книги / Организация и планирование машиностроительного производства (производственный менеджмент)
..pdfводственных подразделениях и на отдельных рабочих местах с учетом технико-экономических показателей, условий и организации производ ства (загрузка оборудования, оперативно-производственное планирова ние, нормы управляемости и др.); выбирают оптимальный вариант груп пового технологического процесса.
7.Нормирование технологического процесса — устанавливают ис ходные данные, необходимые для расчета норм времени, рассчитывают нормы, определяют разряд работ и профессии исполнителей.
8.Разработка технических мероприятий для реализации группового производства — разрабатывают техническое задание на модернизацию средств технологического оснащения, установку агрегатных станков, проектирование новой оснастки и т.п.
9.Оформление документации на групповые технологические про цессы — проводят нормоконтроль документации групповых технологи ческих процессов, согласование ее со всеми заинтересованными служба ми и утверждение документации.
Внедрение групповой технологии создает большие возможности для повышения уровня подготовки и организации производства.
Типовая технология должна применяться главным образом в услови ях крупносерийного и массового производства, групповой метод — в ус ловиях единичного, мелкосерийного и серийного производства, а также в крупносерийном и массовом производстве при коротком цикле произ водственных операций.
Схема разработки единичных, типовых и групповых технологиче ских процессов представлена на рис. 1.8.
1.5.3. Проектирование и изготовление специальной технологической оснастки
Большинство деталей нельзя изготовить без применения тех нологической оснастки, которая используется для установки, базирова ния и крепления заготовок. Она подразделяется на две группы: специаль ную и универсальную. Специальная технологическая оснастка проекти руется и изготавливается в том случае, если невозможно применить уни версальную. Специальная оснастка предназначена для изготовления определенного изделия, детали или для выполнения одной или несколь ких операций технологического процесса.
При разработке технологического процесса технолог определяет до кументально (по каталогам, классификаторам и картотеке оснастки), при менялась ли необходимая оснастка ранее, если нет, то разрабатывается техническое задание и оформляется заказ на ее проектирование и изго товление. Специальную технологическую оснастку проектирует конст
рукторское бюро ОГТ. Техническое задание на разработку содержит ру ководящую и справочную информацию, необходимую для проектирова ния оснастки, указываются установочные базы детали, эскиз обработки, схема базирования и закрепления детали в оснастке. В ТЗ указывается цех — пользователь, модель оборудования, характер^заготовки (поковка, штамповка, отливка и т.п.), а также приводятся данные о припусках на об работку, геометрии и виде режущего инструмента, количестве одновре менно обрабатываемых деталей с их годовой программой выпуска и осо бые указания по технике безопасности. В заказе дается также справочная информация: обозначение детали, сборочной единицы и изделия, куда они входят; номер оснащаемой операции по технологическому процессу; наименование, обозначение и количество оснастки, которое необходимо изготовить.
Конструкторская документация на специальную технологическую оснастку проходит нормоконтроль. Спроектированная оснастка заносит ся в классификатор предприятия с присвоением кода, используемого в ка честве обозначения во всех технологических документах на СТО.
Чертежи оснастки копируют и передают в инструментальный отдел, где рассчитывают трудоемкость ее изготовления. Сроки изготовления СТО устанавливаются из графика подготовки производства на новое из делие. Затем изготовление оснастки включается в план производства ин струментального цеха. К изготовлению оснастки могут быть привлечены цеха основного производства. В технологическом бюро инструменталь ного цеха разрабатывается технологический процесс на изготовление СТО.
Инструментальный отдел контролирует изготовление и ведет карто теку вновь изготовленной и имеющейся оснастки.
Количество ее единиц зависит от объема выпуска деталей. При проек тировании таких видов оснастки, как штампы, пресс-формы, литейные формы и т.п., устанавливаются критерии их годности: количество изде лий, полученных штамповкой, или количество смыканий (для пресс-форм). Исходя из этих данных и объема выпуска деталей, устанав ливается количество единиц специальной технологической оснастки, подлежащей изготовлению.
На основании этих данных инструментальный отдел должен своевре менно включить в план производства изготовление «дублеров» оснастки. Специальная оснастка, отработавшая свой ресурс, проходит процесс вос становления в инструментальном цехе или списывается как не пригодная к дальнейшему использованию.
Изготовленная специальная технологическая оснастка предъявляется в ОТК цеха для оформления паспорта. Затем она передается в цех-потре битель.
Все затраты, связанные с изготовлением оснастки, относятся на заказ, открытый на изготовление изделия. Если детали, изготовленные с приме нением специальной оснастки, используются в различных изделиях, то затраты относятся на разные заказы пропорционально их количеству.
1.5.4. Унификация технологической оснастки
Для сокращения сроков технологической подготовки произ водства ведутся работы по унификации технологической оснастки, кото рая распространяется на типы, конструкции, основные размеры и пара метры оснастки, их составные части (детали и узлы), материалы, химиче ские покрытия, нормы точности и др.
Экономически эффективна унификация следующих элементов техно логической оснастки: деталей, если они предназначены для одной цели и имеют сопоставимые размеры; узлов, имеющих одинаковое функцио нальное назначение, но незначительно отличающихся в рабочих разме рах, габаритах и эксплуатационных показателях; компоновок по изготов лению типовых деталей близких габаритов при условии общности схем базирования в процессе обработки.
Целесообразно унифицировать оснастку, применяемую для типовых операций, если их конструкции однотипны по схемам, габаритам и усло виям эксплуатации.
Технологическая оснастка считается унифицированной, если ее кон струкция обеспечивает оснащение оптимального количества операций; компоновка соответствует типовой унифицированной; в конструкции унифицированы базовые и присоединительные места.
Комплекс технологической оснастки считается унифицированным, если минимальная номенклатура унифицированных конструкций обес печивает на базе типовых решений оснащение максимального количест ва операций по изготовлению различных изделий.
Комплексная унификация предусматривает размерную унификацию однотипных средств технологического оснащения, деталей и узлов с раз личными основными и присоединительными параметрами и со1фащение размерных параметров аналогичного функционального назначения СТО, деталей и узлов с одинаковыми основными параметрами, но разным кон структивным исполнением. Она предполагает сокращение типов приспо соблений аналогичного функционального назначения, размерно-типо вую унификацию приспособлений, деталей и узлов, не имеющих конст руктивного подобия и отличающихся по основным параметрам; модификационную унификацию базовых моделей (компонование СТО раз личных типов).
При комплексной унификации назначение СТО устанавливаемся:
—по виду оборудования и виду обработки заготовки (оснастка для токарных, фрезерных, шлифовальных и т.д. работ);
—по номенклатуре заготовок, способу их базирования, виду и но менклатуре операций (специальная или универсальная оснастка и т.д.);
—по количеству одновременно обрабатываемых заготовок (одноме стная или многоместная оснастка).
Типаж конструкции зависит от конфигурации и габаритов обрабаты ваемых в приспособлении заготовок деталей, а также от координации за
готовок в процессе обработки относительно оси режущего инструмента и выбранной схемы базирования.
Степень точности деталей и узлов СТО определяется принципом аг регатирования и спецификой назначения (базовые, фиксирующие, при водные и др.).
При проведении унификации необходимо выполнить следующие ра боты: определить объект унификации; отобрать параметры, подлежащие унификации, и выбрать из их числа основные для каждого унифицируе мого объекта; установить рациональный размерный ряд для типов и кон струкций; выбрать наиболее прогрессивные конструкции и на их основе разработать унифицированные; разработать предложения по организа
ции специализированного |
производства. |
|
Технологическая оснастка подразделяется |
на: |
|
1) н е р а з б о р н у ю |
с п е ц и а л ь н у ю |
о с н а с т к у (НСО) — |
состоит из стандартных деталей и узлов общего назначения, использует ся для одной деталеоперации в крупносерийном производстве. Преиму ществом НСО является высокая производительность, так как не требует ся выверять детали, размеры получаются автоматически и обеспечивает ся высокое качество работ. К недостаткам применения НСО следует от нести большие сроки и стоимость проектирования и изготовления;
2) у н и в е р с а л ь н о - н а л а д о ч н у ю о с н а с т к у (УНО) — обеспечивает установку и закрепление заготовок любых габаритных раз меров при помощи специальных наладок, обеспечивающих выполнение широкой номенклатуры операций по обработке заготовок деталей. УНО состоит из универсальной (постоянной) и наладочной (сменной) частей. Постоянная часть УНО может быть изготовлена заранее и использовать ся для обработки различных деталей. К наладочной (сменной) части от носятся фиксирующие, базирующие и зажимные детали и узлы.
УНО позволяет устанавливать деталь с такой же точностью, какую обеспечивают дорогостоящие специальные приспособления. Примерами такой оснастки являются универсально-наладочные тиски, патрон со сменными кулачками и т.п.
При снятии с производства данного изделия становится бесполезной дешевая наладка, а наиболее трудоемкая унифицированная постоянная часть может быть использована для обработки других изделий;
3) у н и в е р с а л ь н о - с б о р н у ю о с н а с т к у (УСО) — компонуется из окончательно обработанных стандартных универсаль ных элементов высокой точности многократного применения. К недос таткам этого вида оснастки можно отнести высокую стоимость набора и уменьшение жесткости конструкции приспособления;
4) с б о р н о - р а з б о р н у ю о с н а с т к у (СРО) — собирается из стандартных и специальных деталей. При перекомпоновке на изготов ление нового изделия возможна доработка стандартных деталей. СРО яв ляется специальной оснасткой долгосрочного применения и использует ся для одной или нескольких деталеопераций;
5 ) у н и в е р с а л ь н о - б е з н а л а д о ч н у ю о с н а с т к у (УБО)
— комплекс универсальных приспособлений: токарные патроны, ма шинные тиски, поворотные и делительные столы, магнитные и электро магнитные приспособления и т.п. УБО обеспечивает базирование обраба тываемых заготовок с обязательным последующим контролем их уста новки;
6) с п е ц и а л и з и р о в а н н у ю н а л а д о ч н у ю о с н а с т - к у (СНО) — представляет собой разновидность УНО и применяется для изготовления деталей, имеющих общие конструктивно-технологические особенности и одинаковый характер расположения поверхностей. Объек том унификации при разработке этих приспособлений также является ба зовая часть, которая в отличие от базовой части УНО выполняется регу лируемой. Пределы размеров деталей, обрабатываемых в СНО, устанав ливаются заранее при ее конструировании. СНО сочетает в себе положи тельные качества универсальных (многократность использования) и специальных (точность обработки, быстрота установки обрабатываемой заготовки) приспособлений.
Применение СНО особенно эффективно, когда она спроектирована и изготовлена в соответствии с предварительно разработанным типовым технологическим процессом.
Технологическая оснастка предназначается для применения в сле дующих производственных условиях:
— УСО и УБО — в единичном производстве;
— |
УНО, |
частично СРО и СНО — в серийном производстве; |
— |
СРО, |
СНО и НСО — в крупносерийном производстве. |
Работа по унификации СТО должна строиться на анализе отечествен ной и зарубежной нормативно-технической документации, сведений о патентной чистоте и т.п. Целесообразно учитывать рекомендации между народных стандартов ИСО.
Унификация СТО наиболее эффективна при комплексных работах, связанных с унификацией элементов типовых технологических процес сов на базе единой системы классификации и кодирования. Она дает воз можность создать и применять системы приспособлений и их элементы при оснащении производства изделий, выпускаемых несколькими пред приятиями.
Технико-экономическое обоснование выбора средств технологиче ского оснащения включает расчеты коэффициента загрузки и затрат на оснащение операции (Р50-54-11—87).
Коэффициент загрузки каждой единицы технологической оснастки
где tk — норма |
штучного |
времени на технологическую операцию; |
NB— месячный объем выпуска; ¥а— действительный (эффективный) |
||
месячный фонд |
времени |
работы оснастки. |
Взависимости от значения к3 определяются оптимальные границы применения средств технологического оснащения.
Втабл. 1.12 приведены коэффициенты сравнительных затрат на осна щение станочных операций. За базу принята система НСО.
Таблица 1.12. Коэффициенты сравнительных затрат на оснащение станочные операций
П оказатели |
|
С редства |
техн ологи ческого |
оснащ ения |
|
||
|
|
Н С О |
УБО |
У СО |
С РО |
У Н О |
С Н О |
Трудоемкость |
проектиро |
1,0 |
— |
0,05 |
0,60 |
0,30 |
0,20 |
вания |
|
|
|
|
|
|
|
Трудоемкость |
изготовле |
1,0 |
— |
0,10 |
0,66 |
0,35 |
0,25 |
ния |
|
|
0,05 |
0,12 |
|
|
|
Затраты на оснащение де- |
1,0 |
0,68 |
0,36 |
0,20 |
|||
талеопераций |
|
|
|
|
|
|
|
Рекомендуемые области применения средств технологического осна щения для разных типов и организационных форм производства приведе ны в табл. 1.13.
Таблица 1.13. Рекомендуемые области применения СТО
Виды производства |
НСО |
УБО |
У С О |
С РО |
У Н О |
С Н О |
Е д и н и ч н о е |
|
|
♦ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С е р и й н о е |
|
|
|
|
|
|
К р у п н о с е р и й н о е , м а с с о в о е |
|
|
|
|
|
|
Экономический эффект от применения различных средств техноло гического оснащения можно рассчитать путем сопоставления экономии от сокращения затрат времени на операцию и дополнительных затрат, связанных с применением оснастки.
Экономия, получаемая за счет применения оснастки, снижающей трудоемкость операции, рассчитывается по формуле
Эт = (Wi - W • (Scwr + Lr) • Nr (руб.),
где 1ШТ1, tun-2— трудоемкость выполнения операции для сравниваемых ва риантов оснащения технологических процессов, мин.; SCMT — сметная ставка по данному виду оборудования, руб./мин; в сметную ставку вклю чаются затраты, связанные с работой оборудования (амортизационные отчисления, затраты на инструмент, вспомогательные материалы, техно логическая электроэнергия и др.); I^ — тарифная ставка основного рабо чего, руб./мин; Nr — годовой объем выпуска деталей, шт.
1.5.5. Основные направления ускорения технологической подготовки производства
Сокращение сроков, трудоемкости и стоимости ТПП доста точно сложная и комплексная задача, и ее решение достигается на основе:
1)разработки качественной конструкторской документации, не тре бующей последующей доработки;
2)параллельного выполнения работ по ТПП;
3)унификации технологических процессов;
4)унификации и стандартизации средств технологического оснаще
ния;
5)разработки и использования групповой быстропереналаживаемой оснастки;
6)перевода обработки деталей с универсального оборудования на станки с ЧПУ;
7)создания предметно-специализированных цехов и участков, груп повых поточных линий и гибких автоматизированных линий;
8)внедрения компьютерной технологии и компьютерного проекти рования;
9)механизации и автоматизации ТПП.
Рассмотрим некоторые из перечисленных направлений.
При обработке деталей на станках с ЧПУ в результате совмещения операций значительно сокращается количество средств технологическо го оснащения, а следовательно, сокращается время проектирования и из готовления:
Л-пш= ЛТпр+ АТ,
где АТт„п — время, на которое сокращается цикл ТПП при использовании станков с ЧПУ; ДТпр — сокращение времени проектирования СТО; АТизг — сокращение времени изготовления СТО.
Внедрение компьютерной технологии и компьютерного проектиро вания сокращает не только длительность ТПП, но и затраты. При этом нет необходимости размножать и передавать в подразделения предприятия технологические процессы и конструкторскую документацию на СТО.
Оценить технологическую готовность предприятия к запуску нового изделия можно по показателю технологической готовности (табл. 1.14).
Таблица 1.14. Основные показатели технологической готовности
предприятия к запуску в производство нового изделия
П о казатель
Коэффициент готовности технологической докумен тации (технологические процессы)
Коэффициент готовности технологической оснастки (приспособления, кондукто ры, штампы и т.п.) для изго товления нового изделия
Коэффициент обеспечен ности производства нового изделия инструментом об щего и специального назна чения
Коэффициент обеспечен ности производства нового изделия средствами метро логического контроля (ка либры, контрольно-измери тельная аппаратура и т.п.)
Ф орм ула
N.
к- - 4 /п л
k
II |
sT|s? |
м. к = ——
м »
О бозн ачени е
Ыф — фактическое количество техпро цессов, имеющихся к началу освоения но вого изделия
Ыпл — общее количество техпроцессов, необходимых для изготовления нового из делия
Пф— фактическая обеспеченность опе
раций технологической |
оснасткой |
Пт, — планируемая |
обеспеченность |
производства технологической оснасткой к моменту запуска в производство нового изделия
Иф— фактическая обеспеченность про изводства инструментом к моменту запус ка в производство нового изделия
Ипл — планируемая (нормативная) обеспеченность производства инструмен том
Мф — фактическая обеспеченность производства средствами метрологиче ского контроля к моменту запуска в произ водство нового изделия
Мпл — планируемая обеспеченность производства средствами метрологиче ского контроля
Общую оценку технологической готовности предприятия определя ют с помощью интегрального показателя, рассчитываемого как средневзвешенная величина значений выше рассмотренных коэффициентов:
где ki — частные коэффициенты технологической готовности; гщ — ве сомость i-ro показателя.
ГЛАВА 1.6. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА
Большую роль в повышении эффективности проектно-кон структорских работ играют компьютерные системы, которые можно раз делить на локальные и глобальные. Локальные системы структурно со стоят из нескольких персональных компьютеров и аппаратных устройств (принтеров, мониторов,/сканеров), объединенных в единую сеть. Отличи тельной чертой локальной сети является ее автономность и нацеленность на решение специализированных задач. Глобальная сеть (Интернет) по зволяет получать любую информацию, используя адресную систему.
Применение компьютерных технологий в конструкторских службах значительно повышает уровень унификации и стандартизации конструк ций за счет оперативного поиска имеющихся по данному вопросу патен тов, стандартов, выполненных ранее конструкторских решений, улучша ет учет вносимых в документацию изменений, обеспечивает конструкто ров широкой информацией по решаемому вопросу, начиная от патентных формуляров и кончая копиями ранее разработанных чертежей конструк ций изделий, имеющих сходные признаки.
Большой удельный вес в затратах конструкторского труда имеют рас четы, выполнение графической части проектов, часто носящие рутинный характер (табл. 1.15). Например, для подготовки производства легкового автомобиля нужно выполнить более 10 тысяч чертежей, а средняя трудо емкость формата А4 составляет 10—20 чел-ч.
Таблица 1.15. Удельный вес трудовых затрат на конструкторскую подготовку
|
В ид |
работы |
% к общ им затратам |
|
|
|
________врем ени________ |
Творческая работа, согласование и принятие решений |
20—25 |
||
Инженерные расчеты |
|
10— 15 |
|
Разработка и |
оформление |
чертежей |
40—50 |
Размножение |
конструкторской документации |
10— 15 |
Приведенные в табл. 1.15 соотношения категорий трудовых затрат конструкторскую подготовку производства показывают, что более поло вины их составляют рутинные работы, связанные с разработкой и оформ лением чертежей и размножением конструкторской документации. Э*о позволяет сделать вывод об актуальности автоматизации проектно-кон структорских работ, переложив их выполнение на компьютерные систе мы — системы автоматизированного проектирования (САПР).
Одной из наиболее организационно-разработанной САПР является система CAD/CAM, т.е. автоматизированное проектирование/автоматизированное управление. Система CAD/CAM объединяет две функцио нальные системы. Система CAD включает несколько подсистем: PDMS — подсистему компоновочного проектирования с блоками двух- и трехмерной графики; SAS/SDB — подсистему строительной части про екта; FAS/FDS — подсистему технологической части проекта с форми рованием чертежей; QTO — подсистему расчета потребности в матери альных и трудовых ресурсах. Система САМ включает подсистемы: AMS — подсистему управления (планирования); QA — подсистему оценки и контроля качества (анализ эффективности работы по проекту; SAD — подсистему документооборота с базой данных.
Применение в САПР вычислительных машин и терминального обо рудования, наличие автоматизированных рабочих мест (АРМ) конструк торов, позволяющих кодировать чертежи, подготавливать информацию для ввода в компьютер, редактировать текст и графику привели к сущест венному перераспределению функций между конструктором и компью тером, изменили технологию и организацию работ в конструкторских подразделениях.
В связи с широким распространением САПР меняются функции под разделений конструкторских служб. Конструкторы освобождаются нс только от трудоемких сбора и подготовки информации, расчетных и гра фических работ, но, частично, и творческих занятий (например, выбора оптимального варианта).
Кроме этого, повышается качество разработки конструкции. Напри мер, на фирме Форд при создании автомобиля «Мондео» использовали проектно-конструкторский технологический комплекс СЭР, позволяю щий при проектирования автомобиля обходиться без «бумажных» черте жей, пластилиновых макетов, с помощью которых задумки конструктора обычно воплощаются в металл. Итог компьютерного проектирова ния — экономия 13 месяцев при разработке «Мондео». В целом продол жительность работ от первых виртуальных набросков до конвейерной версии составила 24 месяца при высоком качестве изготовления техноло гического оснащения (в основном штампов). Подобные компьютерные системы применяются и в отечественном автомобилестроении.