Тема 2. Этапы технологической подготовки производства, их содержание и взаимосвязь с конструкторской подготовкой

Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП) — это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия выпускать продукцию заданного уровня качества в требуемом объеме, при установленных сроках и затратах.

Организация ТПП в соответствии со стандартами ЕСТПП осуществляется в три основных этапа, предусматривающих разработку технического задания, технического проекта, рабочего проекта.

Разработка технического задания заключается в проведении организационно-технологического анализа существующих методов и средств ТПП, на основе которого разрабатываются технические предложения по ее организации и совершенствованию.

В техническом проекте разрабатываются общая схема ТПП, организационная структура служб, основные положения по организации и управлению процессом ТПП, технические задания и алгоритмы для программирования задач для ЭВМ, осуществляются унификация и стандартизация форм документации и др.

В рабочем проекте разрабатываются информационная модель ТПП, рабочая документация для решения задач на ЭВМ, организационные положения и должностные инструкции, осуществляются типизация и стандартизация технологических процессов, унификация и стандартизация технологической оснастки и др.

В процессе технологической подготовки производства окончательно решаются задачи, связанные с обеспечением уровня качества, технологичности конструкций, собственно технологического проектирования (разработка технологических маршрутов и процессов), нормирования (расчеты трудоемкости операций и материалоемкости деталей), конструирования оснастки, применении специального и вспомогательного оборудования, выбора методов и средств контроля качества продукции.

Технологическая подготовка производства изделий проводится в несколько последовательно проводимых этапов с разработкой технологической документации.

Первый этап – разработка сначала межцеховых («расцеховка»), а затем и внутрицеховых технологических маршрутов, которые устанавливают последовательность прохождения заготовок деталей, сборочных единиц по подразделениям завода. В условиях единичного и мелкосерийного производства при универсальных оборудовании и оснастке, высокой квалификации основных рабочих для изготовления деталей и выполнения процессов сборки вполне достаточной оказывается разработка маршрутов.

Второй этап – разработка подробных технологических процессов – допускается только для конструкций, проверенных ни технологичность. Ей предшествует группировка изделий по конструкционным и технологическим признакам. На этом этапе разрабатываются технологические карты (подетальные или подетально-пооперационные), рассчитываются и оптимизируются планировки оборудования и рабочих мест, формируются производственные участки, рассчитываются пооперационные нормы времени или выработки, нормы расхода материалов, проводятся оперативно-плановые расчеты.

Третий этап – проектирование и изготовление необходимого оснащения – включает установление необходимых коэффициентов оснащенности, номенклатуры специального и унифицированного оснащения и специального оборудования, проектирование и установление очередности изготовления оснащения, выбор метода перехода на выпуск нового изделия с учетом уровня оснащенности, мощности инструментальных цехов и других факторов, изготовление специальной и комплекта унифицированной оснастки и др. Разработка оснащения выполняется специализированными конструкторскими подразделениями службы главного технолога (СГТ). Их специализация осуществляется по видам работ (механическая обработка резанием, обработка давлением, литье, сварка и т.д.). Количество и численность таких подразделений устанавливаются с учетом объемов проектных работ. Следует отметить, что этот этап занимает до 80 % трудоемкости и до 90 % цикла ТПП.

Четвертый этап — выверка, отладка и сдача технологических процессов (документации, оснастки и т.д.) производственным цехам, изготовление пробной и установочной партий. Отладка разработанных процессов осуществляется как в лабораториях СГТ, так и непосредственно в производственных цехах. Сдача-приемка производственных процессов и технологической оснастки ведется официально утверждаемой бригадой, включающей технолога, инструктора оснастки, контролера цеха, мастера участка.

Основные этапы и исполнители ТИП в машиностроении представлены в табл. 1.

При этом подписывается специальный акт, имеющий большое значение в обеспечении технологической дисциплины — строгом соблюдении цехом спроектированной технологии.

Планирование и координацию всех работ по стадиям и этапам, контроль сроков и комплектности выполнения ведет служба планирования подготовки производства (СППП), обычно подчиняющаяся заместителю главного инженера по подготовке производства.

Таблица 1.

Основные подсистемы, функции и исполнители технологической подготовки производства

Подсистемы и функции	Службы и подразделения-исполнители
А. Разработка технологических процессов
А. 1. Отработка конструкции на производственную технологичность в процессе ТПП	СГК, СГТ, СС
А.2. Определение межцеховых и внутрицеховых тех-нологических маршрутов	СГТ
А.З. Выбор заготовок, технологических баз, типовых технологических процессов	СГТ, СС
А.4. Определение последовательности и содержания технологических операций, состава средств техноло­гического оснащения, оргоснастки, средств механизации и автоматизации технологических процессов и средств транспортирования	СГТ, СС
А.5. Расчет и назначение режимов обработки	СГТ
А.6. Разработка методик и технологических процессов измерений, испытаний и контроля изготовления изделий	СГК, СГТ, СГМ, ОПС
А.7. Расчет материальных и трудовых нормативов	СГТ, ОТЗ
А.8. Оформление заказов и технических заданий на проектирование, изготовление и поставку средств технологического оснащения	СГТ, СС
A. 9. Оформление рабочей документации на технологические процессы	СГТ, ОПС, СС
Б. Проектирование средств технологического оснащения, транспортно-складских средств и средств контроля и испытаний	ЦВП, ОПС
B. Изготовление и отладка средств технологического оснащения	СГТ, ЦВП, ОПС, ПЦ, ПС
Г. Сдача-приемка технологических процессов и оснащения производственными цехами, складами, службой технического контроля	ОТК

Примечание: СГК — служба главного конструктора; СГТ — служба главного технолога; СГМ — служба главного метролога; СС — служба стандартизации; ОПС — организации и предприятия-смежники; ОТЗ — отдел организации труда и заработной платы; ЦВП — цехи вспомогательных (обеспечивающих) производств; ПЦ — производственные цехи; ПС — производственные склады; ОТК — отдел технического контроля.

В условиях осуществления полного технологического цикла производства для каждого нового изделия необходимо, как правило, разработать технологические процессы для заготовительной, обработочной и сборочной фаз, изготовить комплекты технологического оснащения, а иногда и специальное оборудование. При этом следует учитывать, что при подготовке производства современного сложного изделия на каждые 10 тыс. оригинальных деталей в крупносерийном производстве требуется разработать до 50 тыс. технологических карт, более 30 тыс. наименований технологической оснастки. В результате ТПП часто оказывается наиболее трудоемкой фазой технической подготовки производства.

Выбор варианта технологического процесса

Технолог обязан провести сравнительный анализ вариантов технологического процесса и выбрать наиболее эффективный процесс, обеспечивающий выполнение технического задания. Для определения наиболее экономического варианта необходимо по каждому варианту просчитать затраты на производство продукции. При этом нет необходимости выполнять расчет всех статей себестоимости, достаточно сравнить сумму затрат, меняющихся при изменении технологического процесса, т.е. технологическую себестоимость.

Затраты, входящие в технологическую себестоимость (табл. 2), делятся на условно-переменные в условно-постоянные. Условно-переменные затраты меняются почти пропорционально изменению объема выпускаемой продукции, условно-постоянные – почти не зависят от объема производства.

Таблица 2.

Статьи технологической себестоимости продукции

Статьи затрат	Условно-переменные	Условно-постоянные
Основные материалы и полуфабрикаты	+	-
Заработная плата основных производственных рабочих:
сдельная	+	-
повременная	-	+
Затраты связанные с работой оборудования	+	-
Заработная плата рабочих, занятых обслуживанием оборудования	-	+
Материалы для содержания производственного оборудования и установок	-	+
Топливо для технологических целей	+	-
Электроэнергия, вода, газ для технологических целей	+	-
Амортизационные отчисления от стоимости:
универсального оборудования	+	-
специального оборудования	-	+
Эксплуатационные ремонты оборудования, межремонтное обслуживание	-	+
Эксплуатация приспособлений и инструментов:
Универсальных	+	-
Специальных	-	+
Эксплуатация транспорта	+	-
Амортизация зданий и сооружений цеха	-	+

Технологическая себестоимость изделия S_T рассчитывается по формуле:

где, S_V, S_C – условно-переменные и условно-постоянные затраты;

N – количество изделий, выпускаемых за плановый период времени.

Технологическая себестоимость всего выпуска изделий:

Используя данные разных вариантов, следует сравнить технологическую себестоимость одного изделия и всего выпуска по каждому варианту. При сравнении двух вариантов технологии необходимо определить критический объем производства N_K, при котором затраты по обоим вариантам равны:

где S_С1, S_C2 – постоянные затраты по первому и второму вариантам;

S_V1, S_V2 – переменные затраты по первому и второму вариантам:

Определив величину критического объема производства, нужно сравнить ее с плановым выпуском данной продукции N_П и выбрать наиболее эффективный вариант технологического процесса. Вариант с меньшими постоянными S_C и большими переменными S_V затратами выгоднее при N_П < N_K. При N_П > N_K выгоднее вариант с большими постоянными затратами S_C и меньшими переменными затратами S_V .

Если внедрение нового технологического процесса требует дополнительных капитальных вложений, то сравнение вариантов необходимо осуществлять при помощи суммы приведенных затрат:

где Е_Н – нормативный коэффициент экономической эффективности;

К – капитальные вложения, руб. в год / шт.

Наиболее эффективным является вариант, имеющий минимальное значение приведенных затрат. Годовой экономический от применения нового технологического процесса рассчитывается как разность приведенных затрат по базовому и новому объектам.