Neprekidni tehnološki procesi

Neprekidni tehnološki procesi izvode se na tri tipa tehnoloških linija:

1.Blok linijama,

2.Linijama s nezavisnim tehnološkim jedinicama,

3.Linijama s nezavisnim skupinama (grupama) tehnološke opreme.

• 1 – tehnološke jedinice

• 2 – uređaji za skladištenje

• Shematski prikaz rada linije s elastičnim vezama

• Bunker – uređaj za skladištenje

Struktura automatskih linija

• Uvjetni prikaz protočna linija s rezervom na radnim mjestima

Kontinuirani tijek obrade

• Ukupno vrijeme obrade na ovim linijama jednako je vremenu obrade na limitirajućem zahvatu (fazi), uvećanom za pomoćna vremena transporta, primicanja i odmicanja alata, stezanja i otpuštanja i slično. Prema tome ukupno vrijeme obrade je:

• tu = tlim + ∑tpi (min/kom)• tlim- vrijeme obrade najduže faza• tpi – pomoćna vremena

• P1,P2,…,Pn – pozicije obrade

• t1,t2,…,tn – tehnološka vremena rada pojedinih alata.

• Vrijeme obrade limitirajuće faze može se izračunati po obrascu:

• tlim = Llim/ nlim*slim

• Eksplicitno promatrano u pomoćna vremena ulaze: Vrijeme stezanja, obrtanja obratka, vrijeme transporta obratka na poziciju obrade, vrijeme fiksiranja nosača obratka, vrijeme brzog primicanja alata, vrijeme brzog odmicanja, vrijeme otpuštanja nosača obratka.

• Vrijeme izrade dijelova na više predmetnim linijama je:

• t1 = tlim + ∑tpi = te1/p• Gdje je:• te1 – vrijeme radnog ciklusa jednog toka ili

jednoprotočne linije u min.• p – broj tehnoloških tokova više protočne

linije.• Bitna karakteristika linijske proizvodnje je takt

linije “t”• t = Kk/Q (min/kom)

• Kk korisni kapacitet,

• Q – godišnji obim proizvodnje

• Kk = mk* sk* ήk * 60 (min)• mk – broj radnih dana u godini• sk – broj smjena rada• ήk - iskorištenje radnog vremena (0,78-0,8)• nk – radno vrijeme smjene

Sinhronizacija vremena trajanja operacija

• Kao što je navedeno vrijeme trajanja operacija može biti veće, manje ili jednako taktu vremena. Težnja je da sva vremana operacija

Jednaka ili bar približno jednaka vremenu takta “t”.

• Sinhronizacija se najčešće izvodi u dvije etape:

1.Prethodna (u prvoj etapi projektiranja procesa)

2.Završna (u drugoj etapi, odnosno u etapi probnog rada u proizvodnom sustavu)

• Na naredno slajdu pokazan je postupak sinhronizacije vremena trajanja operacija u uvjetima automatskih linija

Primjeri

Predmeti rada

• Intenzitet toka predmeta rada u sustavu je veličina koja je u najužoj vezi s izlaznim komponentama proizvodnog sustava, s efektima sustava. Pod intenzitetom toka podrazumijeva se količina predmeta koji prolaze kroz neki presjek sustava u jedinici vremena.

• Količina mora biti u granicama koje osiguravaju:

• Površine za smještaj predmeta rada u procesu i

• Kontrolu troškova rada proizvodnog sustava.

• U tom smislu imamo.

1.Za prekidne sustave

Nedovršena proizvodnja je:

Za jedan predmet obrade u procesu

• Za više predmeta obrade u procesu:

• Iz ovoga slijedi da količina proizvoda u procesu raste u srazmjeri intenzitetu toka i vremenu trajanja ciklusa proizvodnje što povlači:

• s tehničkog aspekta veće površine za smještaj ovih količina i

• s ekonomskog aspekta vezivanje obrtnih sredstava i povećanje troškova rada sustava.

2. Za neprekidne sustave

• Ukupna količina predmeta obrade kod neprekidnih sustava zavisi od broja radnih mjesta i njihovog stupnja složenosti i ritma rada linije što direktno kako je poznato utječe i na dužinu trajanja ciklusa.

• Kod ovih sustava razlikujemo:

• Tehnološke zalihe

• Transportne zalihe

• Rezervne zalihe i

• Obrtne zalihe

• Tehnološke zalihe “qi”

obuhvata sve dijelovekoji se nalaze u obradi na radnim mjestima pa je njihova veličina određena brojem:

• Radnih mjesta

• Obradnih sustava na radnom mjestu

• Pozicija na obradnom sustavu

što daje vezu oblika:

Gdje je:

• i – broj radnih mjesta,

• Mi – broj obradnih sustava na radnom mjestu,

• Pp - broj pozicija na radnom mjestu (broj komada) koji iznosi: pp = nn +1

• Transportne zalihe

• Obuhvaćaju sve dijelove koje se nalaze u procesu transportiranja između radnih mjesta. Razlikujemo:

• Neprekidni transport kod koga je veličina zaliha uvjetovana kapacitetom transportera i iznosi:

• Gdje je:

• L – dužina transportnog uređaja (m),

• l – rastojanje između dijelova (ili partija) na transportnom uređaju (m),

• p – veličina transportne partije 8kod predaje po 1 komad ima se p = 1) (kom/part.)

• Prekidan transport – Veličina zaliha određuje se prema periodičnosti transportiranja i to:

• Gdje je:

• Rtr – ritam transportiranja (min./part.),

• t – takt linije i

• i – broj operacija

• Rezervne (sigurnosne ) zalihe qr

• Postoje radi sprječavanja narušavanja ritma i prekida u radu linije. Mogu biti:

• Kompenzacijskog karaktera ( 2 – 5 komada) i

• Havarijskog karaktera.(kreće se u granicama potreba od jednog sata do pola smjene).

• U principu se određuju posebno za svaku liniju u funkciji karakteristika i vjerojatnosti pojava smetnji pri određenom režimu rada linije.

• Obrtne zalihe

• Nastaju zbog nepotpune sinhronizacije vremena trajanja operacija. Ritam rada ovih linija ogleda se u tome da se u određenom vremenu Tcob (jed.vr.) na svakoj operaciji obradi određena količina predmeta rada Qn (jed.pr.).

• Za održavanje na ovaj način određenog ritma linije neophodno je na određeni način regulirati nastala čekanja na pojedinim radnim mjestima.

• Razlikujemo dva slučaja utvrđivanja ovih zaliha:

1. Reguliranje procesa rada za sustave s jednim strojem na svakom radnom mjestu

• Ovu problematiku promatrat ćemo na primjeru kao na slici:

• Znači na svakom mjestu ima po jedan stroj koji u ciklusu obrtanja Tcob ima svoja vremena trajanja operacija odnosno vrijeme rada dotičnog (i-tog)stroja označeno s tcobi . Njegova vrijednost može se izračunati po obrascu:

• Gdje je:

• ήii - stupanj neprekidnog opterećenja stroja u vremenu trajanja ciklusa i kreće se

• U vremenu Tcob i tcobi na svakoj operaciji obradi se jednaka količina dijelova Qn (jed.pr.).

• Porast proizvodnje u ovom vremenu na svakoj operaciji je predstavljen linearnom funkcijom kao na narednom slajdu. Šrafirane površine predstavljaju količinu obrađenih predmeta obrade tako da je:

• Nagib prave koja predstavlja količinu obrađenih dijelova je funkcija vremena tii

• Ako promatramo jedan presjek X-X u nekom trenutku vremena a u okviru Tcob zapazit ćemo da su do tog trenutka strojevi na određenim operacijama radile u vremenu tcobx koji je dio vremena Tcob pa se može napisati:

• Gdje je:

• - stepen ostvarenog neprekidnog opterećenja stroja do presjeka X-X

• Pri čemu je:

• Iz uvjeta određenog ritmom linije na svakom radnom mjestu se vremenu Tcob obradi količina proizvoda:

• S druge strane:

• Ako sada promatramo dvije susjedne operacije imamo za operaciju “i” i operaciju “i+1”

1.Pri ovome, a u ovisnosti od vremena trajanja operacija i vremena početka rada na pojedinoj operaciji, nastaje razlika u učinku između promatranih radnih mjesta-strojeva u obliku:

• U principu se mogu pojaviti tri slučaja:

• Slučaj 1

• U ovom slučaju javlja se višak obrađenih dijelova –zalihe pa za njih treba projektirati prostor između radnih mjesta i i i+1

• Slučaj 2.

• Nema zastoja, nema zaliha.

• Slučaj 3.

• Javlja se čekanje na operaciji i+1 jer je vrijeme obrade na prethodnoj operaciji duže.

• Određenim zamjenama i sređivanja možemo pisati:

• Veličine su konstantne za određeni slučaj dok se veličine kii mijenjaju u ovisnosti od izabranog presjeka X-X. ovo znači da je neka funkcija vremena čija

Tcob i tcobx

Se vrijednost mijenja tijekom perioda

kao na slici odnosno vrijedi:

• Ova funkcija nastaje superponiranjem visina šrafiranih površina. Na početku i na kraju je 0.

Tcob

• Količina predmeta obrade: nastaje i nestaje tijekom procesa pa tu količinu nazivamo tekućom zalihom. Negativne vrijednosti funkcije ukazuju na pojavu zastoja

na i + 1 operaciji. U ovim slučajevima javlja se međuvrijeme tm .

• Ovakva situacija je nepoželjna pa se u proces ulaže na početku perioda Tcob količina proizvoda:

• koja je u prethodnom ciklusu obrađena na operaciji i. Prema tome ukupne zalihe su:

• i sastoje se od tekućih zaliha i obrtnih zaliha. Grafički to izgleda :

• Veličina predstavlja nedovršenu proizvodnju koja u ekonomskom smislu predstavlja angažirana obrtna sredstva. Kako je jedan od kriterija ostvarenja efekata dan

minimumom angažiranih obrtnih sredstava to se veličina obrtnih zaliha određuje iz uvjeta:

• Ovo iz razloga što bi ispod ove granice došlo do prelaska funkcije ukupnih zaliha u negativno područje, odnosno pojave međuvremena tm na operaciji i+1 .

• Iz prikaza (slijedeći slajd) je očigledno da se veličina obrtnih zaliha ulaže na početku ciklusa obrtanja, utroši se u tijeku procesa, a zatim ponovo ulazi u drugi ciklus obrtanja. Pošto se obrnu u tijeku ciklusa i zovu se obrtne.

• U cilju određivanja veličine obrtne zalihe promatrajmo presjek procesa u točki gdje je funkcija

• U ovoj točki veličina stepena ostvarenog

• Opterećenja promatranih operacija ki dobiva vrijednost tako da za slučaj dvije susjedne operacije i i i + 1 imamo:

• - stepen ostvarenog opterećenja stroja i do trenutka gdje je: što se može odrediti grafičkom analizom na temelju uvjeta:

PRIMJER

• Na slici je dan primjer postavljanja i razrade procesa s operacijama različitog vremena trajanja i različitog početka rada za usvojeno vrijeme trajanja ciklusa obrtanja Tcob = 0,5 smjene odnosno 225 minuta.

2. Reguliranje procesa rada za sustave s više strojeva na svakom radnom mjestu.

• Vrijeme trajanja obrade na svakom stroju promatranog radnog mjesta jednako je pa je nagib linearne funkcije isti na svim strojevima tog radnog mjesta kako je i pokazano na slici.

• Na temelju sličnosti može se pisati:

• Sa slike se vidi da je:

• U nekom presjeku x imamo:

• Iz uvjeta određenih ritmom linije na svakom radnom mjestu se u okviru ciklusa obrtanja

obradi količina proizvoda:

• Promatrajući dvije susjedne operacije i i i + 1 slijedi:

• Slijedi razlika

• Analogno ranijim razmatranjima pojavljuju se obrtne zalihe:

Primjer

• = jedna smjena = 450 min

• Iz uvjeta:

• Dobiva se:

• Usvojimo da je:

Preporuke:

1.Postaviti dijagram opterećenja (dijagram rada radnika)

2.Postaviti dijagram rada sustava (proizvodnje) za svaki ciklus obrtanja pa onda odrediti obrtne zalihe

• Kada se govori o zalihama uočava se značaj veličine ciklusa obrtanja. Za usvojeno kraće vrijeme obrtanja obrtne zalihe su manje i za njihov smještaj potrebne su manje površine, a tada je ponavljanje ciklusa češće.

• Zalihe za podešavanje se postavljaju u cilju eliminiranja zastoja uslijed podešavanja i izmjene zatupljenog alata. Utvrđuju se za svaku operaciju. Ukupna veličina ovih zaliha je:

• Gdje je:

• a-broj istovremeno izmjenjivanih alata

• tpod - prosječno vrijeme potrebno za izmjenu i podešavanje alata (min); t – takt linije

• Zalihe za opravke su uvjetovane sustavom popravljanja i prolaznog su karaktera.

• …