§ 2. Типы производства
В зависимости от объема производства и программы выпуска продукции различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное.
Массовое производство – характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени, и имеет следующие характерные признаки:
а) детальная, тщательная разработка технологических процессов;
б) на каждом рабочем месте выполняется только одна непрерывно повторяющаяся операция. Коэффициент закрепления операций – отношение числа всех технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест – равен 1;
в) оборудование на производственном участке располагается в соответствии с последовательностью выполнения операций технологического процесса.
Расположение оборудования на участке в соответствии с последовательностью выполнения операций обеспечивает кратчайший путь межоперационной транспортировки предметов производства и упорядочивает их движение.
В массовом производстве широко применяют специальные станки, приспособления и инструмент, а также транспортирующие устройства для механического перемещения предметов обработки от одного рабочего места к другому. В поточную линию включают оборудование, выполняющее операции, различные по составляющим их частным процессам (обработка резанием, термическая обработка, контрольные испытания и т.п.).
Выполнение только одной операции на каждом рабочем месте поточной линии возможно при большой программе выпуска изделий, когда время на выполнение операции равно такту или больше его.
Такт выпуска – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения (ГОСТ 3.1109 – 73). Иначе говоря, такт τ представляет собой частное от деления календарного отрезка времени Τ на количество изделий n, выпускаемых за это время:
T=τ /n(1.1)
Невыполнение этого условия приводит к недопустимой недогрузке оборудования поточной линии.
Но, кроме того, что производственная программа поточно-массового производства должна быть большой, необходимо еще, чтобы она была устойчивой, т.е. не изменяющейся в течение длительного времени. Этому условию удовлетворяет большой объем выпуска изделий.
При этих условиях первоначальные затраты на приобретение специальных станков, приспособлений и инструментов, на механизацию межоперационной транспортировки, на размещение оборудования и т.д. вполне себя оправдывают.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска изделий, и имеет следующие характерные признаки:
а) пооперационная разработка технологических процессов;
б) на каждом рабочем месте выполняется несколько периодически повторяющихся операций;
в) оборудование на производственном участке располагается в соответствии с последовательностью выполнения этапов технологического процесса по группам операций (операции предварительной черновой обработки, операции чистовой обработки и операции окончательной, отделочной обработки).
В зависимости от количества изделий в партии или серии и значении коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупно серийное производство. Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ 3.1108 – 74 принимают равным:
для мелкосерийного производства свыше 20 до 40 включительно;
для среднесерийного производства свыше 10 до 20 включительно;
для крупносерийного производства свыше 1 до 10 включительно.
Т.к. программа выпуска изделий и объем серийного производства относительно малы, производственный участок создают для обработки нескольких предметов, сходственных по размерам, конфигурации, материалу, а, следовательно, и по процессу их изготовления. Это позволяет уменьшить разнообразие оборудования на участке и полнее его загрузить.
Выполнение нескольких операций на одном оборудовании требует его переналадки, поэтому в серийном производстве детали изготовляют партиями.
Производственная партия – группа заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течение определенного интервала времени (ГОСТ 3.1109 – 73).
По окончании обработки одной партии заготовок оборудование переналаживают на другую операцию. Продолжительность работы оборудования между переналадками определяется количеством деталей в производственной партии и трудоемкостью операции.
Существует несколько методов определения рационального размера партии деталей. Наиболее распространенным из них является метод расчета минимального размера производственной партии с точки зрения рационального использования оборудования:
n = Тп.з / αТшт, (1.2)
где n – количество заготовок в партии; Тп.з - подготовительно заключительное время на переналадку станка по более сложной операции; α – коэффициент, учитывающий потери времени (от 0,03 до 0,1), обычно принимаемый равным 0,05; Тшт – штучное время на выполнение наиболее сложной операции.
Количество переналадок Нп определяется по формуле
Нп=Nг / n, (1.3)
где Nг – годовая программа выпуска деталей.
В серийном производстве используются рабочие преимущественно средней квалификации и применяется в основном универсальное оборудование, что объясняется необходимостью переналадок. В отдельных случаях с целью повышения производительности универсальное оборудование оснащают специальными приспособлениями. С увеличением количества изделий в серии расширяются возможности применения не только специальных приспособлений и инструмента, но и специальных станков.
В отличие от массового серийное производство имеет значительно больший объем незавершенного производства и более длительный производственный цикл. При этом существенно усложняются планирование и учет производства.
Вследствие частых переналадок оборудования и ограничения возможностей применения высокопроизводительных специальных приспособлений и станков себестоимость изделий в серийном производстве выше, чем в поточно-массовом. В связи с этим приобретают большое значение мероприятия по использованию методов поточности в серийном производстве.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом выпуска изделий (ГОСТ 14.004 – 74). Характерными признаками этого производства являются следующие:
а) укрупненная разработка технологических процессов;
б) на каждом рабочем месте выполняются разнообразные операции без периодического их повторения;
в) оборудование на производственном участке располагается группами по типу станков.
Производственный участок единичного производства охватывает весьма широкую номенклатуру разнообразных деталей, каждая из которых изготовляется в единицах экземпляров. Поэтому в единичном производстве широко применяют универсальные станки, приспособления и используют рабочих высокой квалификации. Себестоимость изделия высокая.
Опытное производство характеризуется выпуском образцов, партий или серий изделий для проведения исследовательских работ или разработок конструкторской и технологической документации для установившегося производства (ГОСТ 14.004 – 74).
По характерным признакам оно близко к единичному производству, но отличается от последнего более подробной разработкой и применением более совершенных технологических процессов с учетом изготовления изделия в серийном производстве.