Поточная линия

Поточная линия — это форма организации производственного процесса, при которой оборудование и рабочие места располагаются в последовательности выполнения операций технологического процесса, а предметы труда перемещаются от одного рабочего места к другому с минимальными перерывами или непрерывно. Поточная линия является основным элементом поточного производства, обеспечивающим высокую производительность, ритмичность и сокращение длительности производственного цикла.

История

Идеи разделения труда и последовательного выполнения операций восходят к мануфактурам XVIII века. Однако в современном виде поточная линия возникла в начале XX века. Ключевую роль сыграло внедрение движущегося конвейера на заводах Генри Форда в 1913 году. На предприятии Ford Motor Company в Хайленд-Парке (штат Мичиган, США) сборка шасси автомобиля Ford Model T была разделена на 84 операции. Вместо того чтобы рабочие перемещались к автомобилю, автомобиль начал двигаться мимо рабочих с помощью лебёдки и троса. Это позволило сократить время сборки одного шасси с 12,5 часов до 93 минут. Впоследствии конвейер стал механизированным и электрифицированным.

В СССР массовое внедрение поточных линий началось в годы первых пятилеток (конец 1920-х — 1930-е годы). На Горьковском автозаводе (ГАЗ), Сталинградском тракторном заводе и других предприятиях были организованы поточные линии для сборки автомобилей, тракторов и сельскохозяйственной техники. В послевоенные годы поточные линии получили распространение в машиностроении, приборостроении, радиоэлектронной промышленности и лёгкой промышленности.

Классификация поточных линий

Поточные линии классифицируются по нескольким признакам.

По степени механизации и автоматизации

• Ручные (немеханизированные) линии — перемещение предметов труда осуществляется вручную или с помощью простейших транспортных средств (тележки, рольганги). Рабочие выполняют операции вручную или с использованием ручного инструмента.
• Механизированные линии — перемещение предметов труда осуществляется с помощью механических транспортёров (ленточных, цепных, роликовых). Часть операций может выполняться механизмами.
• Автоматические линии — все операции по обработке, сборке, контролю и перемещению предметов труда выполняются автоматически с помощью станков, роботов и транспортных систем. Участие человека сводится к наладке, контролю и устранению неисправностей. Примером являются автоматические линии в станкостроении и пищевой промышленности.

По способу перемещения предметов труда

• Линии с непрерывным движением — предметы труда перемещаются непрерывно с постоянной скоростью (конвейер). Рабочий выполняет операцию на ходу или в течение того времени, пока предмет находится в его рабочей зоне. Характерно для сборочных линий.
• Линии с пульсирующим движением — конвейер движется прерывисто: перемещает предмет к следующей позиции, останавливается на время выполнения операции, затем снова перемещается. Используется, когда операция требует неподвижности предмета (например, сварка, окраска).
• Линии со свободным ритмом — предметы перемещаются между рабочими местами по мере готовности (например, по рольгангу или на тележках). Ритм работы не жёстко задан, возможны накопления межоперационных заделов.

По числу наименований обрабатываемых изделий

• Однопредметные (постоянно-поточные) линии — предназначены для обработки или сборки одного типоразмера изделия в течение длительного времени (например, линия сборки двигателя определённой модели).
• Многопредметные линии — предназначены для обработки нескольких типоразмеров изделий, сходных по конструкции и технологии. Подразделяются на:
• Переменно-поточные линии — изделия разных типов обрабатываются последовательно, партиями. После завершения партии одного изделия линия переналаживается на другое.
• Групповые линии — изделия обрабатываются одновременно или вперемешку без переналадки оборудования, если они имеют общие технологические операции и оснастку.

По степени синхронизации операций

• Линии с полной синхронизацией — длительность каждой операции равна или кратна такту (ритму) линии. Обеспечивается непрерывность движения и отсутствие простоев. Характерно для конвейерных сборочных линий.
• Линии с частичной синхронизацией — допускаются отклонения длительности операций от такта. Для компенсации создаются межоперационные заделы (запасы деталей). Распространены в механических цехах.

Основные параметры и устройство

Ключевым параметром поточной линии является такт — интервал времени, через который с линии сходит готовое изделие или партия изделий. Такт (r) рассчитывается по формуле: r = F / N, где F — фонд рабочего времени линии за плановый период (например, смена), N — программа выпуска изделий за тот же период.

Ритм — это количество изделий, выпускаемых в единицу времени. Ритм является величиной, обратной такту.

Количество рабочих мест (станков, позиций) на линии определяется исходя из трудоёмкости операций и такта. Если трудоёмкость операции превышает такт, операция может быть разделена на несколько параллельных рабочих мест.

Транспортная система — основа поточной линии. Включает конвейеры (ленточные, пластинчатые, подвесные, тележечные), рольганги, склизы, манипуляторы и роботы. Транспортная система обеспечивает перемещение предметов труда между рабочими местами, а также подачу и отвод заготовок и готовых изделий.

Система управления — может быть ручной, релейно-контакторной или программируемой (на базе промышленных контроллеров). В современных автоматических линиях управление осуществляется с помощью компьютерных систем, которые контролируют такт, синхронизацию, качество и безопасность.

Применение

Поточные линии наиболее эффективны в условиях массового и крупносерийного производства, где выпускается большая номенклатура однотипных изделий. Основные отрасли применения:

• Машиностроение — сборка автомобилей, тракторов, двигателей, станков, бытовой техники. Например, конвейерная сборка автомобилей на заводах «АвтоВАЗ» (Тольятти), КАМАЗ (Набережные Челны), ГАЗ (Нижний Новгород).
• Приборостроение и радиоэлектроника — сборка печатных плат, монтаж электронных компонентов, сборка смартфонов, компьютеров. Используются автоматические линии поверхностного монтажа (SMT).
• Пищевая промышленность — розлив напитков, фасовка продуктов, выпечка хлебобулочных изделий, производство кондитерских изделий. Пример — линии розлива на пивоваренных заводах (например, «Балтика»).
• Лёгкая промышленность — пошив одежды, обуви, производство трикотажа. Швейные конвейерные линии.
• Химическая и фармацевтическая промышленность — фасовка и упаковка лекарств, производство косметики, бытовой химии.
• Металлургия и деревообработка — прокатные станы, линии раскроя листового металла, линии по производству пиломатериалов и мебельных щитов.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая производительность труда за счёт разделения операций и специализации рабочих мест.
• Сокращение длительности производственного цикла и объёмов незавершённого производства.
• Ритмичность и равномерность выпуска продукции.
• Снижение себестоимости продукции при больших объёмах выпуска.
• Упрощение контроля и управления производством.
• Возможность автоматизации и роботизации.

Недостатки

• Высокая стоимость проектирования, изготовления и монтажа оборудования (особенно автоматических линий).
• Низкая гибкость — перестройка линии на выпуск новой продукции требует значительных затрат времени и средств (переналадка, замена оснастки, перепрограммирование).
• Монотонность труда для рабочих на ручных и механизированных линиях, что может приводить к снижению внимания и росту брака.
• Высокая зависимость от надёжности каждого элемента линии — остановка одного станка или транспортёра может привести к остановке всей линии.
• Неэффективность при малых партиях и частой смене номенклатуры.

Современные тенденции

В конце XX — начале XXI века в промышленности развитых стран наблюдается отход от жёстких, специализированных поточных линий в сторону гибких производственных систем (ГПС). Гибкие системы позволяют быстро переналаживаться на выпуск разных изделий без остановки производства. Однако в массовом производстве (автомобилестроение, электроника, пищевая промышленность) поточные линии остаются основным методом организации.

Внедрение промышленных роботов, систем компьютерного зрения и Интернета вещей (IoT) позволяет создавать «умные» поточные линии, способные к самодиагностике, адаптации к изменению параметров и автоматическому контролю качества. В рамках концепции «Индустрия 4.0» поточные линии интегрируются в единую информационную систему предприятия.

Источники

1. Новицкий Н. И. Организация производства на предприятиях. — М.: ИНФРА-М, 2019.
2. Фатхутдинов Р. А. Организация производства. — М.: ИНФРА-М, 2018.
3. Соколицын С. А., Кузин Б. И. Организация и оперативное управление машиностроительным производством. — Л.: Машиностроение, 1988.
4. Форд Г. Моя жизнь, мои достижения. — М.: Финансы и статистика, 1989.
5. ГОСТ 14.004-83. Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий.