5. Организация производства в Механических цехах

5.1. Краткая характеристика механических цехов

В области механической обработки деталей достигнуты значительные успехи. Повышается уровень специализации цехов и участков, растет удельный вес высокопроизводительного автоматизированного оборудования и автоматических линий. Широко используется прогрессивная технология и поточные методы производства. В оперативном планировании и управлении используются математические методы и электронно-вычислительная техника.

Классификация механических цехов производится в соответствии с весовой и конструктивной характеристиками изделий, типом производства и размерами цеха. В соответствии с весовой и конструктивной характеристиками изделий все механические цехи делятся на четыре класса.

Кроме этих основных классификационных признаков, каждая группа может характеризоваться особенностями технологических процессов, оборудованием, приспособлениями, режущим и измерительным инструментом.

По уровню и характеру специализации можно выделить следующие основные группы механических цехов:

1) подетально-специализированные цехи, изготовляющие узкую номенклатуру конструктивно и технологически подобных деталей в больших масштабах;

2) цехи, специализированные на изготовлении комплекта оригинальных деталей, входящих в определенный узел или агрегат машины;

3) цехи, специализированные на производстве однотипных деталей и отличающиеся от цехов первой группы более широкой номенклатурой изготовляемых деталей и меньшими масштабами производства по каждой номенклатурной позиции;

4) цехи универсального профиля.

Механические цехи подетальной специализации организуют для производства деталей широкого применения. Они характеризуются наиболее высоким уровнем специализации, оптимальными объемами производства и наивысшим уровнем технико-экономических показателей.

По агрегатному (узловому) признаку организуются цехи автомобильных заводов (цехи двигателей, коробок передач, шасси, задних и передних мостов) и механические цехи заводов серийного и мелкосерийного производства.

Третья группа цехов организуется обычно на заводах серийного производства для механической обработки оригинальных деталей. В этом случае наряду с поточными и автоматическими линиями широко используются предметно-замкнутые участки с разным уровнем специализации.

Производственная структура цеха

Состав участков и формы их производственных связей представляют собой производственную структуру цеха. В основе формирования производственной структуры цеха лежит класси­фикация предметов, изготовляемых в цехе, и закрепление их за определенными рабочими местами. Все обрабатываемые в цехе изделия классифицируются по конструктивно-технологическим и планово-организационным признакам. Признаки классификации изделий зависят от вида цеха. Так, в механических цехах в ка­честве конструктивно-технологи-ческих признаков можно исполь­зовать, например, вид заготовки, габаритные размеры деталей, основной технологический маршрут обработки и конструктивный тип деталей.

Названные конструктивно-технологические признаки в кон­кретном производстве могут быть заменены или дополнены другими признаками, в которых учитываются особенности выпускаемой продукции. Основными планово-организацион-ными признаками деталей являются объем выпуска и трудоемкость продукции, число и тру­доемкость переналадок оборудования и др.

Объем выпуска деталей и их трудоемкость в значительной мере определяют степень стабильности производственных условий на рабочих местах. Число и трудоемкость переналадок характери­зуют потери времени при смене партий запуска деталей в произ­водство.

Наиболее эффективной производственной структурой механи­ческого цеха являются подетально-специализирован-ные участки.

Формирование подетально-специализированных подразделе­ний цеха может быть осуществлено путем последовательного решения следующих трех задач: 1) классификации деталей по кон­структивно-технологическим признакам с целью создания кон­структивно-технологических групп (КТГ) деталей; 2) классифи­кации КТГ деталей по планово-организацион-ным признакам с целью создания планово-организационных групп (ПОГ) дета­лей; 3) определения состава участков, их специализации и ко­оперирования.

Целью классификации деталей по конструктивно-технологи­ческим признакам является подбор деталей в КТГ, сходных по виду заготовки, геометрической форме, размерам и т. д.

При объединении деталей в КТГ стремятся создать такие группы, затраты на изготовление которых были бы наименьшими. Однако зависимости, устанавливающие влияние группировки деталей на затраты, весьма трудно определить. В связи с этим для установления меры близости (однородности) деталей друг к другу по различным признакам используют экспертные оценки зна­чимости каждого конструктивно-технологического признака.

Затем для каждой конструктивно-технологической группы осуществляют отработку деталей на технологичность, выбор в группе детали-представителя или формирование комплексной детали и разработку, и нормирование маршрутных технологиче­ских процессов обработки детали-представителя или комплекс­ной детали. В большинстве случаев определение целого ряда параметров маршрутной технологии может быть только априор­ным, так как фактически является информационно необеспечен­ным. В частности, оборудование может быть определено только на уровне видов и в отдельных случаях моделей; нормативы тру­доемкости могут быть получены только укрупненно; выбор технологической оснастки не может быть осуществлен, так как еще не определены рабочие места и т. д. В связи с этим маршрут­ную технологию разрабатывают с частичным и укрупненным оформлением маршрутных технологических карт.

Далее конструктивно-технологические группы деталей ана­лизируют по составу и близости параметров, характеризующих детали-представители или комплексные детали. Целью такого анализа является выбор критерия оптимальности и объединение конструктивно-технологических групп деталей в отдельные спе­циализированные участки.

Фактическая загрузка каждого станка участка определяться не может, так как на этом этапе еще не решен вопрос о специали­зации рабочих мест. Исключение составляют только те станки, которые требуются в единственном экземпляре, и в связи с этим их специализация очевидна.

Если отдельные виды станков входят в состав оборудования нескольких участков цеха и имеют низкий коэффициент загрузки, то решается вопрос о повышении их загрузки за счет сокращения общего числа этих станков в цехе и введения межучастковой ко­операции.

По результатам проведенных работ определяется производ­ственная структура каждого производственного участка. Для этого отбираются детали для организации однопредметных поточ­ных линий; выделяются группы деталей из оставшейся номенклатуры для формирования многопредметных поточных линий; груп­пируется оставшаяся номенклатура деталей с целью формирова­ния предметно-замкнутых микроучастков по общности состава операций и требуемого оборудования без учета единства техноло­гических маршрутов.

Завершающим этапом проектирования является выбор объ­ектов для создания гибких производственных систем (ГПС). Первоочередными объектами для создания ГПС могут быть выде­ленные в пределах участков одно- и многопредметные поточные линии. Если таковые отсутствуют, то объектами для создания ГПС могут явиться предметно-замкнутые микроучастки и уча­стки, которые характеризуются максимальным составом видов работ, выполняемых на оборудовании с числовым программным управлением; минимумом кооперированных связей; гарантирован­ной стабильностью классов деталей, закрепленных за участком.

Площадь механического цеха по своему назначению делится на производственную, вспомогательную и площадь служебно-бытовых по­мещений.

К производственной площади относится площадь, занятая станками, верстаками и стендами межоперационной сборки, прохо­дами и проездами между рядами станков (не магистральных), складами заготовок у станков, склизами, рольгангами и другим транспортным оборудованием.

Вспомогательной площадью считаются площади, занятые вспомогательными служ­бами: ремонтным, инструментальным хозяй­ствами, складами и кладовыми и другими вспомогательными службами, а также ма­гистральными проездами, обслуживающими разные цехи.

К площади служебно-бытовых помещений относятся площади, занятые раздевалками, душевыми, санитарными узлами, пунктом медицинской помощи, а также площадь, занимаемая администрацией цеха и другими техническими и конторскими службами по обслуживанию производства.

При технологических расчетах учитывают только производственную и вспомогательную площади. Сумма производственной и вспомогатель­ной площадей является общей площадью цеха. Площадь служебно-бытовых помещений учитывают в строительной части проекта.

Размер площади цеха определяют различ­ными методами в зависимости от того, ве­дутся ли предпроектные расчеты или разра­ботка технического проекта. Основным показателем по определению площади цеха является удельная общая площадь, приходящаяся на один производ­ственный станок.

Величина удельных площадей зависит от характера производства, габаритных раз­меров принимаемого оборудования, а также особенностей планировки. Эти показатели для укрупненных расчетов принимают по данным выполненных проектов для анало­гичных производств.

При расположении в корпусе нескольких механических цехов с общим вспомогатель­ным хозяйством для всего корпуса удобнее (при определении размера площади механи­ческого цеха) пользоваться показателем удель­ной производственной площади на один производственный станок. В этом случае вспомогательную площадь принимают в процентах от всей производственной площади.

При разработке технического проекта укрупненные показатели удельных площадей используются для разработки предваритель­ной компоновки всех отделений и участков, а также отдельных цехов, располагаемых в одном корпусе. Окончательный размер площади опреде­ляется путем распланировки всего обору­дования, рабочих мест, подъемно-транспорт­ных устройств с учетом установленных нор­мами технологического проектирования раз­рывов между отдельными типами оборудо­вания и шириной проходов и проездов, а также необходимых вспомогательных служб.

Планировка оборудования дает возмож­ность проверить целесообразность принятой схемы здания (ширина пролетов, длина здания и число пролетов).

К вспомогательным службам относятся следующие хозяйства: инструментальное, ремонтное, складское, эмульсионное, масляное, а также службы по сбору и переработке отходов, контроль­ная служба. Перечисленные службы предусматривают полностью или исключают из состава цеха и кооперируют с другими цехами.

Инструментальное хозяйство. В своем со­ставе имеет инструментально-раздаточную кладовую, кладовую приспособлений и абра­зивов, контрольно-проверочный пункт, за­точное отделение и мастерскую по ремонту приспособлений и инструмента.

Инструментально-разда­точная кладовая предназначается для хра­нения, выдачи и проверки инструмента. Инструмент, поступающий с рабочих мест, до его укладки на стеллажи подвергается проверке силами и средствами контрольно-проверочного пункта, после чего в зависи­мости от технического состояния его уклады­вают на стеллажи или направляют на пере­точку и ремонт. Проверка эталонов, а также точного и сложного инструмента и приспособлений осуществляется в центральной измерительной лаборатории. При кладовых предусмотрены рабочие по доставке инструмента к рабочим местам.

Кладовая абразивов предусматривается при наличии в цехе шлифовальных, заточных или полировальных станков. В небольших цехах кладовые инструментального хозяйства объединяют.

Заточное отделение занимается эксплуатационной переточкой режу­щего инструмента, за исключением сложного и точного (фасонных резцов, червячных фрез, протяжек, разверток 2-го класса и т. п.), который затачивают в инструментальном цехе. При достаточной загрузке оборудования (не менее 50 %) заточку указанного инструмента организуют в производственном цехе.

Мастерская по ремонту при­способлений и инструмента предназначается для производства неслож­ного текущего ремонта приспособлений и инструмента.

Ремонтное хозяйство. В состав ремонтного хозяйства входит мастерская (ремонтная база), предназначенная для межремонтного обслуживания и производства отдельных видов ремонта.

Согласно единой системе планово-преду­предительного ремонта и рациональной экс­плуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий цеховые ремонтные базы рекомендуется организовывать в цехах с оборудованием, которому соответствует 500 – 800 ремонтных единиц ремонтной сложности и выше. Для небольших цехов ремонтные базы не предусматриваются. Их обслуживают кор­пусные базы или ремонтно-механические цехи.

Складское хозяйство состоит из комплекса складов, необходимых для обеспечения нор­мального хода производства. Сюда относятся склады металла, заготовок и полуфабрика­тов, межоперационные склады, склады гото­вых деталей. Величина их зависит от харак­тера и масштаба производства.

В единичном и серийном производстве цеховой склад заготовок и полуфабрикатов предназначен для хранения определенного запаса. Эти склады обычно располагают в начале пролетов в соответствии с обрабаты­ваемыми деталями. Чтобы не занимать доро­гую производственную площадь под склады, при механических цехах предусматривают специальные эстакады, где и размещают склад заготовок и полуфабрикатов. В зави­симости от климатических условий эстакады могут быть открытые или закрытые.

В механических цехах при наличии эста­кады предусматривают площадки для хра­нения минимального запаса (2-3 дня), которые должны быть использованы для того, чтобы выдерживать в цехе крупные детали для доведения их температуры в зим­нее время до температуры цеха. Для цехов массово-поточного и крупно­серийного производства предусматривают площадки в начале поточной линии.

По условиям непрерывности процессов большое количество материалов доставляют непосредственно к линиям механической обра­ботки, минуя промежуточное складирование. На современных автомобильных заводах складирование заготовок и материалов осу­ществляется в стандартной таре, которая транспортируется автопогрузчиками или под­весными толкающими конвейерами.

Для механизации складских работ даже в условиях мелкосерийного производства нашли широкое применение краны-штабелеры.

Межоперационные склады предназначаются для хранения деталей при переходе от одной операции к другой. При поточном производстве межоперацион­ные склады находятся непосредственно у станков или на подвесном конвейере. При непоточном производстве (преимуще­ственно для единичного и серийного производства) нет необходимости предусматривать межоперационные склады у каждого станка. В этом случае создаются межоперационные склады для группы станков.

Механические цехи проек­тируют, как правило, из расчета их работы в 2 смены. Как исключение все уникаль­ные станки, а также часть крупных и тяжелых станков рассчитывают на работу в 3 смены.

При проектировании пользуются действи­тельным годовым фондом времени работы обо­рудования, рабочих мест и рабочих. Действительный годовой фонд соответ­ствует номинальному за вычетом потерь.