ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ

СТЕПЕНЬ И УРОВЕНЬ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА И СПОСОБЫ ИХ ПОВЫШЕНИЯ

Результаты разработки и внедрения в проект сборочно­сварочного цеха комплексной механизации и высшей ее ступени — автоматизации производственных процессов — оценивают осо­быми показателями, определяющими достигнутые степень и уро­вень механизации и автоматизации предусмотренных работ по изготовлению заданных к выпуску изделий. Для подсчетов таких показателей разработаны специальные методики. Они предназна­чены преимущественно для использования на заводах, промышлен­ных предприятиях и в отделах различных ведомств при составле­нии планов внедрения в производство механизации и автоматиза­ции трудоемких процессов, а также при составлении отчетов о до­стигнутых результатах этого внедрения. Те же методики исполь­зуют и для оценки разработанных проектов промышленных пред­приятий и отдельных цехов.

Во всех случаях оценки внедрения в производство (или в его проект) механизации и автоматизации трудовых процессов при­ходится различать две стороны этого вопроса.

Прежде всего, всякая замена ручного труда работой механиз­мов, машин и автоматов является механизацией и автоматизацией производственных процессов. Поэтому расчетные измерители, определяющие количественное соотношение в данном производ­стве (или проекте) между механизированным и немеханизирован­ным (т. е. ручным) трудом, характеризуют количественный охват выполняемых работ механизацией и автоматизацией. Такие изме­рители служат показателями степени механизации и автоматиза­ции производства.

Однако машины и автоматы бывают разные. Одни из них могут представлять собой менее или более прогрессивную технологию изготовления изделий и, следовательно, отличаться меньшей или большей производительностью, чем другие. Поэтому наряду с опре­делением количественного охвата всех работ механизацией и авто­матизацией необходимо определять и качественный ее уровень. Измерители, определяющие эту сторону рассматриваемого во­проса, служат показателями уровня механизации и автоматиза­ции производства.

Терминология определения понятий количественного охвата и качественного уровня механизации и автоматизации, соответ­ствующая давно применяемым в производственной практике рас­четным методикам числового определения этих понятий, пока не подвергалась стандартизации. Поэтому в различных опублико­ванных материалах встречаются разные термины, определяющие указанные понятия и отличающиеся от приведенных выше.

Количественный уровень (точнее, степень) механизации сва­рочных работ, согласно методике ИЭС им. Е. О. Патона, выра­жают в процентах и вычисляют по формуле

с<--‘т^тжт%- (35>

где Тм — трудоемкость (в нормо-часах) сварочных работ, выпол­няемых механизированным способом; Tim — то же, выполняемых немеханизированным способом (вручную); k — коэффициент по­вышения производительности труда на данном рабочем месте (обо­рудовании), равный отношению трудоемкости выполняемых на нем операций до механизации к их трудоемкости после механизации; этот же коэффициент используют в качестве коэффициента приве­дения трудоемкости механизированного способа производства к трудоемкости исходного базового способа (до механизации).

Расчетные значения коэффициентов k для различных способов механизации работ в сварочном производстве приведены в прило­жении 2.

Если данное изделие изготовляют в производственном потоке с применением разнородных способов механизации технологиче­ских операций, то степень механизации таких работ вычисляют по формуле

п ___ ІАПП/

м VTr—I Тт ^)

Ъ <Г™ + кТм) {

Рис. 28. Зависимость уровня механизации Ум от производительности машин к при раз­личной степени механизации работ См

При подсчетах трудоемкости всех работ учитывают как основное время каждой операции производственного процесса, так и относящиеся к нему времена — подготовительно-заключи­тельное, вспомогательное и дополни­тельное, в соответствии с общеприня­той методикой технического норми­рования технологических операций.

Качественный уровень Ум произ­водственного процесса следует опре­делять по достигаемому в каждом отдельном случае относительному уменьшению трудоемкости работ АТ. Пользуясь обозначе­ниями в формуле (35), можно написать

у--АГ = £“+£. 100% -ikMw100% -

= CM(1 - l/k)%. (36)

В случаях использования при изготовлении изделия разно­родных способов механизации производственных процессов, по аналогии с формулой (35а) следует написать

У« = ДГ = 100% = “ ^ср) %, (36а)

2j * НМ "Г м) і

где

fecp=EF»)i/IWi-

Анализ формул (36)—(36а) при краевых условиях показывает, что при отсутствии механизации, т. е. при Ты = 0, показатели См = 0 и Ум — 0; при полной механизации, т. е. при Тнм — 0, показатель Си = 100%, а показатель Ум достигает возможного максимума (рис. 28), определяемого величиной соотношения (1 — l/k). Это соотношение представляет собой относительное уменьшение трудоемкости производственного процесса после его механизации. Практически всегда (1 — Ilk) < 1, поскольку даже максимальное значение коэффициента повышения производитель­ности труда никогда не достигает значения k — оо. Поэтому также всегда Ум< 100%.

Пример 1. Завод производит сварочные работы в двух цехах. Трудозатраты по видам сварки характеризуются данными табл. 15. Показатели степени и уровня механизации, определяемые по формулам (35а) и (36а) составляют:

для цеха № 2

TOC o "1-5" h z Ю875 _ . _ 10 875 - 4850 _ .

20 875 - /о ’ Ы2~ 20 875 ” /о ’

для завода в целом

38825 , ж_ 38825 — 16 150 ...

См1+2 _ 54 925 - 70У“і+2 54925 ~ 4 ‘

Пример 2. Для сравнения по степени и по уровню механизации и автома­тизации производственного процесса представлены два варианта проекта сборочно-сварочного цеха (табл. 16). Общая трудоемкость всех сборочно-сва­рочных работ по изготовлению заданной продукции в этом цехе подразделена на трудоемкость немеханизированных (сборочно-сварочных) и механизирован­ных (сварочных) работ.

Трудоемкость немеханизированных работ по выполнению коротких свар­ных швов в обоих вариантах проекта сохранена постоянной. Это должно

обусловить для обоих вариантов проекта одинаковый показатель степени механизации (т. е. одинаковый количественный охват механизацией) произ­водственного процесса. Варианты проекта различаются между собой разным составом средств механизации с различной производительностью. Качествен­ный уровень механизации сварочных работ в варианте 2 проекта предусмотрен более высоким. В соответствии с этим в варианте 2 проекта должно иметь место уменьшение трудоемкости работ и сокращение парка производственного оборудования, а также значительное высвобождение рабочих. Следовательно, в варианте 2 проекта показатель качественного уровня механизации произ­водственного процесса должен быть больше, чем в варианте 1.

В качестве исходных данных для расчетов по определению показателей См и Ум приняты: режим работы цеха двухсменный, годовой номинальный фонд времени од­ного рабочего 2040 ч, а явочный состав рабочих, трудоемкость работ на годовую программу (произведение явочного состава рабочих на годовой номинальный фонд времени), количество оборудования и характеризующие его производительность значения расчетного коэффициента k по табл. 16. Показатели определены по фор­мулам (35а) и (36а). Согласно расчетам (см. табл. 16) в результате повышения качественного уровня механизации в варианте 2 проекта по сравнению с вариан­том 1 достигнуто общее уменьшение трудоемкости работ на 16,9%, сокращение парка оборудования на 20,3% и уменьшение явочного числа рабочих на 16,8%. При этом степень механизации производственного процесса С„ осталась одинако­вой для обоих вариантов проекта. Уровень механизации производственного про­цесса Ум в варианте 2 проекта повысился на 55,2% в сравнении с вариантом 1.

Методика оценки повышения производительности труда при комплексной механизации всех работ на поточной сборочно-сва­рочной линии, составленная по материалам ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР (П. И. Севбо), заключается в следующем.

Общая трудоемкость работ Т0 по изготовлению изделия в произ­водственном потоке сборочно-сварочной линии равна сумме тру­доемкостей на всех п последовательных рабочих местах этого по­тока:

Го = Т + Г2+ • • • +Т1+ • ■ ■ +^'л-1 + ^'п= ЪТ'.

1=1

Доля участия любого рабочего места данного производствен­ного потока в общем процессе изготовления изделия составляет

m, = TjT0. (37)

При механизации работ на каком-либо рабочем месте повыше­ние его производительности может быть выражено коэффициентом местного (локального) повышения производительности

k = TVUITM,

где Тш и Ты по аналогии с формулой (35) означают трудоемкость работ на данном рабочем месте до и после их механизации соот­ветственно, а коэффициент местного повышения производитель­ности идентичен коэффициенту приведения в той же формуле.

Повышение производительности всего производственного по­тока в результате указанной механизации работ на одном из его рабочих мест может быть выражено общим результирующим коэф­фициентом повышения производительности поточной линии, со­стоящей из п рабочих мест:

Т 11

к° = Т0 — Ті (1°— l/k) I = Ik) I = 1 —mt + mt/kt ' ^

При осуществлении механизации работ на нескольких рабочих местах потока результирующий коэффициент повышения произво­дительности той же поточной линии

k =

° То - Тг (1 - 1/AJ - Т2 (1 - 1/Л.) - Т3 (1 - 1/*3)

=------- г-;--------- ^-------- ■ • • (38а)

і— L Ш[+ 2j miiki і і

При комплексной механизации всех работ на поточной линии, т. е. когда 2j /и,- = 1. повышение ее производительности

I

kK = 2 kl, і

т. е. равно суммарному коэффициенту повышения производитель­ности всех рабочих мест потока.

Рассматривая поточную линию как самостоятельный производ­ственный агрегат, можно определить для нее степень и уровень механизации по формулам (35)—(36а), используя в них значения коэффициентов повышения производительности по формулам (38) и (38а).

Для определения величины уровня механизации вместо фор­мулы (36а) можно пользоваться формулой

«Ум = £ (га — т/^) і Ю0%, (366)

І

где~т — коэффициент, оценивающий долю участия данного рабо­чего места (или данной операции) в выполнении рассматриваемого производственного процесса изготовления изделия на проектируе­мой поточной линии.

Коэффициент m равен отношению приведенной трудоемкости работ, выполняемых на данном рабочем месте, к общей приведен­ной трудоемкости всей совокупности работ на рассматриваемой поточной линии, включая и все ручные операции:

tn = kTj^(Тни + кТ„) і* (37а)

і

Подставив это выражение в формулу (366), после соответству­ющих преобразований получим формулу (36а).

Результаты расчетов по формулам (36а) и (366) будут идентич­ными, так как каждая из них определяет удельные затраты немеха­низированного труда, замененного машинной работой.

Уровень механизации и автоматизации сварочных процессов Ум может быть положен в основу классификации сварочного обо­рудования. Этот показатель определяет (в цифрах) долю комплекс­ной механизации, обеспечиваемую одной данной машиной или агре­гатом в рассматриваемом производственном потоке.

Местный (локальный) уровень механизации той же машины У м. л можно определить из выражения

TOC o "1-5" h z Ум — (т — 100% (36в)

после подстановки в него значения т = 1, т. е.

Умл = (1 — Ш) 100%. (36г)

Из приведенных выше выражений (36в) и (36г) следует, что

Ум = Ум. лт - (36д)

Таким образом, уровень механизации всего потока, обеспечи­ваемый одной данной машиной в его составе, как правило, меньше локального уровня механизации, так как т < 1.

В случае нескольких машин в потоке общий (комплексный) уровень механизации поточной линии

У„ = Е(Ум. лт),- (Збе)

і

Для установления присущих каждой типичной группе сбо­рочно-сварочного оборудования коэффициентов повышения произ­водительности в ИЭС им. Е. О. Патона на основе результатов об­следования большого числа предприятий различных отраслей ма­шиностроения разработана классификация оборудования поточ­ных сборочно-сварочных линий (табл. 17). Эта классификация построена по признакам функционального назначения каждой группы оборудования и по его эффективности, характеризуемой коэффициентами повышения производительности.

В табл. 17 приведены средние величины коэффициентов мест­ного (локального) повышения производительности для каждого класса оборудования, а также приближенные значения коэффи­циентов т для наиболее часто встречающихся сборочно-сварочных потоков. В этой таблице класс оборудования характеризует сте­пень механизации и автоматизации производственного процесса. Наивысший класс IX соответствует оборудованию с наибольшим уровнем автоматизации сборочно-сварочных работ.

Данные, представленные в табл. 17, служат основой для даль­нейшей разработки и уточнения коэффициентов повышения произ­водительности как существующих, так и вновь создаваемых типов механизированного и автоматизированного оборудования для по­точных сборочно-сварочных линий.

Классификация и характеристика оборудования для комплексной механизации и автоматизации сварочного производства (П. И. Севбо)

Описанные выше методики не следует ограничивать примене­нием только для сварочных (наплавочных) или только для сбо­рочно-сварочных работ. Они с успехом могут быть использованы для определения степени и уровня как частичной, так и комплекс­ной механизации и автоматизации производственных работ всех видов. В последнем случае коэффициенты k местного повышения производительности для каждого вида работ необходимо опреде­лять опытным путем либо на основе статистической обработки накопившихся отчетных данных соответствующих отраслей про­мышленности. При этом можно использовать приведенные в табл. 1 приложения 2 величины коэффициента k для различных работ и видов оборудования, применяемого при механизации производ­ственных процессов в сборочно-сварочных цехах.

Степень механизации производственного процесса наиболее точно определяется по методике ИЭС им. Е. О. Патона, а уровень механизации — по методике оценки относительного уменьшения приведенной трудоемкости работы. При этом повышение показа­теля См -— степени механизации производительности процесса — достигаются посредством возможной максимальной замены руч­ного труда работой механизмов. Повышение же показателя Ум — уровня механизации и автоматизации производственного про­цесса — осуществляется путем применения высокопроизводи­тельного механизированного и автоматического оборудования при одновременном обеспечении высокого значения коэффициента использования последнего.