабрикатов, а также дальнейшее перемещение предметов труда осуществляются с помощью специальных транспортных средств);
• выполнение одной и той же операции или ее части в течение длительного времени, позволяет рабочим приобретать производственные навыки;
• повышение точности заготовок и материалов, в результате чего сокращается время на обработку и изготовление продукции.

Внедрение поточного производства приводит к  значительному сокращению продолжительности производственного цикла, уменьшению заделов и общего объема незавершенного производства.

Вместе  с тем, поточному производству характерны и некоторые недостатки, к числу которых относятся: узкая специализация работников, монотонность труда, жесткая регламентация их деятельности. Данные особенности отрицательно сказываются на уровне производительности труда, обуславливают высокую текучесть кадров, понижают заинтересованность рабочих в результатах своего труда. В дальнейшем развитие поточного производства должно быть ориентировано на устранение факторов, снижающих эффективность поточного производства в современных условиях.

 

3. Робототехнологическая система, основные понятия и определения.

Появление и развитие промышленных роботов, безусловно, явились одним из крупнейших достижений науки и техники последних лет. Они позволили расширить фронт работ по автоматизации технологических и вспомогательных процессов, открыли широкие перспективы создания автоматических систем машин для гибкого, переналаживаемого производства. Промышленные роботы избежали периода недоверия и недооценки, трудностей становления. Наоборот, ни одному техническому средству не доставалось даже авансом столько восторженных похвал, ни одному не уделялось столько внимания.

Длительное  время большинство промышленных роботов создавалось как конструкции напольного типа, что явилось следствием вольного или невольного подражания человеку, который стоя обслуживает станок. По данным статистики, промышленные роботы напольной конструкции составляют 53 % общего количества, еще 39% —с креплением на базовых узлах оборудования и лишь 8 % — подвесные конструкции. Между тем напольные конструкции — самые нерациональные и неэкономичные, так как требуют значительных дополнительных площадей, вызывают психологическое напряжение при наладке и обслуживании, имеют минимальные возможности «многостаночного» обслуживания.

Конкретные  задачи, которые роботы решают в настоящее время на промышленных предприятиях можно разделить на три основных категории:

1. Манипуляции заготовками и изделиями.  При разгрузочно-загрузочных и транспортных операциях робот заменяет пару человеческих рук. Робот  многократно повторяет одну и ту же операцию в соответствии с заложенной в нем программой. Типичные применения таких роботов: погрузочно-разгрузочные работы; перенос изделий с одной производственной установки на другую; упаковка.
2. Обработка с помощью различных инструментов. Хотя роботы, выполняющие обработку изделий с помощью различных инструментов, и нашли пока менее широкое применение, чем аналогичное оборудование для транспортировки деталей и заготовок, они продемонстрировали свою эффективность при решении многих задач, таких как сварка, обработка, нанесение различных составов на поверхность, чистовая обработка, испытания и контроль.
3. Сборка. Большой объем работ на современных предприятиях приходится на сборочные операции, однако многие из них требуют особого мастерства и слишком сложны для машины. В связи с этим значительная часть сборки до сих пор выполняется вручную. Тем не менее, ряд сборочных процессов уже автоматизирован. Это относится главным образом к относительно простым и многократно повторяющимся операциям

Вполне  вероятно, что в будущем мобильные роботы получат широкое распространение, но в настоящее время уровень развития, которого достигли промышленные роботы, лучше всего характеризуется понятием «механическая рука», прикрепленная к полу, стене, потолку или к машине, снабженная специальным рабочим органом, которым может быть захват или какой-нибудь инструмент, например сварочный или покрасочный пистолет.

Кроме классификации роботов по конфигурации руки можно разделить их на роботов первого, второго, третьего поколений. К роботам первого поколения обычно относят «глухие, немые и слепые роботы», которые нашли широкое распространение на предприятиях. Роботы второго поколения, которые совсем недавно появились в лабораториях, сейчас можно встретить и на заводах. Роботы второго поколения используют различную сенсорную информацию об окружающей среде, чтобы корректировать свое поведение при выполнении производственной операции включают устройства технического зрения и тактильные датчики, обеспечивающие «ощущение касания». Некоторые роботы второго поколения называют интеллектными роботами. Но этот термин следовало бы отнести к роботам третьего поколения, которых нет еще даже в лабораториях. Сейчас только начались исследования по созданию роботов, наделенных «здравым смыслом». Тем не менее, такие исследования действительно приведут к созданию так называемых интеллектных роботов, которые будут наделены «чувствами» и способностью распознавать объекты внешнего мира и, таким образом, в перспективе станут в какой-то степени обладать способностью действовать самостоятельно.