Сборочная линия

Чтобы узнать о компании, производящей видеоигры, см. «Сборочная линия» .

Airbus A321 на третьей линии окончательной сборки Airbus в Гамбурге-Финкенвердере. завода

Hyundai Конвейер по сборке автомобилей

Сборочная линия — это производственный процесс (часто называемый последовательной сборкой ), в котором детали (обычно взаимозаменяемые ) добавляются по мере перемещения полуфабриката с рабочей станции на рабочую станцию, где детали добавляются последовательно, пока не будет произведена окончательная сборка. Механически перемещая детали на сборочный участок и перемещая полуфабрикат с рабочего места на рабочее, готовое изделие можно собрать быстрее и с меньшими трудозатратами, чем если бы рабочие переносили детали на стационарную деталь для сборки.

Сборочные линии — это распространенные методы сборки сложных изделий, таких как автомобили и другое транспортное оборудование, бытовая техника и электронные товары .

Рабочих, отвечающих за работу сборочной линии, называют сборщиками .

Концепции

Lotus Cars по состоянию на 2008 г. Сборочная линия

Сборочные линии предназначены для последовательной организации рабочих , инструментов или машин и деталей. Движение работников сведено к минимуму, насколько это возможно. Все детали или сборки перемещаются либо с помощью конвейеров , либо с помощью механических транспортных средств, таких как вилочные погрузчики , либо самотеком , без ручной транспортировки. Подъем тяжелых грузов осуществляется с помощью таких машин, как мостовые краны или вилочные погрузчики. Каждый работник обычно выполняет одну простую операцию, если не применяются стратегии ротации должностей.

По словам Генри Форда :

Принципы сборки таковы:

(1) Расположите инструменты и рабочих в такой последовательности операции, чтобы каждая составная часть проходила наименьшее возможное расстояние в процессе отделки.

(2) Используйте рабочие направляющие или какую-либо другую форму держателя, чтобы, когда рабочий завершает свою работу, он бросал деталь всегда в одно и то же место - это место всегда должно быть наиболее удобным для его руки - и, если возможно, иметь гравитацию. отнесите деталь следующему рабочему для него самого.

(3) Используйте скользящие сборочные линии, по которым собираемые детали доставляются на удобные расстояния.

Проектирование сборочных линий — это хорошо известная математическая задача, называемая проблемой балансировки сборочной линии. В простой задаче балансировки сборочной линии цель состоит в том, чтобы назначить набор задач, которые необходимо выполнить над заготовкой, на последовательность рабочих станций. Для выполнения каждой задачи требуется определенная продолжительность задачи. Назначение задач станциям обычно ограничено двумя ограничениями: (1) график приоритета, который указывает, какие еще задачи необходимо выполнить, прежде чем можно будет начать конкретную задачу (например, не вкручивать винт перед бурением отверстия) и (2 ) время цикла, которое ограничивает сумму времени обработки задач, которое может быть выполнено на каждой рабочей станции, прежде чем заготовка будет перемещена на следующую станцию ​​по конвейерной ленте. Основные проблемы планирования работы сборочных линий включают интеграцию цепочки поставок , контроль запасов и планирование производства .

Простой пример

Линия сборки двигателей в компании Willys-Overland, Толедо, Огайо, 1920 год.

Рассмотрим сборку автомобиля : предположим, что определенными этапами сборочной линии являются установка двигателя, установка капота и установка колес (именно в этом порядке, с произвольными промежуточными шагами); одновременно можно выполнить только один из этих шагов. При традиционном производстве одновременно собирали только один автомобиль. Если установка двигателя занимает 20 минут, капота установка — пять минут, а установка колес — 10 минут, то автомобиль можно производить каждые 35 минут.

На сборочной линии сборка автомобилей разделена на несколько станций, работающих одновременно. Когда на станции заканчивается машина, она передает ее следующей. Имея три станции, можно одновременно обслуживать три автомобиля, каждый из которых находится на разных стадиях сборки.

После окончания работ на первой машине бригада по установке двигателя может приступить к работе на второй машине. Пока бригада установки двигателя работает на второй машине, первую машину можно переместить на капотную станцию ​​и установить капот, затем на колесную станцию ​​и установить колеса. После установки двигателя на второй автомобиль второй автомобиль переходит к сборке капота. В это же время третья машина переходит к сборке двигателя. Когда двигатель третьего автомобиля установлен, его можно переместить на капот; При этом последующие автомобили (если они есть) могут быть перемещены на станцию ​​установки двигателя.

Если предположить, что при перемещении автомобиля с одной станции на другую нет потерь времени, самый длинный этап на сборочной линии определяет пропускную способность (20 минут для установки двигателя), поэтому автомобиль можно производить каждые 20 минут, а первый автомобиль занимает 35 минут. был произведен.

История

До промышленной революции большая часть производимой продукции производилась индивидуально вручную. один мастер Каждую часть продукта создавал или команда мастеров. Они использовали свои навыки и инструменты, такие как напильники и ножи, для создания отдельных частей. Затем они собирали их в конечный продукт, внося в детали пробные изменения до тех пор, пока они не подходили друг другу и не могли работать вместе ( ремесленное производство ).

Разделение труда практиковалось древними греками , китайцами и другими древними цивилизациями. В Древней Греции о нем говорили Платон и Ксенофонт . Адам Смит рассмотрел разделение труда при производстве булавок подробно в своей книге «Богатство народов» (опубликованной в 1776 году).

Венецианский арсенал , построенный примерно в 1104 году, работал подобно производственной линии . Корабли двигались по каналу и снабжались различными магазинами, мимо которых они проходили. На пике своей эффективности в начале 16 века в Арсенале работало около 16 000 человек, которые, очевидно, могли производить почти один корабль в день, а также оснастить, вооружить и снабдить недавно построенную галеру стандартизированными деталями на конвейерной основе. Хотя «Арсенал» просуществовал до начала промышленной революции, линейные методы производства даже тогда не получили широкого распространения.

Промышленная революция

Промышленная революция привела к увеличению производства и изобретений. Многие отрасли промышленности, особенно текстильная , огнестрельное оружие , часы и часы , конные повозки , железнодорожные локомотивы , швейные машины и велосипеды , в течение 19 века произошло быстрое улучшение обработки материалов, механической обработки и сборки, хотя современные концепции, такие как промышленное проектирование и логистика, еще не были названы.

Блок шкива был первым полностью автоматизированным изделием, произведенным на Портсмутском заводе по производству блоков в начале 19 века.

Автоматическую мельницу , построенную Оливером Эвансом назвал началом современной обработки сыпучих материалов в 1785 году , Роу (1916) . На мельнице Эванса использовались ковшовый элеватор с кожаной лентой, шнековые конвейеры , брезентовые ленточные конвейеры и другие механические устройства для полной автоматизации процесса производства муки. Нововведение распространилось на другие заводы и пивоварни.

Вероятно, самым ранним промышленным примером линейного и непрерывного процесса сборки является Портсмутский завод по производству блоков , построенный между 1801 и 1803 годами. Марк Исамбард Брюнель (отец Изамбарда Кингдома Брюнеля ) с помощью Генри Модслея и других сконструировал 22 типа станков. для изготовления деталей такелажных блоков, используемых Королевским флотом . Этот завод был настолько успешным, что использовался до 1960-х годов, а мастерская все еще видна на верфи HM Dockyard в Портсмуте и до сих пор содержит часть оригинального оборудования.

Одним из первых примеров почти современной планировки фабрики, спроектированной для облегчения работы с материалами, был литейный завод Бриджуотер . Заводские территории граничили с каналом Бриджуотер и Ливерпульско-Манчестерской железной дорогой . Здания были расположены на одной линии с железной дорогой для проведения работ, проходящих через здания. краны Для подъема тяжелых работ, вес которых иногда достигал десятков тонн, использовались . Работа последовательно проходила до возведения каркаса и окончательной сборки.

, Литейный завод Бриджуотера на фото 1839 года, один из первых заводов, использовавших почти современную планировку , рабочий процесс и систему обработки материалов.

Первая линия поточной сборки была запущена на заводе компании Richard Garrett & Sons Leiston Works в Лейстоне в английском графстве Саффолк , для производства портативных паровых двигателей . назывался « Длинный цех Участок сборочной линии из-за его длины » и был полностью введен в эксплуатацию к началу 1853 года. Котел был вывезен из литейного цеха и поставлен в начале линии, и по мере продвижения по зданию он останавливайтесь на различных этапах, где будут добавляться новые детали. С верхнего уровня, где изготавливались другие детали, более легкие детали опускались на балкон и затем закреплялись на машине на уровне земли. Когда машина достигнет конца цеха, она будет завершена.

Взаимозаменяемые детали

В начале 19 века развитие станков, таких как токарно-винторезный станок , строгальный станок и фрезерный станок , а также управление траекторией движения инструмента с помощью приспособлений и приспособлений , обеспечило предпосылки для современной сборочной линии, сделав взаимозаменяемые детали практической реальностью. .

XIX

с паровым приводом Конвейерные подъемники начали использоваться для погрузки и разгрузки судов где-то в последней четверти XIX века. Хауншелл (1984) показывает ок. 1885 год. Эскиз электрического конвейера, перемещающего банки через линию розлива на консервном заводе.

промышленность что мясоперерабатывающая Чикаго Считается , является одной из первых линий промышленной сборки (или линий разборки), которые начали использоваться в Соединенных Штатах, начиная с 1867 года. Рабочие стояли на фиксированных станциях, и система блоков доставляла мясо каждому рабочему, и они выполняли одну задачу. Генри Форд и другие писали о влиянии этой практики скотобойни на дальнейшее развитие Ford Motor Company.

20 век

Сборочная линия Форда, 1913 год. магнето . Первой была сборочная линия

1913 г. Эксперименты с креплением кузова на шасси модели Т. Компания Ford протестировала различные методы сборки, чтобы оптимизировать процедуры перед окончательной установкой оборудования. На сборочной линии использовался мостовой кран . для установки кузова

Продолжительность: 6 минут 35 секунд. 6:35

Сборочная линия Ford Model T c. 1919 год

Продолжительность: 4 минуты 3 секунды. 4:03

Сборочная линия Ford Model T c. 1924 год

Продолжительность: 1 минута 19 секунд. 1:19

Сборочная линия Форда c. 1930 год

Продолжительность: 10 минут 32 секунды. 10:32

Сборочная линия Форда c. 1947 год

По мнению Домма, внедрение массового производства автомобилей на сборочной линии можно приписать Рэнсому Олдсу , который использовал его для создания первого серийного автомобиля Oldsmobile Curved Dash . Олдс запатентовал концепцию сборочной линии, которую он применил на своем Olds Motor Vehicle Company в 1901 году. заводе

В Ford Motor Company сборочная линия была представлена ​​Уильямом «Па» Кланном после его возвращения после посещения бойни Swift & Company в Чикаго и осмотра так называемой «линии разборки», где туши разделывались по мере их движения по конвейеру. . Его внимание привлекла эффективность того, как один человек снова и снова удалял один и тот же кусок, не переходя на другую станцию. Он сообщил об этой идее Питеру Э. Мартину , который вскоре стал главой производства Ford, который в то время сомневался, но посоветовал ему продолжить. Другие сотрудники Форда утверждали, что подали эту идею Генри Форду , но откровения Па Клана о бойне хорошо задокументированы в архивах музея Генри Форда. и в других местах, что делает его важным вкладом в концепцию современной автоматизированной сборочной линии. Форд был ему признателен, посетив примерно в 1906 году высокоавтоматизированный Sears центр обработки почтовых заказов площадью 40 акров . В Форде этот процесс развивался методом проб и ошибок. команды, состоящей в основном из Питера Э. Мартина , начальника фабрики; Чарльз Э. Соренсен , помощник Мартина; Кларенс В. Эйвери ; К. Гарольд Уиллс , чертежник и слесарь-инструментальщик; Чарльз Эбендер ; и Йожеф Галамб . Некоторая основа для таких разработок недавно была заложена благодаря продуманной схеме станков размещения , которую Уолтер Фландерс разрабатывал в Форде до 1908 года.

Движущаяся сборочная линия была разработана для Ford Model T и начала работу 7 октября 1913 года на заводе Ford в Хайленд-Парке . и после этого продолжил развиваться, используя исследование времени и движения . Сборочная линия, приводимая в движение ленточными конвейерами , сократила время производства модели Т всего до 93 минут. разделив процесс на 45 этапов. Производство автомобилей быстрее, чем успевала высохнуть краска того времени, оказало огромное влияние на мир.

В 1922 году Форд (через своего писателя-призрака Кроутера) сказал о своей сборочной линии 1913 года:

Я считаю, что это была первая когда-либо установленная движущаяся линия. Идея пришла в общих чертах из подвесной тележки, которую чикагские упаковщики используют для разделки говядины.

Чарльз Э. Соренсен в своих мемуарах 1956 года « Мои сорок лет с Фордом » представил другую версию развития, которая касалась не столько отдельных «изобретателей», сколько постепенного, логического развития промышленной инженерии :

В Форде была разработана практика передачи работы от одного рабочего к другому до тех пор, пока она не превратилась в целостную единицу, а затем организация потока этих единиц в нужное время и в нужном месте на движущуюся линию окончательной сборки, с которой сходил готовый продукт. Независимо от более раннего использования некоторых из этих принципов, прямая линия преемственности массового производства и его интенсификации в автоматизацию напрямую связана с тем, что мы разработали в Ford Motor Company между 1908 и 1913 годами. Генри Форда обычно считают отцом массового производства. . Он не был. Он был его спонсором.

В результате этих усовершенствований в методах автомобили Форда сходили с конвейера с трехминутными интервалами, или шесть футов в минуту. Это было намного быстрее, чем предыдущие методы: производство увеличилось в восемь раз (требовалось 12,5 человеко-часов до этого, 1 час 33 минуты после), при этом использовалось меньше рабочей силы. Это было настолько успешно, что краска стала узким местом. Только японский черный быстросохнущий Duco . лак высыхал достаточно быстро, что вынудило компанию отказаться от разнообразия цветов, доступных до 1914 года, пока в 1926 году не был разработан

Технология сборочного конвейера была неотъемлемой частью распространения автомобилей в американском обществе. Снижение себестоимости производства позволило стоимости Model T уложиться в бюджет американского среднего класса. В 1908 году цена модели Т составляла около 825 долларов, а к 1912 году она снизилась примерно до 575 долларов. Это снижение цен сопоставимо со снижением с 15 000 до 10 000 долларов в долларовом выражении по сравнению с 2000 годом. В 1914 году рабочий сборочной линии мог купить модель Т за четырехмесячную зарплату.

Сложные процедуры безопасности Форда — особенно назначение каждого работника в определенное место вместо того, чтобы позволять ему бродить вокруг — резко снизили уровень травматизма . Сочетание высокой заработной платы и высокой эффективности называется « фордизмом » и копируется большинством крупных отраслей промышленности. Повышение эффективности сборочного конвейера также совпало со взлетом Соединенных Штатов. Сборочный конвейер заставлял рабочих работать в определенном темпе с очень повторяющимися движениями, что приводило к увеличению производительности на одного рабочего, в то время как в других странах использовались менее производительные методы.

В автомобильной промышленности его успех был доминирующим и быстро распространился по всему миру. Форд Франция и Форд Британия в 1911 году, Форд Дания 1923 года, Форд Германия и Форд Япония 1925 года; в 1919 году компания Vulcan (Саутпорт, Ланкашир) стала первым европейским производителем, принявшим его на вооружение. Вскоре компаниям пришлось иметь сборочные линии, иначе они рисковали разориться из-за неспособности конкурировать; к 1930 году 250 компаний, которые не исчезли, исчезли.

Массовый спрос на военную технику во время Второй мировой войны стимулировал использование конвейерных технологий в судостроении и производстве самолетов. Тысячи кораблей Liberty были построены с широким использованием сборных конструкций, что позволило завершить сборку кораблей за недели или даже дни. После того как в 1939 году было произведено менее 3000 самолетов для вооруженных сил США, американские авиастроители построили более 300 000 самолетов во время Второй мировой войны. Компания Vultee была пионером в использовании механизированной сборочной линии для производства самолетов. Другие компании быстро последовали примеру. Как сказал Уильям С. Кнудсен (работавший в Ford, GM и Консультативная комиссия национальной обороны) заметили: «Мы победили, потому что задушили врага лавиной производства, подобной которой он никогда не видел и не мечтал».

Улучшение условий труда

В своей автобиографии 1922 г. Генри Форд упоминает несколько преимуществ сборочной линии, в том числе:

• Рабочие не выполняют никакой тяжелой работы.
• Никаких наклонов и наклонов.
• Никакой специальной подготовки не требовалось.
• Есть работы, которые может выполнить практически каждый.
• Обеспечивал трудоустройство иммигрантам.

Повышение производительности позволило Ford увеличить заработную плату рабочих с 1,50 долларов в день до 5,00 долларов в день после того, как сотрудники достигли трехлетнего стажа на сборочной линии. Форд продолжал сокращать почасовую рабочую неделю, постоянно снижая цену на Модель Т. Эти цели кажутся альтруистическими; однако утверждалось, что они были внедрены Фордом для снижения высокой текучести кадров: когда в 1913 году была введена в эксплуатацию сборочная линия, выяснилось, что «каждый раз, когда компания хотела добавить 100 человек к своему заводскому персоналу, это необходимо нанять 963", чтобы нейтрализовать естественное отвращение, которое, кажется, вызвал конвейер.

Социологические проблемы

Социологическая работа исследовала социальное отчуждение и скуку , которые испытывают многие работники из-за повторения выполнения одной и той же специализированной задачи в течение всего дня.

Карл Маркс выразил в своей теории отчуждения убеждение, что для достижения удовлетворения от работы работникам необходимо видеть себя в созданных ими объектах, что продукты должны быть «зеркалами, в которых рабочие видят свою отраженную сущностную природу». Маркс рассматривал труд как шанс для людей реализовать аспекты своей личности. Марксисты утверждают, что выполнение повторяющихся специализированных задач вызывает чувство разрыва между тем, что работник делает весь день, тем, кем он является на самом деле, и тем, что он в идеале мог бы внести в общество. Более того, Маркс считает эти специализированные рабочие места небезопасными, поскольку рабочий становится расходным материалом, как только затраты растут и технологии могут заменить более дорогой человеческий труд.

Поскольку работникам приходится часами стоять на одном и том же месте и повторять одно и то же движение сотни раз в день, повторяющиеся стрессовые травмы являются возможной патологией охраны труда . Промышленный шум также оказался опасным. Когда оно было не слишком высоким, рабочим часто запрещали разговаривать. Шарль Пиаже , квалифицированный рабочий завода ЛИП , вспоминал, что помимо того, что им было запрещено говорить, полуквалифицированным рабочим оставалось всего 25 сантиметров для перемещения. Позже промышленная эргономика попыталась свести к минимуму физические травмы.

См. также

• «Новые времена» — фильм 1936 года, в котором персонаж Бродяги (которого играет Чарли Чаплин ) пытается приспособиться к работе на конвейере.
• «Последнее предложение» , документальный фильм о переговорах по контракту UAW/CAW 1984 года, показывает рабочую жизнь на заводе по сборке автомобилей GM в Ошаве, Онтарио ( смотреть онлайн ).
• Реконфигурируемые и гибкие производственные системы , включающие постфордизм и бережливого производства. производство под влиянием

Ссылки

Цитируемые работы

• Ниберт, Дэвид (2011). «Истоки и последствия животноводческого комплекса». У Стивена Беста ; Ричард Кан; Энтони Дж. Носелла II; Питер Макларен (ред.). Глобальный промышленный комплекс: системы доминирования . Роуман и Литтлфилд . п. 208. ИСБН  978-0739136980 .
• Борт, Кристи (1945). Мастера массового производства . Индианаполис: Компания Боббс-Меррилл.
• Домм, Роберт В. (2009). Мичиган вчера и сегодня . Вояджер Пресс. ISBN  9780760333853 . Архивировано из оригинала 19 августа 2020 г. Проверено 17 октября 2020 г.
• Форд, Генри и Кроутер, Сэмюэл (1922). Моя жизнь и работа . Гарден-Сити, Нью-Йорк: Издательство Гарден-Сити. ISBN  0-405-05088-7 . Архивировано из оригинала 13 апреля 2021 г. Проверено 21 апреля 2021 г.
• Герман, Артур (2012). Кузница свободы: как американский бизнес добился победы во Второй мировой войне . Нью-Йорк: Рэндом Хаус. ISBN  978-1-4000-6964-4 .
• Мерсон, Джон (1990). Гений, которым был Китай: Восток и Запад в создании современного мира . Вудсток, Нью-Йорк: The Overlook Press. ISBN  0-87951-397-7 . Дополнение к сериалу PBS «Гений, который был Китаем» .
• Чарльз Паттерсон (2002). Вечная Треблинка: Наше обращение с животными и Холокост . Книги фонарей. ISBN  978-19-300-5199-7 .
• Муссон, Альберт Эдвард; Робинсон, Эрик (1969). Наука и техника в промышленной революции . Издательство Манчестерского университета. ISBN  978-0-7190-0370-7 . Архивировано из оригинала 24 мая 2021 г. Проверено 17 октября 2020 г.
• Най, Дэвид Э. (2013). Сборочный конвейер Америки . МТИ Пресс.
• Хауншелл, Дэвид А. (1984). От американской системы к массовому производству, 1800–1932: развитие производственных технологий в Соединенных Штатах . Балтимор: Издательство Университета Джонса Хопкинса. ISBN  978-0-8018-2975-8 . LCCN   83016269 .
• Паркер, Дана (2013). Строительство победы: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны (Иллюстрированное издание). Дана Т. Паркер. ISBN  978-0-9897906-1-1 . Архивировано из оригинала 06 августа 2020 г. Проверено 17 октября 2020 г.
• Роу, Джозеф Уикхэм (1916), английские и американские производители инструментов , Нью-Хейвен, Коннектикут: Издательство Йельского университета, LCCN   16011753 . Перепечатано McGraw-Hill, Нью-Йорк и Лондон, 1926 г. ( LCCN   27-24075 ); и Lindsay Publications, Inc., Брэдли, Иллинойс ( ISBN   978-0-917914-73-7 ).
• Уэллс, Дэвид А. (1890). Недавние экономические изменения и их влияние на производство и распределение богатства и благосостояние общества . Д. Эпплтона и компании. Нью-Йорк: ISBN  0-543-72474-3 .
• Ве-Мин Чоу (1990). Проектирование сборочной линии: методология и приложения . Тейлор и Фрэнсис.
• Соренсен, Чарльз Э. и Уильямсон, Сэмюэл Т. (1956). Мои сорок лет с Фордом . Нью-Йорк: Нортон. LCCN   56010854 .

Внешние ссылки

• Домашняя страница исследований по оптимизации сборочной линии
• Проблемы оптимизации сборочной линии
• История конвейерной сборки и ее широкое распространение
• Линия сборки автомобилей