Индекс УДК 62-97/-98
Дата публикации: 19.06.2017

Перспективы применения принципов компоновки оборудования для оптимизации производственных процессов

Prospects for applying the principles of the layout of equipment to optimize production processes

Шанин Вячеслав Алексеевич, Кончина Лариса Владимировна
1. Студент кафедры «Технологические машины и оборудование»
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования « Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске
2. Доцент кафедры «Технологические машины и оборудование»
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования « Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске

Shanin Vyacheslav Alekseevich, Konchina Larisa Vladimirovna
1. Student of the Department «Technological Machines and Equipment»
The Branch of National Research University «Moscow Power Engineering Institute» in Smolensk
2. Candidate of physico-mathematical sciences. Associate Professor of the Department «Technological Machines and Equipment»
The Branch of National Research University «Moscow Power Engineering Institute» in Smolensk

Аннотация: Компоновка оборудования на производственном предприятии - это серьезная проблема проектирования промышленных помещений. В работе рассмотрены различные аспекты производственного процесса, начиная от вида производимой продукции, до благоприятных условий для персонала. Проведена классификация принципов организации производства, как наиболее важных составляющих при проектировании схемы расположения единиц оборудования. Рассмотрены правила расстановки измельчительных машин и особые требования, предъявляемые к условиям их работы. При этом учитываются правила безопасной эксплуатации, необходимость обеспечения благоприятных условия работы для персонала и возможность максимального использования производительности производственных мощностей. В то же время необходимо экономно и эффективно использовать площадь производственных помещений и объем помещения. В исследовании уделено внимание основным принципам компоновки резательного оборудования пищевых производств, рассмотрены факторы, влияющие на выбор той или иной схемы размещения установок. Проанализированы различные варианты компоновки машин и транспортного оборудования, выявлена их практическая эффективность. Установлены наиболее значимые параметры оборудования и помещений, в которых оно располагается. Сделаны выводы о важности выбора компоновочной схемы производства, как наиболее весомого фактора экономического развития предприятия, оптимизации технологического процесса и расширения производственных мощностей.

Abstract: The arrangement of equipment at a manufacturing plant is a serious problem in the design of industrial premises. The paper considers various aspects of the production process, from the types of products to the favorable conditions for personnel. Classification of the principles of organization of production, as the most important components in the design of layouts of equipment units, has been carried out. The rules for arranging grinding machines and special requirements for the conditions of their work are considered. This takes into account the rules for ensuring operation, ensuring the provision of favorable working conditions for personnel and the possibility of access to the use of production facilities. At the same time, it is necessary to save and effectively use the area of production facilities and the volume of the premises. The course focuses attention on the basic principles of the layout of the cutting equipment of food production, the factors considered that affect the choice of a particular layout of installations. Various versions of the layout of machines and transport equipment have been analyzed, their practical effectiveness has been revealed. The most significant parameters of the equipment and premises in which it is located are established. Conclusions are drawn about the importance of choosing layout layouts of production, as the most significant factor in the economic development of the enterprise, optimizing the technological process and expanding production capacity.
Ключевые слова: производственный процесс, организация производства, компоновка оборудования, правила компоновки, оборудование.

Keywords: Production process, production organization, equipment layout, layout rules, equipment.


Введение. Производственный процесс — это совокупность всех действий и мероприятий производства, в ходе которых из исходных компонентов (сырья, заготовок) получается готовый продукт. Компоновка оборудования на предприятии — это важный фактор организации производства, влияющий на многие параметры и возможности технологического цикла. Правильное взаиморасположение машин, аппаратов и транспортных средств позволяет оптимизировать процесс, сделав его максимально эффективным и экономичным. В связи с этим необходимо рассмотреть какие правила и ограничения применяются при выборе компоновочной схемы производственных помещений.

  Материалы и методы исследования. Материалами исследования являлись принципы и правила компоновки резательного оборудования на предприятиях пищевых производств. В работе используется аналитический метод исследования

  Необходимой и неотъемлимой частью производственного процесса является технологический процесс. Это последовательность упорядоченных действий, направленных на изменение состояния продукта производства на всех этапах его изготовления. Он состоит из технологических, транспортных и погрузочно-разгрузочных операций [1]. Любой технологический процесс имеет определенную структуру, на которую влияют:

            Режим функционирования линии (ритмичный, непрерывный, прерывный)

            Согласование параллельных, последовательных, станционарных и прерывных процессов.

            Производительность технологических линий и машин

            Согласование протекающих операций в пространстве и времени.

Когда определена структура процесса, представляется возможным составить его принципиальную схему, подбирают необходимое оборудование, определяют его количественные и качественные параметры и строят между ними схему взаимосвязей.

При подборе оборудования необходимо руководствоваться следующими принципами (рис.1).

Рис.1- Принципы организации производства

 

Принцип специализации. При поточном производстве необходимо создание специализированных поточных линий, обрабатывающих одно или несколько схожих изделий. Исходя из этого рабочие места таких линий узко-специализированно под выполнение малого числа операций. Если на линии производится одно изделие, она называется однопредметной. Изделия могут быть закреплены и на многопредметных линиях

Принцип прямоточности. Заключается в том, что оборудование и рабочие места размещаются по порядку операций. Существуют простые рабочие места с одним рабочим на операцию, а также сложные — с двумя и более рабочими или дублерами. По пространственной конфигурации различают прямолинейные, прямоугольные, овальные, круговые и т.д.

Принцип непрерывности. Принцип непрерывности на поточных линиях осуществляется в виде непрерывного движения изделий по операциям при непрерывной работе рабочих и оборудования. Подобные линии называются непрерывно-поточными.

Принцип параллельности. Этот принцип состоит в параллельном виде движения партий, при котором изделия передаются по операциям поштучно либо небольшими пачками, из-за чего несколько изделий обрабатываются одновременно. При строгой пропорциональности достигается полная и равномерная загрузка рабочих мест на линии.

Принцип ритмичности. Принцип ритмичности в условиях поточного производства проявляется в ритмичном выпуске продукции с линии и в ритмичном повторении всех операций на каждом ее рабочем месте [1].

Результаты исследования. Исходя из вышеизложенных принципов при компоновке оборудования производственных помещений соблюдаются следующие требования [3]:

Максимально эффективное использование площади при соблюдении необходимых требований безопасности и промышленной санитарии. Это правило заключается в том, чтобы обеспечить достаточно просторные проходы, легкий доступ к оборудованию, защитные ограждения, противопожарную безопасность, занимая как можно меньшую площадь.

Эксплуатация минимального количества технологического оборудования. Для обеспечения этого требования принимается наиболее оптимальная схема технологического производства. Это достигается путем использования рациональных технологий, прогрессивного высокопроизводительного оборудования, а также наладка транспортных потоков между производственными единицами оборудования.

Оптимизация транспортных потоков производства, исключающая возвратные и перекрещивающиеся потоки объектов производства.

Потенциал для увеличения производственных мощностей и улучшения качества продукции.

Максимальная механизация и автоматизация производства.

Обеспечение необходимой аспирации и вентиляции оборудования и помещений.

Обеспечение подвода энергии к местам основного потребления.

Локализация вредностей в местах их образования и исключение выброса в окружающую среду использованных энергоносителей и материалов с содержанием вредностей выше допускаемых нормами концентраций.

Обеспечение минимальных сроков строительства и возможность поэтапного ввода мощностей.

Соблюдение действующих строительных норм и правил, а также использование унифицированных строительных конструкций и обеспечение индустриальных методов их монтажа.

Все перечисленные факторы взаимовлияющие, и каждый из них связан с решением комплекса технологических, энергетических, транспортных и других задач. Это предопределяет необходимость участия в разработке компоновки цеха специалистов разного профиля (технологов, механиков, автоматчиков, энергетиков, сантехников, строителей, экономистов и др.). Только их совместная работа может обеспечить выбор оптимальных объемно-планировочных решений.

Все эти требования справедливы для любого вида промышленности. Они соблюдаются и на предприятиях пищевого производства, однако существует ряд специфических требований, связанных с определенными особенностями данной отрасли:

Необходимо располагать оборудование и производственные линии таким образом, чтобы исключить встречные потоки сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. Это связано с тем, что изделия, прошедшие технологический цикл, не должны контактировать с сырьем. Соблюдение этого правила позволяет исключить случайное попадание непереработанного сырья в готовый продукт. Также это является обязательным санитарным условием пищевого производства, так как в сырье могут содержаться болезнетворные бактерии и организмы, которые устраняются в ходе обработки сырья [4].

Необходимо, чтобы оборудование было удалено от стен не менее чем на 1,5 метра. Это связано с техническим обслуживанием технологических линий производства.

В частности существуют особые требования к установке и эксплуатации измельчительных машин [5]. Главным требованием безопасности для них является наличие ограждений и шторок, исключающих возможность травмирования персонала во время работы оборудования. Важное значение имеют характеристики устойчивости технологического оборудования, которые подлежат обязательной проверке [6,7].   Электро-резательные машины должны быть обязательно заземлены. Также необходимо устанавливать отсекатели и ограждения, не позволяющие разлетаться частям продукта при его рубке или резке. Пример компоновочного решения для кондитерского производства представлен в работе [8]

Выводы. Следует неукоснительно соблюдать правила компоновки оборудования пищевой промышленности, которые диктуются требованиями безопасности, технологического процесса и эргономики. Необходимо тщательно продумывать как расположение отдельных машин и аппаратов, так и целых производственных линий.

Библиографический список

1. Даниленко Е.А. Технологический менеджмент и аудит на предприятиях пищевой промышленности / Даниленко Е.А., Куликова М.Г. // В мире научных открытий. – 2009. – № 1. – С. 23-26.
2. Толкова Т.С. Современные системы управления качеством пищевых продуктов / Толкова Т.С., Хрипанкова М.С., Куликова М.Г. // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции: В 3-х томах. Горохов А.А. (отв.редактор). – 2014. – С. 189-191.
3. Егоров А.Н. Контроль качества производства методом статистического анализа при управлении технологическим процессом. / Егоров А.Н., Сидорова А.И., Куликова М.Г. // Сборники конференций НИЦ Социосфера. – 2015. – №53. – С. 301-303.
4. Шанин В.А. Влияние физических свойств кондитерских масс на выбор материала ножа // Международный журнал естественных и гуманитарных наук. – 2017. – Том 3. – С. 54-56.
5. Куликова М.Г. Машины, агрегаты и процессы / Куликова М.Г., Кончина Л.В. // Естественные и технические науки. – 2017. – № 5. – С. 126-127.
6. Куликова М.Г. Исследование устойчивости вертикальных резервуаров / Куликова М.Г., Поваренкова А.А. // Энергетика, информатика, инновации - 2015 Сборник трудов V Международной научно-технической конференции: в 2 томах. – 2015. – С. 40-43.
7. Кончина Л.В. Расчет деформации стенок цилиндрических резервуаров / Кончина Л.В., Хрисаненкова Т.М. // Энергетика, информатика, инновации - 2015 Сборник трудов V Международной научно-технической конференции: в 2 томах. – 2015. – С. 31-33.
8. Куликова М.Г. Совершенствование процесса выпечки сахарного печенья с предварительной инфракрасной обработкой тестовых заготовок автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Московский государственный университет технологий и управления. Москва, 2008