Практикум по организации и планированию машиностроительного произво
..pdfТиповые технологические процессы разрабатываются на изготовление однотипных деталей и применяются в серийном, крупносерийном и массовом производствах.
Групповые технологические процессы применяются в условиях еди ничного, мелкосерийного, серийного и частично в условиях массового производства деталей с коротким производственным циклом.
Типизация технологических процессов и метод групповой обработ ки являются важнейшими направлениями унификации технологичес ких процессов. Оба эти направления дополняют друг друга.
Различие типового и группового процессов состоит в том, что типо вые технологические процессы характеризуются общностью последова тельности и содержания операций при обработке типовой группы дета лей, а групповой метод обработки характеризуется общностью оборудования и технологической оснастки при выполнении отдельных операций или при полном изготовлении группы разнородных деталей.
Групповой метод обработки — это такой метод унификации техно логии производства, при котором для групп однородной по тем или иным конструктивно-технологическим признакам продукции приме няются высокопроизводительные методы обработки с использованием однородных и быстропереналаживаемых орудий производства.
Использование метода групповой обработки позволяет в условиях единичного и мелкосерийного производства создавать специализиро ванные производственные подразделения и отдельные специализиро ванные рабочие места. Если типовые технологические процессы разра батываются без учета возможности групповой организации производства, то экономическая эффективность их внедрения значительно снижает ся, так как сокращается возможность применения более совершенных средств технологического оснащения и типизация превращается в один из методов сокращения объема технологической документации и тру доемкости ее разработки.
Типовые и групповые технологические процессы служат исходной информацией при разработке стандартов на технологические процессы.
Эффективность работы предприятия по внедрению типовых и груп повых техпроцессов может быть оценена по коэффициентам типизации и групповой обработки:
где NT— количество типовых технологических процессов, имеющихся к моменту запуска в производство нового изделия; — общее количе ство технологических процессов, необходимых для изготовления ново го изделия.
где Ыф— количество групповых технологических процессов, имеющих ся к моменту запуска в производство нового изделия.
Чем выше значения коэффициентов к, и кф, тем ниже себестоимость изготовления изделия.
Врезультате совмещения операций значительно сокращается время проектирования и изготовления СТО.
АТ™ = ДТпр + ДТИЗГ,
где ДТТОП— время, на которое сокращается цикл ТПП при использова нии станков с ЧПУ; ДТпр — сокращение времени проектирования СТО; ДТЮГ — сокращение времени изготовления СТО.
m
X ( t « o " i + t T « i + t H » p i ) ' h
ДТ"р =-i=L R • k -T
1 V H IV B.H А см
где ш — количество наименований деталей; t ^ , tIexi, tHopi — трудоемкость конструирования, разработки и нормирования технологического про цесса для единицы оснастки на однудеталь i-ro наименования, н-ч; h — среднее число приспособлений, на которое снижается потребность на одну деталь; R,, — количество исполнителей, занятых проектированием и разработкой технологической документации; — коэффициент вы полнения норм; Тсм — продолжительность рабочего дня, ч.
Z O ^ i - V n i )
АТ = — |
------------------ к |
"■ |
f C k BH.TCM м"’ |
где tH3r —трудоемкость изготовления приспособлений на i-ю деталь, н-ч;
— число комплектов приспособлений на программу деталей i-ro наименования; f — сменность работы оборудования; С — количество рабо чих мест, занятых изготовлением оснастки; к„ п — коэффициент, учиты вающий время межоперационного пролеживания деталей.
Соответственно сокращаются и затраты на технологическую подго товку производства:
А£>тпп - SIip • m • h + SH3r *h • iij SK• nK• m,
i=l
где Snp, SH3r — усредненные затраты на проектирование и изготовление одного приспособления, руб.; SK— средние затраты на разработку одно
го кадра программного управления (ПУ), руб.; пк — среднее число кад ров ПУ для обработки одной детали, шт.
При расчете себестоимости изделия учитывают затраты на основ ные материалы SM, вспомогательные материалы SMв, заработную плату основных рабочих с начислениями L0, расходы по содержанию и эксплу атации технологического оборудования S^, цеховые косвенные расходы
$,с.ц-
Цеховые косвенные расходы принимают в процентах от суммы ос новной заработной платы и затрат на содержание и эксплуатацию обо рудования.
Оценить технологическую готовность предприятия к запуску ново го изделия можно по показателю технологической готовности. Основ ные показатели технологической готовности предприятия приведены в табл. 1.3.5.
Таблица 1.3.5. Основные показатели технологической готовности предприятия к запуску в производство нового изделия
Показатель
Коэффициент готовности технологической докумен тации (технологические процессы)
Коэффициент готовности технологической оснастки (приспособления, кон дукторы , ш тампы и т.п.) для изготовления нового изделия
Коэффициент обеспечен ности производства ново го изделия инструментом общ его и специального назначения
Коэффициент обеспечен ности производства но вого изделия средствами метрологического контро ля (калибры , контрольно измерительная аппарату ра и т.п.)
Формула
тд N
‘ пл
ПА
к °а. = п Ф
пл
** |
l* |
X II |
|
|
f |
М А
к= —
Мм
Обозначение
1Мф — фактическое количество техпроцессов, имеющихся к на чалу освоения нового изделия; N M — общее количество техпро цессов, необходимых для изго товления нового изделия
Пф— фактическая обеспечен ность операций технологичес кой оснасткой; — планируе мая обеспеченность производс тва технологической оснасткой к моменту запуска в производс тво нового изделия
И ф — фактическая обеспечен ность производства инстру ментом к моменту запуска в производство нового изделия;
— планируемая (норм атив ная) обеспеченность производс тва инструментом
М ф — фактическая обеспечен ность производства средствами метрологического контроля к моменту запуска в производство нового изделия; М |1л — планиру емая обеспеченность производс тва средствами метрологическо го контроля
Для общей оценки технологической готовности предприятия мо жет служить интегральный показатель, определяемый как средневзве шенная величина значений рассмотренных коэффициентов:
E ki mi
где Ц— частные коэффициенты технологической готовности; п^ — весо мость i-ro показателя.
Пример 1. Предприятию предстоит в IV квартале следующего года выпускать изделие Б. Известно, что цикл его изготовления на 20% боль ше уже выпускаемого изделия А, а вся техническая документация будет передана на предприятие в декабре текущего года.
У с т а н о в и т ь , когда необходимо приступить к подготовке произ водства нового изделия, если известны следующие данные по изделию А:
•общее количество техпроцессов — 25300 ед.;
•распределение трудоемкости по видам работ:
механическая о б р а б о т к а ......................................... |
0,6 |
с б о р к а ............................................................................... |
0,2 |
св а р к а ................................................................................. |
0,1 |
ш там п о вка ....................................................................... |
0,05 |
п р о ч и е ............................................................................... |
0,05 |
•продолжительность изготовления 6 мес.;
•инженер-технолог за рабочий день разрабатывает ш = 4 техноло
гических процесса средней сложности.
В технологическом бюро разработкой технологических процессов на механическую обработку пмех заняты 72 чел., сборку псб — 24 чел., сварочные работы псв — 12 чел., на штамповочные (пш) и прочие работы (ппр) по 6 чел.
Решение.
1. Ориентировочное количество техпроцессов изделия Б:
1МБ = 1,2 NA = 1,2 • 25300 = 30360 ед.
2. Ориентировочное количество техпроцессов по видам работ:
механическая обработка |
N MO = 0,6 |
N B = 0,6 |
30360 = 18216 ед. |
|
с б о р к а ................................................................ |
N c6 = |
0,2 |
30360 = |
6072 ед. |
с в а р к а .................................................................. |
N CB= |
0,1 |
30360 = 3036 ед. |
|
ш там п о вк а ........................................................ |
N tUT = 0,05 |
30360 = |
1518 ед. |
|
п р о ч и е ................................................................ |
= 0,05 |
30360 = 1518 ед. |
||
3. Количество технологических процессов по видам работ, разраба тываемых технологами за рабочий день:
N'M.o = m nMM= 4 • 72 = 288 ед.;
N',5 = 4 • 24 = 96 ед.;
N'CB= 4 • 12 = 48 ед.;
N'm = 4 • 6 = 24 ед.;
N 'np = 4 • 6 = 24 ед.
4. Количество рабочих дней, необходимых для разработки техпро цессов по видам работ:
5. Ориентировочная длительность изготовления изделия Б:
ТБИЗГ= 1,2ТАИЗГ= 1,2 • 6 = 7,2 мес.
6. Продолжительность подготовки производства и изготовления изделия Б составит:
ТТ'тпп Тизг.
Т-гпп = 63,25 дн. » 3 мес. (при условии параллельного выполнения работ по разработке техпроцессов).
Т = 3 + 7,2= 10,2 мес.
Следовательно, чтобы изготовить изделие Б в IVквартале, подготов ку производства следует начать не позднее чем 1,8 мес. с начала года, т. е. не позднее 22 февраля.
Пример 2. О предел ить уровень технологической готовности пред
приятия к выпуску нового изделия. |
|
Нормативный коэффициент технологической готовности |
г = |
= 0,4-0,6.
Состояние работ по подготовке производства приведено в табл 1.3.6.
|
|
П о плану |
Ф актичес |
П оказа |
К оэф |
|
|
|
(норматив) |
ки на дату |
тель тех |
фициент |
|
|
П оказател ь |
|
освоения |
нологичес |
весомости |
к, т , |
|
|
|
кой подго |
т , |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
товки |
|
|
1. Обеспеченность техно |
|
|
|
|
|
|
логической докум ентаци |
5 2 0 0 |
3 1 2 0 |
0 ,6 |
0 ,2 |
0 ,1 2 |
|
ей, наименований |
|
|
|
|
|
|
2. Обеспеченность техно- |
|
|
|
|
|
|
логическим оснащ ением, |
3 3 8 0 |
1860 |
0,5 |
0 ,4 |
0,2 |
|
всего |
|
|
|
|
|
|
В том числе: |
|
|
|
|
|
|
- |
ш тампы , комплектов |
1350 |
945 |
0,7 |
0 ,4 |
|
- |
прессформы, ком п |
6 7 0 |
134 |
0,2 |
0,3 |
|
|
лект. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
-кондукторы , наиме
|
нований |
4 2 0 |
|
168 |
0,4 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
сварочные приспособ |
3 2 0 |
|
192 |
0 ,6 |
0 ,0 5 |
|
|
ления, наименований |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
сборочные приспособ |
2 4 0 |
|
117 |
0,5 |
0,1 |
|
|
ления, наименований |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
прочая оснастка, на |
3 8 0 |
|
304 |
0,8 |
0 ,0 5 |
|
|
именований |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3. О беспеченность специ |
3 3 0 |
|
231 |
0,7 |
0,1 |
0 ,0 7 |
|
альным инструментом |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||
4. Обеспеченность средс |
|
|
|
|
|
|
|
твами м етрологического |
3 1 0 |
|
186 |
0 ,6 |
0,3 |
0 ,1 8 |
|
контроля |
|
|
|
|
|
|
|
И нтегральны й показатель |
|
|
|
|
|
|
|
технологической готов |
|
|
|
|
|
0 ,5 7 |
|
ности |
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
1. Готовность технологической документации |
|
|
||||
|
|
ктд |
N+ |
3120 = 0,6 . |
|
|
|
|
|
|
N.. |
5200 |
|
|
|
2. Готовность технологической оснастки: а) штампы:
к«н.=— = - ^ - = 0 . 7 ; 000 П , 1350
б) пресс-формы:
1.3.3.Автоматизация конструкторскотехнологической подготовки производства
Подготовка производства должна проводиться в сжа тые сроки при высоком качестве инженерных решений, что ускорит вне дрение в производство новых изделий, предотвратит их моральное ста рение еще в процессе создания. Одним из решений проблемы сокращения сроков проектирования и повышения качества подготовки производства является использование принципов интеграции конструк торско-технологических решений в системах автоматизированного про ектирования (САПР). Внедрение САПР позволяет не только сократить трудоемкость инженерной деятельности, но и поднять на новый каче ственный уровень разработку проектов.
Процесс проектирования складывается как из творческих, так и фор мальных видов деятельности конструктора, проектировщика, техноло га. Формальные операции по затратам времени занимают более 50% в балансе времени инженера и поддаются автоматизации. Кроме того, внедрение САПР расширяет творческие возможности инженеров, так как дает возможность использования программных средств и баз зна ний для интеллектуальной поддержки процесса проектирования.
САПР в основном применяется в следующих областях:
—автоматизация проектирования и разработки конструкторской до кументации;
—автоматизация технологической подготовки производства, вклю чая разработку управляющих программ для оборудования;
—комплексная автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства;
—автоматизация инженерных расчетов для проведения испытаний проектируемых изделий и анализа результатов этих испытаний.
Экономический эффект от применения САПР обусловлен положи тельными изменениями как в сфере проектирования, так и в самом про изводстве. Кроме того, реально существует и дополнительный эффект при использовании изделий улучшенного качества, спроектированных в условиях САПР.
Опыт применения САПР показывает, что основными факторами, обусловливающими положительные изменения экономических пока зателей производственно-хозяйственной деятельности предприятия, являются:
1) повышение качества проектирования за счет использования прин ципиально новых методов (многовариантные расчеты, оптимизация, трехмерное изображение, компоновочные задачи и др.), увеличения доли
творческого труда инженеров, более детального анализа проектных ре шений на ранних стадиях, роста квалификации разработчиков;
2)сокращение сроков проектирования за счет уменьшения времени на поисковые, расчетные и вспомогательные операции, автоматизации исполнения и исправления проектной документации и управляющих программ;
3)переход от дорогостоящих натурных испытаний к машинному моделированию ряда экспериментов;
4)автоматизация рутинных работ по выполнению вычислений, об работке графической и текстовой информации.
В сфере проектирования экономический эффект от использования САПР обусловлен прежде всего снижением затрат на подготовку произ водства за счет:
• сокращения сроков выполнения работ (снижения трудоемкости выполняемых работ);
•повышения производительности труда проектировщиков;
•возможного высвобождения части работников, чтодает экономию на заработной плате;
•использования на отдельных формализуемых проектных работах менее квалифицированных работников;
•сокращения числа изменений из-за ошибок в оформлении доку ментации;
•замены ряда натурных испытаний моделированием поведения объекта проектирования в среде его функционирования (имита
ционным моделированием).
Относительное сокращение продолжительности выполнения про ектных работ, подлежащих автоматизации с применением САПР, ука зывает на рост производительности труда проектировщиков при выпол нении работ с применением САПР (%):
к: =100- |
( в |
\ |
-^--1 |
|
|
' |
В, |
|
где Bj и В2 — выработка конструктора (или технолога) при выполнении проектных работ без применения и с применением САПР соответствен но:
где АП — рост производительности труда проектировщика в расчетном году, %.
Относительное сокращение численности работников, выполняющих проектные работы с применением САПР, %:
k _ (R, - R 2) •100, N R.
где Rj — среднесписочная численность проектировщиков, выполняю щих работы, подлежащие автоматизации, чел.:
где Qa — годовой объем проектных работ, подлежащих автоматизации с применением САПР; R2 — среднесписочная численность проектиров щиков, выполняющих проектные работы с использованием САПР, чел.:
Кроме того, за счет повышения производительности труда проекти ровщиков есть возможность увеличить общий объем проектных работ в организации.
САПР ТП является подсистемой автоматизированной системы тех нологической подготовки производства (АС ТПП).
Сроки технологической подготовки производства существенно со кращаются за счет автоматизации инженерного труда. Но прежде чем приступать к автоматизации работ, необходимо правильно выбрать объект автоматизации. По степени сложности объектами могут быть:
•система ТПП в целом как совокупность взаимодействующих фун кциональных подсистем;
•функциональная подсистема как совокупность задач ТПП;
•задачи ТПП, решение которых необходимо для обеспечения фун кционирования системы ТПП.
При выборе объекта автоматизации необходимо учитывать сле дующие факторы:
—снижение трудоемкости работ при разработке технологичес ких процессов;
—повышение уровня организации и качества ТПП;
—возможность рациональной организации основного производ ства;
—сокращение сроков ТПП и стоимости обработки информации. Объект автоматизации выбирается на стадии разработки техничес
кого задания и уточняется при работе над техническим проектом. Пра вильно выбрав объект автоматизации, можно получить существенную экономию как материальных, так и трудовых ресурсов.