Сборочная линия представляет собой производственный процесс (часто называемый прогрессивной сборкой , в которой части (обычно) сменные части ) добавляют в качестве полуфабриката сборки перемещается от рабочей станции к рабочей станции , где части добавляется в последовательности до тех пор , окончательная сборка не производится. Путем механического перемещения деталей на сборочные работы и перемещения полуфабриката с рабочего места на рабочее место готовый продукт можно собрать быстрее и с меньшими трудозатратами, чем если бы рабочие несли детали к неподвижному объекту для сборки.
.jpg/440px-A321_final_assembly_(9351765668).jpg)
Сборочные линии - это распространенные методы сборки сложных предметов, таких как автомобили и другое транспортное оборудование, бытовая техника и электронные товары .
Рабочие, отвечающие за работы сборочного конвейера, называются монтажниками . [1]
Концепции
Сборочные линии предназначены для последовательной организации рабочих , инструментов или машин, а также деталей. Движение рабочих сведено к минимуму, насколько это возможно. Все детали или узлы транспортируются либо конвейерами, либо моторизованными транспортными средствами, такими как вилочные погрузчики , или самотеком , без ручной транспортировки. Подъем тяжелых грузов выполняется с помощью таких машин, как мостовые краны или вилочные погрузчики. Каждый рабочий обычно выполняет одну простую операцию, если не применяются стратегии ротации заданий.
По словам Генри Форда :
Принципы сборки таковы:
(1) Поместите инструменты и людей в последовательность операций так, чтобы каждая составная часть проходила минимально возможное расстояние в процессе отделки.
(2) Используйте рабочие направляющие или какой-либо другой носитель, чтобы, когда рабочий завершает свою работу, он всегда ронял деталь в одном и том же месте - это место всегда должно быть наиболее удобным для его руки - и, если возможно, иметь гравитационную переноску. деталь к следующему рабочему для себя.
(3) Используйте скользящие сборочные линии, с помощью которых собираемые детали доставляются на удобные расстояния. [2]
Проектирование сборочных линий - это устоявшаяся математическая задача, называемая проблемой балансировки сборочной линии. [3] В простой задаче балансировки сборочной линии цель состоит в том, чтобы назначить набор задач, которые необходимо выполнить на заготовке, для последовательности рабочих станций. Для завершения каждой задачи требуется определенная продолжительность задачи. Присвоение задач станциям обычно ограничивается двумя ограничениями: (1) графом приоритета, который указывает, какие другие задачи необходимо выполнить, прежде чем конкретная задача может быть инициирована (например, не вставлять винт перед сверлением отверстия) и (2 ) время цикла, которое ограничивает сумму времени обработки задачи, которое может быть выполнено на каждой рабочей станции до того, как заготовка переместится на следующую станцию конвейерной лентой. Основные проблемы планирования для действующих сборочных линий включают интеграцию цепочки поставок , управление запасами и планирование производства . [4]
Простой пример
.jpg/440px-Assembling_Motors_on_Endless_Conveyors_in_Bldg._90,_Overland_Plant,_Toledo,_Ohio._-_DPLA_-_32916785f6fd3b34f52442af51b25520_(page_1).jpg)
Рассмотрим сборку автомобиля : предположим, что определенные этапы на сборочной линии заключаются в установке двигателя, установке капота и установке колес (в этом порядке с произвольными промежуточными этапами); за раз можно выполнить только один из этих шагов. При традиционном производстве единовременно собирали только один автомобиль. Если установка двигателя занимает 20 минут, установка капота - пять минут, установка колес - 10 минут, то автомобиль можно производить каждые 35 минут.
На сборочной линии сборка автомобилей разделена между несколькими станциями, работающими одновременно. Когда на станции заканчивается машина, она передает ее следующей. Имея три станции, можно одновременно эксплуатировать три вагона, каждая на разной стадии сборки.
По окончании работы над первой машиной бригада по установке двигателей может приступить к работе над второй машиной. Пока монтажная бригада двигателя работает со второй машиной, первую машину можно переместить на станцию капота и оснастить капотом, затем на станцию колес и оснастить колесами. После установки двигателя на вторую машину вторая машина переходит на капот. В это же время третья машина переезжает на сборку двигателя. Когда двигатель третьего автомобиля установлен, его можно переместить на станцию капота; Между тем, последующие автомобили (если есть) могут быть перемещены на станцию установки двигателя.
Предполагая отсутствие потери времени при перемещении автомобиля с одной станции на другую, самый длинный этап на сборочной линии определяет пропускную способность (20 минут для установки двигателя), поэтому автомобиль может производиться каждые 20 минут, если первая машина занимает 35 минут. был произведен.
История
До промышленной революции большая часть производимой продукции производилась вручную. Каждую часть продукта создавал один мастер или группа мастеров. Они использовали свои навыки и инструменты, такие как напильники и ножи, для создания отдельных частей. Затем они собирали их в конечный продукт, внося пробные изменения в детали, пока они не подходили и не могли работать вместе ( ремесленное производство ).
Разделение труда практиковалось в Китае, где государственные монополии массово производили металлические сельскохозяйственные орудия, фарфор, доспехи и оружие за столетия до того, как массовое производство появилось в Европе накануне промышленной революции. [5] Адам Смит подробно обсудил разделение труда при изготовлении булавок в своей книге «Богатство народов» (опубликованной в 1776 году).
Венецианский Арсенал , датированный примерно 1104, эксплуатируемый похож на производственную линию . Корабли двигались по каналу и были оборудованы различными магазинами, мимо которых они проходили. На пике своей эффективности в начале 16 века в Арсенале работало около 16000 человек, которые, по-видимому, могли производить почти один корабль в день, а также могли оборудовать, вооружить и снабдить недавно построенную камбуз стандартизированными деталями на конвейерной основе. . Хотя Арсенал просуществовал до начала промышленной революции, методы производственных линий не получили широкого распространения даже тогда.
Индустриальная революция
Промышленная революция привела к распространению производства и изобретения. Во многих отраслях промышленности, особенно в текстильной , огнестрельном , часовом , [6] гужевом транспорте , железнодорожных локомотивах , швейных машинах и велосипедах , в 19 веке произошли быстрые улучшения в транспортировке материалов, механической обработке и сборке, хотя современные концепции, такие как промышленное машиностроение и логистика еще не были названы.
Автоматическая мукомольная мельница, построенная Оливером Эвансом в 1785 году, была названа Роу (1916) началом современной обработки сыпучих материалов . На фабрике Эванса использовались ковшовый элеватор с кожаной лентой, винтовые конвейеры , брезентовые ленточные конвейеры и другие механические устройства для полной автоматизации процесса производства муки. Нововведение распространилось на другие заводы и пивоварни. [7] [8]
Вероятно, самым ранним промышленным примером линейного и непрерывного процесса сборки являются Portsmouth Block Mills , построенные между 1801 и 1803 годами. Марк Исамбард Брунель (отец Isambard Kingdom Brunel ) с помощью Генри Модслея и других спроектировал 22 типа станков. для изготовления деталей для такелажных блоков, используемых Королевским флотом . Эта фабрика была настолько успешной, что использовалась до 1960-х годов, а мастерская все еще была видна на верфи HM в Портсмуте и все еще содержала часть оригинального оборудования. [9]
Одним из первых примеров почти современной компоновки завода, спроектированной для облегчения погрузочно-разгрузочных работ, был Bridgewater Foundry . Территория завода граничила с каналом Бриджуотер и ливерпульско-манчестерской железной дорогой . Здания располагались в линию с железной дорогой для прохождения работ по зданиям. Подъемные краны использовались для подъема тяжелой работы, которая иногда весила десятки тонн. Работы пошли последовательно до возведения каркаса и окончательной сборки. [10]
Первый узел потока линии было начато на заводе Richard Garrett & Sons , Лейстон работ в Лейстон в английском графстве из Суффолк для изготовления портативных паровых двигателей . Зона сборочной линии из-за своей длины была названа « Длинный цех » и была полностью введена в эксплуатацию к началу 1853 года. Котел был доставлен из литейного цеха и установлен в начале линии, и по мере продвижения по зданию он будет остановитесь на разных этапах, где будут добавлены новые детали. С верхнего уровня, где были изготовлены другие детали, более легкие детали будут опускаться на балкон, а затем закрепляться на машине на уровне земли. Когда машина дойдет до конца цеха, она будет готова. [11]
Сменные части
В начале 19 века развитие станков, таких как токарно-винторезный станок , строгальный станок и фрезерный станок , а также управление траекторией движения инструмента с помощью зажимных приспособлений и приспособлений , обеспечили предпосылки для современной сборочной линии, сделав взаимозаменяемые детали реальностью. . [12]
Паровые и электрические конвейеры конца XIX века
Конвейерные подъемники с паровым приводом начали использоваться для погрузки и разгрузки судов примерно в последней четверти XIX века. [13] Hounshell (1984) показывает c. 1885 г. Эскиз электрического конвейера, перемещающего банки через линию розлива на консервном заводе.
Мясокомбинат промышленности Чикаго , как полагают, один из первых промышленных сборочных линий (или дис-сборочные линии) , которые будут использоваться в Соединенных Штатах , начиная с 1867 года [14] Рабочие будут стоять на стационарных постах и шкив система будет принести мясо каждому рабочему, и они выполнят одно задание. Генри Форд и другие писали о влиянии этой бойни на более поздние разработки Ford Motor Company. [15]