книги / Организация и планирование машиностроительного производства

Принцип автоматичности является одним из важнейших в деле по­ вышения эффективности производства, его интенсификации. Общий уровень автоматизации процессов производства определяется долей ра­ бот в основном, вспомогательном и обслуживающем производствах, вы­ полняемых автоматизированным или автоматическим способом, в общем объеме работ предприятия. Уровень автоматизации определяется коэф­ фициентом

ta / ^общ)

где t*— трудоемкость работ, выполняемых автоматическим или автома­ тизированным способом; to6m— обшая трудоемкость работ на предпри­ ятии за определенный период.

Коэффициент может рассчитываться как суммарно по всему пред­ приятию, так и по каждому подразделению отдельно.

Принцип гибкости обеспечивает эффективную организацию работ, дает возможность мобильно перейти на выпуск другой продукции, входя­ щей в производственную программу предприятия, или на выпуск новой продукции при освоении ее производства. Он обеспечивает сокращение времени и затрат на переналадку оборудования при выпуске деталей и из­ делий широкой номенклатуры. Наибольшее развитие этот принцип полу­ чает в условиях высокоорганизованного производства, где используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, переналаживаемые автоматиче­ ские средства контроля, складирования, перемещения объектов произ­ водства.

Приступая к проектированию производственного процесса или про­ изводственной системы, следует исходить из рационального использова­ ния изложенных выше принципов. Решения должны быть обоснованы расчетом сравнительной экономической эффективности возможных ва­ риантов.

2.1.2. Технико-экономическая характеристика типов производства

Организация производственных процессов, выбор методов подготовки, планирования и контроля производства во многом определя­ ются типом производства на машиностроительном предприятии.

Тип производства — это классификационная категория производст­ ва, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, ста­ бильности и объема выпуска продукции. Различаются три основных типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не

предусматривается. В серийном производстве изделия изготовляются периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления опера­ ций (кзо) реалтаюп мелкосерийное, среднесерийное (серийное) и крупно­ серийное производство. Для мелкосерийного производства характерны значения кзо = 21 -5- 40, для среднесерийного — 11 + 20, а для крупносе­ рийного — 2-5-10.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного вре­ мени. На большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повто­ ряющаяся операция (к30 =1).

К самостоятельному типу относится опытное производство. Его цель — производство образцов, партий или серий изделий для проведения исследовательских работ, испытаний, доводки конструкции и на основе этого — разработка конструкторской и технологической документации для промышленного производства. Изделия опытного производства не яв­ ляются товарной продукцией и обычно не поступают в эксплуатацию.

В машиностроении практически нет предприятий с однородными по типу производственными процессами. В одном цехе или в разных цехах одного предприятия встречаются и единичные, и серийные, и массовые производства. Тип производства определяется преобладающим типом производственных процессов. Сравнительная технико-экономическая характеристика типов производства представлена в табл. 2.1.

Тип производства решающим образом влияет на эффективность ис­ пользования ресурсов предприятия. Массовое производство позволяет выбирать прогрессивные исходные материалы и заготовки, высокопроиз­ водительное оборудование и оснастку, наиболее прогрессивные формы организации производственных процессов, лучше использовать трудо­ вые ресурсы. Этим определяется и сравнительно более низкая себестои­ мость выпускаемой продукции на предприятии массового производства.

Использование групповых методов обработки, автоматизация произ­ водственных процессов дают возможность применять организационные формы массового производства в серийном, а иногда даже и в мелкосе­ рийном производствах. Организационно-технический уровень серийных производственных процессов повышают гибкие производственные сис­ темы.

ГЛАВА 2.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

ПРОЦЕССА ВО ВРЕМЕНИ И В ПРОСТРАНСТВЕ

2.2.1. Структура производственного цикла

Производственным циклом Тц называется интервал кален­ дарного времени от начала до конца технологического процесса незави­ симо от числа одновременно изготавливаемых деталей или изделий. Вре­ мя выполнения технологических операций в производственном цикле со­ ставляет технологический цикл Тт. Время выполнения одной операции, в течение которого изготавливается одна партия одинаковых или несколь­ ко различных деталей, называется операционным циклом Топ.

Производственный цикл простого процесса начинается с запуска в производство заготовки или исходного материала и заканчивается выпус­ ком готовой детали с последней операции.

Рис. 2.2. Структура производственного цикла

Производственный цикл сложного процесса — совокупность про­ стых процессов. Часто он начинается с запуска в производство первой за­ готовки и заканчивается выпуском готового изделия или сборочной еди­ ницы. Производственный цикл включает циклы выполнения технологи­ ческих Тт, контрольных Т*, транспортных и складских Ток операций, естественных процессов Те и время перерывов Тпер:

Тц- f(TT, Тк, Ттр, Тек, Те, ТПер).

Структура производственного цикла представлена на рис. 2.2. При организации производственного процесса учитываются регла­

ментированные перерывы, возникающие внутри рабочих смен и между ними. Внутрисменные перерывы возникают при обработке деталей пар­ тиями из-за их пролеживания в ожидании обработки всей партии перед ее транспортировкой на следующую операцию (п е р е р ы в ы п а р т и ­ о н н о с mu')-, при несогласованности времени окончания одной и нача­ ла другой операции, выполняемых на одном рабочем месте, из-за чего де­ тали или партии деталей пролеживают в ожидании освобождения рабоче­ го места (п е р е р ы в ы о ж и д а н и я ) .

Междусменные перерывы вызываются принятым на предприятии ре­ жимом работы, который предопределяет количество рабочих дней в году Fp-д.число рабочих смен в сутки f, продолжительность смены ТемЕсли за­ траты времени на транспортировку деталей и сборочных единиц между рабочими местами, на складские операции, а иногда и на контрольные операции не нормируются в технологических картах или другой техноло­ гической документации, то они включаются во время межоп^рационных перерывов. Это довольно часто делается в условиях неавтоматизирован­ ного производства.

Производственный цикл является важным показателем эффективно­ сти производства. Он широко используется для разработки календарных планов цехов, участков, линий, рабочих мест. По нормативной величине производственного цикла устанавливается норматив незавершенного производства, т.е. количество продукции, находящейся на всех стадиях процесса производства.

2.2.2. Расчет и анализ производственного цикла простого процесса

Если технологический процесс построен по принципу диф­ ференциации операций, то каждая операция выполняется на соответст­ вующем ей рабочем месте, между которыми осуществляется транспорти­ ровка предметов труда. Тогда технологический цикл обработки одного предмета труда

Тт = 4 л ,

И

где tj — норма времени на i-ю операцию; m — число операций в техноло­ гическом процессе.

При изготовлении партии одинаковых предметов труда может ис­ пользоваться один из видов движения предметов труда по операциям: по­ следовательный, параллельно-последовательный и параллельный.

Сущность последовательного вида движения (рис. 2.3) заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после оконча­ ния изготовления всей партии предметов труда на предыдущей операции. При этом технологический цикл изготовления партии п на ш операциях

Если на одной или нескольких операциях работа производится одно­ временно на нескольких рабочих местах с» то

Т*.> = nZ V ci-

и

Чтобы сократить технологический цикл, применяют параллельно-по­ следовательный вид движения. Сущность его состоит в том, что вся обра­ батываемая (или собираемая) партия делится на транспортные партии по а,, штук в каждой. Транспортная партия обрабатывается или собирается на каждой операции без перерывов. Ее можно передавать на следующую операцию, не ожидая окончания работы по другим транспортным парти-

Рис. 2.3. Технологический цикл при последовательном виде движения предметов труда по операциям

Рис. 2.4. Варианты (а, 6) технологических циклов при параллельно-последова­ тельном движении предметов труда по операциям

ям. При этом должно соблюдаться условие непрерывной работы на каж­ дой операции при изготовлении всей партии.

При организации параллельно-последовательного движения возмож­ ны два варианта совмещения операций: а) при операционном цикле пред­ шествующей операции, меньшем, чем у последующей; б) при операцион­ ном цикле предшествующей операции, большем, чем у последующей (рис. 2.4). В первом случае максимальное совмещение операций можно получить, передавая первую транспортную партию на последующую операцию сразу же после окончания работы над ней на предыдущей. Все

Рис. 2.5. Технологический цикл при параллельно-последовательном виде движения предметов труда по операциям

последующие транспортные партии будут пролеживать между этими операциями, ожидая освобождения рабочего места (i +1), при этом обес­ печивается непрерывная работа на всех рабочих местах. Во втором слу­ чае для обеспечения непрерывной работы на последующей операции (i +1) необходимо ориентироваться на последнюю транспортную пар­ тию, определяя возможное время работы над ней на этой (i +1) операции. Чтобы обеспечить непрерывную загрузку рабочих мест операции (i +1), к этому времени следует закончить работу над всеми предшествующими транспортными партиями, осуществляя ее без перерывов.

В каждом из вариантов по сравнению с последовательным видом дви­ жения достигается сокращение технологического цикла на величину т за счет частичного параллельного выполнения работ на смежных операци­ ях. Эта экономия может быть рассчитана по наиболее короткой из двух смежных операций;

т (n nTXt / с)КОр .

На рис. 2.5 показан пример построения технологического цикла при параллельно-последовательном движении партий предметов труда по

Еще большее сокращение технологического цикла можно получить при использовании параллельного вида движения партий предметов тру-

Рис. 2.6. Технологический цикл при параллельном виде движения предметов труда по операциям

да по операциям, сущность которого заключается в том, что с операции на операцию предметы труда передаются транспортными партиями, при этом по каждой партии ведется работа на всех операциях технологиче­ ского процесса без перерывов, т.е. без пролеживания (рис. 2.6).

Правила построения такого цикла могут быть сформулированы сле­ дующим образом: строится технологический цикл по первой транспорт­ ной партии на всех операциях без пролеживания между ними; на опера­ ции с самым продолжительным операционным циклом строится цикл проведения работ по всей партии без перерывов; для всех транспортных партий, кроме первой, достраиваются операционные циклы на всех опе­ рациях, за исключением самой продолжительной. Технологический цикл при параллельном виде движения рассчитывается по формуле

Tt(MP)= (n -n TXt/c)MX+nt£ (t,/c ,) .

и

Из графика следует, что в общем случае на всех операциях, кроме операции, максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами. Только для синхронного процесса, в котором длительно­ сти операций равны или кратны, т. е. tj / Ci = t2/ с г... = tm / Cm = const, ра­ бота на всех операциях будет вестись без перерывов. Такое движение предметов труда по операциям называется поточным, а отношение tj / с* = г — тактом потока.

Производственный цикл включает технологический цикл, а также время естественных процессов и перерывов, неперекрываемых техноло-

гическим циклом. Для обработки партии однородных предметов труда при различных видах движения производственный цикл в календарных днях

' ^ “ D/CeOkT^nXdi/c^ + mT,. + Т.

где k — коэффициент для перевода рабочих дней в календарные (к » 260/365 » 0,7); Тсм — длительность смены, ч; f — число рабочих смен, сут.

Сравнительный анализ эффективности видов движения партий пред­ метов труда по операциям позволяет выявить преимущества и недостатки каждого из них и установить условия их рационального применения.

Наиболее длительными технологический и производственный циклы получаются при последовательном виде движения. В этом случае про­ должительность цикла прямо пропорциональна величине партии п и нор­ мам времени t. С учетом этого последовательный вид движения рацио­ нально применять при небольших партиях и непродолжительных опера­ циях. Как правило, наименьшая длительность цикла — при параллель­ ном виде движения, но при этом возможны перерывы в работе на рабочих местах, которые снижают эффективность такой организации цикла.

Расходы на транспортировку при параллельно-последовательном и параллельном видах движения больше, чем при последовательном, за счет увеличения числа транспортных партий (при последовательном виде величина транспортной партии равна обрабатываемой). Следова­ тельно, чтобы сократить транспортные расходы, параллельный и парал­ лельно-последовательный виды движения предметов труда более целесо­ образно использовать в случаях, когда рабочие места расположены по ходу операций технологического процесса, т.е. при предметном принци­ пе организации участков, цехов (см. п. 2.2.5).

При организации участков и цехов по технологическому принципу часто более эффективным оказывается использование последовательно­ го вида движения партий деталей по операциям. Во многих случаях виды движения комбинируются, т.е. на малотрудоемких операциях применяют

последовательный вид, а на трудоемких — более совершенные, особенно если партии достаточно велики.

Таким образом, последовательный вид движения партий предметов труда предпочтительнее использовать в единичном и мелкосерийном производствах при технологическом принципе создания цехов и участ­ ков; параллельно-последовательный и параллельный — в серийном и массовом производствах, а также в единичном и мелкосерийном в усло­ виях ГАП.

2.2.3. Расчет и анализ производственного цикла сложного процесса

В условиях машиностроительного производства наиболее характерным примером сложного производственного процесса может служить процесс создания машины. Он включает изготовление всех дета­ лей, сборку всех сборочных единиц (узлов, агрегатов, механизмов), сбор­ ку, отладку и контроль готового изделия. В сложном производственном процессе могут использоваться виды движения предметов труда по опе­ рациям: последовательное, параллельно-последовательное или парал­ лельное. Для условий единичного производства в едином цикле, как пра­ вило, объединяются процессы изготовления и сборки, а также проектиро­ вания изделия и подготовки его производства.

Сложный производственный процесс может включать большое коли­ чество операций, простых процессов, поэтому определение и оптимиза­ ция производственного цикла сложного процесса требует не только боль­ ших затрат времени, но и нередко использования ЭВМ. Построение сложного производственного процесса во времени проводится, чтобы оп­ ределить производственный цикл, координировать отдельные простые процессы, получить исходную информацию для планирования производ­ ства, в частности для определения календарного времени опережения за­ пуска в производство по отношению к сроку выпуска.

Структура производственного цикла сложного процесса определяет­ ся составом операций и связями между ними. Состав операций зависит от номенклатуры деталей, сборочных единиц и технологических процессов изготовления и сборки. Взаимная связь операций и процессов обусловли­ вается схемой сборки изделия и производственными условиями. Схема сборки изделия в виде веерной диаграммы представлена на рис. 2.7. На ее основе производственный цикл сложного процесса может быть изобра­ жен в виде ленточного (циклового) или сетевого графиков (гл. 1.8). На рис. 2.8, а представлен цикловой график, построенный для условий, когда изготовление деталей и сборка не лимитируются составом оборудования