Организация и планирование машиностроительного производства

В ряде случаев существенный экономический эффект дает, например, применение низколегированных сталей вместо конструкционных, а так­ же применение модифицированных чугунов, композиционных материа­ лов, алюминия и его сплавов, магния, титана, пластических масс и других материалов.

Важно найти рациональное решение, обеспечивающее наиболее эко­ номичный вариант при соблюдении всех требований технического зада­ ния. Для этого необходимо, чтобы конструкторы и экономисты при про­ ведении конструкторских работ располагали соответствующей техни­ ко-экономической документацией: каталогами, ценами, средними значе­ ниями коэффициентов использования материала для разных заготови­ тельных процессов, экономическими характеристиками производства на данном предприятии.

Большую пользу конструкторам могут оказать экономико-математи­ ческие модели расчета затрат на материалы деталей разных классов в за­ висимости от их конструкционно-технологических признаков.

Одним из главных условий снижения трудоемкости изготовления яв­ ляется правильный выбор процесса формирования детали, сближение геометрических размеров заготовки с размерами готовой детали, а также выбор рационального процесса сборки.

Следует заметить, что большинство материалосберегающих направ­ лений в конструкторских работах приводит к снижению трудоемкости изготовления. Большие возможности снижения трудоемкости заложены в рациональном выборе методов получения заготовок, квалитетов точности и классов шероховатости. Обработку резанием часто сменяют точные ме­ тоды формообразования деталей — штамповки, литье под давлением и др.

Важно обеспечить снижение удельных значений материалоемкости и трудоемкости на единицу определяющего эксплуатационного параметра. Не прибегая к удельным показателям, трудно оценить эффективность рос­ та единичных мощностей машин, поскольку путь наращивания мощности в машинах данного типа имеет экономически целесообразные пределы.

Рассматривая себестоимость как обобщающий показатель производ­ ственной технологичности, следует отметить определенную тенденцию ее увеличения для последующих моделей однотипных изделий, что явля­ ется следствием технического прогресса — увеличением мощности, ско­ рости, производительности и пр. Однако важно, чтобы себестоимость и цена нового изделия в расчете на единицу производительности уменьша­ лись бы, иначе трудно будет обеспечить его конкурентоспособность.

Обеспечение технологичности конструкций — задача комплексная, поэтому к ее решению должны привлекаться различные технические службы предприятия. Тесная связь конструкторов и технологов в обеспе­ чении технологичности конструкции достигается часто закреплением за

данного объема с установленными технико-экономическими показателя­ ми при соблюдении установленных сроков и затрат.

Для осуществления работ по ТПП предприятие должно иметь полный комплект технической документации на изделие:

—конструкторскую документацию;

—перечень новых технологических процессов;

—перечень стандартных измерительных средств по каждому рабоче­ му месту, включая рабочие места входного контроля;

—перечень нестандартной аппаратуры, необходимой для изготовле­ ния, регулировки и испытаний;

—ведомость применяемости покупных комплектующих изделий (ПКИ).

Основными задачами, решаемыми на стадии ТПП, являются:

•обеспечение технологичности конструкции изделия;

•разработка технологических процессов;

•проектирование и изготовление средств технологического оснаще­ ния (СТО);

•метрологическое обеспечение;

•сокращение сроков ТПП;

• обеспечение качества на всех стадиях ТПП;

• организация и управление процессом ТПП.

Технологическая подготовка производства — трудоемкий и дорого­ стоящий процесс, предшествующий изготовлению нового изделия.

Особенно велики капиталовложения на внедрение новых технологи­ ческих процессов и изготовление средств технологического оснащения, достигающие 70—80% всех затрат на ТПП.

В разных типах производства применяются централизованная, децен­ трализованная и смешанная системы организации служб технологиче­ ской подготовки.

Централизованная система ТПП предполагает создание на предпри­ ятии единой технологической службы — отдела главного технолога (ОГТ), который:

—разрабатывает технологическую документацию;

—проектирует средства технологического оснащения (СТО);

—разрабатывает материальные нормативы;

—разрабатывает и контролирует выполнение работ графика подго­ товки производства;

—участвует во внедрении новых технологических процессов;

—решает текущие вопросы технологии изготовления заготовок, де­ талей, сборочных единиц непосредственно в цехе.

В цехах имеются технологические бюро, которые также участвуют в решении организационно-технических вопросов.

Централизованная система ТПП применяется на предприятиях се­ рийного и массового производства, где процесс освоения новой продук­ ции осуществляется периодически.

Децентрализованная система ТПП применяется на предприятиях единичного и мелкосерийного производства. Ее особенность в том, что разработка технологических процессов и решение текущих задач, связан­ ных с изготовлением деталей или сборочных единиц, выполняются тех­ нологическими бюро цехов. ОГТ разрабатывает межцеховые маршруты, занимается вопросами по разработке групповых и типовых технологиче­ ских процессов, инструментальной подготовкой производства, унифика­ цией и стандартизацией оснастки, осуществляет методическое руково­ дство и контроль за работой цеховых технологических бюро.

При смешанной системе ТПП разработка новых технологических процессов и их внедрение возложены на отдел главного технолога. Цехо­ вые технологические бюро выполняют работу по созданию технологиче­ ских процессов, которые могут быть разработаны на основе ранее приме­ няемых процессов и не имеют с ними существенных различий. Смешан­ ная система ТПП встречается на предприятиях с серийным типом произ­ водства.

В 1971— 1974 гг. Госстандарт СССР совместно с министерствами и ведомствами разработал комплекс стандартов на Единую систему техно­ логической подготовки производства (ЕСТГ1П) изделий машиностроения и приборостроения. ЕСТПП— это система организации технологиче­ ской подготовки производства и управления ею на основе применения типовых и групповых технологических процессов, стандартной техноло­ гической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматиза­ ции производственных процессов, инженерно-технических и управлен­ ческих работ.

Обозначение стандартов ЕСТПП строится по классификационному принципу. Номер стандарта состоит из двух цифр, присвоенных классу стандартов ЕСТПП (14 класс); одной цифры (после точки), обозначаю­ щей классификационную группу стандартов (всего 6 групп, нумерация идет с 0 группы до 5); двузначного числа, определяющего порядковый номер стандарта в данной группе, и двузначного числа (после тире), ука­ зывающего год регистрации стандарта. Например, обозначение стандар­ та «ЕСТПП. Технологическая подготовка производства. Термины и опре­ деления основных понятий» следующее:

Комплекс стандартов и рекомендаций ЕСТПП

Рис. 1.3. Структура ЕСТПП

Однако в последнее время статус ЕСТПП изменился. Она подвер­ глась некоторым изменениям в части обозначения. Государственными стандартами системы ТПП являются следующие:

ГОСТ 14.004— 83 «Технологическая подготовка производства. Тер­ мины и определения основных понятий»;

ГОСТ 14.201—83 «Обеспечение технологичности конструкции изде­ лий. Общие требования»;

ГОСТ 14.205—83 «Технологичность конструкции изделий. Термины и определения»;

ГОСТ 14.206-7-73 «Технологический контроль конструкторской до­ кументации»;

ГОСТ 14.322—83 «Нормирование расхода материалов. Основные по­ ложения».

Остальные стандарты ЕСТПП в настоящее время действуют как реко­ мендации, например ГОСТ 14.102—73 заменен на Р50-54-6—87 «Стадии разработки документации по организации и совершенствованию техно­ логической подготовки производства».

Типизация технологических процессов охватывает все виды обработ­ ки, сборки, контроля и испытаний изделий. Стандартизация технологиче­ ской оснастки и инструмента позволяет обеспечить типовые технологи-

ческие процессы стандартными переналаживаемыми приспособлениями и инструментом.

Стандартизация технологической документации предусматривает разработку стандартов на первичные формы документов, их заполнения, внесение изменений, учета и хранения.

ЕСТПП установлены правила выбора средств, необходимых для про­ ведения испытаний изделий. Большое внимание уделено вопросам меха­ низации и автоматизации технологических процессов.

Организация работ по совершенствованию системы ТПП на предпри­ ятии подразделяется на три стадии (Р50-54-6—87):

•стадия технического задания;

•стадия технического проекта;

•стадия рабочего проекта.

С т а д и я т е х н и ч е с к о г о з а д а н и я начинается с издания распорядительного документа о создании на предприятии рабочей груп­ пы для организации, планирования и координации работ. Утверждается план конкретных работ на предприятии, устанавливаются подразделе­ ния-исполнители, сроки выполнения работ.

Техническое задание содержит мероприятия, направленные на:

—повышение уровня применения типовых и групповых технологи­ ческих процессов;

—повышение уровня применения стандартной и унифицированной технологической оснастки;

—повышение уровня технологичности изделий;

—внедрение автоматизированных методов проектирования техноло­ гических процессов и средств технологического оснащения;

—внедрение единых стандартных систем документации и единой системы классификации и кодирования;

—внедрение автоматизированных методов решения задач управле­ ния процессом ТПП.

Наиболее трудоемкой является с т а д и я р а з р а б о т к и т е х ­ н и ч е с к о г о п р о е к т а . Основанием для проведения работ являет­ ся утвержденное техническое задание. На стадии технического проекта проводятся работы:

—по совершенствованию организации и управления подготовкой производства;

—по отработке конструкции изделия на технологичность;

—по унификации системы документации;

—по проектированию, типизации и стандартизации технологиче­ ских процессов;

—по проектированию, унификации, стандартизации и.агрегатирова­ нию средств технологического оснащения;

—по классификации и кодированию технико-экономической инфор­ мации;

—по расчету экономической эффективности.

Технический проект утверждается руководителем предприятия-изго­ товителя.

Заключительным этапом работ по ТПП на предприятии является р а з р а б о т к а р а б о ч е г о п р о е к т а . Основанием для его разра­ ботки является утвержденный технический проект. Эта. стадия преду­ сматривает разработку рабочей документации, необходимой для обеспе­ чения решения задач ТПП.

При разработке рабочего проекта проводятся работы по:

—разработке общей рабочей информационной модели системы

ТПП;

—классификации и кодированию технико-экономической информа­

ции;

—типизации и стандартизации технологических процессов;

—унификации и стандартизации средств технологического оснаще­

ния;

—разработке рабочей документации по организации на основе типо­ вых технологических процессов и методов групповой обработки специа­ лизированных рабочих мест и участков основного и вспомогательного производства;

—созданию информационных массивов.

Совершенствование системы ТПП на предприятии сокращает сроки подготовки производства и повышает качество выпускаемой продукции.

1.5.2. Разработка технологических процессов

Одной из основных задач, решаемых ТПП, является разра­ ботка, отладка и внедрение технологических процессов изготовления из­ делий.

Технологический процесс — это часть производственного процес­ са, представляющая собой совокупность действий с предметами труда, связанных с последовательным изменением формы, размеров или свойств материала заготовки или полуфабриката с целью получения дета­ ли или изделия с заданными техническими характеристиками.

В настоящее время в машиностроении применяются три вида техно­ логических процессов, различающихся уровнем унификации: единичные технологические процессы на каждую деталь, групповые и типовые тех­ процессы (рис. 1.4).

зировацных производств, о разработке технологических планировок це­ хов и участков. Составляется маршрут прохождения детали по цехам, начиная от получения заготовки до поступления ее на центральный ком­ плектовочный склад или в сборочный цех. Маршрут составляется на ос­ нове действующих типовых и групповых технологических процессов с учетом загрузки оборудования и объема выпуска изделий. Большое зна­ чение имеют разработанные на данном предприятии классификаторы де­ талей и оснастки, а также стандарты предприятия (СТП) на применяемые материалы, средства технологического оснащения и метрологическое обеспечение.

Технолог, разрабатывающий технологический процесс, определяет вид и способ получения заготовки, выбирает технологические базы, по­ следовательность и содержание технологических операций. Если на предприятии отсутствует оснастка на данную деталь, то технолог оформ­ ляет заявку на ее проектирование и передает в конструкторское бюро от­ дела главного технолога (КБ ОПТ).

Следующий этап — нормирование технологических процессов и оп­ ределение профессий или квалификации исполнителей. Эту работу вы­ полняет бюро нормирования отдела организации и оплаты труда. Норми­ рование производится на основании данных технологического процесса, чертежа детали и оснастки, используемого оборудования и действующих отраслевых и заводских нормативов.

Параллельно ведется работа по расчету норм расхода материальных ресурсов. Эту работу выполняет бюро материальных нормативов отдела главного технолога. Затем составляется ведомость материальных норма­ тивов на изделие в целом, которая передается в отдел материально-техни­ ческого снабжения для обеспечения производства необходимыми мате­ риалами. Далее технологические процессы утверждаются главным тех­ нологом, копируются и передаются в цехи.

Применение стандартных технологических решений, таких как вы­ бор заготовок, выбор технологических операций, схем базирования, ти­ повых маршрутов обработки деталей и т.п., позволяет сократить сроки освоения новых изделий и обеспечить их высокое качество. Сокращение сроков, стоимости и повышение качества разработки технологических процессов может быть достигнуто и за счет применения типовых, группо­ вых и стандартных технологических процессов.

Впервые типизация технологических процессов была предложена в 40-е годы А.П. Соколовским. Разработанная им методика базировалась на классификации деталей. За основные классификационные признаки А.П. Соколовский принимал конфигурацию, размер и материал детали, точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей. Классифика­ ция построена по схеме класс—подкласс—группа—тип.

В настоящее время типовые технологические процессы разрабатыва­ ются в соответствии с «Технологическим классификатором деталей ма­ шиностроения и приборостроения», на основании которого детали груп­ пируют по признакам, определяющим общность технологического про­ цесса их изготовления. Группирование деталей является обязательным условием типизации технологических процессов.

Подетально-специализированные производственные подразделения с групповой организацией в них технологических процессов позволяют создать поточное производство и специализировать рабочие места таким образом, чтобы они всегда были готовы принять для обработки любые де­ тали данной производственно-технологической группы.

По технологическому классификатору формируют технологический код деталей, используемый для подбора деталей по технологическому подобию, которое определяется совокупностью признаков. Важно отме­ тить, что исходными служат конструктивные признаки деталей. Геомет­ рическая форма, размерная характеристика, марки материалов, термооб­ работка, заготовка, точность и шероховатость поверхности и др. опреде­ ляют конструктивные признаки изделия.

Кодирование состоит из двух этапов: присвоение классификацион­ ной характеристики по классам 40 и 50 и назначение кода по технологи­ ческому классификатору деталей.

Присвоение детали классификационной характеристики по классам 40 и 50 состоит из нескольких этапов:

1) пользуясь классификационными сетками деления деталей на клас­ сы, определяют класс детали — 40 или 50;

2)с помощью сетки устанавливают подкласс и группу детали путем сопоставления ее чертежа с эскизами типовых представителей деталей различных групп;

3)определяют номер подгруппы классифицируемой детали, сравни­ вая с признаками соответствующей подгруппы;

4)видовая группировка устанавливается после сопоставления дета­ ли данной подгруппы с эскизами типовых представителей и признаками видов.

Для удобства присвоения классификационной характеристики разра­ ботан «Иллюстрированный определитель деталей общемашинострои­ тельного применения. Классы 40, 50».

Пример присвоения классификационной характеристики детали (рис. 1.5).

1. По классификационным сеткам деления деталей на классы, под­ классы и группы определяем, что данная деталь является телом вращения (класс 40);