Феодосійський політехнічний інститут
Національного університету кораблебудування ім. адм. Макарова
Реферат
з організації виробництва
на тему:
МЕТОДИ ОРГАНІЗАЦІЇ ВИРОБНИЦТВА
Феодосія 2009
Поняття методів організації виробництва. Фактори, що впливають на вибір методу організації виробництва
Метод організації виробництва - це спосіб здійснення виробничого процесу, сукупність і прийомів його реалізації характеризуються рядом ознак головним з яких є взаємозв'язок послідовності виконання операцій техпроцесу з порядком розміщення обладнання і ступеня безперервності виробничого процесу. Залежно від особливостей виробничого процесу і типу виробництва на робочих місцях ділянки, цеху застосовується певний метод організації виробництва непоточних або потоковий.
На вибір методів організації поточного або непотокового виробництва впливають різні фактори, до них відносяться:
- Розміри і маса вироби; чим більше виріб і більше його маса, тим важче організувати поточне виробництво;
- Кількість виробів підлягають випуску за певний період часу (рік, квартал, місяць, добу); при випуску невеликої кількості виробів, як правило, недоцільно організовувати потокове виробництво (дуже великі капітальні витрати);
- Періодичність випуску виробів, тобто вони можуть випускатися регулярно й нерегулярно, при регулярному (ритмічному) випуску, наприклад, по 20 виробів щомісяця, доцільно організувати поточне виробництво, а якщо регулярність невизначена або через різні періоди часу і в різних кількостях, то доводиться використовувати непоточних методи організації виробництва;
- Точність і шорсткість поверхні деталей; при високій точності і малої шорсткості слід застосовувати непоточних методи.
У рамках виробничого циклу застосовуються три основні методи організації виробничих процесів: потоковий, партійний і одиничний.
Поточний метод передбачає розчленування виробничого процесу на невеликі за обсягом і нетривалі за часом відносно самостійні елементи - операції і закріплення останніх за робочими місцями. Операції розрізняються за двома основними ознаками: призначенням і ступеня механізації.
Самі виробничі операції в свою чергу можна розчленувати на окремі елементи - трудові та технологічні. До перших належать: трудовий рух (одноразове переміщення корпусу, голови, рук, ніг, пальців виконавця в процесі здійснення операції); трудове дію (сукупність рухів, вироблюваних без перерви); трудовий прийом (сукупність всіх дій над даним об'єктом, в результаті якого досягається поставлена мета); комплекс трудових прийомів.
Виробничі операції, закріплені за окремими робочими місцями, розташовуються в суворій технологічній послідовності, утворюючи свого роду потік, відповідний ходу виробничого процесу. У його рамках відбувається рух оброблюваних виробів від одного робочого місця до іншого. У той же час виконання операцій на самих робочих місцях може бути і паралельним.
Організаційною формою поточного методу здійснення виробництва є потокова лінія, що представляє собою сукупність спеціалізованих робочих місць. У її рамках відбуваються безперервний відбір, завантаження і рух предмета праці через послідовні етапи обробки. Часто потокова лінія служить основою таких структур, як ділянка або цех.
Партіонний метод організації виробництва відрізняється від поточного запуском сировини, матеріалів, напівфабрикатів у технологічний процес певними частинами - партіями через відповідні проміжки часу, а не безперервно. Величина партій не довільна, а обумовлюється завданням мінімізації простою обладнання під переналадкой.
Нарешті, у випадку виготовлення унікальною або дрібносерійної продукції широкої номенклатури з тривалим виробничим циклом, необхідністю частої зміни обладнання, великою часткою ручних робіт, тривалими міжопераційних перерв і нерегулярним виходом готових виробів застосовується одиничний метод організації виробництва, максимально індивідуалізований по відношенню до кожного конкретного екземпляру. Якщо продукція габаритна, важка або просторово фіксована, її обробка здійснюється шляхом переміщення самих робочих місць, наприклад, при спорудженні корабля на стапелі.
До організації всіх елементів виробничого процесу та методів їх взаємодії має застосовуватися комплексний підхід, який забезпечує їх реальну єдність. У цій комплексності складається останній з основоположних організаційних принципів спільного виробництва.
Організація непотокового виробництва. Форми спеціалізації непотокового виробництва
Непоточних метод організації виробництва характеризується наступними ознаками:
1) на робочих місцях обробляються різні за конструкцією і технологією виготовлення предмети праці, оскільки випуск їх невеликий;
2) робочі місця розміщуються на однотипних групах обладнання без певного зв'язку з послідовністю виконання операцій, наприклад, групи токарних, фрезерних, свердлильних операцій та ін;
3) деталі переміщуються в процесі виготовлення складними маршрутами, у зв'язку з чим виникають великі перерви в обробці. Після кожної операції деталі, як правило, надходять до цехових проміжні комори, поки звільниться робоче місце для виконання наступної операції.
Непоточних метод застосовується переважно в одиничному і серійному виробництві. Іноді в рамках непотокового виділяють одиничний і партійний методи організації виробничого процесу.
При одиничному методі деталі і вироби виготовляються одиницями або невеликими партіями. Такий метод організації виробничого процесу характерний для досвідченого виробництва і для підприємств одиничного і дрібносерійного виробництва. З появою унікальних агрегатів, складних технічних систем питома вага такого виробництва підвищується,
Партіонний метод передбачає запуск у виробництво і виготовлення деталей, вузлів, виробів періодично повторюваними партіями певного розміру. Цей метод характерний для підприємств серійного виробництва.
Кількість обладнання в непотоковому виробництві розраховується по групах однотипних взаємозамінних верстатів:
де n - кількість найменувань деталей, що обробляються на даному устаткуванні; N j - кількість деталей j-го найменування, які обробляються за розрахунковий період часу (зазвичай рік); t j - норма часу на обробку j-ї деталі, хв; Ф еф - ефективний фонд часу роботи одиниці обладнання за розрахунковий період; До вн - коефіцієнт виконання норм часу.
Оскільки в непотоковому виробництві на одних і тих же робочих місцях обробляється велика номенклатура деталей, дуже важливо визначити кількість однакових деталей, що обробляються безперервно на кожній операції, тобто партію деталей. Це пов'язано з тим, що величина партії деталей впливає на ефективність виробництва.
У непотоковому виробництві застосовується, як правило, універсальне устаткування. Розробка технологічних процесів для кожного виробу носить індивідуальний характер. Пристосування, оснащення, спеціальний інструмент зазвичай коштують дорого і списуються при знятті вироби з виробництва задовго до їх фізичного зносу. Все це здорожує собівартість продукції і не сприяє ефективності виробництва.
Непотоковому виробництво в організаційному відношенні є досить складним і не відповідає повною мірою принципам раціональної організації виробничого процесу.
Непотоковому виробництво може бути спеціалізовано в наступних формах: технологічної, предметної та змішаної.
Технологічна форма спеціалізації характеризується створенням цехів і ділянок, на яких обладнання (робочі місця) спеціалізовані за ознакою їх технологічної однорідності і розмірів. Наприклад, в механообробних цехах можуть бути дільниці, створені за видами металорізальних верстатів, які поділяються ще на групи великих, середніх і малих верстатів (токарних, фрезерних, свердлильних та ін.)
На технологічних ділянках (груповому розташуванні устаткування) партії деталей можуть оброблятися одночасно на декількох одиницях обладнання (верстатах дублерів). У цьому випадку може бути організовано багатоверстатне обслуговування, при якому значно скорочується тривалість виробничого циклу обробки партії деталей, знижується собівартість їх обробки.
При предметній формі спеціалізації створюються виробничі цехи і ділянки, спеціалізовані з предметів. Вони можуть бути предметно-замкнутими (ПЗУ) і предметно-груповими (ПГУ).
На предметно-замкнених дільницях (у технологічному відношенні) повинні виконуватися, як правило, усі (від першої до останньої) операції, необхідні для обробки деталей або збірки складальної одиниці.
Оскільки повністю замкнути процес виготовлення деталі на одній ділянці (в цеху) в деяких випадках з ряду причин не представляється можливим допускається деяка кооперація з ділянками даного цеху або інших цехів.
Номенклатура деталей, оброблюваних на ПЗП, значно менше, ніж на будь-якому технологічному ділянці. Вся номеклатура деталей, що закріплюється за цехом, при предметній формі спеціалізації розбивається на декількох дільницях, на кожному з яких обробляється тільки ця частина (кілька або одна номенклатурна одиниця). У зв'язку з цим в основі організації ПЗУ закладена класифікація деталей і складальних одиниць за певними ознаками і за кріплення кожної класифікаційної групи деталей за певною групою робочих місць.
При предметно-груповій формі організації непотокового виробництва створюються предметні, групові або подетально-групові ділянки на основі використання групової технології обробки деталей. До достоїнствами ПГУ можна віднести: 1) відсутність часу на переналагодження устаткування, що призводить до зниження собівартості обробки деталей, підвищення продуктивності і збільшення коефіцієнта використання устаткування; 2) спрощення внутрішньоцехового оперативно-виробничого планування та управління за рахунок скорочення зовнішніх зв'язків кожної ділянки; 3) підвищення ступеня саморегулювання ділянкою внаслідок збільшення внутрішніх зв'язків на ділянці. Однак у деяких випадках не вдається виробляти деталі на одній ділянці (ПЗУ або ПГУ) з певних причин (занадто мала завантаження того чи іншого обладнання, необхідність винесення окремих операцій за санітарно-гігієнічним або технологічних умов в окремі приміщення і т. д.). У такому випадку використовується змішана форма спеціалізації виробництва, тобто обробка деталей ведеться на технологічних та предметно-замкнених дільницях (предметно-групових) ділянках. Дана форма має ті ж переваги і недоліки, що і дві розглянуті вище форми, але при цьому з'являються додаткові труднощі в організації виробництва:
1.Технологіческій маршрут розривається на окремі частини, якщо виділяються операції не початкові і не кінцеві.
2. Значно подовжується маршрут руху деталей у зв'язку із заходами їх в інші цехи (ділянки) і зростає тривалість виробничого циклу за рахунок збільшення часу транспортування.
3. Знижується відповідальність єдиного обличчя за терміни виготовлення деталей і їх якість.
4. З'являються оборотні заділи між ділянками, що викликає потребу складських приміщень і обумовлює зростання незавершеного виробництва.
Особливості організації предметно-замкнених дільниць (ПЗУ)
Як зазначалося вище, на предметно-замкнених ділянках проводиться повна обробка деталей (або майже повна, без окремих операцій), в результаті якої виходить закінчена продукція.
На практиці розрізняють такі різновиди предметно-замкнутих ділянок обробки деталей:
1. ділянки з однаковими або однорідними технологічними процесами або маршрутами руху (наприклад, обробка корпусів одного типу, але різних розмірів);
2. ділянки різноманітних деталей, подібних за конфігурації та операцій обробки (наприклад, деталі плоскі, деталі типу тіл обертання тощо);
3. ділянки деталей, подібних за габаритами та операцій обробки (наприклад, деталі великі, дрібні і т. д.);
4. ділянки деталей з матеріалів і заготовок певного виду (штамповок, сплавів, пластмас, кераміки і т. д.).
Для організації роботи таких ділянок необхідно розраховувати наступні календарно-планові нормативи: розмір партії деталей конкретного найменування; періодичність (ритмічність) чергування партії деталей цього найменування; число партій по кожному найменуванню деталей; кількість одиниць обладнання по кожній операції виробничого процесу і коефіцієнт його завантаження, тривалість виробничого циклу обробки партії деталей кожного найменування; нормативи заділів і незавершеного виробництва.
В основу розрахунку календарно-планових нормативів закладаються: програма випуску (запуску) деталей кожного найменування на плановий період; технологічний процес і норми часу обробки деталей кожного найменування за конкретної операції; норми підготовчо-заключного часу на кожну операцію по кожному найменуванню деталі, допустимі втрати робочого часу на переналагодження та планові ремонти обладнання; число робочих днів у плановому періоді, тривалість робочої зміни і режим роботи.
Характеристика поточного виробництва і класифікація потокових ліній
Потокове виробництво є високоефективним методом організації виробничого процесу. В умовах потоку виробничий процес здійснюється в максимальній відповідності до принципів його раціональної організації - прямоточного, безперервністю, пропорційністю та ін
Для потокового виробництва характерні такі основні ознаки:
1. за групою робочих місць закріплюється обробка або складання предмета одного найменування або обмеженої кількості найменувань предметів, споріднених у конструктивно-технологічному відношенні;
2. робочі місця розташовуються по ходу технологічного процесу; технологічний процес виготовлення виробу розбивається на операції і на кожному робочому місці виконується одна або кілька споріднених операцій;
3. предмети передаються з операції на операцію поштучно або невеликими передавальними (транспортними) партіями відповідно до заданим ритмом роботи потокової лінії, завдяки чому досягається висока ступінь паралельності та безперервності;
4. основні та допоміжні операції внаслідок вузької спеціалізації робочих місць відрізняються високим рівнем механізації і автоматизації. Широко застосовується спеціальний міжопераційний транспорт, що виконує не тільки функції переміщення оброблюваних предметів, але й підтримання ритму виробництва.
Елементи потокової організації виробництва мали місце вже в мануфактурний період капіталістичної промисловості. Вперше потокове виробництво в його найбільш довершеній формі було організовано Г. Фордом на початку нашого століття при виготовленні автомобілів. У промисловості дореволюційної Росії потокового виробництва не існувало. Після Жовтневої революції разом з розвитком промисловості і технічного прогресу потокові методи отримують широкий розвиток. У роки Великої Вітчизняної війни вони зіграли величезну роль у безперебійному постачанні фронту боєприпасами та військовою технікою. В даний час потокові методи широко поширені в багатьох галузях промисловості: у машинобудуванні, наприклад, випуск продукції потоковими методами становить більше 40%.
Основною ланкою потокового виробництва є потокова лінія, що представляє собою групу робочих місць, за якими закріплено виготовлення одного або обмеженої кількості найменувань предметів праці і виробничий процес, на якому здійснюється згідно з ознаками потокового виробництва. Національного університету кораблебудування ім. адм. Макарова
Реферат
з організації виробництва
на тему:
МЕТОДИ ОРГАНІЗАЦІЇ ВИРОБНИЦТВА
Феодосія 2009
Поняття методів організації виробництва. Фактори, що впливають на вибір методу організації виробництва
Метод організації виробництва - це спосіб здійснення виробничого процесу, сукупність і прийомів його реалізації характеризуються рядом ознак головним з яких є взаємозв'язок послідовності виконання операцій техпроцесу з порядком розміщення обладнання і ступеня безперервності виробничого процесу. Залежно від особливостей виробничого процесу і типу виробництва на робочих місцях ділянки, цеху застосовується певний метод організації виробництва непоточних або потоковий.
На вибір методів організації поточного або непотокового виробництва впливають різні фактори, до них відносяться:
- Розміри і маса вироби; чим більше виріб і більше його маса, тим важче організувати поточне виробництво;
- Кількість виробів підлягають випуску за певний період часу (рік, квартал, місяць, добу); при випуску невеликої кількості виробів, як правило, недоцільно організовувати потокове виробництво (дуже великі капітальні витрати);
- Періодичність випуску виробів, тобто вони можуть випускатися регулярно й нерегулярно, при регулярному (ритмічному) випуску, наприклад, по 20 виробів щомісяця, доцільно організувати поточне виробництво, а якщо регулярність невизначена або через різні періоди часу і в різних кількостях, то доводиться використовувати непоточних методи організації виробництва;
- Точність і шорсткість поверхні деталей; при високій точності і малої шорсткості слід застосовувати непоточних методи.
У рамках виробничого циклу застосовуються три основні методи організації виробничих процесів: потоковий, партійний і одиничний.
Поточний метод передбачає розчленування виробничого процесу на невеликі за обсягом і нетривалі за часом відносно самостійні елементи - операції і закріплення останніх за робочими місцями. Операції розрізняються за двома основними ознаками: призначенням і ступеня механізації.
Самі виробничі операції в свою чергу можна розчленувати на окремі елементи - трудові та технологічні. До перших належать: трудовий рух (одноразове переміщення корпусу, голови, рук, ніг, пальців виконавця в процесі здійснення операції); трудове дію (сукупність рухів, вироблюваних без перерви); трудовий прийом (сукупність всіх дій над даним об'єктом, в результаті якого досягається поставлена мета); комплекс трудових прийомів.
Виробничі операції, закріплені за окремими робочими місцями, розташовуються в суворій технологічній послідовності, утворюючи свого роду потік, відповідний ходу виробничого процесу. У його рамках відбувається рух оброблюваних виробів від одного робочого місця до іншого. У той же час виконання операцій на самих робочих місцях може бути і паралельним.
Організаційною формою поточного методу здійснення виробництва є потокова лінія, що представляє собою сукупність спеціалізованих робочих місць. У її рамках відбуваються безперервний відбір, завантаження і рух предмета праці через послідовні етапи обробки. Часто потокова лінія служить основою таких структур, як ділянка або цех.
Партіонний метод організації виробництва відрізняється від поточного запуском сировини, матеріалів, напівфабрикатів у технологічний процес певними частинами - партіями через відповідні проміжки часу, а не безперервно. Величина партій не довільна, а обумовлюється завданням мінімізації простою обладнання під переналадкой.
Нарешті, у випадку виготовлення унікальною або дрібносерійної продукції широкої номенклатури з тривалим виробничим циклом, необхідністю частої зміни обладнання, великою часткою ручних робіт, тривалими міжопераційних перерв і нерегулярним виходом готових виробів застосовується одиничний метод організації виробництва, максимально індивідуалізований по відношенню до кожного конкретного екземпляру. Якщо продукція габаритна, важка або просторово фіксована, її обробка здійснюється шляхом переміщення самих робочих місць, наприклад, при спорудженні корабля на стапелі.
До організації всіх елементів виробничого процесу та методів їх взаємодії має застосовуватися комплексний підхід, який забезпечує їх реальну єдність. У цій комплексності складається останній з основоположних організаційних принципів спільного виробництва.
Організація непотокового виробництва. Форми спеціалізації непотокового виробництва
Непоточних метод організації виробництва характеризується наступними ознаками:
1) на робочих місцях обробляються різні за конструкцією і технологією виготовлення предмети праці, оскільки випуск їх невеликий;
2) робочі місця розміщуються на однотипних групах обладнання без певного зв'язку з послідовністю виконання операцій, наприклад, групи токарних, фрезерних, свердлильних операцій та ін;
3) деталі переміщуються в процесі виготовлення складними маршрутами, у зв'язку з чим виникають великі перерви в обробці. Після кожної операції деталі, як правило, надходять до цехових проміжні комори, поки звільниться робоче місце для виконання наступної операції.
Непоточних метод застосовується переважно в одиничному і серійному виробництві. Іноді в рамках непотокового виділяють одиничний і партійний методи організації виробничого процесу.
При одиничному методі деталі і вироби виготовляються одиницями або невеликими партіями. Такий метод організації виробничого процесу характерний для досвідченого виробництва і для підприємств одиничного і дрібносерійного виробництва. З появою унікальних агрегатів, складних технічних систем питома вага такого виробництва підвищується,
Партіонний метод передбачає запуск у виробництво і виготовлення деталей, вузлів, виробів періодично повторюваними партіями певного розміру. Цей метод характерний для підприємств серійного виробництва.
Кількість обладнання в непотоковому виробництві розраховується по групах однотипних взаємозамінних верстатів:
де n - кількість найменувань деталей, що обробляються на даному устаткуванні; N j - кількість деталей j-го найменування, які обробляються за розрахунковий період часу (зазвичай рік); t j - норма часу на обробку j-ї деталі, хв; Ф еф - ефективний фонд часу роботи одиниці обладнання за розрахунковий період; До вн - коефіцієнт виконання норм часу.
Оскільки в непотоковому виробництві на одних і тих же робочих місцях обробляється велика номенклатура деталей, дуже важливо визначити кількість однакових деталей, що обробляються безперервно на кожній операції, тобто партію деталей. Це пов'язано з тим, що величина партії деталей впливає на ефективність виробництва.
У непотоковому виробництві застосовується, як правило, універсальне устаткування. Розробка технологічних процесів для кожного виробу носить індивідуальний характер. Пристосування, оснащення, спеціальний інструмент зазвичай коштують дорого і списуються при знятті вироби з виробництва задовго до їх фізичного зносу. Все це здорожує собівартість продукції і не сприяє ефективності виробництва.
Непотоковому виробництво в організаційному відношенні є досить складним і не відповідає повною мірою принципам раціональної організації виробничого процесу.
Непотоковому виробництво може бути спеціалізовано в наступних формах: технологічної, предметної та змішаної.
Технологічна форма спеціалізації характеризується створенням цехів і ділянок, на яких обладнання (робочі місця) спеціалізовані за ознакою їх технологічної однорідності і розмірів. Наприклад, в механообробних цехах можуть бути дільниці, створені за видами металорізальних верстатів, які поділяються ще на групи великих, середніх і малих верстатів (токарних, фрезерних, свердлильних та ін.)
На технологічних ділянках (груповому розташуванні устаткування) партії деталей можуть оброблятися одночасно на декількох одиницях обладнання (верстатах дублерів). У цьому випадку може бути організовано багатоверстатне обслуговування, при якому значно скорочується тривалість виробничого циклу обробки партії деталей, знижується собівартість їх обробки.
При предметній формі спеціалізації створюються виробничі цехи і ділянки, спеціалізовані з предметів. Вони можуть бути предметно-замкнутими (ПЗУ) і предметно-груповими (ПГУ).
На предметно-замкнених дільницях (у технологічному відношенні) повинні виконуватися, як правило, усі (від першої до останньої) операції, необхідні для обробки деталей або збірки складальної одиниці.
Оскільки повністю замкнути процес виготовлення деталі на одній ділянці (в цеху) в деяких випадках з ряду причин не представляється можливим допускається деяка кооперація з ділянками даного цеху або інших цехів.
Номенклатура деталей, оброблюваних на ПЗП, значно менше, ніж на будь-якому технологічному ділянці. Вся номеклатура деталей, що закріплюється за цехом, при предметній формі спеціалізації розбивається на декількох дільницях, на кожному з яких обробляється тільки ця частина (кілька або одна номенклатурна одиниця). У зв'язку з цим в основі організації ПЗУ закладена класифікація деталей і складальних одиниць за певними ознаками і за кріплення кожної класифікаційної групи деталей за певною групою робочих місць.
При предметно-груповій формі організації непотокового виробництва створюються предметні, групові або подетально-групові ділянки на основі використання групової технології обробки деталей. До достоїнствами ПГУ можна віднести: 1) відсутність часу на переналагодження устаткування, що призводить до зниження собівартості обробки деталей, підвищення продуктивності і збільшення коефіцієнта використання устаткування; 2) спрощення внутрішньоцехового оперативно-виробничого планування та управління за рахунок скорочення зовнішніх зв'язків кожної ділянки; 3) підвищення ступеня саморегулювання ділянкою внаслідок збільшення внутрішніх зв'язків на ділянці. Однак у деяких випадках не вдається виробляти деталі на одній ділянці (ПЗУ або ПГУ) з певних причин (занадто мала завантаження того чи іншого обладнання, необхідність винесення окремих операцій за санітарно-гігієнічним або технологічних умов в окремі приміщення і т. д.). У такому випадку використовується змішана форма спеціалізації виробництва, тобто обробка деталей ведеться на технологічних та предметно-замкнених дільницях (предметно-групових) ділянках. Дана форма має ті ж переваги і недоліки, що і дві розглянуті вище форми, але при цьому з'являються додаткові труднощі в організації виробництва:
1.Технологіческій маршрут розривається на окремі частини, якщо виділяються операції не початкові і не кінцеві.
2. Значно подовжується маршрут руху деталей у зв'язку із заходами їх в інші цехи (ділянки) і зростає тривалість виробничого циклу за рахунок збільшення часу транспортування.
3. Знижується відповідальність єдиного обличчя за терміни виготовлення деталей і їх якість.
4. З'являються оборотні заділи між ділянками, що викликає потребу складських приміщень і обумовлює зростання незавершеного виробництва.
Особливості організації предметно-замкнених дільниць (ПЗУ)
Як зазначалося вище, на предметно-замкнених ділянках проводиться повна обробка деталей (або майже повна, без окремих операцій), в результаті якої виходить закінчена продукція.
На практиці розрізняють такі різновиди предметно-замкнутих ділянок обробки деталей:
1. ділянки з однаковими або однорідними технологічними процесами або маршрутами руху (наприклад, обробка корпусів одного типу, але різних розмірів);
2. ділянки різноманітних деталей, подібних за конфігурації та операцій обробки (наприклад, деталі плоскі, деталі типу тіл обертання тощо);
3. ділянки деталей, подібних за габаритами та операцій обробки (наприклад, деталі великі, дрібні і т. д.);
4. ділянки деталей з матеріалів і заготовок певного виду (штамповок, сплавів, пластмас, кераміки і т. д.).
Для організації роботи таких ділянок необхідно розраховувати наступні календарно-планові нормативи: розмір партії деталей конкретного найменування; періодичність (ритмічність) чергування партії деталей цього найменування; число партій по кожному найменуванню деталей; кількість одиниць обладнання по кожній операції виробничого процесу і коефіцієнт його завантаження, тривалість виробничого циклу обробки партії деталей кожного найменування; нормативи заділів і незавершеного виробництва.
В основу розрахунку календарно-планових нормативів закладаються: програма випуску (запуску) деталей кожного найменування на плановий період; технологічний процес і норми часу обробки деталей кожного найменування за конкретної операції; норми підготовчо-заключного часу на кожну операцію по кожному найменуванню деталі, допустимі втрати робочого часу на переналагодження та планові ремонти обладнання; число робочих днів у плановому періоді, тривалість робочої зміни і режим роботи.
Характеристика поточного виробництва і класифікація потокових ліній
Потокове виробництво є високоефективним методом організації виробничого процесу. В умовах потоку виробничий процес здійснюється в максимальній відповідності до принципів його раціональної організації - прямоточного, безперервністю, пропорційністю та ін
Для потокового виробництва характерні такі основні ознаки:
1. за групою робочих місць закріплюється обробка або складання предмета одного найменування або обмеженої кількості найменувань предметів, споріднених у конструктивно-технологічному відношенні;
2. робочі місця розташовуються по ходу технологічного процесу; технологічний процес виготовлення виробу розбивається на операції і на кожному робочому місці виконується одна або кілька споріднених операцій;
3. предмети передаються з операції на операцію поштучно або невеликими передавальними (транспортними) партіями відповідно до заданим ритмом роботи потокової лінії, завдяки чому досягається висока ступінь паралельності та безперервності;
4. основні та допоміжні операції внаслідок вузької спеціалізації робочих місць відрізняються високим рівнем механізації і автоматизації. Широко застосовується спеціальний міжопераційний транспорт, що виконує не тільки функції переміщення оброблюваних предметів, але й підтримання ритму виробництва.
Елементи потокової організації виробництва мали місце вже в мануфактурний період капіталістичної промисловості. Вперше потокове виробництво в його найбільш довершеній формі було організовано Г. Фордом на початку нашого століття при виготовленні автомобілів. У промисловості дореволюційної Росії потокового виробництва не існувало. Після Жовтневої революції разом з розвитком промисловості і технічного прогресу потокові методи отримують широкий розвиток. У роки Великої Вітчизняної війни вони зіграли величезну роль у безперебійному постачанні фронту боєприпасами та військовою технікою. В даний час потокові методи широко поширені в багатьох галузях промисловості: у машинобудуванні, наприклад, випуск продукції потоковими методами становить більше 40%.
Залежно від конкретних виробничих умов застосовуються різні види потокових ліній.
1. За номенклатурі виготовлених, виробів потокові лінії поділяються на одно-і багатопредметні.
Однопредметной називається потокова лінія, на якій обробляється або збирається предмет одного типорозміру протягом тривалого періоду часу. Для переходу на виготовлення предмета іншого типорозміру потрібна перебудова лінії (перестановка, заміна обладнання, зміна планування та ін.) Однопредметні потокові лінії застосовуються при стійкому випуску виробів у великих кількостях, тобто в масовому виробництві.
Багатопредметної називається потокова лінія, за якою закріплено виготовлення кількох типорозмірів предметів, схожих за конструкцією і технології обробки або складання. Такі лінії характерні для серійного виробництва, коли обсяг випуску предметів одного типорозміру є недостатнім для ефективного завантаження робочих місць лінії.
Багатопредметні потокові лінії можуть бути постійно-поточними (груповими) і змінно-поточними.
Постійно-поточної (груповий) називається потокова лінія, на якій обробляється або збирається група споріднених у технологічному відношенні предметів без переналагодження устаткування. Для цього кожне робоче місце повинне бути оснащене груповими пристосуваннями, необхідними для обробки виробів, закріплених за лінією.
На змінно-потокової лінії різні предмети обробляються або збираються послідовно чергуються партіями. Після обробки чи складання партії одних предметів проводиться переналагодження устаткування і запускається у виробництво наступна партія.
2. За ступенем безперервності процесу потокові лінії поділяються на безперервні та перериваним, або прямоточні.
Безперервної є потокова лінія, на якій у процесі "або збираються предмети переміщуються по всіх операціях лінії безперервно, тобто без міжопераційного простою. Такий рух предметів за операціями називають паралельним.
Безперервний рух предметів за операціями ефективно тільки при безперервності роботи устаткування і робітників. Умовою безперервності потокової лінії є рівна продуктивність па всіх операціях лінії. Для створення подібної умови необхідно, щоб тривалість кожної операції на лінії була рівна або кратна єдиного такту роботи лінії.
Безперервні потокові лінії є найбільш досконалою формою поточного виробництва. Вони забезпечують сувору ритмічність у роботі й саму коротку тривалість виробничого циклу.
Перервний, або прямоточною, називається потокова лінія, операції якої не синхронізовані і, отже, не можуть бути вирівняні за продуктивністю. Між операціями утворюються оборотні заділи (запаси) оброблюваних предметів, внаслідок чого безперервність процесу порушується. Прямоточні лінії застосовуються при обробці трудомістких деталей на різнотипних обладнанні, коли перерозподіл робіт між операціями з метою синхронізації неможливо.
3. За способом підтримання ритму розрізняють лінії з регламентованим і вільним ритмом.
На лінії з регламентованим ритмом опрацюванні чи збираються предмети передаються з операції на операцію через точно фиксируемое час, тобто з заданим ритмом, який підтримується за допомогою спеціальних пристроїв. Як правило, регламентація ритму досягається певною швидкістю або періодичністю руху конвеєра, а також шляхом звукової та світлової сигналізації, яка інформує робочих про закінчення даної операції та необхідності передачі предмета на наступну. Лінії з регламентованим ритмом характерні для безперервно поточного виробництва.
На лінії з вільним ритмом дотримання останнього покладається на робочих лінії і майстри. Передача окремих предметів може проводитися з відхиленнями від розрахункового ритму роботи, тоді на лінії утворюються міжопераційні запаси оброблюваних предметів. Лінії з вільним ритмом застосовуються як у безперервно-потоковому, так і прямоточному виробництві. Заданий ритм в умовах безперервно-потокового виробництва забезпечується зазвичай стабільною продуктивністю робітника на першій операції. Може застосовуватися також звукова та світлова сигналізація для орієнтації робітників (ритм стає напіввільним).
4. За способом транспортування предметів між операціями розрізняють конвеєрні та неконвейерние потокові лінії.
Для транспортування, а також підтримки заданого ритму роботи на потокових лініях широко застосовуються транспортні засоби безперервної дії з механічним приводом, звані конвеєрами. Конвеєри можуть бути різних конструкцій: стрічкові, пластинчасті, тележечная, підвісні та ін Вживаний вид конвеєра залежить від багатьох факторів, і в першу чергу від особливостей оброблюваного або виробу, що збирається: його габаритних розмірів, маси та ін
На лініях неконвейерного типу (в основному безперервно-потокові лінії) застосовуються різноманітні транспортні засоби, які поділяють на беспріводние гравітаційної дії - рольганги, скати, жолоби, склизу і т. д. і циклічної дії - крани, електровізки, автонавантажувачі та ін
Переміщати предмети по робочих місцях не завжди доцільно. При складанні, наприклад, великих і важких машин простіше організувати гак звану стаціонарну потокову лінію, на якій збиране виріб встановлюється нерухомо па складальному стенді, а переміщуються спеціалізовані бригади робітників, за якими закріплені окремі операції. Число бригад одно або кратно числу складальних місць на такій лінії, Стаціонарні потокові лінії організовуються в літакобудуванні, суднобудуванні, при виробництві важких верстатів.
5. Залежно від місця виконання операцій розрізняють потокові лінії з робочими конвеєрами і конвеєрами зі зняттям предметів для обробки.
Робочий конвеєр крім транспортування і підтримки ритму служить ще місцем виконання операцій безпосередньо на його несучої частини. Типовим прикладом таких конвеєрів є складальні конвеєри.
Конвеєри зі зняттям предметів характерні для обробки деталей на різному устаткуванні,
6. Залежно від характеру переміщення розрізняють конвейєри з безперервним і пульсуючим рухом.
На конвеєрі з безперервним рухом несуча його частина рухається безперервно з установленою швидкістю.
На конвеєрі з пульсуючим рух під час обробки (складання) предметів несуча частина конвеєра знаходиться в нерухомому стані і приводиться в рух періодично через проміжок часу, рівний такту лінії. Конвеєри з пульсуючим рухом застосовуються в тих випадках, коли за умовами технологічного процесу оброблюваний або збирається предмет повинен бути нерухомим, наприклад, при складанні точних машин. Пульсуючий рух характерно як для робочих конвеєрів, так і для конвеєрів зі зняттям предметів.
Підготовка впровадження і розрахунок параметрів потокових ліній
Впровадження поточного виробництва грунтується на попередньому проведення великого кола технічних і організаційних заходів, що забезпечують ефективну роботу потокових ліній. Весь комплекс заходів, проведених у процесі проектування потоку, повинен забезпечити створення таких умов: 1) достатній за обсягом і стійкості випуск продукції; 2) високий ступінь технологічності та стабільності (отработанности) конструкції виробу; 3) застосування прогресивної технології, заснованої на широкій механізації та автоматизації процесів; 4) доцільну планування робочих місць і чітку організацію праці на них.
На основі аналізу обсягів випуску продукції, стану технологічного процесу і можливостей його вдосконалення, маси та габаритних розмірів виробу вибирається той чи інший вид потокової лінії. Так, якщо обсяг випуску виробів даного найменування достатній для завантаження обладнання лінії, то використовують однопредметні потокову лінію. Якщо такої можливості немає, то організовуються багатопредметні лінії при наявності відповідних умов (достатній випуск конструктивно і технологічно подібних виробів, типізація технологічних процесів і т. п.).
Залежно від можливостей синхронізації операцій технологічного процесу проектується безперервно-потокова або безперервно-потокова лінія і відповідно вибирається спосіб підтримки ритму.
Маса, габаритні розміри виробів і характер їх обробки (складання) впливають на вибір транспортних засобів, організацію робочого конвеєра або конвеєра зі зняттям вироби.
Потокове виробництво пред'являє до організації виробничого процесу ряд вимог, В області технологічної дисципліни - чітке виконання всіх елементів операції, передбачених картою технологічного процесу. Найважливішою умовою нормальної роботи потокової лінії є безперебійне обслуговування робочих місць матеріалами або заготовками, налагодженням і під налагодження обладнання, ріжучим інструментом і оснащенням. У галузі трудової дисципліни потокове виробництво вимагає жорсткого дотримання трудового режиму. Слід мати висококваліфікованих резервних робочих, які могли б замінити відсутніх на будь-якої операції. Всі ці питання повинні вирішуватися в процесі підготовки потокового виробництва до впровадження, суворо регламентуватися технологічної та організаційної документації (картах технологічного процесу, інструкціях, графіках зміни інструмента, схемах маневрування, заміни робочих, суміщення операцій).
При проектуванні потокової лінії здійснюється ряд розрахунків показників потокової лінії (см збірник задач, з 14-18; 21-22).
Планування потокових ліній може бути різною в залежності від числа робочих місць, що застосовуються транспортних засобів, площі ділянки. Найбільш проста планування - це прямолінійний розташування робочих місць по ходу технологічного процесу. Однак це можливо, коли число робочих місць на лінії невелика. В інших випадках використовуються дворядне, зигзагообразное, кільцеве та інші види розташування робочих місць. Суміжні потокові лінії повинні розташовуватися таким чином, щоб полегшити транспортування виробів між ними. При організації потокової обробки і складання виробів лінії, що живлять складальний конвеєр, розташовуються зазвичай перпендикулярно.
Перехід на потік покращує найважливіші показники роботи підприємства: підвищуються продуктивність праці та якість продукції, поліпшується використання обладнання, скорочується тривалість виробничого циклу і знижуються розміри незавершеного виробництва. У кінцевому рахунку, знижується собівартість продукції і підвищується рентабельність виробництва.
Організація автоматичного виробництва
Процес розвитку автоматизації на промислових підприємствах пройшов ряд етапів. На першому етапі проводилася автоматизація окремих операцій або їх груп з повним або частковим звільненням робітника від виконання трудомістких, шкідливих, монотонних операцій. У цих умовах створювалися напівавтомати і автомати.
Напівавтомат - це така машина, цикл роботи якої в кінці виконуваної операції автоматично переривається і для його відновлення необхідно втручання робітника. Автомат являє собою саморегулюючу робочу машину, яка здійснює всі елементи обробки, крім контролю і налагодження.
При застосуванні автоматів і напівавтоматів для виконання окремих операцій, тобто при частковій автоматизації виробничого процесу, як правило, застосовуються непоточних методи організації виробництва, організується багатоверстатне обслуговування.
Другий етап розвитку автоматизації характеризується появою автоматичної лінії, тобто автоматичної системи машин, розташованих по ходу технологічного процесу і здійснюють без безпосередньої участі людини у певній послідовності і з заданим ритмом технологічні операції по виготовленню продукції. Людиною виконуються функції налагодження та управління.
Автоматичні лінії є подальшим розвитком потокових. Вони, так само як і потокові, можуть бути одно-і багатопредметності. Важливою характеристикою автоматичних верстатних ліній є спосіб кінематичного зв'язку обладнання, яка може бути жорсткою і гнучкою.
При жорсткій кінематичного зв'язку все обладнання лінії пов'язано і жорстку систему єдиним транспортером, що переміщує оброблювані предмети з операції на операцію одночасно відповідно до заданим ритмом. Основний недолік лінії з жорстким зв'язком полягає в тому, що зупинка одного з верстатів вимагає зупинки всієї лінії. Якщо в лінію включається досить велика кількість верстатів з невисоким ступенем надійності їх роботи, то така лінія може виявитися неефективною.
На лініях з гнучкою кінематичної зв'язком між кожною парою суміжних верстатів (або їх групою) є незалежне транспортний пристрій і накопичувач деталей (бункер). У разі відмови одного з верстатів інші працюють за рахунок наявного доробку та міжопераційних накопичувачах. Лінія менше простоює, проте вона більш складна в конструктивному відношенні, дорожче і, крім того, збільшує незавершене виробництво.
Третій етап автоматизації організація комплексно-автоматизованих ділянкою, цехів і заводів в цілому з використанням електронно-обчислювальної техніки.
Можливості автоматизації виробничих процесів багато в чому залежать від типу виробництва. Найбільш легко піддається автоматизації масове виробництво, що характеризується вузькою спеціалізацією робочих місць, чіткою і стійкою спрямованістю потоків заготовок, матеріалів, деталей від одного робочого місця до іншого, я також між цехами. Масове виробництво характеризується випуском виробів з добре відпрацьованою, незмінною конструкцією (хоча можливий випуск кількох близьких по конструкції модифікацій основного виробу), високою стабільністю технологічних процесів на всіх робочих місцях. Тут розвиток автоматизації йде по шляху створення комплексних автоматичних ліній, переналагоджуваних на різні розміри деталей
У серійному виробництві автоматизація виробничих процесів пов'язана з великою оновлюваність виробничої програми (наприклад, в машинобудуванні в середньому по 20% на рік). При цьому в процесі виробництва для покращення технологічних та експлуатаційних властивостей продукції змінюють конструкцію виробів, одночасно у виробництві може бути кілька серій різних виробів. Це вимагає гнучкого використання виробничого устаткування, створення предметно-замкнутих ділянок і групових потокових ліній, компонуються з швидко переналагоджуваних одно-і багатопозиційних верстатів.
Великі труднощі зустрічаються при автоматизації дрібносерійного й одиничного виробництва. Їх подолання сприяло створення систем числового програмного керування (ЧПУ) робочими циклами верстатів. У верстатах з ЧПК програма роботи верстатів задається цифрами, отриманими безпосередньо з креслень оброблюваних деталей.
У СРСР серійне виробництво верстатів з ЧПК почалося в кінці 70-х, до кінця ж
Автоматизація допоміжних операцій, які виконуються в процесі обробки деталей на металообробних верстатах, сприяла появі багатоінструментальні верстатом з ЧПУ, так званих оброблювальних центрів. По продуктивності вони еквівалентні 3 - 4 верстатів з ЧПК і 8-12 звичайним верстатам. Розширення області застосування верстатів з ЧПК, підвищення з надійності і продуктивності здійснюються на основі об'єднання верстатів з ЧПК і ЕОМ в єдину комплексну систему Впровадження систем групового керування верстатами з ЧПУ, в свою чергу, призводить до змін до організації виробництва. З'являється необхідність взаємної ув'язки роботи верстатів. Звідси - завдання одночасної автоматизації процесів виробництва та оперативного планування і управління. В даний час у нас в країні і за кордоном ведуться розробки єдиних систем автоматизованого проектування, виготовлення деталей на верстатах з ЧПК і календарного планування їх виробництва.
У рішенні задач комплексної автоматизації особливе місце належить впровадженню у виробництво автоматичних маніпуляторів з програмним управлінням промислових роботів.
Промислові роботи сучасних конструкцій - це універсальні автоматизовані машини, запрограмовані на виконання від декількох десятків до декількох сотень послідовних команд. Їх універсальність, можливість швидкого переналагодження при зміні умов або об'єктів виробництва, висока надійність, тривалий термін служби дозволяють здійснювати гнучку автоматизацію серійного і дрібносерійного виробництва, звільняють людину від виконання монотонних, утомливих операцій, а також процесів, що протікають у шкідливої середовищі.
Сучасний період розвитку промислового виробництва характеризується, як вже зазначалося, високим ступенем обновляемости об'єкта виробництва, який у всіх без винятку випадках виявляється динамічніше умов виробництва. У зв'язку з тим, що виробничий апарат промислових підприємств оновлюється повільніше, ніж вироби, випуск яких вони покликані здійснювати, виникає одна з найгостріших проблем сучасного виробництва - проблема його адаптації до швидко мінливих вимог підлягає випуску продукції.
Виробнича система, що відповідає вимогам сучасного етапу НТР, що враховує сучасні тенденції і перспективи розвинена промислового виробництва, повинна бути; високоефективної - відрізнятися високою продуктивністю при мінімальних витратах виробництва; високо-адаптивної, що передбачає високий рівень гнучкості техніки і технології, що забезпечує мінімум втрат трудових і матеріальних витрат при зміні (оновленні) об'єктів виробництва;
Сучасна виробнича система повинна поєднувати гнучкість, нижчих (одиничного, дрібносерійного) і високу продуктивність, вищих (великосерійного, масового) типів виробництва. При цьому під гнучкістю виробництва розуміється його здатність без будь-яких істотних змін техніки, технології та організації виробництва забезпечувати освоєння нових виробів у найкоротші терміни і з мінімальними витратами трудових і матеріальних ресурсів незалежно від зміни конструктивних і технологічних характеристик виробів.
Гнучке автоматизоване виробництво представляє собою організаційно-технічну виробничу систему, що функціонує на основі комплексної автоматизації, що володіє здатністю (в діапазоні технічних можливостей) з мінімальними витратами і в короткі терміни замінити продукцію, що випускається па нову шляхом перебудови технологічного процесу (в межах наявного верстатного парку та обслуговуючого комплексу ) за рахунок заміни керуючих програм.
Основними рівнями розвитку ГАП є гнучкий виробничий модуль, або елемент (ГПМ) і гнучкий виробничий комплекс (ГПК).
ГПМ - це здатна автоматично переналагоджувати і автономно функціонувати одиниця автоматичного обладнання (з ЧПУ), оснащена автоматизованими пристроями (роботами) завантаження заготовок, видалення обробленої деталі (вузла), відходів (наприклад, стружки), подачі і заміни інструменту, вимірювань і контролю в процесі обробки, а також пристроями діагностики неполадок і відмов у роботі.
ЦПК - два і більше взаємопов'язаних гнучких виробничих модуля, об'єднаних автоматизованими системами управління, транспортно-складською системою і системою інструментального забезпечення, синхронізацію роботи яких здійснює (як і управління всім виробничим циклом) єдина ЕОМ або мережу ЕОМ, що забезпечує швидкий перехід на обробку будь-якої іншої деталі (вузла) У межах технічних можливостей обладнання.
Гнучке автоматизоване виробництво - два і більше взаємоз'єднання гнучких виробничих комплексу з автоматизованою інженерною та технічною підготовкою виробництва, що забезпечує швидку перебудову технології виробництва і випуск нових виробів,
ГАП складається з трьох основних компонентів: автоматизованої системи управління виробництвом (АСУВ), автоматизованих ділянок підготовки виробництва і гнучких автоматизованих виробничих комплексів. У ГАП інтегрується АСУП САПР конструювання і технології, а також автоматизована система управління технологічними процесами (АСУТП). Така структура ГАП є спільною для всіх видів виробництв (механообробних, ливарних, зварювальних) і єдиною як для основного, так і для допоміжного виробництва.
У залежності від структурного рівня виробничої одиниці ГАП може представляти собою ділянку, цех, завод. Тому під АСУП розуміється автоматизована система управління тією виробничою одиницею, яка автоматизована, при цьому передбачається наявність зв'язків з АСУП більш високого ієрархічного рівня.
Гнучке автоматизоване виробництво передбачає автоматизацію практично всіх технологічних, допоміжних, транспортних операцій. Наприклад, в ГАП механообробки можуть бути автоматизовані: завантаження заготовок па верстати та зняття з них деталей, обробка деталей по заданій програмі; зміна ріжучих інструментів; контроль деталей у процесі та після обробки; прибирання стружки; транспортування деталей від верстата до верстата в будь-якій задається послідовності ; зміна програм обробки; управління роботою всього комплексу обладнання, що входить до складу ГАП, за принципом гнучко перебудовуваною технології.
Гнучкість автоматизованих виробництв, тобто їх здатність до перебудови, забезпечується:
- Зв'язком всіх одиниць автоматичного технологічного обладнання в єдиний виробничий комплекс за допомогою автоматизованих транспортно-складських систем і ділянок комплектування;
- Широким використанням мікропроцесорів; уніфікованим модульним складом всіх компонентів ГАП; примусової синхронізацією роботи всіх виробничих компонентів від ЕОМ:
- Програмовану технології і управління і ін
Всі створені ГАП виконують ще тільки частина перерахованих функцій. Зокрема, вони не мають гнучко перебудовуються автоматизованих ділянок підготовки виробництва. Тим не менш, вже сьогодні видно, що труднощі, що перешкоджають створенню ГАП в повному обсязі, переборні. Реалізація ГАП, як показує вітчизняний і зарубіжний досвід, дозволяє: забезпечити швидку перебудову виробництва на випуск повой продукції і цим повніше задовольняти запити споживачів; підвищити коефіцієнт змінності до 2,5-2,8, а коефіцієнт використання устаткування - до 0,85-0 , 9 і наблизити показники дрібно-і среднесерійного випуску продукції до характеристик масового виробництва; поліпшити умови праці, скоротити число зайнятих в другу і третю зміни, суттєво зменшити обсяг ручних робіт; підвищити продуктивність праці та знизити собівартість продукції.
Автоматизація докорінно змінює характер організації виробничого процесу та праці. Якщо в поточному виробництві праця носить одноманітний характер, так як робочий тривалий час виконує невелику за обсягом операцію диференційованого технологічного процесу, то в автоматизованому виробництві висококваліфіковані наладчики і диспетчери контролюють роботу машин і регулюють їх дії. Це вимагає від робітників великих знань і навичок, оволодіння ними сприяє стиранню відмінностей між фізичною та розумовою працею.
Основні завдання, стадії та етапи проектно-конструкторської підготовки
Основним завданням проектно-конструкторської підготовки виробництва є створення комплекту креслярської документації для виготовлення та випробування макетів, дослідних зразків (дослідної партії), установчої серії та документації для сталого серійного або масового виробництва нових виробів з використанням результатів прикладних НДР, ДКР і у відповідності до вимог технічного завдання.Зміст і порядок виконання робіт на цій стадії системи Сонті регламентуються ГОСТами в єдиній системі конструкторської документації (ЕСКД). ГОСТ визначає наступні стадії конструкторської підготовки виробництва (КПП): технічне завдання, технічна пропозиція, ескізний проект, технічний проект і робочий проект.
Технічне завдання є вихідним документом, на основі якого здійснюється вся робота з проектування нового виробу. Воно розробляється на проектування нового виробу або підприємством - виробником продукції і узгоджується із замовником (основним споживачем), або замовником. Стверджується провідним міністерством (до профілю якого відноситься розробляється виріб)
У технічному завданні визначається призначення майбутнього виробу, ретельно обгрунтовуються його технічні та експлуатаційні параметри та характеристики: продуктивність, габарити, швидкість, надійність, довговічність та інші показники, зумовлені характером роботи майбутнього виробу. У ньому також містяться відомості про характер виробництва, умови транспортування, зберігання і ремонту, рекомендації по виконанню необхідних стадій розробки конструкторської документації та його складу; техніко-економічне обгрунтування і інші вимоги.
Розробка технічного завдання базується на основі виконаних науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт, результатів вивчення патентної інформації маркетингових досліджень, аналізу існуючих аналогічних моделей та умов їх експлуатації.
Технічна пропозиція розробляється в тому випадку, якщо технічне завдання розробнику нового виробу видано замовником. Друге містить ретельний аналіз першого і техніко-економічне обгрунтування можливих технічних рішень при проектуванні вироби, порівняльну оцінку з урахуванням експлуатаційних особливостей проектованого і існуючого виробу подібного типу, а також аналіз патентних матеріалів.
Порядок узгодження і затвердження технічного пропозиції такої ж, як і технічного завдання. Після погодження та затвердження технічна пропозиція є підставою для розробки ескізного проекту Останній розробляється в тому випадку, якщо це передбачено технічним завданням або технічною пропозицією, там же визначаються обсяг і склад робіт.
Ескізний проект складається з графічної частини і пояснювальної записки.
Перша частина містить принципові конструктивні рішення, що дають уявлення про виріб і принципі його роботи, а також дані, що визначають призначення, основні параметри і габаритні розміри. Таким чином, вона дає конструктивне оформлення майбутньої конструкції вироби, включаючи креслення загального вигляду, функціональні блоки, вхідні і вихідні електричні дані всіх вузлів (блоків), що складають загальну блок-схему. На цій стадії розробляється документація для виготовлення макетів, здійснюється їх виготовлення та випробування, після чого коректується конструкторська документація.
Друга частина ескізного проекту містить розрахунок основних параметрів конструкції, опис експлуатаційних особливостей і приблизний графік робіт з технічної підготовки виробництва.
До складу завдань ескізного проекту входить і розробка різних керівних вказівок щодо забезпечення на наступних стадіях технологічності, надійності, стандартизації та уніфікації, а також складання відомості специфікацій матеріалів і комплектуючих виробів на дослідні зразки для подальшої передачі їх у службу матеріально-технічного забезпечення. Макет виробу дозволяє домогтися вдалої компоновки окремих частин, знайти більш правильні естетичні та ергономічні рішення і тим самим прискорити розробку конструкторської документації на наступних стадіях системи Сонті.
Ескізний проект проходить ті ж стадії узгодження і затвердження, що й технічне завдання.
Технічний проект розробляється на основі затвердженого ескізного проекту і передбачає виконання графічної і розрахункової частин, а також уточнення техніко-економічних показників створюваного виробу. Він складається із сукупності конструкторських документів, що містять остаточні технічні рішення, які дають повне уявлення про пристрій розроблюваного виробу, і вихідні дані для розробки робочої документації.
У графічній частині технічного проекту наводяться креслення загального вигляду проектованого вироби, вузлів в збірці і основних деталей. Креслення обов'язково узгоджуються з технологами.
У пояснювальній записці містяться опис і розрахунок параметрів основних складальних одиниць і базових деталей виробу, опис принципів його роботи, обгрунтування вибору матеріалів і видів захисних покриттів, опис всіх схем і остаточні техніко-економічні розрахунки. На цій стадії при розробці варіантів виробів виготовляється і випробовується дослідний зразок.
Технічний проект проходить ті ж стадії узгодження і затвердження, що й технічне завдання.
Робочий проект є подальшим розвитком і конкретизацією технічного проекту. Ця стадія КПП розбивається на три рівні: а) розробка робочої документації дослідної партії (дослідного зразка), б) розробка робочої документації установчої серії; в) розробка робочої документації усталеного серійного або масового виробництва.
Перший рівень робочого проектування виконується в три, а іноді і в п'ять етапів.
На першому етапі розробляють конструкторську документацію для виготовлення дослідної партії. Одночасно визначають можливість отримання від постачальників деяких деталей, вузлів, блоків (комплектуючих). Всю документацію передають в експериментальний цех для виготовлення по ній дослідної партії (дослідного зразка).
На другому етапі здійснюють виготовлення і заводські випробування дослідної партії. Як правило, проводять заводські механічні, електричні, кліматичні та інші випробування.
Третій етап полягає у коригуванні технічної документації за результатами заводських випробувань дослідних зразків.
Якщо виріб проходить державні випробування (четвертий етап), то в процесі цих випробувань уточнюються параметри і показники вироби в реальних умовах експлуатації, виявляються всі недоліки, які згодом усуваються.
П'ятий етап полягає у коригуванні документації за результатами державних випробувань та погодження з технологами питань, що стосуються класів шорсткості, точності, допусків і посадок.
Другий рівень робочого проектування виконується в два етапи.
На першому етапі в основних цехах заводу виготовляють настановну серію виробів, що потім проходить тривалі випробування в реальних умовах експлуатації, де уточнюють стійкість, довговічність окремих деталей і вузлів виробу, намічають шляхи їх підвищення. Запуску настановних серій передує, як правило, технологічна підготовка виробництва.
На другому етапі проводять коригування конструкторської документації за результатами виготовлення, випробування і оснащення технологічних процесів виготовлення виробів спеціальної оснащенням. Одночасно з цим коригують і технологічну документацію.
Третій рівень робочого проектування виконується в два етапи.
На першому етапі здійснюють виготовлення та випробування головний чи контрольної серії виробів, на основі якого проводять остаточну відпрацювання і вивіряння технологічних процесів та технологічного оснащення, коригування технологічної документації, креслень пристосуванні штампів і т. д., а також нормативів витрат матеріалів та робочого часу.
На другому етапі остаточно коригують конструкторську документацію.
Такий, на перший погляд громіздкий, порядок здійснення конструкторської підготовки виробництва в масово''або великосерійному виробництві дає великий економічний ефект. За рахунок ретельного відпрацювання конструкції виробу і його окремих частин забезпечуються максимальна те технологічність у виробництві, надійність і ремонтопридатність в експлуатації.
Коло робіт, що виконуються на стадіях, може відрізнятися від розглянутого вище залежно від типу виробництва, складності виробу, ступеня уніфікації, рівня кооперування і ряду інших чинників.
Стандартизація та уніфікація у конструкторській підготовці виробництва
Найважливішою особливістю сучасної організації конструкторської підготовки виробництва є широке використання стандартизації, яка дозволяє уникнути необгрунтованого різноманіття в якості, типах і конструкціях виробів, у формах і розмірах деталей і заготовок, в профілях і марках матеріалів, в технологічних процесах та організаційних методах. Стандартизація є одним з ефективних засобів прискорення науково-технічного прогресу, підвищення ефективності виробництва і зростання продуктивності праці конструкторів, скорочення циклу Сонті.
Конструкторська уніфікація - це комплекс заходів, які забезпечують усунення необгрунтованого різноманіття виробів одного призначення і разнотипности їх складових частин і деталей, приведення до можливого однаковості способів їх виготовлення, складання і випробування. Уніфікація є базою агрегування, тобто створення виробів шляхом їх компонування з обмеженого числа уніфікованих елементів, і конструкційної наступності. Уніфікація доповнює стандартизацію, це свого роду конструкторська стандартизація.
Державна система стандартизації, встановивши основні положення в цій області, передбачає наступні категорії стандартів: державні стандарти (ГОСТ), галузеві стандарти (ОСТ) і стандарти підприємств (СТП).
ГОСТ - одна з основних категорій стандартів, встановлених державною системою стандартизації.
ОСТи встановлюються на продукцію, що не відноситься до об'єктів державної стандартизації, наприклад на технологічне оснащення, інструмент, специфічні для даної галузі технологічні процеси, а також на норми, правила, вимоги, терміни і позначення, регламентація яких необхідна для забезпечення взаємозв'язку у виробничо-технічної діяльності підприємств і організацій галузі. ОСТи обов'язкові для всіх підприємств і організацій даної галузі.
Стандарти підприємств встановлюються на продукцію одного або кількох підприємств (заводів).
Основним завданням заводський стандартизації є створення максимального числа подібних, геометрично подібних або аналогічних елементів у виробах не тільки одного, але і різного призначення.
Заводська стандартизація значно спрощує, здешевлює і прискорює технологічну підготовку і є важливою передумовою стандартизації технологічної оснастки.
Стандарт - це стійкий зразок, він закріплює досягнення в галузі технічного прогресу і нової техніки, які розроблені, перевірені і можуть бути застосовані в промисловості, на транспорті, в сільському господарстві. Він є суворо обов'язковим. При проектуванні нових машин в першу чергу повинні бути застосовані вироби і норми з державних стандартів.
Основними видами державних стандартів у машинобудуванні є:
- Стандарти технічних умов (визначають якість продукції, містять споживчі характеристики, правила приймання, методи перевірки якості, вимоги до маркування, упакування, транспортування, зберігання);
- Стандарти параметрів або розмірів (містять параметричні ряди конструкцій, тобто ряди основних показників, побудовані в певної математичної закономірності);
- Стандарти типів і основних параметрів (містять не тільки параметричні ряди, але й додаткові характеристики, наприклад конструктивні схеми, компонування і т. д.);
- Стандарти конструкцій і розмірів (встановлюють конструктивні рішення та основні розміри для уніфікації);
- Стандарти марок (встановлюють номенклатуру і позначення марок матеріалів, їх хімічний склад, фізико-механічні властивості);
- Стандарти сортаменту (встановлюють розміри, геометричну форму, вимоги до точності і т. д.);
- Стандарти технічних вимог (охоплюють експлуатаційні характеристики конструкції - вимоги безпеки, зручності експлуатації, технічної естетики; норми надійності, довговічності, стійкості до зовнішніх впливів);
- Стандарти правил експлуатації та ремонту;
- Стандарти типових технологічних процесів;
- Стандарти організаційного типу (впровадження передових прикладів і методів виконання робіт).
У процесі проектування конструктор зобов'язаний широко використовувати всі стандарти, які стосуються проектованого об'єкту. Особливо ефективним є застосування стандартних деталей, вузлів і агрегатів, що виготовляються в централізованому порядку на спеціалізованих заводах. До числа основних методів конструктивної стандартизації відносяться: впровадження конструктивних стандартів (нормалей); створення параметричних рядів (гам) машин; агрегатування; забезпечення конструктивної наступності.
Впровадження конструктивних стандартів на заводах проводиться за двома напрямками: 1) розробка та впровадження стандартів; 2) нормалізаційного контроль (нормоконтроль креслень та інших конструкторських документів).
Розробка стандартів грунтується на систематизації та узагальненні передового конструкторського досвіду, відображеного в державних, галузевих і заводських стандартах; у вільних таблицях застосованості окремих марок металів, підшипників, кріпильних деталей, конструктивних елементів (моделі зубчастих коліс, допуски і посадки, різьблення та ін); в результатах лабораторних та експлуатаційних випробувань вузлів, деталей; в даних нормалізаційного контролю.
Введення нормоконтролю має велике виховне і організуюче значення. Нормоконтроль стимулює у конструкторів повагу до стандартів та уніфікації. Ще одне завдання нормоконтролю - перевірка правильності виконання конструкторських документів відповідно до вимог ЕСКД.
Створення параметричних рядів (гам) - один з найбільш ефективних методів конструювання виробів. Під параметричним рядом мається на увазі сукупність виготовляються на даному заводі або в даній галузі машин, приладів чи іншого обладнання одного експлуатаційного призначення, аналогічних за кінематиці або робочого процесу, але різних за габаритами, потужносним або експлуатаційними параметрами.
Агрегатування - це форма уніфікації, яка полягає в тому, що створюються ряди уніфікованих вузлів і агрегатів, які використовуються для створення різноманітних виробів. Агрегатування дозволяє створювати збірно-розбірні устаткування, яке складається з взаємозамінних нормалізованих елементів, при необхідності, воно може бути розібране, а вхідні в нього агрегати використані в нових поєднаннях для створення іншого обладнання. При цьому в десятки разів скорочується число типів і розмірів основних елементів конструкції обладнання.
Забезпечення конструктивної наступності - інший (після агрегатування) метод конструктивної стандартизації і уніфікації, під якою мається на увазі застосування в конструкції нового виробу, вузлів і деталей раніше освоєних виробів, які добре зарекомендували себе в роботі та застосування яких не відіб'ється на якості нових конструкцій.
Науково-технічне та організаційно-методичне керівництво роботами по стандартизації на підприємствах здійснює конструкторсько-технологічне бюро стандартизації. Основні його завдання такі: а) організація розробки та впровадження стандартів та інших документів з стандартизації на вироблену продукцію; б) забезпечення відповідності показників і норм, що встановлюються у стандартах та інших документах по стандартизації, вимогам науково-технічного прогресу і чинного законодавства, в) здійснення нормоконтролю технічної документації, що розробляється підприємством.
Під автоматизацією проектування розуміється автоматизований конструкторський синтез пристрої з випуском необхідної конструкторської документації (КД).
На відміну від проектування вручну, результати якого багато в чому визначаються інженерною підготовкою конструкторів, їх виробничим досвідом, професійної інтуїції і т. д. автоматизоване проектування дозволяє виключити суб'єктивізм при прийнятті рішень, значно підвищити точність розрахунків, вибрати варіанти для реалізації на основі суворого математичного аналізу, значно підвищити якість конструкторської документації, підвищити продуктивність праці проектувальників, знизити трудомісткість, істотно скоротити терміни конструкторської та технологічної підготовки виробництва в циклі Сонті, ефективніше використовувати технологічне обладнання з ЧПУ.
Важливим результатом впровадження САПР є і соціологічні фактори: підвищення престижності і культури праці при заміні неавтоматизованих методів автоматизованими; підвищення кваліфікації виконавців; скорочення чисельності працівників, зайнятих рутинними операціями.
Найбільшу ефективність від впровадження САПР можна отримати при автоматизації всього процесу проектування - від постановки завдання, вибору кращих варіантів побудови вироби до технологічної підготовки його виробництва і випуску.
До впровадження САПР на підприємстві потрібно перш за все вирішити, стосовно до яких завдань (або робіт) проектування найбільш ефективно її застосування, сформулювати вимоги до неї, визначити в загальному вигляді структуру, виділити етапи розробки системи і скласти перелік необхідних для цього досліджень, а також встановити , в якому обсязі і вигляді вона буде видавати технічну документацію проекту та відповідність її чинним нормативно-технічними документами (ГОСТ, ОСТ, СТП, РТМ і т. д.). Крім того, повинні бути виконані роботи по формалізації задач вибору та оптимізації проектних і конструкторських рішень, формування бібліотек типових технічних і проектних рішень, інформаційних баз, пакетів прикладних програм і технології автоматизованого проектування.
САПР представляє собою організаційно-технічну систему, що складається з комплексу засобів автоматизації проектування, взаємопов'язаного з проектувальниками та підрозділами проектної організації. Проектувальник (конструктор, технолог) входить до складу будь-САПР і є її користувачем, так як без людини автоматизована система не може функціонувати. Об'єктом автоматизації в САПР є дії проектувальників, розробляють вироби чи технологічні процеси. САПР не можна створити поза конкретного виробництва, на якому вона буде використана.
Комплекс засобів автоматизації включає математичне, лінгвістичне, програмне, інформаційне, методичне, організаційне, апаратне і технічне забезпечення.
Математичне забезпечення складають математичні методи, моделі та алгоритми, необхідні для здійснення автоматизованого проектування.
Лінгвістичне забезпечення - сукупність спеціальних мовних засобів проектування, призначених для спілкування людини з технічними і програмними компонентами САПР. Практика використання ЕОМ в проектуванні призвела до створення поряд з універсальними алгоритмічними мовами програмування (АЛГОЛ, ФОРТРАН та ін) проблемно-орієнтованих алгоритмічних мов, спеціалізованих для проектних завдань. Наприклад, для автоматизації креслення зображень служать графічні мови ГП-ЄС, ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФ і ін
Програмне забезпечення є безпосереднім похідним компонентом від математичного забезпечення і являє собою комплекс всіх програм та експлуатаційної документації до них.
Інформаційне забезпечення - це інформація про прототипи проектованих виробів або процесів, комплектуючих виробах і матеріалах, про використаний ріжучому інструменті, про правила і норми проектування, а також будь-яка інша довідкова інформація, яка використовується проектувальниками для вироблення проектних рішень. Основна частина інформаційного забезпечення міститься в банках даних, що складаються з баз даних та систем управління базами даних.
Організаційне забезпечення встановлює взаємодію проектують і обслуговуючих підрозділів, відповідальність фахівців за визначення виду робіт, пріоритети користування засобами САПР та інші регламенти організаційного характеру. Відповідний комплект документів складають необхідні інструкції, накази і штатні розписи.
Технічне забезпечення - комплекс всіх технічних засобів, використовуваних при автоматизованому проектуванні і для підтримки засобів автоматизації в працездатному стані.
Деякі види забезпечень об'єднані у групи, відповідні найбільш простому поданням складу САПР, якого часто слідують на практиці, коли не всі забезпечення САПР розробляються, наприклад, програмно-інформаційне забезпечення, яке втілюється у вигляді програм і супроводжуючої документації. На цей вид забезпечення, як правило, припадає основна трудомісткість розробки. У загальній трудомісткості розробки складних САПР його частка досягає 75% і більше. Організаційно-методичне забезпечення включає весь комплекс забезпечують заходів, а також регламентує і організуючу процес автоматизованого проектування документацію стосовно до умов конкретної проектної організації.
Умовами можливості і доцільності створення САПР є: а) єдність принципів побудови об'єктів проектування; б) високий рівень типізації та стандартизації елементів, з яких компонують об'єкти проектування; в) високий рівень уніфікації процесів проектування; г) великий обсяг проектних робіт при індивідуальних вимогах до об'єктів проектування.
Еволюція засобів і методів автоматизації проектування тісно пов'язана з розвитком обчислювальної техніки і програмного забезпечення. На ранніх стадіях створення САПР ЕОМ вирішувала лише окремі інженерні задачі високої трудомісткості. Потім з її допомогою стали виконуватися в пакетному режимі завдання технічної підготовки виробництва, що включають: розробку планових показників; нормування витрат ресурсів; складання графіків запуску нових виробів, карт застосованості деталей, складальних одиниць, технологічних карт; розрахунок режимів обробки деталей.
Однак це не дозволило суттєво скоротити терміни запуску нових виробів у виробництво, так як при цьому не охоплювалися проектно-конструкторські роботи, на які витрачалися значний час в циклі технічної підготовки виробництва.
З появою засобів машинної графіки - графічних дисплеїв, графопостроителей, графічних друкуючих пристроїв (плотерів), кодувальників та інших - стало можливим автоматизувати більшість процесів проектування виробів і технологій. До складу таких САПР обов'язково входить розвинене програмне забезпечення, включаючи універсальні і спеціалізовані пакети прикладних програм, що забезпечують, як правило, роботу системи в інтерактивному (діалоговому) режимі.
У загальному випадку процес проектування включає три етапи: складання ескізного, технічного та робочого проектів.
Витрати праці на розробку об'єкта розподіляються за етапами приблизно в такому співвідношенні: 10, 25 і 65%.
Найбільш творчої є стадія ескізного проектування, що вимагає застосування інтерактивних засобів графіки. З їх допомогою конструктор може будувати тривимірне зображення деталі і моделювати траєкторію руху інструменту для її обробки (без креслень).
Технічне проектування передбачає виконання конкретного задуму в заданому масштабі, а також здійснення необхідних розрахунків. Тут використовується значний обсяг інформації про стандартних деталях, покупних виробах і т. д.
На стадії робочого проектування створюються робочі креслення і технічна документація. Деталировка, визначення та нанесення розмірів, складання специфікацій повністю формалізуються і можуть виконуватися на ЕОМ з використанням засобів машинної графіки.
Нова або вдосконалена техніка повинна бути краще і ефективніше тієї, взамін якої вона створюється і буде проводитися, з виробничою, експлуатаційної або обох точок зору.
У першому випадку до нової (вдосконаленої) конструкції пред'являються вимоги як до об'єкта виробництва на заводі-виробнику. Головним тут є економічність виробництва і мінімальні терміни його підготовки та освоєння. Економічність виготовлення кожної нової конструкції залежить від її технологічності, від того, наскільки прогресивними і продуктивними будуть застосовувані технологічні процеси. Конструкція є технологічною, якщо вона економічна для виробництва.
За наявності декількох варіантів конструкції техніки, що повністю задовольняють експлуатаційним вимогам, перевага віддається більш технологічною.
Для вибору найкращого варіанта конструкції є ряд показників технологічності:
- Трудомісткість виготовлення - абсолютна (на один виріб) і відносна (на одиницю встановленої потужності, продуктивності, іншого показника);
- Матеріаломісткість або маса конструкції - абсолютна або відносна;
- Трудомісткість підготовки виробу до функціонування;
- Ступінь конструктивної стандартизації і уніфікації;
- Капіталовкладення у виробництво нової продукції;
- Собівартість і відпускна ціна нової продукції;
- Прибуток і рентабельність виробництва.
Трудомісткість виготовлення продукції визначається в процесі її проектування і є дуже важливим показником. Технологічнішою вважається та конструкція, яка при інших рівних умовах менш трудомістка. Зниження трудомісткості вироби на стадії його виробництва - одна з найважливіших завдань, яке ставиться перед розробниками. Великі можливості зниження трудомісткості закладені в правильному виборі сучасних прогресивних методів отримання заготовок, раціональному виборі квалітетів і класів шорсткості. На зміну обробки деталей різанням (механообробки) поступово приходять точні методи формоутворення деталей - штампування, пресування, лиття під тиском та ін
Матеріаломісткість характеризує загальний витрата матеріалу на виготовлення даної конструкції виробу або питому матеріаломісткість на експлуатаційний параметр. У багатьох випадках у конструктора є можливість при проектуванні деталі вибрати матеріал з двох або навіть багатьох, забезпечують однакові експлуатаційні властивості деталі, але різні за вартістю, трудомісткості обробки, а іноді сприяють зниженню маси виробу.
Підвищення визначального експлуатаційного показника вироби, як правило, дає зниження матеріаломісткості і трудомісткості в розрахунку на одиницю основного параметра. При цьому зниження питомої матеріаломісткості на одиницю потужності або іншого параметра відбувається значно швидше, ніж зменшення загальної витрати матеріалу на одиницю виробу.
Трудомісткість підготовки виробу до функціонування визначається в процесі проектування і залежить від складності регулювально-настроювальних процесів, що проводяться з метою отримання необхідних техніко-економічних параметрів. Можливості зниження трудомісткості тут закладені в ролі яка контрольно-вимірювальної апаратури і спеціальних стендів для випробувань.
Ступінь конструктивної стандартизації і уніфікації - це показник, що характеризує конструкцію виробу з точки зору реалізації в ній стандартизованих і уніфікованих деталей, що призводить до підвищення обсягу випуску однотипних деталей, складальних одиниць, виробів в цілому, а також до застосування більш прогресивної технології, а це як наслідок дозволяє не тільки істотно знизити трудомісткість виготовлення, але й дещо зменшити матеріаломісткість.
Капіталовкладення у виробництво нової конструкції характеризують загальні витрати на придбання додаткового і виготовлення нестандартного устаткування і перепланування у виробничих цехах, створення виробничих запасів. Чим менше потреби підприємства в капіталовкладеннях, тим більш технологічні нова конструкція виробу.
Собівартість, прибуток і рентабельність нової конструкції виробу є узагальнюючими показниками її технологічності.
З виробничої точки зору нова конструкція буде вважатися технологічною, а отже, і ефективною в тому випадку, якщо додаткова прибуток (ΔП), отримана в результаті освоєння, випуску та реалізації нової продукції, забезпечить рентабельність не нижче середньої склалася рентабельності на підприємстві-виробнику. Цій умові має задовольняти нерівність:
де ΔК - додаткові капіталовкладення, пов'язані з освоєнням нової конструкції виробу; П - сумарна річний прибуток підприємства-виробника до випуску нової конструкції виробу; Про ф - вартість виробничих фондів підприємства-виробника.
Додатковий прибуток (ДП) визначається за формулою
ΔП = [N 2 (Ц 2 - З 2)-З Т] - [N 1 (Ц 1 - З 1)],
де N 1 та N 2 - середньорічний випуск раніше освоєної і нової конструкції виробу; Ц 1 і Ц 2 - відповідно ціни на раніше освоєну і нову конструкцію; З 1 і С 2 - відповідно собівартість раніше освоєної і нової конструкції; З т - середньорічні витрати , пов'язані з технічною підготовкою та освоєнням у виробництві конструкції нового виробу.
З експлуатаційної точки зору споживача нова конструкція повинна володіти наступними показниками: 1) більш надійною (довговічною, безвідмовної, ремонтопридатною і зберігається) в експлуатації; 2) зручною в обслуговуванні та ремонті естетичної та безпечною в експлуатації; 3) ергономічної (з точки зору психології, фізіології та гігієни праці працівників обслуговування); 4) більш продуктивної в одиницю часу; 5) більш економічною в споживанні електроенергії та капіталовкладень експлуатаційників нової продукції; 6) забезпечувати мінімальну собівартість одиниці роботи, виконуваної виробом.
Якщо експлуатаційні властивості нової техніки підвищуються в порівнянні з раніше освоєної (замінної), то економічна ефективність її визначається шляхом порівняння капітальних вкладень споживача із зниженням собівартості роботи, виконуваної новою технікою. Кращим визнається варіант з найменшою сумою наведених затрат:
U i + E н До i → min,
де U i - річні експлуатаційні витрати підприємства-споживача продукції за i-му варіанту; До i - капітальні вкладення підприємства - споживача продукції за i-му варіанту; Е Н - нормативний коефіцієнт економічної ефективності.
Після розрахунку суми наведених витрат за варіантами техніки можна визначити річний економічний ефект використання нової або вдосконаленої техніки.
Державна система стандартизації, встановивши основні положення в цій області, передбачає наступні категорії стандартів: державні стандарти (ГОСТ), галузеві стандарти (ОСТ) і стандарти підприємств (СТП).
ГОСТ - одна з основних категорій стандартів, встановлених державною системою стандартизації.
ОСТи встановлюються на продукцію, що не відноситься до об'єктів державної стандартизації, наприклад на технологічне оснащення, інструмент, специфічні для даної галузі технологічні процеси, а також на норми, правила, вимоги, терміни і позначення, регламентація яких необхідна для забезпечення взаємозв'язку у виробничо-технічної діяльності підприємств і організацій галузі. ОСТи обов'язкові для всіх підприємств і організацій даної галузі.
Стандарти підприємств встановлюються на продукцію одного або кількох підприємств (заводів).
Основним завданням заводський стандартизації є створення максимального числа подібних, геометрично подібних або аналогічних елементів у виробах не тільки одного, але і різного призначення.
Заводська стандартизація значно спрощує, здешевлює і прискорює технологічну підготовку і є важливою передумовою стандартизації технологічної оснастки.
Стандарт - це стійкий зразок, він закріплює досягнення в галузі технічного прогресу і нової техніки, які розроблені, перевірені і можуть бути застосовані в промисловості, на транспорті, в сільському господарстві. Він є суворо обов'язковим. При проектуванні нових машин в першу чергу повинні бути застосовані вироби і норми з державних стандартів.
Основними видами державних стандартів у машинобудуванні є:
- Стандарти технічних умов (визначають якість продукції, містять споживчі характеристики, правила приймання, методи перевірки якості, вимоги до маркування, упакування, транспортування, зберігання);
- Стандарти параметрів або розмірів (містять параметричні ряди конструкцій, тобто ряди основних показників, побудовані в певної математичної закономірності);
- Стандарти типів і основних параметрів (містять не тільки параметричні ряди, але й додаткові характеристики, наприклад конструктивні схеми, компонування і т. д.);
- Стандарти конструкцій і розмірів (встановлюють конструктивні рішення та основні розміри для уніфікації);
- Стандарти марок (встановлюють номенклатуру і позначення марок матеріалів, їх хімічний склад, фізико-механічні властивості);
- Стандарти сортаменту (встановлюють розміри, геометричну форму, вимоги до точності і т. д.);
- Стандарти технічних вимог (охоплюють експлуатаційні характеристики конструкції - вимоги безпеки, зручності експлуатації, технічної естетики; норми надійності, довговічності, стійкості до зовнішніх впливів);
- Стандарти правил експлуатації та ремонту;
- Стандарти типових технологічних процесів;
- Стандарти організаційного типу (впровадження передових прикладів і методів виконання робіт).
У процесі проектування конструктор зобов'язаний широко використовувати всі стандарти, які стосуються проектованого об'єкту. Особливо ефективним є застосування стандартних деталей, вузлів і агрегатів, що виготовляються в централізованому порядку на спеціалізованих заводах. До числа основних методів конструктивної стандартизації відносяться: впровадження конструктивних стандартів (нормалей); створення параметричних рядів (гам) машин; агрегатування; забезпечення конструктивної наступності.
Впровадження конструктивних стандартів на заводах проводиться за двома напрямками: 1) розробка та впровадження стандартів; 2) нормалізаційного контроль (нормоконтроль креслень та інших конструкторських документів).
Розробка стандартів грунтується на систематизації та узагальненні передового конструкторського досвіду, відображеного в державних, галузевих і заводських стандартах; у вільних таблицях застосованості окремих марок металів, підшипників, кріпильних деталей, конструктивних елементів (моделі зубчастих коліс, допуски і посадки, різьблення та ін); в результатах лабораторних та експлуатаційних випробувань вузлів, деталей; в даних нормалізаційного контролю.
Введення нормоконтролю має велике виховне і організуюче значення. Нормоконтроль стимулює у конструкторів повагу до стандартів та уніфікації. Ще одне завдання нормоконтролю - перевірка правильності виконання конструкторських документів відповідно до вимог ЕСКД.
Створення параметричних рядів (гам) - один з найбільш ефективних методів конструювання виробів. Під параметричним рядом мається на увазі сукупність виготовляються на даному заводі або в даній галузі машин, приладів чи іншого обладнання одного експлуатаційного призначення, аналогічних за кінематиці або робочого процесу, але різних за габаритами, потужносним або експлуатаційними параметрами.
Агрегатування - це форма уніфікації, яка полягає в тому, що створюються ряди уніфікованих вузлів і агрегатів, які використовуються для створення різноманітних виробів. Агрегатування дозволяє створювати збірно-розбірні устаткування, яке складається з взаємозамінних нормалізованих елементів, при необхідності, воно може бути розібране, а вхідні в нього агрегати використані в нових поєднаннях для створення іншого обладнання. При цьому в десятки разів скорочується число типів і розмірів основних елементів конструкції обладнання.
Забезпечення конструктивної наступності - інший (після агрегатування) метод конструктивної стандартизації і уніфікації, під якою мається на увазі застосування в конструкції нового виробу, вузлів і деталей раніше освоєних виробів, які добре зарекомендували себе в роботі та застосування яких не відіб'ється на якості нових конструкцій.
Науково-технічне та організаційно-методичне керівництво роботами по стандартизації на підприємствах здійснює конструкторсько-технологічне бюро стандартизації. Основні його завдання такі: а) організація розробки та впровадження стандартів та інших документів з стандартизації на вироблену продукцію; б) забезпечення відповідності показників і норм, що встановлюються у стандартах та інших документах по стандартизації, вимогам науково-технічного прогресу і чинного законодавства, в) здійснення нормоконтролю технічної документації, що розробляється підприємством.
Система автоматизованого проектування у конструкторській підготовці виробництва
Системи автоматизованого проектування (САПР) в даний час є у багатьох випадках єдино можливими методами при конструюванні нових видів виробів (наприклад, інтегральних мікросхем).Під автоматизацією проектування розуміється автоматизований конструкторський синтез пристрої з випуском необхідної конструкторської документації (КД).
На відміну від проектування вручну, результати якого багато в чому визначаються інженерною підготовкою конструкторів, їх виробничим досвідом, професійної інтуїції і т. д. автоматизоване проектування дозволяє виключити суб'єктивізм при прийнятті рішень, значно підвищити точність розрахунків, вибрати варіанти для реалізації на основі суворого математичного аналізу, значно підвищити якість конструкторської документації, підвищити продуктивність праці проектувальників, знизити трудомісткість, істотно скоротити терміни конструкторської та технологічної підготовки виробництва в циклі Сонті, ефективніше використовувати технологічне обладнання з ЧПУ.
Важливим результатом впровадження САПР є і соціологічні фактори: підвищення престижності і культури праці при заміні неавтоматизованих методів автоматизованими; підвищення кваліфікації виконавців; скорочення чисельності працівників, зайнятих рутинними операціями.
Найбільшу ефективність від впровадження САПР можна отримати при автоматизації всього процесу проектування - від постановки завдання, вибору кращих варіантів побудови вироби до технологічної підготовки його виробництва і випуску.
До впровадження САПР на підприємстві потрібно перш за все вирішити, стосовно до яких завдань (або робіт) проектування найбільш ефективно її застосування, сформулювати вимоги до неї, визначити в загальному вигляді структуру, виділити етапи розробки системи і скласти перелік необхідних для цього досліджень, а також встановити , в якому обсязі і вигляді вона буде видавати технічну документацію проекту та відповідність її чинним нормативно-технічними документами (ГОСТ, ОСТ, СТП, РТМ і т. д.). Крім того, повинні бути виконані роботи по формалізації задач вибору та оптимізації проектних і конструкторських рішень, формування бібліотек типових технічних і проектних рішень, інформаційних баз, пакетів прикладних програм і технології автоматизованого проектування.
САПР представляє собою організаційно-технічну систему, що складається з комплексу засобів автоматизації проектування, взаємопов'язаного з проектувальниками та підрозділами проектної організації. Проектувальник (конструктор, технолог) входить до складу будь-САПР і є її користувачем, так як без людини автоматизована система не може функціонувати. Об'єктом автоматизації в САПР є дії проектувальників, розробляють вироби чи технологічні процеси. САПР не можна створити поза конкретного виробництва, на якому вона буде використана.
Комплекс засобів автоматизації включає математичне, лінгвістичне, програмне, інформаційне, методичне, організаційне, апаратне і технічне забезпечення.
Математичне забезпечення складають математичні методи, моделі та алгоритми, необхідні для здійснення автоматизованого проектування.
Лінгвістичне забезпечення - сукупність спеціальних мовних засобів проектування, призначених для спілкування людини з технічними і програмними компонентами САПР. Практика використання ЕОМ в проектуванні призвела до створення поряд з універсальними алгоритмічними мовами програмування (АЛГОЛ, ФОРТРАН та ін) проблемно-орієнтованих алгоритмічних мов, спеціалізованих для проектних завдань. Наприклад, для автоматизації креслення зображень служать графічні мови ГП-ЄС, ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФ і ін
Програмне забезпечення є безпосереднім похідним компонентом від математичного забезпечення і являє собою комплекс всіх програм та експлуатаційної документації до них.
Інформаційне забезпечення - це інформація про прототипи проектованих виробів або процесів, комплектуючих виробах і матеріалах, про використаний ріжучому інструменті, про правила і норми проектування, а також будь-яка інша довідкова інформація, яка використовується проектувальниками для вироблення проектних рішень. Основна частина інформаційного забезпечення міститься в банках даних, що складаються з баз даних та систем управління базами даних.
Організаційне забезпечення встановлює взаємодію проектують і обслуговуючих підрозділів, відповідальність фахівців за визначення виду робіт, пріоритети користування засобами САПР та інші регламенти організаційного характеру. Відповідний комплект документів складають необхідні інструкції, накази і штатні розписи.
Технічне забезпечення - комплекс всіх технічних засобів, використовуваних при автоматизованому проектуванні і для підтримки засобів автоматизації в працездатному стані.
Деякі види забезпечень об'єднані у групи, відповідні найбільш простому поданням складу САПР, якого часто слідують на практиці, коли не всі забезпечення САПР розробляються, наприклад, програмно-інформаційне забезпечення, яке втілюється у вигляді програм і супроводжуючої документації. На цей вид забезпечення, як правило, припадає основна трудомісткість розробки. У загальній трудомісткості розробки складних САПР його частка досягає 75% і більше. Організаційно-методичне забезпечення включає весь комплекс забезпечують заходів, а також регламентує і організуючу процес автоматизованого проектування документацію стосовно до умов конкретної проектної організації.
Умовами можливості і доцільності створення САПР є: а) єдність принципів побудови об'єктів проектування; б) високий рівень типізації та стандартизації елементів, з яких компонують об'єкти проектування; в) високий рівень уніфікації процесів проектування; г) великий обсяг проектних робіт при індивідуальних вимогах до об'єктів проектування.
Еволюція засобів і методів автоматизації проектування тісно пов'язана з розвитком обчислювальної техніки і програмного забезпечення. На ранніх стадіях створення САПР ЕОМ вирішувала лише окремі інженерні задачі високої трудомісткості. Потім з її допомогою стали виконуватися в пакетному режимі завдання технічної підготовки виробництва, що включають: розробку планових показників; нормування витрат ресурсів; складання графіків запуску нових виробів, карт застосованості деталей, складальних одиниць, технологічних карт; розрахунок режимів обробки деталей.
Однак це не дозволило суттєво скоротити терміни запуску нових виробів у виробництво, так як при цьому не охоплювалися проектно-конструкторські роботи, на які витрачалися значний час в циклі технічної підготовки виробництва.
З появою засобів машинної графіки - графічних дисплеїв, графопостроителей, графічних друкуючих пристроїв (плотерів), кодувальників та інших - стало можливим автоматизувати більшість процесів проектування виробів і технологій. До складу таких САПР обов'язково входить розвинене програмне забезпечення, включаючи універсальні і спеціалізовані пакети прикладних програм, що забезпечують, як правило, роботу системи в інтерактивному (діалоговому) режимі.
У загальному випадку процес проектування включає три етапи: складання ескізного, технічного та робочого проектів.
Витрати праці на розробку об'єкта розподіляються за етапами приблизно в такому співвідношенні: 10, 25 і 65%.
Найбільш творчої є стадія ескізного проектування, що вимагає застосування інтерактивних засобів графіки. З їх допомогою конструктор може будувати тривимірне зображення деталі і моделювати траєкторію руху інструменту для її обробки (без креслень).
Технічне проектування передбачає виконання конкретного задуму в заданому масштабі, а також здійснення необхідних розрахунків. Тут використовується значний обсяг інформації про стандартних деталях, покупних виробах і т. д.
На стадії робочого проектування створюються робочі креслення і технічна документація. Деталировка, визначення та нанесення розмірів, складання специфікацій повністю формалізуються і можуть виконуватися на ЕОМ з використанням засобів машинної графіки.
Техніко-економічне обгрунтування на стадії проектування нової техніки
Кожен знову створюваний вид техніки або захід щодо поліпшення освоєної техніки повинен бути краще раніше освоєних: він повинен давати велику економію живої і матеріалізованої праці, бути краще за якістю і в більшій мірі задовольняти потреби в нових або вдосконалених видах продукції. Показники якості знову створюваної техніки повинні бути на рівні вищих світових досягнень у цій галузі.Нова або вдосконалена техніка повинна бути краще і ефективніше тієї, взамін якої вона створюється і буде проводитися, з виробничою, експлуатаційної або обох точок зору.
У першому випадку до нової (вдосконаленої) конструкції пред'являються вимоги як до об'єкта виробництва на заводі-виробнику. Головним тут є економічність виробництва і мінімальні терміни його підготовки та освоєння. Економічність виготовлення кожної нової конструкції залежить від її технологічності, від того, наскільки прогресивними і продуктивними будуть застосовувані технологічні процеси. Конструкція є технологічною, якщо вона економічна для виробництва.
За наявності декількох варіантів конструкції техніки, що повністю задовольняють експлуатаційним вимогам, перевага віддається більш технологічною.
Для вибору найкращого варіанта конструкції є ряд показників технологічності:
- Трудомісткість виготовлення - абсолютна (на один виріб) і відносна (на одиницю встановленої потужності, продуктивності, іншого показника);
- Матеріаломісткість або маса конструкції - абсолютна або відносна;
- Трудомісткість підготовки виробу до функціонування;
- Ступінь конструктивної стандартизації і уніфікації;
- Капіталовкладення у виробництво нової продукції;
- Собівартість і відпускна ціна нової продукції;
- Прибуток і рентабельність виробництва.
Трудомісткість виготовлення продукції визначається в процесі її проектування і є дуже важливим показником. Технологічнішою вважається та конструкція, яка при інших рівних умовах менш трудомістка. Зниження трудомісткості вироби на стадії його виробництва - одна з найважливіших завдань, яке ставиться перед розробниками. Великі можливості зниження трудомісткості закладені в правильному виборі сучасних прогресивних методів отримання заготовок, раціональному виборі квалітетів і класів шорсткості. На зміну обробки деталей різанням (механообробки) поступово приходять точні методи формоутворення деталей - штампування, пресування, лиття під тиском та ін
Матеріаломісткість характеризує загальний витрата матеріалу на виготовлення даної конструкції виробу або питому матеріаломісткість на експлуатаційний параметр. У багатьох випадках у конструктора є можливість при проектуванні деталі вибрати матеріал з двох або навіть багатьох, забезпечують однакові експлуатаційні властивості деталі, але різні за вартістю, трудомісткості обробки, а іноді сприяють зниженню маси виробу.
Підвищення визначального експлуатаційного показника вироби, як правило, дає зниження матеріаломісткості і трудомісткості в розрахунку на одиницю основного параметра. При цьому зниження питомої матеріаломісткості на одиницю потужності або іншого параметра відбувається значно швидше, ніж зменшення загальної витрати матеріалу на одиницю виробу.
Трудомісткість підготовки виробу до функціонування визначається в процесі проектування і залежить від складності регулювально-настроювальних процесів, що проводяться з метою отримання необхідних техніко-економічних параметрів. Можливості зниження трудомісткості тут закладені в ролі яка контрольно-вимірювальної апаратури і спеціальних стендів для випробувань.
Ступінь конструктивної стандартизації і уніфікації - це показник, що характеризує конструкцію виробу з точки зору реалізації в ній стандартизованих і уніфікованих деталей, що призводить до підвищення обсягу випуску однотипних деталей, складальних одиниць, виробів в цілому, а також до застосування більш прогресивної технології, а це як наслідок дозволяє не тільки істотно знизити трудомісткість виготовлення, але й дещо зменшити матеріаломісткість.
Капіталовкладення у виробництво нової конструкції характеризують загальні витрати на придбання додаткового і виготовлення нестандартного устаткування і перепланування у виробничих цехах, створення виробничих запасів. Чим менше потреби підприємства в капіталовкладеннях, тим більш технологічні нова конструкція виробу.
Собівартість, прибуток і рентабельність нової конструкції виробу є узагальнюючими показниками її технологічності.
З виробничої точки зору нова конструкція буде вважатися технологічною, а отже, і ефективною в тому випадку, якщо додаткова прибуток (ΔП), отримана в результаті освоєння, випуску та реалізації нової продукції, забезпечить рентабельність не нижче середньої склалася рентабельності на підприємстві-виробнику. Цій умові має задовольняти нерівність:
де ΔК - додаткові капіталовкладення, пов'язані з освоєнням нової конструкції виробу; П - сумарна річний прибуток підприємства-виробника до випуску нової конструкції виробу; Про ф - вартість виробничих фондів підприємства-виробника.
Додатковий прибуток (ДП) визначається за формулою
ΔП = [N 2 (Ц 2 - З 2)-З Т] - [N 1 (Ц 1 - З 1)],
де N 1 та N 2 - середньорічний випуск раніше освоєної і нової конструкції виробу; Ц 1 і Ц 2 - відповідно ціни на раніше освоєну і нову конструкцію; З 1 і С 2 - відповідно собівартість раніше освоєної і нової конструкції; З т - середньорічні витрати , пов'язані з технічною підготовкою та освоєнням у виробництві конструкції нового виробу.
З експлуатаційної точки зору споживача нова конструкція повинна володіти наступними показниками: 1) більш надійною (довговічною, безвідмовної, ремонтопридатною і зберігається) в експлуатації; 2) зручною в обслуговуванні та ремонті естетичної та безпечною в експлуатації; 3) ергономічної (з точки зору психології, фізіології та гігієни праці працівників обслуговування); 4) більш продуктивної в одиницю часу; 5) більш економічною в споживанні електроенергії та капіталовкладень експлуатаційників нової продукції; 6) забезпечувати мінімальну собівартість одиниці роботи, виконуваної виробом.
Якщо експлуатаційні властивості нової техніки підвищуються в порівнянні з раніше освоєної (замінної), то економічна ефективність її визначається шляхом порівняння капітальних вкладень споживача із зниженням собівартості роботи, виконуваної новою технікою. Кращим визнається варіант з найменшою сумою наведених затрат:
U i + E н До i → min,
де U i - річні експлуатаційні витрати підприємства-споживача продукції за i-му варіанту; До i - капітальні вкладення підприємства - споживача продукції за i-му варіанту; Е Н - нормативний коефіцієнт економічної ефективності.
Після розрахунку суми наведених витрат за варіантами техніки можна визначити річний економічний ефект використання нової або вдосконаленої техніки.