ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ │ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА │ ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

03.02.2016

Принцип организации участка сборки/сварки по системе обезличенных универсальных рабочих мест

 Принцип организации участка сборки/сварки по системе обезличенных универсальных рабочих мест
Часто на предприятиях, специализированных на производстве металлоконструкций применяются устаревшие методы организации производства. Эти методы может и не плохие сами по себе и разработаны уважаемыми людьми, 50 лет назад. Но ведь всё меняется, изделия, технологии, следовательно, и методы производства должны изменяться. В последнее время приходится также сталкиваться с новой проблемой, которая является следствием вышеуказанной причины – после инвестирования в высокотехнологичное заготовительное оборудование, проблема низкой производительности остаётся, так как решение локальных проблем не влияет на общую эффективность системы производства. Одно из наиболее слабых звеньев связка операций комплектация/сборка/сварка.
Об организации участка комплектации, а также о том почему участок комплектации должен быть инструментом руководителя участка сборки/сварки а не отдельным подразделением предприятия, мы с вами поговорим в другой раз. Сегодня я расскажу о системе организации операций сборки/сварки основанной на принципах универсальности и обезличивания рабочих мест.

Основные организационные особенности цеха сборки/сварки по системе обезличенных универсальных рабочих мест:

Система обезличенных универсальных рабочих мест относится к линейному типу организации производства. В физическом пространстве эта система представляет собой производственную площадку с шириной Wa (см. схему) и неограниченной длинной разделённой на отрезки Wa2 . Каждый отрезок Wa2 имеет стационарное оборудование (сварочный полуавтомат с консолью; точку подключения пневматического инструмента и специализированные технологические приспособления). Каждый отрезок Wa2 имеет свой географический индекс который является основой оперативного планирования логистических операций, сборки и сварки металлоконструкций. Сектора Wa2 могут объединяться образовывая одно рабочее место.

Принципиальная схема организации участка сборки/сварки металлоконструкций по системе универсальных обезличенных рабочих мест.
Принципиальная схема организации участка сборки/сварки металлоконструкций по системе универсальных обезличенных рабочих мест.

Участок сборки/сварки. Объединение секторов для производства длинномерных конструкций.
Участок сборки/сварки. Объединение секторов для производства длинномерных конструкций.
Металлоконструкции после выполнения сборочных операций не перемещаются по цеху, как и основное оборудование, работники участка (сборщики/сварщики) перемещаются от одного рабочего места к другому, выполняя указания оператора цеха. Все рабочие места должны быть оборудованы одинаково.
Сварочные посты стационарны и не перемещаются по цеху. Выносная часть, отделяемая от источника питания, подвешена на телескопический консольный механизм на высоте равной максимальной высоте изготовляемых конструкций + 0,5 метра от уровня пола на равноудалённом расстоянии друг от друга таким образом, чтобы радиус Rw перекрывал всю площадь сварочных работ.
Телескопическая консольная система для сварочного полуавтомата.
Телескопическая консольная система для сварочного полуавтомата.

Сварочный цех
Рабочие места оборудуются локальными грузоподъёмными механизмами консольного или полукозлового типа (в том случае если несущая система производственного здания не позволяет применить краны консольного типа). Вылет гака (расстояние расстояние от стены до крайней точки возможного перемещения по балке) = Wa – 40%, при использование крана консольного типа. Вылет гака при использовании крана полукозлового типа Wa + 10%.
Количество локальных кранов рассчитывается исходя из потребностей производства обусловленных типом конструкций. Чем больше трудоёмкость сборочных работ относительно сварочных работ, тем большее количество кранов требуется. В большинстве случаев оптимальным является Wa2 Х5, таким образом, при Wa2 = 7м длинна рабочей зоны обслуживаемой одним локальным краном равна 35 метрам. Подкрановые пути следует проектировать на всю длину рабочей зоны участка сборки/сварки.
Каждое обезличенное рабочее место рационально оборудовать подачей сжатого воздуха и сварочной смеси через стационарные трубопроводы. Эта мера позволяет снизить трудозатраты на действия связанные с транспортными работами и сменой баллонов, а также снижает вынужденные простои участка сборки/сварки. Я никогда не изучал этот вопрос детально, но после внедрения этой нехитрой инновации производительность участка сборки/сварки увеличивалась от 0.7 до 2%. В тоже время при внедрении системы трубопроводов для подачи на рабочие места кислорода и горючего газа является экономически не целесообразным, так как не оказывает существенного влияния на производительность участка.

Алгоритм работы цеха сборки/сварки металлоконструкций по системе универсальных обезличенных рабочих мест


  1. Оператор выдаёт задание комплектовщику на комплектацию марок в виде структурированного списка деталей с атрибутом номера отгрузочной марки.
  2. Оператор выдаёт транспортном
  3. На основании данных о комплектности марок в PDM системе оператор формирует план сменно-суточного задания для участков комплектации и сборки/сварки в соответствии с календарным планом.
  4. у рабочему комплект чертежей обеспеченных деталями согласно данным PDM вместе со списком приоритетов.
  5. Комплектовщик собирает детали марок согласно полученному заданию, выполняя выборочный контроль качества деталей. В случае обнаружения брака деталей либо отсутствия деталей, в результате чего возникает некомплектность марки, комплектовщик незамедлительно сообщает об этом оператору который вносит данные в PDM поле чего преступает к поиску решения этой проблемы. Комплектовщик после информирования оператора приступает к комплектации следующей марки.
  6. Транспортный рабочий перемещает комплекты деталей на ближайшее свободное место на участке сборки/сварки. Проверив комплектность по спецификации, транспортный рабочий оставляет комплект сборочных чертежей на рабочем месте и информирует оператора о наличии полного комплекта деталей и чертежей на рабочем месте.
  7. Сборщик получает команду от оператора приступить к выполнению сборочных операций. Выполнив свою работу сборщик информирует оператора о завершении сборочных операций с указанием идентификаторов марки и рабочего места.
  8. Оператор направляет сварщика на рабочее место, где тот преступает к выполнению сварочных работ. Сварщик выполняет зачистку околошовной зоны от брызг металла. После завершения всех рабочих операций сварщик информирует оператора о проделанной работе. Оператор проводит визуальный осмотр марки, после чего даёт команду транспортному работнику освободить рабочее место.
  9. Транспортный работник перемещает готовую марку на участок молярных работ.

Основные участники комплекса операций сборки/сварки металлоконструкций

  • Оператор – специалист в основные обязанности которого входят функции управления информационными потоками, оперативное планирование, контроль выполнения операций комплектации деталями марок, внутренняя логистика, сборочные и сварочные работы, очистка околошовной зоны и контроль качества.
  • Комплектовщик – не относится напрямую к участку сборки/сварки, но находится в непосредственном подчинении оператора участка сборки/сварки, в его основные обязанности входит комплектация марок деталями в заданной оператором последовательности исходя из приоритетов. Комплектовщик обязан вести учёт собранных комплектов и обеспечивать обратную связь через оператора с PDM системой.
  • Транспортный рабочий – специалист, в основные обязанности которого входят функции перемещения комплектов деталей с участка комплектации на участок сборки/сварки на свободные рабочие места. А также перемещение готовых марок на малярный участок. Транспортный рабочий обязан вести учёт перемещённых комплектов и готовых марках и обеспечивать обратную связь через оператора с PDM системой. Транспортный рабочий получает от оператора сборочные чертежи и комплектует ими рабочие места.
  • Сборщик – специалист, в основные обязанности которого входят функции по сборки металлоконструкций на прихватках в соответствии с рабочими чертежами. Сборщик не занимается комплектацией сборок деталями, он приходит на рабочее место, которое уже укомплектовано деталями и рабочими чертежами. Выполнив свои функции, сборщик переходит на другое рабочее место, которое укомплектовано деталями и чертежами.
  • Сварщик – специалист, в основные обязанности которого входят функции по свариванию собранных металлоконструкций. Сварщик приходит на рабочее место после того как конструкция собрана. В обязанности сварщика входит также очистка околошовной зоны.
Эмпирическим методом доказана эффективность объединения специальностей сборщик + сварщик. Достаточно сложно добиться положительного результата на тех предприятиях, где сборщик и сварщик являются разделёнными профессиями из-за низкой квалификации, а часто и психологической инерции индивидуума. Но факт того, что всё чаще компании в процессе оптимизации численности сотрудников предприятия объединяют эти две специальности в одну и при этом продолжают работать эффективно, говорит о том, что это решения является рациональным. Ну и, разумеется – специалист должен иметь квалификацию соответствующую производственной необходимости, а не производственные процессы подгоняться под возможности конкретного человек, что в принципе, к сожалению, встречается достаточно часто.

17 комментариев:

  1. Паш, мы же это проходили))) помнишь? Сия простая идея эффективна при выполнении одновременно нескольких условий: 1. Производство крупносерийное (а лучше массовое однономенклатурное); 2. Оборудование единообразное как по моделям так и по возрасту; Уровень профессионализма рабочих не просто высок, но и одинаков. Соблюдение данных условий возможно, но при нестабильности рынка как сбыта так и труда в РФ, достаточно проблематично. А так - всё нарядно и красиво)))

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Мы это не проходили, мы это пытались изобрести в условиях информационного хаоса и сильного влияния психологической инерции унаследованной от системы планового хозяйства СССР.
      Прежде всего, необходимо ликвидировать информационный хаос и уйди от стандартов разработки конструкторской документации в сторону СТП основанного на принципах:
      Сквозная нумерация деталей и отсутствие такого понятия как № чертежа (вместо него № отгрузочной марки)
      Внедрение правила - единственный официальный документ изделия на производстве – виртуальная модель.
      Введение виртуального атрибута «СТОП», который блокирует любые действия с деталью/маркой в физическом пространстве.
      Создание виртуальной модели предприятия, то есть преобразование производственных проблемы, происходящие в физическом пространстве в информационные проблемы, установление взаимно однозначного соответствия между физическим и информационным пространством. К созданию любой конструкции применимо отношение Obcon=Op(Ob), которое означает, что объект Obcon получен выполнением операции Op над объектом Ob. А поскольку на участке сборки/сварки количество операций у нас ограничено при условии адекватной работы заготовительного участка, неразрешимых проблем при внедрении организационных принципов линейного производства применительно к индивидуальным конструкциям просто нет.
      И знаешь, друг мой, получилось, через тернии, но получилось!
      Какого типа конструкции производить совсем не имеет значения, так как на разных металлоконструкциях операции одни и те же, только объём и соотношения разняться. Один и тот же принцип организации производства применим к: фермам, колонным, лестницам, площадкам, ленточным и цепным скребковым корпусным конвейерам, различного типа контейнерам и т.д.
      Квалификация конечно играет большую роль, но это организационный вопрос который при желании тоже достаточно легко решается. Центр предложенной мной схемы – оператор, вот от его квалификации очень зависит эффективность всего завода. Не так много людей кто сможет выполнять такую работу, но при достаточном уровне мотивации и это не особая проблема.
      Сварочное оборудование действительно должно быть более или менее однообразным, но это уже вопрос инвестиций и здесь можно сделать небольшое расширение за счёт внедрения системы WPS.
      При установлении взаимно однозначного соответствия между физическим и информационным пространством, серийность геометрических параметров конструкций оказывает значительно меньшее влияние на производительность.

      Удалить
    2. Уважаемый Павел! могли бы Вы помочь структурировать по операциям заготовитльный участок завода по производству м/к.?

      Удалить
  2. Полностью согласен с ликвидацией информационного хаоса. В идеале должно быть информационное пространство основанное на взаимодействующих потоков и содержащее актуальную информацию. Но есть ряд вопросов. Итак по тексту.
    Предлагается уйти от стандартов разработки КД (я так понимаю речь идет о ГОСТах, а именно ЕСКД) и заменить их СТП (СТП-это что?)основанного на принципах:
    1. Сквозная нумерация деталей и отсутствие такого понятия как № чертежа (вместо него № отгрузочной марки).
    Вопрос: Как управлять такими потоками как "Конструкторские данные", "Технологические данные"? Как отслеживать актуальные версии этих данных (работа с изменениями, что предлагается взамен "Извещений об изменении"). Если вместо № чертежа будет № отгрузочной марки - то на мой взгляд это внесет еще больший хаос, т.к. одна и та же сборочная единица может изготавливаться и отгружаться по разным производственным заказам и в разных партиях.
    2. Внедрение правила - единственный официальный документ изделия на производстве – виртуальная модель. Исходя из опыта- производство это настолько живой "зверек". Хотелось бы поподробнее узнать об управлении производством, основываясь на таком единственном документе. У меня догадок и предположений много, хотелось услышать подробности от Павла.
    3. Введение виртуального атрибута «СТОП», который блокирует любые действия с деталью/маркой в физическом пространстве. Тоже отличный принцип, только снова интересна реализация из виртуального атрибута сделать реальное, физическое действие.
    Пока что все.

    ОтветитьУдалить
  3. Я предлагаю уходить не от стандартов, а от бюрократии создаваемой общими нормами, точнее их индивидуальными толкованиями, в том случае, если они оказываю негативное влияние на эффективность производства. Я предлагаю всё упростить до отношения: Obcon=Op(Ob)
    Конечным продуктом металлообрабатывающего производства является изделие из металла, верно? Тогда зачем создавать дополнительную информацию в виде нумерации чертежей? Это бюрократия, от которой следует уходить и как показывает опыт лидеров сектора в ЕС и Японии – это верный путь.
    Почему для производства 1500 тонн металлоконструкций в месяц требуется сотня голландцев, включая конструкторский отдел и уборщиц, или восемь десятков японцев, а россиян от трёх до пяти сотен, а то и больше при равной укомплектованности автоматизированным оборудованием? Я работал на разных предприятиях в ЕС, РФ и Азии и могу сказать с уверенностью, что в России специалисты в металлообрабатывающем секторе не менее квалифицированные, чем в ЕС и Японии. Тогда в чём же дело, почему такая разница в производительности? Попробуйте дать свой ответ на этот вопрос, а моё мнение заключается в следующем:
    Излишние бюрократические препоны не дают упростить систему организации производства. Для эффективного использования IT-технологий необходимо преобразовать производственные проблемы, происходящие в физическом пространстве в информационные проблемы, а также иметь возможность обратного преобразования данных – это ключ, к успешной автоматизации информационного пространства. В идеале информационные потоки должны работать по следующей схеме: модель → операция → модель. Этот информационный поток не сложно сделать автоматическим, при наличии необходимых технических средств, что в принципе повсеместно и реализуется на эффективных производственных площадках. Но стоит нам добавить дополнительный атрибут в виде номера чертежа и другой дополнительной информации и у нас появляются дополнительные трудозатраты на обработку информации, схема видоизменяется, становится сложнее: модель → обработка информации (подгонка под нужды операции) → операция → обработка информации (подгонка под нужды контролирующей системы) → модель. То есть, в результате мы получаем трудноконтролируемые процессы, обремененные дополнительным участием человеческого фактора и лишаем себя возможности выстроить автоматическую систему информационных потоков выбирая автоматизированную систему. А зачем всё так усложнять, если можно сделать всё проще?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Снова я что то не понимаю. Павел что подразумевается под нумерацией чертежей? Я сколько не сталкивался всегда №детали = №чертежа (№сборочного чертежа = № узла).
      Постараюсь ответить по поводу разницы в производительности. "Кто хочет - ищет возможность, кто не хочет - ищет причину". Отечественный специалист сам по себе имеет очень высокую квалификацию, к тому же если она подкреплена практическим опытом. Но когда собирается несколько таких специалистов, то образовывается уже коллектив спецов. А вот коллективом надо уметь управлять, что дано не каждому. Мне повезло, я таких людей встречал, но их единицы.
      Также на мой взгляд все бюрократические перепоны, возникают толи из-за страха перед нечто новым, толи из-за нежелания вносить изменения в установившейся, на первый взгляд, порядок (потому что появятся на начальных этапах неведомые до этого проблемы, которые опять-таки придется решать). Человеку работающему в "системе", который знает как она работает, и достигнувшему управленческих "высот", очень сложно отказаться от "правил системы", и принять новые правила. Намного проще придерживаться старых, усвоенных правил системы, сослаться на отсутствие чей-то подписи в сопутствующем документе (или отсутствие самого документа) и спокойно заниматься своими делами.
      И при таком подходе, вот таких "управленцев" не помогут никакие ИТ-технологии. Вот именно по этой причине и содержится такое количество людей. Этакий ходячий 500-головый PDM.

      Удалить
    2. Под № чертежа я подразумеваю в контексте вышеизложенного текста, № присваиваемый чертежу отличный от номера сборочной единицы, что нарушает принцип однозначного соответствия между физическим и информационным пространством. Часто конструктора размещают на одном листе несколько узлов и деталей и присваивают этому документу номер, что безусловно удобно когда весь проект помещается на одном листе, но крайне негативно сказывается на формировании информационных потоков на больших проектах в состав которых входят тысячи деталей и сотни узлов, объём работы с информацией существенно возрастает и это негативно сказывается на производстве физических изделий.

      Удалить
    3. Я согласен с вашим ответом и придерживают такого же мнения, мне очень часто приходилось встречать в РФ людей занимающих руководящие должности на основании многолетнего опыта работы на предприятии, либо вообще из-за каких-то политических причин, а также личных связей. Эти люди может и хорошие специалисты в своём деле, а может даже очень хорошие люди, но понимание системы производства у них эмпирическое, а значит не всегда верное.
      Ворожение «Этакий ходячий 500-головый PDM» - очень понравилось, беру на вооружение в свой словарный запас )))

      Удалить
  4. Уважаемый коллега, у вас мне кажется не совсем верное представление о принципе сквозной нумерации. Сквозная нумерация применяется уже давно в наукоёмких отраслях промышленности, например в авиастроении, или автомобилестроении. Принцип прост на самом деле, и основан на простой логике: в разных автомобилях может использоваться одна и та же деталь, но в одной детали не может быть несколько автомобилей, следовательно, уникальным основополагающим элементом в автомобиле является деталь и лишь она имеет уникальное имя, а всё остальное атрибуты в виде имён групп деталей собранных в узлы. Исходя из этого, с момента внедрения первых ЧПУ систем, то есть с того момента когда понятие чертёж детали расширилось до NC файлов, стало рациональным применять принцип разработки конструкторской документации основанный на правиле: 1 деталь = 1 чертёж. А поскольку 1 деталь может встречаться в разных изделиях, во избежание повторной обработки тех же данных следует каждой детали присваивать уникальный сквозной номер, который является последовательным сквозь все проекты/изделия. В каждом изделии, проекте, либо другого объёма, номер детали начинается не с единицы, сквозной номер проходит через все изделия и во всех изделиях каждый номер используется только 1 раз, то есть последний сквозной номер детали всегда равен общему количеству деталей использованных во всех изделиях за минусом повторяющихся деталей в разных изделиях. Такая система значительно упрощает структурирование и автоматизацию информационного пространства производства.
    Управление информационными потоками (конструкторские, технологические данные и т.п., что вас интересует) осуществляется достаточно просто – в виде привязок информации к сквозному номеру детали либо к номеру сборочной марки, либо к узлу входящему в марку.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Действительно какое то у меня неверное представление. Вот с этого предложения появляются вопросы.
      "А поскольку 1 деталь может встречаться в разных изделиях, во избежание повторной обработки тех же данных следует каждой детали присваивать уникальный сквозной номер, который является последовательным сквозь все проекты/изделия."
      Павел, для чего присваивать уникальный сквозной номер детали, когда у каждой делали имеется уже свой уникальный номер? Честно, не понимаю смысла присвоения уникального сквозного номера.

      Удалить
    2. Редко когда везёт на столько, что есть возможность заниматься работой над одним изделием/проектом, часто приходится работать сразу с несколькими изделиями так как это наиболее рационально. Бывает также и то, что приходится бросать частично сделанный проект и много других неприятных отклонений от плана производства. Для поддержания конкурентоспособности, издержки должны быть минимальны и наибольшее влияние на переменные издержки производства оказывают заготовительные операции. Заготовительный участок работает с деталями, которые структурируются по типу сортамента и операциям в группы, в идеале – весь материал который поступает на участок заготовки, должен быть использован и не возвращаться на склад.
      Заготовительное производство для того, чтобы быть эффективным не должно ориентироваться на комплекты по проектам, оно должно производить детали поточным методом исходя из возможностей операций. Так допустим, если в плане появилась деталь из IPE200 по какому-то из проектов, то заготовительному производству необходимо вставить в производственные планы детали из других проектов из того же сортамента, дабы рационально использовать ресурсы предприятия.
      Если мы присваиваем № детали с единицы в каждом проекте, то у нас возникает необходимость структурировать детали по проектам, что ведёт к увеличению информационного объёма, то есть добавляет трудоёмкости на заготовительном участке и тем самым снижает эффективность и увеличивает вероятность ошибок связанных с человеческим фактором. Введение системы сквозной нумерации, когда первой детали присваивается в новом проекте не номер 1, а следующей № после последней детали предыдущего проекта значительно упрощает работу, так как в этом случае не требуется структурирование. Если какие-то детали повторяются из проекта в проект, то им уже не присваивается новый номер, они идут под тем же номером, что и в других проектах, то есть мы опять же получаем снижение трудоёмкости.
      Когда детали поступают на участок комплектации, мы фиксируем сквозные номера в PDM системе, в том порядке котором они поступают. А дальше уже становится очень просто наладить систему автоматического планирования комплектации и сборки по факту изготовления групп деталей. Это нам даёт возможность более рационально использовать ресурсы предприятия.

      Удалить
    3. Вообще, поскольку этот вопрос является очень актуальным и мне часто приходится убеждать в рациональности применения сквозной нумерации на производстве, надо бы вывести этот вопрос в отдельную тему и расписать всё подробно с конкретными примерами, иллюстрирующими преимущества внедрения сквозной нумерации, я так и сделаю при наличии свободного времени.

      Удалить
  5. Касательно второго вопроса – «Внедрение правила - единственный официальный документ изделия на производстве», это возможно только при успешном внедрении PDM системы и моделирование геометрических моделей по единому стандарту основанному на принципе сквозной нумерации, то есть единой базы данных к которой могут обращаться предметно- ориентированные приложения.
    При установлении взаимно однозначного соответствия между физическим и информационным пространством "живой зверёк" словно в зеркале отражается в информационном пространстве. Всё, что происходит в физическом пространстве, должно соответствовать информационному пространству и наоборот.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Это самая идеальная картинка. Я такого еще нигде не встречал.

      Удалить
  6. Третий вопрос:
    Атрибут "СТОП" реализован не на многих предприятиях пока, так как технически достаточно сложен. А принцип его работы очень прост, если конструктор допустим, вносит изменения в 3D модель изделия которое уже запущено в производство, при сохранении блокируются действия в PDM/ERP системе, о чём в режиме реального времени сообщается ответственным лица (Технологи, ПДО, операторы ЧПУ и т.д.). Любая работа с деталями или узлами обладающими атрибутом "СТОП" блокируется до того момента пока ответственное лицо не удалит атрибут "СТОП" приняв решение о дальнейших действиях.
    Если, допустить, что детали сборочной марки уже все изготовлены и находятся на участке комплектации, дальнейшие действия с этой группой деталей производится, не будут, до момента пока не внесут физические изменения детали так и останутся на участке комплектации. Когда физические изменения будут выполнены, деталь подвергшаяся изменениям будет заменена на новую, информация о факте изменения физического состояния поступит в базу данных, атрибут "СТОП" будет разблокирован и работа над сборочной маркой продолжена.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Принцип-то понятен. Но если честно - напоминает фантастику.

      Удалить
    2. А это и есть на гране фантастики, хотя в некоторых стандартных решениях она уже присутствует, но применять этот атрибут пока ещё не научились. На EMO в Ганновере (в сентябре) у меня назначена встреча с одним из руководителей проекта AutodeskPLM360, который мне расскажет, как реализована эта функция в их системе и как вообще будет развиваться этот софт. Меня в последнее время очень интересует эта система, но пока, к сожалению очень мало информации, особенно в части API. Собираю по крупицам что есть и пытаюсь анализировать рациональность применения облачного комплекса AutodeskPLM360 в металлообрабатывающем секторе.

      Удалить

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ