книги из ГПНТБ / Берман, А. Г. Ритмичность производства в машиностроении и приборостроении (организационно-экономические вопросы)

труда и производства. Принцип селективной сборки был исполь­ зован при создании в СССР первой в мире комплексной автомати­ ческой линии для изготовления стандартных шарикоподшипников класса точности Н (на 1ГПЗ). Селективная сборка, повышая качество, ликвидирует утомительный ручной труд, позволяет повысить срок службы изготовляемых изделий, в силу чего за­ служивает широкого применения.

Механизированные поточные, автоматизированные и автома­ тические линии все шире используются не только в различных отраслях промышленности, но и в строительстве, сельском хо­ зяйстве и т. д.

В настоящее время на предприятиях различных отраслей про­ мышленности число механизированных и автоматизированных поточных линий значительно превысило 60 000, а число автомати­ ческих поточных линий — 7500.

По мере развития технического прогресса возникают широкие возможности для передачи машине функций не только отдельного, но и «совокупного» рабочего. Именно в поточном производстве заложены наибольшие возможности для перехода к автоматиче­ ской системе машин с применением электронных и других управ­ ляющих устройств.

Важным следствием развития автоматической системы машин в условиях социалистического производства является ликвидация узкой и однобокой специализации рабочих, исчезновение «пора­ бощающего человека подчинения его разделению труда. . .» [1,

г. 19, с. 20].

Многообразные и сложные задачи вооружения всех отраслей народного хозяйства средствами и орудиями труда, воплощающими последние достижения науки и опыт мирового машиностроения и приборостроения, вызвали необходимость создания и освоения производства большой номенклатуры машин, оборудования, при­ боров как для нужд других отраслей промышленности и народного хозяйства, так и многих отраслей машиностроительного и приборо­ строительного производства.

Высокие темпы научно-технического прогресса ускорили мо­ ральный износ машин, оборудования, приборов, находящихся в эксплуатации, потребовали более быстрой замены старых моде­ лей машин новыми, продиктовали необходимость расширения номенклатуры, создания машин более высоко технического уровня с более широким или новым комплексом технико-эксплуатацион­ ных параметров, расширяющих области их применения.

Это означало, что наряду с развитием концентрации произ­ водства изделий машиностроения и приборостроения длительного пользования, имеющих массовый и устойчивый спрос, системати­ чески, под воздействием научно-технического прогресса, создава­ лись и ежегодно осваивались в небольших количествах новые классы, виды и типы машин, оборудования, приборов самого раз­ личного, в том числе и нового назначения.

Нужно, однако, подчеркнуть, что научно-технический прогресс, вызывая расширение номенклатуры машин и приборов, подлежа­ щих созданию и освоению, вместе с тем способствует развитию таких направлений, которые являются важнейшими факторами ускоренного освоения новых видов изделий, необходимых народ­ ному хозяйству.

В своем докладе на VII Сессии Генеральной Ассамблеи между­

в условиях социалистической системы хозяйства стандартизация является составной частью единой технической политики и орудием ускорения научно-технического прогресса в нашей стране [23].

В условиях планового социалистического хозяйства стандарти­ зация является важным рычагом в деле ускоренного внедрения новой техники, развития специализации и кооперирования пред­ приятий и повышения качества продукции.

Разработанный Государственным Комитетом стандартов со­ вместно с министерствами единый план работ по унификации и агрегатированию важнейших машин, средств механизации, оргтехоснастки, общих узлов и деталей, технологической оснастки и инструмента общемашиностроительного и межотраслевого приме­ нения определил содержание этого важного направления работ по стандартизации.

В государственные стандарты, разработанные в последние годы, стали включаться не только освоенные, но и перспективные параметры и требования к качеству изделий, знаменующие по­ вышение их технического уровня.

По постановлению ЦК КПСС и СМ СССР № 937 от 10 ноября 1970 г. каждые 5 лет должны пересматриваться действующие стандарты и заменяться устаревшие.

Весьма существенное значение для развития международного социалистического разделения труда и полноценного использо­ вания природных ресурсов, производственных мощностей и опыта социалистических стран имеют работы по стандартизации в рамках СЭВ. Эти работы направлены на установление унифицированных оптимальных показателей и характеристик машин и оборудова­ ния, предназначенных для важнейших отраслей стран — чле­ нов СЭВ.

Объектами государственной стандартизации (ГОСТ) должны быть, в частности, продукция производственно-технического зна­ чения и товары народного потребления по перечню, утвержден­ ному в установленном порядке Комитетом стандартов, в том числе: машины, оборудование, приборы, аппараты и другие изделия массового и крупносерийного производства, применяемые в раз­ личных отраслях народного хозяйства; детали, узлы (сборочные единицы), агрегаты и другие комплектующие составные части общего назначения для машин, оборудования, приборов; техноло­ гическая оснастка и инструмент массового и крупносерийного

52

изготовления межотраслевого применения; наиболее важные виды продукции народного потребления и др.

При разработке новых изделий и при проведении модерниза­ ции необходимо предусматривать рациональное сокращение ко­ личества типоразмеров составных частей в проектируемых и из­ готовляемых изделиях, т. е. входящих в их состав деталей, сбо­ рочных единиц, узлов, агрегатов, блоков, модулей и т. д.

Степень стандартизации и унификации изделия характери­ зуется конкретными численными коэффициентами применяемости и повторяемости.

Согласно положениям «Методики оценки уровня качества промышленной продукции», разработанной в порядке общих рекомендаций, подлежащих дальнейшему уточнению, Государ­ ственным комитетом стандартов Совета Министров СССР, ВНИИС и ВНИИНмаш и опубликованной в 1971 г., для единообразия

вподсчетах показателей стандартизации и унификации при раз­ делении составных частей изделий на группы принято относить:

а) к стандартизованным — составные части изделия, выпускае­ мые по государственным, республиканским или отраслевым стан­ дартам;

б) к унифицированным — составные части изделия, выпускае­ мые по стандартам данного предприятия, если предприятие яв­ ляется головным в отрасли и если они используются хотя бы в двух различных изделиях, выпускаемым данным или смежным пред­ приятием; составные части изделия, не изготовляемые на данном предприятии, а получаемые им в готовом виде как комплектующие составные части (из находящихся в серийном производстве); заимствованные составные части изделия, т. е. ранее спроектиро­ ванные как оригинальные для конкретного изделия и примененные

вдвух или более изделиях. Составные части изделия, освоенные

иизготовляемые на других предприятиях только для данного изделия, к унифицированным не относятся, а учитываются как оригинальные или стандартизованные;

в) к оригинальным — составные части изделия, разработанные только для данного изделия.

Рассматривая задачи стандартизации, представляется наиболее

правильным считать, что разработка стандартов должна произ­ водиться с учетом решения всех вопросов унификации и, следо­ вательно, комплексно.

Унификация должна проводиться в двух основных направле­ ниях: 1) ограничения номенклатуры типоразмеров изделий и их составных частей; 2) компоновки — создания новых рядов машин и их промежуточных типоразмеров из определенного набора унифицированных узлов-агрегатов или блоков —- в пределах ти­ поразмерных рядов.

Если унификация проводится таким образом, что устанавли­ вается типовой представитель объекта унификации, то достигается типизация.

53

Унификация может проводиться внутритиповая — в рамках каждого типа машин и межтиповая, когда в разных изделиях применяются одинаковые унифицированные составные части.

Как указывает В. В. Бойцов [22], в отраслях машиностроения, в которых преобладает мелкосерийное производство, удельный вес специальных автоматизированных станков в общем парке металлорежущего оборудования не превышает 5—6%.

Универсальное оборудование может быть загружено даже в специфических условиях частой смены объектов производства. Однако производительность его в 3 раза, а в некоторых случаях и в 5— 10 раз ниже производительности специального и специа­ лизированного оборудования. Поэтому в условиях мелкосерийного производства весьма эффективны, как показывает опыт промыш­ ленности СССР, а также предприятий США, ФРГ, Франции, следующие направления работ по автоматизации: оснащение про­ изводства оборудованием, предназначенным для выполнения одно­ типных операций обработки деталей одного класса с широким диапазоном их размеров, и автоматическими быстропереналаживаемыми линиями, которые могут быть эффективно использованы в условиях частой смены или изменения конструкции; агрегати­ рование конструкций оборудования и автоматических линий и широкая унификация их составных частей; компоновка специаль­ ных и специализированных станков и автоматических линий в основном силами самих заводов — потребителей оборудования из унифицированных составных частей, выпускаемых станкострои­ тельными предприятиями.

За 10 лет было выпущено 1200 комплектов унифицированных узлов, из которых 125 машиностроительных заводов создали около 1000 станков и десятки автоматических линий.

Применение унифицированных узлов в конструкциях специаль­ ного оборудования позволяет быстро переналаживать и пере­ страивать производство, сохраняя высокий уровень его автома­ тизации, а также многократно использовать унифицированные узлы при перекомпоновке станков.

Это очень важное направление технического прогресса, так как высокие темпы непрерывного обновления и совершенствова­ ния изделий машиностроения диктуют гибкое приспособление оборудования к различным новым требованиям, перекомпоновку самого оборудования и его размещения в пространстве.

В конструкциях быстропереналаживаемых агрегатных станков используются разнообразные быстросъемные переналаживаемые узлы в виде сменных наладок, револьверных головок, регули­ руемых многошпиндельных сверлильных головок и т. д. Вместе с тем, при сохранении на заводах разнообразной номенклатуры выпуска станков и незначительных размерах выпуска отдельных моделей особое значение приобретает не только унификация сборочных единиц и деталей однотипных станков, но и межтипо­ вая унификация.

54

Конструкторы Минского станкостроительного завода им. Октябрьской революции добились унификации 99% оригиналь­ ных деталей в восьми типоразмерах продольно-строгальных станков. Впервые в практике машиностроения конструкторы этого завода разработали межтиповую унификацию, позволившую на базе продольно-строгального станка создавать продольно-фре­ зерный и продольно-шлифовальный станки. Коэффициент унифи­ кации на заводе составляет 60—70%. Из 1251 узлов, идущих на комплектацию 44 моделей станков, 970 — унифицированы.

На ряде станкостроительных заводов удельный вес стандарти­ зованных и унифицированных составных частей достиг 80—90% общего числа. На Горьковском заводе фрезерных станков создано 12 моделей станков с мощностью двигателей 5,8— 14 кВт на базе 750 оригинальных деталей; в каждой модели примерно 550 основ­ ных унифицированных сборочных единиц и деталей.

Совершенно очевидно, что централизация производства уни­ фицированных узлов и деталей для нужд отрасли или даже для нужд заводов каждого индустриально развитого района страны является важнейшим фактором организации равномерного и рит­ мичного производства.

Существенное значение для развития унификации машин, сборочных единиц и деталей машин имеет разработка типажей. Типажи устанавливают технически и экономически обоснованное сокращение количества типоразмеров изделий, выпускаемых раз­ личными отраслями машиностроения, и предусматривают полное удовлетворение потребностей народного хозяйства в изделиях кон­ кретного назначения.

На основе разработки типажей определяется перечень машин и приборов, подлежащих снятию с производства и замене в уста­ новленные сроки новыми моделями. При разработке новых типа­ жей должны, по возможности, определяться заводы, специализи­ рованные на их изготовлении.

Врезультате сотрудничества социалистических стран была разработана и стандартизована «Международная система агрегати­ рования приборов» (IEB). Конструкции унифицированных узлов позволяют использовать их в различных комбинациях при созда­ нии различных измерительных приборов.

Врадиоэлектронной промышленности большое значение для повышения эффективности производства и укрепления ритмич­ ности выпуска имеет унификация электронных схем.

В тех случаях, когда сборочные единицы, входящие в блок, в силу различий их функционального назначения не поддаются унификации, разрабатываются типовые схемы основных функцио­ нальных каскадов: видеоусилителя, катодного повторителя, бло- кинг-генератора и др. Комбинируя функционально и конструк­ тивно законченные типовые каскады, можно составить любую сбо­ рочную единицу.

55

Рассмотрение основных форм стандартизации изделий машино­ строения позволяет установить их огромное значение для ускоре­ ния научно-технического прогресса.

Следует отметить, что в результате систематически расширяю­ щейся по масштабам и углубляющейся по содержанию работы по стандартизации:

1)ускоряется создание и освоение новых модификаций машин;

2)создание и освоение многообразных модификаций машин основывается на разработке базовых моделей машин каждого назначения и их параметрических типоразмерных рядов;

3)развивается внутритиповая и межтиповая унификация ма­

шин;

4)создаются благоприятные условия для последовательного повышения уровня механизации и автоматизации и при мелкосе­ рийном выпуске большой номенклатуры машин путем оснащения производства быстропереналаживаемыми средствами автоматиза­ ции и механизации, компонуемыми из унифицированных элемен­

тов; 5) повышается в результате стандартизации и унификации ма­

шин и приборов, предназначаемых для специализированного производства в различных странах — участницах СЭВ конку­ рентоспособность этих машин на внешнем рынке.

Сосредоточивая на каждом предприятии изделия различного рода нескольких классов и видов, мы получаем возможность осу­ ществить изучение и сравнение принципов их действия, основных особенностей конструкции, конструктивно-технологических при­ знаков, определяющих технико-эксплуатационные параметры, и исследовать возможности дальнейшей унификации изделий, со­ вершенствования стандартов, дальнейшей стандартизации и уни­ фикации блоков, сборочных единиц, деталей, входящих в машины

Унификация и типизация технологических процессов. Специа­ лизация производства — бесконечно развивающийся процесс раз­ деления общественного труда, концентрации на каждом предприя­ тии однородной продукции.

Вспециальной экономической литературе можно встретить ряд предложений, рассматривающих методы классификации изде­ лий машиностроения и приборостроения по признакам их одно­ родности, применительно к задачам организации специализиро­ ванных производств.

Вкачестве ступеней классификации предлагаются род, класс,

вид и тип машин [451. Род машин определяется сходством общего назначения и широких функций, выполняемых ими во всех сферах народного хозяйства, для которых они предназначены; класс —

56

это совокупность машин данного рода, характеризующихся общ­ ностью более узкого эксплуатационного назначения; вид — сово­ купность машин данного класса, характеризующихся общностью принципов действия (кинематическая и электрическая схема), основных технико-эксплуатационных параметров; тип — сово­ купность машин определенного вида, отличающихся размерами, некоторыми элементами конструкции и выходными параметрами, внешним оформлением.

Каждый класс машин может подразделяться на подклассы (по признакам эксплуатационного назначения).

Каждый тип машин может подразделяться на типоразмеры. Очевидно, что чем меньше номенклатура машин различного

рода, различных классов, видов и типов, выполняемая каждым предприятием, тем выше однородность его продукции.

Дальнейшая классификация составных частей машин и прибо­ ров является важнейшей основой для организации централизован­ ных производств, специализированных на выпуске машин ограни­ ченного числа классов, типов и типоразмеров, на изготовлении стандартизированных и унифицированных составных частей широ­ кого применения — в рамках производственного объединения, одной отрасли или нескольких отраслей машиностроения, сходных или одинаковых по характеру технологического процесса.

Классификация является также той основой, благодаря которой успешно развивается в машиностроении разработка и освоение унифицированных и типовых технологических процессов, унифи­ цированного и типового (группового) технологического оснащения, совершенствуется производственная структура предприятий и цехов, внутризаводская специализация производства.

Поэтому для обеспечения высоких темпов технического про­ гресса важнейшее значение имеет продуманное организационное и методическое согласование плана стандартизации изделий и плана специализации производства. Такое согласование должно обеспечить в машиностроении оптимальное сокращение номенкла­ туры выпуска и своевременное ее обновление, повышение серий­ ности выпуска, последовательное улучшение технико-экономиче­ ских и эксплуатационных параметров машин.

Теоретические основы типизации сформулированы А. П. Соко­ ловским, построившим еще в тридцатые годы для этой цели класси­ фикацию деталей машин по определенным признакам, позволив­ шую ему с достаточной стройностью изложить научные основы технологии машиностроения [83—85].

Понятие типизации технологических процессов, сформулиро­ ванное А. П. Соколовским, на наш взгляд, и через тридцать лет не нуждается в сколько-нибудь серьезных уточнениях или допол­ нениях, хотя и сам автор понимал, что это понятие может толко­ ваться по-разному.

Понимая под типизацией технологических процессов такое на­ правление в деле изучения и построения технологии, которое

57

заключается в классификации технологических процессов деталей машин и их элементов и затем в комплексном решении всех задач, возникающих при осуществлении процессов каждой классифика­ ционной группы, А. П. Соколовский различал два направления типизации:

первое — проведение такой классификации деталей, чтобы можно было установить определенное число типов, для каждого из которых должен быть разработан общий технологический про­ цесс;

второе — формулирование ряда технологических задач, отно­ сящихся к обработке либо целых деталей, либо их отдельных по­ верхностей.

Заметим, что второе направление шире первого и близко примы­ кает к понятию унификации технологических процессов.

По мнению А. П. Соколовского, работа должна вестись в обоих направлениях одновременно и главной задачей является класси­ фикация технологических процессов и их элементов и связанная с нею классификация и типизация самих деталей.

Следовательно, классификация технологических процессов и отдельных технологических задач должна строиться на основе классификации деталей, а последняя должна производиться на основе технологии таким образом, чтобы сходные по методам обра­ ботки детали, независимо от их служебной функции в машине, попадали в один технологический класс.

Это четко выражено в понятии «класс», под которым А. П. Соко­ ловский понимал «совокупность деталей, характеризуемых общ­ ностью технологических задач, решаемых в условиях определенной конфигурации этих деталей» [83, с. 28].

При этом различные классы деталей могут иметь одинаковые технологические задачи (правда, с некоторыми частными измене­ ниями).

Как известно, классификация деталей машин, предложенная А. П. Соколовским, включает 14 классов.

Дальнейшее деление деталей одного класса на группы, под­ группы и т. д. позволяет получить типы деталей, под которыми следует понимать совокупность деталей, имеющих общий техноло­ гический процесс. По мнению С. П. Митрофанова [64 ], типизация технологических процессов является одним из направлений общей идеи их унификации. Вторым направлением, дополняющим и рас­ ширяющим первое, является разработка групповых технологиче­ ских процессов в условиях изготовления деталей небольшими пар­ тиями и связанной с этим частой перенастройкой оборудования.

Очевидно, что разработка типовых технологических процессов на основе классификации деталей, предложенной А. П. Соколов­ ским, может дать необходимый эффект только в тех случаях, когда объем производства деталей каждого типа, изготовляемых по об­ щему технологическому процессу, достаточен для полной загрузки соответствующих станков.

58

По расчетам С. П. Митрофанова, в условиях завода с единичным и серийным характером производства оборудование может быть загружено изготовлением деталей по типовым процессам не более чем на 20—40°Д месячного фонда времени. «Поэтому в условиях серийного и мелкосерийного производства наибольшее распростра­ нение получил метод группировки деталей по применяемому для их обработки типу оборудования, по единству технологического оснащения, общности настройки станка с использованием ком­ плексной детали» [64, с. 51 ].

Комплексная деталь может быть условной или реальной, если она, как наиболее сложная деталь данной группы, соединяет в себе все геометрические элементы деталей этой группы.

Считая типизацию технологических процессов ранней фазой унификации, основанной на классификации деталей по их кон­ структивным признакам, а групповой метод обработки — совре­ менной фазой унификации, основанной на группировке деталеопераций и деталепроцессов по основному фактору механизации и автоматизации ■— орудиям производства, С. П. Митрофанов пола­ гает возможным и оправданным применение на одном и том же заводе многообразных методов классификации и группировки деталей и процессов.

Вэтом С. П. Митрофанов видит гибкость группового метода, определяющую возможность его эффективного применения в усло­ виях большой номенклатуры разнородных объектов производства

вразличных цехах машиноприборостроения.

Вкратком перечислении методы группировки предусматри­ вают в качестве основы следующие признаки: конструктивно-тех­ нологическое сходство деталей в целом (назначение, конфигура­ ция, точность и чистота обрабатываемых поверхностей); сходство элементарных поверхностей деталей; сходство преобладающего вида обработки (типа оборудования), технологического оснащения и настройки станка, сходство маршрутов обработки, однородность материала, заготовки, степень унификации условий обработки (полной — по всему процессу, частичной — по одной операции или по нескольким смежным операциям, на одном типе или нескольких типах оборудования).

Отметим, что все перечисленные признаки подчеркивают ту

или иную степень общности технологических задач, относящихся к обработке либо целых деталей, либо их отдельных поверхностей или сочетаний этих поверхностей. Иначе говоря, групповой метод обработки полностью попадает под формулировку А. П. Соколов­ ского, имевшего в виду, что использование в работе по типизации технологических процессов двух направлений (см. выше) обеспечит кратчайший путь решения этой сложной задачи.

И представляется логичным вывод, что нет принципиального различия в методах классификации объектов производства и ре­ шения общих технологических задач при разработке типовых и групповых технологических процессов, скорее они взаимно допол­

59

няют друг друга при различных размерах выпуска однородных узлов и деталей и различной степени обширности номенклатуры продукции. И группировка так называемых однородных деталей имеет целью выявление и эффективное решение общих для них технологических задач.

Большим достоинством позиции С. П. Митрофанова является то, что он рассматривает методы унификации технологических процессов в неразрывной связи с развитием внутризаводской спе­ циализации, с предметной специализацией производственных уча­ стков, с организацией разнообразных форм поточных участков и линий, обеспечивающих высокий и устойчивый уровень равномер­ ности и ритмичности производства.

Уместно отметить, что в большой литературе по специализации и кооперированию производства в промышленности СССР хотя и рассматривается связь между развитием специализации и примене­ нием поточных методов производства, однако мало анализируется степень использования централизации производства однородных изделий, узлов и деталей для такого совершенствования производ­ ственной структуры заводов и цехов, которое позволяет использо­ вать погрессивные и многообразные формы ритмичного произ­ водства.

А ведь эти формы не возникают сами по себе как автоматиче­ ский результат повышения уровня унификации изделий и техноло­ гии их изготовления, и только научно обоснованная методика вы­ бора той или другой разновидности ритмичного производства и освоение соответствующего регламента работ и выпуска продукции позволяет обеспечить тот экономический эффект, который обычно приписывается фактору централизации производства однородных объектов производства.

Этот вывод о единстве подхода в работе по созданию типовых технологических процессов и по разработке групповой технологии, воплощающей многообразные способы унификации методов обра­ ботки, используемого оборудования и оснащения, технологиче­ ского маршрута по группе деталей в целом, по отдельным опера­ циям или совокупности смежных операций (выполняемых на одно­ типном или разнотипном оборудовании), наконец, по отдельным одинаковым поверхностям разнородных деталей, может быть хо­ рошо проиллюстрирован и подтвержден многолетним опытом та­ кого гиганта тяжелого машиностроения, как Уралмашзавод.

Как известно, для заводов индивидуального машиностроения характерно наличие огромной и разнородной номенклатуры дета­ лей; многие виды металлургического оборудования, в частности, насчитывают около 50 000 наименований деталей, требующих ме­ ханической обработки. Количество конструктивных исполнений деталей настолько велико, что типизация технологических про­ цессов может быть завершена лишь общей технологической ин­ струкцией, в которой устанавливаются принципиальные единые решения главных технологических задач.

60