6.4. Технологічна підготовка виробництва

Технологічна підготовка виробництва (ТПВ) є сукупністю заходів, які забезпечують технологічну готовність виробництва, тобто наявність на підприємстві повних комплектів конструкторської і технологічної документації та засобів технологічного оснащення, потрібних для здійснення заданого обсягу випуску продукції з установленими техніко-економічними показниками.

Технологічна підготовка виробництва охоплює проектування технологічних процесів виробництва, вибір та розміщення устаткування, визначення технічного оснащення, розроблення методів технічного контролю, нормування матеріально-технічних витрат і має забезпечувати випуск продукції потрібного рівня якості за встановлених термінів та обсягів випуску [1, п. 8.5].

Організація та керування ТПВ відбувається відповідно до державних стандартів. ТПВ виконують за єдиною системою технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ), яка передбачає широке застосування прогресивних типових технологічних процесів, стандартної технологічної оснастки і устаткування, засобів механізації та автоматизації праці. ЄСТПВ створює нормативно-технічну базу для планування, організації робіт ТПВ, сприяє зменшенню трудомісткості та обсягу витрат на її здійснення.

Організація й управління ТПВ основані на використанні організаційної моделі ТПВ, організаційної структури служб, організаційних положень, посадових інструкцій, встановлених підприємством згідно з вимогами ЄСТПВ, і передбачають раціональний розподіл функцій між службами ТПВ, ліквідацію дублюючих зв'язків і зайвої інформації, гнучкість структури, тобто можливість її швидкої перебудови при зміні завдань та умов виконання ТПВ.

Завдання ТПВ вирішують зазвичай служби та цехи підприємства, а в складних випадках підключають проектно-технологічні інститути та організації.

Основні роботи та можливі виконавці ТПВ на машинобудівному підприємстві показані в таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 Основні функції та виконавці ТПВ

Роботи	Виконавці*
Відпрацювання конструкції на технологічність у процесі ТПВ	сгк, сгт, сс
Визначення міжцехових та внітрішньоцехових маршрутів	сгт
Вибір заготовок, технологічних баз, типових технологічних процесів	сгт,сс
Визначення послідовності та змісту технологічних операцій, складу засобів технологічного оснащення, засобів механізації та автоматизації технологічних процесів, засобів транспортування.	сгт,сс
Розрахунок і призначення режимів обробки	сгт
Розробка методик і технологічних процесів вимірювань, випробувань та контролю виготовлення виробів	сгк, сгт, СГМет, ОПС
Розрахунок матеріальних і трудових нормативів	сгт, впз
Оформлення замовлень і технічних завдань на проектування, виготовлення та поставку засобів технологічного оснащення	сгт
Оформлення робочої документації на технологічні процеси	сгт, сс
Проектування засобів технологічного оснащення	сгт, опс,сс
Виготовлення та відлагоджування засобів	ЦДВ, ОПС
Здача-прийом технологічних процесів і оснащення виробничими цехами, складами, службою технічного контролю	СГТ,ЦДВ,ОПС, вцевтк

Умовні позначення: СГК - служба головного конструктора; СГТ - служба головного технолога; СГ Мет - служба головного металурга; СС - служба стандартизації; ОПС - організації і підприємства суміжники; ВПЗ - відділ праці та заробітної плати; BTK - відділ технічного контролю; ВЦ - виробничі цехи; ЦДВ - цехи допоміжних виробництв; С -склади [51, с. 156].

Залежно від типу виробництва, складності виробу, ступеню його новизни, застосовують централізовану, децентралізовану, або змішану систему організації ТПВ.

При централізованій системі комплекс робіт з ТПВ здійснюють спеціалісти загально-заводського відділу головного технолога (ВГТ). Цей відділ на машинобудівному підприємстві з серійним типом виробництва може включати такі підрозділи (бюро): розробки технологічних процесів, організаційного проектування, проектування спеціального технологічного оснащення з групами, спеціалізованими по видах робіт (оснащення для лиття, обробки різанням, штампи та ін.), трудових і матеріальних нормативів, технічної документації, планування ТПВ, підготовки і впровадження заходів удосконалення технологічних процесів, технологічні лабораторії [48, с. 414-415]. Цеховим технологічним бюро доручають впровадження спроектованих технологічних процесів, їхнє коригування у разі виникнення конструкторських і технологічних змін, контроль за дотриманням технологічної дисципліни. Таку систему застосовують звичайно в масовому та крупносерійному виробництві.

Децентралізована система характерна для одиничного та дрібно-серійного виробництва. Вона передбачає, що ВГТ здійснює загальне методичне керівництво, контрольні функції, виконує роботи з типізації технологічних процесів, уніфікації оснащення, а інші роботи з ТПВ покладають на технологічні бюро цехів.

Змішана система є комбінацією централізованої та децентралізованої систем організації ТПВ, її застосовують найчастіше у серійному виробництві. У такому разі нові технологічні процеси та оснащення розробляють спеціалісти ВГТ, а їх впровадження, налагодження, контроль за дотриманням технологічної дисципліни і роботи з ТПВ продукції, що не належить до стабільної номенклатури, здійснюють цехові технологічні бюро.

Технологічна підготовка виробництва окремих виробів містить декілька основних послідовно виконуваних етапів: 1) відпрацювання конструкцій виробу на технологічність; 2) розробка технологічних процесів; 3) проектування і виготовлення технологічного оснащення; 4) налагодження і впровадження розроблених технологічних процесів.

Завдання щодо забезпечення технологічності виробу головно вирішуються у процесі розробки конструкторської документації, а на стадії ТПВ технологічність конструкції забезпечується корегуванням документації, виявленням конструкторських рішень, які потрібно змінювати, щоб отримати можливість застосовувати раціональні (типові або нові) способи виготовлення та складання елементів виробу.

Далі розробляють міжцехові технологічні маршрути (розцеховка) руху заготовок деталей, складальних одиниць у процесі виготовлення виробу. При цьому бажано мінімізувати довжину шляху руху, дотримуватися принципу прямоточності.

Після розцеховки приступають до розробки технологічних процесів. Так, для умов одиничного та дрібносерійного виробництва розробляють маршрутну карту, в якій наводять перелік і послідовність технологічних операцій, тип необхідного устаткування, оснащення, розряди робіт, укрупнені норми часу.

Розробляють і використовують різні види технологічних процесів: одиничний - для виготовлення (чи ремонту) виробу (деталі) одного найменування, типорозміру та виконання незалежно від типу виробництва; типовий - для виготовлення групи виробів із загальними конструктивними та технологічними ознаками; груповий - для виготовлення виробів із різними конструктивними, але загальними технологічними ознаками.

Використання класифікатора деталей, який містить інформацію про деталі різних типорозмірів, дає змогу створювати групи деталей за конструктивними та технологічними ознаками, застосовувати типові технологічні процеси.

Типовий технологічний процес розробляють на типового представника, груповий - на комплесний (реальний або умовний) виріб (деталь), який має всі конструктивні ознаки виробів (деталей) цієї групи.

Групова технологія є базою автоматизації серійного виробництва.

Глибина розробки технологічних процесів, ступінь деталізації їхнього опису залежить від типу виробництва. Так, в одиничному виробництві використовують маршрутний опис технологічного процесу, тобто скорочений опис усіх технологічних операцій у маршрутній карті, відповідно до послідовності їхнього виконання, без зазначення переходів і технологічних режимів.

Маршрутні карти містять перелік технологічних операцій з визначенням устаткування, технологічного оснащення, розряду роботи та норми часу з кожної операції. Для умов серійного та масового виробництв розробляють технологічний процес із розподіленням не тільки на операції, а й на переходи.

При цьому для одиничних технологічних процесів розробляють операційну карту; для типових (групових)'технологічних процесів -карту типової (групової) операції. Операційні карти містять перелік переходів із визначенням устаткування, необхідного для виконання операцій, режимів здійснення і технологічного оснащення з кожного переходу, розряд роботи, норми часу за елементами і загалом на операцію. Ці карти використовують зазвичай у серійному виробництві. За умов масового виробництва застосовують операційно-інструкційні карти, які містять, крім інформації операційної карти, ще й додаткові вказівки, зокрема ескізи наладок, способи кріплення та вимірів деталей, опис організації робочого місця.

Якщо існують декілька можливих варіантів вирішення технологічної задачі, то технолог мусить вибрати найбільш економічний. Так, найважливішим критерієм вибору технологічного процесу є мінімальна собівартість виробу. Найчастіше обмежуються визначенням технологічної собівартості, тобто суми тих статей витрат, які формують собівартість і змінюються в порівнюваних варіантах. Наприклад, якщо в різних варіантах технологічного процесу використовується одна й та сама заготовка, то немає сенсу включати в собівартість витрати на її придбання, тому, що при порівнянні однакові складові собівартості взаємно знищуються.

Технологічна собівартість виробу містить змінні витрати - а (змінюються приблизно пропорційно до змін обсягу випуску продукції) та умовно постійні витрати - в (майже не залежить від обсягу виробництва). До змінних належать витрати на матеріали, технологічне паливо та енергію, оплату праці основних робітників, витрати на ремонт та утримання устаткування, амортизаційні відрахування від вартості універсального устаткування та універсальної оснастки та ін.

При визначенні умовно-постійних витрат, які формують технологічну собівартість, розраховують головно витрати на амортизацію спеціального устаткування та оснастки, витрати на налагодження та ін.

Технологічна собівартість заданої програми випуску продукції згідно з /-тим варіантом технологічного процесу визначають за формулою:

де / - номер можливого варіанта технологічного процесу;

Cm. - технологічна собівартість випуску продукції в кількості N одиниць, згідно з вимогами /-того варіанта технологічного процесу, грн;

N - програма випуску продукції, од.;

а. - змінні витрати в розрахунку на одиницю продукції, грн/од.;

в. - умовно-постійні витрати за /-тим варіантом технологічного процесу, грн.

Із варіантів, що зіставляються, приймають той, який забезпечує найменше значення Cm (інші умови є однаковими).

Якщо порівнюють два варіанти технологічного процесу, то спочатку визначають "критичну" програму - Икр, за якою витрати {Cm) будуть однаковими:

Задачу визначення "критичної" програми можна вирішити графічно (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Графік зміни технологічної собівартості продукції залежно від обсягу її випуску

Далі зіставляють Шр із плановим випуском продукції {Nwi) і вибирають той варіант технологічного процесу, за якого собівартість заданої програми буде найменшою. Так, на рис. 6.2 при Nnn менше від Шр вигіднішим є перший варіант технологічного процесу, а при Nwi більше за Мкр - другий.

Якщо реалізація варіантів технологічного процесу вимагає додаткових капітальних витрат, тоді для вибору .варіанта використовують показники економічної ефективності виробничих інвестицій, які докладно розглядаються в курсі "Економіка підприємства".

Проектування та виготовлення технологічного оснащення включає встановлення необхідних коефіцієнтів оснащеності, визначення номенклатури спеціального та уніфікованого оснащення, спеціального устаткування, проектування і встановлення черговості виготовлення оснащення, виготовлення комплекту уніфікованої оснастки та ін.

Проектування та виготовлення спеціального технологічного оснащення здійснюється комплектно на деталь і складальну одиницю, що дає змогу освоювати новий виріб у виробництві за складанними одиницями. При цьому бажано, щоб передусім було спроектовано, виготовлено і передано в цехи оснащення для найбільш складних і трудомістких деталей, складанних одиниць.

Кількість нестандартного технологічного оснащення залежить від типу виробництва, технологічності конструкції виробу. Що вища серійність виробництва, то ширше воно застосовується, оскільки при досягненні певної програми випуску витрати скуповуються за рахунок зниження собівартості одиниці продукції, що виготовляється.

Коефіцієнтом технічного оснащення називають результат ділення кількості спеціального оснащення, необхідного для виготовлення певного виробу, на кількість найменувань оригінальних деталей у цьому виробі.

Річні витрати на використання спеціального пристосування {Pen) можна визначити за формулою:

де Всп - витрати на виготовлення (придбання) спеціального пристосування, грн;

Т - строк служби пристосування (або строк перебування виробу у виробництві), роки;

Keen - коефіцієнт річних витрат на експлуатацію спеціального пристосування (щодо його вартості).

Використання спеціального пристосування буде економічно доцільним, якщо річна економія від його застосування буде перевищувати необхідні витрати {Pen) [88, с. 67].

Налагодження і впровадження розроблених технологічних процесів відбувається в технологічних лабораторіях, експериментальному цеху і безпосередньо у виробничих цехах підприємства. Перевіряють технологічність деталей, складанних одиниць, виробів; раціональність виготовлення та застосування оснащення і згідно з результатами перевірки, у разі необхідності, коригують конструкторську і технологічну документацію. В умовах серійного і масового виробництва ці

роботи ведуть попередньо при виготовленні дослідного зразка (партії), установчої серії. "Технологічний процес вважають впровадженим, коли виготовлення деталей, складання вузлів і виробу загалом здійснюється відповідно до викладених в ньому вимог згідно із спроектованими нормами часу" (95, с. 185).

Здача-прийом технологічних процесів, оснащення здійснюється офіційно затвердженою групою спеціалістів зацікавлених сторін (розробників, замовників). Факт впровадження оформлюють документально підписанням спеціального акта, після чого цех, в якому відбувається спроектований технологічний процес, має забезпечувати дотримання технологічної дисципліни.

Зменшенню кількості об'єктів підготовки, трудомісткості, тривалості, вартості ТПВ, без погіршення якості прийнятих технологами рішень, сприяє технологічна уніфікація. її основними напрямами є типізація технологічних процесів, уніфікація технологічної документації, групові методи обробки, уніфікація технологічної оснастки.