Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

Организация производства оказывает значительное влияние на про­изводительность труда. Нередко даже небольшие улучшения в организа­ции производства могут существенно повысить его эффективность, по­этому этому вопросу следует уделять большое внимание.

На организацию производства в первую очередь влияет количество изделий, подлежащих изготовлению в единицу времени. Отсюда крите­рием выбора формы организации производственного процесса служит число изделий, подлежащих изготовлению, их номенклатура и трудоемкость.

В практике машиностроения существуют два вида производствен­ных процессов: поточный и непоточный. Более эффективным является поточный вид вследствие высокой производительности труда, короткого цикла изготовления, упрощения планирования, учета и управления про­изводством. В единичном, мелкосерийном и среднесерийном производ­ствах, как правило, применяется непоточный вид производственного процесса и организационные формы в виде участка с групповой расста­новкой оборудования, технологически замкнутого участка и предметно - замкнутого участка.

Организация производственных участков с групповым распо­ложением оборудования эффективна для производства деталей широкой номенклатуры, изготовляемых единицами или в небольших количествах. Оборудование в этом случае делят на группы по признаку одинакового назначения; заготовки обрабатывают партиями.

Например, есть участок фрезерных станков и есть участок токарных станков и т. д.; этими участками руководит мастер. Такая расстановка позволяет более полно загрузить оборудование, а недостатком являются многочисленные перемещения изделия по цеху от участка к участку до полного изготовления. После обработки изделия хранятся около станков или на специально оборудованных площадках. Изделия небольших раз­меров после выполнения каждой операции поступают в центральный или на промежуточный склад для учета и хранения. Изделие, прошедшее по­следнюю операцию и контроль, поступает на склад готовых изделий. Та­кую форму организации характеризуют невысокие технико-эконо­мические показатели, сложность планирования, значительные перемеще­ния изделий.

В этих условиях возникает противоречие между стремлением более полно загрузить станки и порядком поступления готовых деталей во вре мени на сборку в соответствии с требованиями технологических процес сов сборки изделий и календарным планированием. Очень часто недозаі руженность станка объясняется не столько техническими трудностями его загрузки, сколько ограничениями, накладываемыми требованиями сборки. Если пренебречь этими требованиями и загружать станки полно­стью, то появится необходимость в увеличении складских помещений, где готовые детали будут пролеживать, ожидая вызова на сборку. При такой организации производства исключается возможность применения поточной формы.

С увеличением количества деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени, переходят к более совершенной организационной форме - технологически замкнутым участкам.

Организация технологически замкнутых участков предполагаеі группирование изделий по однородности служебного назначения, кона руктивных форм и размеров. Под каждую группу таких изделий органи­зуется участок, содержащий все виды оборудования, необходимого для полного изготовления каждого изделия в данной группе. Примером такой формы организации могут служить участки по изготовлению шпинделем, крепежа, зубчатых колес и т. п.

Оборудование устанавливается по возможности в последовательно сти, соответствующей ходу технологических процессов большинства деталей группы; это обеспечивается тем обстоятельством, что для одно родных деталей можно использовать типовую технологию.

Таким образом, организационная форма замкнутых участков теоре­тически создает предпосылки для реализации поточных производствен ных процессов, что позволяет: улучшить организацию планирования и учета; детали проходят меньшую длину пути, сокращается время на пе­ренастройку оборудования при переходе от обработки одной детали к другой, так как их технологические процессы близки; короче становится цикл изготовления; проще организовать контроль качества.

Технологическое оборудование на технологически замкнутых уча­стках может связываться транспортными средствами, различного рода подъемно-транспортными устройствами. Все это в итоге дает возмож­ность достигнуть более высоких технико-экономических показателей.

При дальнейшем увеличении выпуска изделий одной номенклатуры организуют предметно-замкнутые участки. На них полностью изготав­ливают сборочные единицы, например, двигатель, коробка скоростей, редуктор и т. п.

При дальнейшем увеличении количества выпускаемых деталей в единицу времени целесообразно организовывать производственный про­цесс по поточной форме в виде поточной линии.

Под поточным производственным процессом понимается непрерыв­ность движения изготавливаемых изделий и равномерный их выпуск в единицу времени.

В таком идеальном представлении поточный производственный процесс можно встретить в отраслях с непрерывным циклом производст­ва (например, при производстве нефтепродуктов в нефтепереработке, где производство является "бессерийным").

Поточный производственный процесс характеризуется:

1) прямоточностью, когда предмет труда движется поступательно от одной единице оборудования к другой без возвратного движения;

2) непрерывностью движения предмета труда в процессе его изго­товления;

3) ритмичностью, когда изделие в конце производственного процес­са сходит через одинаковые промежутки времени.

Наивысший уровень поточности производственного процесса будет при наличии всех трех перечисленных свойств.

В машиностроительном производстве, являющимся, как правило, дискретным, трудно найти такой процесс. Наиболее близко к идеальной поточной форме приближаются процессы, реализуемые с помощью ро­торных линий.

Разновидностями поточной организации производства являются пе­ременно-поточная и непрерывно-поточная формы. Причем в последнее время начинает доминировать переменно-поточная форма, отличающаяся периодическим запуском на одном и том же оборудовании деталей не­скольких наименований.

В поточных линиях оборудование расставляют по ходу технологи­ческих операций, что позволяет широко применять многостаночное об­служивание и наилучшим образом использовать производственную пло­щадь. Все единицы оборудования связывают транспортными средствами для передачи заготовки; продолжительность каждой операции равна или кратна такту выпуска. При поточной организации производства нет не­обходимости в складах, за исключением небольших промежуточных за­делов для компенсации изменений затрат времени на выполнение операций

Поскольку поточная форма организации производственного процес­са наиболее эффективна, естественно стремление использовать поточный метод в единичном и мелкосерийном производствах, что послужило при­чиной появления групповой технологии.

С другой стороны, в массовом производстве тоже наметились серь­езные изменения, породившие тенденцию выпуска в массовом произвол стве одного и того же изделия попеременно партиями разных его моди­фикаций. Эти изменения обусловлены необходимостью удовлетворят!, быстро меняющиеся запросы потребителей. Однако при этом возникаеі противоречие между желанием, с одной стороны, максимально быстро удовлетворять потребности потребителя, выпуская разные изделия, а с другой, - избежать перерывов в производственном процессе, изготовляя изделия крупными партиями. Таким образом, и в массовом производстве возникает проблема применения поточного метода.

Действительно, наблюдаемая в машиностроении тенденция ускоре­ния смены выпускаемой продукции изменяет содержание массового про изводства, расширяя номенклатуру изготавливаемых изделий и тем са­мым приближая его по номенклатуре к серийному производству, а по количеству деталей, выпускаемых в единицу времени, - к массовом} Эти противоречивые условия и вызывают трудности осуществления про­изводства по поточной форме.

В связи с этим, необходимо изыскивать пути широкого применения поточной формы не только в массовом, но и в серийном и даже единич ном производствах.

Наблюдаемая в машиностроении тенденция ускорения смены вы пускаемых изделий привела к тому, что начинает доминировать много номенклатурное разносерийное производство.

Степень широты номенклатуры изделий и размера серий на разных предприятиях могут существенно различаться. Например, на предпри ятиях массового производства сохраняются большие объемы выпуска изделий нескольких наименований, но с большим числом модификаций; на других предприятиях резко возросла номенклатура изделий при не­больших объемах выпуска. Таким образом, среди современных предпри­ятий трудно найти предприятие с постоянным типом производства (еди­ничным, серийным, массовым).

Чтобы в новых условиях предприятие было бы конкурентоспособ­ным, его производство должно отличаться высокой производительно­стью, гибкостью, мобильностью, т. е. быть способным быстро и с мини­мальными издержками переходить на выпуск новых изделий. В то же время традиционные организационные формы производственного про­цесса ориентированы на соответствующие типы производства и потому уже не могут обеспечить высокую эффективность производства в новых условиях.

Действительно, если, к примеру, в первом квартале требуется изго­товить широкую номенклатуру изделий малыми сериями, а во втором квартале - меньшую номенклатуру средними сериями, то организацион­ная форма производственного процесса, эффективная в первом квартале, не будет эффективной во втором квартале.

Таким образом, требуется поиск новых организационных форм про­изводственного процесса, а для этого необходимо понимать преимущест­ва и недостатки традиционных организационных форм.

Традиционные организационные формы в единичном производстве обеспечивают высокую гибкость, но с низкой производительностью, а в массовом производстве - высокую производительность при отсутствии гибкости. Новая организационная форма должна одновременно обеспе­чивать и высокую производительность, и гибкость производственного процесса [2J.

Высокая производительность достигается посредством специализа­ции производства, в основе которой лежит разделение труда и его рацио­нальная организация, основанная на расчленении производственного процесса и специализации орудий труда.

Специализация бывает двух видов: предметная (Сп) и технологиче­ская (Ст). Последняя предполагает изготовление разнородных деталей по однородной технологии. Оба вида специализации направлены на дости­жение однородности труда с целью повышения его повторяемости и тем самым - с целью повышения производительности процесса.

При специализации производства важно точно определить предмет производства на каждом уровне производства - на уровне подотрасли машиностроения, завода, цеха, рабочего места. Например, в авиастрое­нии или станкостроении предметом производства являются любые само­леты или любые станки; на заводе фрезерных станков - только фрезер­ные станки; на уровне сборочного цеха - сборочные единицы, а на уров­не механического цеха - детали; на уровне рабочего места (РМ) (напри­мер, по изготовлению деталей) - совокупность изготавливаемых поверх­ностей (СП). В частном случае это может быть одна поверхность или деталь, когда на одном РМ изготавливаются все поверхности детали, причем СП ограничена набором наименований поверхностей (НП), кото­рый, в свою очередь, ограничен для данного РМ возможностями техно­логического оборудования и оснастки.

Чтобы поднять уровень организации производства в современных условиях, необходим новый метод его организации, который разрешил бы противоречие между специализацией и гибкостью производства.

Рассмотрим этот вопрос на примере организации производства де­талей. В основе этого метода [2] должно лежать закрепление за каждым рабочим местом ограниченного множества СП, близких по конструктив­ному оформлению. Тогда РМ будет специализировано по предметному признаку. В этом случае технологическое оборудование и оснастка должны подбираться не под методы обработки, а под технологию изго­товления конкретных СП и позволит их специализировать в условиях даже единичного производства.

Чтобы так организовать производство, надо все возможное множе­ство СП разбить на группы и под каждую группу организовать РМ, тогда получим состав РМ, с помощью которого можно изготовить любую деталь.

Проблема реализации такой организации производства заключается в случайном характере СП, так как СП формирует технолог при разра­ботке технологических процессов. Это приводит к большому множеству СП, из которого многие СП никогда не будут реализованы на практике.

В результате это приведет к большому числу РМ с большими избы­точными возможностями и в итоге производство станет неэффективным.

Проблема решается, если воспользоваться модульным представле­нием детали, когда она рассматривается как совокупность модулей по­верхностей (МП). Тогда, в качестве СП, будет выступать один МП или фуппа, под которые уже известны технологии их изготовления и требуе­мое технологическое оборудование, и технолог, разрабатывающий тех­нологический процесс, должен формировать СП только из этих МП.

При такой постановке вопроса вся технологическая подготовка РМ должна быть направлена на изготовление заранее известных и закреп­ленных за РМ модулей поверхностей (рис. 1.13.12, в).

РМ1

РМ2

РМЗ

Токарный станок

Сверлильный станок

Фрезерный станок

РМ4

РМ5

РМ6

Револьверный станок

Зубофрезерный станок

Шлифовальный станок

В)

А)

РМ1

РМ2

РМЗ

РМг

СП1

СП2

СПЗ

СП г

Б)

РМ1

РМ2

РМЗ

1ЕМП

2ІМП

ЗІМП

РМ4

РМ5

РМ6

4ІМП

5ІМП

6ІМП

Рис. 1.13.12. Специализация и расстановка оборудования:

А - в традиционном единичном производстве; б - в традиционном массовом производстве; в - в условиях модульной технологии

Сущность нового метода организации производственного процесса заключается в следующем. Производственная программа выпуска дета­лей уточняется до уровня МП и представляется множеством МП, входя­щих в состав деталей, подлежащих выпуску. Изготовление детали осуще­ствляется посредством модульного технологического процесса, который строится путем компоновки из модулей технологического процесса (МТИ) изготовления МП и состоит из операций, представляющих собой
один или сумму МТИ, изготовления одного или группы МП, входящих в состав СП. Это существенно снижает размер множества операций, их разнообразие и повышает их повторяемость. Таким образом, за каждым РМ закрепляется один или группа МП, а СП, изготавливаемое на опера­ции. формируется только из этих МП.

Потребности в средствах технологического оснащения РМ (станках, инструментальных наладках, приспособлениях, контрольно-измеритель - ных устройств) определяются с высокой точностью, так как каждое из них состоит из соответствующих модулей: модуля станка (МО), модуля инструментальной наладки (МИ), модуля приспособления (МПр), модуля контрольно-измерительного устройства (МКИ), подчиненных изготовле­нию МП по заранее известным МТИ.

Состав МП, закрепляемых за РМ, зависит, в первую очередь, от се­рийности производства. Например, в единичном и мелкосерийном произ­водстве, где изготавливается широкая номенклатура деталей, целесооб­разно за РМ закреплять группу МП, близких по конструкции и техниче­ским требованиям. В этом случае участок (цех) будет представлять собой группу РМ, охватывающих все МП, составляющие изготавливаемые де­тали. Тогда, чтобы изготовить ту или иную деталь, ее заготовка буде г обрабатываться только на тех РМ, где изготавливаются МП, составляю­щие эту деталь.

В массовом и крупносерийном производствах за РМ закрепляется СП. состоящая из одного или нескольких МП в зависимости от разрабо­танного модульного технологического процесса детали.

При закреплении за РМ определенных СП изменится характер спе­циализации.

В единичном производстве специализация на уровне участка будет технологической так же, как и при традиционной организации производ­ственного процесса, поскольку изготавливается широкая номенклатура деталей, но на уровне РМ специализация становится предметной, так как у заготовок разных деталей изготавливаются только те МП, которые за креплены за рабочим местом.

В серийном и массовом производствах специализация на обоих уровнях будет предметной, но в массовом производстве уровень специа­лизации выше.

Организуя таким образом работу РМ, можно в одном производстве обеспечить одновременно и высокую производительность, и гибкость.

В условиях многономенклатурного разносерийного производства специализация РМ под изготовление МП придает производственному процессу высокую гибкость, за счет обеспечения возможности заготов­кам разных деталей проходить РМ разными маршрутами по РМ в соот­ветствии с их модульным технологическим процессам без существенной переналадки технологических систем, поскольку на каждом РМ изготав­ливаются одни и те же МП независимо от изготавливаемой детали.

Каждое РМ должно быть специализировано таким образом, чтобы оно частично дублировало одно-два РМ по номенклатуре изготавливае­мых МП. Это увеличит гибкость производства, так как позволит изме­нять маршрут движения заготовки в случае загруженности на данный момент следующего по маршруту обработки РМ, а в случае отказа тех­нологического оборудования на каком-либо РМ позволит обойти его че­рез другое РМ, не прерывая производственный процесс и сводя к мини­муму заделы.

Высокая производительность достигается за счет специализации РМ, что позволяет применять прогрессивные методы обработки, харак­терные для крупносерийного и даже массового производств, совмещать переходы; при этом создаются предпосылки для применения поточного вида производственного процесса даже в условиях единичного производства.

Если в традиционном массовом производстве поточность предпола­гает сквозное прохождение заготовки по всему маршруту, то в единич­ном и мелкосерийном производствах сделать это не удается вследствие следующих причин: 1) разные детали имеют разные маршруты изготов­ления, различными получаются и затраты подготовительно-заключитель­ного и штучного времени: 2) через одни РМ проходит большее количест­во заготовок, а через другие - меньшее; 3) заготовки разных деталей движутся по разным маршрутам.

Применение модульных технологических процессов, закрепление МП за РМ, формирование СП из заранее известных МП создают предпо­сылки для внедрения поточного вида производственного процесса в мно­гономенклатурном разносерийном производстве. Организация поточного производственного процесса в этом случае должна начинаться с установ­ления обобщенных маршрутов движения заготовок.

Под обобщенным маршрутом движения заготовок будем понимать такую последовательность движения заготовок, при которой прохожде­ние заготовок разных деталей через группу РМ осуществляется без воз­врата, т. е. обеспечивается прямоточность движения заготовок разных деталей.

Определяются обобщенные маршруты движения следующим обра­зом. Множество деталей, подлежащих изготовлению, делится на группы деталей по общности конструктивных форм, так как это в определенной степени предопределяет схожесть состава содержащихся в них МП.

Затем в каждой группе деталей выделяются типовые представители и под их изготовление разрабатываются модульные технологические процессы, после чего технологические процессы с одинаковыми или близкими маршрутами движения заготовок объединяются в группы, для которых устанавливается один обобщенный маршрут движения загото­вок. При этом допускается в маршрутах пропуск одного или нескольких РМ при условии сохранения прямоточности движения заготовок.

На основе полученной группы обобщенных маршрутов движения заготовок" определяется наиболее эффективная расстановка станков.

Для осуществления такой организации производственного процесса необходимо на разработку модульных технологических процессов накла­дывать ряд ограничений. Технолог при разработке технологических про­цессов обязан придерживаться таких маршрутных технологических про­цессов, которые обеспечивали бы перемещения заготовки по одному из обобщенных маршрутов движения, а технологические операции должны проектироваться таким образом, чтобы изготавливаемые на них СП со­стояли из одного или нескольких МП из числа закрепленных за РМ.

Наиболее сложно в условиях широкой номенклатуры изготавливае­мых деталей и разной серийности их выпуска обеспечить непрерывность и ритмичность движения заготовок.

Ритмичность движения заготовок по РМ достигается через синхро­низацию операций. Под синхронизацией в многономенклатурном разно­серийном производстве в отличие от массового производства будем по­нимать одинаковую длительность операций технологических процессов разных деталей. Иными словами, синхронизация сводится к тому, чтобы на всех РМ операции осуществлялись одновременно и были одинаковы­ми или кратными по длительности независимо от того, какие детали из­готавливаются.

Для обеспечения синхронизации и ритмичности движения заготовок надо управлять как разработкой модульных технологических процессов, так и самим производственным процессом в целом. К наиболее сущест­венным факторам, выступающим в роли управляющих воздействий для достижения одинаковой длительности операций разных деталей, отно­сятся состав МП, изготавливаемых на операциях, и их МТИ.

Итак, производственный участок (цех) рассматривается как техно­логическое поле, представляющее собой совокупность специализирован­ных РМ. В этом поле от одного РМ к другому перемещаются предметы
труда в соответствии со своими маршрутными технологическими про­цессами.

В качестве примера на рис. 1.13.13 приведена схема организации производства деталей на принципах модульной технологии. Согласно этой схеме чертеж изготавливаемой детали представляется в модульном исполнении, модульный технологический процесс строится методом компоновки из МТИ, а обрабатывающая технологическая система ком­понуется из модулей станка, инструментальной наладки, приспособления и контрольно-измерительного устройства.

Заготовки, поступающие на обработку, движутся от одного РМ к другому РМ без возврата в соответствии с изготавливаемыми МП и мар­шрутным технологическим процессом.

Организация производства таким образом позволит:

1) в несколько раз сократить трудоемкость технологической подго­товки производства;

Элементная база

МП

МТИ, МТБ

МО, МИ, МПр, МКИ

Чертеж детали

Сокращение трудоемкости и сроков ТПП

Ш

0 -г В а)

ІБ

0) о

1 2

Я о m 2

Э о

Q. ф S Т

Fc 5

® о Я с

Ф

Модульный технологичексий процесс

Обрабатывающая технологическая система

Снижение расходов на технологические средства

Сокращение сроков перехода на новое изделие

Повышение технологической производительности

Повышении качества изготавливаемых деталей

РМ, РМ2 РМ3 РМ4 ... РМ„

Технологическое поле

Рис. 1.13.13. Схема организации производства деталей на принципах модульной технологии

2) снизить расходы на технологическую оснастку за счет сокраще­ния ее разнообразия и возможности перекомпоновки при переходе на изготовление других деталей;

3) снизить число наладок, настроек и их трудоемкость при переходе на изготовление новых деталей;

4) повысить производительность обработки при изготовлении дета­лей в условиях многономенклатурного разносерийного производства за счет совмещения переходов, применения прогрессивных многоинстру - ментных методов обработки, характерных для крупносерийного произ­водства, сокращения затрат подготовительно- заключительного времени;

5) в условиях производства деталей крупными сериями быстро пе­реходить на выпуск новых деталей за счет создания новых технологиче­ских средств методом компоновки из имеющихся модулей;

6) повысить качество изготовления деталей за счет построения их технологических процессов из апробированных модулей технологиче­ского процесса.

Изложенный метод организации производства может быть применен и в сборочном производстве машиностроительных изделий.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЭБ - это множество связанных между собой элементов технологи­ческих процессов, обрабатывающих и сборочных технологических систем. Связи между элементами возникают из обслуживания изделий тех­нологическими процессами, а последних - технологическими системами. В …

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц. Разработку последовательности …

Разработка технологической операции

Исходными данными для разработки операции являются изготавли­ваемые на операции МП, МПИ, их МТИ, а также МТБ, заготовительные модули, тип станка, такт выпуска, общее количество изготавливаемых деталей и др. В результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.