- •Часть 2. Методология проектирования технологических процессов изготовления изделий из полимерных материалов
- •2.1. Общие положения
- •2.1.1. Типовые требования к проектам тп
- •Общие правила проектирования тп
- •Состав исходной информации для проектирования тп
- •Определение вида проектируемого тп
- •Проектирование единичных технологических процессов изготовления изделий из полимерных материалов
- •Анализ и уточнение конструкторской документации
- •2.2.1.1. Входной контроль рабочего чертежа изделия из пм
- •2.2.1.2. Анализ технических требований к изделию
- •2.2.1.3. Анализ технологических условий изготовления изделия
- •Анализ и обоснование выбора технологического способа изготовления заданного изделия
- •2.2.2.1. Определение рационального способа формирования заготовки изделия
- •2.2.2.2. Определение рационального способа формования изделия из ап
- •2.2.2.3. Определение рационального способа формования изделия из пластмассы
- •Заключение
- •Анализ и отработка производственной технологичности конструкции изделия
- •2.2.3.1. Анализ и отработка преемственности конструкции изделия
- •2.2.3.2. Анализ и отработка технологической рациональности конструкции изделия
- •Поиск прототипа етп
- •Определение технологического кода детали
- •Выбор действующего ттп, гтп или аналога етп
- •Разработка состава и структуры етп
- •Составление перечня необходимых то
- •Примерный перечень возможных то подготовительного этапа етп:
- •Возможные то основного этапа етп:
- •Примерный перечень возможных то заключительного этапа етп:
- •Разработка рациональной структуры (маршрута) етп
- •Разработка и нормирование технологических операций
- •Выбор стандартных средств технического оснащения то
- •Правила выбора технологического оборудования
- •Пример 1. Выбор литьевой машины (термопластавтомата) /37, 40, 41/
- •Пример 2. Выбор прессового оборудования /18, 37, 44/
- •2.2.6.1.2. Правила выбора технологической оснастки
- •Определение режимов выполнения то
- •Нормирование технологических операций
- •Нормирование времени выполнения то
- •Нормирование расхода пм
- •Нормирование расхода вспомогательных материальных ресурсов
- •Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов /50/
- •Назначение операторов и разрядов работ
- •Разработка технических предложений для конструирования нестандартных средств технического оснащения етп
- •Обоснование необходимости разработки нестандартного вида сто
- •Разработка технического задания
- •Выбор принципиальной схемы конструкции сто
- •Общее расчетное обоснование выбранной конструктивной схемы сто
- •Описание эскизного проекта сто
- •Определение требований для организации безопасного выполнения проектируемого тп
- •Выявление и анализ вредных и опасных факторов при выполнении проектируемого тп
- •Определение требований для выбора методов и средств обеспечения безопасного выполнения тп /12, 35, 37/
- •Разработка схемы производственного размещения спроектированного етп
- •2.2.9.1. Планирование рабочих мест для выполнения то
- •Расчет компоновочных параметров размещения тп
- •Разработка схемы производственного размещения тп /12, 35, 37, 43, 54, 56/
- •Минимальные расстояния между червячными машинами и от стен здания
- •Рекомендуемые размеры некоторых строительных элементов интерьера производственных помещений
- •Расчет технико-экономических показателей вариантов спроектированного етп
- •Расчет стандартных технико-экономических показателей етп
- •2.2.10.2. Анализ достигнутых показателей етп
- •1000 Штук изделий из пм
- •Разработка предложений для дальнейшего совершенствования етп
- •2.2.11. Документальное оформление проекта етп
- •Разработка стандартной технологической документации на проект етп
- •Нормоконтроль. Согласование и утверждение технологической документации
- •Правила проектирования групповых технологических процессов
- •Принципиальные возможности разработки гтп
- •Исходная информация для проектирования гтп
- •Основные этапы проектирования гтп
- •Основные этапы, задачи и документы, определяющие проектирование гтп
- •Сводная карта технологических режимов прессования изделий из реактопластов /1/
- •Правила проектирования и применения типовых технологических процессов
- •Основные положения разработки ттп
- •Исходная информация для проектирования ттп
- •Основные этапы проектирования ттп
- •Основные этапы, задачи и документы, определяющие проектирование ттп
- •Правила применения ттп
Расчет стандартных технико-экономических показателей етп
Согласно данным раздела 1.15 технико-экономические показатели ТП подразделяются на основные (трудоемкость и себестоимость) и дополнительные, которые расширяют представление о разных сторонах тех же ТП, характеризуя их производительность, материалоемкость и т.д.
Трудоемкость может быть нормативной, фактической и плановой /55/. Для оценки экономической эффективности проекта ТП необходим расчет нормативной трудоемкости, то есть времени выполнения всех ТО, определяемое на основе действующих норм организации труда при изготовлении одного изделия (Ти). Нормативная трудоемкость выражается в нормо-часах (н-ч):
m
Ти = Σ tшк i, н-ч (10.1)
i =1
где m – число ТО в составе ТП; tшк i – штучно-калькуляционное время выполнения i-той ТО, состав которого выражается формулой (6.8) в разделе 2.2.6.3.1 «Нормативное время выполнение ТО» и в структурном виде на рис. 2.20.
to - основное |
tв |
|
||||
tоп - операционное |
tоб |
tолн |
|
|||
tш - штучное |
tпз |
|||||
tшк – штучно-калькуляционное |
||||||
Рис. 2.20. Структура штучно-калькуляционного времени: tв – вспомогательное время; tоб – время обслуживания рабочего места ТО; tолн – время отдыха и личных надобностей;
tпз – подготовительно-заключительное время.
Согласно данным раздела 2.2.6.3.1, после нормирования операционного времени выполнения ТО (tоп = tо + tв) проектант ТП должен воспользоваться нормативными коэффициентами α, β, γ соответствующего отраслевого предприятия, чтобы определить tоб, tолн, tпз (в долевом измерении от tоп) и рассчитать tшк i по формуле (6.8).
Возможное количественное отличие одних и тех же коэффициентов на различных предприятиях обусловливается его типом и характером производства, технической оснащенностью и организацией труда, санитарными и экологическими нормами. Например, обслуживание рабочих мест, которое включает действия, периодически выполняемые оператором – смену инструмента, получение сырья и сдачу очередной партии готовой продукции, настройку оборудования, уборку и т.п., может осуществляться ручным, механизированным и автоматизированным способами, требуя при этом разного времени tоб.
Различным может быть и tолн, поскольку организация отдыха работающих зависят от конкретных условий труда, технического оснащения помещений для отдыха (специально оборудованные комнаты, тренажерные залы, душевые, питьевые установки и др.), действующих нормативов.
Подготовительно-заключительное время tпз - это затраты рабочего времени (самого оператора или специальной службы) на подготовку к выполнению ТО после ночных перерывов между сменами или после выходных и праздничных дней (установку и разогрев форм, выход на заданный температурный режим, получение производственного задания, чертежей, сырья, инструментов и др.), а при завершении смен – на выполнение тех же действий в обратном порядке. tпз затрачивается на всю партию изделий (n), изготавливаемых в подготавливаемый период (смену, сутки), поэтому для определения его долевой части, приходящейся на одно изделие, необходим расчет по формуле:
tпз i = tпз / n, н-ч (10.2)
Результаты определения tшк i и его составляющих целесообразно систематизировать для наглядности в таблицу 2.41, необходимую при последующем анализе проектных вариантов ТП и для сопоставления полученных результатов с соответствующими показателями базового ТП.
Таблица 2.41
Расчетные показатели tшк i и его составляющих для ТО проектируемого ЕТП
№№ |
Перечень ТО |
to |
tв |
tоб |
tолн |
tпз i |
tшк i |
Итого трудоемкость ЕТП Ти =
Важными дополнительными технико-экономическими показателями ТП, непосредственно обусловленными трудоемкостью производства изделий (Ти), являются продолжительность технологического цикла (Тц) и производительность (П) выполнения ТП (см. раздел 1.1.5). Показатель технологического цикла изготовления единицы продукции рассчитывают по формуле:
Тц = Ти – Σ tшк i (п), н-ч (10.3)
где Σ tшк i (п) – сумма штучно-калькуляционных времен ТО, выполняемых параллельно в принятой маршрутной схеме ТП (см. раздел 2.2.5.2).
Производительность ТП является обратной величиной Тц:
П = 1 / Тц , шт / ч (10.4)
Примечания:
Если Тц характеризует время изготовления, например, отливки или заформовки в многогнездной форме, то при расчете необходимо выявить долю П, приходящуюся на 1 изделие;
В связи с предыдущим примечанием производительность ТП удобнее выражать в массовом измерении, то есть в кг / ч.
На показатель производительности ТП обращается особое внимание, поскольку П не только сравнительная оценка при сопоставлении проектируемого и базового ТП, но и характеристика возможности сокращения времени выполнения заданной программы выпуска изделий (N) и, следовательно, занятости СТО, производственных помещений и рабочих, что в конечном счете означает возможность производства дополнительной продукции за определенный период времени (час, сутки, месяц и т.д.).
Технологическая себестоимость (см. определение в п. 1.1.5) – 2-ой основной технико-экономический показатель ТП, который в отличие от других видов себестоимости (цеховой, производственной, полной) зависит от расходов, напосредственно обусловленных реализацией ТП и потому прямо отражающих эффективность решений , принятых в ходе его проектирования.
Метод прямого расчета технологической себестоимости (Ст) достаточно трудоемок, поэтому при сопоставлении разрабатываемых вариантов ТП допустимы приближенные расчеты основных статей расхода /57/. При этом Ст может определяться не только в расчете денежных затрат (руб.) на единицу продукции, но и на всю партию, 1т или 1000 штук изделий. В наиболее упрощенном виде формула для расчета Ст имеет вид:
Ст = М + З + Эо + И , (10.5)
где М – суммарные материальные затраты; З – заработная плата основных производственных рабочих, занятых непосредственным выполнением ТП; Эо – затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования; И – затраты на оснастку (формующие инструменты, оправки и т.п.), связанные с погашением их стоимости, ремонта и обогрева.
Материальные затраты (М) включают расходы денежных средств на основные полимерные материалы (Мо), вспомогательные материалы (Мв), комплектующие элементы и полуфабрикаты изделий (Мкип) /58/:
М = Мо + Мв + Мкип , (10.6)
где затраты на основные материалы (в том числе в виде отдельных компонентов ПМ) определяются с учетом их фактических норм расхода Нр, порядок расчета которых был рассмотрен в разделе 1.4. Тогда общая формула для расчета Мо приобретает вид:
К
Мо = Σ (Ктз · Нра · Цма – Во · Цо), (10.7)
а=1
где Нра – норма расхода основного материала (компоненты, полуфабриката) а-го вида, кг;
Цма и Цо – цены основных материалов и соответствующих материальных отходов, руб/кг;
Во – масса реализуемых отходов, кг; Ктз – коэффициент транспортно-заготовительных расходов, принимаемый в среднем равным 1,015; К – количество видов основных материалов, используемых при изготовлении изделия.
Затраты на вспомогательные материалы, нормирование которых рассмотрено в разделе 2.2.6.3.3, также рассчитываются по формуле (10.7). Однако при выполнении приблизительных (оценочных) расчетов допускается использование формулы /58/:
Мв = 0,05 Мо (10.8)
Затраты на закупку КИП - готовых комплектующих элементов (арматуры, вставок и т.п.) и полуфабрикатов (заготовок изделий) предлагается рассчитывать по формуле:
Р
Мкип = Σ Нрв · Цв · Ктз , (10.9)
в=1
где Нрв – норма расхода комплектующих и полуфабрикатов в-го вида, кг; Цв – цена КИП, руб/кг; Р – количество видов КИП, используемых для изготовления изделия.
Затраты на заработную плату производственным рабочим (З), занятым при реализации ТП, рассчитываются по формуле:
m
З = Σ Чсрi · tшк i · К1 · К2 · К3, (10.10)
i=1
где Чсрi – часовая тарифная ставка оператора i-той ТО, зависящая от разряда выполняемой работы, руб/ч; m – число ТО в составе разработанного ТП; К1-коэффициент, учитывающий форму организации труда ( многостаночное обслуживание, бригадный подряд и т.д.); К2 – коэффициент, учитывающий перевыполнение нормативного производственного задания; К3 – коэффициент, учитывающий различные надбавки к основной заработной плате (за вредные условия труда, за работу во внеурочное время, за разряд и др.).
Затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования (Эо) укрупнено определяют с одновременным учетом амортизационных отчислений (А) по формуле:
Эо = А + Омр + Э , (10.11)
где Омр – затраты на межремонтное обслуживание оборудования; Э – затраты на оплату электропотребления.
Расчет амортизационной составляющей (А) в долевом отношении от стоимости оборудования (Цоб) обусловлен планируемым сроком его эксплуатации, который условно можно принимать равным 5 годам. Тогда расчетная формула приобретает вид:
А = 0,2 Цоб / Nв , (10.12)
где Nв – количество продукции, производимой с применением данного оборудования, равное:
Nв = Фд · Кз / tм , (10.13)
где Фд – действительный годовой фонд рабочего времени единицы оборудования, равный 1750 ч, 3350 ч и 5025 ч при 1, 2 и 3-х-сменной работе соответственно /58/;
Кз – коэффициент загрузки оборудования, определяемый соотношением полезно используемой мощности к паспортному номиналу оборудования (Кн = 0,85 – 0,95);
tм – машинное время выполнения ТО (станкоемкость) в расчете на одну деталь, ч.
Расчет затрат на межремонтное обслуживание оборудования согласно /59/ можно осуществить по формуле:
Омр = (Рм Цм + РэЦэ) Нво Кп Кд Кс / Тсм Вч , (10.14)
где Рм, Рэ – ремонтная сложность соответственно механической и энергетической части используемого оборудования, определяемая в соответствии с системой технического обслуживания и ремонта технологического оборудования по переработке ПМ, определяемая в условных ремонтных единицах (р.е.) ;
Цм, Цэ – часовая тарифная ставка слесарей, занятых межремонтным обслуживанием соответственно механической и энергетической части оборудования, определяемая по среднеотраслевым данным, руб / ч ;
Нво–норма времени на обслуживание 1 ремонтной единицы в смену, определяемая в ч/р.е.
Кп – коэффициент, учитывающий электрические потери в сети; Кд – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату; Кс – коэффициент отчислений на соцстрах; Тсм – продолжительность 1 смены, составляющая 8 ч; Вч – среднечасовая производительность основного технологического оборудования в тыс. шт./ч, определяемая по формуле:
Вч = 3,6 Г / tц , (10.15)
где Г – гнездность формы, шт.; tц – время цикла изготовления изделия, сек.
Расчет электроэнергетической составляющей Э в составе Эо осуществляется по формуле:
Э = Кз · Кп · Nу · Cэ · tм , (10.16)
где Nу – установленная мощность электрооборудования, кВт; Сэ – стоимость 1 кВт · ч электроэнергии, руб.
Затраты на на оснастку (на примере пресс-форм) в расчете на 1000 шт. изделий предлагается /43/ определять по формуле:
И = Сп + Ср + Эи / Н · Г, (10.17)
где Сп, Ср – стоимости первоначальная и текущих ремонтов пресс-формы соответственно;
Эи – стоимость электроэнергии, расходуемой электронагревателями (ТЭНами) согласно расчету по формуле (10.16); Н – норма стойкости (ресурс) пресс-формы, тыс.шт. изделий.
При сопоставлении расчетных величин составляющих технологической себестоимости Ст их долевое распределение должно соответствовать среднестатистическим данным, графически изображенным на рис. 2. 21, из которого следует, что средняя доля затрат на основные полимерные материалы превышает 0,55 Ст и может значительно превосходить эту величину. В меньшей мере это характерно для производства изделий прессованием, литьем под давлением, выдувного и вакуумного формования, в большей – для экструзионного формования пленок, листов, труб и т.п /56/.
Рис. 2.21. Примерное соотношение составляющих технологической себестоимости изделий из ПМ:
1 – основные ПМ; 2 – вспомогательные материалы; 3 – эксплуатация и обслуживание оборудования; 4 – эксплуатация и ремонт оснастки; 5 – заработная плата основных производственных рабочих.
Исходя из важной роли материальной составляющей Ст, в перечне технико-экономических показателей ТП предусматривают дополнительный показатель, характеризующий эффективность технологического применения основного ПМ – коэффициент использования материала (Ким):
Ким = mд / Нр , (10.18)
где mд – масса ПМ в составе готового изделия; Нр – норма расхода ПМ при изготовлении данного изделия, равная произведению Кр · mд (см. п. 1.4.4).
Следовательно, Ким можно выразить непосредственно через величину расходного коэффициента Кр:
Ким = 1 / Кр , (10.19)
Учитывая, что в зависимости от вида ПМ и способа его переработки в изделие Кр колеблется в диапазоне от 1,020 до 1,150 (см. табл. 1.25), соответствующие значения Ким = 0,98 – 0,86, то есть средняя величина Ким = 0,92. Превышение этого показателя предопределяет возможность дальнейшего снижения технологической себестоимости Ст.
Среди других дополнительных показателей проектируемых ТП нередко рекомендуются /60/ к применению: К
* Доля ручного труда: Др = Σ tшкрi · 100 / Ти , % (10.20)
i=1
где tшкрi - штучно-калькуляционное время i – той ТО, выполняемой вручную;
К – число ручных ТО в составе ТП.
М
* Уровень механизации ТП: Дм = Σ tшкмi · 100 / Ти , % (10.21)
i=1
где tшкмi – штучно-калькуляционное время м- той механизированной ТО;
М – число механизированных ТО в составе ТП.
Н
* Уровень автоматизации ТП: Да = Σ tшкнi · 100 / Ти , % (10.22)
i=1
где tшкнi – штучно-калькуляционное время н-той автоматизированной ТО;
Н – число автоматизированных ТО в составе ТП.
