Организация производства

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Продукция сварочных цехов. Среди конструкций неразъемных соединений в машиностроении преобладают сварные и паяные соединения узлов и подузлов (сборочных единиц), из которых собирают изделия: машины, механизмы, приборы и т. п. товарную продукцию, составляющую валовый выпуск завода. Упрощая понятие «изделие», будем в дальнейшем называть этим словом сварные узлы, выпускаемые сварочным цехом, линией и сборочно-сварочным станком или машиной и являющиеся только полуфабрикатом. Сварной узел-изделие может состоять из несколь­ких входящих в него подузлов. первого, второго n-го порядка. Виды сварочных цехов. Объем сварочных работ, выполняемых в изделиях различного типа, число работающих, а также производственная площадь определяют организационный признак подразделений сварочного производства: сборочно-сварочный цех; сборочно-сварочное отделение; сборочно-сварочный участок. Основные характеристики сварочных цехов приведены в табл. 1. Сварочные цеха классифицируют: 1. по серийности — цеха массового и крупно- серийного, серийного, мелкосерийного единичного производства (табл. 2); 2. по предметному принципу — например цех сборки-сварки кузовов, цех сварки узлов шасси, цех сварки котлов, цистерн цех сварки вагонных тележек, рамный, каркасный и т. п.; 3. по технологическому принципу — заготовительный цех, цех узловой сборки, цех общей сборки. Состав цехов. Отнести сварочное производство к тому или иному организационно подразделению можно по 1. объемам сварочных и сопутствующих работ, 2. по количеству работающих 3. по размеру занимаемой производственной площади (см. табл. 1). 1. Основные характеристики цехов и отделений, выпускающих штампованно-сварные конструкции (крупносерийное и массовое производство) Показатель Цех Отделение Участок Годовой выпуск, тыс. т Производственная площадь, тыс. м2 Число работающих 30—150 2,5—25 200—1500 2,5—30 0,5-5,0 20—200 < 2,5 < 0,5 < 20 2. Характеристика заданной программы годового выпуска сварочной продукции для определения типа проектируемого производства Масса одного комплекта сварных узлов, кг Годовой выпуск по производствам Единичное, мелкосерийное (не более) Серийное Крупносерийное Массовое (свыше) тыс. т тыс. шт. тыс. т тыс. шт. тыс. т тыс. шт. тыс. т Тыс. шт До 25 25—100 100 — 500 500—1 000 1 000—5 000 5 000 — 25 000 25 000—100 000 Более 100 000 До 0,125 0,2 0,25 0,30 1,0 2,5 5,0 1.0 До 5 2 — 8 0,5 — 2,5 0,3—0,6 0,2—1,0 0,1—0,5 0,05—0,2 До 0,01 0,125—5 0,20—10 0,25—15 0,30—5 1,0—17,5 2,5—50 5—100 Более 1,0 5—200 2—100 0,5—150 0,3—10 0,2—17,5 0,1 — 10.0 0,05 — 4,0 Св. 0,01 5—10 10—20 15—35 5 — 50 17,5—125 50—250 100—250 200—400 100—800 30—350 5—100 3.5—125 2—25 1 — 10 10 20 35 50 125 250 250 400 200 70 50 25 10 2,5 При очень больших объемах сварочных работ, например в производстве изделий тяжелого машиностроения с единичным и мелкосерийным производством, сборочно-сварочный цех может быть выделен в самостоятельный корпус и даже в группу корпусов: основного производственного назначения — 1. Заготовительные цеха для раскроя, правки, очистки и т. п. обработки листового проката; 2. обрабатывающие цеха для изготовления деталей под сборку и сварку методом штамповки, вальцовки, механической обработки кромок и комплектации деталей; 3. цеха сборки-сварки для изготовления подузлов изделия различными методами сварки с последующей обработкой швов и правкой сварных конструкций; 4. термические цеха (отделения) для снятия внутренних напряжений в сварных узлах, а также для термообработки отдельных деталей; 5. отделочные цеха для окраски и гальванической обработки сварных узлов; 6. цеха общей сборки, испытаний и сдачи (маркировки, упаковки) изделий в целом; вспомогательные службы и склады — 1. склады металла, деталей, полуфабрикатов, комплектующих и покупных узлов готовой продукции; 2. кладовые приспособлений, контрольно-измерительной оснастки (приборов, приспособлений, инструментов), инструментально-раздаточная, вспомогательных материалов; 3. ремонтно-инструментальный цех по изготовлению нестандартизированного оборудования, средств механи­зации и автоматизации, инструментов, приспособлений и капитального ремонта оборудования; 4. службы — механика, энергетика, наладки, ремонта приспособлений, осуществляющие текущий ремонт, обслуживание и наладку сварочного и иного оборудования цеха; обслуживающие и бытовые подразделения — 1. сектор технического контроля 2. мастерская для настройки и наладки контрольно-измерительной оснастки; 3. диспетчерская, транспортная служба, хозяйственная служба, бытовые и конторские помещения. В зависимости от типа производства сварочные цеха могут формироваться следующим образом: 1. при единичном и мелкосерийном производстве — главным образом по технологическому принципу: отделение (участок)контактной, дуговой сварки, отделение пайки и т. п., где сваривают узлы разнообразной номенклатуры: 2. при массовом и крупносерийном производстве — по предметно - замкнутому принципу с общим производственным потоком, характерным для предметно – замкнутых цехов, предусматривающим в одном потоке последовательное выполнение разнохарактерных технологических операций (в том числе и сварочных). При этом широко используются поточные механизированные и автоматические линии. 3. Сварочные участки или цеха могут быть организованы и в блоках механосборочных цехов, когда отдельные изделия перед механической обработкой и поступлением на узловую или общую сборку приобретают предварительное формообразование и требуемые физические свойства путем большого объема сварки, наплавки ,пайки и т.д. В таких цехах формируют отделения (участки) сварки «разных узлов», узловой сборки-сварки крупных подузлов, общей сборки-сварки узлов-изделий; 4. при серийном производстве — по смешанному принципу: помимо отделений или участков, организованных по технологическому принципу для производства отдельных крупносерийных представителей применяют предметный принцип с групповой поточной организацией труда. Производственная программа Производственная программа определяет годовой выпуск изделий в штуках или тоннах (реже — в денежном выражении). По степени точности и определенности программы делят на условную, приведенную и точную (детальную). Условная программа применяется для проектирования сварочных цехов с единичным и мелкосерийным производством, когда нет определенной характеристики свариваемых изделий, а их номенклатура условна. Приведенная программа применяется с целью уменьшения объема, стоимости и сроков проектирования сварочного цеха с мелкосерийным и серийным производством. Точная программа задается для крупносерийного и массового производства. Выбор представителя и расчет коэффициентов приведения. Для выбора представителя необходимы следующие условия: 1. на представителя данной группы должна быть представлена вся необходимая документация (чертежи, технические условия, спецификация); 2. представитель должен иметь все основные технологические и конструктивные черты данной группы изделий; 3. по массе представитель не должен отличаться вдвое от наиболее легкого или тяжелого изделия группы, т. е.. 4. представитель должен иметь наибольший удельный вес в заданной программе Для определения числа изделий по приведенной программе при сохранении заданного годового выпуска в тоннах применяют коэффициент приведения по массе где Gi — массы остальных изделий; G0 — масса представителя. При этом годовой выпуск представителя в штуках (комплектах), приведенный по массе к заданной программе, составит NB=Ni ∙kB где NB — приведенная по весу годовая программа выпуска представителя, шт; Ni — заданная программа остальных изделий группы шт. Для представителя kB = 1. Для расчетов по проекту при технико-экономических сопоставлениях и для укрупненных расчетов, помимо приведения программы по массе, ее корректируют по трудоемкости С этой целью рассчитывают коэффициент приведения по трудоемкости где k1 — коэффициент влияния различия изделий по массе: k2 — коэффициент относительного изменения трудоемкости в зависимости от различия в программах выпуска изделий. Его определяют по кривой логарифмического графика . (рис. 1): по оси абсцисс отсчитывают значение отношения N0 : Ni (где N0 — программа представителя, для которого трудоемкость Рис. 1. Зависимость коэффициента к., изменения трудоемкости от различия в программах выпуска известна); затем проводят вверх ординату до пересечения с кривой, и горизонталь, проведенная влево, покажет значение k2 на оси ординат; k3 — коэффициент сложности изделий: где n0 — число деталей (сложность) представителя; ni — число деталей в сварном узле остальных изделий группы. Подставляя полученные значения в формулу (4), получаем общий коэффициент приведения программы по трудоемкости. Такт, ритм и темп производства. Такт выпуска — отрезок времени, отделяющий выпуск следующих в потоке друг за другом изделий (независимо от количества параллельных линий одного потока); или для непрерывно-поточных линий где ФД — действительный годовой фонд времени оборудования или рабочих мест (в часах, минутах или секундах); П — годовая программа выпуска, шт.; η= 0,7 ÷ 0,8 — коэффициент использования действительного, годового фонда времени линии из-за случайных неисправностей оборудования. Ритм потока. Ритм — это отрезок времени между последовательными передачами транспортных партий одинаковых изделий с одного рабочего места на другое или комплектных групп одинаковых подузлов, подаваемых с линий их изготовления на линию общей сборки-сварки узлов-изделий, выпускаемых поштучно с определенным тактом. Ритм потока r может быть больше или меньше такта τ в зависимости от величины транспортной партии п и группы одинаковых деталей или подузлов т, подаваемы[ комплектно на общую сборку-сварку: при поштучной передаче (п = 1) ритм численно равен такту r = τ; при межоперационных передачах свариваемых узлов партиями ритм потока больше такта в п раз (r > τ): в случае подачи на линию общей сборки транспортными партиями n по m одинаковых групп узлов в партии: при m >1 при n = 1 В последнем случае r<τ при поштучной подаче подузлов, входящих в узел-изделие с числом групп узлов т> 1. Темп производства характеризует величину выпуска в единицу времени, т. е. производительность поточного производства. Его величина является обратной такту (шт/ед. врем.): Сборочно-сварочные линии. Стационарные непрерывно-поточные линии применяют при мелкосерийном производстве громоздких и очень тяжелых сварных узлов, транспортировка которых нецелесообразна (например, сварные станины кузнечно-прессового оборудования, крупных металлорежущих станков и т. п.). В таких линиях в требуемом ритме поочередно от изделия к изделию переходят бригады сборщиков, сварщиков, отделочников и рабочих других специальнсстей, т. е. к неподвижным изделиям доставляют бригады рабочих вместе. с передвижным оборудованием и механизированным инструментом, а не наоборот. Расчет основных параметров стационарной поточной линии мы будем рассматривать отдельно см. в работе [5] стр. 366—367, Механизированная сборочно-сварочная линия — это поточная линия, на которой на рабочих местах, расположенных в порядке последовательности технологического процесса, рабочие сваривают изделиях с помощью механизированного инструмента, оборудования и оснастки. Транспортировка изделий осуществляется универсальным или малоспециализированным транспортом. Комплексная механизированная линия — это поточная линия, на которой рабочие в порядке последовательности технологического процесса, помимо сборки и сварки, выполняют различные по физической сущности операции с помощью механизированного инструмента, оборудования и оснастки (операций, выполняемых на линии, относятся: гибка, запрессовка, клепка, зачистка швов и кромок, правка, механическая обработка, контрольные операции и испытания, упаковка и т. п). В таких линиях, кроме универсального, используют и специализированный транспорт. Автоматические и полуавтоматические линии. Полуавтоматической сборочно-сварочной линией называют непрерывно поточную механизированную линию со специализированным транспортом и оснасткой, на которой рабочие собирают и, с помощью полуавтоматов и автоматов, сваривают изделия в заданном ритме. Автоматической сборочно-сварочной линией называют систему сборочных и сварочных машин-автоматов, объединенных специальным транспортом . и загрузочными устройствами и осуществляющих автоматически все основные и вспомогательные операции по сборке и сварке изделий. В настоящее время автоматизация сборки пространственно сложных и крупных сварных узлов затруднена и экономически не всегда оправдана. Поэтому к категории автоматических относят и полуавтоматические линии, в которых при полной автоматизации всех основных и вспомогательных операций в каждом цикле линии ориентирование частей изделия относительно фиксаторов сборочных или загрузочных приспособлений машин-автоматов осуществляется рабочими. К числу автоматических можно отнести, например, линию сборки — сварки пола кабины грузового автомобиля Производительность линии 60 изделий в час. Общее число сварных точек 250. Комплексно-автоматизированной линией называют автоматическую линию, в которой сварке отводится лишь часть позиций, а на остальных позициях автоматически выполняются разнородные по физической сущности операции. Комплексно-автоматизированное производство (участок, цех) предусматривает полную автоматизацию всего цикла изготовления изделий, начиная от заготовительных операций (или от подачи со склада) и кончая окраской, упаковкой и отправкой потребителю. Конвейерные поточные линии. В практике сварочного производства применяют два типа конвейерных поточных линий: с распределительными конвейерами; с рабочими конвейерами. Первые служат для распределения с заданным ритмом свариваемых и обрабатывае­мых узлов по рабочим местам, расположенным рядом с конвейером. Вторые — движущиеся непрерывно или пульсирующие — представляют собой замкнутую цепь или жесткий круг перемещающихся вместе с конвейером рабочих мест. Расчет параметров линии см. в работе [5] стр. 364—366. Различные типовые схемы поточных линий и их подробная классификация приведены на стр. 298—304. Снабжение сварочных цехов основными материалами. Для изготовления сварных узлов детали получают со склада заготовительного или заготовительно-прессового цеха. Часть деталей может поступать из кузнечного, сталелитейного и механического цехов. Детали на сварку подаются очищенными от жиров и загрязнений. Для снабжения основными материалами серийного производства первостепенное значение имеет четко организованное складское хозяйство и транспорт (см. стр. 319—322). Сварочную проволоку перед подачей на сварку перематывают в кассеты, одновременно очищая ее от ржавчины, если она не имеет медного покрытия. Изготовление нестандартизированного оборудования, инструмента и оснастки. В составе крупного сборочно-сварочного, корпуса (чаще в составе завода) предусматривают ремонтно-инструментальный цех, предназначенный для изготовления специализированного сварочного инструмента, приспособлений и нестандартизированного сварочного оборудования и средств механизации и автоматизации сварочного производства. Ремонт оборудования и оснастки. Капитальный ремонт сварочного и механического оборудования производят в общезаводском (общекорпусном) ремонтном цехе. Малый, средний ремонт, а также межремонтное обслуживание и наладку оборудования осуществляют цеховой службой механика, энергетика и наладки. Управление производством. Подготовка производства, техническое и административное руководство, планирование и учет современными сварочными цехами осуществляется с помощью общезаводской автоматической системы управления производством (АСУП), оснащенной электронно-вычислительными машинами (ЭВМ). Средства связи и сигнализации предусматривают в техническом задании, составляемом. Исходные данные для проектирования новых цехов: 1. чертежи сварных узлов и всех входящих подузлов и деталей; 2. технические условия на узлы-изделия; 3. программа цеха; 4. отчеты по выполненным научно-исследовательским работам, связанным с созданием новых технологи­ческих процессов и оборудования; 5. основные указания главного инженера проекта; 6. режим работы и фонды времени. Для проекта реконструкции или расширения существующего сварочного цеха дополнительно к упомянутым исходным данным предоставляют: ведомость имеющегося сварочного и иного оборудования; технологический процесс (существующий) с нормами времени; технико-экономические показатели за последний год работы; план расположения оборудования цеха; чертежи существующего здания. Режим работы для сварочных цехов определен в две смены по 8,2 ч (или 41 ч в неделю). Для термических отделений или участков с печной пайкой применяют трехсменный режим работы. Действительный годовой фонд времени простого стандартного сварочного оборудования (дуговых сварочных аппаратов, контактных машин и т. п.) установлен равным 3935 ч, для рабочих мест без оборудования 4140 ч (равен номинальному). Для много-электродных сварочных машин и автоматических линий 3725 ч. Термические агрегаты и печи пайки имеют действительный фонд 5840 ч. Действительный годовой фонд времени рабочего-сварщика равен 1820 ч, остальных рабочих — 1860 ч. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС Технология сборки-сварки изделия в техническом проекте документально оформляется в виде ведомости маршрутного технологического процесса (форма 1) или в виде технологических карт, когда необходима подробная проработка технологического процесса (для массового производства). Вариант технологического процесса и оборудование выбирают из условия наивысшей экономической эффективности от их применения с тем, чтобы технико-экономические показатели цеха к моменту ввода его в строй были более высокими по сравнению с действующими аналогами. Нормирование технологического процесса. Нормы штучного времени для цехов с крупносерийным и массовым производством следует принимать по нормам производительности оборудования на сборочно-сварочных работах. Для единичного и мелкосерийного производства нормы времени на выполнение сварки 1 м шва и других единиц работы следует брать по общемашиностроительным нормативам центрального бюро промышленных нормативов по труду при НИИ труда. Определение трудоемкости работ. Трудоемкость операции Т, выполняемой одним человеком, равна норме штучного времени или продолжительности операции (tnp), измеряемой в человеко-минутах, или человеко-часах. Продолжительность операции может быть сокращеиа,_если размеры изделии позволяют вести работу одновременно нескольким рабочим, т. е. бригаде. Тогда соответственно плотность бригады уменьшает tпр: где 1,1—коэффициент неудобства работы из-за плотности бригады; пр — максималь­ная плотность бригады (или плотность работ), определяется по формуле где Lф max — максимальный фронт работы, м, равный периметру изделия; lmin — минимальный удельный фронт работы, в м/чел. Рекомендуемая плотность бригад приведена в табл. 3 для узлов различных габаритных размеров и массы в крупносерийном и массовом производстве. Для мелкосерийного и серийного производства плотность бригад в зависимости от вида работ и размеров сварных узлов может быть принята по табл. 4. Трудоемкость одного изделия — есть суммарная продолжительность всех операций по изготовлению одного изделия с учетом плотности бригад по каждой операции. В крупносерийном и массовом производстве потери времени на подналадку сварочного оборудования учитываются в годовой трудоемкости процентом от времени фактической загрузки оборудования в течение года. При серийном производстве большой номенклатуры изделий за сварочным оборудованием закрепляют до 10 различных узлов. В этом случае увеличение трудоемкости учитывается процентом не от фактической загрузки, а от действительного годового фонда времени оборудования. Нормы потерь времени на подналадку и на переналадку сварочного оборудования в крупносерийном и массовом производстве приведены в табл. 5. Время на подналадку включает в себя заправку и смену электродов контактных машин, очистку от грата (брызг) мундштуков дуговых и газовых сварочных машин и аппаратов, смену электродной проволоки, периодическую проверку качества сварки и корректировку режимов сварки с целью компенсации факторов (возмущений), отрицательно влияющих на качество соединений. Время на переналадку включает в себя потери времени на смену приспособлений и оснастки (электрододержателей, сварочных горелок, пистолетов), установку новых режимов и опробование оборудования на контрольных образцах, проверку качества соединений перед запуском партии узлов. В единичном и мелкосерийном производстве время на переналадку и подналадку сварочного оборудования включено в подготовительно-заключительное время (tпз) и во время обслуживания рабочего места (tобс)